Contribution A La Modelisation De Robots A Cables Pour Leur Commande Et Leur Conception

Author : Thibaut Paty
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ISBN 13 :
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Download or read book Sensibilité des robots parallèles à câbles aux incertitudes des paramètres géométriques des poulies et mécaniques des câbles written by Thibaut Paty and published by . This book was released on 2021 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse s'intéresse à la modélisation et à l'étude de sensibilité des Robots Parallèles à Câbles (RPC) vis-à-vis des paramètres géométriques et mécaniques. Ce système robotique présente de nombreux avantages dans son utilisation. Cependant, sa conception et sa commande demeurent des problématiques fortes. Ces travaux étudient l'influence sur la précision des RPC des paramètres géométriques introduits par la présence des poulies, mais aussi des phénomènes mécaniques liés à l'utilisation des câbles dans la chaîne d'actionnement. L'objectif principal est d'obtenir une conception préliminaire de RPC optimale, dans le but de simplifier les schémas de commandes tout en augmentant leur précision. Un état de l'art est réalisé au chapitre 1, mettant en lumière les verrous scientifiques persistants dans le domaine des RPC. Il en ressort que leur précision reste une source d'amélioration importante. Une des causes de ce manque de précision est la non prise en compte dans les modèles standards des poulies et de la longueur de câble entre ces dernières et les enrouleurs, appelée longueur morte. De plus, l'absence d'étude de l'influence des paramètres géométriques des poulies sur la pose de la Plate-forme Mobile (PM) ainsi que des phénomènes mécaniques inhérents au câble, tel que l'hystérésis, a pu être constatée. Le chapitre 2 présente le développement de modèles, dits étendus, pour tous types de RPC. Ces modèles prennent en compte les poulies, la longueur morte ainsi que l'élasticité uni-directionelle du câble et son fléchissement. Dans les chapitres suivants, les analyses portent sur des RPC suspendus à 3 degrés de liberté ayant un point masse comme PM. Le chapitre 3 s'intéresse dans un premier temps à la conception d'une nouvelle architecture de poulie sur la base d'un joint de cardan. Cette poulie innovante, jamais observée chez les industriels, a été conçue dans l'objectif de réduire ses contraintes mécaniques et les effets de sa géométrie sur l'erreur de pose de la PM. Dans un second temps, l'influence des paramètres géométriques des poulies sur la précision des RPC est étudiée. Cela révèle qu'au regard des effets de ces paramètres il est nécessaire de prendre en compte l'ensemble des dimensions des poulies dans la résolution des modèles inverses. De plus, une bonne sélection de ces paramètres permet de réduire les erreurs de pose de la PM. L'élasticité des câbles est par la suite étudiée pour observer son effet sur l'erreur de pose de la PM. Dans un premier temps, cette analyse est faite en considérant que l'incertitude sur le module de Young varie de façon identique sur l'ensemble des câbles. Elle révèle qu'une diminution de l'élasticité a un effet sur l'erreur de pose de la PM plus important que son augmentation. De plus, quelle que soit la dimension du RPC, une analyse de sensibilité montre que le module de Young présente un effet supérieur à celui de la masse de la PM et de la masse linéique du câble. Le chapitre 4 traite de l'incertitude sur l'élasticité en la considérant indépendante d'un câble à l'autre. Cela nous permet de présenter l'influence du phénomène d'hystérésis de l'élasticité des câbles sur l'incertitude de pose de la PM. La dernière partie de ce chapitre s'intéresse à l'optimisation de l'architecture de RPC afin de réduire l'erreur de pose de la PM imputable à l'hystérésis. Cette erreur peut-être relativement importante, pouvant atteindre jusqu'à 50% de l'erreur générée par l'utilisation des modèles standards. Cependant, pour une trajectoire donnée, la reconfiguration des points d'accroche des poulies sur la structure du RPC permet de fortement réduire l'influence de cette hystérésis sur la précision des RPC. Les méthodes d'analyse des incertitudes et les résultats présentés dans ces travaux de thèse permettent une meilleure compréhension de la répartition de l'erreur de pose de la PM lors de l'utilisation des RPC et un nouvel éclairage sur leur prise en compte au stade de la conception préliminaire.