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Interet Dune Redondance Cinematique Pour La Commande En Effort Dun Robot Manipulateur Application Au Robot Parallele Et Redondant Speed R Man
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Download or read book Parallel Robots written by J.-P. Merlet and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2012-12-06 with total page 367 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Parallel robots are closed-loop mechanisms presenting very good performances in terms of accuracy, rigidity and ability to manipulate large loads. Parallel robots have been used in a large number of applications ranging from astronomy to flight simulators and are becoming increasingly popular in the field of machine-tool industry. This book presents a complete synthesis of the latest results on the possible mechanical architectures, analysis and synthesis of this type of mechanism. It is intended to be used by students (with over 100 exercises and numerous Internet addresses), researchers (with over 500 references and anonymous ftp access to the code of some algorithms presented in this book) and engineers (for which practical results and applications are presented).
Book Synopsis Interet d'une redondance cinematique pour la commande en effort d'un robot manipulateur. Application au robot parallele et redondant SPEED-R-MAN by : Jean-Christophe Sanchez
Download or read book Interet d'une redondance cinematique pour la commande en effort d'un robot manipulateur. Application au robot parallele et redondant SPEED-R-MAN written by Jean-Christophe Sanchez and published by . This book was released on 1996 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Intérêt d'une redondance cinématique pour la commande en effort d'un robot manipulateur by : Jean-Christophe Sanchez
Download or read book Intérêt d'une redondance cinématique pour la commande en effort d'un robot manipulateur written by Jean-Christophe Sanchez and published by . This book was released on 1996 with total page 191 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le but de cette thèse est de mesurer l'intérêt d'une cinématique redondante pour le contrôle d'effort en robotique, particulièrement dans le cas de robots parallèles. Un robot redondant possède par définition plus d'actionnaires que de degrés de liberté (d.d.l.). On analyse d'abord les conséquences de cette propriété sur le comportement et la commande du robot.Il apparaît que la redondance affecte non seulement les propriétés cinématiques mais également dynamiques du robot. Or les techniques classiques de gestion des d.d.l. redondants agissent essentiellement au niveau cinématique. En outre, elles sont fondées sur des méthodes d'optimisation très lourdes à mettre en oeuvre. On passe ensuite en revue les schémas de commande les plus utilisés pour la réalisation de tâches robotiques avec contact. Cette étude permet de mesurer l'importance des performances dynamiques du robot pour la maîtrise des efforts de contact. On propose alors une méthode originale d'exploitation de la redondance dans ce sens : il s'agit d'utiliser la dynamique de certains d.d.l. pour améliorer les performances cartésiennes. Cette méthode est fondée sur l'implémentation d'un retour d'effort cartésien suivant les d.d.l. redondants. Elle se distingue ainsi des méthodes classiques où ces d.d.l. sont pilotés en vitesse. En outre, elle est assez simple à mettre en oeuvre. C'est un robot prototype développé par le CERT (ONERA) qui a servi de cadre à cette thèse : le robot Speed-R-man. sa structure parallèle lui confère des qualités de légèreté et de rigidité favorables au contrôle d'effort. Une étude en simulation montre que sa cinématique redondante permet d'améliorer notablement ses performances dans ce domaine. La méthode d'exploitation de la redondance proposée permet d'utiliser les capacités dynamiques d'un groupe d'actionneurs pour réaliser la partie haute fréquence d'un asservissement d'effort ; les autres actionneurs, plus lents, sont utilisés pour réaliser la partie basse fréquence de la tâche cartésienne. Le site peut alors être vu comme une extension originale du concept macro-micro. Un capteur d'effort a été installé sur le site expérimental et un schéma de commande hybride position-force a été implémenté.
Download or read book Parallel Robots written by J.P. Merlet and published by Springer. This book was released on 2000-07-31 with total page 392 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Parallel robots are closed-loop mechanisms presenting very good performances in terms of accuracy, rigidity and ability to manipulate large loads. Parallel robots have been used in a large number of applications ranging from astronomy to flight simulators and are becoming increasingly popular in the field of machine-tool industry. This book presents a complete synthesis of the latest results on the possible mechanical architectures, analysis and synthesis of this type of mechanism. It is intended to be used by students (with over 100 exercises and numerous Internet addresses), researchers (with over 500 references and anonymous ftp access to the code of some algorithms presented in this book) and engineers (for which practical results and applications are presented).
Author :Zhou Zhou (Auteur de Design and analysis of a novel kinematically redundant parallel robot with all actuators located at the base) Publisher : ISBN 13 : Total Pages :0 pages Book Rating :4.:/5 (144 download)
Book Synopsis Design and analysis of a novel kinematically redundant parallel robot with all actuators located at the base by : Zhou Zhou (Auteur de Design and analysis of a novel kinematically redundant parallel robot with all actuators located at the base)
Download or read book Design and analysis of a novel kinematically redundant parallel robot with all actuators located at the base written by Zhou Zhou (Auteur de Design and analysis of a novel kinematically redundant parallel robot with all actuators located at the base) and published by . This book was released on 2024 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse propose et analyse un nouveau robot parallèle cinématiquement redondant (KRP) avec tous les actionneurs situés à la base. La structure de base du robot provient de travaux antérieurs, c'est-à-dire que trois jambes avec 3 degrés de liberté (ddls) chacune sont attachées à la plate-forme mobile par trois liaisons redondantes, ce qui donne un robot KRP avec (6+3) degrés de liberté. Cette thèse se concentre sur quatre thèmes. Tout d'abord, un nouveau robot parallèle à 3 ddls utilisé comme jambe du robot KRP est proposé, et tous les actionneurs sont situés à la base afin de réduire l'inertie des parties mobiles. De plus, les actionneurs sont placés près les uns des autres pour minimiser l'encombrement et produire un espace de travail relativement grand. Les problèmes cinématiques tels que la modélisation cinématique, le problème inverse/direct, l'analyse des singularités et l'espace de travail sont analysés en détail. En outre, pour simplifier l'analyse de l'espace de travail et agrandir l'espace de travail, une conception améliorée du robot à 3 ddls est proposée. L'établissement de modèles dynamiques pour les robots parallèles est un défi en raison des relations complexes entre les vitesses et les forces induites par leur structure en boucle fermée. Cette thèse propose plusieurs méthodes de modélisation simplifiées pour les robots parallèles. Le premier type est dérivé de l'approche lagrangienne et l'idée centrale est de réduire la complexité des expressions représentant l'énergie pour le robot. Par conséquent, ces méthodes ont une bonne généralité et sont disponibles pour divers robots parallèles. Cependant, pour certains robots parallèles (par exemple, le robot à 3 ddls proposé), même en utilisant la méthode simplifiée, les calculs d'énergie sont légèrement complexes. Compte tenu de cela, une autre méthode de modélisation simplifiée basée sur l'approche de Newton-Euler est proposée et analysée. Étant donné que le nouveau robot KRP a une structure similaire à celle des robots KRP précédents, la plupart des méthodes analysées dans les travaux précédents peuvent être directement utilisées. Par conséquent, cette thèse ne résout que brièvement le problème inverse/direct, explique la singularité du point de vue de la force, donne le modèle dynamique et montre la structure et le modèle CAO du prototype du nouveau robot KRP. Enfin, cette thèse propose une méthode générale de contrôle de préhension par laquelle le robot KRP peut faire fonctionner à distance une pince pour générer les forces de préhension requises tout en déplaçant la plate-forme, toutes les actions étant pilotées par les mêmes actionneurs. Le modèle de contrôle de préhension se compose d'un modèle de contrôle du mouvement des jambes et d'un modèle de contrôle de la force des jambes, où la force de préhension peut être contrôlée indépendamment. En conséquence, le modèle de contrôle en force utilise un contrôleur en boucle ouverte, simple à mettre en œuvre et efficace.
Book Synopsis Conceptual Design, Static and Dynamic Analysis of Novel Cable-loop-driven Parallel Mechanisms by : Hanwei Liu
Download or read book Conceptual Design, Static and Dynamic Analysis of Novel Cable-loop-driven Parallel Mechanisms written by Hanwei Liu and published by . This book was released on 2012 with total page 189 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les mécanismes parallèles entraînés par câbles permettent d'obtenir de grands espaces de travail puisque les plages de mouvement des câbles enroulés sur des treuils sont beaucoup plus grandes que celles des mécanismes à barres. De plus, les mécanismes entraînés par câbles possèdent un rapport charge utile sur poids propre avantageux et ils sont capables de produire de grandes vitesses. Toutefois, dans les mécanismes parallèles entraînés par câbles d'architecture classique, les câbles sont enroulés sur des treuils actionnés. Cette approche conduit à des imprécisions puisque le rapport entre la rotation du treuil et l'extension du câble n'est généralement pas constant. Par ailleurs, les mécanismes parallèles entraînés par des câbles sont habituellement actionnés de façon redondante en raison de l'unilatéralité de la force transmise par un câble. Cela conduit à une infinité de solutions au problème statique (ou dynamique) inverse et rend la commande du mécanisme plus compliquée. L'objectif de cette thèse est d'explorer de nouvelles architectures de mécanismes parallèles entraînés par câbles construites à l'aide de boucles de câbles afin d'obtenir une meilleure précision et/ou éviter la redondance. Tout d'abord, des mécanismes plans à actionnement redondant utilisant des boucles de câbles sont proposés. Dans ces architectures, les câbles forment des boucles fermées fixées à l'effecteur, et dont le mouvement est produit par des actionneurs prismatiques. Un mécanisme plan à deux degrés de liberté est proposé. En remplaçant le système câble-treuil par des boucles de câbles fermées, les difficultés de mesure de l'extension des câbles sont atténuées. Le problème géométrique inverse, les matrices jacobiennes et les équations d'équilibre statique de ces mécanismes sont présentés. En utilisant les matrices jacobiennes, les singularités des mécanismes sont aussi analysées. À partir de l'équation d'équilibre statique, l'ensemble des torseurs applicables à l'effecteur est déterminé. Il est montré que la trajectoire d'un point d'attache d'une boucle de câble sur l'effecteur est une portion d'ellipse. L'intersection des ellipses fournit les modes d'assemblage. Il peut y avoir plus d'un point d'intersection des ellipses pour une position donnée des actionneurs. Cette caractéristique géométrique est aussi analysée. Afin d'éliminer la redondance d'actionnement, des ressorts sont introduits dans les mécanismes entraînés par boucles de câbles. Grâce à un arrangement géométrique approprié des ressorts dans les boucles, le mécanisme ne requiert que n actionneurs pour le guidage de n degrés de liberté, éliminant ainsi la redondance d'actionnement. Les mécanismes proposés peuvent être actionnés soit à l'aide d'actionneurs prismatiques ou à l'aide d'actionneurs rotoïdes entraînant une courroie. Le design conceptuel de quelques architectures de mécanismes de ce type est proposé. Une architecture non-symétrique, dans laquelle le ressort est attaché à un seul des côtés des boucles de câbles, est d'abord analysée. Ensuite, une architecture symétrique dans laquelle les deux côtés des boucles de câbles sont atttachés au ressort, est proposée. Une comparaison des architectures est établie pour des mécanismes plans. Puis, l'architecture symétrique est appliquée aux mécanismes spatiaux. Les analyses cinématiques et statiques sont présentées pour ces mécanismes. À l'aide des équations statiques, l'ensemble des forces disponibles à l'effecteur des mécanismes parallèles entraînés par boucles de câbles incluant des ressorts est déterminé. Pour fins de comparaison, l'ensemble des forces disponibles à l'effecteur de mécanismes plans et spatiaux entraînés par des câbles et des treuils classiques est également déterminé. Une étude dynamique est aussi réalisée afin de déterminer les limites de performance des mécanismes. La méthode de Newton-Euler est utilisée pour l'analyse dynamique et la détermination de la fréquence naturelle de même que des rapports d'amplitude entrée-sortie. Les mécanismes à boucles de câbles avec ressorts permettent d'éviter la redondance d'actionnement. Les paramètres des ressorts doivent être ajustés correctement afin d'obtenir de bonnes caractéristiques pour ces mécanismes. Toutefois, l'utilisation de ressorts augmente le coût et la complexité des mécanismes. Par conséquent, il est proposé de réaliser la condition d'équilibre des forces sans ressorts. À cet effet, un mécanisme à deux degrés de liberté découplé non redondant à boucles de câbles entraînées par actionneurs prismatiques est proposé. Les actionneurs sont situés sur les arêtes de l'espace de travail. La redondance d'actionnement est éliminée tout en fournissant la condition de fermeture de force (force closure) partout dans l'espace de travail. De plus, l'encombrement du mécanisme est essentiellement égal à son espace atteignable et le mécanisme ne souffre d'aucune singularité. Deux boucles de câble sont utilisées pour chacune des directions de mouvement. Une première boucle agit comme boucle d'actionnement alors que la seconde, qui est passive, est la boucle de contrainte. Grâce à une conception géométrique simple, les équations cinématiques et statiques du mécanisme sont très compactes. Une étude de la raideur effective du mécanisme montre que celle-ci est excellente. Finalement, une analyse dynamique est proposée en considérant l'élasticité et l'amortissement des câbles.
Book Synopsis Étude du lieu des singularités d'un manipulateur parallèle sphérique redondant by : Jérôme Landuré
Download or read book Étude du lieu des singularités d'un manipulateur parallèle sphérique redondant written by Jérôme Landuré and published by . This book was released on 2017 with total page 76 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le domaine de la robotique les robots parallèles sont contraints à des tâches très spécifiques en comparaison avec leurs homologues sériels à cause de leur espace de travail plus restreint. L'objet de ce sujet de maitrise est de présenter une architecture de robot parallèle dont l'espace de travail est agrandi par l'introduction d'une redondance cinématique dans son architecture pour le cas plus particulier des robots sphériques. La première partie du mémoire présente l'architecture du robot sphérique. Son modèle cinématique est décrit puis les variables et paramètres qui seront utiles pour les calculs et analyses sont introduits. Les relations cinématiques entrée-sortie sont présentées au travers des matrices Jacobiennes du robot et le concept de singularité est discuté à la fin de cette partie. Les deux phénomènes limitant l'espace de travail sont principalement les interférences mécaniques, ce qui se comprend facilement, et les singularités. Ce qu'on appelle singularité dans le contexte des architectures robotiques sont des configurations du robot où des mobilités entrantes ou sortantes sont inopérantes. Puis, dans la seconde partie, on s'intéresse à l'équivalent architectural du robot présenté dans la première partie auquel la partie redondante a été retirée dans le but de mesurer l'impact de l'introduction de la redondance cinématique sur l'espace de travail du robot. L'architecture du robot simple est alors brièvement présentée, puis les configurations singulières de ce robot sont analysées par deux méthodes différentes : une méthode numérique et une méthode géométrique. Ensuite dans la troisième partie une analyse des lieux des singularités de l'architecture redondante est présentée et quelques contraintes architecturales intéressantes au regard de l'analyse des singularités précédente sont discutées. Les effets de l'introduction de la redondance cinématique sur l'espace de travail sont discutés à la fin de cette partie en analysant les résultats précédents. Dans la quatrième partie on s'intéresse à la résolution du problème géométrique inverse du robot. La redondance cinématique fait que pour une pose spécifique de l'effecteur du robot il existe une infinité de solutions pour les coordonnées articulaires. Dans ce chapitre on explore plusieurs choix possibles pour les coordonnées articulaires, les avantages et inconvénients de plusieurs méthodes sont évalués, puis un exemple de suivi de trajectoire est présenté. Enfin le problème des interférences mécaniques est discuté, notamment son influence sur l'espace de travail du robot. La dernière partie concerne l'élaboration d'un prototype de test pour le robot sphérique redondant. Les différents choix de designs faits, le dimensionnement des actionneurs ainsi que plusieurs problèmes spécifiques sont présentés.
Book Synopsis Learning Models to Control Redundancy in Robotics by : Camille Salaün
Download or read book Learning Models to Control Redundancy in Robotics written by Camille Salaün and published by . This book was released on 2010 with total page 187 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La robotique de service est un domaine émergent où il est nécessaire de commander des robots en interaction forte avec leur environnement. Ce travail présente une méthode adaptative de commande combinant de l'apprentissage de modèles physiques et de la commande dans l'espace opérationnel de robots redondants. L'apprentissage des modèles cinématiques est obtenu soit par dérivation de modèles géométriques appris, soit par apprentissage direct. Ces modèles cinématiques, également appelés matrices Jacobiennes, peuvent être utilisés dans le calcul de pseudo-inverse ou de projecteurs pour la commande du robot. Cette combinaison de méthodes permet d'obtenir un contrôleur qui s'adapte à la géométrie du robot commandé. D'une façon similaire, il est également possible d'apprendre un modèle dynamique inverse du robot de manière à commander le robot en couple plutôt qu'en vitesse. Cela a pour avantage de pouvoir s'adapter aux modifications dynamiques qui s'appliquent sur le robot comme par exemple l'application d'une force extérieure ou l'ajout d'un poids. Les expériences menées dans le cadre de cette thèse montrent comment réaliser plusieurs tâches hiérarchiques ou comment s'adapter à des perturbations avec des modèles appris. Des application sur un robots réel ont également été menées afin de rendre compte de la plausibilité de l'approche proposée.
Book Synopsis Commande d'un robot collaboratif redondant en interaction avec des humains dans un contexte de manipulation et d'assemblage by : Pascal Labrecque
Download or read book Commande d'un robot collaboratif redondant en interaction avec des humains dans un contexte de manipulation et d'assemblage written by Pascal Labrecque and published by . This book was released on 2017 with total page 104 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse présente deux nouvelles architectures de commande pour les interactions physiques humain-robot (pHRIs). Ces architectures sont spéciquement développées dans une vision d'implantation en industrie pour les manipulations d'assemblage. En effet, deux types de robots collaboratifs adaptés à dfférentes contraintes de l'industrie et ayant des interfaces d'interactions physiques différentes sont étudiés en utilisant chacun leur propre architecture de commande. Le premier robot collaboratif développé est un manipulateur entièrement actionné permettant des pHRIs dans son espace libre, c.-à-d., des interactions unilatérales, et des pHRIs lorsque ses mouvements sont contraints par un environnement quelconque, c.-à-d., des interactions bilatérales. Les interactions de l'humain peuvent s'effectuer sur n'importe quelles parties du robot grâce aux capteurs de couples dans les articulations. Cependant, si une amplication des forces de l'humain sur l'environnement est désirée, alors il est nécessaire d'utiliser le capteur d'efforts supplémentaire attaché au robot. Ceci permet à la commande, en combinant les lectures du capteur d'efforts à l'effecteur, d'utiliser le ratio des forces appliquées indépendamment par l'opérateur et par l'environnement an de générer l'amplication désirée. Cette loi de commande est basée sur l'admittance variable qui a déjà démontré ses bénéces pour les interactions unilatérales. Ici, l'admittance variable est adaptée aux interactions bilatérales an d'obtenir un seul algorithme de commande pour tous les états. Une loi de transition continue peut alors être dénie an d'atteindre les performances optimales pour chaque mode d'interaction qui, en fait, nécessitent chacun des valeurs de paramètres spéciques. Le cheminement et les résultats pour arriver à cette première architecture de commande sont présentés en trois étapes. Premièrement, la loi de commande est implémentée sur un prototype à un degré de liberté (ddl) an de tester le potentiel d'amplication et de transition, ainsi que la stabilité de l'interaction. Deuxièmement, un algorithme d'optimisation du régulateur pour les interactions bilatérales avec un robot à plusieurs ddls est développé. Cet algorithme vérie la stabilité robuste du système en utilisant l'approche des valeurs singulières structurées (- analysis), pour ensuite faire une optimisation des régulateurs stables en fonction d'une variable liée à la conguration du manipulateur. Ceci permet d'obtenir une loi de commande variable qui rend le système stable de façon robuste en atteignant des performances optimales peu iii importe la conguration des articulations du robot. La loi de commande trouvée utilise un séquencement de gain pour les paramètres du régulateur par admittance durant les interactions bilatérales. La stabilité et la performance du système sont validées avec des tests d'impact sur différents environnements. Finalement, la loi de commande en admittance variable optimale est implémentée et validée sur un robot manipulateur à plusieurs ddls (Kuka LWR 4) à l'aide de suivis de trajectoire pour des interactions unilatérales et bilatérales. Le deuxième robot collaboratif développé est un manipulateur partiellement actif et partiellement passif. L'architecture mécanique du robot est appelée macro-mini. Tous les degrés de liberté actionnés faisant partie du macro manipulateur sont doublés par les articulations passives du mini manipulateur. Le robot est alors sous-actionné. L'opérateur humain interagit uniquement avec le mini manipulateur, et donc, avec les articulations passives ce qui élimine tous délais dans la dynamique d'interaction. Ce robot collaboratif permet de dénir une loi de commande qui génère une très faible impédance lors des interactions de l'opérateur, et ce, même pour des charges utiles élevées. Malgré que des amplications de force ne peuvent être produites, les interactions bilatérales ont une stabilité assurée peu importe la situation. Aussi, les modes coopératif et autonome du robot utilisent les mêmes valeurs de paramètres de commande ce qui permet une transition imperceptible d'un à l'autre. La nouvelle loi de commande est comparée sur plusieurs aspects avec la commande en admittance variable précé- demment développée. Les résultats démontrent que cette nouvelle loi de commande combinée à l'architecture active-passive du macro-mini manipulateur, appelé uMan, permet des interactions intuitives et sécuritaires bien supérieures à ce qu'un système entièrement actionné peut générer. De plus, pour l'assistance autonome, une détection de collision avancée et une plani cation de trajectoire adaptée à l'architecture du robot sont développées. Des validations expérimentales sont présentées an d'évaluer la facilité à produire des manipulations nes, de démontrer la sécurité du système et d'établir la viabilité du concept en industrie.
Book Synopsis COMMANDE EN TEMPS REEL DE ROBOTS MANIPULATEURS REDONDANTS AVEC EVITEMENT D'OBSTACLES MOBILES by : CHRISTIAN SERGE.. PASSI
Download or read book COMMANDE EN TEMPS REEL DE ROBOTS MANIPULATEURS REDONDANTS AVEC EVITEMENT D'OBSTACLES MOBILES written by CHRISTIAN SERGE.. PASSI and published by . This book was released on 2001 with total page 153 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA REDONDANCE D'UN ROBOT MANIPULATEUR PERMET DE REALISER DES TACHES PLUS COMPLEXES ET NOTAMMENT LA POSSIBILITE D'EVOLUER DANS UN ENVIRONNEMENT ENCOMBRE D'OBSTACLES CE TRAVAIL DE THESE EXAMINE PLUS PARTICULIEREMENT LE PROBLEME D'EVITEMENT D'OBSTACLES MOBILES ET PROPOSE UN ALGORITHME DE COMMANDE SUSCEPTIBLE DE FONCTIONNER EN TEMPS REEL. LE PRINCIPE EST BASE SUR UNE STRUCTURE DE COMMANDE SIMPLE DANS L'ESPACE ARTICULAIRE OU LE PROBLEME DE L'EVITEMENT EST REPORTE AU NIVEAU DU CALCUL DU MODELE GEOMETRIQUE INVERSE. LA POSTURE DU ROBOT REDONDANT RESULTE DE LA MINIMISATION D'UN CRITERE OU L'INVERSION DU MODELE GEOMETRIQUE AUGMENTE EST EFFECTUE PAR UN NOUVEL ALGORITHME ITERATIF N'EXIGEANT AUCUNE INVERSION DE MATRICE. BASE SUR LA DECROISSANCE EXPONENTIELLE D'UNE FONCTION DE LYAPUNOV, CET ALGORITHME CONVERGE EN QUELQUES ITERATIONS ET L'INVERSION DU MODELE EST PAR SUITE OBTENUE A CHAQUE PERIODE DE COMMANDE. UNE PRISE EN COMPTE D'OBSTACLES MOBILES PEUT ALORS ETRE ENVISAGEE EN LIGNE. ELLE EST REALISEE PAR L'INTRODUCTION D'UNE FONCTION DE PENALISATION D'UNE PSEUDO-DISTANCE ENTRE LES BRAS ET L'OBSTACLE. CETTE PSEUDO-DISTANCE EST CALCULEE GRACE A L'UTILISATION D'UNE FONCTION DE SURFACE SUPER-QUADRIQUE. DE NOMBREUSES SIMULATIONS MONTRENT L'EFFICACITE ET LA SIMPLICITE MISE EN UVRE.
Book Synopsis Analyse et commande d'une famille de robots manipulateurs à structure parallèle et redondante by : Nathalie Nombrail
Download or read book Analyse et commande d'une famille de robots manipulateurs à structure parallèle et redondante written by Nathalie Nombrail and published by . This book was released on 1993 with total page 209 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous présentons une nouvelle architecture parallèle a trois degrés de liberté en translation, destinée à des taches rapides, dont un prototype a été réalisé au CERT (SPEEDy-Robot-MANipulator). Ses deux principales particularités sont d'une part sa structure mécanique légère et parallèle, d'autre part une redondance dans les actionneurs, qui permet d'optimiser le temps de parcours grâce à un choix judicieux de la commande. Les principaux problèmes liés à la commande d'un nouveau robot sont étudiés. Dans un premier temps, les modèles géométrique, cinématique et dynamique de ce robot à chaîne complexe sont établis, permettant alors de déterminer toutes les configurations singulières. Le problème de la gestion de la redondance se pose ensuite. Plusieurs critères maximisant l'accélération sont analysés, notamment celui basé sur le concept de masse équivalente. Puis, une commande pseudo-optimale est établie, optimisant les critères précédents. Enfin, l'architecture générale de commande est définie et les lois de pilotage articulaire sont implantées afin de résoudre les problèmes de couplage. Des résultats expérimentaux sont obtenus à partir d'une manipulation.
Book Synopsis Kinematic Analysis of Five-DOF (3T2R) Parallel Mechanisms with Identical Limb Structures by : Mehdi Tale Masouleh
Download or read book Kinematic Analysis of Five-DOF (3T2R) Parallel Mechanisms with Identical Limb Structures written by Mehdi Tale Masouleh and published by . This book was released on 2010 with total page 462 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse de doctorat s'adresse tout particulièrement à deux groupes de personnes travaillant sur la cinématique des mécanismes parallèles : les ingénieurs mécaniciens et les géométriciens. À l'origine, ce travail devait être basé uniquement sur des concepts et des outils d'ingénierie. Cependant, à mi-parcours, il a été pertinent d'utiliser un aspect pratique de l'algèbre géométrique et, désormais, cette thèse se veut un judicieux mélange de ces deux approches. En effet, contrairement à ce qu'on trouve généralement dans la littérature, le travail présenté ici ne favorise pas une méthode par rapport à l'autre, mais vise plutôt à utiliser les synergies possibles entre les méthodes de l'ingénierie mécanique et de l'algèbre géométrique. En gardant comme étude de cas l'analyse cinématique de mécanismes parallèles symétriques à cinq degrés de liberté, trois translations et deux rotations, cette thèse peut être considérée comme une ligne directrice de l'application de l'algèbre géométrique dans l'analyse cinématique de mécanismes parallèles. Le choix de ce cas s'est avéré heureux puisque les propriétés cinématiques de ce type d'architecture se sont révélées tout à fait remarquables. Dans cette optique, les chapitres 2 à 4 sont consacrés à l'adaptation des outils de l'algèbre géométrique à l'analyse cinématique des mécanismes parallèles. Ces chapitres gardent toujours en toile de fond l'étude des mécanismes parallèles symétriques à cinq degrés de liberté. La contribution majeure du chapitre 2 est le développement d'une approche systématique pour la modélisation cinématique des mécanismes parallèles symétriques qui est appliquée par la suite dans le chapitre 3 aux mécanismes parallèles iii symétriques à cinq degrés de liberté. Cette application donne des résultats étonnants en ce qui a trait au nombre de solutions du problème géométrique direct : 1680 solutions finies et 208 solutions réelles pour une architecture donnée. Toutes ces solutions sont en termes de paramètres de Study, un espace projectif à sept dimensions. Au chapitre 4, la transformation entre cet espace à sept dimensions et celui à trois dimensions est introduite afin d'obtenir les coordonnées cartésiennes et les angles correspondants pour chaque solution. En outre, les propriétés cinématiques de premier ordre sont également étudiées dans ce chapitre afin d'avoir une meilleure compréhension du mécanisme. Le lecteur pourra ensuite suivre dans les chapitres 5 et 6 une étude cinématique basée sur l'espace à trois dimensions. La préoccupation principale du chapitre 5 est l'analyse constructive de l'espace atteignable par une approche géométrique. Un algorithme proposé dans la littérature pour trouver l'espace atteignable pour une orientation constante d'un mécanisme parallèle à six degrés de liberté est alors étendu aux mécanismes parallèles symétriques à cinq degrés de liberté. Le modèle CAO de l'espace atteignable est également présenté. Les résultats de ce chapitre montrent que l'espace atteignable des mécanismes parallèles symétriques à cinq degrés de liberté peut posséder une petite partie isolée. Le chapitre 6 complète quant à lui la réflexion engagée au chapitre 3 sur le problème géométrique direct. Ce problème est ainsi étudié pour des modèles simplifiés qui ont des solutions explicites ou une expression monovariable. Pour une conception quasi-générale, une expression monovariable de degré 220 est obtenue. Dans ce chapitre, nous dévions un peu de l'espace à trois dimensions pour celui à sept dimensions afin de valider et d'affiner les résultats obtenus, une approche qui peut être appliquée à d'autres cas. Le chapitre 7 est pour sa part consacré à l'analyse des singularités des mécanismes parallèles symétriques à cinq degrés de liberté qui repose sur la géométrie grassmanni-enne. Ce chapitre couvre largement l'étude des configurations singulières des mécanismes parallèles symétriques à cinq degrés de liberté pour les architectures simplifiées proposées dans le chapitre 6. La contribution principale de ce chapitre est l'application de la géométrie grassmannienne aux mécanismes parallèles à mobilité réduite pour lesquels une ligne à l'infini est parmi les lignes de Plùcker. Enfin, le chapitre 8 conclut cette thèse en résumant les résultats obtenus dans les chapitres précédents. Il décrit également plusieurs travaux en cours et propose des sujets de travaux futurs pour une nouvelle orientation de la recherche.
Book Synopsis La redondance cinématique dans les robots parallèles pour l'augmentation de l'espace de travail en orientation by : Louis Thomas Schreiber
Download or read book La redondance cinématique dans les robots parallèles pour l'augmentation de l'espace de travail en orientation written by Louis Thomas Schreiber and published by . This book was released on 2019 with total page 174 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse traite de la mise à profit de la redondance cinématique dans les robots parallèles pour l'augmentation de leur espace de travail en orientation. Plusieurs nouvelles architectures y sont présentées et analysées. L'accent est mis sur les agencements purement parallèles des actionneurs étant donné que les agencements hybrides et sériels sont déjà bien plus connus. En premier lieu, un article de revue de littérature positionne le projet dans le contexte actuel. Cet article permet de voir comment la redondance cinématique se compare à la redondance d'actionnement et aux autres architectures hybrides. Les avantages et inconvénients de chacune y sont mis en évidence. Cet article met aussi la lumière sur le type d'agencement (sériel ou parallèle) des actionneurs pour les différents types de redondance. Les bases mathématiques pour la modélisation cinématique de plusieurs architectures y sont aussi données. Dans le second article, deux mécanismes plans sont présentés et analysés (problème géométrique inverse et direct, analyse des singularités, espace de travail). Les architectures planes sont utilisées pour introduire la gestion de la redondance avec un cas simple (un seul degré de liberté redondant). L'algorithme de gestion de la redondance doit définir la meilleure configuration du degré de liberté redondant tout en respectant les limites physiques du mécanisme (vitesses, interférences). Une architecture à quatre degrés de liberté (mouvement de type SCARA) et un degré de liberté redondant est ensuite introduite dans le troisième article. Cette architecture a la particularité de ne pas être limitée (ni par les interférences mécaniques ni par les singularités) au niveau de la rotation. L'analyse cinématique ainsi que l'espace de travail sont présentés et un prototype démontre des résultats expérimentaux convaincants. Ensuite, le quatrième article introduit une architecture à six degrés de liberté avec trois degrés de liberté redondants. Cette architecture occupe une grande partie des travaux présentés dans cette thèse. Elle est dérivée directement de la plateforme de Gough-Stewart. Le modèle cinématique ainsi qu'une analyse des singularités du mécanisme y sont présentés. Une analyse géométrique démontre les capacités d'évitement des singularités et une analyse de l'espace de travail montre de très grandes capacités d'inclinaison et de rotation de la plateforme. Le cinquième article présente deux articulations sphériques qui ont été développées spécifiquement pour l'architecture à six degrés de liberté. Le principe de fonctionnement de ces deux articulations sphériques est expliqué et les performances en débattement sont démontrées. Deux prototypes sont présentés. Le sixième article introduit différentes méthodes pour exploiter la redondance du manipulateur à 6+3 degrés de liberté tout en respectant les limites physiques du mécanisme (interférences mécaniques ainsi que les limites en vitesse des actionneurs). Une première méthode tente d'utiliser une expression analytique du déterminant de la matrice Jacobienne. La deuxième est purement géométrique et s'inspire de la géométrie de Grassmann. La troisième utilise une discrétisation complète des trajectoires cartésiennes et de l'espace des degrés de liberté redondants. Finalement, la quatrième méthode utilise une optimisation locale. Les résultats des différentes méthodes sont ensuite comparés.
Book Synopsis An improved design concept permitting the dynamic decoupling of serial manipulators taking into account the changing payload by : Jiali Xu
Download or read book An improved design concept permitting the dynamic decoupling of serial manipulators taking into account the changing payload written by Jiali Xu and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Stucture simple, faible coût, grand espace de travail et technologie mature, ces avantages font que les manipulateurs sériels sont largement utilisés dans de nombreux domaines industriels. Avec le développement rapide de l'industrie et les diverses applications des manipulateurs sériels, de nouvelles exigences strictes sont souhaitées, telles que la stabilité robuste, la grande précision de positionnement et la cadence élevée.Un des moyens efficaces pour améliorer les performances mentionnées est la conception de manipulateurs sériels à découplage dynamique. Dans ce cadre, l'objectif de cette thèse est de valider une structure simple permettant de réaliser un découplage dynamique complet des manipulateurs sériels en tenant compte de la charge embarquée.Le chapitre 1 présente les solutions connues et décrit les inconvénients liés aux différentes techniques permettant une simplification de la dynamique des manipulateurs. L'étude de la bibliographie a permis d'affiner les objectifs à atteindre. Le chapitre 2 traite de la conception de manipulateurs sériels réglables à dynamique linéarisée et découplée. Sans la charge embarquée, la méthode développée réalise le découplage dynamique par rotation inverse des bras et par redistribution optimale des masses. La charge embarquée qui conduit à une perturbation au niveau des équations dynamiques dedécouplage est compensée par la commande.Le chapitre 3 envisage un nouveau concept de découplage dynamique qui consiste à relier aux bras initiaux d'un manipulateur sériel, deux bras additionnels pour réaliser un mécanisme Scott-Russell. Les mouvements opposés des bras du mécanisme Scott-Russell associés à une redistribution optimale des masses permettent de supprimer les termes non linéaires des équations dynamiques du manipulateur. Le modèle linéaire et découplé ainsi obtenu permet de tenir compte de la charge embarquée.Dans le chapitre 4, on considère les propriétés de robustesse (incertitudes paramétriques) de quatre modèles de manipulateurs sériels (un manipulateur couplé, un manipulateur découplé par la commande et les deux manipulateurs découplés qui sont issus des chapitres 2 et 3). Les études qualitatives sont effectuées par simulation en utilisant la même loi de commande optimale et la même trajectoire de référence. Les résultats des simulations permettentde conclure sur la robustesse des manipulateurs décrits aux chapitres 2 et 3 par rapport au manipulateur couplé et au manipulateur découplé par la commande.La méthodologie de conception et les techniques de commande proposées sont illustrées par des simulations réalisées à l'aide des logiciels ADAMS et MATLAB. Les simulations ont confirmé l'efficacité des approches développées.
Book Synopsis Contributions to the Control of Constrained Robots by : Sébastien Rubrecht
Download or read book Contributions to the Control of Constrained Robots written by Sébastien Rubrecht and published by . This book was released on 2011 with total page 132 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les missions robotiques sont généralement exprimées à travers des buts à atteindre (objectifs) tout en respectant des conditions impératives (contraintes). Ces entrées opérationnelles pouvant être inconnues à l'avance, l'utilisation des méthodes de commandes réactives est courant. Cependant, ces approches se limitent généralement à la résolution du problème de commande, celui-ci étant considéré comme résoluble. Le simple cas d'une articulation soumise simultanément à des contraintes de limites d'accélération et de position montre que les incompatibilités sont fréquentes. Dans ce cadre, une méthodologie est proposée pour analyser et garantir la sécurité au niveau de la commande, et des études de cas sont exposées. S'en dégagent deux résultats principaux: 1/ l'expression intuitive des contraintes de position nécessite une modification pour rester compatible avec les contraintes d'accélérations; 2/ les accélérations opérationnelles dépendant de la configuration, la compatibilité entre évitement d'obstacle et limites d'accélérations articulaires ne peut être établie simplement et le recours à des comportements alternatifs sûrs est nécessaire. Ces résultats sont illustrés à travers des expériences sur un manipulateur à 6 DDL. La résolubilité du problème étant assurée, la qualité de sa résolution obéit à plusieurs critères : sécurité, optimalité, efficacité, etc. La sécurité étant un prérequis, deux compromis sont proposés. Premièrement la Constraints Compliant Control (CCC), basée sur un principe d'évitement passif, donne des résultats performants et robustes. Ensuite, l'utilisation d'une configuration virtuelle déplacée offre un compromis entre efficacité et optimalité.
Book Synopsis Modélisation et commande d'un robot parallèle by : El-mouloudi Dafaoui
Download or read book Modélisation et commande d'un robot parallèle written by El-mouloudi Dafaoui and published by . This book was released on 1994 with total page 340 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ETUDE DEVELOPPE DANS CETTE THESE PORTE SUR LA MODELISATION ET LA COMMANDE D'UN ROBOT PARALLELE A LIAISONS C5 DONT LES CARACTERISTIQUES PRINCIPALES SONT UNE GRANDE COMPACITE ET UNE GRANDE RIGIDITE. CE TYPE DE ROBOTS EST BIEN ADAPTE A L'OBTENTION DE MOUVEMENTS PRECIS ET PERMET LA MISE EN UVRE D'UN CONTROLE PERFORMANT. LA PREMIERE PARTIE DE LA THESE EST CONSACREE A L'ETABLISSEMENT DES MODELES GEOMETRIQUE, CINEMATIQUE ET EN EFFORT NECESSAIRES POUR LA COMMANDE. UNE FORMULATION ANALYTIQUE DU MODELE GEOMETRIQUE DIRECT A ETE ETABLIE. D'AUTRE PART, UNE ETUDE DES CONFIGURATIONS SINGULIERES ET DU VOLUME DE TRAVAIL A ETE REALISEE EN VUE DE VERIFIER LA FAISABILITE DES TRAJECTOIRES. DANS LA DEUXIEME PARTIE, IL EST ETUDIE UNE APPLICATION DU ROBOT POUR REALISER LE SUIVI DE CONTOUR D'UNE PIECE. UNE CELLULE FLEXIBLE D'ASSEMBLAGE OU LE ROBOT EST UTILISE EN TANT QUE POIGNET ACTIF D'UN MANIPULATEUR A AINSI ETE DEVELOPPE. ENFIN, UN SIMULATEUR LOGICIEL A ETE REALISE POUR EXPERIMENTER DIFFERENTS ALGORITHMES DE COMMANDE EN EFFORT. LES RESULTATS OBTENUS, PARTICULIEREMENT DANS LE CAS DE LA COMMANDE EN EFFORT EXTERNE, NOUS ONT PERMIS DE VALIDER LES DIFFERENTS MODELES DU ROBOT ET D'ENVISAGER UNE MISE EN UVRE CONCRETE DE TACHES D'ASSEMBLAGE
Book Synopsis Commande en effort d'un robot manipulateur à deux bras by : Eric Degoulange
Download or read book Commande en effort d'un robot manipulateur à deux bras written by Eric Degoulange and published by . This book was released on 1993 with total page 408 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: UNE ETUDE EST MENEE SUR LA COMMANDE D'UN ROBOT MANIPULATEUR A DEUX BRAS MAINTENANT UN OBJET, EN VUE DE GERER LA DEFORMATION DE LA CHAINE CINEMATIQUE FERMEE AINSI CONSTITUEE. CE PROBLEME GENERAL EST TRAITE A TRAVERS DEUX APPLICATIONS: LA DEFORMATION CONTROLEE D'UN OBJET FLEXIBLE MANIPULE PAR LES DEUX BRAS, ET LA COMPENSATION DE LA DEFORMATION DES DEUX BRAS EXERCANT DES EFFORTS IMPORTANTS SUR UN OBJET RIGIDE. LES SOLUTIONS PROPOSEES DANS CHACUN DES CAS REPOSENT SUR LA DETERMINATION DE COMMANDES EN EFFORT. LES PRINCIPES DEVELOPPES SONT VALIDES A L'ISSUE D'EXPERIMENTATIONS REALISEES SUR DEUX SITES REELS, L'UN CONSTITUE DE DEUX ROBOTS PUMA 560 UTILISES POUR LA DEFORMATION D'OBJETS ET L'AUTRE CONSTITUE DE DEUX ROBOTS GMF DE FORTE CHARGE UTILISES DANS LE CADRE D'UNE OPERATION DE RIVETAGE EN INDUSTRIE AERONAUTIQUE, NECESSITANT LA COMPENSATION DE LA DEFORMATION DES BRAS. DANS CE DERNIER CAS, AFIN D'OBTENIR UN GRAIN DE TEMPS SUFFISANT POUR ENVISAGER SON UTILISATION EN PRODUCTION, UNE SOLUTION METTANT EN UVRE UN MODELE DE REFERENCE N'UTILISANT PAS DE MESURE D'EFFORT EST EGALEMENT PROPOSEE
