Existence et cinématique des mécanismes articulés spatiaux à six barres

par Laurentiu Daniel Racila

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Marc Dahan.

Soutenue en 2006

à Besançon , en partenariat avec Université de Franche-comté. UFR des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Parmi la grande diversité des mécanismes articulés, les mécanismes surcontraints à liaisons rotoïdes occupent une place spéciale car ils ne suivent pas les critères habituels de mobilité. Ils sont composés de quatre, cinq ou six barres montées en boucle fermée. S’il existe un seul mécanisme spatial surcontraint 4r et un seul 5r, on rencontre différentes familles de mécanismes 6r. Depuis le xixè siècle, ces derniers font l’objet de nombreuses publications exposant leurs propriétés géométriques et cinématiques. Dans ce mémoire, après un bref historique sur l’utilisation des mécanismes à travers les âges, une analyse cinématique complète de ces mécanismes est présentée. Les équations de fermeture, les équations d’entrée – sortie et les coordonnées géométriques des points représentatifs des mécanismes sont obtenues suivant une méthode originale de calcul qui confirme et étend les résultats déjà publiés. Une application industrielle des mécanismes surcontraints 6r est présentée. Nous montrons qu’il est possible de réaliser un translateur à partir de la structure d’un 6r spatial. L’actionneur de translation obtenu présente un grand avantage car c’est toute une surface, en réalité trois points définissant un plan, qui est en translation. Une étude géométrique et cinématique a été faite pour cette architecture de translateur, afin de mettre en évidence l’influence des différents paramètres géométriques, la précision du déplacement du plan en translation en fonction des variables de commande du mécanisme. Une simulation cao ainsi qu’un prototype de ce translateur ont été réalisées pour confirmer l’exactitude des calculs effectués et valider l’utilité d’un tel produit.

  • Titre traduit

    Existence and kinematics of six bars spatial mechanisms


  • Résumé

    Overconstrained mechanisms with revolute joints occupy a special place in the big diversity of the articulated mechanisms because they don't follow the usual mobility criterion. They are composed of four, five or six bars in a single loop. If only one 4r and one 5r overconstrained mechanism exists, there exist many 6r oveconstrained mechanisms. Since the 19th century, these mechanisms were the subject of numerous publications exposing their geometrical and kinematical properties. In this memory, after a brief historic on the use of mechanisms over the time, a complete kinematics analysis of these mechanisms is presented. An original calculation method that confirms and spreads the already published results is used to find the loop closure equations, the input-output equation and the representative coordinate points of the mechanisms. An industrial application for the 6r overconstrained mechanisms is also presented. We show that it is possible to achieve a translator from the structure of a 6r overconstrained mechanism. The translator’s platform has the great advantage to present a big surface in the translation defined with good precision by three support points. A geometrical and kinematical study has been made for this translator, underlining the influence of geometrical parameters and the precision of platform displacements according to the different commands variables. A cad simulation and a prototype model have been made to verify the calculus and to validate the utility of this translator.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (213 p.)
  • Notes : Reproduction de la thèse autorisée
  • Annexes : Bibliographie p. 205–213

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Sciences Sport Claude Oytana (Besançon).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SCI.BESA.2006.29
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