Intrinsic tactile sensing system for robotic dexterous manipulation

par Andrés Felipe Ospina Triviño

Thèse de doctorat en Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique

Sous la direction de Alain Micaelli.

Soutenue le 28-04-2017

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris , en partenariat avec CEA- Saclay / CEA (laboratoire) .

Le président du jury était Faïz Ben Amar.

Le jury était composé de Saifeddine Aloui, Mathieu Grossard.

Les rapporteurs étaient Cédric Clevy, Yassine Haddab.

  • Titre traduit

    Système de détection tactile intrinsèque basé sur un ensemble de capteurs MEMs à 3 axes et la détection du glissement avec ce système


  • Résumé

    La détection tactile et la détection de glissement jouent un rôle important en permettant la manipulation robotique dextre des objets. Ainsi, le développement d'un système de capteur tactile entièrement intégré à haute résolution présente un intérêt certain. Ces travaux traitent de la conception et de la mise en place d'un système tactile intrinsèque basé sur un ensemble de capteurs MEMs de force à 3 axes et la détection du glissement avec ce système. Afin de créer un système tactile, les capteurs de force à 3 axes sont protégés par un revêtement, une étude sur le revêtement est réalisée. Deux systèmes intrinsèques différents basés sur un ensemble de capteurs de force à 3 axes sont développés, le premier est utilisé comme test de faisabilité de ce type de système. Le deuxième système intrinsèque est adapté à un doigt robotique à surface souple. Les systèmes proposés mesurent trois composants de force, le couple normal à la surface de contact et la position du centre de contact appliqué sur sa surface sensible. Les deux systèmes sont caractérisés et testés. La détection du glissement avec un système tactile intrinsèque est testée également. La détection du glissement est faite par l'application de la théorie de la surface limite et du modèle de contact viscoélastique.


  • Résumé

    Tactile sensing and slip detection plays an important role in enabling robotic dexterous object manipulation. Thus developing a high-resolution fully integrated tactile sensor system is of great interest. This work deals the design and implementation of an intrinsic tactile sensing system based on a set of 3-axis force MEMs sensors and the detection of slippage with such system. In order to create a tactile system the 3-axis force sensors are protected by a coating, a study about the coating is made. Two different intrinsic systems based on an array of 3-axis force sensors are developed, the first one is used a feasibility test of this kind of system. The second intrinsic system is adapted to a robotic finger with soft surface. The proposed systems measures three-force components, the normal torque to the contact surface, and the position of the contact centroid applied to its sensitive surface. Both systems are characterized and tested. The detection of slippage with an intrinsic tactile system is tested. The application of the limit surface theory and the viscoelastic model of contact make the detection of slippage.


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