Conception preliminaire de systemes robotiques : integration de contraintes cinematiques, dynamiques et de l'espace de travail

• Auteur / Autrice : STEPHANE GUERRY
• Direction : BEN OUEZDOU FETHI
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce travail concerne le developpement d'un processus de conception preliminaire tenant compte des aspects geometriques, cinematiques, statiques et dynamiques pour l'aide a la conception de systemes robotiques et plus particulierement de manipulateurs. La methode proposee est basee sur la formulation du probleme de conception preliminaire comme un probleme d'optimisation, la decomposition de la tache et des contraintes en un ensemble de criteres. Une approche modulaire permet alors de combiner ces criteres pour obtenir la fonction cout utilisee par la technique d'optimisation. A partir d'une tache purement geometrique, diverses contraintes ont ete progressivement ajoutees pour aboutir a une tache permettant de deplacer une charge le long d'une trajectoire avec une vitesse de parcourt imposee. Une premiere serie de critere a ete developpee pour guarantir le respect des contraintes geometriques, cinematiques et dynamiques. Ces criteres permettent d'evaluer le manipulateur localement en un point de l'espace ou globalement le long d'une trajectoire. Les criteres donnant lieu au calcul des lois articulaires, une deuxieme serie de criteres a pu etre mise en place pour minimiser l'amplitude de ces lois, conduisant a la notion de dimensionnement d'actionneurs. La seconde partie de ce travail concerne l'etude de la synthese d'un manipulateur contraint par la forme de son espace de travail. Le critere correspondant a cette contrainte a necessite la construction d'une mesure de la distance entre deux volumes dans l'espace. Une procedure de determination de l'espace de travail d'un manipulateur serie general en trois dimensions a egalement ete mise en place. Les manipulateurs obtenus peuvent donc atteindre une zone predefinie de l'espace, ou au contraire, ne peuvent pas atteindre une zone contenant des obstacles connus.