Contribution à l'étude, à la simulation et à la commande d'un robot de type serpent

On the study, the simulation and the control of a snake-like robot

• Auteur / Autrice : Renaud Aubin
• Direction : Pierre Blazevic
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Robotique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines

Mots clés

Mots clés contrôlés

Locomotion

Serpents

Robots -- Mouvements

Robots -- Systèmes de commande

Robots mobiles

Résumé

Ce mémoire porte sur l'étude d'une structure robotique originale dont le système de propulsion s'inspire du mode de locomotion par progression rectilinéaire des serpents. La structure proposée dérive d'un prototype développé par l'entreprise TDA et comprend plusieurs modules dotés de 4 mécanismes locomoteurs solidaires entrainés par un moteur. Une partie de travaux de thèse porte sur l'analyse et l'optimisation du mécanisme. L'analyse du déplacement d'un modèle du prototype existant au sein d'un simulateur robotique intégré, réalisé à l'aide de bibliothèques à code source ouvert, a montré la nécessité de le modifier. Ainsi, le nombre de mécanismes locomoteurs par module passe de 8 à 4 et les liaisons inter-modulaires du nouveau robot sont des rotules actives ou passives selon les directions. Un algorithme de suivi de trajectoire est proposé et des simulations ont permis de le valider.

This dissertation is concerned with the study of an original robotic design of which the propulsion system is inspired by the rectilinear mode of locomotion as observed in real snakes. The proposed design is based on a prototype developed by the TDA company and consists of several modules. Each composed by a main body and 4 locomotor mechanisms driven by a motor. An analytic study and optimizations of the locomotor mechanism are given. The analysis of the existing prototype's model within an integrated robotic simulator based on open source libraries has shown the necessity to improve the robotic design. Consequently, the number of mechanisms embedded in a module decreases from 8 to 4 and ball-and-socket joints are used as intermodular joints. The intermodular joints are actuated or passive in respect to the considered axis. A trajectory following algorithm is proposed. This algorithm has been validated by simulations.