Thèse soutenue

Génération de mouvement pour robots quadrupèdes par contrôle en couples
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Auteur / Autrice : Wenqian Du
Direction : Faïz Ben Amar
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Robotique
Date : Soutenance le 24/11/2020
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des systèmes intelligents et de robotique (Paris ; 2009-....)
Jury : Président / Présidente : Stéphane Doncieux
Examinateurs / Examinatrices : Pierre-Brice Wieber, Christian Ott
Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Stasse, Christine Chevallereau

Résumé

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Cette thèse présente la génération de mouvements de deux robots quadrupèdes : la génération du mode roulement d’un robot quadrupède sur roues, et la génération du mode trot d’un robot quadrupède avec mécanisme en parallélogramme. Ces deux générateurs de mouvement sont développés en utilisant des modèles de dynamiques généralisées et de dynamiques centroidales. Nous introduisons le concept de contrôleur en impédances priorisées et nous proposons un nouveau modèle de dynamiques qui incorpore une hiérarchie de contrôle multitâche. Nous l’intégrons dans le nouveau modèle dynamique pour améliorer quatre différents cadres de travail pour le contrôle hiérarchisé. Puis, nous proposons deux générateurs de mouvements pour le mode roulement de TowrISIR. Le mouvement des roues est extrait selon les mouvements des pattes et de la base. Le premier générateur de mouvement des roues est développé en combinant le modèle cinématique et le modèle dynamique et de moments centroidaux. Le deuxième générateur de mouvements est plus général et permet de franchir des terrains accidentés avec différences d’altitude. Un générateur de mouvements corps complets est développé en combinant un modèle de mouvements centré sur roues et un modèle proposé de contrôle d’altitude. Enfin, nous proposons un nouveau principe de locomotion à pattes pour notre robot quadrupède, QuadISIR, qui peut générer les mouvements des pattes automatiquement en utilisant les propriétés centroidales, sans nécessiter l’approximation de pattes sans masse. La position des pattes suit le mouvement de la base sans interférer avec les contraintes de contact. Le balancement des pattes compense le délai généré par les pattes de posture.