Robots cuspidaux : étude théorique, classification et applications aux robots commerciaux

Cuspidal robots : theoretical study, classification, and application to commercial robots

• Auteur / Autrice : Durgesh Haribhau Salunkhe
• Direction : Philippe Wenger, Damien Chablat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Robotique
• Date : Soutenance le 27/11/2023
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Nantes Université)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes
• Jury : Président / Présidente : Mohab Safey El Din
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Solen Corvez, Michel Coste, Adolfo Suarez-Roos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Federico Thomas, Mohamed Amine Laribi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Articulations

Planification

Mouvement

Robots -- Cinématique

Mots clés libres

Cinématique

Design

Planification de trajectoire

Robots cuspidaux

Optimisation

Kinematics

Design

Path planning

Cuspidal robots

Optimisation

Résumé

Les robots cuspidaux sont des robots qui possèdent au moins une région connectée avec de multiples solutions cinématiques inverses. Cela permet aux robots cuspidaux de changer de solutions sans traverser de singularités.Cette thèse doctorale présente une étude théorique sur l’analyse cuspidale des robots sériels à 3 articulations rotatives (3R). La thèse présente également des algorithmes d’identification pour déterminer la cuspidalité des robots génériques à 6R. Ensuite, l’application de la cuspidalité est présentée en abordant les problèmes et en développant un cadre de planification de trajectoire pour les robots commerciaux cuspidaux. Une conclusion est apportée à la conjecture sur les robots cuspidaux à 3R à la suite du travail présenté, et la question du nombre d’aspects dans un robot générique à 3R est éclaircie. Une preuve de l’existence d’aspects réduits pour un robot générique à 3R est également présentée. La preuve présentée sur la cuspidalité des robots à 6R est réexaminée, et la nécessité de prêter attention au sujet de lacuspidalité dans la planification de trajectoire est d’autant plus motivée. Les problèmes critiques existant dans les robots commerciauxà 6R, largement ignorés, sont exposés, et uncadre de planification de trajectoire pour leuratténuation est présenté

Cuspidal robots are robots that have at least one connected region with multiple inverse kinematic solutions. This allowscuspidal robots to change solutions without crossing singularites. This doctoral thesis presents theoretical studyon the cuspidal analysis of 3 revolute jointed (3R) serial robots. The thesis also presents identification algorithms to decide cuspidality of generic 6R robots. Later, the application of cuspidality is presented by discussing issues and developing a trajectory planning framework of cuspidal commercial robots. A closure to the conjecture in 3R cuspidal robots is provided as a result of the presented work, and the question on number of aspects in generic 3R robot is concluded. A proof for the existence of reduced aspects for a generic 3R robot is presented too. A presented proof oncuspidality in 6R robots is reinvestigated, and the need of attention to the topic of cuspidality in path planning is further motivated. The critical issues existing in commercial 6R robots that are largely ignored are shown, and a path planning framework for their mitigation is presented.