Contribution à l'étude de la marche d'un bipède

par Sylvain Miossec

Thèse de doctorat en Automatique et informatique appliquée

Sous la direction de Wisama Khalil et de Yannick Aoustin.

Soutenue en 2004

à Nantes , dans le cadre de École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes) , en partenariat avec École centrale de Nantes (autre partenaire) .

mots clés

• Robots humanoïdes
• Marche (locomotion)
• Robots mobiles

Résumé

Ce travail est consacré à l’étude de la marche d’un robot bipède non actionné au niveau des chevilles. Les mouvements du robot sont réduits au plan sagittal. La spécificité de l’étude actuelle est la prise en compte d’une phase de double support sur actionnée, en plus de la phase de simple support sous-actionnée. Ce travail traite de trois points distincts. Il traite d'abord de l'étude de l'impact du pied libre au sol, dans les cas avec et sans pieds, dans la perspective de l'obtention d'un double support. Cette étude nous a amené à remettre en cause les hypothèses de l'impact dans le cas où des contacts ont déjà lieu au moment de l'impact. Il traite ensuite de la génération de mouvements de marche que nous avons posée rigoureusement sous la forme d'un problème d'optimisation avec une hiérarchisation de contraintes. Cette hiérarchisation de contraintes consiste en une suite de contraintes où une contrainte doit être vérifiées pour que les contraintes suivantes soient définies. Une adaptation de programmes d’optimisation existants a été développée afin de tenir compte des spécificités du problème de la génération de mouvements qui a été posé. Le calcul du gradient de manière analytique a également été développé afin d'améliorer le déroulement du processus d'optimisation. Enfin est étudié la stabilité des dynamiques de zéro avec la phase de double support sur-actionnée. Il est prouvé tout l’intérêt de cette phase sur actionnée pour améliorer la stabilité de la marche.

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