Optimisation de trajectoires de robots parallèles redondants

par Ofélia Alba-Gomez

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Philippe Wenger et de José Alfonso Pamanes Garcia.


  • Résumé

    Les études ont pour objectifs la définition d'indices de performance de robot pleinement parallèle 3·RRR et la détermination d'une méthode de planification de trajectoires optimales pour éviter les configurations singulières et optimiser les perfonnances cinétostatiques. On développe une analyse des conditions d'isotropie pour calculer une longueur caractéristique pertinente en vue de l'homogénéisation de la matrice jacobienne parallèle. On définit un nouvel indice de performance comme mesure de la distance d'une configuration par rapport à une singularité parallèle. La valeur optimale de cet indice est atteinte par une configuration isotrope idéale. Puis, nous proposons un second indice de performance en utilisant une interprétation géométrique des conditions de singularités parallèle. L'équivalence des deux indices est vérifiée. Pour notre robot cinématiquement redondant nous proposons une méthode de planification automatique de trajectoires pour l'optimisation des performances lors de l'exécution d'une tâche spécifiée. Cette méthode a été inspirée d'un algorithme de planification de trajectoires de véhicules de navigation autonome. Plusieurs cas d'étude sont analysés pour valider l'efficacité de nos méthodes dans des environnements sans et avec obstacles. Un scénario additionnel est finalement étudié : celui d'une tâche qui peut être exécutée seulement si le manipulateur utilise deux modes de fonctionnement. Le manipulateur est donc obligé de passer par une singularité sérielle lors de la réalisation de la tâche. Ce cas nécessite la formulation d'une nouvelle procédure qui est aussi développée et testée avec un cas d'étude

  • Titre traduit

    Trajectory optimization for kinematically redundant parallel robots


  • Résumé

    The aims of studies in tbis thesis are the definition of perfonnance indices of3-RRR parallel robots and the formulation of a method for trajectory planning in order to avoid singular configurations and optimize the kinetostatic performances of the manipulator. By using the isotropy conditions we define a characteristic length in order to homogenize the parallel Jacobian matrix. Thus, a consistent performance index is defined by using such a matrix as the distance of a configuration to parallel singularities. The optimum value of this index is determined an ideal isotropic configuration. Then, another index of the manipulator is defined by using a geometric interpretation of conditions of parallel singularities. An additional study allows us to verify the equivalence of the two proposed indices. Then, for our kinematically redundant robot, a method for automatic trajectory planning is proposed which optimizes the manipulator performances during the execution of a specified task. This method is inspired from an algorithm of trajectory planning for auto-guided vehicles. Several cases of study are analyzed in order to validate the effectiveness of our method in environments without and with obstacles. We consider a scenario in which the accessibility to the whole path is not possible using only one working mode; thus, we propose a supplementary formulation in order to achieve a suitable change of working mode to complete the task

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Informations

  • Détails : 1 vol. (171 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 139-154. Index

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007 NANT 2126
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.2220 bis
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