Contribution à la modélisation et à la planification de trajectoires de robots parallèles évitant les singularités et les collisions

par Samir Lahouar

Thèse de doctorat en Génie mécanique, productique, transport

Sous la direction de Saïd Zeghloul et de Lotfi Romdhane.


  • Résumé

    L’objectif principal de ce travail est l'étude de la planification de trajectoires pour les robots parallèles en prenant en considération les collisions et les singularités. Les développements ont été intégrés dans le logiciel SMAR du LMS. Ce logiciel, à l’origine limité aux robots sériels, a été enrichi en changeant sa structure pour permettre la modélisation et l’analyse des robots parallèles. Une étude des robots parallèles et des notions qui s'y rapportent, ainsi que les différentes structures de robots et les types de maillons et de liaisons qui les composent sont décrites. Les chaînes fermées sont modélisées à l’aide de différents types de contraintes entre maillons. Une méthode pour générer les équations du modèle cinématique en séparant les variables actives, passives et opérationnelles est présentée. Une méthode de planification de trajectoires permettant d’éviter les singularités et les collisions internes et externes est proposée. Cette méthode combine deux modes: un mode de recherche en profondeur et un mode de recherche en largeur. Un exemple de robot 3-RPR est traité pour illustrer les développements de cette méthode. Des résultats expérimentaux sont présentés pour valider le modèle. La première expérimentation est réalisée sur le robot translateur conçu au LGM Monastir et construit au L. M. S. La seconde expérience a été conduite à l’Université de Cassino sur un robot à câbles. Enfin, la dernière expérimentation est originale puisqu’elle a été menée sur un robot chien, qui a été traité comme un robot parallèle. Les résultats obtenus ont servi à valider les modèles développés dans la thèse.

  • Titre traduit

    Contribution to parallel robots modeling and path planning avoiding singularities and collisions


  • Résumé

    The main objective of this work is the analysis and the modeling of parallel robots. The problem of path planning avoiding collisions and singularities is studied. The software SMAR, developed in LMS, was used to implement the different algorithms. This software, initially limited to serial robots, was modified in order to cope with parallel robots. First, an analysis of the parallel structures and their different links and joints, is described. Closed kinematic chains are modeled using different types of geometry constraints, which led us to propose a method to generate automatically the kinematic model and separate the passive, active and operational parameters. Second, a method of path planning avoiding both singularities and collisions is proposed. This method combines two modes: a depth search mode and a width search mode. A 3-RPR example is given to illustrate the obtained results. The second part of this thesis presents some experiments to validate the proposed models. The first experiment used a translational robot designed in LGM Monastir and built in LMS. The second experiment was done at the University of Cassino on a 4-cable-driven-robot. The last experiment using a dog robot, showed how this type of structures can be treated as a parallel one. This approach turned out to be an effective way to control such complex structures in a simple and effective way.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (159 p.)
  • Annexes : Bibliogr. [58] réf.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 08/POIT/2252
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