L’analyse cinématique de manipulateurs parallèles et reconfigurables

Kinematic analysis of reconfigurable parallel manipulators

• Auteur / Autrice : Abhilash Nayak
• Direction : Stéphane Caro, Philippe Wenger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Robotique, mécanique
• Date : Soutenance le 14/12/2018
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes
• Jury : Président / Présidente : Manfred Husty
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Caro, Philippe Wenger, Manfred Husty, Guangbo Hao, Belhassen Chedli Bouzgarrou, Coralie Germain
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guangbo Hao, Belhassen Chedli Bouzgarrou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Équations algébriques

Machines -- Cinématique

Manipulateurs (mécanismes)

Mots clés libres

Manipulateurs parallèles

Manipulateurs série-parallèle

Mécanismes conformes

Transformation de Study

Singularités

Parallel manipulators

Series-parallel manipulators

Compliant mechanisms

Study's kinematic mapping

Singularities

Résumé

Un manipulateur parallèle à mobilité réduite a moins de six degrés de liberté et présente généralement différents types de mouvement connus sous le nom de modes d'opération. Ainsi, ce type de manipulateur peut être classifié comme reconfigurable selon sa capacité de transition entre les différents modes d'opération. Cette thèse de doctorat s'articule principalement autour de l'analyse cinématique de manipulateurs parallèles à mobilité réduite, de manipulateurs parallèles en série obtenus à partir de leur empilement en série et de mécanismes conformes conçus à partir de leurs configurations singulières à contraintes. La transformation cinématique de Study est utilisée pour dériver les équations algébriques de contraintes. Ensuite, elles sont interprétées à l'aide d'outils de géométrie algébrique pour effectuer des analyses de mobilité, de cinématique et de singularité. Les techniques de ‘‘screw theory’’ et ‘‘line geometry’’ sont utilisées à côté de l'approche algébrique au besoin.

A lower mobility parallel manipulator has less than six degrees of freedom and usually exhibits different motion types known as operation modes. Thus, it can be classified as reconfigurable on account of its ability to transition between different operation modes. This doctoral thesis mainly revolves around the kinematic analysis of some lower-mobility parallel manipulators, series-parallel manipulators obtained from their serial stacking and compliant mechanisms designed using their constraint singular configurations. Study's kinematic mapping is used to derive the algebraic constraint equations. They are further interpreted using algebraic geometry tools to perform mobility, kinematic and singularity analysis. Screw theory and line geometry techniques are used adjacent to algebraic approach wherever necessary.