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Dissertations / Theses on the topic '6 degrés de liberté'
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Harton, David, and David Harton. "Modélisation, conception mécanique, étude cinématique et dynamique d'un robot hybride redondant à (6+3) degrés de liberté." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/38156.
Full textAbstract:
Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020
Les robots collaboratifs prennent de plus en plus de place sur les lignes de production au sein des entreprises manufacturières. Leur facilité d'installation et d'utilisation ainsi que leur caractère sécuritaire constituent des avantages liés à leur utilisation. Les robots collaboratifs sériels sont les plus populaires dans l'industrie. Le principal avantage de ceux-ci est leur grand espace de travail. Cependant, l'inertie des architectures sérielles est généralement élevée, limitant ainsi les performances dynamiques du robot. Les robots parallèles sont plus avantageux sur ce point. Un principal avantage des robots parallèles collaboratifs est que les actionneurs sont situés près de la base, diminuant ainsi l'inertie, comparativement aux robot sériels. Cependant il existe peu de robots parallèles collaboratifs sur le marché. Dans ce mémoire est présenté un concept de robot hybride cinématiquement redondant utilisé pour des applications de coopération humain-robot à faible impédance. Ce robot d'architecture 3-[R(RR-RRR)SR] possède (6+3) degrés de liberté (ddl). La redondance du robot permet d'augmenter l'espace du travail notamment en rotation (comparativement à celui d'un robot non redondant d'architecture semblable) en diminuant le nombre de configurations singulières de type II dans l'espace de travail. Le robot est composé de trois jambes d'architecture hybride ayant chacune trois ddl et trois actionneurs ainsi qu'une plateforme composée d'un mécanisme parallèle plan à trois ddl. Les trois degrés de liberté redondants sont utilisés à la plateforme, afin d'y opérer une pince à partir des actionneurs aux jambes. Ce robot possède de grandes capacités en rotation, soient +-90° en inclinaison et en torsion. Ce robot est conçu de manière à ce qu'il soit rétrocommandable et qu'il ait une faible impédance et une faible inertie. Il ne possède aucun réducteur aux actionneurs. Le concept du robot présenté dans ce document est modulaire. En effet, l'architecture des jambes et de la plateforme peuvent différer légèrement afin d'adapter le robot à une application spécifique. Dans le cas présent, des jambes hybrides et une plateforme plane sont choisies pour des fins de simplicité et de maximisation de l'espace de travail. Dans ce document, les modèles cinématiques et dynamiques du robot, de la plateforme et des jambes sont présentés. Les étapes de conception mécanique ainsi qu'une étude de la sensibilité cinématique du robot sont également détaillés.
Les robots collaboratifs prennent de plus en plus de place sur les lignes de production au sein des entreprises manufacturières. Leur facilité d'installation et d'utilisation ainsi que leur caractère sécuritaire constituent des avantages liés à leur utilisation. Les robots collaboratifs sériels sont les plus populaires dans l'industrie. Le principal avantage de ceux-ci est leur grand espace de travail. Cependant, l'inertie des architectures sérielles est généralement élevée, limitant ainsi les performances dynamiques du robot. Les robots parallèles sont plus avantageux sur ce point. Un principal avantage des robots parallèles collaboratifs est que les actionneurs sont situés près de la base, diminuant ainsi l'inertie, comparativement aux robot sériels. Cependant il existe peu de robots parallèles collaboratifs sur le marché. Dans ce mémoire est présenté un concept de robot hybride cinématiquement redondant utilisé pour des applications de coopération humain-robot à faible impédance. Ce robot d'architecture 3-[R(RR-RRR)SR] possède (6+3) degrés de liberté (ddl). La redondance du robot permet d'augmenter l'espace du travail notamment en rotation (comparativement à celui d'un robot non redondant d'architecture semblable) en diminuant le nombre de configurations singulières de type II dans l'espace de travail. Le robot est composé de trois jambes d'architecture hybride ayant chacune trois ddl et trois actionneurs ainsi qu'une plateforme composée d'un mécanisme parallèle plan à trois ddl. Les trois degrés de liberté redondants sont utilisés à la plateforme, afin d'y opérer une pince à partir des actionneurs aux jambes. Ce robot possède de grandes capacités en rotation, soient +-90° en inclinaison et en torsion. Ce robot est conçu de manière à ce qu'il soit rétrocommandable et qu'il ait une faible impédance et une faible inertie. Il ne possède aucun réducteur aux actionneurs. Le concept du robot présenté dans ce document est modulaire. En effet, l'architecture des jambes et de la plateforme peuvent différer légèrement afin d'adapter le robot à une application spécifique. Dans le cas présent, des jambes hybrides et une plateforme plane sont choisies pour des fins de simplicité et de maximisation de l'espace de travail. Dans ce document, les modèles cinématiques et dynamiques du robot, de la plateforme et des jambes sont présentés. Les étapes de conception mécanique ainsi qu'une étude de la sensibilité cinématique du robot sont également détaillés.
Collaborative robots become present on production lines in factories. Their easiness of installation and use and their safety features make them more attractive. Serial collaborative robots are the most popular in the industry. Their main advantage is their large workspace. However, the inertia of the members of serial robots is the main limitation of the dynamic performances. Parallel robots are more attractive on this aspect. The main advantage of parallel robots is that their actuators are located near the base, decreasing the inertia compared to serial robots. However, there are few parallel collaborative robots on the market. In this Master's thesis, a novel concept of a redundant hybrid robot used for low impedance physical human-robot interaction (pHRI) applications is presented. This robot has a 3-[R(RRRRR) SR] architecture and (6+3) degrees of freedom (dof). Redundancy allows to get a larger workspace especially in rotation (compared to a non-redundant robot with the same architecture) by avoiding some type II singularity configurations in the workspace. The robot has three 3-dof hybrid legs having three actuators, and the platform, which is a 3-dof parallel planar mechanism. The three redundant degrees of freedom are used at the platform to actuate a gripper from the leg actuators. The robot has a large rotational workspace, namely > +-90° in tilt and torsion. This robot is designed to be backdrivable, with a low impedance and a low inertia. The actuators have no gearbox. The robot presented in this document is modular. Indeed, the leg architecture and the platform may differ depending on the application. In the present case, hybrid legs and planar platform are chosen for simplicity and workspace maximisation purposes. In this document, kinematic and dynamic models of the robot are presented. The main mechanical design steps and a study of the kinetic sensitivity are also detailed.
Collaborative robots become present on production lines in factories. Their easiness of installation and use and their safety features make them more attractive. Serial collaborative robots are the most popular in the industry. Their main advantage is their large workspace. However, the inertia of the members of serial robots is the main limitation of the dynamic performances. Parallel robots are more attractive on this aspect. The main advantage of parallel robots is that their actuators are located near the base, decreasing the inertia compared to serial robots. However, there are few parallel collaborative robots on the market. In this Master's thesis, a novel concept of a redundant hybrid robot used for low impedance physical human-robot interaction (pHRI) applications is presented. This robot has a 3-[R(RRRRR) SR] architecture and (6+3) degrees of freedom (dof). Redundancy allows to get a larger workspace especially in rotation (compared to a non-redundant robot with the same architecture) by avoiding some type II singularity configurations in the workspace. The robot has three 3-dof hybrid legs having three actuators, and the platform, which is a 3-dof parallel planar mechanism. The three redundant degrees of freedom are used at the platform to actuate a gripper from the leg actuators. The robot has a large rotational workspace, namely > +-90° in tilt and torsion. This robot is designed to be backdrivable, with a low impedance and a low inertia. The actuators have no gearbox. The robot presented in this document is modular. Indeed, the leg architecture and the platform may differ depending on the application. In the present case, hybrid legs and planar platform are chosen for simplicity and workspace maximisation purposes. In this document, kinematic and dynamic models of the robot are presented. The main mechanical design steps and a study of the kinetic sensitivity are also detailed.
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Monsarrat, Bruno. "Optimisation, analyse des singularités et commande non linéaire adaptative d'un manipulateur parallèle à 6 degrés de liberté équilibré statiquement." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ60737.pdf.
Full text
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Bosman, Julien. "Physically-based 6-DoF nodes deformable models : application to connective tissues simulation and soft-robots control." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10122/document.
Full textAbstract:
La simulation médicale est un domaine de recherche de plus en plus actif. Malgré les avancées observées ces dernières années, le modèle complet du patient virtuel reste un objectif ambitieux. Il existe encore de nombreuses opportunités de recherche, notamment concernant la modélisation mécanique des conditions aux limites. Jusqu'à présent, la majorité des travaux était consacrée à la simulation d'organes, ces derniers étant généralement simulés seuls. Cette situation pose problème car l'influence des organes environnants sur les conditions aux limites est négligée. Ces interactions peuvent être complexes, impliquant des contacts mais aussi des liaisons mécaniques dues aux tissus conjonctifs. Ainsi, les influences mutuelles entre les structures anatomiques sont souvent simplifiées, diminuant le réalisme des simulations. Cette thèse visé à étudier l'importance des tissus conjonctifs, et plus particulièrement d'une bonne modélisation des conditions aux limites. Dans ce but, le rôle des ligaments lors d'une intervention chirurgicale par laparoscopie a été étudié. Afin d'améliorer le réalisme des simulations, un modèle mécanique dédié aux tissus conjonctifs, basée sur la mécanique des milieux continus et un ensemble de nœuds à 6 degrés de liberté a été développée. En outre, les travaux sur les tissus conjonctifs ont donné lieu à la mise au point d'une méthode de modélisation utilisée dans le cadre des robots déformables. Cette méthode permet un contrôle précis, et temps-réel, d'un bras robotisé déformable. L'utilisation de nœuds orientables a donné lieu à un modèle à nombre de degrés de liberté réduit, permettant de reproduire le comportement de structures plus complexesDespite the promising advances done in medical simulation, the complete virtual patient’s model is yet to come. There are still many avenues for improvements, especially concerning the mechanical modeling of boundary conditions.So far, most of the work has been dedicated to organs simulation, which are generally simulated alone. This raises a real problem as the role of the surrounding organs in boundary conditions is neglected. However, these interactions can be complex, involving contacts but also mechanical links provided by layers of soft tissues known as connective tissues. As a consequence, the mutual influences between the anatomical structures are generally simplified, weakening realism of simulations.This thesis aims at studying the importance of the connective tissues, and especially of a proper modeling of the boundary conditions. To this end, the role of the ligaments during laparoscopic liver surgery has been investigated. In order to enhance the simulations’ realism, a mechanical model dedicated to the connective tissues has been worked out. This has led to the development of a physically-based method relying on material points that can, not only translate, but also rotate themselves. The goal of this model is to enable the simulation of multiple organs linked by complex interactions.In addition, the work on the connective tissues model has been derived to be used in soft robotics. The principle of relying on orientable material points has been used to developed a reduced model that can reproduce the behavior of more complex structures. The objective of this work is to provide the means to control – in real-time – a soft robot made of a deformable arm
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Pasco, Yann. "Étude physique d'un actionneur piézoélectrique multi-couches non-linéaire et applications à l'absorption active des vibrations déterministes sur 1 puis 6 degrés de liberté." Thèse, Université de Sherbrooke, 2002. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1727.
Full textAbstract:
L'environnement entourant un mécanisme de précision est la principale cause de son mauvais fonctionnement ou tout simplement de ses limitations dans la précision des résultats obtenus. Notre entrée dans l'ère des nanotechnologies nous pousse à concevoir des dispositifs aptent [i.e. aptes] à isoler ces mécanismes de leur environnement afin d'en améliorer le fonctionnement. Le sujet de cette thèse est l'étude, la caractérisation et la conception d'un dispositif d'isolation actif des vibrations utilisant la technologie piézoélectrique. Pour ce faire, l'utilisation d'une plateforme active à plusieurs degrés de liberté utilisant des actionneurs piézoélectriques multicouches propose une solution élégante au problème de l'isolation vibratoire. Chaque degré de liberté de la plateforme sera contrôlé par un actionneur multicouche, c'est pourquoi, une partie de cette thèse comprendra l'étude physique d'un actionneur piézoélectrique et la validation d'un modèle à l'aide d'un absorbeur de vibrations monoaxe. Bien que de nombreux modèles existent à ce sujet, le modèle numérique de l'actionneur proposé combine une loi de comportement macroscopique et l'utilisation d'un opérateur numérique discret. La loi de comportement macroscopique de la ferroélectricité de Tiersten choisie ici, est généralisée au cas tri-dimentionnel alors que l'opérateur numérique de Preisach modélisera l'hystérésis du [i.e. due] au phénomène de polarisation rémanente propre au [i.e. aux] matériaux ferroélectriques. Ces équations seront réduites aux cas d'un matériau piézoélectrique présentant une anisotropie transversale due à sa direction privilégie [i.e. privilégiée] de polarisation (équivalente à celles de Tiersen) et appliquées à l'étude d'une couche de l'actionneur en sollicitation de traction-compression. Le nouveau modèle mono-couche obtenu permet l'étude d'un actionneur complet composé d'un nombre fini de couches. Ce modèle présente l'avantage de conserver les couplages entre déplacements, efforts, et sollicitations électriques tout en introduisant les non-linéarités ferroélectriques. Le modèle de l'actionneur, après identification expérimentale est utilisé pour effectuer les simulations d'un absorbeur actif de vibration mono-axe. Une introduction à l'isolation vibratoire et au contrôle actif des vibration [i.e. vibrations] utilisant des algorithmes par anticipation multi-entrées/multi-sorties est présentée ensuite et le développement d'un algorithme de contrôle non-linéaire utilisant un modèle interne est étudié pour le cas mono-axe et dans le cadre de perturbations vibratoires déterministes. La suite du document propose l'application de cette [i.e. cet] algorithme au contrôle multi-axe utilisant une plateforme active à 6 degrés de libertés matérialisée [i.e. matérialisées] par une plateforme de Stewart dont chaque colonne active est un actionneur multicouche piézoélectrique équivalente à celle utilisée pour l'absorbeur mono-axe.
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Tabia, Ahmed. "Pose estimation with event camera." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPAST093.
Full textAbstract:
La pose de la caméra est utilisée pour décrire la position et l'orientation d'une caméra dans un système de coordonnées absolu, en référence à six degrés de liberté. L'estimation de la pose de la caméra est essentielle dans divers domaines d'application, tels que la réalité augmentée, la navigationrobotique et les véhicules autonomes.Ces domaines exploitent la pose de la caméra pour des calculs ultérieurs, comme la localisation des objets et la perception de la scène.Estimer la pose d'une caméra présente des défis dans différents scénarios ; les conditions d'éclairage médiocres, y compris une obscurité ou une luminosité extrêmes, limitent l'efficacité de la plupart des méthodes basées sur des caractéristiques. Ces conditions d'éclairage défavorablesentravent la détection et la correspondance précises des caractéristiques, affectant ainsi la précision de l'estimation de la pose de la caméra.Les scènes manquant de textures distinctes compliquent l'extraction de points clés significatifs, tandis que le mouvement rapide entraîne un flou cinétique, nuisant à la qualité de l'image et à la précision de l'estimation de la pose.La plupart de ces défis rencontrés dans l'estimation de la pose de la caméra sont largement liés à la nature des caméras traditionnelles, qui capturent le monde sous forme d'une série d'images fixes, prises successivement à un rythme rapide. Dans les cas où ces difficultés sont particulièrement prononcées, les caméras événementielles offrent des avantages potentiels.Les caméras événementielles sont des capteurs bio-inspirés qui imitent le fonctionnement de la rétine humaine, en capturant les changements d'intensité des pixels plutôt que d'enregistrer des images complètes à un taux fixe, comme le font les caméras traditionnelles basées sur des trames.Cette thèse se concentre sur l'estimation de la pose des caméras événementielles et vise à explorer l'application de méthodes d'apprentissage en profondeur pour la pose et la relocalisation basées sur ces caméras, en tirant parti de leurs propriétés uniques telles que la haute résolution temporelle, la faible latence et la large plage dynamique.La thèse apporte plusieurs contributions au domaine de l'estimation de la pose de caméra événementielle en utilisant des techniques d'apprentissage profond. Ces contributions peuvent être résumées comme suit :• La thèse fournit un aperçu complet des informations de base et des travaux connexes, établissant ainsi une base solide et une compréhension contextuelle de l'estimation de la pose de caméra événementielle.• La thèse explore et développe des approches spécialisées d'apprentissage profond adaptées à l'estimation de la pose de caméra événementielle. Ces techniques exploitent la puissance de l'apprentissage profond pour estimer avec précision la pose de la caméra à l'aide dedonnées événementielles.• La thèse introduit des méthodes pour projeter les données événementielles en données semblables à des images, facilitant l'application d'approches dédiées d'apprentissage profond. Ce processus de projection permet une utilisation efficace des informations événementielles dans la tâche d'estimation de la pose de la caméra.• La thèse propose une nouvelle approche qui applique directement des techniques d'apprentissage profond aux données événementielles brutes, les traitant comme un nuage de points plutôt que de les convertir en images. Cette approche exploite l'ensemble des informations capturées par la caméra événementielle et permet un processus d'apprentissage de bout en boutCamera pose is used to describe the position and orientation of a camera in an absolute coordinate system, with reference to six degrees of freedom. Estimating the camera pose is essential in various application domains, such as augmented reality, robotic navigation, and autonomous vehicles.These fields rely on camera pose for subsequent calculations, such as object localization and scene perception.Estimating the pose of a camera presents challenges in different scenarios; poor lighting conditions, including extreme darkness or brightness, limit the effectiveness of most feature-based methods. These unfavorable lighting conditions hinder precise feature detection and matching, thereby affecting the accuracy of camera pose estimation. Scenes lacking distinct textures complicate the extraction of meaningful keypoints, while rapid motion leads to motion blur, affecting image quality and pose estimation accuracy.Most of these challenges encountered in camera pose estimation are largely related to the nature of traditional cameras, which capture the world as a series of static images taken successively at a rapid pace. In cases where these difficulties are particularly pronounced, event-based cameras offer potential advantages.Event-based cameras are bio-inspired sensors that mimic the functioning of the human retina, capturing changes in pixel intensity rather than recording full images at a fixed rate, as traditional frame-based cameras do.This thesis focuses on estimating the pose of event-based cameras and aims to explore the application of deep learning methods for pose estimation and relocalization based on these cameras, leveraging their unique properties such as high temporal resolution, low latency, and wide dynamic range.The thesis makes several contributions to the field of event-based camera pose estimation using deep learning techniques. These contributions can be summarized as follows:• The thesis provides a comprehensive overview of foundational information and related work, thus establishing a solid foundation and contextual understanding of event-based camera pose estimation.• The thesis explores and develops specialized deep learning approachestailored to event-based camera pose estimation. These techniques harness the power of deep learning to accurately estimate camera pose using event data.• The thesis introduces methods to project event data into image-like data, facilitating the application of dedicated deep learning approaches.This projection process allows for efficient use of event data in the camera pose estimation task.• The thesis proposes a novel approach that directly applies deep learning techniques to raw event data, treating them as a point cloud rather than converting them into images. This approach leverages the entirety of information captured by the event-based camera and enables an end-to-end learning process
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Leblond, Marc. "Équilibrage statique de manipulateurs parallèles spatiaux à six degrés de liberté et plans à trois degrés de liberté à actionneurs prismatiques." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape8/PQDD_0010/MQ41941.pdf.
Full text
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Kittel-Ouimet, Thierry. "Commande d'un bras exosquelette robotique à sept degrés de liberté." Mémoire, École de technologie supérieure, 2012. http://espace.etsmtl.ca/963/1/KITTEL%2DOUIMET_Thierry.pdf.
Full textAbstract:
La perte partielle ou complète du fonctionnement des membres supérieurs est en majeure
partie causée par des blessures dues à l’âge ou à des accidents comprenant des blessures
sportives ou professionnelles, des traumatismes de la moelle épinière ou des accidents
vasculaires cérébraux. Puisque le nombre de tels cas augmente constamment et que la durée
du traitement est de plus en plus longue, le développement d’un exosquelette robotique
permettant la réadaptation des membres supérieurs pourrait contribuer de manière
significative au succès de ces interventions.
Mon projet de recherche consiste à concevoir l’architecture électrique et électronique du
robot MARSE (Motion Assistive Robotic-exoskeleton for Superior Extremity) afin de
contrôler les sept degrés de liberté rotatifs qu’il comporte. Pour y parvenir, une modélisation
mathématique de la dynamique du robot a été accomplie. Puisque la dynamique de ce robot
comporte plusieurs non-linéarités, l’étude de contrôleurs non linéaires est appropriée pour
poursuivre une trajectoire désirée. La commande du couple précalculé et la commande par
mode glissement ont été réalisées. Ces méthodes sont simples et elles sont souvent
employées pour des bras robotiques. Par la suite, la description des composantes
électroniques ainsi que la description de l’architecture de contrôle y sont présentées dans le
but d’expliquer les fonctionnalités du robot. De même, l’étude des capteurs à effet de Hall
comme capteur de position est effectuée et les expérimentations démontrent qu’ils pourraient
être employés pour le robot. Finalement, une comparaison des poursuites de trajectoires a été
expérimentée et les résultats obtenus révèlent que la commande par mode de glissement est la
plus robuste.
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Bienvenu, Charles-Etienne, and Charles-Etienne Bienvenu. "Analyse et conception d'un palonnier à six degrés de liberté." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/37082.
Full textAbstract:
L’apprentissage manuel d’un mouvement à un robot est déjà chose faite de nos jours. Cependant, les équipements utilisés afin de détecter le mouvement souhaité sont actuellement des capteurs de force. Ceux-ci sont réputés pour être compacts et robustes, mais demandent d’appliquer une certaine force sur le robot avant qu’il se déplace ce qui donne l’impression qu’il y a un délai de réponse. L’objectif principal du projet de recherche consiste à développer un capteur de déplacement sous la forme d’un mini manipulateur parallèle passif pouvant être monté au poignet d’un robot sériel afin de le contrôler par déplacement. Le capteur servira d’interface dynamique pour la manipulation du robot par un humain. Le but est de rendre le contrôle le plus intuitif possible pour l’utilisateur. Le concept est de forme circulaire et est conçu pour être monté autour du poignet du robot de sorte que l’utilisateur a l’impression de déplacer directement le robot. Le résultat de ce projet permettra de faciliter le contrôle manuel d’un robot sériel et de le rendre plus intuitif. Ceci pourra être mis en application pour l’apprentissage de trajectoires à un robot ou encore pour faciliter le déplacement, non répétitif, de charges lourdes.L’apprentissage manuel d’un mouvement à un robot est déjà chose faite de nos jours. Cependant, les équipements utilisés afin de détecter le mouvement souhaité sont actuellement des capteurs de force. Ceux-ci sont réputés pour être compacts et robustes, mais demandent d’appliquer une certaine force sur le robot avant qu’il se déplace ce qui donne l’impression qu’il y a un délai de réponse. L’objectif principal du projet de recherche consiste à développer un capteur de déplacement sous la forme d’un mini manipulateur parallèle passif pouvant être monté au poignet d’un robot sériel afin de le contrôler par déplacement. Le capteur servira d’interface dynamique pour la manipulation du robot par un humain. Le but est de rendre le contrôle le plus intuitif possible pour l’utilisateur. Le concept est de forme circulaire et est conçu pour être monté autour du poignet du robot de sorte que l’utilisateur a l’impression de déplacer directement le robot. Le résultat de ce projet permettra de faciliter le contrôle manuel d’un robot sériel et de le rendre plus intuitif. Ceci pourra être mis en application pour l’apprentissage de trajectoires à un robot ou encore pour faciliter le déplacement, non répétitif, de charges lourdes.
Teaching a prescribed trajectory to a robot manually is possible using current technology. However, to accomplish this, the robot needs to have load sensors. This type of sensor is robust and compact but creates a lag time caused by the time to apply the load on the sensor and the processing time. The main goal of this research project is to develop a displacement sensor. This sensor consists of a miniature passive parallel robot and is designed to be mounted on the wrist of a serial robot. The user will be able to move the parallel robot to control the serial one. The sensor will be used as a dynamic interface when manipulated by the user. Since the effector is circular and mounted around the wrist of the robot, the user will have the impression to directly control the robot. The goal of using this type of sensor is to give the user a more intuitive feeling and a minimum lag time. The prototype can be used to teach a prescribed trajectory to a robot or to move a heavy loads along non-repetitive paths.
Teaching a prescribed trajectory to a robot manually is possible using current technology. However, to accomplish this, the robot needs to have load sensors. This type of sensor is robust and compact but creates a lag time caused by the time to apply the load on the sensor and the processing time. The main goal of this research project is to develop a displacement sensor. This sensor consists of a miniature passive parallel robot and is designed to be mounted on the wrist of a serial robot. The user will be able to move the parallel robot to control the serial one. The sensor will be used as a dynamic interface when manipulated by the user. Since the effector is circular and mounted around the wrist of the robot, the user will have the impression to directly control the robot. The goal of using this type of sensor is to give the user a more intuitive feeling and a minimum lag time. The prototype can be used to teach a prescribed trajectory to a robot or to move a heavy loads along non-repetitive paths.
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Tremblay, Philippe. "Équilibrage statique adaptatif d'un manipulateur sériel à 4 degrés de liberté." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25535/25535.pdf.
Full text
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Nguyen, Thi Thanh Tra. "Identification et commande d'un bras flexible à deux degrés de liberté." Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG0057.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse concerne l'étude et la commande d'un bras manipulateur flexible à deux degrés de liberté. Apres une analyse bibliographique, les caractéristiques fondamentales du dispositif expérimental sont présentées. Ce procédé est complexe dans le sens ou il est multivariable, couple, a paramètres repartis et variables dans le temps. Les aspects modélisation et identification paramétrique du bras s'appuyant sur des modèles entrées-sorties sont étudiés. Différents modèles multivariables linéaires propres a la commande sont obtenus et valides. Différentes lois de commande prédictives (adaptatives ou non, incluant un precompensateur ou non) sont développées et mises en œuvre sur le procédé expérimental. Ces lois de commande permettent de faire suivre à l'extrémité du bras diverses trajectoires, indépendamment de la charge transportée.
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Gangloff, Jacques. "Asservissements visuels rapides d'un robot manipulateur a 6 degres de liberte." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1999. http://www.theses.fr/1999STR13006.
Full textAbstract:
Les systemes d'acquisition et de traitement d'image modernes permettent de controler un robot manipulateur a 6 degres de liberte a une cadence d'echantillonnage elevee. Pour des cadences superieures a 50 hz, une strategie de controle optimal de la boucle visuelle doit tenir compte des dynamiques du manipulateur. Dans ce travail, nous proposons une nouvelle approche pour modeliser les dynamiques d'un robot a 6 degres de liberte implique dans une boucle de vision rapide. Grace a la projection des dynamiques articulaires dans l'espace operationnel, nous obtenons le modele dynamique de ce que nous nommons le dispositif de deplacement operationnel virtuel. Nous utilisons ce modele pour realiser une commande predictive generalisee de la boucle de vision. Deux applications ont ete developpees pour valider ce modele : une experience de poursuite de cible et une experience de suivi de profile. Dans les 2 cas, la configuration de la camera est eye in hand et la boucle de vision commande directement les references de vitesse articulaire. L'objectif de l'application de poursuite de cible est de maintenir constante l'attitude de la cible par rapport a la camera suivant 6 degres de liberte. Nous utilisons une camera rapide qui permet de cadencer la boucle de vision a 120 hz. Nous comparons 2 strategies classiques de commande : 2d et 3d. Les simulations et les experiences montrent une meilleure stabilite pour la strategie 2d. Pour la tache de suivi de profile, la camera se deplace le long d'un profile 3d dont l'attitude par rapport a la camera est maintenue constante par la boucle de vision suivant 6 degres de liberte. Nous avons compare les performances de la boucle commandee par un simple pi a celles obtenues grace a un correcteur gpc (generalized predictive controller) qui tient compte du modele dynamique que nous proposons. Les simulations et les experiences montrent une amelioration spectaculaire des performances avec le gpc, validant ainsi notre modele.
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Habineza, Didace. "Stratégies de modélisation et de commande des microsystèmes piézoélectriques à plusieurs degrés de liberté." Thesis, Besançon, 2015. http://www.theses.fr/2015BESA2054/document.
Full textAbstract:
Les actionneurs piézoélectriques font partie des outils les plus utilisés dans les applications à l'échelle micro/nano-métrique (micromanipulation, microassemblage, micropositionnement, etc…). Du point de vue fonctionnel, on distingue les actionneurs mono-axe (permettant d'obtenir la déflection suivant une direction) et les actionneurs multi-axes (pouvant fléchir suivant plusieurs directions). La notoriété des actionneurs piézoélectriques est due à un certain nombre de performances telles qu'une large bande passante (plus du kHz possible), une très bonne résolution (de l'ordre du nanomètre), une faible consommation en énergie électrique, une grande densité de force, une facilité d'alimentation et d'intégration, etc. Cependant, ces actionneurs sont caractérisés par des non-linéarités fortes (hystérésis et la dérive lente), des oscillations mal-amorties, et sont sensibles à la variation des conditions ambiantes (en particulier à la variation de la température). Pour les actionneurs multi-axes, il s'ajoute un problème des couplages entre les différents axes de l'actionneur. Cette thèse propose des stratégies innovantes de commande des actionneurs piézoélectriques multi-axes pour contrer les problèmes sus-mentionnés. Ces stratégies sont groupées en deux catégories. La première catégorie concerne les techniques de commande en boucle fermée. Ces techniques sont les plus adaptées pour garantir la robustesse et un niveau de précision élevé pour les actionneurs piézoélectriques. Cependant, à l'échelle micro/nano-métrique, ces techniques sont limitées par un manque d'espace suffisant pour installer des capteurs de position. La deuxième catégorie concerne la commande en boucle ouverte dont l'intérêt majeur est lié au fait qu'il n'y a pas besoin de capteurs pour la commande, ce qui constitue un avantage en terme de coût et facilité d'intégration. Dans cette thèse, nous proposons d'abord les techniques de modélisation et de commande en boucle ouverte multivariables. Ensuite, nous faisons une analyse des effets de la température sur les actionneurs piézoélectriques et nous proposons des techniques de commande en boucle ouverte et en boucle fermée de ces effets. Enfin, une stratégie de commande en boucle fermée par découplage, visant à obtenir des correcteurs d'ordre réduit pour les actionneurs multi-axes est proposée. Toutes ces techniques sont vérifiées et appliquées expérimentalement à un actionneur piézoélectrique de type tubePiezoelectric actuators are among the most used tools in many applications at micro/nano-scale (micromanipulation,microassembly, micropositioning, etc). From a functional perspective, there exist mono-axis actuators(which are made to bend in one direction) and multi-axis actuators (which provide deflections in different directions).The popularity of piezoelectric actuators is especially due to their high resolution (nanometric resolution),the large bandwidth (greater than 1kHz possible), the low electrical power consumption, the high force density,the ease of integration in positioning systems, etc. However, piezoelectric actuators are characterized by hysteresisand creep nonlinearities, badly damped vibrations and they are sensitive to the variation of ambient conditions(especially to the temperature variation). In addition, multi-axis actuators exhibit cross-couplings betweentheir axis. This thesis proposes novel strategies for modeling and control of multi-axis piezoelectric actuators,with the aim to counteract the aforementionned problems. These strategies are grouped into two categories.The first category concerns feedback control techniques. These techniques are the most suitable to ensurethe robustness and a high level of precision for piezoelectric actuators. However, at the micro/nanoscale, thesetechniques are limited by the lack of enough physical space to install feedback sensors. The second categoryconcerns the feedforward control techniques. The main advantage of these techniques is related to the factthat, in feedforward control schemes, feedback sensors are not needed for tracking. This allows to achieve ahigh degree of packageability and the cost reduction. In this thesis, we first propose multivariable modelingand feedforward control techniques. Then, we analyse the effects of temperature variation on piezoelectricactuators and we propose feedforward and feedback control techniques for these effects. Finally, a feedbackstrategy based on decoupling techniques with an aim to reduce the order of feedback controllers for multi-axispiezoelectric actuators, is proposed. All these modeling and control strategies are experimentally applied on apiezoelectric tube actuator
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Pouliot, Nicolas. "Analyse, optimisation et conception de mécanismes de simulation de mouvement à trois degrés de liberté." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp05/mq25715.pdf.
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Medjadi, Djamal-Eddine. "Étude microscopique des excitations collectives, des degrés de liberté de particule individuelle et de leur couplage." Bordeaux 1, 1986. http://www.theses.fr/1986BOR10514.
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Caron, François. "Analyse et conception d'un manipulateur parallèle sphérique à deux degrés de liberté pour l'orientation d'une caméra." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq33592.pdf.
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Lezama, Morales Ruth. "Modélisation et programmation d’un robot anthropomorphe à 7 degrés de liberté actionné par muscles artificiels pneumatiques." Toulouse, INSA, 2008. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000218/.
Full textAbstract:
Un robot de service est un système robotique complexe qui accomplit des tâches de service, interagit avec son environnement et garantit une interaction sûre et fiable avec les êtres humains. Dans ce contexte, les travaux de cette thèse portent sur un bras de robot qui conserve des propriétés inhérentes au bras humain comme sa légèreté, sa flexibilité, sa souplesse articulaire, mais surtout sa capacité naturelle de contact. D'un point de vue général, l'objectif de cette thèse est la mise en service d'un bras de robot anthropomorphe à 7 degrés de liberté, actionné par des muscles artificiels pneumatiques. Plus précisément, nous examinons les modèles géométriques direct et inverse du bras de robot. L'établissement de ces modèles est précédé par le développement d'un outil graphique de simulation. La validation des modèles géométriques du robot est accomplie par l'exécution de tâches courantes, en mode de téléopération, comme par exemple, le suivi d'une trajectoire en maintenant un contact souple ou bien la manipulation d'objets fragiles. En résumé, les principales contributions de cette thèse portent sur la commande de l'actionneur à une paire de muscles artificiels pneumatiques. Le correcteur PID, PID avec un terme d'anticipation et la commande à structure variable sont étudiés sur deux des articulations du bras de robot. Les résultats expérimentaux obtenus permettent d'analyser les effets de la gravité et l'influence du couplage entre les articulations. Finalement, ce travail de thèse conclut par une discussion sur les aspects informatiques de la plateforme robotique ainsi qu'une réflexion sur les perspectives d'évolution du contrôleur de robotA service robot is a complex robotic system that accomplishes the tasks of service, interacts with its environment and guaranties an interaction sure and reliable with human beings. This thesis describes about an anthropomorphic robot arm of 7 degrees of freedom driven by pneumatic artificial muscles called McKibben. Robot actuation using pneumatic artificial muscles is suitable for service robot applications because they provide the robot with an articular flexibility, lightness and a natural compliance in close analogy with the human body. In general, the objective of this thesis is put in operation the anthropomorphic robot arm. More precisely, we examine the direct and inverse kinematic models of the robot. The implementation of these models is first analyzed by the development of a computerized graphic simulation tool. By applying the kinematic models, the execution of simple tasks in teleoperation mode such as, a trajectory tracking under soft contact and the manipulation of fragile objects is validated. However, the main contribution of this thesis is the automatic control of the pneumatic artificial muscle actuator. A PID, a feed-forward PID controller and a variable structure control system are studied. Corresponding experimental results show the effects of the gravity and the influence of the mechanical coupling between the articulations of the anthropomorphic robot arm. Finally, this work concludes with a discussion on the computer aspects of the platform as well as a consideration of the evolution of the robot control architecture
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Goudali, Ahmed. "Contribution à l'étude d'un nouveau robot parallèle 2-delta à six degrés de liberté avec découplage." Poitiers, 1995. http://www.theses.fr/1995POIT2280.
Full textAbstract:
L'usage des robots paralleles (ou structures a chaines cinematiques fermees) en robotique s'impose progressivement en raison de l'interet considerable qu'il procure en rigidite, rapidite, legerete, etc la structure de stewart ou simulateur de vol constitue l'application la plus populaire. Pour notre part, nous avons developpe une structure parallele inedite a 6 d. D. 1, que nous avons nommee robot 2-delta. Elle est constituee par deux structures delta imbriquees ; la premiere correspondant au robot delta initial de clavel ne commande que les mouvements parallele a la base, la seconde commande uniquement les orientations de la pince. Ces deux structures permettent de decoupler les mouvements de translation et de rotation de la pince. Nous avons pu modeliser analytiquement cette structure et introduire par la suite deux modeles geometriques complets permettant d'etablir les relations entre les coordonnees operationnelles de l'effecteur, les variables articulaires actives et les variables articulaires passives. L'exploitation de ces modeles et l'etude des limites des differentes variables nous a permis d'etudier efficacement l'espace de travail du robot 2-delta. Un autre aspect de l'etude est l'influence des petites variations (ou jeux) des longueurs des biellettes de la structure exterieure et interieure du robot 2-delta autour de leurs valeurs nominales sur les coordonnees operationnelles de la pince. L'exploitation de cette etude nous a permis de definir des ellipsoides de jeu basees sur le concept des ellipsoides de manipulabilite de yoshikawa. Enfin, la simulation et l'animation du robot 2-delta sur le systeme de c. A. O-robotique smar (systeme de simulation et d'animation de robot) a permis de valider l'ensemble de nos calculs et de visualiser les fonctionnalites du robot 2-delta
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Dugas, Olivier. "Localisation relative à six degrés de liberté basée sur les angles et sur le filtrage probabiliste." Master's thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25607.
Full textAbstract:
Lorsque des robots travaillent en équipe, il est avantageux de permettre à ceux-ci de se localiser mutuellement pour faire, par exemple, de la navigation en formation. La résolution de la localisation relative est d'une importance particulière pour des équipes de robots aériens ou sous-marins lorsque ceux-ci opèrent dans des environnements dépourvus de points de repère. Ce problème se complexifie davantage lorsque le système de localisation permet seulement l'utilisation de caméras légères et bon marché. Cette étude présente une solution analytique au problème de localisation relative à six degrés de liberté basée sur des mesures d'angle. Cette solution est intégrée à des filtres probabilistes pour augmenter sa précision. En utilisant deux robots mutuellement observables possédant chacun deux marqueurs et une caméra colinéaires, nous pouvons retrouver les transformations qui expriment la pose du premier dans le référentiel du second. Notre technique se distingue du fait qu'elle nécessite uniquement la mesure de deux paires d'angles, au lieu d'un mélange de mesures d'angles et de distances. La précision des résultats est vérifiée par des simulations ainsi que par des expérimentations concrètes. Suite à des expérimentations à des distances variant entre 3:0 m et 15:0 m, nous montrons que la position relative est estimée avec moins de 0:5 % d'erreur et que l'erreur moyenne sur l'orientation relative est maintenue sous 2:2 deg. Une généralisation approximative est formulée et simulée pour le cas où la caméra de chaque robot n'est pas colinéaire avec les marqueurs de celui-ci. Au-delà de la précision des caméras, nous montrons qu'un filtre non parfumé de Kalman permet d'adoucir l'erreur sur les estimations de la position relative, et qu'un filtre étendu de Kalman basé sur les quaternions peut faire de même pour l'orientation relative. Cela rend notre solution particulièrement adaptée pour le déploiement de flottes de robots à six degrés de liberté comme des dirigeables.When a team of robots have to collaborate, it is useful to allow them to localize each other in order to maintain flight formations, for example. The solution of cooperative localization is of particular importance to teams of aerial or underwater robots operating in areas devoid of landmarks. The problem becomes harder if the localization system must be low-cost and lightweight enough that only consumer-grade cameras can be used. This paper presents an analytical solution to the six degrees of freedom cooperative localization problem using bearing only measurements. Probabilistic filters are integrated to this solution to increase it's accuracy. Given two mutually observing robots, each one equipped with a camera and two markers, and given that they each take a picture at the same moment, we can recover the coordinate transformation that expresses the pose of one robot in the frame of reference of the other. The novelty of our approach is the use of two pairs of bearing measurements for the pose estimation instead of using both bearing and range measurements. The accuracy of the results is verified in extensive simulations and in experiments with real hardware. In experiments at distances between 3:0 m and 15:0 m, we show that the relative position is estimated with less than 0:5 % error and that the mean orientation error is kept below 2:2 deg. An approximate generalization is formulated and simulated for the case where each robot's camera is not colinear with the same robot's markers. Passed the precision limit of the cameras, we show that an unscented Kalman filter can soften the error on the relative position estimations, and that an quaternion-based extended Kalman filter can do the same to the error on the relative orientation estimations. This makes our solution particularly well suited for deployment on fleets of inexpensive robots moving in 6 DoF such as blimps.
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Milliex, Lorène. "La dynamique du recrutement et de la suppression des degrés de liberté dans les coordinations motrices." Aix-Marseille 2, 2005. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2005AIX22078.pdf.
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Le, Mesle Valentin. "Conception et analyse d'un robot parallèle à cinq degrés de liberté pour des opérations d'empaquetage rapides." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2022. http://www.theses.fr/2022ECDN0025.
Full textAbstract:
Les opérations de prise et dépose rapides, telles que l’insertion de produits dans des cartons, sont très importantes dans l’industrie agro-alimentaire. Ces opérations sont généralement réalisées par des robots Delta équipes de chaines UPU, reliant la base et l’effecteur du robot par des liaisons cardans. Cependant, l’utilisation de ces chaines généré une réduction de l’espace de travail du robot Delta, ainsi qu’une usure prématurée des cardans. Cette thèse CIFRE, réalisée avec l’entreprise MG-Tech, introduit plusieurs cinématiques de jambes Delta modifiées permettant de transmettre une rotation vers l’effecteur grâce a une succession de parallélogrammes (ou anti-parallélogrammes) intégrés a une jambe Delta. L’utilisation d’une ou plusieurs de ces jambes permet d’apporter jusqu’à trois rotations supplémentaires vers l’effecteur. Un processus d’optimisation a été mis en place afin de déterminer les paramètres géométriques d’un robot a cinq degrés de liberté, menant a la réalisation d’un prototype pré-industriel. Après un fonctionnement continu d’un million de cycles dans des conditions typiques des applications de MG-Tech, une étude comparative a été réalisée entre le prototype et le robot actuel de MG-Tech. Les résultats montrent des performances cinématostatiques équivalentes pour les deux robots : les principales sources de jeu proviennent de mécanismes embarques sur la plateformeFast pick and place operations, such as inserting products into boxes, are very important in the food industry. These operations are usually performed by Delta robots equipped with UPU chains, which connect the robot base and end effector via universal joints. However, the use of these chains generates a reduction of the working space of the Delta robot, as well as a premature wear of the cardan joints. This CIFRE thesis, carried out with the company MG-Tech, introduces several modified Delta leg kinematics allowing to transmit a rotation to the end effector thanks to a succession of parallelograms (or anti-parallelograms) integrated to a Delta leg. The use of one or more of these legs allows for up to three additional rotations to the end effector. An optimization process was implemented to determine the geometrical parameters of a five degrees of freedom robot, leading to the realization of a pre-industrial prototype. After a continuous operation of one million cycles under conditions typical of MG-Tech’s applications, a comparative study was conducted between the prototype and MG-Tech’s current robot. The results show equivalent kinematic performances for both robots: the main sources of backlash come from mechanisms embedded in the platform
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Gagné, Martin. "Analyse et conception d'un manipulateur hybride spatial à cinq degrés de liberté pour des applications sous-marines." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/tape17/PQDD_0003/MQ38083.pdf.
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Thérien, Francis. "Conception et calibration de capteurs de mouvement à film diélectrique pour robots souples multi-degrés de liberté." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/8388.
Full textAbstract:
Les robots souples pourraient permettre une interaction homme-robot intrinsèquement
sécuritaire car ils sont fabriqués de matériaux déformables. Les capteurs de mouvement adaptés aux robots souples doivent être compatibles avec les mécanismes déformables comportant plusieurs degrés de liberté (DDL) retrouvés sur les robots souples. Le projet de recherche propose des outils de conception pour ce nouveau genre de systèmes de capteurs de mouvement. Pour démontrer ces outils, un système de capteurs est conçu pour un robot souple existant servant pour des interventions chirurgicales guidées par imagerie. De plus, un algorithme de calibration utilisant des techniques d’apprentissage automatique est proposé pour les capteurs à plusieurs DDL. Un prototype du système de capteurs conçu est fabriqué et installé sur le robot souple existant. Lors d’essais expérimentaux, le prototype du système de capteurs atteint une précision moyenne de 0.3 mm et minimale de 1.2 mm.
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Germain, Coralie. "Conception d'un robot parallèle à deux degrés de liberté pour des opérations de prise et de dépose." Ecole centrale de Nantes, 2013. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01108739.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la conception optimale d’un robot parallèle à 2 degrés de liberté en translation (2T) pour des opérations de prise et de dépose. Sa principale contribution est l’introduction d’un nouveau manipulateur 2T nommé IRSBot-2 (IRCCyN Spatial roBot with 2 DOF) et pour lequel une méthodologie de conception optimale est proposée pour réaliser des opérations de prise-et-dépose. Cette méthodologie est aussi appliquée à d’autres robots parallèles 2T afin de les optimiser pour des spécifications identiques et de les comparer. Ce manuscrit est divisé en 5 chapitres. Après un état de l’art des architectures existantes pour les applications de prise et de dépose, nous expliquons pourquoi l’IRSBot-2 a été sélectionné pour répondre au besoin du projet ANR ARROW qui concerne la conception de robots rapides et précis ayant un grand espace de travail. Dans le Chapitre 2, l’architecture de l’IRSBot-2 est détaillée. Il a la particularité de générer un mouvement 2T en ayant une architecture spatiale, ce qui lui confère une bonne raideur intrinsèque. Le Chapitre 3 présente l’analyse des singularités du robot ainsi qu’une synthèse dimensionnelle détaillée pour concevoir un IRSBot-2 sans singularité parallèle. Le Chapitre 4 établit les modèles élastiques (statique et dynamique) de l’IRSBot-2. Il propose une méthode systématique bien adaptée aux robots parallèles pour le calcul des fréquences propres. Enfin, le Chapitre 5 traite du problème de la conception optimale des robots pour les applications de prise et de dépose basée sur un processus d’optimisation incluant des critères technologiques pour la formulation des contraintes et objectifs du problème d’optimisationThis thesis deals with the optimal design of a two degree-of-freedom translational (T2) parallel robot for pick-and-place operations. The main contribution of the thesis is the design of a new T2 parallel robot named IRSBot-2 (IRCCyN Spatial roBot with 2 DOF) dedicated to pick-and-place operations. The IRSBot-2 has a spatial architecture, which provides it with a high intrinsic stiffness. The IRSBot-2 has been developed in the framework of the ARROW French ANR project that aims to design fast and accurate robots with a large operational workspace. A methodology has been developed for the design of the IRSBot-2 and used to find the optimum design of other T2 parallel robots and to compare their performances with IRSBot-2 ones. The thesis report is divided into five chapters. A state of the art on existing robots for pick-and-place operations is presented in Chapter 1 and highlights the relevance of the IRSBot-2 to satisfy the requirements of the ARROW project. Chapter 2 describes the architecture of the IRSBot-2. Chapter 3 is about the singularity analysis of the IRSBot-2 as well as a detailed dimensional synthesis to come up with a singularity-free design. Chapter 4 introduces the elastic (static and dynamic) models of the IRSBot-2. A systematic method for computing the natural frequencies of any parallel robot is also developed. Chapter 5 deals with the design optimization of parallel robots for pick-and-place operations based on technology oriented indices. Finally, the detailed design of the IRSBot-2 prototype is illustrated
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As'ad, Kamel. "Élaboration d'une stratégie de commande h-infini à plusieurs degrés de liberté : poursuite et rejet de perturbations." Nancy 1, 1993. http://www.theses.fr/1993NAN10033.
Full textAbstract:
Dans ce mémoire, nous présentons des stratégies de commande robuste par l'approche des techniques d'optimisation h-infini, en se basant sur des correcteurs à plusieurs degrés de liberté et sur des observateurs à entrées inconnues déterminés dans le domaine fréquentiel. Le but est d'élaborer des lois de commande garantissant une stabilité robuste et des performances (rejet de perturbations, poursuite, large bande passante, minimisation de la commande) en présence d'incertitudes non structurelles et de perturbations non mesurables. L'approche fréquentielle utilisée s'appuie sur les normes h-infini et sur les factorisations des matrices rationnelles. Le chapitre II rappelle les concepts fondamentaux de la commande h-infini, la formulation du problème d'approximation h-infini et les techniques existantes pour le résoudre. Dans le chapitre III, nous développons des correcteurs à plusieurs degrés de liberté stabilisant le système en boucle fermé, tout en garantissant, au sens des h-infinis, des performances robustes. Le quatrième chapitre de la thèse est centré sur l'élaboration, dans le domaine fréquentiel, d'un correcteur h-infini basé sur un observateur à entrées inconnues, afin d'assurer la stabilité interne du système bouclé, le rejet de perturbations, l'atténuation des bruits de mesures et une bonne poursuite des références. Enfin, dans le cinquième chapitre, les lois élaborées dans le domaine continu sont discrétisées afin de réaliser une commande par calculateur
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Buaka, Muanke Paulin. "Modélisation, analyse dynamique et contrôle d'un robot marcheur bipède cas d'un modèle à deux (quatre) degrés de liberté." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2001. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1137.
Full textAbstract:
Dans le présent projet, un modèle simple de robot marcheur bipède à trois segments est étudié en adoptant une démarche de manière à se placer entre les deux tendances évoquées c'est-à-dire d'une part les systèmes mécaniques et d'autre part les systèmes biologiques. Pour le robot en question, la modélisation est faite en utilisant un outil assez performant qu'est Autolev d'abord pour un modèle à 2 degrés de liberté (ddl), ensuite pour un modèle à 4 dll incorporant un sol viscoélastique. Un point important réside dans le calcul effectué pour prendre en compte dans le modèle les effets de la présence des impacts au sol des jambes qui modifient les vitesses angulaires à la fin d'un pas. Le contrôle de la marche du robot est effectué par une approche inspirée du contrôle moteur chez les humains."--Résumé abrégé par UMI
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Schaeffer, Marie-Caroline. "Traitement du signal ECoG pour Interface Cerveau Machine à grand nombre de degrés de liberté pour application clinique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAS026/document.
Full textAbstract:
Les Interfaces Cerveau-Machine (ICM) sont des systèmes qui permettent à des patients souffrant d'un handicap moteur sévère d'utiliser leur activité cérébrale pour contrôler des effecteurs, par exemple des prothèses des membres supérieurs dans le cas d'ICM motrices. Les intentions de mouvement de l'utilisateur sont estimées en appliquant un décodeur sur des caractéristiques extraites de son activité cérébrale. Des challenges spécifiques au déploiement clinique d'ICMs motrices ont été considérés, à savoir le contrôle mono-membre ou séquentiel multi-membre asynchrone et précis. Un décodeur, le Markov Switching Linear Model (MSLM), a été développé pour limiter les activations erronées de l'ICM, empêcher des mouvements parallèles des effecteurs et décoder avec précision des mouvements complexes. Le MSLM associe des modèles linéaires à différents états possibles, e.g. le contrôle d'un membre spécifique ou une phase de mouvement particulière. Le MSLM réalise une détection d'état dynamique, et les probabilités des états sont utilisées pour pondérer les modèles linéaires.La performance du décodeur MSLM a été évaluée pour la reconstruction asynchrone de trajectoires de poignet et de doigts à partir de signaux electrocorticographiques. Il a permis de limiter les activations erronées du système et d'améliorer la précision du décodage du signal cérébralBrain-Computer Interfaces (BCI) are systems that allow severely motor-impaired patients to use their brain activity to control external devices, for example upper-limb prostheses in the case of motor BCIs. The user's intentions are estimated by applying a decoder on neural features extracted from the user's brain activity. Signal processing challenges specific to the clinical deployment of motor BCI systems are addressed in the present doctoral thesis, namely asynchronous mono-limb or sequential multi-limb decoding and accurate decoding during active control states. A switching decoder, namely a Markov Switching Linear Model (MSLM), has been developed to limit spurious system activations, to prevent parallel limb movements and to accurately decode complex movements.The MSLM associates linear models with different possible control states, e.g. activation of a specific limb, specific movement phases. Dynamic state detection is performed by the MSLM, and the probability of each state is used to weight the linear models. The performance of the MSLM decoder was assessed for asynchronous wrist and multi-finger trajectory reconstruction from electrocorticographic signals. It was found to outperform previously reported decoders for the limitation of spurious activations during no-control periods and permitted to improve decoding accuracy during active periods
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Chanfray, Guy. "Sur quelques problèmes illustrant le rôle des degrés de liberté de quarks et de mésons dans les noyaux." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO19009.
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Casiez, Géry. "Contribution à l'étude des interfaces haptiques : le DigiHaptic : un périphérique haptique de bureau à degrés de liberté séparés." Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2004/50376-2004-111-112.pdf.
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La caractéristique commune de la plupart des périphériques 3D existants, qu'ils soient isotoniques comme le PHANToM ou élastiques çomme la SpaceMouse, est l'assemblage sur un unique effecteur de tous les degrés de liberté. Ces interfaces ont certes l'avantage d'être intuitives mais elles ont aussi l'inconvénient de limiter le contrôle individuel des degrés de liberté, en particulier pour les périphériques élastiques. Les périphériques à degrés de liberté séparés possèdent, quant à eux, des propriétés intéressantes encore peu exploitées. Leur simplicité mécanique a notamment l'avantage de simplifier le retour d'effort. Le DigiHaptic est une proposition de périphérique haptique à trois degrés de liberté séparés, pouvant être utilisé en modes isotonique et élastique. Après les étapes de conception et de réalisation, nous exposons les nouveaux outils développés pour la commande du DigiHaptic. Une analyse des différents modes d'interaction pour des tâches de manipulation et de navigation est ensuite réalisée. Nous proposons ainsi des métaphores d'utilisation du dispositif, en mode hybride isotonique-élastique, pour la manipulation en environnements 3D de grandes dimensionsL'intégration du retour haptique en mode élastique est également discutée et illustrée dans une application de navigation en environnement 3D avec retour d'effort. Le périphérique a enfin été évalué dans des tâches de suivi de trajectoires 3D et de navigation en environnements 3D, dans le but de comparer la séparation des degrés de liberté du DigiHaptic en mode élastique aux degrés de liberté assemblés de la SpaceMouse. Ces études ont montré que les utilisateurs coordonnent efficacement les degrés de liberté. Et si le DigiHaptic est parfois moins rapide, il est toujours plus précis. Par ailleurs, il semble plus adapté à la navigation que la SpaceMouse. Ces travaux, qui soulignent les capacités du DigiHâptic, laissent présager une nouvelle classe de périphériques haptiques à degrés de liberté séparés très prometteurs
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Pernette, Eric. "Robot de haute precision à 6 degrés-de-liberté pour l'assemblage des microsystèmes /." [S.l.] : [s.n.], 1998. http://library.epfl.ch/theses/?nr=1909.
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Gourdon, Alain. "Etude et réalisation d'un robot médical à trois degrés de liberté et axes concourants application à la télé-échographie." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2000. http://www.theses.fr/2000VERSA014.
Full textAbstract:
L'échographie fait partie de ces examens qui peuvent être facilités par l'intervention de robots. Dans ce cas, les qualités intrinsèques des robots permettent d'améliorer la fiabilité et la reproductibilité des examens échographiques sur des patients à risques afin de prévenir d'éventuels accidents cardiovasculaires. Le robot Hippocrate a été développé pour respecter ces différentes contraintes. L'une des extensions possibles est la télémédecine. La difficulté d'interpréter les images échographiques et le manque de spécialistes dans les hôpitaux délocalisés sont les bases de notre projet Syrtech (système télé-échographique). L'objectif est de réaliser l'examen d'un patient distant par un spécialiste place dans un centre expert. Au poste maître, le praticien reçoit sur son écran de contrôle les images échographiques et à l'aide d'un bras maître, spécifie l'orientation souhaitée de la sonde. Au poste esclave, le robot équipé d'une sonde échographiques reproduit les mouvements désirés par le médecin expert. Au cours de ce mémoire, nous présentons la structure mécanique originale développée au sein du laboratoire permettant de reproduire les mouvements usuels de la main du médecin lors d'une échographie, ainsi que le poste maître spécifiant les consignes désirées par le praticien. L'architecture maître-esclave de notre système a été validée lors d'une expérience de télé-échographie à longue distance.
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Alothman, Alragheb Ahmed. "Influence des perturbations d'ordre élevé sur la stabilité des solutions des systèmes hamiltoniens (cas à deux degrés de liberté)." Observatoire de Paris, 1986. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-02148481.
Full textAbstract:
Il arrive très souvent que l'évolution d'un phénomène physique ou mécanique puisse être modélisée par un système d'équations différentielles. Les solutions essentielles de ces systèmes sont les solutions d'équilibre et les solutions périodiques dont on recherche ordinairement la stabilité par une étude linéarisée du voisinage. Pour les systèmes hamiltoniens, l'étude linéarisée conduit soit à l'instabilité exponentielle, soit à un cas critique dans lequel les termes d'ordre élevé peuvent modifier la stabilité. Dans de nombreux cas, on peut se ramener à l'étude d'un système hamiltonien à deux degrés de liberté, système équivalent a une transformation point par point dans une surface de section appropriée (ch. I). Il y a trois cas principaux : le cas hyperbolique (instable), le cas parabolique et le cas elliptique. Le chapitre II examine les différentes possibilités du cas parabolique. Le chapitre III présente l'étude générale de la stabilité dans le cas elliptique. Dans les cas non résonnants les résultats d'Arnold et de Russmann permettent presque toujours de conclure à la stabilité. Dans les cas résonnants de très nombreux cas d'instabilité existent et une règle générale a été déterminée. L’étude détaillée jusqu'au cinquième ordre est présentée dans le chapitre IV et diverses applications sont examinées dans le dernier chapitre.
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Scheiman, Patricia. "Analyse de la réponse de structures non linéaires à deux degrés de liberté sollicitées par des sources d'excitation aléatoires." Evry-Val d'Essonne, 2001. http://www.theses.fr/2001EVRY0004.
Full textAbstract:
Dans les centrales nucleaires, de nombreux composants mecaniques sont maintenus par des supports a jeux qui leur permettent de se dilater librement. En cas de sollicitation sismique, sous l'effet des impacts engendres, ce dispositif induit des effets fortement non lineaires. Pour analyser ce type de probleme, les methodes de linearisation sont les plus adaptees. Toutefois, le comportement spectral non lineaire n'est pas correctement represente par la linearisation stochastique gaussienne. C'est dans ce contexte que se sont developpees des methodes de linearisation a coefficients aleatoires. Ces techniques, tres performantes en dimension un, necessitent des ameliorations en dimension superieure. Dans cette optique, nous proposons de mener une etude de la dynamique d'un systeme a deux degres de liberte en presence de chocs. Une analyse detaillee de l'espace des phases met en evidence des regimes periodiques stables, qui permettent de construire de meilleurs modeles lineaires equivalents.
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Douady, Diane. "Contribution à la modélisation des robots parallèles : conception d'un nouveau robot à trois liaisons et six degrés de liberté." Paris 6, 1991. http://www.theses.fr/1991PA066470.
Full textAbstract:
La plupart des robots actuellement utilises dans l'industrie sont des robots a architecture serielle. Les recherches sur l'amelioration des structures passent par le developpement de nouvelles architectures; c'est pourquoi des architectures dites paralleles ont ete developpees. Depuis une dizaine d'annees, des recherches multiples sont effectuees dans ce domaine. Ce travail contribue a ce developpement. Un inconvenient important des robots paralleles actuels reside dans leur faible volume de debattement. Celui que nous avons developpe conserve les qualites principales des structures paralleles tout en possedant un volume de travail suffisamment important. L'etude que nous presentons va de la conception a la realisation d'un nouveau robot. Les modeles geometriques inverse et direct de ce robot y sont developpes; le modele direct fait appel a une methode iterative. Une etude theorique en fournit les positions singulieres par une methode geometrique proche de la geometrie de grassmann. Une application numerique des resultats trouves montrent que le prototype developpe ne comprend pas de positions singulieres dans son volume de travail. Les structures paralleles possedent des qualites intrinseques de precision, de rigidite et de solidite entrainant des avantages d'une importance fondamentale pour la robotique telles que grandes vitesses, fiabilite et efficacite. L'etude et le developpement de ces structures doivent encore etre poursuivis et devraient permettre de couvrir un plus large spectre de taches robotiques
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Vilain, Anne. "Apports de la modélisation des degrés de liberté articulatoires à l'étude de la coarticulation et du développement de la parole." Grenoble 3, 2000. http://www.theses.fr/2000GRE39036.
Full text
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Rafilipojaona. "Contribution à l'étude de l'intégralité des systèmes hamiltoniens autonomes à 2 degrés de liberté fondée sur le théorème de Ziglin." Toulon, 1998. http://www.theses.fr/1998TOUL0001.
Full textAbstract:
Pour un système hamiltonien autonome, l'hamiltonien h est une intégrale première. Et on dit qu'un système hamiltonien autonome a 2 degrés de liberté est complètement intégrable ou intégrable s'il existe une autre intégrale première f analytique et fonctionnellement indépendante de h. Problème pose : dans quels cas f peut exister ? Pour ce faire, nous cherchons d'abord une solution particulière appartenant a un sous espace vectoriel complexe de dimension 2. Soit g le groupe de monodromie de l'équation variationnelle normale le long de cette solution. Un élément de g est dit résonant si ses valeurs propres sont racines n-iemes de l'unité. Nous avons alors le théorème de Ziglin : supposons qu'il existe un élément g non résonant de g. Si le système est intégrable, alors tout élément de g permute ou laisse invariants les sous espaces propres de g. Nous introduisons ensuite la notion de dp élément et, a partir du théorème de Ziglin, nous obtenons le corollaire : s'il existe 2 éléments m et m de g tels que m n'est pas résonant et m n'est pas un dp élément, alors le système n'est pas intégrable. On peut aussi utiliser le groupe de Ziglin. Un sous groupe g de gl(2,c) est un groupe de Ziglin s'il existe une fonction rationnelle f invariante sous l'action de tout élément de g. On a alors le théorème 3 de ziglin : si le système est intégrable, alors le groupe de monodromie de l'équation variationnelle normale est un groupe de Ziglin. La détermination des groupes de Ziglin se fait ainsi avec l'algorithme de Kovacic. Nous avons étudie avec la théorie de Ziglin, qui donne des conditions nécessaires d'intégrabilité, les hamiltoniens suivants : Henon-Heiles, Ollongren, Toda, Holt ; potentiels : cubique, quartique.
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Martinet, Anthony. "Etude de l'infuence de la séparation des degrés de liberté pour la manipulation 3-D à l'aide de surfaces tactiles multipoints." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00638449.
Full textAbstract:
Inventées au milieu des années 1980, nous assistons actuellement au développement à grande échelle des interfaces tactiles multipoints. Par comparaison avec la souris, les écrans multipoints nécessitent un nouveau processus d'étude afin de comprendre les changements apportés par cette technologie. Le travail déjà effectué avec d'autres périphériques d'entrée doit être repris à zéro afin de formuler de nouvelles théories pour la création d'interfaces tactiles multipoints. La manipulation à trois dimensions (3-D) d'un objet nécessite le contrôle de six degrés de liberté. Trois sont responsables de la position de l'objet et trois contrôlent son orientation. Dans ce mémoire, nous nous focalisons sur la manipulation 3-D d'un objet à l'aide de surfaces tactiles multipoints. Plus précisément, nous avons étudié le lien entre le périphérique d'entrée (ici la surface multipoint) et la tâche à effectuer (ici la manipulation 3-D). En premier lieu, nous avons introduit une taxonomie pour la représentation des techniques d'interaction 3-D spécifiques aux écrans multipoints. Cette taxonomie nous a permis de mettre en avant l'influence des stratégies de conception des techniques en termes d'intégration de degrés de liberté. Par la suite, nous avons mené une étude concernant les techniques d'interactions permettant le positionnement 3-D d'un objet. Nous avons présenté deux nouvelles techniques, tirant profit des capacités offertes par les écrans multipoints. L'évaluation de ces techniques nous révéla des conclusions quant à la coordination de l'utilisateur dans la réalisation de la tâche. Enfin, nous avons introduit une nouvelle technique d'interaction de manipulation 3-D. Cette technique a été évaluée plus rapide que les techniques existantes et nous avons pu déterminer les raisons expliquant cette performance accrue. Ces travaux, qui s'intéressent à la coordination de l'utilisateur lors de la réalisation de tâches 3-D à l'aide de surfaces multipoints, recommandent une approche favorisant la séparation des degrés de liberté, dans le but de pouvoir paralléliser les actions de l'utilisateur afin de tirer profit de la bande passante d'entrée plus importante offerte par les écrans multipoints.
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Budinger, Marc. "Contribution à la conception et à la modélisation d'actionneurs piézoélectriques cylindriques à deux degrés de liberté de type rotation et translation." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00864606.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur le développement et la modélisation d'actionneurs piézo-électriques à densité d'efforts élevés et pouvant produire des mouvements de rotation et de translation. Une étude comparative des différentes structures d'actionneurs a mis en évidence le potentiel électromécanique intéressant de l'actionneur cylindrique à rotation de mode. Une étude approfondie de ce dernier a été entreprise et a permis de le modéliser analytiquement par des schémas de Mason ou par des méthodes variationnelles. Cette dernière approche a permis également de retrouver les paramètres électromécaniques du moteur à partir de simulations par éléments finis (ANSYS). Des prototypes d'actionneurs diphasés et monophasés ont été réalisés et ont permis de valider les modèles développés. Leurs alimentations résonantes associées ont également été étudiées. L'objectif suivant a été d'intégrer au sein de la structure du moteur à rotation de mode un dispositif permettant d'assurer le degré de liberté supplémentaire en translation. Le choix s'est porté ici sur un fonctionnement original de type inchworm permettant de découpler cette fonction du mouvement rotatif résonant. Un prototype a permis de valider le principe de fonctionnement en translation de l'actionneur. Une alimentation MLI à commutation douce a été réalisée afin de pouvoir générer les formes d'ondes exigeant une large plage de fréquences (du continu à plusieurs dizaines de kHz).
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Wadi, Hicham. "Géométrie globale du transport dans l'espace des phases (Systèmes à deux degrés de liberté) : application à l'étude de la réactivité chimique." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10239.
Full textAbstract:
Le cadre de cette these est strictement celui des systemes hamiltoniens a deux degres de liberte, invariants par renversement du temps. Notre resultat principal est d'etre parvenus a construire des sections de poincare globalement transverses au flot. A partir de ces sections il devient possible d'analyser d'une maniere globale l'organisation geometrique des trajectoires dans l'espace des phases. Notre construction repose essentiellement sur le concept de pods (periodic orbit dividing surface) ; il s'agit de trajectoires periodiques dont la trace sur l'espace des configurations ne dessine pas de boucles. Nous montrons que ces pods generalisent aux systemes a 2d les idees de puits et de barrieres de potentiel. Bien que de multiples applications soient a priori envisageables, nous nous sommes exclusivement penches sur le cas des reactions chimiques de la forme : ab + c abc a + bc a partir de nos sections globales, nous avons developpe une methode generale pour d'ecrire et analyser la dynamique de ces reactions ; en particulier afin d'obtenir des moyennes d'observables et les probabilites de reaction. Quant au chaos de diffusion, nous avons pu en donner une interpretation totalement nouvelle (le theoreme des enroulements), mais surtout, nous avons montre qu'il n'y a pas lieu de le distinguer du chaos dit borne.
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Ferreira, Antoine. "Conception, modélisation théorique et caractérisation des moteurs piezo-électriques mono et multi-degrés de liberté^ : applications à la microrobotique et aux micromachines." Besançon, 1996. http://www.theses.fr/1996BESA2053.
Full textAbstract:
Les travaux de recherche presente dans ce travail de these ont concerne la conception, la modelisation theorique et la caracterisation des moteurs piezo-electriques a stators vibrants et plus particulierement leur integration dans des micromecanismes mobiles et autonomes. Dans un premier temps, une modelisation theorique des performances electromecaniques des micromoteurs rotatifs a onde progressive mono degre de liberte ont permis l'evaluation des caracteristiques en charge (vitesse en charge, puissances mecanique et electrique, pertes et rendements associees aux differentes conversions d'energie). Ces algorithmes de calcul ont ensuite ete integres dans un logiciel d'aide a la conception (c. A. S. I. M. M. I. R. E. ) utilisable au stade de l'avant projet par les pme-pmi. Une etude experimentale sur des prototypes de dimensions centimetriques (usr-60 et 45) est ensuite realisee en vue de valider et d'evaluer les limites de prediction du logiciel. Celle-ci a necessite la mise en place de systemes de mesure perfectionnes dedies a la caracterisation electromecanique des divers transferts energetiques operes aux differentes interfaces de conversion des vibromoteurs (banc de mesures mecanique, electrique et optique). Finalement, dans un objectif d'integration mecanique des microdispositifs, une etude experimentale sur les micromoteurs piezo-electriques multi degres de liberte (d. D. L) a ete menee. Les resultats obtenus ont permis la conception d'un micromanipulateur piezo-electrique plan integre a cinq d. D. L, dans le cadre de l'operation 4 du gdr microsystemes du cnrs, comprenant differents prototypes (microtranslateur plan reversible a ondes stationnaires, moteur spherique spatial a ondes progressives)
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Letendre-Jauniaux, Mathieu. "Ajout de degrés de liberté à un appareil d'imagerie optique pour acquisition de données destinées à la reconstruction 3D par tomographie optique diffuse." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6191.
Full textAbstract:
La tomographie optique diffuse (TOD) et la tomographie optique diffuse par fluorescence (TODF) sont de nouvelles techniques d'imagerie médicale fort prometteuses. L'utilisation de lumière dans le proche infrarouge(PIR) permet une acquisition in vivo fréquente et même en continue sans danger pour l'opérateur ou pour le sujet. Ces méthodes sont présentement le sujet de plusieurs recherches notamment par le groupe TomOptUS. Un appareil d'imagerie optique sur petit animal, le Quidd Optical imaging System (QOS) est disponible au Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS). Muni d'une caméra refroidie à haute sensibilité et d'actionneurs contrôlés par ordinateur, il donne une grande flexibilité dans la géométrie d'acquisition en permettant notamment une rotation de la caméra sur une plage de ±60 degrés. L'appareil ne permet toutefois que l'acquisition de données en rétro-diffusion (ou épi-illumination), c'est à dire que la détection sur l'animal se fait du même côté que l'illumination. En TODF, un enjeu majeur est de pouvoir imager en profondeur dans les tissus. Pour ce faire, il devient important d'avoir accès à des mesures en transillumination. Le présent mémoire traite de l'ajout de degrés de libertés au QOS affin de permettre l'imagerie en transillumination tout en conservant la capacité d'épi-illumination. La configuration développée permet de déplacer l'excitation lumineuse indépendamment de l'acquisition et ce linéairement ainsi qu'angulairement autour du sujet. L'implantation nécessitant trois degrés de libertés (DDL) supplémentaires, l'utilisation de composantes standard a été préférée. Étant donné les contraintes identifiées, un actionneur rotatif ainsi que son contrôleur à base de micro-contrôleur ont été développés. Le présent document détaille les choix de conception ainsi que l'architecture du contrôleur. Avec la réalisation de ce projet, les utilisateurs du QOS disposent dorénavant d'un appareil flexible permettant l'acquisition de données tomographiques qui aideront à imager en profondeur dans le sujet. Quoique ceci ne fasse pas partie du cadre de cette maîtrise, le but ultime de l'acquisition de ces données est la reconstruction en trois dimensions de l'intérieur de l'animal imagé.
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Boitier, Vincent. "Mise en oeuvre et contrôle d'un robot S. C. A. R. A. à 2 degrés de liberté, actionné par des muscles artificiels pneumatiques de Mckibben." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0047.
Full textAbstract:
Le robot de type s. C. A. R. A. A deux degres de liberte mis en oeuvre dans ce travail, est motorise par des muscles artificiels pneumatiques de mckibben. Ces derniers, etudies dans la premiere partie, generent une force de contraction axiale quand leur pression interne augmente. L'expression de la force developpee, en fonction de la pression et de la longueur du muscle est etablie et validee. Une expression du couple moteur, developpe par l'actionneur a deux muscles, en decoule. Le convertisseur de pression, qui alimente le muscle, est etudie dans la deuxieme partie. Un modele identifie et des modeles de semi-connaissance sont etablis. Un bouclage sur la pression est propose et valide. La structure mecanique du robot et la gestion des entrees-sorties sont decrites dans la troisieme partie. L'utilisation du modele dynamique du robot permet de completer le modele dynamique de l'actionneur et de relativiser l'influence des couplages, par rapport aux frottements mal modelises. Un modele identifie, lineaire, decouple est alors etabli. Ce modele est utilise, dans la quatrieme partie, pour realiser une commande lineaire de type proportionnelle, integrale, derivee, avec un terme d'anticipation. Une boucle de pression interne est necessaire. La cinquieme partie, utilise le meme modele de representation du robot mais avec une commande a structure variable a regime glissant classique, cette commande permet de conserver la compliance naturelle de l'actionneur a muscles. Les performances statiques sont identiques avec ces deux commandes (la precision statique est superieure a 2 mm), par contre les performances dynamiques et les resultats en regulation sont meilleurs avec la commande a structure variable.
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Laurent, Hervé. "Etude en grandes transformations d'une nouvelle famille d'éléments finis coque triangulaire à trois degrés de liberté par noeud. Application à la simulation numérique de l'emboutissage." Le Mans, 1996. http://www.theses.fr/1996LEMA1013.
Full textAbstract:
L'objectif de cette etude est d'apporter des solutions originales aux problemes d'ordre cinematique rencontres dans la modelisation numerique des grandes transformations. L'application principale des differentes methodes developpees concerne la simulation numerique du procede d'emboutissage des toles minces. La prise en compte des grandes transformations est realisee a partir de la notion de coordonnees materielles entrainees. Dans ce contexte, dans une premiere partie, une famille d'element fini de coque triangulaire, appelee sfe, avec trois degres de liberte en deplacement par nud est presentee. A partir d'une technique de type difference finie, par l'intermediaire des elements adjacents a l'element considere, la courbure est approchee et les phenomenes de flexion sont pris en compte. Les gains de temps de calcul mais aussi la conservation d'une continuite c#0, tout en respectant les hypotheses de love-kirchhoff, font de cette famille une alternative interessante aux elements finis de coque classique. Dans une seconde partie, une technique originale de maillage adaptatif de type-r, par relocalisation, est exposee. Implantee dans le logiciel de simulation numerique de l'emboutissage simem3 de renault, elle assure une optimisation en continu de la position des nuds en fonction d'un critere geometrique. Les nuds du maillage, de nombre fixe au cours du processus, sont attires vers les regions de forte courbure de maniere a mieux apprehender la forme finale de la piece deformee. Pour eviter une distorsion des elements, plusieurs methodes sont introduites. Le transfert des informations de l'ancien maillage vers le nouveau maillage est realise a travers une technique numerique originale. Des calculs d'emboutissage industriels, de complexites variees, illustrent les differents avantages et inconvenients des elements finis de coque sfe mais aussi l'interet de la technique de maillage adaptatif proposee
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Gérald, Sophie. "Méthode de Galerkin Discontinue et intégrations explicites-implicites en temps basées sur un découplage des degrés de liberté : Applications au système des équations de Navier-Stokes." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00943621.
Full textAbstract:
En mécanique des fluides numérique, un enjeu est le développement de méthodes d'approximation d'ordre élevé, comme celles de Galerkin Discontinues (GD). Si ces méthodes permettent d'envisager la simulation d'écoulements complexes en alternative aux méthodes usuelles d'ordre deux, elles souffrent cependant d'une forte restriction sur le pas de temps lorsqu'elles sont associées à une discrétisation explicite en temps. Ce travail de thèse consiste à mettre en œuvre une stratégie d'intégration temporelle explicite-implicite efficace, associée à une discrétisation spatiale GD d'ordre élevé, pour les écoulements instationnaires à convection dominante de fluides visqueux compressibles modélisés par le système des équations de Navier-Stokes. La discrétisation spatiale de la méthode GD est associée à des flux numériques de fluides parfaits et visqueux à stencil compact. En présence de frontières matérielles courbes, l'ordre élevé est garanti par la discrétisation du domaine de calcul à l'aide d'une représentation iso-paramétrique. La stratégie d'intégration temporelle repose sur une décomposition d'opérateurs de Strang, où les termes de convection sont résolus explicitement et ceux de diffusion implicitement. Son efficacité résulte d'une simplification du schéma implicite, où le calcul de la matrice implicite est approché avec une méthode sans jacobienne et où les degrés de liberté du schéma sont découplés. De fait, la taille du système linéaire à résoudre et le temps de calcul de la résolution sont significativement réduits. Enfin, la validation et l'évaluation des performances du schéma numérique sont réalisées à travers cinq cas tests bien référencés en deux dimensions d'espace.
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Lefevre, Daniel. "Contribution à la modélisation et à l'asservissement de position d'un actionneur tournant-linéaire." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD414.
Full textAbstract:
L'actionneur asynchrone à deux degrés de liberté offre une alternative précise et performante pour la génération simultanée de mouvements de translation et de rotation. La simplicité mécanique, que cette solution apporte, est contrebalancée par la complexité du contrôle de la machine, puisque le rotor est massif. Une méthode permettant d'établir un schéma équivalent en régime harmonique est présentée. La déduction d'une loi de contrôle scalaire a permis de réaliser un asservissement de position, offrant une grande précision et des temps de réponse pratiquement optimaux.
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Bassa, Bruno. "Contribution à l’étude d’éléments finis de type coque sans degrés de liberté en rotation ou à formulation solide pour des simulations numériques de l’emboutissage et du retour élastique." Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0113/document.
Full textAbstract:
La thèse présente une méthodologie pour construire des éléments finis de type « solide-coque » avec intégration réduite en vue des applications à la simulation de la mise en forme tel que l’emboutissage des tôles où ces éléments finis doivent présenter de bonnes aptitudes à modéliser la flexion mais également les situations de laminage de la tôle. A partir des éléments volumiques à 8 nœuds et 3 degrés de liberté par nœud (les 3 composantes du déplacement), un neuvième nœud est rajouté au centre de l’élément. Ce neuvième nœud n’est pourvu que d’un seul degré de liberté, le déplacement le long de la direction de l’épaisseur. Cette direction privilégiée a un nombre de points d’intégration supérieur ou égal à 3 mais l’intégration est réduite au centre de l’élément diminuant très sensiblement les temps CPU par rapport à une intégration complète. Un soin particulier a été pris pour contrôler tous les modes à énergie nulle dus à l’intégration réduite. Ce nœud supplémentaire permet une distribution linéaire de la déformation normale. Avec les lois de comportement complètement 3D ces nouveaux éléments solide-coque donnent des résultats similaires en flexion à ceux obtenus avec des éléments coques et état plan de contrainte. Le neuvième nœud joue le rôle d’un paramètre supplémentaire pour l’interpolation quadratique du déplacement dans la direction de l’épaisseur. Ce degré de liberté a une signification physique et un effort équivalent à une pression normale peut être prescrit. Dans les situations de pression normale et dans le cas du contact, la contrainte normale obtenue est physique ce qui n’est pas le cas de nombreux éléments solide-coque de la littérature. Le pincement ou le laminage des tôles est correctement modélisé. Pour valider ces éléments, un module d’emboutissage en U avec passage et laminage de la bande de tôle sur des rouleaux a été construit au laboratoire. La comparaison entre les efforts d’emboutissage calculés et mesurés est très bonne ainsi que la géométrie des bandes de tôle obtenue après retour élastiqueThis thesis presents a methodology for developing under-integrated “solid-shell” finite elements for sheet forming simulations like deep drawing where these elements must offer a bending capability and sheet thinning conditions as well. Starting from 8-node elements endowing three degrees of freedom per node (three displacement components), a ninth node is added at the centre of the element. This extra node has just one degree of freedom: a displacement along the ‘thickness’ direction. Several integration points are distributed along this privileged direction (5 points, generally) but the in-plane reduced integration at the centre of the element decreases CPU costs compared to a full integration. A special care has been taken to control all zero-energy modes due to the reduced integration. This additional node allows a linear distribution of the normal strain. With fully-3D constitutive laws, these new solid-shell elements give similar bending results as those obtained with shell elements and a plane stress state hypothesis. This ninth node acts as an additional parameter for the quadratic interpolation of the displacement in the ‘thickness’ direction. The corresponding degree of freedom has a physical meaning and a force, equivalent to a normal pressure for instance, may be prescribed. In situations of a normal pressure and in the case of contact, the obtained normal stress is physically defined, which is not the case for many solid-shell elements found in the literature. The pinching (or the thinning) of sheets is properly modelled. To validate these elements, an apparatus for U-drawing tests with ironing or thinning on strip sheets has been built in the laboratory. The comparison between numerical and experimental punch force during sheet forming is pretty good as well as the geometry of blank after springback
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Bassa, Bruno. "Contribution à l'étude d'éléments finis de type coque sans degrés de liberté en rotation ou à formulation solide pour des simulations numériques de l'emboutissage et du retour élastique." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00716446.
Full textAbstract:
La thèse présente une méthodologie pour construire des éléments finis de type " solide-coque " avec intégration réduite en vue des applications à la simulation de la mise en forme tel que l'emboutissage des tôles où ces éléments finis doivent présenter de bonnes aptitudes à modéliser la flexion mais également les situations de laminage de la tôle. A partir des éléments volumiques à 8 nœuds et 3 degrés de liberté par nœud (les 3 composantes du déplacement), un neuvième nœud est rajouté au centre de l'élément. Ce neuvième nœud n'est pourvu que d'un seul degré de liberté, le déplacement le long de la direction de l'épaisseur. Cette direction privilégiée a un nombre de points d'intégration supérieur ou égal à 3 mais l'intégration est réduite au centre de l'élément diminuant très sensiblement les temps CPU par rapport à une intégration complète. Un soin particulier a été pris pour contrôler tous les modes à énergie nulle dus à l'intégration réduite. Ce nœud supplémentaire permet une distribution linéaire de la déformation normale. Avec les lois de comportement complètement 3D ces nouveaux éléments solide-coque donnent des résultats similaires en flexion à ceux obtenus avec des éléments coques et état plan de contrainte. Le neuvième nœud joue le rôle d'un paramètre supplémentaire pour l'interpolation quadratique du déplacement dans la direction de l'épaisseur. Ce degré de liberté a une signification physique et un effort équivalent à une pression normale peut être prescrit. Dans les situations de pression normale et dans le cas du contact, la contrainte normale obtenue est physique ce qui n'est pas le cas de nombreux éléments solide-coque de la littérature. Le pincement ou le laminage des tôles est correctement modélisé. Pour valider ces éléments, un module d'emboutissage en U avec passage et laminage de la bande de tôle sur des rouleaux a été construit au laboratoire. La comparaison entre les efforts d'emboutissage calculés et mesurés est très bonne ainsi que la géométrie des bandes de tôle obtenue après retour élastique.
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Pasco, Yann. "Étude physique d'un actionneur piézoélectrique multi-couches non-linéaire et applications à l'absorption active des vibrations déterministes sur 1 puis 6 degrés de liberté." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2002.
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Pigache, François. "Modélisation causale en vue de la commande d'un translateur piézoélectrique plan pour une application haptique." Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2005/50376-2005-Pigache.pdf.
Full textAbstract:
Pour rendre compte physiquement de la manipulation d'un objet virtuel dans l'espace ou sur un plan, la plupart des dispositifs haptiques actuels font appel à des actionneurs à un seul degré de liberté, dont les actions sont couplées par diverses liaisons mécaniques (type pantographe). La technologie piézoélectrique est une solution avantageuse dans ce domaine d'utilisation, pour son important effort massique, le travail à faible vitesse, et surtout la capacité à motoriser plusieurs degrés de liberté à partir d'un seul actionneur. Pour cette raison, un translateur piézoélectrique plan à onde stationnaire est étudié. Un modèle simplifié est élaboré pour offrir une interprétation globale des phénomènes de contact. Il est établi selon le formalisme du graphe informationnel causal qui met en évidence deux asservissements applicables au domaine haptique :un retour d'effort actif par le contrôle en force, et une solution alternative comparable à un embrayage, qualifié de retour d'effort dissipatif.
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Berkoune, Karima. "Approche mathématique pour la modulation de largeur d'impulsion pour la conversion statique de l'énergie électrique : application aux onduleurs multiniveaux." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30310/document.
Full textAbstract:
Les convertisseurs d'électronique de puissance sont de plus en plus exploités notamment dans les applications nécessitant la variation de vitesse de machines. L'utilisation de composants plus performants et plus puissants couplés à de nouvelles structures multiniveaux autorise l'accès à de nouveaux champs applicatifs, ou des fonctionnements à plus haut rendement. Ces convertisseurs statiques sont capables de gérer, par un pilotage adapté, les transferts d'énergie entre différentes sources et différents récepteurs selon la famille de convertisseur utilisée. Au sein de l'interface de pilotage, un schéma particulier permet de générer des signaux de commande pour les interrupteurs, il s'agit de la modulation et peut être vue par deux approches différentes : L'approche intersective issue d'une comparaison modulante-horteuse (appelée en anglais carrier based PWM) et l'approche vectorielle où les signaux de pilotage des trois bras de ponts sont considérés comme un vecteur global unique (appelée Modulation Vectorielle SVM). Le but de la MLI est de générer une valeur moyenne de la tension la plus proche possible du signal modulé. La commande usuelle par comparaison modulante-porteuse dans le cas des architectures multiniveaux nécessite autant de porteuses triangulaires qu'il y a de cellules à commander au sein d'un bras. Plus généralement, la stratégie de modulation de chacune des topologies multiniveaux est choisie en se basant sur des critères à optimiser liés à la qualité les formes d'ondes produites ou obtenues, suite à la conversion. Le choix de la variable de commande à implémenter dans le schéma MLI fait appel à l'expertise de l'expérimentateur et se réfère peu au modèle mathématique initial qui peut-être établit pour caractériser le fonctionnement de l'architecture d'électronique de puissance. En ce qui concerne les stratégies vectorielles SVM, une absence de modèle compatible avec les modèles, basés sur une comparaison modulante porteuse, d'onduleurs est constatée. Les types d'onduleurs triphasés à deux ou à N niveaux de tension admettent un modèle sous forme d'équations d'un système linéaire compatible qui s'écrit sous la forme V = f(a) dans le cas d'une MLI sinusoïdale et V = f(1) dans le cas d'une SVM, avec V les tensions de phase, a les rapports cycliques et f les instants de commutation. Dans cette configuration basique il est constaté que la matrice liant ces tensions aux rapports cycliques (ou aux instants de commutation) n'admet pas d'inverse, ce qui revient à dire qu'il n'est pas possible, avec les théories usuelles des fonctions linéaires, de résoudre ce système afin d'exprimer les rapports cycliques (ou les instants de commutation) en fonction des tensions de références. C'est ce qui explique qu'aujourd'hui un bon nombre d'implémentations pratiques de modulation se fait, suite à une analyse expérimentale des conséquences d'un choix de stratégie sur les variables d'intérêtThe power electronic converters are increasingly exploited in particular in applications requiring variable speed machines. The use of more effcient and more powerful components coupled with new multilevel structures widens the fields of application and allows high efficiency functioning. These converters are able to manage, with a suitable control, the energy transfer between different sources and different receivers depending on the used converter family. In the control interface, a particular pattern is used to generate control signais for the switches, it is the modulation. Generally, the modulation strategy takes two forms : a Modulation based on comparaison modulating - caiTier (Carrier based Pulse Width Modulation, (CPWM)) or a Vector Modulation (SVM). The purpose of the PWM is to generate a signal which has a mean value as nearest as possible to the desired sinusoidal signal. The usual control by PWM, in the case of multi-level architectures, requires as many triangular carriers as there are cells to be controlled within an arm. The modulation strategy selection for each multilevel topology is based on optimizing criterias related to the quality of the produced waveforms after the conversion. The choice of the variable to implement in the PWM scheme requires expertise of the experimenter and refers little to the initial mathematical model that can be established to characterize the operation of the power electronics architecture. Concerning the vector strategies SVM, the lack of a compatible model with PWM inverters is observed. The three-phase inverters with two or N voltage levels can be modeled in the form of equations of a compatible linear system that is written as V= f(a) in the case of a sinusoïdal PWM and V= f(1) in the case of SVM, with V represents phase voltages, ais a duty cycle and fthe switching instants. In this basic configuration, it is found that the matrix linking these voltages duty cycles (or switching times) adrnits no inverse, which means that it is not possible with the usuallinear functions theories to solve this system in order to express the duty ratios (or the instants of switching) as a function of the reference voltages. This is the reason that today a number of practical implementations of modulation is done after experimental analysis of the consequences of strategy choices on the variables of interest. This study proposes the development of a generic formulation for the modeling of voltage inverters and especially multilevel inverters. The development of generic models for the implementation of modulation strategies is illustrated. The extension of the average model to the three-phase systems is performed to the usual structures of N levels such as the floating capacity and H bridge inverters. The idea is to generalize the model to the multi-level architectures, whether by the sinusoidal PWM modulation expressing the alpha as an output variable, or by the SVM expressing tau. This thesis aims to define a modeling approach and mathematically express the set of solutions in order to generate modulation strategies for various architectures of inverters studied. This will be done using a tool for solving linear systems. This resolution is based on finding degrees of freedom, to be identified at first, then express them in a second step by establishing the link with the criteria to optimize for given architectures. Two examples of application have been implemented on conventional two levels of voltage inverters and the thtree levels flying capacitor voltage inverter
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Akopian, Astrid. "Sans foi, ni loi ? La liberté de conscience en Arménie soviétique de 1956 à 1988." Electronic Thesis or Diss., Paris 10, 2024. http://www.theses.fr/2024PA100019.
Full textAbstract:
L’arrivée de Nikita Khrouchtchev marque un tournant majeur dans la perception des libertés religieuses en U.R.S.S. Les premières décennies de l’expérience soviétique ont vacillé entre un rejet complet de toute spiritualité et une tolérance passagère, mais la construction d’une réflexion autour de la question religieuse comme phénomène complexe et la mobilisation de différentes sphères publiques pour influer sur les croyances des citoyens ne prennent réellement une dimension centralisée qu’à partir de la déstalinisation. Les racines sociales du « brouillard religieux » ont disparu, pourtant les manifestations cultuelles ne s’affaiblissent pas et ce revirement idéologique reflète sans aucun doute un aveu – à demi-mot – que la foi ne peut être uniquement expliquée par des facteurs économiques. Ce constat n’empêche pour autant pas les gouvernants soviétiques de combattre férocement le phénomène religieux comme le montre la campagne khrouchtchévienne qui, contrairement aux persécutions précédentes, s’appuie en grande partie sur le droit comme outil idéologique.Pourtant, la politique religieuse entamée à partir des années 1950 semble poursuivre des finalités dépassant la seule idéologie. Dans une société soviétique en crise, fissurée par des années de décalage entre discours officiel et pratiques quotidiennes, la question spirituelle recouvre en effet des dimensions davantage politiques et sociales. La dialectique entre pouvoirs temporel et spirituel à partir du secrétariat de Nikita Khrouchtchev est d’autant plus complexe dans le cas de la république arménienne, dont le paysage religieux spécifique laisse entrevoir de puissants enjeux internationaux et politiquesThe arrival of Nikita Khrushchev marked a significant turning point in the perception of religious freedoms in the USSR. During the initial decades of the Soviet experiment, there was a fluctuation between outright rejection of all spirituality and intermittent tolerance. However, the comprehensive examination of religious matters as a multifaceted phenomenon and the mobilization of various public spheres to influence citizens' beliefs only truly assumed a centralized role during the era of de-Stalinization. The social underpinnings of the so-called "religious fog" had dissipated, yet religious expressions did not wane. This ideological shift undeniably indicated a somewhat reluctant recognition that faith could not be solely explained by economic factors. Nevertheless, this did not deter Soviet authorities from vehemently opposing religious phenomena, exemplified by the Khrushchev campaign, which, unlike previous persecutions, heavily relied on legal measures as an ideological tool.Nonetheless, the religious policy initiated in the 1950s appeared to have objectives that transcended ideology alone. In a Soviet society grappling with crises and marred by years of disparities between official rhetoric and everyday practices, the spiritual question acquired greater political and social dimensions. The interplay between temporal and spiritual authori-ties under Nikita Khrushchev's secretariat becomes even more intricate when examining the case of the Armenian Republic. Its distinctive religious landscape suggests significant interna-tional and political concerns at play