Dissertations / Theses: 'Robots – Travail'

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Lu, Yu. "Etude du volume de travail des robots : enveloppe, atteignabilite." Paris, ENSAM, 1988. http://www.theses.fr/1988ENAM0002.

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Abstract:

Proposition d'une methode geometrique de construction de l'enveloppe atteignable d'un robot. En effet, la connaisance des volumes atteignables d'un robot permet de determiner la faisabilite d'une trajectoire, de faciliter le positionnement du robot dans sa cellule de travail et l'optimisation des parametres geometriques de conception du manipulateur. Creation d'un outil de simulation a partir d'une base graphique

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Lu, Yu. "Etude du volume de travail des robots enveloppe, atteignabilité /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37615349z.

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Le, Nagard Éric. "Poste de travail pour la programmation de robots autour de "RCCL"." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112327.

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Abstract:

Cette thèse est le fruit des réflexions effectuées sur le thème de la réalisation d'un poste de programmation de robots. Son but est de prouver la faisabilité d'un système intégrant la modélisation des robots, l'aide à l'écriture de programmes et la simulation et la validation des programmes écrits. Cette recherche nous a conduits à réaliser un système de type CAO spécialisé dans la modélisation des systèmes articulés que sont les manipulateurs. Les données recueillies par ce système sont exploitées dans le cadre d'une base de données pour permettre la visualisation des mouvements programmés du robot sous forme de dessins animés (fonction du simulateur). Ces données sont aussi utilisées pour générer automatiquement les modèles géométriques direct et inverse d'une large gamme de manipulateurs. La réalisation des principaux modules d'un poste "type" de programmation de robots a permis de faire disparaître les points d'achoppement d'un tel système et de prouver sa faisabilité
This thesis is the result of reflections on the theme of the realisation of a workstation for robot programming. Its aim is to prove the feasibility of a system which integrates the modelling of robots, the assistance on program writing and the simulation and validation of written programs. This lead us to make a CAD type system dedicated to the modelling of articulated systems as the manipulators are. The data collected by the system are exploited within the context of a data base to enable the visualization of the robot computerized movements in the form of an animated image (by means of a simulator). These data are also used to generate automatically the direct and inverse kinematic models of a large range of manipulators. The realisation of the main modulus of a typical robot computer programming workstation enabled us to suppress the stumbling points of such a system

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Noreils, Fabrice. "Contrôle d'éxécution de plans d'actions et architecture pour robots mobiles." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30213.

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Abstract:

Cette these de la problematique de l'execution de plans d'actions par des robots mobiles. L'execution de plans est controlee par une entite independante de celle qui a produit le plan (generateur de plans). Le generateur de plans manipule en effet des connaissances globales sur le monde, mais son fonctionnement est incompatible avec une reactivite suffisante. Pour executer ces plans, nous avons developpe et mis en uvre sur un, puis plusieurs robots un systeme compose i: d'une architecture distribuee dont le but est de fournir un ensemble de fonctions elementaires que le robot peut realiser ii: d'un controle ayant des composantes distribuees et centralisees qui va executer des plans en manipulant cette architecture. Notre systeme est de plus capable de reconnaitre les problemes pouvant se produire durant l'execution d'une mission, d'en identifier la cause et eventuellement d'y remedier. Cette structure sera consideree comme un "noyau car au fur et a mesure des nouvelles evolutions que nous avons consideres, nous avons developpe un ensemble de couches autour de celui-ci sans le remettre en cause. Ainsi, nous avons developpe un formalisme permettant d'ecrire des missions, ainsi qu'une interface graphique pour faciliter l'interaction avec le systeme et suivre de la mission. Nous avons egalement realise une nouvelle couche a la fois au niveau du controle et du formalisme qui permet de coordonner l'activite de plusieurs robots. Nous avons utilise les reseaux de petri pour valider cette approche. Plusieurs experimentations dans un environnement reel sont decrites dans le memoire

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Schreiber, Louis Thomas. "La redondance cinématique dans les robots parallèles pour l'augmentation de l'espace de travail en orientation." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/67932.

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Abstract:

Cette thèse traite de la mise à profit de la redondance cinématique dans les robots parallèles pour l'augmentation de leur espace de travail en orientation. Plusieurs nouvelles architectures y sont présentées et analysées. L'accent est mis sur les agencements purement parallèles des actionneurs étant donné que les agencements hybrides et sériels sont déjà bien plus connus. En premier lieu, un article de revue de littérature positionne le projet dans le contexte actuel. Cet article permet de voir comment la redondance cinématique se compare à la redondance d'actionnement et aux autres architectures hybrides. Les avantages et inconvénients de chacune y sont mis en évidence. Cet article met aussi la lumière sur le type d'agencement (sériel ou parallèle) des actionneurs pour les différents types de redondance. Les bases mathématiques pour la modélisation cinématique de plusieurs architectures y sont aussi données. Dans le second article, deux mécanismes plans sont présentés et analysés (problème géométrique inverse et direct, analyse des singularités, espace de travail). Les architectures planes sont utilisées pour introduire la gestion de la redondance avec un cas simple (un seul degré de liberté redondant). L'algorithme de gestion de la redondance doit définir la meilleure configuration du degré de liberté redondant tout en respectant les limites physiques du mécanisme (vitesses, interférences). Une architecture à quatre degrés de liberté (mouvement de type SCARA) et un degré de liberté redondant est ensuite introduite dans le troisième article. Cette architecture a la particularité de ne pas être limitée (ni par les interférences mécaniques ni par les singularités) au niveau de la rotation. L'analyse cinématique ainsi que l'espace de travail sont présentés et un prototype démontre des résultats expérimentaux convaincants. Ensuite, le quatrième article introduit une architecture à six degrés de liberté avec trois degrés de liberté redondants. Cette architecture occupe une grande partie des travaux présentés dans cette thèse. Elle est dérivée directement de la plateforme de Gough-Stewart. Le modèle cinématique ainsi qu'une analyse des singularités du mécanisme y sont présentés. Une analyse géométrique démontre les capacités d'évitement des singularités et une analyse de l'espace de travail montre de très grandes capacités d'inclinaison et de rotation de la plateforme. Le cinquième article présente deux articulations sphériques qui ont été développées spécifiquement pour l'architecture à six degrés de liberté. Le principe de fonctionnement de ces deux articulations sphériques est expliqué et les performances en débattement sont démontrées. Deux prototypes sont présentés. Le sixième article introduit différentes méthodes pour exploiter la redondance du manipulateur à 6+3 degrés de liberté tout en respectant les limites physiques du mécanisme (interférences mécaniques ainsi que les limites en vitesse des actionneurs). Une première méthode tente d'utiliser une expression analytique du déterminant de la matrice Jacobienne. La deuxième est purement géométrique et s'inspire de la géométrie de Grassmann. La troisième utilise une discrétisation complète des trajectoires cartésiennes et de l'espace des degrés de liberté redondants. Finalement, la quatrième méthode utilise une optimisation locale. Les résultats des différentes méthodes sont ensuite comparés.
This thesis deals with the use of kinematic redundancy in parallel robots to increase their orientational workspace. Multiple new architectures are introduced and analysed. The emphasis is on purely parallel architectures since serial and hybrid arrangements are already much better known. First, a literature review article positions the project in the current context. This article shows how kinematic redundancy compares to actuation redundancy and other hybrid architectures. The advantages and disadvantages of each are highlighted. This article also sheds light on the type of layout (serial or parallel) of the actuators for the different types of redundancy. The mathematical bases for kinematic modeling of several architectures are also given. In the second article, two architectures of planar mechanisms are presented and analyzed (inverse and forward kinematic problem, singularity analysis, workspace). Planar architectures are used to introduce redundancy management with a simple case (a single redundant degree of freedom). The redundancy management algorithm must define the best configuration of the redundant degree of freedom while respecting the physical limits of the mechanism (speeds, interferences). A four-degree-of-freedom architecture (SCARA movement) with one redundant degree of freedom is then introduced in the third article. This architecture has the particularity of not being limited (neither by mechanical interferences nor by singularities) in terms of rotation. Kinematic and workspace analyses are presented and a prototype demonstrates convincing experimental results. Then, the fourth article introduces a six-degree-of-freedom architecture with three redundant degrees of freedom. This architecture occupies a large part of the work presented in this thesis. It is derived directly from the Gough-Stewart platform. The kinematic model and an analysis of the singularities of the mechanism are presented. A geometric analysis shows the singularity avoidance capabilities and a workspace analysis shows very high platform tilting and twisting capabilities. The fifth article presents two spherical joints that have been developed specifically for the six-degree-of-freedom architecture. The operating principle of these two spherical joints is explained and the large range of motion (tilting angle) is demonstrated. Two prototypes are presented. The sixth article introduces different methods to exploit the redundancy of the six-degreeof- freedom manipulator while respecting the physical limits of the mechanism (mechanical interference as well as the speed limits of the actuators). A first method attempts to use an analytical expression of the determinant of the Jacobian matrix. The second is purely geometric and is inspired from Grassmann geometry. The third uses a complete discretization of the Cartesian trajectories and the space of the redundant degrees of freedom. Finally, the fourth method uses local optimization. The results of the different methods are then compared.

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Le, Nagard Eric. "Poste de travail pour la programmation de robots autour de "RCCL"." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376151978.

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Marquand, Marie-Laurence. "Contribution à l'étude et à la réalisation d'un logiciel de programmation graphique de l'environnement de travail d'un robot industriel." Aix-Marseille 3, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX30071.

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Saenz, Jose. "Méthodologie pour la conception d'espaces de travail sûrs, avec la collaboration de robot humain." Thesis, Paris, ENSAM, 2019. http://www.theses.fr/2019ENAM0070.

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Abstract:

Cette thèse propose le développement scientifique d'une méthode permettantde prendre en compte les aspects de sécurité pour les applicationsindustrielles faisant intervenir la collaboration homme-robot (applicationshrc). cette méthodologie propose de prendre en compte ces enjeux desécurité des la phase de conception, sur la base des concepts d'ingénierie dessystèmes, d'ontologies et d'industrie 4.0. les exigences relatives a unenouvelle approche de la prise en compte de la sécurité basée sur les besoinsdu concepteur et de l'expert en sécurité ont été formulées et ont guide lesprocessus de spécification d'architecture et de modélisation des composantsqui sont au centre de cette thèse. une architecture utilisant les outils decad / simulation existants utilises par les concepteurs a été spécifiée.l'approche a été mise en œuvre sous la forme d'un outil de sécurité assiste parordinateur nomme cas tool. les résultats de la conception ont été comparesaux méthodes traditionnelles sur deux exemples d'utilisation. avec notreoutil cas, il est possible de modifier rapidement la conception, en particulierles composants tels que le robot et les capteurs de sécurité. les zones desécurité calculées a l'aide de l'outil cas sont réduites jusqu’à 66% parrapport aux méthodes traditionnelles les plus défavorables
This thesis focuses on the development of a method for considering the safetyaspects of industrial applications featuring human-robot collaboration(hrc applications) during the design phase based on systems engineering,ontologies, an industry 4.0 concepts. requirements on a new approach to theconsideration of safety based upon the needs of the designer and safetyexpert were formulated and guided the processes of architecturespecification and component modelling that are the focus of this thesis. anarchitecture that utilizes existing cad/simulation tools that designerscurrently use was specified. the approach was implemented as a computeraidedsafety tool (cas tool) and the design results were compared withtraditional methods with two exemplary use-cases. with the cas tool, itwas possible to quickly make changes to the design, particularly thecomponents such as the robot and safety sensors. the safety zonescalculated with the cas tool are up to 66% smaller than with traditional,worst-case methods

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Delignieres, Serge. "Choix de morphologie de robots." Nantes, 1987. http://www.theses.fr/1987NANT2057.

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Abstract:

Dans le but de resoudre le probleme de trouver une ou plusieurs morphologies permettant d'atteindre un espace de travail fixe (espace vise) dans un environnement encombre d'obstacles, avec une dynamique et un chargement de donnees, on developpe certains outils pour le choix automatique de morphologie de robot

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Balayn, Philippe. "Conception et réalisation d'un scrutateur spatial dédié à la sécurité des sites robotises." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0091.

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Abstract:

Le travail de recherche présenté dans ce mémoire concerne la conception et la réalisation d'un dispositif dédié à la sécurité des sites robotisés, élaboré à partir d'un principe de scrutation spatiale supportant des fonctions de détection et de localisation. Le premier chapitre est consacré à une analyse globale de la problématique liée à L'exploitation des sites de production et à la prise en compte des contraintes de sûreté de fonctionnement, il conduit ainsi à la formalisation du concept de La Sécurité Opérationnelle. Le second chapitre propose une classification originale des systèmes de sécurité visant à mettre l'accent sur Leurs caractéristiques de flexibilité et de décision afin de s'intégrer au mieux aux exigences actuelles des outils interactifs de production. Les spécifications fonctionnelles du scrutateur spatial sont décrites dans Le troisième chapitre. L'algorithme d'Euclide est Le principe retenu qui a permis La construction d'une structure mécanique tournante engendrant dans L'espace une trajectoire sphéro-trochoïdale dont l'une des propriétés remarquables est de posséder une résolution qui s'améliore au cours du cycle de rotation. Un prototype est élaboré à partir de ces études et les résultats sont présentés en fin de chapitre. Le quatrième chapitre soumet dans le cadre des perspectives d'intégration du scrutateur, différentes approches de surveillance d'espace et propose une véritable gestion des stratégies d'arrêt
This research deals with the design and the realization of a device dedicated to safety on a robot cell. This system is based on a three dimensional scanning principle and two functions of detection and localization. The first chapter introduces the general problems of manufacturing and leads to the operational safety concept. The second chapter proposes an original classification of safety devices which takes into account their flexibility and their "intelligence". The specifications of the 3D scanner are presented in chapter three. The mechanical structure using some properties of the Euclidean Algorithm, generates a sphero-trochoidal trajectory. The designed prototype is described at the end of this chapter. The last chapter proposes several 3D scanning approaches, and a real management of the stop strategies

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Lessanibahri, Saman. "Cable-Driven Parallel Robots with Large Translation and Orientation Workspaces." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2020. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03174262.

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Abstract:

Les Robots Parallèles à Câbles (RPC) sont considérés comme des manipulateurs parallèles avec des câbles flexibles au lieu de liens rigides. Un RPC se compose d'un bâti, d'une plate-forme mobile et de câbles les reliant l'un à l'autre. Les RPC sont réputés pour leurs performances avantageuses par rapport aux robots parallèles classiques en termes d’espace de travail en translation, de reconfigurabilité, de capacité de charge utile importante et de performances dynamiques élevées. Cependant, l'amplitude de rotation de la plateforme mobile des RPC est généralement limitée en raison des collisions de types câble/câble et câble/plateforme mobile. L'objectif de cette thèse est ainsi de concevoir, d'analyser et de prototyper des RPC hybrides ayant à la fois un grand espace de travail en translation et un grand espace de travail en orientation en utilisant des boucles de câbles. Ce travail de recherche présente le développement de trois RPC hybrides adaptés aux tâches nécessitant de grands espaces de travail en orientation et en translation comme le balayage tomographique, les dispositifs d'orientation de caméras et l'inspection
Cable-Driven Parallel Robots (CDPRs) also noted as wire-driven robots are parallel manipulators with flexible cables instead of rigid links. A CDPR consists of a base frame, a moving-platform and a set of cables connecting the moving-platform to the base frame. CDPRs are well-known for their advantageous performance over classical parallel robots in terms of translation workspace, reconfigurability, payload capacity and high dynamic performance. However, most of the CDPRs provide limited amplitudes of rotation of the moving-platform due to cable/cable and cable/moving-platform collisions. The objective of this thesis is to design, analyze and build hybrid CDPRs to enlarge the orientation workspace in addition to their large translation workspace by exploiting cableloops. This research work presents development of three hybrid CDPRs with drastically augmented orientation workspace suitable for tasks requiring large orientation and translational workspaces like tomography scanning, camera-orienting devices, visual surveillance and inspection

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Gagliardini, Lorenzo. "Reconfigurations discrètes de robots parallèles à câbles." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016ECDN0002/document.

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Abstract:

Les Robots Parallèles à Câbles (RPCs) sont des robots parallèles dont les jambes se composent de câbles. Les applications industrielles potentielles des RPCs sont nombreuses telles que le grenaillage et la peinture de structures massives et de grandes dimensions.La première partie de ce manuscrit est dédié à la modélisation des RPCs. Deux modèles élasto-statiques ont été introduits dans ce manuscrit, pour décrire le petit déplacement de la plate-forme mobile en raison de la nature non-rigide des câbles. Le modèle élasto-statique basé sur des câbles pesants a été exprimé en faisant la différence entre la matrice de raideur active et la matrice de raideur passive du RPC.La deuxième partie de ce manuscrit traite de l’analyse d’espaces de travail de RPCs vis-à-vis de leurs performances statiques et dynamiques. Deux nouveaux espaces de travail ont été définis : (i) l'Espace des Vitesses Générables (EVG);(ii) l’Espace de Travail Dynamique Amélioré (ETDA). La troisième partie de ce manuscrit décrit une stratégie de conception générique de RPCs et des Robots Parallèles à Câbles Reconfigurables (RPCRs). Les reconfigurations sont limitées uniquement aux points de sortie des câbles. Dans ce manuscrit, les points de sortie des câbles peuvent être placés dans une large mais limité ensemble de positions. La stratégie proposée envisage la possibilité de déplacer les points de sortie des câbles du RPCR sur une grille prédéfinie d'emplacements.La quatrième partie de ce manuscrit présente un algorithme pour calculer une stratégie de reconfiguration optimale pour les RPCRs. Cette stratégie peut être utilisée lorsque l'environnement de travail de RPCRs est extrêmement encombré et qu’il n'est pas possible de prévoir le nombre de configurations nécessaires pour compléter la tâche.L'efficacité de l'algorithme a été analysée en étudiant les reconfigurations d’un robot parallèle à câbles planaire et d’un robot parallèle à câbles spatial en lien avec des applications industrielles
Cable-Driven Parallel Robots (CDPRs) are parallel robots whose legs consist of cables. CDPRs may be used successfully in several industrial applications such as sandblasting and painting of large and heavy structures.The first part of this manuscript is dedicated to the modelling of CDPRs. Two elasto-static models have been introduced in this manuscript, in order to describe the small displacement of the moving platform due to the non-rigid nature of the cables. These models can be used for the modal analysis of the CDPRs, as well. The elasto-static model based on linear cables has been computed including the effect of the pulleys orienting the cables into the CDPR workspace.The second part of this manuscript deals with the investigation of the workspace of CDPRs, in terms of their moving platform static and dynamic equilibria, and in terms of their moving platform kinematic constraints. Two novel workspaces have been defined: (i) the Twist Feasible Workspace (TFW); (ii) the Improved Dynamic Feasible Workspace (IDFW). The third part of this manuscript describes a generic design strategy for CDPRs and a novel design strategy for Reconfigurable Cable-Driven Parallel Robots (RCDPRs). In this manuscript, reconfigurations are limited to the thedisplacement of the cable exit points, assuming the cables exit points can be installed on a large but finite set of locations.The fourth part of this manuscript introduces an algorithm to compute an optimal reconfiguration strategy for RCDPRs. This strategy can be used when the working environment of the RCDPR is extremely cluttered and when it is not possible to predict how many configurations are necessary to complete the task. The effectiveness of the algorithm hasbeen analysed by means of a planar and a spatial casestudies reproducing some industrial tasks

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Bourbonnais, Francis. "Utilisation optimale de l’espace de travail des robots parallèles en affrontant certains types de singularités." Mémoire, École de technologie supérieure, 2012. http://espace.etsmtl.ca/1097/1/BOURBONNAIS_Francis.pdf.

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Abstract:

Les robots parallèles prennent de plus en plus d’importance dans l’industrie. On en retrouve des milliers à travers le monde, dont la majorité sont utilisés dans des opérations de transfert rapide. Ils sont plus rapides que les robots sériels, car leurs moteurs sont généralement fixés à la base, allégeant ainsi la partie mobile du manipulateur. La croissance de la popularité de ces robots sur le marché est cependant limitée en raison de leur espace de travail réduit. En effet, l’approche actuellement privilégiée est d’éviter toute singularité, ce qui résulte en un espace de travail très limité. L’objectif de ce projet est d’augmenter l’espace de travail d’un robot parallèle à cinq barres à l’aide d’une planification de trajectoire qui, d’une part, profite du passage des singularités de type 1 tout en évitant les singularités de type 2, et d’autre part, optimise la trajectoire pour minimiser le temps du parcours. L’algorithme de planification de trajectoire détermine, à partir d’une position (x, y) voulue de l’effecteur terminal, la meilleure des quatre configurations possibles pour l’ensemble des deux bras du robot. Le processus d’optimisation du temps de la trajectoire est réalisé en considérant les contraintes de vitesse et d’accélération maximales ainsi que le couple maximal des moteurs en fonction du modèle dynamique. Un algorithme de commande pour maximiser la réponse dynamique du robot a aussi été conçu. Le modèle dynamique identifié est utilisé pour atteindre les critères de performances visés tout en assurant la précision du suivi. Les algorithmes ont été validés sur un prototype à deux degrés de liberté développé au laboratoire CoRo de l’École de technologie supérieure. Les résultats obtenus démontrent que l’espace de travail du robot est considérablement augmenté par rapport à un robot industriel d’une taille comparable qui ne change pas de configurations. De plus, le changement de configuration permet d’améliorer le temps de parcours d’une trajectoire. Ce projet de recherche a donc permis de développer une nouvelle approche démontrant qu’il est possible de travailler de concert avec les singularités de type 1 dans le but de maximiser les performances et l’espace de travail de certains robots parallèles.

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Robert, Frédéric. "Coopération multi-robots par insertion incrémentale de plans." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT051H.

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Abstract:

Cette these porte sur la cooperation multi-robots dans des environnements dynamique et ouverts. Une approche distribuee et originale est proposee, qui s'appuie sur un paradigme generique d'insertion incrementale de plans. Ce paradigme offre un cadre rigoureux pour traiter toute une classe de problemes de cooperation multi-robots. Il a ete concu pour des applications industrielles qui exploitent un grand nombre de robots, en leur confiant des missions a realiser en parallele. Ceci leur permet de gagner en efficacite tout en preservant la flexibilite et la robustesse du systeme. Grace a ce paradigme, un grand nombre de robots autonomes peuvent planifier et executer differents types de taches en partageant le meme environnement et les memes ressources. L'insertion incrementale de plans leur permet d'affiner progressivement leurs interactions et d'en planifier les details au fur et a mesure de l'avancement des taches. Ceci est fait sur la base d'informations locales rendant compte du contexte d'execution courant. Notre approche presente l'interet de permettre une cooperation par adaptation incrementale et locale des plans, tout en garantissant la possibilite d'un traitement centralise du probleme global. Le domaine auquel nous nous sommes interesse dans la mise en uvre de cette approche est celui de la robotique mobile et plus specifiquement celui de ses applications industrielles traitant de transitique, de surveillance ou de nettoyage. Ces travaux ont abouti a une mise en uvre complete d'un schema de cooperation realiste. Ils ont donne lieu a un grand nombre d'experimentations, tant sur des robots reels qu'en simulation. Ces experimentations, detaillees dans le present rapport, ont permis de mettre en avant le caractere operationnel de l'approche presentee, sur des calculateurs embarques et en presence de moyens de communication a faibles debits. Le systeme decisionnel implemente, a permis d'enregistrer des gains notables en terme d'autonomie des robots et de robustesse d'execution des plans

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Perret, Jérôme. "Téléprogrammation au niveau tâche pour un robot mobile autonome d'intervention sur site distant." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30264.

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Abstract:

La robotique d'intervention sur site distant pose de nombreux problemes lies a la meconnaissance de l'environnement, aux delais de communication et a la faible bande passante des transmissions entre le robot et la station d'operation, qui mettent en echec les modes de controle traditionnels. Le concept de teleprogrammation au niveau tache instaure un dialogue entre un operateur, charge de la specification de la mission sous forme d'un programme, et un robot autonome, c'est-a-dire capable de realiser les taches qui le composent sans intervention de l'homme. Cependant, si elle est mure sur le plan conceptuel, cette approche se heurte a de nombreuses difficultes de realisation, ce qui explique qu'elle n'ait pas encore franchi le seuil des laboratoires. Cette these s'attache a approfondir trois de ces points clefs. Le premier est la planification de mission: le probleme de la recherche d'un plan permettant d'atteindre les objectifs de facon sure, c'est-a-dire sans mettre en danger l'integrite du systeme, en presence d'incertitudes sur l'etat du monde et le resultat des actions, n'est pas encore bien cerne dans la litterature. Nous proposons un formalisme base sur des operateurs non-deterministes types (actions et evenements) permettant la specification de conditions de securite qui doivent etre garanties a tout moment. Le second point est le choix du langage pour l'expression du programme de la mission. Apres un bref panorama des systemes existants, nous decidons d'investir dans la definition d'un nouveau langage et d'un principe d'integration qui conserve les proprietes de determinisme. Enfin, nous etudions le probleme de la definition de l'architecture pour la structure de controle du robot. Nous developpons les points forts des principales approches et identifions celle qui nous semble la mieux adaptee au concept de la teleprogrammation au niveau tache pour un robot mobile d'intervention

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Rasheed, Tahir. "Collaborative Mobile Cable-Driven Parallel Robots." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019ECDN0055.

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Abstract:

Cette thèse présente un nouveau concept de robots parallèles à câble mobile (RPCM) comme un nouveau système robotique. RPCM est composé d'un robot parallèle à câble (RPC) classique monté sur plusieurs bases mobiles. Les RPCMs combinent l'autonomie des robots mobiles avec les avantages des RPCs, à savoir un grand espace de travail, un rapport charge utile/poids élevé, une faible inertie de l'effecteur final, une capacité de déploiement et une reconfigurabilité. De plus, les RPCMs présentent une nouvelle innovation technique qui pourrait contribuer à apporter plus de flexibilité et de polyvalence par rapport aux solutions robotiques industrielles existantes. Deux prototypes de RPCMs appelés FASTKIT et MoPICK ont été développés au cours de cette thèse. FASTKIT est composé de deux bases mobiles portant une plate-forme mobile à six degrés de liberté, tirée par huit câbles, dans le but de fournir une solution robotique économique et polyvalente pour la logistique. MoPICK est composé d'une plate-forme mobile à trois degrés de liberté tirée par quatre câbles montés sur quatre bases mobiles. Les applications ciblées de MoPICK sont des tâches mobiles dans un environnement contraint, par exemple un atelier ou des opérations logistiques dans un entrepôt. Les contributions de cette thèse sont les suivantes. Tout d'abord, toutes les conditions nécessaires à l'atteinte de l'équilibre statique d'un RPCM sont étudiées. Ces conditions sont utilisées pour développer un algorithme de distribution de tension pour le contrôle en temps réel des câbles RPCM. Les conditions d'équilibre sont également utilisées pour étudier l'espace de travail clé en main des RPCMs. Ensuite, les performances cinématiques et les capacités de torsion des RPCMs sont étudiées. Enfin, la dernière partie de la thèse présente des stratégies de planification de trajectoires multiples pour les RPCMs afin de reconfigurer l'architecture géométrique du RPC pour réaliser la tâche souhaitée
This thesis presents a novel concept of Mobile Cable - Driven Parallel Robots (MCDPRs) as a new robotic system. MCDPR is composed of a classical C able - D riven P a rallel R obot (CDPR) mounted on multiple mobile bases. MCDPRs combines the autonomy of mobile robots with the advantages of CDPRs, namely, large workspace, high payload - to - weight ratio, low end - effector inertia, deployability and reconfigurability. Moreover , MCDPRs presents a new technical innovation that could help to bring more flexibility and versatility with respect to existing industrial robotic solutions. Two MCDPRs prototypes named FASTKIT and MoPICK have been developed during the course of this the sis. FASTKIT is composed of two mobile bases carrying a six degrees - of - freedom moving - platform, pulled by eight cables , with a goal to provide a low cost and versatile robotic solution for logistics. MoPICK is composed of a three degrees - of - freedom movi ng - platform pulled by four cables mounted on four mobile bases. The targeted applications of MoPICK are mobile tasks in a constrained environment, for example, a workshop or logistic operations in a warehouse. The contributions of this thesis are as follow s. Firstly, all the necessary conditions are studied that required to achieve the static equilibrium of a MCDPR . These conditions are used to develop a Tension Distribution Algorithm for the real time control of the MCDRP cables. The equilibrium conditions are also used to investigate the Wrench - Feasible - Workspace of MCDPRs. Afterwards, the kinematic performance and twist capabilities of the MCDPRs are investigated. Finally, the last part of the thesis presents multiple path planning strategies for MCDPRs i n order to reconfigure the CDPR’s geometric architecture for performing the desired task

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Arrouk, Khaled. "Techniques de conception assistée par ordinateur (CAO) pour la caractérisation de l'espace de travail de robots manipulateurs parallèles." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00766814.

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Abstract:

Les environnements CAO fournissent des outils puissants pour la programmation graphique et la manipulation d'entités géométriques complexes. Dans cette thèse, nous proposons d'exploiter ce potentiel dans le domaine de la conception de robots parallèles. Ces robots sont considérés comme une alternative intéressante vis-à-vis de leurs homologues sériels dans différentes applications comme le " pick and place " et l'usinage. Cependant, leur utilisation industrielle est encore restreinte en raison d'un espace de travail limité, de modèles géométriques difficiles à résoudre et l'existence de configurations singulières délimitant leur domaine d'exploitation. L'analyse et la caractérisation de l'espace de travail jouent alors un rôle fondamental dans la phase de conception de robots manipulateurs parallèles. Dans ce travail de thèse, nous proposons des approches géométriques originales donnant lieu à un ensemble de méthodes et techniques basées CAO pour l'analyse et la caractérisation de l'espace de travail de robots parallèles plans et spatiaux. L'espace de travail est généré comme un solide dans l'environnement CAO à partir d'un paramétrage géométrique, d'esquisses et d'opérations élémentaires telles que le balayage hélicoïdal et l'intersection. Nous avons montré que ces méthodes constituent des outils pertinents et efficaces d'aide à la conception des mécanismes parallèles. Ils permettent également la résolution du problème géométrique direct et la génération de trajectoires libres de singularités. Plusieurs types de manipulateurs ont été considérés dans ce travail pour mettre en avant et illustrer les techniques CAO / Géométriques proposées : robots parallèles plans à 3 degrés de mobilité de type 3-RPR, 3-RRR, 3-PPR et 3-PRR, robots parallèles spatiaux à 6 degrés de mobilité de type ou 3-CRS ou 3-PRRS.

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Shayya, Samah Aref. "Vers des robots et machines parallèles rapides et précis." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS257/document.

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Abstract:

Les machines parallèles (MPs) existent depuis plus d'un demi-siècle et ils ont fait l'objet d'études intensives. Par opposition avec leurs homologues de structure série, ces mécanismes sont constitués de plusieurs chaînes cinématiques qui relient la base fixe à la plateforme mobile. L'intérêt de ces architectures s'explique par les nombreux avantages qu'elles offrent, parmi lesquels: une rigidité élevée, un rapport important charge/poids global, des capacités dynamiques élevées en raison des masses en mouvement réduites (en particulier lorsque les actionneurs sont sur ou près de la base), une meilleure précision, des fréquences propres plus élevées, etc. Néanmoins, leur exploitation comme machines-outils reste timide et limitée, et le plus souvent elles ne dépassent pas le stade d'étude et de prototype de laboratoires universitaires ou de fabricants de machines-outils. Les principaux inconvénients qui entravent la généralisation des MPs dans l'industrie sont les suivants: un espace de travail limité, des débattements angulaires réduits, la présence de configurations singulières, la complexité de conception, les difficultés d'étalonnage, les problèmes causés par les collisions, la complexité du contrôle/commande (en particulier dans le cas de redondance à actionnement), etc. De plus, si les MPs ont rencontré un grand succès dans les applications de pick-and-place grâce à leur rapidité (capacité d'accélération), leur précision reste inférieure à ce qui a été prévu initialement. Par ailleurs, on trouve également des MPs de très précision, mais malheureusement avec de faibles performances dynamiques. En partant du constat précédant, cette thèse se concentre sur l'obtention de MPs avec un bon compromis entre rapidité et précision. Nous commençons par donner un aperçu de la bibliographie disponible concernant MPs et les avancées majeures dans ce domaine, tout en soulignant les limites de performance des MPs, ainsi que les limites des outils de conception classique. En outre, nous insistons sur les outils d'évaluation des performances, et montrons leurs limites dès qu'il s'agit de traiter le cas de la redondance ou l'hétérogénéité des degrés de liberté (ddl). En effet, si la synthèse architecturale est un point dur de la conception de MPs, la synthèse dimensionnelle reposant sur des indices de performances réellement significatifs l'est également. Par conséquent, de nouveaux indices de performance sont proposés pour évaluer la précision, les capacités cinétostatiques et dynamiques des manipulateurs de manière générale qui apportent des solutions aux difficultés évoquées ci-dessus. Par la suite, plusieurs nouvelles architectures 3T-2R et 3T-1R (T: signifie ddl en translation et R signifie un ddl de rotation) sont présentées, à savoir MachLin5, ARROW V1, et ARROW V2 et ses versions dérivées ARROW V2 M1 et M2. En outre, la synthèse dimensionnelle d'ARROW V2 M2 est réalisée, et les performances de la machine sont évaluées. Finalement, des améliorations futures concernant la précision sont proposées au regard de premiers résultats obtenus sur le prototype
Parallel manipulators (PMs) have been there for more than half a century and they have been subject of intensive research. In comparison with their serial counterparts, PMs consist of several kinematic chains that connect the fixed base to the moving platform. The interest in such architectures is due to the several advantages they offer, among which we mention: high rigidity and payload-to-weight ratio, elevated dynamical capabilities due to reduced moving masses (especially when the actuators are at or near the base), better precision, higher proper frequencies, etc. Nevertheless, despite of the aforementioned merits, their exploitation as machine tools is still timid and limited, in which they most often do not exceed the research and prototyping stages at university laboratories and machine tool manufacturers. The main drawbacks that hinder the widespread of parallel kinematic machines (PKMs) are the following: limited operational workspace and tilting capacity, presence of singular configurations, design complexities, calibration difficulties, collision-related problems, sophistication of control (especially in the case of actuation redundancy), etc. Besides, though PMs have met a great success in pick-and-place applications, thanks to their rapidity (acceleration capacity), still their precision is less than what has been initially anticipated. On the other hand, extremely precise PMs exist, but unfortunately with poor dynamic performance. Starting from the aforementioned problematics, the current thesis focuses on obtaining PKMs with a good compromise between rapidity and precision. We begin by providing a survey of the available literature regarding PKMs and the major advancements in this field, while emphasizing the shortcomings on the level of design as well as performance. Moreover, an overview on the state of the art regarding performance evaluation is presented and the inadequacies of classical measures, when dealing with redundancy and heterogeneity predicaments, are highlighted. In fact, if finding the proper architectures is one of the prominent issues hindering PKMs' widespread, the performance evaluation and the criteria upon which these PKMs are dimensionally synthesized are of an equal importance. Therefore, novel performance indices are proposed to assess precision, kinetostatic and dynamic capabilities of general manipulators, while overcoming the aforementioned dilemmas. Subsequently, several novel architectures with 3T-2R and 3T-1R degrees of freedom (T and R signify translational and rotational degrees of freedom), namely MachLin5, ARROW V1, and ARROW V2 with its mutated versions ARROW V2 M1/M2, are presented. Furthermore, the dimensional synthesis of the executed PKM, namely ARROW V2 M2, is discussed with its preliminary performances and possible future enhancements, particularly regarding precision amelioration

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Degallaix, Bernard. "Une architecture pour la téléprogrammation au niveau tâche d'un robot mobile autonome." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30027.

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Abstract:

La robotique d'intervention met en uvre un systeme effectuant des taches non repetitives dans un environnement non structure. Le robot doit necessairement avoir une faculte d'adaptation permanente a son environnement qui est generalement prise en compte par un operateur humain (cas de la teleoperation classique) qui controle directement le robot au niveau des asservissements. Toutefois, dans le cas des applications sur sites distants (sous-marin, planetaire), les contraintes de delais et de debits de transmission sont telles qu'il est impossible de faire intervenir la station au sol (et l'operateur humain) dans les boucles d'asservissement ou de controle. Ces facteurs nous ont conduit a proposer une architecture fonctionnelle generale de teleprogrammation et la telesupervision au niveau tache, qui met en uvre des processus decisionnels a plusieurs niveaux: 1) au niveau de la preparation de la mission a accomplir en generant un plan de taches de niveau d'abstraction eleve integrant l'aspect temporel, 2) au niveau de l'affinement du plan de taches en l'interpretant en interaction directe avec l'environnement du robot et ses capacites, 3) au niveau de l'execution en gerant l'ensemble des processus en cours sur le systeme robotique. Nous en decrivons les principes et nous les illustrons par une instanciation au cas de nadia (navette de diagraphie developpee par ifremer), du robot d'exploration planetaire vap (cnes), du robot d'intervention amr (eureka). Le systeme comprend une station d'operation en liaison avec un systeme de controle embarque. La station d'operation integre un module de planification temporelle de mission. Le systeme de controle embarque du robot comprend l'interpretation de mission, l'affinement et le controle d'execution de taches. Nous en avons realise une implantation complete sur la base d'un systeme experimental disponible au laas. Cette implantation est validee par une demonstration sur le robot mobile hilare avec un scenario inspire des applications citees. Ce travail a ete effectue principalement dans le cadre d'une collaboration scientifique entre l'ifremer et le cnrs

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Cloutier, Guy M. "Contribution à l'adaptation robot-tache : prise en compte et exploitation de l'anisotropie du robot et de l'objet de la tache en vue de la conception du poste de travail." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0095.

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Abstract:

Ce travail introduit une approche de conception des postes robotisés axés sur les contraintes intrinseques et extrinseques des taches. Ce document expose nos reflexions sur la fonctionnalité d'une preadaptation hors ligne, par le truchement de la configuration physique du poste. Nous montrons que des (hyper)ellipsoides d'équiprobabilite de pose ou de compliance résultent des paramètres structuraux et des propriétés articulaires du robot. De ces deux enveloppes ellipsoidales, nous définissons un indice de conformité robot-tache. Il rend compte de la convenance entre le robot et la tache, pour chaque posture articulaire. Cette étude introduit également l'utilisation de l'anisotropie naturelle du robot qui est habituellement considérée comme un handicap. Un modèle de representation précisera les bornes du domaine pour lequel le robot possède des caractéristiques propices à l'exécution de la tache: butée d'adaptation à la tache, à respecter dans le domaine articulaire. Pour une tache isolée, on l'exploite par le modèle géometrique direct de la structure inversée. Mais le contexte est souvent multitaches. Au-dela des contraintes propres aux taches, la disposition relative de celles-ci en impose de nouvelles interlaches cette fois, et dans les grands déplacements. Nous suggerons deux solutions, pour une localisation adaptée du robot dans un environnement multitaches, ou les situations des taches seraient prédéterminées. De nouvelles définitions, conférant une valeur opérationnelle au volume de travail utile de la norme, sont introduites à cet effet
This document introduces an approach to the design of robot workstations based on the intrinsic and extrinsic task constraints. It presents our reflexions concerning the off-line "preadaptation" function through physical configuration of the workstation. We show that (equi-probability) Chyper)ellipsoids having (of) equi-probability of pose or compliance result from the structured parameters and the joint properties of a robot. From these two ellipsoïdale envelopes, we define a robottask conformity index that expresses its adequecy for jointpostures. He also introduce the utilization of the robot's natural (anisotropie), generally considered as a handicap. A representation madel will give the limits of the domaine for which the robot possesses the required charecteristics to execute the task, i. E. The joint limits not to surpasse for task adaptability. For an isolated task, the direct kinematics of the inverted structure is used to exploit this representation madel. However, production often takes place in a multi-tasking context. Here, apart from the constraints specifie to the tasks, new inter-task constraintes in the space of large solid body motions are imposed depending upon the relative situations of the tasks. We propose two solutions to the design of an adapted robot localization in a multi-tasking environment of rigidly predetermined tasks. New definitions are introduced to this end. They provide practical means to apply the standardized concept of a useful workspace

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Hubert, Julien. "Manipulateurs parallèles, singularités et analyse statique." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00563998.

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Abstract:

Les singularités sont des poses particulières où le robot ne peut être contrôlé et ou les efforts subis par les articulations du mécanisme peuvent tendre vers l'infini ce qui entraine alors une détérioration du mécanisme. Bien que ces dernières années de larges avancées dans la classification et la détection des singularités aient eu lieu la question de la proximité d'une pose à une pose singulière reste ouverte. Dans cette thèse nous tentons d'y répondre avec une approche basée sur la statique. En effet si pour une pose donnée les efforts subis par les articulation restent inférieur à un certain seuil, on pourra affirmer que le robot ne subira pas de détérioration et nous le considérons comme assez éloigné d'une pose singulière. Dans un premier temps, nous proposons un algorithme qui calcule, pour un robot plan dont l'orientation est fixée et dont la plate-forme supporte une charge connue, la frontière de la région pour laquelle on assure l'intégrité physique du manipulateur. Cet algorithme étant difficile à étendre pour des robots à plus de 3 degrés de libertés, nous en proposons un second basé sur l'analyse par intervalles.

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Laruelle, Hervé. "Planification temporelle et exécution de tâches en robotique." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30048.

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Abstract:

L'objet de cette these est l'etude et l'implementation d'un planificateur temporel de taches, appele ixtet, en vue d'etre utilise pour le controle haut-niveau d'un robot mobile. Dans ce sens, l'approche developpee propose un compromis entre l'expressivite de la representation et l'efficacite des algorithmes. Le formalisme logique employe est base sur une logique reifiee du premier ordre utilisant les instants comme primitives temporelles. Dans ce formalisme, une hierarchie de description d'operateurs temporels deterministes, appeles taches, a ete definie. Une procedure de compilation permet de verifier la coherence des operateurs et fournit des structures directement utilisables en tant que schemas de plans partiels, inserables dans le plan en construction. A partir de ce formalisme, un critere de plan solution a ete defini comme l'absence de conflits et l'explication de toutes les propositions temporelles. L'algorithmique du planificateur basee sur ce critere utilise les liens causaux. Le controle contient deux procedures importantes: une procedure dite de faisabilite qui resout les sous-buts, a l'aide d'un arbre de decomposition de sous-buts ; et une procedure dite de satisfiabilite qui resout les conflits. L'arbre de recherche global est controle par un algorithme a#. Pour augmenter l'efficacite du planificateur, un principe de moindre engagement etendu a ete applique, regissant l'ordre dans lequel sont choisis les sous-buts et les conflits. Enfin, une procedure d'execution de plan temporel a ete elaboree pour etre couplee aux modules de controle du robot mobile hilare. Cette procedure gere un ensemble d'automates qui permettent d'etendre la representation des operateurs temporels aux cas d'echecs a l'execution. Par ce moyen, elle met a jour le modele du monde courant pour une replanification eventuelle

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Koessler, Adrien. "Contribution à l'agrandissement de l'espace de travail opérationnel des robots parallèles. Vérification du changement de mode d'assemblage et commande pour la traversée des singularités." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2018. http://www.theses.fr/2018CLFAC075/document.

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Abstract:

En comparaison avec leurs homologues sériels, les robots parallèles possèdent de nombreux avantages : rigidité, temps de cycle et précision de positionnement. La faible taille de leur espace de travail opérationnel est cependant un inconvénient qui empêche leur développement. L’analyse cinématique décrit la division de l’espace de travail total en aspects, séparés entre eux par des singularités de Type 2. Parmi les solutions d’élargissement de l’espace de travail opérationnel issues de la littérature, que sont comparées entre elles, nous retiendrons la traversée des singularités grâce à une génération de trajectoire et une loi de commande dédiées. Cette solution est cependant sujette aux échecs de traversée et ne permet pas de certifier la réussite de l’opération. La première partie du travail consiste donc à développer un outil permettant de détecter le résultat des traversées. De tels algorithmes n’existent pas dans la littérature ; en effet, les solveurs du problème géométrique direct ne peuvent pas donner de résultats appropriés à proximité des singularités. Cependant les méthodes ensemblistes proposent une manière intéressante de tenir compte de la cinématique du robot. Nous nous basons sur cette considération pour développer un algorithme réalisant le suivi de la pose ainsi que de la vitesse de l’effecteur du robot. En simulation, nous démontrons sa capacité à détecter les changements de mode d’assemblage et son utilité pour générer des trajectoires permettant la traversée. La deuxième problématique consiste à améliorer le suivi de trajectoire par l’utilisation de techniques de commande avancée. Une revue de littérature nous permet d’identifier la commande adaptative et la commande prédictive comme deux schémas intéressants pour notre application. La synthèse d’un loi de commande adaptative par des outils linéaires est proposée et complétée par la prédiction des paramètres dynamiques suivant la méthode Predcitive Functionnal Control. Les gains apportés par les lois de commande proposées sont évalués en simulation. Afin de valider ces contributions, elles sont implémentées sur un robot parallèle plan à deux degrés de liberté nommé DexTAR. Nécessaire à la mise en oeuvre de l’algorithme de détection du mode d’assemblage, un étalonnage géométrique du robot est réalisé et les paramètres estimés sont certifiés de manière ensembliste. La capacité de l’algorithme à statuer sur le mode d’assemblage final est ensuite évaluée sur des trajectoires réelles. Ces résultats sont comparés avec ceux obtenus en simulation. De plus, les lois de commande développées sont implémentées sur le robot DexTAR et testés dans des cas de figure réalistes comme les traversées multiples ou la saisie d’objets.Les propositions formulées dans ce manuscrit permettent de répondre à ces problématiques, afin de faciliter l’utilisation des méthodes d’agrandissement de l’espace de travail par traversée de singularité de Type 2
Compared to their serial counterparts, parallel robots have the edge in terms of rigidity,cycle time and positioning precision. However, the reduced size of their operationalworkspace is a drawback that limits their use in the industry. Kinematic analysis explainshow the workspace is divided in aspects, separated from each others by so-called Type 2singularities. Among existing solutions for workspace enlargement, which are evaluatedin this thesis, we chose to work on a method based on singularity crossing. This can beachieved thanks to dedicated trajectory generators and control strategies. Yet, failuresin crossing can still happen and crossing success cannot be certified.In consequence, the first part of the thesis consists in the development of an algorithmable to state on the results of a crossing attempt. Such a tool does not exist inthe literature, since solvers for the forward kinematics of parallel robots diverge aroundsingularities. Nonetheless, interval methods allow to bypass this problem by trackingend-effector velocity alongside with its pose. The ability of the algorithm to detect assemblymode change is proven in simulation, and its usefulness for reliable trajectoryplanning is shown.In a second part, we seek to improve trajectory tracking through the use of advancedcontrol techniques. A review on those techniques showed adaptive control and predictivecontrol methods to be well-fitted to our application. Linear synthesis of articularadaptive control is proposed and then derived in order to predict dynamic parametersthanks to the Predictive Functional Control method. Efficiency of the proposed controllaws is evaluated in simulation.1In order to validate both contributions, algorithms and control laws are implementedon a 2-degree of freedom planar parallel robot named DexTAR. As it is mandatory forassembly mode detection, the kinematic calibration of the robot is completed from whichcertified geometric parameters are derived. Assembly mode detection is performed onreal trajectories and results are compared to those obtained in simulation. Moreover,adaptive and predictive control laws are tested in realistic cases of singularity crossingand object manipulation.Overall, proposed contributions answer the problems that were stated previously andform an improvement to the workspace enlargement method based on Type 2 singularitycrossing

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Ayari, Oussama. "Caractérisation des usinages robotisés : Application aux processus de transformation du matériau bois." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0080.

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Abstract:

De nos jours, la robotisation de l’usinage du bois par enlèvement de matière reste une tâche compliquée et peu répandue. Cela revient également aux contraintes non négligeables auxquelles est soumise l’utilisation d’un robot industriels (dit aussi anthropomorphe ou polyarticulé). Celles-ci concernent en particulier les opérations qui demandent une grande précision et une certaine agilité. En effet, les efforts exercés sur les articulations du robot et sur l’outillage se heurtent à une rigidité naturelle insuffisante des robots polyarticulés. Ce qui fait perdre la machine ses performances en termes de rendement et efficacité et dégrade la qualité de l’usinage. De plus, les propriétés variables du matériau bois ne fait pas du robot polyarticulé le candidat idéal pour des procédés d’usinage par enlèvement de matière. Pour répondre à cette problématique nous cherchons, à travers cette thèse, à améliorer l’usinage du bois robotisé en prenant en compte les difficultés technologique majeures : Rigidité naturelle, Qualité dimensionnelle d’usinage et efforts de coupe et interaction entre eux. Ainsi les difficultés liées à l’anatomie du bois : Hétérogénéité, anisotropie, texture fibreuse et les singularités. Pour solutionner cette problématique nous avons utilisé une machine-outil à commande numérique (CNC) et un robot anthropomorphes ®Kuka équipé d’un moteur d’usinage à grande vitesse. Nous avons instrumenté notre banc expérimental par une chaine de mesure d’effort et une table à mesurer numérique pour quantifier les erreurs dimensionnelles des profils usinés. Trois matériaux du bois sont usinés : Feuillu (Hêtre), résineux (Sapin) et bois dérivé (MDF). Les résultats obtenus démontrent qu’il existe une relation de proportionnalité directe entre les efforts de coupe et la dégradation de la qualité dimensionnelle, et cela indépendamment de la machine utilisée. Plus les forces appliquées pour enlever la matière sont élevées, plus les performances de suivi de trajectoire de l’effecteur diminuent. En termes de stabilité du système, les mesures ont révélé que plus l’outil usine loin de la base du robot, plus les efforts de coupe fluctuent et plus la qualité dimensionnelle se dégrade. Ceci s’accentue lorsque l’hétérogénéité et la densité du matériau sont élevées. Par conséquent, le robot est moins stable et ses performances en terme de répétabilité en production série se dégradent. Les fluctuations des efforts et la dégradation de la qualité dimensionnelle s’intensifient en changeant le mode de coupe. Les efforts de coupe se multiplient par 8 lorsque l’outil usine perpendiculairement aux fils du bois. Le cas des singularités liées au matériau est abordé. En effet, les mesures dévoilent un saut rapide et brusque des efforts qui se multiplie par 3 lorsque l’arête coupante traverse un nœud. Ceci engendre, par conséquent, des éclats et des fissures au niveau de la matière et dégrade l’orthogonalité de la coupe. La variation des vitesses d’avance du robot de 4m/min à 9m/min en usinage du hêtre a abouti à un endommagement au niveau de la surface usinée sous la forme d’ondulations et d’éclats de matière dues aux déviations de la trajectoire d’outil. Les mêmes expériences de variation des vitesses d’avance du robot sont réalisées sur d’autres essences comme le mélèze (résineux) et le chêne (feuillu) pour étudier la qualité d’usinage. Les résultats trouvés sont similaires à ceux obtenus précédemment (des éclats de matière, des déviations de trajectoire d’outil et des fissures)
Nowadays, the robotization of wood machining remains a complicated and uncommon task. This is also due to the significant constraints to which the use of an industrial robot (also known as anthropomorphic or polyarticulated) is subject. These particularly concern operations that require a high degree of precision and agility. Indeed, the forces exerted on the robot's articulations and on the tooling come up against the insufficient natural rigidity of polyarticulated robots. This causes the machine to lose its performance in terms of output and efficiency and degrades the quality of machining. In addition, the variable properties of the wood material do not make the polyarticulated robot the ideal candidate for material removal machining processes. In order to answer this problem, we seek, through this thesis, to improve the machining of robotized wood by taking into account the major technological difficulties: natural rigidity, dimensional quality of machining and cutting forces and interaction between them. Thus the difficulties related to the wood anatomy: Heterogeneity, anisotropy, fibrous texture and singularities. To solve this problem we used a numerically controlled (CNC) machine tool and an anthropomorphic ®Kuka robot equipped with a high-speed machining engine. We instrumented our experimental bench with a force measuring chain and a digital measuring table to quantify the dimensional errors of the machined profiles. Three wood materials are machined: Hardwood (Beech), softwood (Fir) and derived timber (MDF). The results obtained show that there is a direct proportional relationship between cutting forces and degradation of dimensional quality, regardless of the machine used. The higher the forces applied to remove the material, the more the tracking performance of the end effector decreases. In terms of system stability, measurements have shown that the farther the tool works from the robot base, the more the cutting forces fluctuate and the more the dimensional quality deteriorates. This becomes more pronounced when material heterogeneity and density are high. As a result, the robot is less stable and its performance in terms of repeatability in series production degrades. Fluctuations in stress and degradation of dimensional quality are intensified by changing the cutting mode. Cutting forces increase by a factor of 8 when the tool works perpendicular to the wood grain.The case of material-related peculiarities is discussed. Indeed, measurements show a rapid and sudden jump in forces which multiplies by 3 when the cutting edge passes through a knot. This leads to splinters and cracks in the material and degrades the orthogonality of the cut. The variation of the robot feed rates from 4m/min to 9m/min in beech machining resulted in damage to the machined surface in the form of material ripples and splinters due to deviations in the tool path. The same experiments on the variation of the robot feed rates are carried out on other species such as larch (softwood) and oak (hardwood) to study the machining quality. The results found are similar to those obtained previously (material splinters, tool path deviations and cracks)

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Mahout, Vincent. "Récurrences et fonctionnements complexes en robotique dans le contexte de tâches répétitives. Application à une structure SCARA." Toulouse, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAT0037.

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Un robot manipulateur est, dans certaines applications, appele a executer des taches repetitives periodiques dans le temps. En considerant cette classe particuliere de mouvement, une methode originale de modelisation de trajectoire repetitive a ete proposee utilisant les fonctions recurrentes et le formalisme des matrices homogenes. Cette methode repose sur l'utilisation de la position reelle du robot (issue des informations fournies par les capteurs proprioceptifs de la structure mecanique articulee) pour calculer la nouvelle consigne a appliquer au systeme. Deux approches se distinguent. La premiere (appelee recurrence directe) utilise les caracteristiques geometriques de la tache pour modeliser des trajectoires definies dans un plan de l'espace cartesien ou de l'espace des variables articulaires. La seconde (appelee recurrence spline) utilise les fonctions polynomiales d'ordre 3 pour modeliser des taches quelconques definies dans l'espace cartesien ou dans l'espace des variables articulaires. Une seconde partie concerne la mise en evidence de fonctionnements complexes (sous-harmoniques, sur-harmoniques, harmoniques fractionnaires et chaos) en considerant un robot scara comme un systeme dynamique non lineaire. Le robot est excite periodiquement par des consignes exterieures correspondant a des taches repetitives. La structure mecanique articulee est etudiee a la fois en boucle ouverte (les consignes exterieures periodiques sont alors des grandeurs de commande envoyees aux actionneurs) et en boucle fermee (les consignes sont dans ce cas des positions/vitesses a atteindre envoyees a une loi de commande de type proportionnelle-derivee). Les techniques utilisees pour la detection et l'analyse des fonctionnements complexes sont les sections de poincare, le balayage d'un plan parametrique et le calcul des courbes de bifurcation. La troisieme partie utilise les fonctions recurrentes (notamment les recurrences splines) pour supprimer les comportements complexes observes precedemment. Les differents resultats proposes mettent en evidence que les recurrences apportent un effet stabilisant sur le systeme etudie (robot et loi de commande) et ameliorent la precision en suivi de trajectoire

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Moulieres-Seban, Theo. "Conception de systèmes cobotiques industriels : approche cognitique : application à la production pyrotechnique au sein d'Ariane Group." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0774/document.

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Abstract:

Les robots sont très largement utilisés dans l’industrie ; une de leurs limites actuelles est celle de la complexité́ des tâches que l'on souhaite les voir accomplir. Celles-là ne peuvent être réalisées sans un haut pouvoir d’adaptation, autrement dit aujourd’hui sans la performance et la plasticité́ de la cognition humaine. La cobotique est récemment apparue comme « le domaine » de la collaboration homme-robot. Elle s’affirme comme perspective pour aider l’homme, l’augmenter, dans la réalisation de tâches complexes pour l’Industrie du Futur.Pour délimiter notre objet d’étude, nous avons ainsi introduit le concept de « système cobotique ». Ce système comprend l’homme et le robot, qui interagissent et peuvent avoir différents rôles, pour réaliser une tâche commune. La conception des systèmes cobotiques doit évidemment prendre en compte les technologies émergentes, mais elle doit surtout intégrer l’homme, grâce à l’analyse de l’activité, à la formalisation des connaissances, et aux simulations participatives. Pour cela, à l’initiative de Safran Group, cette thèse d’ingénierie cognitique a été réalisée en binôme avec un roboticien également doctorant et membre du groupe industriel : David Bitonneau.Ensemble, nous avons proposé une approche interdisciplinaire de conception, appelée l’« ingénierie des systèmes cobotiques ». Cette approche méthodologique, validée à la fois par nos encadrants académiques et industriels, a été expérimentée afin de satisfaire un besoin industriel de la société Ariane Group : le nettoyage des cuves. Nous avons conduit ce projet, de l’analyse du besoin jusqu’à la réalisation d’un prototype qui a été évalué par les opérateurs. L’industrialisation du système est en cours de préparation au moment de la rédaction de cette thèse, avec des perspectives de déploiements sur plusieurs sites.Nous prévoyons que les systèmes cobotiques tels que nous les avons définis, conçus et étudiés, seront une des clés de la compétitivité de l’Industrie du Futur. Elle pourra s’appuyer sur leur flexibilité et leur connectivité à l’écosystème technologique des ateliers 4.0, tout en maintenant la place centrale de l’homme et en considérant celui-là comme acteur premier dans le système
Nowadays, robots are increasingly used in industrial processes. However, there is an upper bound on the tasks' complexity that industrial robots can execute. Some of these hard tasks can only be completed with a high adaptation capacity: the plasticity of human cognition. Research in Human Robot Collaboration targets the Industry 4.0 where robots will help and augment humans to achieve increasingly complex tasks.In this research, we introduce the concept of “cobotic system”. Such a system considers humans and robots - with possibly different roles - as interacting elements sharing a common purpose of solving a task. Clearly, creation of cobotic systems has to take into account emerging technologies, but it also has to include humans through activity analysis, knowledge formalization, and participative simulations. To do so, under the leadership of Safran Group, this cognitive engineering thesis has been completed as a team with the roboticist David Bitonneau.Together, we proposed the “cobotic system engineering”: a cross-disciplinary approach of cobotic system design. This methodological approach was motivated by an industrial need from Airbus Group: the difficulty of tank cleaning. We tackled this project from needs analysis to the creation of a prototype evaluated by actual operators. Additionally, the industrialization of our work is in progress.We argue that thanks to their flexibility, their connectivity to modern workshops' technological ecosystem and their ability to take humans into account, cobotic systems will be one of the key parts composing the Industry 4.0

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Sylla, Nahéma. "Contribution à l'assistance robotisée du geste au travail : modélisation, analyse et assistance du geste." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20135/document.

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Abstract:

L'émergence Troubles Musculo-Squelettiques (TMS) en industrie constitue un véritable fléau ayant de lourdes conséquences socio-économique en France. Afin de réduire la pénibilité au travail et les risques TMS, les industriels s'engagent dans une politique de réaménagement des postes de travail par la mise en œuvre de moyens robotisés d'assistance aux opérateurs. Dans cette politique de prévention, le groupe PSA Peugeot Citroën aspire à utiliser des cobots et des exosquelettes comme dispositifs d'assistance pour améliorer les conditions de travail des opérateurs. Mais pour mettre en œuvre ces types de robot en usine, il est nécessaire de quantifier leurs apports ergonomiques. C'est dans ce contexte que s'inscrit cette thèse, dont l'objectif est de proposer une méthode d'évaluation de robots collaboratifs visant à être mis en œuvre dans les usines PSA Peugeot Citroën. Dans le cadre de ces travaux, nous avons utilisé l'exosquelette mono-bras droit ABLE, conçu par le CEA-LIST. A partir d'une analyse biomécanique d'une tâche de manipulation humaine, nous avons pu évaluer l'apport de l'exosquelette en termes de réduction de charge physique de l'utilisateur. Aussi avons-nous proposé dans ces travaux d'analyser les mécanismes neuromusculaires résultants du mouvement effectué en interaction avec l'exosquelette. Sur la base de la théorie du contrôle moteur humain et en utilisant une méthode d'optimisation inverse, les fonctions objectifs telles que jerk, le couple articulaire, ou l'énergie, caractérisant la tâche de manipulation humaine en termes d'efforts, de cinématique et de temps d'exécution, ont été identifiées. Cette meilleure compréhension du mouvement du membre supérieur humain a permis ensuite de revenir sur la conception de l'exosquelette afin de proposer une stratégie de commande optimisée à l'exécution de tâches de travail en environnement industriel
The emergence of Musculo-Squelettal Disorders (MSD) in the industry is a real blight, having major socioeconomic consequences in France. In order to reduce work painfulness and MSD risks, some industries are committing to modifying workstations by assisting operators with robotic devices. Following this MSD prevention policy, PSA Peugeot Citroen aims to use cobots or exoskeletons as assistive devices to improve workers conditions. However, implementing this type of robot in factories requires quantifying their ergonomic benefit. In this context, the objective of this thesis is to develop a method to assess collaborative robot that are intended to be used in PSA Peugeot Citroen factories. In this framework, the right mono-arm ABLE exoskeleton, designed by the CEA-LIST has been used. With a biomechanical analysis of an industrial manipulation task, we have been able to assess the benefit of the exoskeleton in terms of physical load reduction. We also proposed in this work to assess neuromuscular mechanisms underlying the industrial task performed in interaction with the exoskeleton. On the basis of the human motor control theory and using an inverse optimisation method, objectives functions such as jerk, joint torque or energy that characterize the human manipulation task in terms of efforts, kinematics and execution time, have been identified. This improved understanding of human upper limb movements then allowed reviewing the exoskeleton design in order to propose an optimal command strategy adapted to the execution of industrial tasks

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Ma, Yingchong. "Planification de trajectoire et commande pour les robots mobiles non-holonomes." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00979604.

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Abstract:

Ce travail propose de nouvelles stratégies pour la planification et le contrôle des robots mobiles non-holonomes, de nouveaux algorithmes sont proposés. Tout d'abord, l'identification des différents modèles cinématiques de robot mobiles est discutée, et le problème est formulé comme l'identification en temps réel du signal de commutation d'un système singulier non-linéaire et à commutation. Deuxièmement, sur la base du modèle identifié, un algorithme de planification locale est proposé, et le contour irrégulier de l' obstacle est représenté par des segments. La trajectoire est obtenue en résolvant un problème de commande optimale avec contraintes. Troisièmement, nous appliquons un contrôleur i-PID pour contrôler le robot mobile non-holonome avec la perturbation dans les mesures. Un paramètre de commutation α est proposé en raison de la particularité du système non-holonome. En plus de notre algorithme de planification proposé, une autre approche de planification en utilisant de champs de potentiels est proposée. La nouvelle fonction de champ de potentiel est en mesure de résoudre les problèmes de minima locaux et de produire des forces lisses pour éviter les oscillations. Enfin, une approche de planification coopérative entre robots est proposée en utilisant les informations locales partagées par chaque robot. Le graphe de visibilité est utilisé pour générer une série d'objectifs intermédiaires qui assureront aux robots d'atteindre l'objectif final, et un algorithme est proposé pour étendre les obstacles et fusionner les obstacles lorsque deux obstacles s'entrecroisent

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Touzani, Hicham. "Planification Multi-Robot du Problème de Répartition de Tâches avec Évitement Automatique de Collisions et Optimisation du Temps de Cycle : Application à la Chaîne de Production Automobile." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPAST079.

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Abstract:

Dans l’industrie automobile, plusieurs robots sont nécessaires pour réaliser simultanément des séquences de soudage sur un même véhicule. L’attribution et la coordination des tâches de soudage entre les robots est une phase manuelle et exigeante qui doit être optimisée à l’aide d’outils automatiques. Le temps de cycle de la cellule dépend fortement de différents facteurs robotiques tels que la répartition des tâches entre les robots, les solutions de configuration et l’évitement d’obstacles. De plus, un aspect clé, souvent négligé dans l’état de l’art, est de définir une stratégie pour résoudre le séquencement des tâches robotiques avec une intégration efficace de l’évitement de collisions robot-robot. Cette thèse est motivée par la résolution de ce problème industriel et cherche à relever différents défis de recherche. Elle commence par présenter les solutions de pointe actuelles en matière de planification robotique. Une enquête approfondie est menée sur les solutions académiques/industrielles existantes pour résoudre le problème de répartition des tâches robotiques, en particulier pour les systèmes multi-robot. Cette enquête permet d’identifier les défis lors de l’intégration de plusieurs facteurs robotiques dans le processus d’optimisation. Cette thèse présente un algorithme itératif efficace qui génère une solution de haute qualité pour le problème de répartition de tâches multi-robot. Ce dernier gère non seulement les facteurs robotiques mentionnés, mais également les aspects liés aux contraintes d’accessibilité et à l’évitement de collisions mutuelles. De plus, un planificateur fait maison (RoboTSPlanner) gérant des robots à six axes a été validé dans un scénario de cas réel. Afin d’assurer l’exhaustivité de la méthodologie proposée, nous effectuons une optimisation dans l’espace des tâches, de configuration et de coordination de manière synergique. Par rapport aux approches existantes, la simulation comme les expérimentations réelles révèlent des résultats positifs en termes de temps de cycle et montrent la capacité de cette méthode à s’interfacer à la fois avec les logiciels de simulation industrielle et les outils ROS-I
In the automotive industry, several robots are required to simultaneously carry out welding sequences on the same vehicle. Assigning and coordinating welding tasks between robots is a manual and challenging phase that must be optimized using automatic tools. The cycle time of the cell strongly depends on different robotic factors such as the task allocation among the robots, the configuration solutions, and obstacle avoidance. Moreover, a key aspect, often neglected in the state-ofthe- art, is to define a strategy to solve the robotic task sequencing with an effective robot-robot collision avoidance integration. This thesis is motivated by solving this industrial problem and seeks to raise different research challenges. It begins by presenting the current state-of-the-art solutions regarding robotic planning. An in-depth investigation is carried out on the related existing academic/industrial solutions to solve the robotic task sequencing problem, particularly for multi-robot systems. This investigation helps identify the challenges when integrating several robotic factors into the optimization process. An efficient iterative algorithm that generates a high-quality solution for the Multi-Robotic Task Sequencing Problem is presented. This algorithm manages not only the mentioned robotic factors but also aspects related to accessibility constraints and mutual collision avoidance. In addition, a home-developed planner (RoboTSPlanner) handling six-axis robots has been validated in a real case scenario. In order to ensure the completeness of the proposed methodology, we perform optimization in the task, configuration, and coordination space in a synergistic way. Compared to the existing approaches, both simulation and real experiments reveal positive results in terms of cycle time and show the ability of this method to be interfaced with both industrial simulation software and ROS-I tools

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Guerra, Matteo. "Le déploiement et l'évitement d'obstacles en temps fini pour robots mobiles à roues." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2015. http://www.theses.fr/2015ECLI0024/document.

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Abstract:

Ce travail traite de l'évitement d'obstacles pour les robots mobiles à roues. D’abord, deux solutions sont proposées dans le cas d’un seul robot autonome. La première est une amélioration de la technique des champs de potentiel afin de contraster l’apparition de minima locaux. Le résultat se base sur l’application de la définition de l’ «Input-to-State Stability» pour des ensembles décomposables. Chaque fois que le robot mobile approche un minimum local l’introduction d’un contrôle dédié lui permet de l’éviter et de terminer la tâche. La deuxième solution se base sur l’utilisation de la technique du «Supervisory Control» qui permet de diviser la tâche principale en deux sous tâches : un algorithme de supervision gère deux signaux de commande, le premier en charge de faire atteindre la destination, le deuxième d’éviter les obstacles. Les deux signaux de commande permettent de compléter la mission en temps fini en assurant la robustesse par rapport aux perturbations représentant certaines dynamiques négligées. Les deux solutions ont été mises en service sur un robot mobile «Turtlebot 2». Pour contrôler une formation de type leader-follower qui puisse éviter collisions et obstacles, une modification de l’algorithme de supervision précédent a été proposée ; elle divise la tâche principale en trois sous-problèmes gérés par trois lois de commande. Le rôle du leader est adapté pour être la référence du groupe avec un rôle actif : ralentir la formation en cas de manœuvre d'évitement pour certains robots. La méthode proposée permet au groupe de se déplacer et à chaque agent d’éviter les obstacles, ou les collisions, de manière décentralisée
This dissertation work addresses the obstacle avoidance for wheeled mobile robots. The supervisory control framework coupled with the output regulation technique allowed to solve the obstacle avoidance problem and to formally prove the existence of an effective solution: two outputs for two objectives, reaching the goal and avoiding the obstacles. To have fast, reliable and robust results the designed control laws are finite-time, a particular class very appropriate to the purpose. The novelty of the approach lies in the easiness of the geometric approach to avoid the obstacle and on the formal proof provided under some assumptions. The solution have been thus extended to control a leader follower formation which, sustained from the previous result, uses two outputs but three controls to nail the problem. The Leader role is redesigned to be the reference of the group and not just the most advanced agent, moreover it has a active role slowing down the formation in case of collision avoidance manoeuvre for some robots. The proposed method, formally proven, makes the group move together and allow each agent to avoid obstacles or collision in a decentralized way. In addition, a further contribution of this dissertation, it is represented by a modification of the well known potential field method to avoid one of the common drawback of the method: the appearance of local minima. Control theory tools helps again to propose a solution that can be formally proven: the application of the definition of Input-to-State Stability (ISS) for decomposable sets allows to treat separate obstacles adding a perturbation which is able to move the trajectory away from a critic point

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Briot, Sébastien. "Analyse et Optimisation d'une Nouvelle Famille de Manipulateurs Parallèles aux Mouvements Découplés." Phd thesis, INSA de Rennes, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00327414.

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Abstract:

Il est bien connu que, parmi les nombreux avantages des manipulateurs parallèles par rapport aux robots sériels, on peut citer des vitesses et accélérations plus élevées, et une plus grande capacité de charge. Cependant, il existe des inconvénients, comme un volume de travail restreint, de forts couplages cinématiques et des singularités plus contraignantes. Afin d'améliorer leurs performances, des travaux ont été menés concernant le découplage des mouvements des robots parallèles. Le projet de thèse porte sur la conception, l'optimisation et l'amélioration d'une nouvelle famille de manipulateurs parallèles de 3 à 6 degrés de libertés partiellement découplés appelés PAMINSA (PArallel Manipulator of the I.N.S.A.). La deuxième partie de ce manuscrit présente la particularité de ces architectures qui est le découplage entre les mouvements de la plateforme dans le plan horizontal et les translations suivant l'axe vertical. Dans une troisième partie, nous faisons l'analyse des singularités de ces manipulateurs. Cette analyse est nécessaire pour choisir le manipulateur qui a le plus grand espace de travail sans singularité. Dans les parties 4 et 5, nous proposons des méthodes permettant d'augmenter la taille de leur espace de travail sans singularité. La première solution est basée sur l'utilisation de mécanismes à structure variable, c'est-à-dire des mécanismes dont les paramètres structurels peuvent être changés. Cette solution permet d'augmenter l'espace de travail sans singularité jusqu'à 100% de l'espace de travail total. La deuxième solution porte sur une optimisation des paramètres dynamiques des manipulateurs qui permet de traverser les singularités lors de déplacements de la plate-forme. Enfin, dans une sixième partie, une nouvelle méthode performante et rapide permettant de calculer la précision des manipulateurs PAMINSA ainsi que des solutions pour améliorer leurs caractéristiques fonctionnelles sont
proposées.

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Savin, Jonathan. "Simulation de la variabilité du mouvement induite par la fatigue musculaire pour la conception ergonomique de postes de travail." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS349.

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Abstract:

Tout mouvement humain présente une variabilité inter- et intra-individuelle. Cette variabilité du mouvement (VM) concerne les trajectoires, les coordinations, les forces motrices et les activations musculaires. Pourtant, à ce jour, la VM est quasiment ignorée en conception de postes de travail et il n’existe pas d’outil permettant de la simuler. L’objectif de ces travaux a donc été de développer unhumain virtuel (HV) permettant de simuler les effets d’une source de VM (la fatigue musculaire) sur une tâche de référence (mouvement répétitif de pointage). Un contrôleur d’HV a été développé. Basé sur le modèle de fatigue de Xia et Frey-Law, il implémente des commandes conçues pour simuler certains effets de la fatigue (limitation des efforts, transfert de l’activité motrice, réduction des performances de suivi de trajectoire). L’actionnement de l’HV est calculé par optimisation quadratique à l’aide d’un moteur physiquede simulation dynamique. Des données de mouvement ont été analysées pour identifier la VM induite par la fatigue lors de l’activité de pointage, et valider les commandes d’HV proposées. Une campagne de mesures a été menée en laboratoire. Une analyse en composantes principales (ACP) des données cinématiques a permis d’identifier les degrés de liberté impliqués dans la VM et détecter les transitions d’adaptation du mouvement à la fatigue. Le démonstrateur d’HV restitue certaines caractéristiques de la VM observée.Des améliorations de l’HV sont proposées, mais celui-ci permet déjà de sensibiliser les concepteurs à l’intégration de la VM dans la démarche de prévention dès les premières phases de conception de postes de travail
Every human movement presents an inter- and intra-individual variability. This variability of movement (MV) affects trajectories, coordinations, motor forces as well as muscular activations. However, to date, MV is almost ignored in the workstations design and there is no means to simulate it. The objective of this work was therefore to develop a virtual human (VH) to simulate the effects of one source of VM (muscle fatigue) on a reference task (a repetitive pointing task). A VH controller has been developed. Based on Xia and Frey-Law muscle fatigue model by, it implements controls designed to simulate some effects of muscle fatigue (exertion limitation, transfer of motor activity, reduction of trajectory tracking performance). The actuation of the VH is calculated by quadratic optimization using a dynamic simulation physics engine. Movement data was analyzed to identify fatigue-induced MV during the pointing activity, and to validate the proposed VH controls. An laboratory experiment has been carried out. Principal component analysis (PCA) of kinematic data identified the degrees of freedom involved in the VM and detected transitions of movement patterns with fatigue. This VH demonstrator simulates some characteristics of the MV observed. Improvements of the HV are proposed, however it can already be used to make designers more aware of effects of the VM in occupational risks prevention from the first steps of workstations design

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Landon, Yann. "Contribution à l'amélioration de la qualité d'usinage en fraisage 3 axes sur machines-outils à commande numérique par la mise en place d'un compagnon virtuel." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30150.

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Kalawoun, Rawan. "Motion planning of multi-robot system for airplane stripping." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC008/document.

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Abstract:

Cette thèse est une partie d’un projet français qui s’appelle AEROSTRIP, un partenariat entre l’Institut Pascal, Sigma, SAPPI et Air-France industries, il est financé par le gouvernement français par le programme FUI (20 eme appel). Le projet AEROSTRIP consiste à développer le premier système automatique qui nettoie écologiquement les surfaces des avions et les pièces de rechange en utilisant un abrasif écologique projeté à grande vitesse sur la surface des avions (maïs). Ma thèse consiste à optimiser les trajectoires du système robotique total de telle façon que le décapage de l’avion soit optimal. Le déplacement des robots est nécessaire pour assurer une couverture totale de la surface à décaper parce que ces surfaces sont trop grandes et elles ne peuvent pas être décapées d’une seule position. Le but de mon travail est de trouver le nombre optimal de robots avec leur positions optimales pour décaper totalement l’avion. Une fois ce nombre est déterminé, on cherche les trajectoires des robots entre ces différentes positions. Alors, pour atteindre ce but, j’ai défini un cadre général composant de quatre étapes essentiels: l’étape pre-processing, l’étape optimization algorithm, l’étape generation of the end-effector trajectories et l’étape robot scheduling, assignment and control.Dans ma thèse, j’ai deux contributions dans deux différentes étapes du cadre général: l’étape pre-processing et l’étape optimization algorithm. Le calcul de l’espace de travail du robot est nécessairedans l’étape pre-processing: on a proposé l’Analyse par Intervalles pour trouver cet espace de travail parce qu’il garantie le fait de trouver des solutions dans un temps de calcul raisonnable. Alors, ma première contribution est une nouvelle fonction d’inclusion qui réduit le pessimisme, la surestimation des solutions qui est le principal inconvénient de l’Analyse par Intervalles. La nouvelle fonction d’inclusion est évaluée sur des problèmes de satisfaction de contraintes et des problèmes d’optimisation des contraintes. En plus, on a proposé un algorithme d’optimisation hybride pour trouver le nombre optimal de robots avec leur positions optimales: c’est notre deuxième contribution qui est dans l’étape optimization algorithm. Pour évaluer l’algorithme d’optimisation, on a testé cet algorithme sur des surfaces régulières, comme un cylindre et un hémisphère, et sur un surface complexe: une voiture
This PHD is a part of a French project named AEROSTRIP, (a partnership between Pascal Institute,Sigma, SAPPI, and Air-France industries), it is funded by the French Government through the FUIProgram (20th call). The AEROSTRIP project aims at developing the first automated system thatecologically cleans the airplanes surfaces using a process of soft projection of ecological media onthe surface (corn). My PHD aims at optimizing the trajectory of the whole robotic systems in orderto optimally strip the airplane. Since a large surface can not be totally covered by a single robot base placement, repositioning of the robots is necessary to ensure a complete stripping of the surface. The goal in this work is to find the optimal number of robots with their optimal positions required to totally strip the air-plane. Once found, we search for the trajectories of the robots of the multi-robot system between those poses. Hence, we define a general framework to solve this problem having four main steps: the pre-processing step, the optimization algorithm step, the generation of the end-effector trajectories step and the robot scheduling, assignment and control step.In my thesis, I present two contributions in two different steps of the general framework: the pre-processing step, the optimization algorithm step. The computation of the robot workspace is required in the pre-processing step: we proposed Interval Analysis to find this workspace since it guarantees finding solutions in a reasonable computation time. Though, our first contribution is a new inclusion function that reduces the pessimism, the overestimation of the solution, which is the main disadvantage of Interval Analysis. The proposed inclusion function is assessed on some Constraints Satisfaction Problems and Constraints Optimization problems. Furthermore, we propose an hybrid optimization algorithm in order to find the optimal number of robots with their optimal poses: it is our second contribution in the optimization algorithm step. To assess our hybrid optimization algorithm, we test the algorithm on regular surfaces, such as a cylinder and a hemisphere, and on a complex surface: a car

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Hage, Hiba. "Identification et simulation physique d'un robot Stäubli TX90 pour le fraisage à grande vitesse." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00831071.

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Abstract:

Les travaux de recherche pr esent es dans ce m emoire ont et e men es au sein d'EDF R&D. Ils visent a remplacer une grande partie des essais physiques par des simulations num eriques a n d'optimiser des processus de maintenance robotis ee r ealis es notamment sur des installations nucl eaires. Il s'agit d'une mani ere g en erale d'obtenir des gains de productivit e en augmentant la rapidit e de mise en uvre des op erations mettant en uvre des proc ed es ainsi que de ma^ triser la qualit e des r esultats. Les proc ed es consid er es sont des proc ed es de fraisage a grande vitesse. Ces derniers n ecessitent une grande pr ecision de suivi de trajectoire (en position et vitesse spatiales), ceci malgr e les incertitudes relatives aux param etres structuraux du syst eme porteur du proc ed e et compte-tenu de son comportement dynamique intrins eque (saturations, frottement) ainsi que des perturbations dynamiques (gravit e, interactions physiques). Les travaux d evelopp es abordent, dans un cadre exp erimental, les probl emes d'identi cation des param etres g eom etriques et inertiels ainsi que le comportement structurel (d eformations et frottements) d'un robot Staubli TX90 sur di erentes charges. Ces probl emes sont trait es ici dans un cadre r eel en tenant compte des contraintes de mise en uvre dans un contexte industriel. L'ensemble des param etres identi es ont et e int egr es a un simulateur dynamique qui, reproduisant les lois de commande impl ement ees sur le syst eme industriel ainsi que les g en erateurs de trajectoires, permet d'analyser le comportement dynamique du syst eme lors de la mise en uvre d'un proc ed e de fraisage grande vitesse. Sur cette base, la correction des trajectoires de l'e ecteur peut ^etre r ealis ee pour minimiser les d efauts de forme induits par ces di erentes sources d'erreur.

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Belchior, Jérémy. "Développement d’une approche couplée matériau / structure machine : application au formage incrémental robotisé." Thesis, Rennes, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAR0033/document.

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Abstract:

Le formage incrémental consiste à utiliser un poinçon de forme simple dont le mouvement va progressivement mettre en forme une tôle. Il ouvre de nouvelles perspectives quant au potentiel des procédés de mise en forme des tôles métalliques. La mise en oeuvre du formage incrémental par des systèmes mécaniques ayant des capacités dynamiques accrues et des volumes accessibles importants tels que les robots manipulateurs sériels ou parallèles est un moyen efficace d’améliorer, d’une part la productivité mais aussi la complexité des pièces formées. L’objectif scientifique de ce travail est de contribuer au développement d’une approche globale du problème, en se plaçant à la fois à l’échelle « mésoscopique » du procédé et à l’échelle « macroscopique » du système de fabrication. C’est dans ce contexte qu’est proposée une approche couplée matériau/structure combinant d’une part l’analyse éléments finis du procédé et d’autre part un modèle élastique de la structure du robot.Tout d’abord, les efforts requis au niveau de l’outil pour former la pièce sont calculés sous l’hypothèse d’une structure de machine parfaitement rigide. Afin de minimiser l’erreur entre la prédiction et la mesure des efforts de formage, trois facteurs identifiés comme influents sur le niveau d’effort sont étudiés. Il est alors démontré, qu’à partir d’un choix de paramètres adapté, il est possible de s’affranchir de la mesure des efforts de formage, ce qui n’est actuellement pas le cas dans la littérature.Les efforts prédits sont ensuite définis comme une donnée d’entrée du modèle élastique de la structure robot afin de calculer les erreurs de poses du centre outil. Pour prendre en compte le comportement élastique de la structure, la modélisation des structures robotisées par des éléments de type poutre est retenue puis appliquée à un robot industriel Fanuc S420if. Elle permet de prédire ce comportement avec une précision maximale de ± 0,35 mm, quelque soit le chargement en bout d’outil supportable par le robot.Afin de valider l’approche, deux pièces sont formées par le robot : un cône tronqué et une pyramide vrillée. La géométrie de ces deux pièces permet de valider à la fois les hypothèses de la simulation ainsi que l’approche globale. Ces deux expérimentations entraînent une amélioration de 80 % de l’exactitude de pose du robot, rapprochant ainsi celui-ci des performances d’une machine à commande numérique à structure cartésienne.Finalement, dans la dernière partie, une boucle d’optimisation permet de prendre en compte, dès le calcul de la trajectoire, l’effet du retour élastique de la tôle avant le débridage de la pièce afin de minimiser l’écart entre le profil nominal et le profil formé. L’application de l’approche couplée à cette trajectoire se traduit par une précision géométrique de ± 0,15 mm du profil formé avant desserrage de la tôle, ouvrant ainsi des perspectives intéressantes quant à l’application de la méthodologie
The incremental forming is an innovative process which consists in forming a sheet by the progressive movements of a punch. A solution to improve the productivity of the process and the complexity of the parts shapes is to use robots (serial or parallel). The scientific aim of this work is to define a global approach of the problem by studying the mesoscopic scale of the process and the macroscopic scale of the machine. In this context, a process/machine coupling approach which combines a Finite Element Analysis (FEA) of the process and an elastic modeling of the robot structure is presented.First, the punch forces necessary to form the part are computed assuming a machine structure perfectly stiff. To minimize the error between the predicted forming forces and the measured ones, the weight of three numerical and material parameters of the FEA is investigated. This study shows that an appropriate choice of parameters avoids the force measurement step, unlike the available approaches in the literature.Then, the predicted forces are defined as input data of the elastic model of the robot structure to compute the Tool Center Point (TCP) pose errors. To consider the behavior of the elastic structure, the modeling of robotized structures by beam elements is chosen and applied to an industrial robot Fanuc S420if. The identified elastic model permits to predict the TCP displacements induced by the elastic behavior of the robot structure over the workspace whatever the load applied on the tool. The prediction maximum error of ±0.35 mm remains compatible with the process requirements.To validate the approach, two parts are formed by the robot: a truncated cone and a twisted pyramid. The geometry of these two parts confirms the hypothesis of the simulation and the global approach. These two tests give very interesting results since an improvement of 80 % of the TCP poseaccuracy is identified.Finally, an optimization loop based on a parametric trajectory and on a FEA anticipates the springback effects before the unclamping of the sheet, and then minimizes the error between the nominal shape and the formed one. The application of the process/machine coupling approach for this trajectory leads to a geometric accuracy of the part before unclamping of ± 0.15 mm. These results open interesting perspectives for the methodology application

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Wenger, Philippe. "Aptitude d'un robot a parcourir son espace de travail en presence d'obstacles." Nantes, 1989. http://www.theses.fr/1989NANT2036.

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Abstract:

Les recherches qui ont ete menees dans le cadre de cette these portent sur l'analyse geometrique de l'espace de travail libre d'un robot manipulateur evoluant dans un environnement encombre. On entend par espace de travail libre, notec w1, l'ensemble des positions et orientations accessibles par l'organe terminal d'un robot, compte tenu de ses butees articulaires et des differents obstacles situes dans son champ d'action. Ce but est de decrire, dans l'espace operationnel, les performances geometriques et cinematiques d'un robot manipulateur situe dans un milieu encombre, afin de fournir des informations sur la faisabilite a priori d'une tache ou d'une famille de taches. La contribution majeure de ce travail est la caracterisation de l'influence des obstacles sur la geometrie et la topologie de l'espace de travail. La difficulte a rendre compte de l'aptitude d'un robot a se deplacer librement dans son espace de travail necessite une formalisation rigoureuse de la notion de parcourabilite de w1 (aptitude du robot a parcourir w1). Cette notion a ete exprimee au travers de differentes proprietes et de leurs conditions necessaires et suffisantes associees, dont la n-parcourabilite (aptitude a relier n points quelconques dans w1) et la t-parcourabilite (aptitude a suivre une trajectoire continue quelconque dans w1). Ces proprietes ont ete mises en uvre a partir d'une description de type geometrie constructive du robot et de son environnement, et grace a une modelisation par arbre octal de l'espace de travail. La caracterisation des sous-espaces n-parcourables et t-parcourable de w1 est une aide interessante pour la preparation hors-ligne de taches et pour la conception de sites robotises. Ce travail a ete mis en uvre dans le logiciel sitrob de conception de sites robotises developpe dans l'equipe. Le positionnement optimal de robot a ete realise en particulier pour un manipulateur a six degres

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Martin, Carole. "Conception, modélisation et planification de mouvements d'un robot de résection pour la neurochirurgie." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00625531.

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Abstract:

Depuis son apparition la robotique chirurgicale s'avère bénéfique pour les patients et pour les praticiens car elle améliore la qualité des opérations. Ces travaux de thèse portent sur la conception, la modélisation et la planification de mouvements d'un système robotique destiné à réséquer une tumeur cérébrale. La définition des contraintes liées à la tâche de résection de tumeur (adaptabilité aux différentes formes de tumeurs et espace de travail restreint et évolutif) met en évidence la problématique liée à la conception du robot et à sa stratégie de résection. La conception modulaire retenue utilise des câbles et dispose de sept degrés de liberté. Une modélisation géométrique de la solution est proposée. La planification de trajectoire du robot redondant dans un environnement dynamique qui dépend de sa trajectoire est basée sur un principe de génération interactive. Elle utilise un découplage des degrés de liberté du robot et définit des procédures élémentaires qui pourront être choisies et assemblées par le neurochirurgien. Une méthode par discrétisation est proposée pour déterminer l'espace des procédures adaptées au robot et limiter le choix du chirurgien aux procédures effectivement réalisables. Une simulation montre que la solution robotique associée à la méthode interactive de génération de trajectoire permet de réséquer une grande partie d'une tumeur témoin, et la réalisation d'un démonstrateur offre des perspectives d'expérimentations en conditions simulées.

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Fraichard, Thierry. "Planification de mouvement pour mobile non-holonome en espace de travail dynamique." Phd thesis, Grenoble INPG, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00341388.

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Abstract:

Le probleme aborde dans ce mémoire est celui de la planification des mouvements d'un mobile a soumis a des contraintes cinématiques et dynamiques et se déplaçant dans un espace de travail dynamique w. Ce mémoire défend la thèse selon laquelle le probleme considère, connu pour être complexe, peut entre résolu de façon efficace lorsqu'il existe une structuration de w naturelle pour a, i.e. Lorsqu'il est possible de structurer w en un ensemble de zones libres a l'intérieur desquelles a peut se déplacer. Dans ce cas, le probleme peut être aborde suivant deux directions complémentaires: 1) la planification de chemin qui prend en compte les contraintes cinématiques de a et les obstacles fixes de w, et; 2) la planification de trajectoire qui prend en compte les contraintes dynamiques de a et les obstacles mobiles de w. Ce mémoire traite le cas d'une voiture dans le réseau routier. Les zones libres sont alors définies par les voies de circulation. A est soumis a une contrainte cinématique non-holonome qui l'oblige a se déplacer dans une direction perpendiculaire a l'axe de ses roues. De plus, le rayon de braquage, l'accélération et la vitesse de a sont limites. Nous commençons par présenter deux techniques de resolution propres a chacune des deux planifications mentionnées ci-dessus et bien adaptées au contexte dans lequel nous nous plaçons. Puis, nous montrons comment intégrer ces deux techniques au sein d'un système de planification de mouvement qui permet de résoudre efficacement le probleme considéré

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Becquet, Marc. "Il est possible de déterminer les limites de l'espace de travail d'un robot par l'analyse des singularités de sa matrice jacobienne [Thèse annexe]." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1987. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/213429.

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Bordon, Federica <1995&gt. "Digital Innovation in the Tourism Industry. How Robotics affects Travel, Tourism and Hospitality." Master's Degree Thesis, Università Ca' Foscari Venezia, 2021. http://hdl.handle.net/10579/18999.

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Abstract:

The purpose of this thesis is to analyze the impact of digital innovation in the tourism industry and the role of robotics – in particular, the so-called ‘professional service robots’ – in the Travel, Tourism and Hospitality sectors (TTH). The research starts with a general background on Industry 4.0 along with its implications on the tourism industry and introduces an overview of digitalization in the international context, by briefly illustrating the evolution from traditional tourism to digital tourism; the concept of ‘Smart Tourism’ is introduced. It continues with a theoretical framework about artificial intelligence, robotics and automation and their current and potential functions in smart cities, also considering their major implications on the workplace. Further, the research deals with a broad taxonomy of robots and with the adoption trends of both industrial robots and service robots. The third chapter involves an analysis of the current adoption of professional service robots in the contexts of travel, tourism, and hospitality. It shows how their diffusion impacts different areas of tourism, in particular those related to accommodation, restaurants, airports, events and themed and amusement parks. The paper finally discusses the acceptance and perceptions of tourists about the employment of robots in the service sector. A particular case study on the Henn na Hotel in Japan has been chosen to conduct an analysis with the purpose of observing the impact of robotics on the specific hospitality industry, highlighting both the major benefits and challenges.

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Le, Bars Hervé. "Assistance à la supervision en télérobotique : Caractérisation et développement d'une maquette." Valenciennes, 1995. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/e6648f87-1b22-4e63-ae41-37255cf5d092.

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Abstract:

Ce travail concerne l'assistance à la supervision en télérobotique. Le niveau supervision a pour rôle de déterminer la configuration du télérobot la plus adaptée à la tache à accomplir. Une approche basée sur la connaissance doit rendre le télérobot plus rapidement opérationnel pour des interventions plus complexes dans des environnements mal connus. La conception d'un tel système passe par l'étude de l'activité télérobotique et du processus de déroulement d'une mission. Une modélisation de l'activité à trois niveaux Opération, Tache et Action et un schéma de déroulement à cinq étapes Génération du plan, Raffinement, Exécution, Planification locale et Replanification sur incident sont proposés. Devant la complexité du processus de déroulement d'une mission, le rôle du système d'assistance est non seulement d'assurer l'interface avec le télérobot et d'apporter une aide à la décision, mais aussi de guider l'operateur au cours de la mission en lui soumettant les bons problèmes au bon moment. Pour mieux prendre en compte cette dernière fonction, une architecture à deux niveaux est proposée. Le premier est le niveau Planification. Il comprend les différents mécanismes permettant la mise en place et l'exécution des commandes envoyées au télérobot. La planification utilise une représentation par graphes et régles de la connaissance, et s'appuie sur des mécanismes orientes objet. Le second niveau est le niveau Métaplanification. Il détermine quel mécanisme de planification doit être mis en œuvre. La maquette logicielle réalise cette architecture à l'aide de deux « blackboards ». Le blackboard de planification contient l'état du plan, décrit selon les niveaux Opération, Tache et Action, et contrôle le télérobot. Le blackboard de Métaplanification contient l'état de la mission, décrit selon les niveaux Etapes de planification et Activite de planification, et contrôle le blackboard de planification. La simulation d'une mission à l'aide de cette maquette confirme l'intérêt des mécanismes proposés.

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Hernandez, Lopezomoza Mario Andres. "Cadre de travail généralisé de compensation non-linéaire robuste : application à la rentrée atmosphérique." Thesis, Toulouse, ISAE, 2012. http://www.theses.fr/2012ESAE0022/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse est consacré à l'extension de l'Inversion Dynamique non-linéaire (NDI-Nonlinear Dynamic Inversion) pour un ensemble plus grand de systèmes non-linéaires, tout en garantissant des conditions de stabilité suffisantes. La NDI a été étudiée dans le cas de diverses applications, y compris en aéronautique et en aérospatiale. Elle permet de calculer des lois de contrôle capables de linéariser et de découpler un modèle non-linéaire à tout point de fonctionnement de son enveloppe d'état. Cependant cette méthode est intrinsèquement non-robuste aux erreurs de modélisation et aux saturations en entrée. En outre, dans un contexte non-linéaire, l'obtention d'une garantie quantifiable du domaine de stabilité atteint reste à l'heure actuelle complexe. Contrairement aux approches classiques de la NDI, notre méthodologie peut être considérée comme un cadre de compensation non-linéaire généralisé qui permet d'intégrer les incertitudes et les saturations en entrée dans le processus de conception. En utilisant des stratégies de contrôle antiwindup, la loi de pilotage peut être calculée grâce à un simple processus en deux phases. Dans ce cadre de travail généralisé des transformations linéaires fractionnaires (LFT - Linear Fractional Transformations) de la boucle fermée non-linéaire peuvent être facilement déduites pour l'analyse de la stabilité robuste en utilisant des outils standards pour de systèmes linéaires. La méthode proposée est testée pour le pilotage d'un véhicule de rentrée atmosphérique de type aile delta lors de ses phases hypersonique, transsonique et subsonique. Pour cette thèse, un simulateur du vol incluant divers facteurs externes ainsi que des erreurs de modélisation a été développé dans Simulink
This thesis work is devoted to extending Nonlinear Dynamic Inversion (NDI) for a large scale of nonlinear systems while guaranteeing sufficient stability conditions. NDI has been studied in a wide range of applications, including aeronautics and aerospace. It allows to compute nonlinear control laws able to decouple and linearize a model at any operating point of its state envelope. However, this method is inherently non-robust to modelling errors and input saturations. Moreover, obtaining a quantifiable guarantee of the attained stability domain in a nonlinear control context is not a very straightforward task. Unlike standard NDI approaches, our methodology can be viewed as a generalized nonlinear compensation framework which allows to incorporate uncertainties and input saturations in the design process. Paralleling anti-windup strategies, the controller can be computed through a single multichannel optimization problem or through a simple two-step process. Within this framework, linear fractional transformations of the nonlinear closed-loop can be easily derived for robust stability analysis using standard tools for linear systems. The proposed method is tested for the flight control of a delta wing type reentry vehicle at hypersonic, transonic and subsonic phases of the atmospheric reentry. For this thesis work, a Flight Mechanics simulator including diverse external factors and modelling errors was developed in Simulink

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Abdelaziz, Salih. "Développement d'un système robotique pour la radiologie interventionnelle sous IRM." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00801844.

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Abstract:

La réalisation de gestes percutanés dans l'IRM ouvre la voie à des pratiques médicales prometteuses. En revanche, l'utilisation de l'IRM reste à ce jour limitée, et ce malgré l'intérêt en terme de qualité d'image. Cela est dû principalement à l'étroitesse du tunnel et à la complexité des gestes réalisés. Pour rendre accessibles de telles pratiques, une assistance robotique semble très pertinente. Pour le concepteur, la réalisation d'un système robotisé compatible IRM n'est pas une tâche facile, étant donné l'espace disponible et la présence d'un champ magnétique intense. C'est dans ce contexte que nous avons développé un assistant robotique, MRGuide, dédié aux traitements du cancer de la prostate dans l'IRM. Il s'agit d'un manipulateur à câbles avec un actionnement déporté. Dans ce travail, de nombreuses contributions menant à la réalisation de ce prototypes ont présentées. Parmi celles‐ci, une instrumentation originale pour estimer la tension des câbles est proposée. Cette instrumentation est basée sur l'utilisation d'une structure en treillis, de mécanismes compliants et de capteurs de déplacement à technologie optique pour assurer la compatibilité avec le scanner. Pour optimiser la géométrie du robot et faciliter son intégration dans l'IRM, une démarche de conception des robots à câbles instrumentés est développée. Cette démarche est basée sur une approche par intervalles. D'autres contributions relatives à la caractérisation de l'espace de travail des robots à câbles instrumentés, à l'étalonnage des capteurs de tension et au développement d'une stratégie de commande adaptée au dispositif sont décrites.

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Bontrager, Nicholas A. "The Conflation of Image Making and Image Fixation in Six Acts." The Ohio State University, 2011. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1307722193.

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Xu, Song. "Impact du délai de transmission des informations en téléchirurgie & formation en chirurgie robotique : travaux réalisés sur les simulateurs robotiques en réalité virtuelle." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0098/document.

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Abstract:

L’objectif de notre travail était, d’une part, de déterminer l’impact du délai de transmission des informations en téléchirurgie robotique, et d’autre part, de valider le rôle du simulateur robotique dans la formation en chirurgie robotique. Deux études ont été réalisées pour la partie concernant le délai. Il a été prouvé que la performance chirurgicale se détériore exponentiellement lorsque le délai augmente. Il est préférable d’envisager un geste de téléchirurgie associé à un délai inférieur à 200 ms, et des délais plus de 800 ms ne sont pas adaptés à la téléchirurgie. D’autre part, les chirurgiens ont démontré la capacité de s’adapter au délai par l’entraînement. Dans la deuxième partie, nous avons développé un curriculum sur un simulateur robotique pour une procédure chirurgicale robotique d’urologie. Une autre étude a été réalisée pour déterminer la validité d’un nouveau simulateur robotique (le XTT) comme un outil d’évaluation des techniques d’assistance en chirurgie robotique
The objectives of our work were, on the one hand, to determine the impact of data-transmission latency in robotic telesurgey, and on the other hand, to validate the role of robotic simulator in robotic surgery training. Two studies were realized in the part concerning latency. It was proved that surgical performance deteriorates exponentially as latency increases. It is preferable to perform telesurgey with a delay less than 200 ms. The delay higher than 800 ms is not suitable for telesurgery. On the other hand, surgeons had demonstrated the capacity to adapt to delay through training. In the second part, we developed a curriculum on a robotic simulator for a urologic surgical procedure. Another study was realized to determine the validity of a new robotic simulator (the XTT) as an evaluation tool of robotic surgical assistance skills

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Wu, Hongjian. "Process Modeling and Planning for Robotic Cold Spray Based Additive Manufacturing." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2020. http://www.theses.fr/2020UBFCA026.

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Abstract:

La projection à froid (Cold spray, CS) est une technologie de dépôt de revêtement à l'état solide qui a récemment été appliquée comme processus de fabrication additive (Additive manufacturing, AM) pour fabriquer des composants individuels. Ce procédé potentiel attire de plus en plus de l'attention en raison de ses avantages : efficacité de formage élevée, basse température de travail et absence de changement de phase des matériaux. Ces avantages peuvent permettre à la projection à froid de former des objets de grand volume pour devenir un procédé de fabrication additive efficace. De nos jours, de nouvelles avancées dans la fabrication additive à froid (Cold spray additive manufacturing, CSAM) nécessitent de nouvelles implémentations de processus pour améliorer la précision et la flexibilité de fabrication. Par conséquent, le but de cette étude est d'améliorer la méthode additive utilisant la projection à froid grâce à la modélisation et à la planification du processus robotique CS. Le travail de cette thèse se compose en trois parties.Premièrement, des efforts ont été consacrés à la conception et à la mise en œuvre d'un nouveau cadre pour la technique CSAM. Dans cette partie, un concept de système modulaire est présenté. Ici, le système CSAM actuel est décomposé en différents modules afin de comprendre les relations physiques et fonctionnelles entre les éléments clés de l'ensemble du système. Cette modularité physique et fonctionnelle est une nécessité indispensable pour promouvoir les processus AM hybrides. De nouveaux modules, tels que le module de mesure in-situ, le module inter-processus peuvent être intégrés pour offrir plus de possibilités au processus CS conventionnel. Il est révélé que la modularité du système est adaptée pour révolutionner la méthode et technique CSAM. On peut voir que pour exploiter pleinement le potentiel de cette approche, des efforts sont encore nécessaires pour intégrer et coordonner davantage de technologies à l'aide du cadre modulaire proposé.Deuxièmement, une nouvelle approche est présentée pour simuler le dépôt. Ici, un modèle géométrique tridimensionnel du profil de revêtement basé sur la distribution gaussienne est développé. Le modèle est combiné avec la trajectoire du robot et les paramètres de traitement pour simuler l'évolution des dépôts. En outre, il peut offrir une prédiction précise du profil dans la plate-forme de programmation hors ligne du robot, en particulier dans le cas des effets d'ombre, ce qui permet l'intégration de la programmation du robot avec la simulation pour mieux contrôler le processus de revêtement. Les résultats des vérifications numériques et expérimentales montrent que cette méthode proposée a une bonne précision de prédiction.Enfin, par rapport à la stratégie actuelle de formation de volume basée sur le volume (par exemple, une méthode basée sur la tessellation), cette étude propose une nouvelle stratégie qui prend en compte les caractéristiques et les paramètres cinématiques de la projection à froid pour améliorer la construction de couches stables pour l’obtention de forme 3D. La simulation et les expériences sont menées pour la vérification de la méthode. Les essais comparatives créés par couches ont une meilleure précision de forme que celle des méthodes existantes. Cela implique que la méthode proposée fait de la projection à froid un processus additif efficace pour la création additive de formes 3D
Cold spray (CS) is a solid-state coating deposition technology that has recently been applied as an additive manufacturing (AM) process to fabricate individual components. This potential AM process is attracting more and more attention because of its advantages: high-forming efficiency, low temperature, and no phase changing of materials. These advantages make CS able to form large-volume objects to become an efficient and effective AM process. Nowadays, new advances in cold spray additive manufacturing (CSAM) call for new process implementation to improve the manufacturing accuracy and flexibility. Therefore, the purpose of this study is to enhance CS-based AM through the modeling and planning of the robotic CS process. The work of this thesis consists of three parts.Firstly, efforts have been dedicated to design and implement a new framework for CSAM. In this part, a concept of modular system is presented. Here, the current CSAM system is decomposed into different modules in order to understand the physical and functional relationships between the key elements of the entire system. This physical and functional modularity is an indispensable necessity to promote hybrid AM processes. New modules, such as in-situ measurement module, inter-process module can be integrated into the framework to bring more possibilities to the conventional CS process. It is revealed that system modularity is suitable to revolutionize the CSAM method and conduction. It can be seen that to fully exert the potential of CSAM, efforts are still required to integrate and coordinate more technologies with the help of the proposed modular framework.Secondly, a novel approach is presented to simulate the CS deposition. Here, a three-dimensional geometric model of the coating profile based on Gaussian distribution is developed. The model is combined with robot trajectory and processing parameters to simulate the evolving CS deposits. In addition, it can offer accurate profile prediction in the robot off-line programming platform, especially in case of shadow effects, which enables the integration of robot programming with simulation to better control the coating process. The results of both numerical and experimental verifications show that this proposed method has a good prediction accuracy for practice.At last, compared with the current bulk-based volume-forming strategy (e.g. a tessellation-based method), this study proposes a new spray strategy that considers the characteristics and kinematic parameters of cold spray to enhance stable layer building for 3D shape forming. Both simulation and experiments are conducted for method verification. Layer built benchmarking test objects have better shape accuracy than that of existing methods. This implies that the proposed method makes CS a real and layer-by-layer ready AM process for 3D shape forming

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Roberts-Lombard, Mornay. "Verhoudingsbemarking by reisagentskappe in die Wes-Kaap Provinsie / Mornay Roberts-Lombard." Thesis, North-West University, 2006. http://hdl.handle.net/10394/1731.

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Nguyen, Von Dim. "Validation and robust optimization of deep drawing process by simulation in the presence of uncertainty." Thesis, Troyes, 2015. http://www.theses.fr/2015TROY0006/document.

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Abstract:

L’objectif ultime de ce travail de thèse est d’évaluer la possibilité de valider et d’optimiser un processus de fabrication en utilisant la simulation numérique en tenant compte des incertitudes irréductibles sur le procédé, les matériaux et la géométrie du produit fabriqué. La prise en compte des incertitudes nécessite de quantifier les effets des variations des paramètres du modèle sur les sorties de celui-ci, en propageant ces variations via la simulation numérique pour évaluer leurs effets sur les sorties. Dans ce travail nous avons proposé une procédure pour déterminer le seuil de sensibilité du modèle numérique afin de construire des plans d’expériences numériques cohérents avec ce seuil. Nous avons également montré que, compte tenu des incertitudes sur les matériaux et la géométrie du produit, il est possible d’optimiser certains paramètres du procédé pour contrôler les effets des incertitudes sur les variations dimensionnelles et morphologiques du produit. Pour cela, nous avons proposé une procédure d’optimisation basée sur un algorithme NSGA-II et une méta-modélisation du procédé. L’application à l’emboutissage d’une tôle en U, retour élastique inclus, montre qu’il s’agit d’un problème de conception robuste pour lequel nous obtenons l’ensemble des compromis entre l’écart à la moyenne et l’écart type d’une fonction « performance » du procédé correctement choisie. Finalement l’analyse de ces résultats nous permet de quantifier le lien entre la notion de robustesse d’une solution optimisée du procédé et les critères de mesure de la qualité du produit
The ultimate objective of this thesis is to evaluate the possibility to validate and optimize a manufacturing process using numerical simulation and taking into account the irreducible uncertainties in the process, materials and geometry of manufactured product. Taking into account the uncertainties requires quantifying the effects of variations of model parameters on the outputs, by propagating these variations via computer simulation to assess their effects on the outputs. In this work, we have proposed a procedure to determine the sensitivity threshold of the numerical model to build numerical Design of Experiments consistent with this threshold. We have also shown that, given the uncertainties in the materials and the geometry of the product, it is possible to optimize certain process parameters to control the effects of uncertainties on the dimensional and morphological variations of the product. For this, we have proposed an optimization procedure based on NSGA-II algorithm and a meta-modeling of the process. The application for deep drawing of a U-shaped sheet metal part, springback included shows that it is a robust design problem for which we get all the compromise between the deviation from the mean and standard deviation of a "performance" depending on the process correctly chosen. Finally, the analysis of these results allows us to quantify the relationship between the notion of robustness of an optimized solution of the process and criteria for measuring the quality of the product

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HAJHOUJ, MOUAMD. "Programmation hors ligne : emulation des composants d'une cellule robotisee." Paris, ENSAM, 1988. http://www.theses.fr/1988ENAM0005.

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Abstract:

On traite du cas d'une cellule robotisee comportant plusieurs chaines cinematiques. Le module d'execution gene la synchronisation et la communication entr les differentes taches. Le passage au robot reel montre que l'emulation de la commande elimine les erreurs dues a l'utilisation d'algorithmes generaux

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Dissertations / Theses on the topic 'Robots – Travail'

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