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Titre : Optimisation des capacités de franchissement des robots mobiles hybrides "roues-pattes"

 

Cette soutenance aura lieu le mercredi 4 septembre 2013 , à 14 heures, à l’Université Pierre et Marie Curie.

Salle 304, accès Tour 66, 3ème étage, couloir 65-66, sur le campus de Jussieu, 4 place Jussieu, 75005 Paris.

 

Le jury est composé de :

Rapporteurs :
M. Daniel Sidobre, LAAS, Université Toulouse III
M. Saïd Zeghloul, LMS, Université de Poitiers

Examinateurs :
M. Philippe Wenger, IRCCyN, Ecole Centrale de Nantes
M. Faïz Ben Amar, ISIR, UPMC
.

Directeur de thèse :
M.Philippe Bidaud, ISIR, UPMC.

Encadrant :
M.Christophe Grand, ISIR, UPMC.


Résumé :


Les recherches présentées dans ce rapport de thèse portent sur l'optimisation des capacités de franchissement des robots mobiles hybrides "roues pattes". On considère qu'un robot est en mesure de franchir un obstacle s'il est capable, pour chaque configuration géométrique des contacts rencontrée durant le franchissement, d'équilibrer les actions extérieures qu'il subit tout en préservant l'adhérence des contacts.
 

Notre approche consiste à optimiser la répartition des efforts de contact afin de maximiser un critère qualifiant la performance du franchissement. Pour cela, nous mettons à profit deux caractéristiques des robots poly-articulés. D'une part, la redondance d'actionnement permet l'application de forces internes modifiant la répartition des efforts entre les différents points de contact. D'autre part, la redondance cinématique permet de changer la position du point d'application des forces de gravité en déplaçant le centre de masse relativement à la position des contacts, modifiant ainsi l'espace des solutions au problème de distribution des forces.
 

Le critère utilisé qualifie la robustesse du franchissement vis-à-vis des incertitudes de la commande en efforts. Elle est choisie à partir d'une analyse comparative des différents critères utilisés dans le domaine de la préhension dextre.

L'algorithme de commande que nous développons permet le contrôle simultané des mouvements du robot et des efforts aux contact.

Il est d'abord validé par une série de simulations dynamiques puis vérifié sur le prototype de robot hybride HyLoS 2.

Ce robot à 4 "roues-pattes" possède 16 ddl et est en mesure de franchir un obstacle représenté par une pente de 60° ayant une hauteur de 19 cm alors que le rayon de ses roues est de 7 cm.


Mots clés :


Robot mobile, Franchissement, Redondance, Hybride roue-patte, Commande de posture, Commande en efforts, Frottement articulaire, Stabilité.