There is a class of robots capable of a special type of motion, namely, those termed SCARA (Selective-Compliance Assembly Robot Arm). This class involves three independent translations and one rotation about an axis of fixed direction. Such motions are known to form a subgroup of the displacement group of rigid-body motions, termed the Schönflies subgroup. Most robots found in industry are of the serial type, but, over the years, researchers devised robots with parallel architectures, which offer increased stiffness. Moreover, with the motors installed on the fixed base, the links of parallel robots can be lighter, which allows for higher velocities and shorter cycle times. In this light, a parallel Schönflies-Motion Generator (SMG) was developed at McGill University. The McGill SMG is an innovative robot designed to provide Schönflies-motion capabilities of its mobile platform. In this work, contributions to the optimum design of Schönflies-Motion Generators are reported, in order to develop a second-generation McGill SMG prototype. First, a modified version of the orthogonal-decomposition algorithm (ODA) is introduced to solve equality-constrained optimization problems with arbitrary objective functions. This method is used to solve the optimization of the SCARA test trajectory, made by minimizing the variance of the kinetic energy of the payload. The outcome of this optimization is a trajectory that can be used as a standard to fairly compare the performance of the different SCARA systems available on the market. Then, using this optimum trajectory, the performance of the McGill SMG is evaluated using an innovative mobile platform, which was designed to enable unlimited rotation of the payload. / Il existe un groupe de robots capables d'un type particulier de mouvements dans l'espace, soit ceux que l'on appelle SCARA (Selective-Compliance Assembly Robot Arm). Ce type implique trois translations indépendantes dans l'espace cartésien, ainsi qu'une rotation autour d'un axe ayant une orientation constante. Ce genre de mouvements représente un sous-groupe du groupe de mouvement des corps rigides, se nommant les mouvements de Schönflies. La plupart des robots que l'on retrouve dans l'industrie sont de type sériel, mais depuis les dernières années, la recherche en robotique a permis la création de plus en plus de robots ayant des architectures parallèles et offrant une rigidité accrue. De plus, puisque leurs moteurs sont installés sur une base fixe, les robots parallèles peuvent avoir des liens plus légers, ce qui permet des vitesses et des temps de cycles plus courts. Dans cette optique, un robot parallèle générateur de mouvements de Schönflies (GMS) a été développé à l'université McGill. Le GMS McGill est un robot innovateur qui a été conçu de sorte que sa plateforme mobile soit capable de suivre des mouvements de Schönflies. Ce travail regroupe une série de contributions servant à l'amélioration de la conception des générateurs de mouvements de Schönflies afin de permettre le développement de la deuxième génération du prototype du GMS McGill. D'abord, une modification est apportée à l'algorithme de décomposition orthogonale (ODA) servant à résoudre des problèmes d'optimisation, soumis à des contraintes d'égalité, et ayant des fonctions objectives arbitraires. Ensuite, cette nouvelle méthode est utilisée afin de résoudre le problème d'optimisation de la trajectoire test pour$
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.19272 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Gauthier, Jean-Francois |
| Contributors | Jorge Angeles (Internal/Supervisor), Scott Nokleby (Internal/Cosupervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Mechanical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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