Ce mémoire présente l'étude d'une nouvelle architecture de robot parallèle HEXA cinématiquement redondante à (6+2) degrés de liberté (ddl). Cette nouvelle architecture est développée avec l'objectif de permettre l'évitement des singularités de type II présentes dans l'espace atteignable du robot. Une nouvelle architecture de jambe cinématiquement redondante est proposée afin de fournir au manipulateur des degrés de liberté supplémentaires, ce qui permet un certain degré de mobilité interne pour la jambe en question. Ainsi, on peut profiter de cette mobilité interne afin de rediriger les forces appliquées à l'effecteur et éviter les configurations singulières. Afin de quantifier l'amélioration de la performance obtenue par l'ajout de la redondance, une étude comparative entre le robot HEXA à 6-ddl et celui à (6+2) ddl est effectuée en analysant des trajectoires prescrites dans l'espace atteignable en orientation. On observe que cette nouvelle architecture permet l'évitement complet des singularités et que la taille de l'espace atteignable en orientation est augmentée, ce qui permet à la nouvelle architecture cinématiquement redondante d'atteindre des poses qui ne sont pas atteignables pour l'architecture nonredondante. À la suite de l'analyse de l'architecture cinématiquement redondante, son optimisation est présentée. Les indices de sensibilité cinématique du robot HEXA cinématiquement redondant sont optimisés dans l'espace atteignable en position et en orientation en utilisant un indice de performance global. Premièrement, l'optimisation à objectif unique est utilisée afin d'optimiser l'indice de sensibilité en position et l'indice de sensibilité en orientation dans l'espace atteignable en translation et en orientation, séparément. Ensuite, l'optimisation multiobjectif est utilisée afin de générer l'ensemble des solutions efficaces selon le principe de Pareto pour combiner les objectifs de diverses façons. En utilisant cette méthodologie, l'architecture nonredondante à 6-ddl est premièrement optimisée. L'architecture optimale résultante est ensuite utilisée pour optimiser l'architecture de la jambe redondante utilisée dans l'architecture du robot HEXA cinématiquement redondant. / This thesis presents the study of a novel kinematically redundant (6+2)-degree-of-freedom (dof) HEXA robot. This new robot architecture is developed with the objective of providing complete type II singularity avoidance within its workspace. A novel kinematically redundant leg architecture is proposed to provide the manipulator with additional degrees of freedom which allows for internal motion of the redundant legs. Hence, this internal motion can be leveraged to redirect the forces applied to the end effector and avoid singular configurations. To quantify the improvement obtained from the addition of the redundant legs, a comparative study of the 6-dof HEXA robot and the (6+2)-dof HEXA robot is performed by analyzing prescribed trajectories within the orientation workspace. It is observed that complete singularity avoidance is achieved and the size of the orientation workspace is increased. This allows the kinematically redundant manipulator to assume poses that are unattainable for its non-redundant counterpart. Following the analysis of the (6+2)-dof HEXA robot is its optimization. The kinematic sensitivity indices of the kinematically redundant architecture are optimized in the translation and orientation workspace using a global performance index. First, single objective optimization is used to optimize the maximum point displacement sensitivity and the maximum rotation sensitivity in the translation and orientation workspaces, separately. Then, multi-objective optimization is used to generate non-dominated Pareto efficient solutions in order to combine these objective functions in various ways. Using this methodology, the non-redundant 6-dof HEXA parallel robot is first optimized. The resulting optimal architecture is then used for the optimization of the redundant leg architecture used in the kinematically redundant HEXA robot.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/148903 |
| Date | 04 September 2024 |
| Creators | Flight, Joshua |
| Contributors | Gosselin, Clément |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (xii, 68 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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