conception optimale d'un robot parall le industriel pour

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Conception optimale d’un robot parallèle industriel pour une tâche de pick-and-place donnée Coralie Germain ENS Rennes, Mini Séminaire Mécatronique 23 Mars 2015

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Page 1: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

Conception optimale d’un robot parallèle industrielpour une tâche de pick-and-place donnée

Coralie Germain

ENS Rennes, Mini Séminaire Mécatronique

23 Mars 2015

Page 2: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Projet ANR ARROW

Conception de robots rapides et précis (Accurate and Rapid Robotswith a large Operational Workspace)

Accurate and Rapid Robots with A Large Operational Workspace

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 2 / 21

Page 3: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Projet ANR ARROW

Conception de robots rapides et précis (Accurate and Rapid Robotswith a large Operational Workspace)

Accurate and Rapid Robots with A Large Operational Workspace

Accurate and Rapid Robots with A Large Operational Workspace

20 g20 µm1 m

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 2 / 21

Page 4: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Prototype IRSbot-2

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 3 / 21

Page 5: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Prototype IRSbot-2

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 3 / 21

Page 6: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Architecture du manipulateur

Plate-forme

Parallélogramme

Coude

Boucle proximale

Boucle distale

Jambe I

Jambe II

x0

y0

z0

Base

Moteur

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 4 / 21

[Briot, Caro et Germain, Robot à Deux Degrés de Liberté Présentant Deux Chaînes

Cinématiques dont la Raideur en Flexion est Maximisée, Brevet no. FR 2967603, 2012]

Page 7: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Architecture du manipulateur

Plate-forme

Parallélogramme

Coude

Boucle proximale

Boucle distale

Jambe I

Jambe II

x0

y0

z0

Base

Moteur

x0

x0

x0

x0

x0

y0

y0

y0

y0

z0

y11k

y11k

y12k

y12k

z21k

z21k

z22k

z22k

O

P

Base

Plate-forme

P0

P1

P2

αiproximal

distalModule

Module

Moteur

F2k

E1k

E2k

F1k

xpyp

zp

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 4 / 21

[Briot, Caro et Germain, Robot à Deux Degrés de Liberté Présentant Deux Chaînes

Cinématiques dont la Raideur en Flexion est Maximisée, Brevet no. FR 2967603, 2012]

Page 8: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Mobilité de l’IRSBot-2

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 5 / 21

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IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

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Mobilité de l’IRSBot-2

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 5 / 21

Page 10: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Modélisation cinématique

x0

z0

O

P

AI DI

CIBI

qI

ψI

HI

GI

AIIDII

CIIBII

HII

GII

qII

ψII

bl1l1

a′1

p

e

l2eql2eq

Singularités de jambe :qk = ±ψk

Singularités d’actionnement :ψI = ψII + pπ

Singularités de contrainte :

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 6 / 21

[Germain, Briot, Caro and Wenger, IRSBOT-2: A Novel Two-Dof Parallel Robot for

High-Speed Operations, In Proceedings of the ASME 2011]

Page 11: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Modélisation cinématique

x0

z0

O

P

AI DI

CI

BI

qI

ψI

HI

GI

AIIDII

CIIBII HII

GII

qII

ψII

bl1

l1

a′1

p

e

l2eq

l2eq

Singularités de jambe :qk = ±ψk

Singularités d’actionnement :ψI = ψII + pπ

Singularités de contrainte :

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 6 / 21

[Germain, Briot, Caro and Wenger, IRSBOT-2: A Novel Two-Dof Parallel Robot for

High-Speed Operations, In Proceedings of the ASME 2011]

Page 12: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Modélisation cinématique

x0

z0

O

P

AI DI

CIBI

qI

ψI

HIGI

AIIDII

CII BIIHII GII

qII

ψII

b l1l1

a′1

p

el2eql2eq

Mouvement non contrôlé

Singularités de jambe :qk = ±ψk

Singularités d’actionnement :ψI = ψII + pπ

Singularités de contrainte :

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 6 / 21

[Germain, Briot, Caro and Wenger, IRSBOT-2: A Novel Two-Dof Parallel Robot for

High-Speed Operations, In Proceedings of the ASME 2011]

Page 13: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Modélisation cinématique

x0

z0

O

P

AI DI

CIBI

qI

ψI

HI

GI

AIIDII

CIIBII

HII

GII

qII

ψII

bl1l1

a′1

p

e

l2eql2eq

Singularités de jambe :qk = ±ψk

Singularités d’actionnement :ψI = ψII + pπ

Singularités de contrainte :

DéfinitionLieu où l’ensemble des efforts de contrainte appliqués sur la plate-formedégénère.

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 6 / 21

[Germain, Briot, Caro and Wenger, IRSBOT-2: A Novel Two-Dof Parallel Robot for

High-Speed Operations, In Proceedings of the ASME 2011]

Page 14: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

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Singularités de contrainte

DéfinitionLieu où l’ensemble des efforts de contrainte appliqués sur la plate-formedégénère.

x

y

z

P

{Tefforts->pla

}=

Tx Mx

Ty My

Tz Mz

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 7 / 21

Page 15: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

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Singularités de contrainte

DéfinitionLieu où l’ensemble des efforts de contrainte appliqués sur la plate-formedégénère.

x

y

z

P

{Tefforts->pla

}=

Tx 0Ty My

Tz Mz

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 7 / 21

Page 16: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Singularités de contrainte

DéfinitionLieu où l’ensemble des efforts de contrainte appliqués sur la plate-formedégénère.

x

y

z

P

{Tefforts->pla

}=

Tx Mx

Ty αMx

Tz Mz

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 7 / 21

Page 17: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

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Description de la méthode

F1I

M2I

E011I

E041I

E031I

E021I E012I

E042I

E032I

E022I

E2I

F2I

E1I

F1I

EI

FI

F2I

M1I

x0 x0

x0

x0

x0

x0

y0

y0

y0

y0

y0 y0

y0

y0

z0

z0

y11i

y11i

y12i

y12i

z21i

z21i

z22i

z22i

O

P

7i

Base

Plate-forme

P0

P1

P2

αi

αi

2 efforts transmis parchaque sous-chaîne surla plate-forme

4 efforts transmis par lemodule distal sur laplate-forme

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Page 18: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Description de la méthode

F1I

M2I

E011I

E041I

E031I

E021I E012I

E042I

E032I

E022I

E2I

F2I

E1I

F1I

EI

FI

F2I

M1I

E∞I

E0I

PI

x0 x0

x0

x0

x0

x0

y0

y0

y0

y0

y0 y0

y0

y0

z0

z0

y11i

y11i

y12i

y12i

z21i

z21i

z22i

z22i

O

P

7i

Base

Plate-forme

P0

P1

P2

αi

αi

2 torseurs cinématiqueséquivalents au moduledistal

2 mouvements passifs

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 8 / 21

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IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

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Modélisation équivalente instantanée

x0

x0

x0

x0

y0

y0

y0

y0

z0

z0

y11i

y11i

y12i

y12i

z21i

z21i

z22i

z22i

O

P

7i

Base

Plate-forme

P0

P1

P2

αi

αi

E∞pk : translation

E∞k : translation

E0k : rotationP1

B1

-

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 9 / 21

Page 20: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

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Modélisation équivalente instantanée

E∞pIE∞pII

E∞I

E0I

E∞II

E0II P1P2

B1B2

A1 A2

x0 y0

z0

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 9 / 21

Page 21: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Modélisation équivalente instantanée

E∞pIE∞pII

E∞I

E0I

E∞II

E0II

P1

P2

B1B2

A1 A2

x0 y0

z0

Singularités de contrainte uniquement : Torseurs E0I et E0II sont linéairementdépendants

Torseurs cinématiques au point P1 :

(

E0I

E0II

)

=

(

sin θ1 0 cos2 β cos θ1 0 0 0sin θ2 0 cos2 β cos θ2 0 (zP2

− zP1) sin θ2 − (xP2

− xP1) cos2 β cos θ2 0

)

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Page 22: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

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Analyse algébrique

Cas ψI = ψII + π :

QI : [−1, 1] → R

X 7→ QI (X) = A1X 2 + B1X + C1 (X ≡ cosψII )avec [a1, a2, β, p] ∈ D, l2eq ∈ ]0, +∞[

Cas θI = θII + π :

QII : [−1, 0[ → R

X 7→ QII (X) = A2X 2 + C2 (X ≡ cos θII )avec [a1, a2, β, p] ∈ D, l2eq ∈ ](a1 − a2)Sβ|Sθ|, (a1 − a2)Sβ[

Cas θI = θII :

QIII : [−1, 1] → R

X 7→ QIII (X) = A3X 2 + C3 (X ≡ cos θII)avec [a1, a2, β, p] ∈ D, l2eq ∈ ](a1 − a2)Sβ, +∞[

D =]0, +∞[ ×]0, a1[×]0, π/2[×]0, +∞[

y0

z0

x0

y0

E1k

E2k

F1k

F2k

Fk

Pk

P

Ek

O

a1

a2

l2

λk

θk

ψk

p

β

l2eq

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 10 / 21

[Germain, Caro, Briot, et Wenger, 2013, Singularity-free Design of the Translational

Parallel Manipulator IRSBot-2, Mechanism and Machine Theory, 64:262-285]

Page 23: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 11 / 21

Page 24: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 11 / 21

Page 25: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Cas I, ψI = ψII + π

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Page 26: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Cas II, θ1 = θ2 + π et λ1 6= λ2

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 12 / 21

Page 27: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

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Cas III, θ1 = θ2

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 12 / 21

Page 28: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

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Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 13 / 21

Page 29: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Décomposition cylindrique algébrique

Table: Formules décrivant les frontières des cellules

a11 = 0 p1 = 0

a12 = +∞ p2(a2, Sβ) = 1−Sβ

1+Sβa2Sβ

a21 = 0 p3(a2, Sβ) = 1−S2β

1+S2βa2Sβ

a22(a1) = a1 p4(a2, Sβ) = a2Sβ

β1 = 0 p5(a2, Sβ) = 1+S2β

1−S2βa2Sβ

β2 = arcsin(1/√

3) p6(a2, Sβ) = 1+Sβ

1−Sβa2Sβ

β3 = π/4 p7 = +∞β4 = π/2 p8(a2, Sβ) = a2Sβ tan2 β

l2eq1(a1, a2, Sβ, p) = a1−a2a2

p

l2eq2(a1, a2, Sβ, p) = (a1 − a2) Sβ

l2eq3(a1, a2, Sβ, p) = a1−a22a2Sβ

√(S2β − 1) [(S2β − 1)(p − a2Sβ)2 + 4 p a2S3β]

l2eq4(a1, a2, Sβ, p, Sθ) = (a1 − a2) Sβ|Sθ|l2eq5(a1, a2, Sβ, p) = +∞

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 14 / 21

Page 30: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Décomposition cylindrique algébrique

Table: Formules décrivant les frontières des cellules

a11 = 0 p1 = 0

a12 = +∞ p2(a2, Sβ) = 1−Sβ

1+Sβa2Sβ

a21 = 0 p3(a2, Sβ) = 1−S2β

1+S2βa2Sβ

a22(a1) = a1 p4(a2, Sβ) = a2Sβ

β1 = 0 p5(a2, Sβ) = 1+S2β

1−S2βa2Sβ

β2 = arcsin(1/√

3) p6(a2, Sβ) = 1+Sβ

1−Sβa2Sβ

β3 = π/4 p7 = +∞β4 = π/2 p8(a2, Sβ) = a2Sβ tan2 β

l2eq1(a1, a2, Sβ, p) = a1−a2a2

p

l2eq2(a1, a2, Sβ, p) = (a1 − a2) Sβ

l2eq3(a1, a2, Sβ, p) = a1−a22a2Sβ

√(S2β − 1) [(S2β − 1)(p − a2Sβ)2 + 4 p a2S3β]

l2eq4(a1, a2, Sβ, p, Sθ) = (a1 − a2) Sβ|Sθ|l2eq5(a1, a2, Sβ, p) = +∞

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 14 / 21

Page 31: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Décomposition cylindrique algébrique

Table: Formules décrivant les frontières des cellules

a11 = 0 p1 = 0

a12 = +∞ p2(a2, Sβ) = 1−Sβ

1+Sβa2Sβ

a21 = 0 p3(a2, Sβ) = 1−S2β

1+S2βa2Sβ

a22(a1) = a1 p4(a2, Sβ) = a2Sβ

β1 = 0 p5(a2, Sβ) = 1+S2β

1−S2βa2Sβ

β2 = arcsin(1/√

3) p6(a2, Sβ) = 1+Sβ

1−Sβa2Sβ

β3 = π/4 p7 = +∞β4 = π/2 p8(a2, Sβ) = a2Sβ tan2 β

l2eq1(a1, a2, Sβ, p) = a1−a2a2

p

l2eq2(a1, a2, Sβ, p) = (a1 − a2) Sβ

l2eq3(a1, a2, Sβ, p) = a1−a22a2Sβ

√(S2β − 1) [(S2β − 1)(p − a2Sβ)2 + 4 p a2S3β]

l2eq4(a1, a2, Sβ, p, Sθ) = (a1 − a2) Sβ|Sθ|l2eq5(a1, a2, Sβ, p) = +∞

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 14 / 21

Page 32: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Décomposition cylindrique algébrique

Table: Formules décrivant les frontières des cellules

a11 = 0 p1 = 0

a12 = +∞ p2(a2, Sβ) = 1−Sβ

1+Sβa2Sβ

a21 = 0 p3(a2, Sβ) = 1−S2β

1+S2βa2Sβ

a22(a1) = a1 p4(a2, Sβ) = a2Sβ

β1 = 0 p5(a2, Sβ) = 1+S2β

1−S2βa2Sβ

β2 = arcsin(1/√

3) p6(a2, Sβ) = 1+Sβ

1−Sβa2Sβ

β3 = π/4 p7 = +∞β4 = π/2 p8(a2, Sβ) = a2Sβ tan2 β

l2eq1(a1, a2, Sβ, p) = a1−a2a2

p

l2eq2(a1, a2, Sβ, p) = (a1 − a2) Sβ

l2eq3(a1, a2, Sβ, p) = a1−a22a2Sβ

√(S2β − 1) [(S2β − 1)(p − a2Sβ)2 + 4 p a2S3β]

l2eq4(a1, a2, Sβ, p, Sθ) = (a1 − a2) Sβ|Sθ|l2eq5(a1, a2, Sβ, p) = +∞

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 14 / 21

Page 33: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Décomposition cylindrique algébrique

Table: Formules décrivant les frontières des cellules

a11 = 0 p1 = 0

a12 = +∞ p2(a2, Sβ) = 1−Sβ

1+Sβa2Sβ

a21 = 0 p3(a2, Sβ) = 1−S2β

1+S2βa2Sβ

a22(a1) = a1 p4(a2, Sβ) = a2Sβ

β1 = 0 p5(a2, Sβ) = 1+S2β

1−S2βa2Sβ

β2 = arcsin(1/√

3) p6(a2, Sβ) = 1+Sβ

1−Sβa2Sβ

β3 = π/4 p7 = +∞β4 = π/2 p8(a2, Sβ) = a2Sβ tan2 β

l2eq1(a1, a2, Sβ, p) = a1−a2a2

p

l2eq2(a1, a2, Sβ, p) = (a1 − a2) Sβ

l2eq3(a1, a2, Sβ, p) = a1−a22a2Sβ

√(S2β − 1) [(S2β − 1)(p − a2Sβ)2 + 4 p a2S3β]

l2eq4(a1, a2, Sβ, p, Sθ) = (a1 − a2) Sβ|Sθ|l2eq5(a1, a2, Sβ, p) = +∞

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 14 / 21

Page 34: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈]a11, a12[ et a2 ∈]a21, a22[

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[β3, β4] (]p8, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq 1, l2eq5

[)

Page 35: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]a11, a12[ et a2 ∈]a21, a22[

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[β3, β4] (]p8, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq 1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, +∞[

︸ ︷︷ ︸et a2 ∈]a21, a22[

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[β3, β4] (]p8, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq 1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, +∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈]a21, a22[

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[β3, β4] (]p8, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq 1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]a21, a22[

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[β3, β4] (]p8, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq 1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, 0.2[︸ ︷︷ ︸

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[β3, β4] (]p8, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq 1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, a1[︸ ︷︷ ︸

a2=0.03

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[β3, β4] (]p8, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq 1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, 0.2[︸ ︷︷ ︸

a2=0.03

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[β3, β4] (]p8, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq 1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, 0.2[︸ ︷︷ ︸

a2=0.03

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[β3, β4] (]p8, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq 1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, 0.2[︸ ︷︷ ︸

a2=0.03

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq 2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[π/4, π/2]︸ ︷︷ ︸

(]p8, p5[, ]l2eq 1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, 0.2[︸ ︷︷ ︸

a2=0.03

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq 2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[π/4, π/2]︸ ︷︷ ︸

β=π/3

(]p8, p5[, ]l2eq 1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, 0.2[︸ ︷︷ ︸

a2=0.03

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[π/4, π/2]︸ ︷︷ ︸

β=π/3

(]p8, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[) , (]p5, p7[, ]l2eq 1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

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Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, 0.2[︸ ︷︷ ︸

a2=0.03

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[π/4, π/2]︸ ︷︷ ︸

β=π/3

(]0.078, 0.182[, ]l2eq1, l2eq5

[) , (]0.182,+∞[, ]l2eq1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, 0.2[︸ ︷︷ ︸

a2=0.03

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[π/4, π/2]︸ ︷︷ ︸

β=π/3

( ]0.078, 0.182[︸ ︷︷ ︸

p=0.08

, ]l2eq1, l2eq5

[) , (]0.182,+∞[︸ ︷︷ ︸

, ]l2eq1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, 0.2[︸ ︷︷ ︸

a2=0.03

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[π/4, π/2]︸ ︷︷ ︸

β=π/3

( ]0.078, 0.182[︸ ︷︷ ︸

p=0.08

, ]0.453,+∞[) , (]0.182,+∞[︸ ︷︷ ︸

, ]l2eq 1, l2eq5

[)

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, 0.2[︸ ︷︷ ︸

a2=0.03

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[π/4, π/2]︸ ︷︷ ︸

β=π/3

(]0.078, 0.182[, ]l2eq1, l2eq5

[) , (]0.182,+∞[︸ ︷︷ ︸

p=0.2

, ]l2eq1, l2eq5

[)

Page 50: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

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plo

Synthèse dimensionnelle

Existe-t-il un ensemble Pdist où la boucle distale ne peut atteindre aucunesingularité de contrainte?

Reformulation du problèmeRecherche de cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 15 / 21

Table: Cellules où QIQIIQIII n’a aucune racine réelle aveca1 ∈ ]0, ∞[

︸ ︷︷ ︸

a1=0.2

et a2 ∈ ]0, 0.2[︸ ︷︷ ︸

a2=0.03

[β1, β2[ (]p8, p3[, ]l2eq2, l2eq5

[), (]p3, p4[, ]l2eq 2, l2eq5

[), (]p4, p5[, ]l2eq1, l2eq5

[), (]p5, p7[, ]l2eq1, l2eq5

[)[β2, β3[ (]p8, p4[, ]l2eq2

, l2eq5[), (]p4, p5[, ]l2eq 1

, l2eq5[), (]p5, p7[, ]l2eq1

, l2eq5[)

[π/4, π/2]︸ ︷︷ ︸

β=π/3

(]0.078, 0.182[, ]l2eq1, l2eq5

[) , (]0.182,+∞[︸ ︷︷ ︸

p=0.2

, ]1.13,+∞[)

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plo

Espace de conception sans SC pour la boucle distale

Normalisation et réductiondu problème

a1 = 1 ;

sinβ =√

3/3.

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 16 / 21

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Espace de conception sans singularités de contraintes

Aucune singularité decontrainte sur la boucle distale

Base

Plate-forme

Parallélogramme

Coude

Boucle proximale

Boucle distale

Jambe I

Jambe II

Moteurs

x0

y0

z0

Aucune singularité decontrainte assemblable avec laboucle proximale

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 17 / 21

Page 53: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

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plo

Espace de conception sans singularités de contraintes

Aucune singularité decontrainte sur la boucle distale

Base

Plate-forme

Parallélogramme

Coude

Boucle proximale

Boucle distale

Jambe I

Jambe II

Moteurs

x0

y0

z0

Aucune singularité decontrainte assemblable avec laboucle proximale

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 17 / 21

Page 54: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Espace de conception sans singularités de contraintes

Aucune singularité decontrainte sur la boucle distale

Base

Plate-forme

Parallélogramme

Coude

Boucle proximale

Boucle distale

Jambe I

Jambe II

Moteurs

x0

y0

z0

Aucune singularité decontrainte assemblable avec laboucle proximale

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 17 / 21

Page 55: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Espace de conception sans singularités de contraintes

Aucune singularité decontrainte sur la boucle distale

Base

Plate-forme

Parallélogramme

Coude

Boucle proximale

Boucle distale

Jambe I

Jambe II

Moteurs

x0

y0

z0

Aucune singularité decontrainte assemblable avec laboucle proximale

BaseParallélogramme

Boucle proximale

Boucle distaleen configuration singulière

Moteurs

x0

y0

z0

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Éviter les configurations singulières distales

f1(pdist, qp) −√

l21 − f2(pdist , qp)2

︸ ︷︷ ︸

Min(bmin)

< b < f1(pdist , qp) +√

l21 − f2(pdist , qp)2

︸ ︷︷ ︸

Max(bmax )

l1 [m]

b [m]

0

M(f1, f2)

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 18 / 21

Page 57: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Éviter les configurations singulières distales

f1(pdist , qp) −√

l21 − f2(pdist , qp)2 < b

b < f1(pdist , qp) +√

l21 − f2(pdist , qp)2

l1 [m]

b [m]

0

MI(f1, f2)

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 19 / 21

Page 58: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Éviter les configurations singulières distales

f1(pdist , qpI) −√

l21 − f2(pdist , qpI)2 > b

b > f1(pdist, qpI) +√

l21 − f2(pdist , qpI)2

l1 [m]

b [m]

0

MI(f1, f2)

ZI1

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 19 / 21

Page 59: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Éviter les configurations singulières distales

f1(pdist , qpII) −√

l21 − f2(pdist , qpII)2 > b

b > f1(pdist , qpII) +√

l21 − f2(pdist , qpII)2

l1 [m]

b [m]

0

MII(f1, f2)

ZI2

l1 [m]

b [m]

0

M1

ZI1

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 19 / 21

Page 60: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Éviter les configurations singulières distales

f1(pdist , qpII) −√

l21 − f2(pdist , qpII)2 > b

b > f1(pdist , qpII) +√

l21 − f2(pdist , qpII)2

l1 [m]

b [m]

0

MI(f1, f2)

MII(f1, f2)

ZI = ZI1 ∩ ZI1

l1 [m]

b [m]

0

M1

ZI1

M2

l1 [m]

b [m]

0

ZI2

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 19 / 21

Page 61: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Éviter les configurations singulières distales

Condition principale d’assemblage

b < l1 + l2eq + a1 sinβ + p

l1 [m]

b [m]

0

M Za

l1 [m]

b [m]

0

M1

ZI1

M2

l1 [m]

b [m]

0

ZI2

M2

l1 [m]

b [m]

0

M1

ZI = ZI1 ∩ ZI1

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 19 / 21

Page 62: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Éviter les configurations singulières distales

Condition principale d’assemblage

b < l1 + l2eq + a1 sinβ + p

l1 [m]

b [m]

0

MI(f1, f2)

MMII(f1, f2)

Z = ZI1 ∩ ZI1 ∩ Za

l1 [m]

b [m]

0

M1

ZI1

M2

l1 [m]

b [m]

0

ZI2

M2

l1 [m]

b [m]

0

M1

ZI = ZI1 ∩ ZI1

M

l1 [m]

b [m]

0

Za

C. Germain Conception d’un robot parallèle à 2 ddl pour des opérations de prise et de dépose 23 Mars 2015 19 / 21

Page 63: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Éviter les configurations singulières distales

Condition d’assemblage sans singularitéd’actionnement

b < −l1 + l2eq + a1 sinβ + p

l1 [m]

b [m]

0

MI(f1, f2)

M MII(f1, f2)

Zwps

l1 [m]

b [m]

0

M1

ZI1

M2

l1 [m]

b [m]

0

ZI2

M2

l1 [m]

b [m]

0

M1

ZI = ZI1 ∩ ZI1

M

l1 [m]

b [m]

0

Za

M

M2

l1 [m]

b [m]

0

M1

Z = ZI1 ∩ ZI1 ∩ Za

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Page 64: Conception optimale d'un robot parall le industriel pour

IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Conclusion

Singularités de contrainte -> mécanisme spatial générant moins de 6ddl

Analyse algébrique de ce type de singularité -> domaine deconception facilement décrit par des bornes analytiques

Catalogue de robots sans singularités dans son espace de travail ->le dimensionnement peut-être réalisé en utilisant d’autres critères (ex: plus rapide, plus raide, plus léger...)

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IRSBot-2 Singularités de contraintes Étude de la boucle distale Mécanisme complet Conclusion

plo

Merci de votre attention

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