Etude et réalisation d'un logiciel d'aide à la modélisation de systèmes mécaniques articulés : application du changement de coordonnées à la commande bouclée d'un robot manipulateur pour un suivi de surface

Abstract

L'utilisation d'un robot manipulateur pour realiser des taches complexes necessite l'emploi de capteurs exteroceptifs lui permettant de saisir une partie de son environnement. Les capteurs utilises donnant en general une information dans un repere fixe, il est necessaire de realiser un changement de coordonnees pour envoyer les consignes a chaque articulation du manipulateur. Prealablement a ceci, il faut obtenir les differents modeles decrivant la geometrie et la cinematique du manipulateur. Un logiciel interactif permet de decrire la manipulateur de maniere simple puis calcule formellement les differents modeles utilises. Le modele cinematique est ensuite inverse pour permettre le changement de coordonnees. Le modele geometrique et le modele cinematique inverse sont ensuite simplifies a l'aide de procedures de calcul formel permettant d'obtenir des expressions comportant un minimum de redondances pour une utilisation en temps reel. Differentes methodes numeriques permettant d'inverser le modele geometrique sont ensuite comparees. La methode de substitution appliquee aux equations du modele geometrique a donne des resultats interessants et permet, en association avec le modele cinematique inverse, d’ameliorer la precision du changement de coordonnees sur les singularites du manipulateur. Le modele geometrique inverse est alors utilise pour realiser un suivi de surface en prenant en compte l'information provenant de capteurs de proximite fixes sur un robot industriel.