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

摘要

On considere qu'un robot est en mesure de franchir un obstacle s'il est capable, pour chaque configuration geometrique des contacts rencontree durant le franchissement, d'equilibrer les actions exterieures qu'il subit tout en preservant l'adherence des contacts. Notre approche consiste a optimiser la repartition des efforts de contact afin de maximiser un critere qualifiant la performance du franchissement. Pour cela, nous mettons a profit deux caracteristiques des robots poly-articules. D'une part, la redondance d'actionnement permet l'application de forces internes modifiant la repartition des efforts entre les differents points de contact. D'autre part, la redondance cinematique permet de changer la position du point d'application des forces de gravite en deplacant le centre de masse relativement a la position des contacts, modifiant ainsi l'espace des solutions au probleme de distribution des forces. Le critere utilise qualifie la robustesse du franchissement vis-a-vis des incertitudes de la commande en efforts. Elle est choisie a partir d'une analyse comparative des differents criteres utilises dans le domaine de la prehension dextre. L'algorithme de commande que nous developpons permet le controle simultane des mouvements du robot et des efforts aux contact. Il est d'abord valide par une serie de simulations dynamiques puis verifie sur le prototype de robot hybride HyLoS 2. Ce robot a 4 roues-pattes possede 16 ddl et est en mesure de franchir un obstacle represente par une pente de 60\char6 ayant une hauteur de 19 cm alors que le rayon de ses roues est de 7 cm.