Etude sur la marche de robots bipèdes anthropomorphes PDF Download
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Author: Paul-François Doubliez
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9783841787262
Category :
Languages : de
Pages : 288
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Book Description
Malgr le grand nombre de robots humano des existants, trois verrous scientifiques majeurs subsistent: l'autonomie d cisionnelle, l'autonomie nerg tique et la marche dynamique agile. La th se pr sent e dans ce livre se focalise sur ce dernier point. La premi re partie d taille la g n ration d'une marche statique tridimensionnelle command e partir des mod les g om triques inverses analytiques et en utilisant des orteils actifs. Puis, dans l'objectif de g n rer une marche dynamique tridimensionnelle, les mouvements ont t tudi s s par ment dans les plans frontal et sagittal, en adaptant nerg tiquement le placement du pied et la force de propulsion par la jambe arri re. La g n ralisation des principes tudi s a ensuite abouti des simulations de franchissement dynamique d'obstacles. Nos techniques de commande g om trique et de contr le nerg tique ont alors t impl ment es pour la marche dynamique tridimensionnelle. Finalement, des exp rimentations de marches sur le prototype ROBIAN sont d crites et leurs r sultats pr sent s. Cette th se s'adresse principalement aux tudiants, doctorants, ing nieurs et chercheurs confront s la complexit de la marche des robots bip des.
Author: Paul-François Doubliez
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9783841787262
Category :
Languages : de
Pages : 288
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Book Description
Malgr le grand nombre de robots humano des existants, trois verrous scientifiques majeurs subsistent: l'autonomie d cisionnelle, l'autonomie nerg tique et la marche dynamique agile. La th se pr sent e dans ce livre se focalise sur ce dernier point. La premi re partie d taille la g n ration d'une marche statique tridimensionnelle command e partir des mod les g om triques inverses analytiques et en utilisant des orteils actifs. Puis, dans l'objectif de g n rer une marche dynamique tridimensionnelle, les mouvements ont t tudi s s par ment dans les plans frontal et sagittal, en adaptant nerg tiquement le placement du pied et la force de propulsion par la jambe arri re. La g n ralisation des principes tudi s a ensuite abouti des simulations de franchissement dynamique d'obstacles. Nos techniques de commande g om trique et de contr le nerg tique ont alors t impl ment es pour la marche dynamique tridimensionnelle. Finalement, des exp rimentations de marches sur le prototype ROBIAN sont d crites et leurs r sultats pr sent s. Cette th se s'adresse principalement aux tudiants, doctorants, ing nieurs et chercheurs confront s la complexit de la marche des robots bip des.
Author: Paul-François Doubliez
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
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Book Description
Malgré le grand nombre de robots humanoïdes actuels existants, trois verrous scientifiques majeurs subsistent: l'autonomie décisionnelle, l'autonomie énergétique et la marche dynamique agile. La présente thèse se focalise sur ce dernier point. Premièrement, une marche statique tridimensionnelle par une commande avec des modèles géométriques inverses analytiques et avec orteils actifs a été générée. Deuxièmement, dans l'objectif de générer une marche dynamique tridimensionnelle, les mouvements la composant ont été étudiés séparément dans le plan frontal et dans le plan sagittal avec des robots à contact ponctuels. Dans le plan frontal, des oscillations stables ont été générées en adaptant énergétiquement le placement du pied et la force de poussée. Dans le plan sagittal, un contrôle énergétique de la force de propulsion par la jambe arrière a été testé et validé successivement grâce à différents modèles numériques: avec un robot avec deux articulations rotoïdes dans les hanches et des vérins dans les genoux, puis avec un robot avec des articulations rotoïdes dans les genoux. Troisièmement, afin de généraliser les principes étudiés, un système composé de dix corps et neufs articulations incluant des orteils actifs et muni de pieds à contact discret a abouti à des simulations de franchissement dynamique d'obstacles jusqu'à vingt centimètres de hauteur. Nos techniques de commande géométrique et de contrôle énergétique ont alors été implémentées dans le cas de la marche dynamique tridimensionnelle. Finalement, des expérimentations de marches ont été réalisées sur le prototype de robot bipède ROBIAN, et ont permis d'identifier la frontière entre marche statique et dynamique
Author: Tarik Saidouni
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 192
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Book Description
Une méthode générale de synthèse numérique d'un cycle de marche sans impacts dans le plan sagittal, de robots bipèdes anthropomorphes est développée sur la base de la minimisation d'un critère à contenu dynamique. Les deux phases, bipodale et unipodale du cycle, sont globalement optimisées en considérant, en outre, des contraintes physiques et des contraintes de continuité et de périodicité. Pour une vitesse de marche donnée, l'allure de marche est complètement déterminée par une méthode d'optimisation PQS. Le problème de synthèse des allures de marche 3D en phase unipodale a été abordé par une méthode stochastique. Le modèle simplifié proposé facilite le découplage entre les mouvements sagittaux et frontaux et le changement progressif de la direction de marche. Les simulations ont porté sur le robot bipède BIP. Les allures obtenues sont bien organisées, économes en énergie, satisfont à toutes les contraintes et font ressortir les caractéristiques optimales de locomotion du bipède.
Author: Mathieu Hobon
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
La conception des robots humanoïdes est un défi depuis plusieurs années. Les articulations de l'être humain de par leur complexité cinématique créent des mouvements difficilement reproductibles par un mécanisme. Le genou humain permet des mouvements composés de roulement et de glissement. La conception de nouvelles articulations bio-inspirées est un enjeu pour recréer avec un robot une marche anthropomorphe. Une analyse de la cinématique des genoux a été effectuée et nous proposons une solution mécanique pour reproduire cette cinématique de genoux. L'idée est de recréer un genou avec un contact roulant entre le fémur et le tibia. Les modèles géométriques, cinématiques et dynamiques et un modèle d'impact sont développés pour un robot bipède muni de ce genou à contacts roulants. L'allure de marche est étudiée sous forme d'un problème d'optimisation paramétrique sous contraintes. Les trajectoires de marche sont approximées par des fonctions mathématiques pour deux allures de marche : une allure de simple support avec impacts et une allure de double support suivi d'un simple support puis d'un impact. Des critères énergétiques permettent de comparer le robot muni du mécanisme de genoux roulants à un robot muni de genoux à liaison rotoïde. Les résultats des optimisations montrent que le genou roulant apporte une diminution du critère sthénique. L'optimisation énergétique montre que les couples articulaires sont plus faibles sur les hanches ce qui engendre une diminution de la masse des actionneurs du robot. Enfin, un gain d'énergie est possible en associant des systèmes à ressorts en parallèle sur les articulations du robot.
Author: David Tlalolini Romero
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 171
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Book Description
Ce travail est dédié à la génération de mouvements optimaux de marche cycliques pour des robots bipèdes anthropomorphes évoluant dans l'espace. La structure cinématique des robots considérés ne retient que les mobilités de base du système locomoteur humain au niveau de la chaîne cinématique hanche-genou-cheville-pied. La décomposition du cycle de marche humaine, la modélisation du robot et les contraintes liées au contact piedsol sont présentés. Pour définir le modèle dynamique et le modèle d'impact, le formalisme de Newton-Euler est privilégié. La génération des mouvements de marche est posée sous la forme d'un problème d'optimisation paramétrique sous contraintes. La résolution de ce problème est obtenue grâce à une technique de type Programmation Séquentielle Quadratique. Le critère optimisé vise à augmenter l'autonomie énergétique du robot. Le gradient du critère est calculé formellement pour améliorer la convergence de l'optimisation. Dans une étude préalable limitée au plan sagittal, différentes allures de marche sont comparées. Elles intègrent des phases de double support instantané ou de durée nie, et des phases de simple support comprenant ou non une sous-phase sous-actionnée au cours de laquelle le pied d'appui tourne autour de son arête frontale. Ces résultats sont généralisés au cas d'une marche tridimensionnelle. La comparaison de deux allures qui incluent des impacts et des phases de simple appui avec et sans déroulement du pied est effectuée. On montre dans ces différentes études que l'introduction de la phase de déroulement du pied en simple appui permet d'obtenir des vitesses de marche plus élevées pour des consommations énergétiques moindres
Author: Stéphane Caux
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 118
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Book Description
CETTE THESE TRAITE DES PROBLEMES CONCERNANT LA MODELISATION ET LA COMMANDE DES ROBOTS BIPEDES QUE CE SOIT POUR LA MARCHE, LA COURSE OU LE SAUT. DE NOMBREUX PROTOTYPES DE ROBOTS MARCHEURS EXISTENT MAIS PEU DE TRAVAUX PRENNENT EN COMPTE LA MARCHE DE MANIERE GLOBALE ET DYNAMIQUE. DE PLUS, LES CONTACTS SONT SOUVENT CONSIDERES COMME FIXES ENTRE LE ROBOT ET LE SOL. NOUS PROPOSONS UNE PREMIERE APPROCHE A PARTIR DE LA RESOLUTION EXPLICITE CLASSIQUE DES EQUATIONS DE LAGRANGE AVEC CONTRAINTES PUIS UNE DEUXIEME APPROCHE EN FAISANT UNE RESOLUTION IMPLICITE DE CES MEMES EQUATIONS EN Y FAISANT INTERVENIR DES NOTIONS DE MECANIQUE NON REGULIERE. CETTE SECONDE APPROCHE PERMET DE GERER PRECISEMENT L'EVOLUTION NON LINEAIRE DES CONTRAINTES, DES IMPACTS ET DES CONTACTS FROTTANTS ENTRE LES PIEDS DU ROBOT ET LE SOL RIGIDE. NOUS AVONS DECRIT DE CETTE FACON LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE DU ROBOT DE MANIERE UNIFIEE EN INCLUANT LA DYNAMIQUE DES CONTACTS QUELLE QUE SOIT LA PHASE DANS LAQUELLE SE TROUVE LE ROBOT AU COURS DE LA MARCHE (SIMPLE CONTACT, DOUBLE CONTACT, VOL BALISTIQUE). NOUS ASSERVISSONS CE TYPE PARTICULIER DE ROBOT AUTOUR DE SES POINTS DE REPOS ET AUTOUR DE TRAJECTOIRES DESIREES. POUR FAIRE LE SUIVI DE TRAJECTOIRES, NOUS DECOMPOSONS, DANS UN PREMIER TEMPS, LE MODELE UNIFIE EN ISOLANT CERTAINES COORDONNEES A COMMANDER ET EN LAISSANT LES AUTRES EVOLUER LIBREMENT. PUIS, DANS UN SECOND TEMPS, NOUS FAISONS UN DECOUPLAGE DYNAMIQUE NON LINEAIRE SUR LES VARIABLES SELECTIONNEES. CEPENDANT, UNE GENERATION DE CES TRAJECTOIRES DOIT ENCORE ETRE REALISEE POUR FAIRE MARCHER EFFECTIVEMENT LE BIPEDE. PLUSIEURS SIMULATIONS DANS LES DIFFERENTES PHASES CARACTERISTIQUES DE LA MARCHE VALIDENT NOTRE APPROCHE. NOUS PROPOSONS DE PLUS, TOUS LES ELEMENTS NECESSAIRES POUR LA CONSTRUCTION DU PROTOTYPE ET D'AUTRES APPROCHES POUR ETABLIR LES TRAJECTOIRES A SUIVRE POUR COMMANDER GLOBALEMENT LE DEPLACEMENT DU ROBOT.
Author: Sylvain Miossec
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 246
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Book Description
Ce travail est consacré à l’étude de la marche d’un robot bipède non actionné au niveau des chevilles. Les mouvements du robot sont réduits au plan sagittal. La spécificité de l’étude actuelle est la prise en compte d’une phase de double support sur actionnée, en plus de la phase de simple support sous-actionnée. Ce travail traite de trois points distincts. Il traite d'abord de l'étude de l'impact du pied libre au sol, dans les cas avec et sans pieds, dans la perspective de l'obtention d'un double support. Cette étude nous a amené à remettre en cause les hypothèses de l'impact dans le cas où des contacts ont déjà lieu au moment de l'impact. Il traite ensuite de la génération de mouvements de marche que nous avons posée rigoureusement sous la forme d'un problème d'optimisation avec une hiérarchisation de contraintes. Cette hiérarchisation de contraintes consiste en une suite de contraintes où une contrainte doit être vérifiées pour que les contraintes suivantes soient définies. Une adaptation de programmes d’optimisation existants a été développée afin de tenir compte des spécificités du problème de la génération de mouvements qui a été posé. Le calcul du gradient de manière analytique a également été développé afin d'améliorer le déroulement du processus d'optimisation. Enfin est étudié la stabilité des dynamiques de zéro avec la phase de double support sur-actionnée. Il est prouvé tout l’intérêt de cette phase sur actionnée pour améliorer la stabilité de la marche.
Author: Christophe Sabourin
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 117
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Book Description
La conception et le contrôle de robots humanoïdes sont depuis de nombreuses années des domaines de recherche très étudiés. Cependant, à l'heure actuelle, les capacités des robots bipèdes sont encore loin d'égaler l'être humain et l'un des enjeux du développement de robots humanoïdes performants reste le contrôle de la locomotion. Notre travail fait partie intégrante d'un programme de recherche de plusieurs laboratoires français ayant pour but de faire marcher et courir un robot bipède sans pied: RABBIT. La stratégie de contrôle que nous proposons se fonde sur l’utilisation de règles pragmatiques et de réseaux de neurones CMAC. L'apprentissage des réseaux de neurones est réalisé à l'aide d'une marche de référence de notre robot virtuel générée par notre stratégie de contrôle intuitive. La validation expérimentale de cette approche a été réalisée sur le robot RABBIT.
Author: Stéphane Caux (docteur en génie informatique).)
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
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Book Description
Author: Anthony David
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 173
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Book Description
Les robots pouvant évoluer dans un environnement adapté à l'homme et devant interagir avec lui sont amenés à prendre une place importante dans le cadre du développement de notre société. Pour cela, la maîtrise de la conception et du contrôle de robots bipèdes, et en particulier de robots humanoïdes, est indispensable. Cependant, en l'état actuel des connaissances, les capacités des robots bipèdes existants sont encore loin d'égaler les capacités de l'être humain, et ce, à tous les niveaux. Ainsi, l'un des enjeux du développement de robots humanoïdes performants passe par la maîtrise de la locomotion, c'est-à-dire leur conférer la capacité de marcher et de courir à différentes allures tout en s'adaptant à leur environnement. Le travail de recherche mené dans le cadre de cette thèse s'intègre dans le cadre d'un programme de recherche regroupant plusieurs laboratoires français et portant sur la conception, la modélisation et la commande d'un robot bipède sous-actionné : Rabbit. Après une revue, non exhaustive, des travaux de recherche menés sur la génération d'allures de marche et de course pour des systèmes marcheurs bipèdes, nous présentons les premières notions permettant de caractériser la propulsion dynamique d'un système : la propulsion dynamique stable, le potentiel de propulsion et le potentiel de propulsion dynamique stable. Pour chacune de ces notions, nous présentons un critère analytique la représentant. Ainsi, la caractérisation de cette propulsion dynamique via des critères analytiques permet d'envisager la mise au point d'une stratégie de contrôle unifiée pour la génération d'allures de marche et de course dynamique pour des robots bipèdes. Dans l'objectif de déterminer la viabilité de cette approche, nous utilisons les premiers critères analytiques caractérisant la propulsion dynamique d'un système pour initier une allure de marche pour le robot Rabbit. Dans ce cadre, nous intégrons les spécificités des allures de marche ainsi que celle du robot.
