Pour obtenir ma maîtrise, j’ai travaillé sur la cinématique de manipulateurs parallèles. Plus précisément, j’ai développé une nouvelle méthode pour déterminer l’espace de travail dextre de manipulateurs parallèles cinématiquement redondants. Alors c’est quoi tout ça ? Eh bien, les manipulateurs parallèles sont différents de la plupart des robots que nous voyons dans l’industrie. Alors que les robots industriels ressemblent généralement à un bras, les robots parallèles utilisent de nombreux bras, appelés chaînes cinématiques, pour déplacer un effecteur ou un outil. Pour illustrer cela, regardons la figure suivante.

3RRR

Cette figure montre un manipulateur parallèle plan (2D) du type sur lequel j’ai travaillé au cours de ce projet. Nous pouvons voir trois chaînes cinématiques (bras) travailler ensemble pour déplacer une plate-forme triangulaire. Maintenant, la redondance cinématique peut signifier différentes choses, mais dans notre cas, cela signifiait ajouter une articulation actionnée à chaque chaîne, comme dans la figure suivante.

3PRRR

Dans ce cas, nous voyons que la base des trois chaînes ont une articulation supplémentaire : elles peuvent glisser le long d’une ligne.

Enfin, qu’est-ce que l’espace de travail dextre ? D’abord, l’espace de travail d’un robot manipulateur est la surface (plan) ou le volume (3D) que l’outil peut atteindre. L’espace de travail dextre est la surface ou le volume que l’outil peut atteindre avec n’importe quelle orientation. Pour les manipulateurs illustrés dans les figures ci-dessus, il s’agit de la surface où l’outil peut atteindre et pivoter 360 degrés. Voici un exemple de l’espace dextre d’un manipulateur :

3PRRR

L’ancienne façon de déterminer l’espace de travail dextre consistait à échantillonner un grand nombre de points dans une grande région entourant le manipulateur et à tester pour voir s’il se trouve dans l’espace. La somme de tous ces points est donc une approximation de l’espace de travail dextre. La nouvelle méthode, développée dans ce projet, est un peu plus compliquée, mais elle fournit la solution géométrique exacte et repose sur le théorème de la divergence de Gauss. La précision cette la nouvelle méthode est donc dictée par la précision des calculs informatiques et non par le nombre de points d’échantillonnage.

Expertise développée

  • MATLAB ®
  • Cinématique et dynamique des manipulateurs
  • Rédaction scientifique et technique

Publications

Ce projet a donné lieu à une thèse, trois articles de conférence et trois articles de revue :

Thèse

  • Gallant, A. (2011). Détermination de l’espace dextre des manipulateurs parallèles plans avec redondance cinématique. (pdf, Google Scholar)

Articles de revue

  • Gallant, A., Boudreau, R. and Gallant, M. (2012). Dexterous Workspace of n-PRRR Planar Parallel Manipulators. ASME Journal of Mechanisms and Robotics. (Google Scholar)
  • Gallant, A., Boudreau, R. and Gallant, M. (2012). Geometric determination of the dexterous workspace of n-RRRR and n-RRPR manipulators. Mechanism and Machine Theory. (pdf, Google Scholar)
  • Gallant, A., Boudreau, R. and Gallant, M. (2009). Dexterous Workspace of a 3-PRRR Kinematically Redundant Planar Parallel Manipulator. Transactions of the Canadian society for mechanical engineering. (pdf, Google Scholar)

Articles de conférence

  • Gallant, A., Boudreau, R. and Gallant, M. (2011). Dexterous Workspace of n-RRRR and n-RRPR Manipulators. Transactions of the 2011 CCToMM M3 Symposium. (pdf, Google Scholar)
  • Gallant, A., Boudreau, R. and Gallant, M. (2010). Dexterous Workspace of N-PRRR Planar Parallel Manipulators. Proceedings of the ASME 2010 IDETC (pdf, Google Scholar)
  • Gallant, A., Boudreau, R. and Gallant, M. (2009). Dexterous workspace of a general geometry 3-PRRR kinematically redundant planar parallel manipulator. Transactions of the 2009 CCToMM M3 Symposium. (pdf, Google Scholar)