NantilusConception d'un robot parallèle à deux degrés de liberté pour des opérations de prise et de dépose
Cette thèse porte sur la conception optimale d un robot parallèle à 2 degrés de liberté en translation (2T) pour des opérations de prise et de dépose. Sa principale contribution est l introduction d un nouveau manipulateur 2T nommé IRSBot-2 (IRCCyN Spatial roBot with 2 DOF) et pour lequel une méthod...
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| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Conception d'un robot parallèle à deux degrés de liberté pour des opérations de prise et de dépose / Coralie Germain; sous la direction de Philippe Wenger |
| Publié : |
2013 |
| Description matérielle : | 1 vol. (258 p.) |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Génie mécanique, productique et transport : Ecole centrale de Nantes : 2013 |
| Sujets : |
| Résumé : | Cette thèse porte sur la conception optimale d un robot parallèle à 2 degrés de liberté en translation (2T) pour des opérations de prise et de dépose. Sa principale contribution est l introduction d un nouveau manipulateur 2T nommé IRSBot-2 (IRCCyN Spatial roBot with 2 DOF) et pour lequel une méthodologie de conception optimale est proposée pour réaliser des opérations de prise-et-dépose. Cette méthodologie est aussi appliquée à d autres robots parallèles 2T afin de les optimiser pour des spécifications identiques et de les comparer. Ce manuscrit est divisé en 5 chapitres. Après un état de l art des architectures existantes pour les applications de prise et de dépose, nous expliquons pourquoi l IRSBot-2 a été sélectionné pour répondre au besoin du projet ANR ARROW qui concerne la conception de robots rapides et précis ayant un grand espace de travail. Dans le Chapitre 2, l architecture de l IRSBot-2 est détaillée. Il a la particularité de générer un mouvement 2T en ayant une architecture spatiale, ce qui lui confère une bonne raideur intrinsèque. Le Chapitre 3 présente l analyse des singularités du robot ainsi qu une synthèse dimensionnelle détaillée pour concevoir un IRSBot-2 sans singularité parallèle. Le Chapitre 4 établit les modèles élastiques (statique et dynamique) de l IRSBot-2. Il propose une méthode systématique bien adaptée aux robots parallèles pour le calcul des fréquences propres. Enfin, le Chapitre 5 traite du problème de la conception optimale des robots pour les applications de prise et de dépose basée sur un processus d optimisation incluant des critères technologiques pour la formulation des contraintes et objectifs du problème d optimisation. This thesis deals with the optimal design of a two degree-of-freedom translational (T2) parallel robot for pick-and-place operations. The main contribution of the thesis is the design of a new T2 parallel robot named IRSBot-2 (IRCCyN Spatial roBot with 2 DOF) dedicated to pick-and-place operations. The IRSBot-2 has a spatial architecture, which provides it with a high intrinsic stiffness. The IRSBot-2 has been developed in the framework of the ARROW French ANR project that aims to design fast and accurate robots with a large operational workspace. A methodology has been developed for the design of the IRSBot-2 and used to find the optimum design of other T2 parallel robots and to compare their performances with IRSBot-2 ones. The thesis report is divided into five chapters. A state of the art on existing robots for pick-and-place operations is presented in Chapter 1 and highlights the relevance of the IRSBot-2 to satisfy the requirements of the ARROW project. Chapter 2 describes the architecture of the IRSBot-2. Chapter 3 is about the singularity analysis of the IRSBot-2 as well as a detailed dimensional synthesis to come up with a singularity-free design. Chapter 4 introduces the elastic (static and dynamic) models of the IRSBot-2. A systematic method for computing the natural frequencies of any parallel robot is also developed. Chapter 5 deals with the design optimization of parallel robots for pick-and-place operations based on technology oriented indices. Finally, the detailed design of the IRSBot-2 prototype is illustrated. |
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| Variantes de titre : | Optimal design of a two degree-of-freedom translational parallel robot for pick-and-place operations |
| Bibliographie : | Bibliographie : p. 243 à p. 255 |