Action en robotique - rfc1149.net

RoueLa roue permet de se déplacerPour l’actionner, on utilise:un moteur pas-à-pasun moteur simple couplé avec un retourd’informationsSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.3/27

RouesPlusieurs roues permettent de choisir la direction:Samuel Tardieu – ROSE/Action – p.4/27

ChenillesLes chenilles offrent une meilleure adhérenceGolgotmais prennent plus de placeSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.5/27

PattesDes pattes permettent d’aborder d’autres reliefsHexapode AnimatLabmais sont beaucoup plux complexes à mettre en œuvreSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.6/27

Actionneurs mécaniquesCaractéristiques:nombre de degrés de libertéstype de mouvement (préhension, déplacement)type de motorisation (pas à pas, servomoteur)Samuel Tardieu – ROSE/Action – p.7/27

Moteurs pas à pasDes bobines contrôlent finement la position de l’axeL’axe tourne pas à pasLe mouvement à basse vitesse est saccadéLe mouvement à haute vitesse est fluideSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.8/27

Pas à pas: avantagesFaible coûtFonctionnement en boucle ouverteCouple à l’arrêt très élevéPrécision élevéeMise au point inutileSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.9/27

Pas à pas: inconvénientsFaibles performances à basse vitesseConsommation de courant élevée en permanenceBruit importantDiminution du couple avec la vitesseRisque de décalageSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.10/27

ServomoteursFonctionnement d’un moteur classique (à balais surcourant continu)Boucle de rétroaction nécessaire (habituellementPID) pour obtenir la vitesse ou la position souhaitéeUtilisés en modélisme (direction)Samuel Tardieu – ROSE/Action – p.11/27

Servomoteurs: avantagesRapport couple/inertie élevéVitesses élevéesTrès bon contrôle de la vitesseNombreuses tailles disponiblesPeu bruyantSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.12/27

Servomoteurs: inconvénientsPrix élevéContre-réaction nécessaire (pas de boucle ouverte)Nécessite une mise au pointEntretien contraignant pour les moteurs à balaisSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.13/27

PIDChaque lettre désigne un des trois coefficients de larétroaction face à une erreur.P (proportionnel): plus l’erreur est grande, plus lacorrection est grandeI (intégral): plus l’erreur persiste, plus la correctionaugmente (évite les offsets)D (dérivé): plus l’erreur diminue vite, plus lacorrection diminue (évite les réactions trop fortes)Samuel Tardieu – ROSE/Action – p.14/27

P: erreur d’offsetSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.15/27

P+I: convergence lenteSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.16/27

P+I+D: convergenceSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.17/27

I+D: divergenceSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.18/27

P+D: offset (comme P seul)Samuel Tardieu – ROSE/Action – p.19/27

Robot à rouesRoues gauche et droite indépendantes:rotation sur place possibledirection difficile à maintenirPropulsion et direction séparées:rayon de courbure minimum défini par par laforme du robotdirection préciseSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.20/27

Choix de trajectoireUn rayon de courbure r impose le choix de la trajectoire.rLa technique consistant à s’approcher du cercle tangent àla cible est itérative (pas de planification nécessaire).Samuel Tardieu – ROSE/Action – p.21/27

Robots à pattesBipède: équilibre précaire, redressement difficile,anthropomorpheHexapode: plus stable, coordination difficile,résistance aux défaillances (contrôle par réseauxneuronaux)Samuel Tardieu – ROSE/Action – p.22/27

Robot nageurDessin C. JacqueminRobot poisson du MITMoteur extrêmement silencieuxSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.23/27

Action: bras articuléPlusieurs types de mouvement existent:Action rotative autour d’un axeDéplacement le long d’une crémaillièrePréhension (effet de pince)Tous ces mouvements doivent être coordonnés.Samuel Tardieu – ROSE/Action – p.24/27

Cinématique inverseProblématique: comment amener un membre decoordonées A à des coordonnées B en évitantles boucles (contraintes anatomiques)les déséquilibres (contraintes physiques)les collisions et les auto-collisionsPlus il y a de degrés de liberté, plus le problème est difficile.Samuel Tardieu – ROSE/Action – p.25/27

RésolutionMéthodes analytiques:simples, rapidesne fonctionnent qu’avec quelques degrés de libertéMéthodes numériques:résolution itérative du problème jusqu’à la convergenceplus lentes que les méthodes analytiquespermettent de résoudre les conflits entre tâchesSamuel Tardieu – ROSE/Action – p.26/27

Engins volantsProjet Alpha (ENST, LIP6/AnimatLab, Airstar)Samuel Tardieu – ROSE/Action – p.27/27