Département de microtechnique (Laboratoire de systèmes robotiques 2 LSRO2)

Conception d'un robot parallèle rapide à 4 degrés de liberté

Clavel, Reymond ; Burckhardt, Christof Walter (Dir.)

Thèse Ecole polytechnique fédérale de Lausanne EPFL : 1991 ; no 925.

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    Résumé
    Ce travail de thèse, motivé par un problème industriel concret, soit le conditionnement de pièces légères (quelques grammes) à cadence élevée (3 transferts par seconde) a conduit au développement d'un nouveau type de robot à 4 degrés de liberté. Ce robot, nommé DELTA, est caractérisé par les particularités suivantes: c'est un robot parallèle, c'est-à-dire que la liaison entre la base et l'organe terminal est assurée par plus d'une chaîne cinématique; la structure mobile forme un parallélogramme de l'espace; le maintien des orientations constantes du porteur est assuré uniquement de façon passive par la disposition cinématique; tous les moteurs sont fixes sur le bâti et les masses mobiles sont très faibles; ceci permet à cette machine des grandes accélérations (donc des cadences de travail élevées) avec des puissances d'actionneurs limitées. Ce mémoire présente l'ensemble des travaux relatifs à l'étude et au développement de ce robot, en particulier: la méthode sur laquelle a été basée la recherche de solutions pour la conception de ce robot; l'étude de la géométrie: modèles géométriques direct et inverse, modèles différentiels, volume de travail et singularités typiques de ce type de structure mobile; l'étude du modèle dynamique inverse sur la base de la méthode des travaux virtuels; propositions des dimensions les mieux adaptées à la réalisation d'un robot DELTA; ces propositions sont étayées par les résultats obtenus par simulation de la cinématique et de la dynamique; une série de propositions constructives concrètes facilitant le travail de l'homme de l'art qui sera amené à poursuivre le développement industriel de ce robot ou de robots de même nature. Finalement, la présentation des caractéristiques et des possibilités des prototypes réalisés permet au lecteur de mieux percevoir les applications potentielles de cette famille de robots dynamiques.