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Étude d'un nouveau manipulateur parallèle ayant une plateforme articulée et un engrenage planétaire

Yan Vermette

Masters thesis (2013)

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Cite this document: Vermette, Y. (2013). Étude d'un nouveau manipulateur parallèle ayant une plateforme articulée et un engrenage planétaire (Masters thesis, École Polytechnique de Montréal). Retrieved from https://publications.polymtl.ca/1107/
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Résumé Ce mémoire présente une première étude d'une nouvelle architecture de manipulateur parallèle. La particularité de ce manipulateur est l'utilisation d'une plateforme centrale articulée, permettant le positionnement et l'orientation de l'effecteur en utilisant seulement deux membrures, reliées à l'effecteur par un engrenage planétaire. L'objectif principal de ce mémoire consiste donc à présenter cette architecture novatrice de manipulateur parallèle ainsi que de proposer une première analyse. Afin d'atteindre cet objectif, une recherche a d'abord été effectuée afin de présenter un historique des travaux déjà effectués sur d'autres types de manipulateur parallèle. Cet historique permet ainsi une meilleure présentation du manipulateur étudié. Une fois l'architecture du manipulateur présenté, l'implémentation du modèle géométrique direct sera détaillée afin de connaitre la ou les poses possibles de l'effecteur pour une configuration désirée des actionneurs. Une seconde problématique, concernant le modèle géométrique inverse, sera résolue, permettant de définir la ou les position possibles des actionneurs pour une pose désirée de l'effecteur. En utilisant les modèles géométrique direct et inverse, une analyse des espaces de travail maximal, dextre et à orientation constante sera fait. Cette analyse permettra d'avoir une idée quant aux possibilités sur la pose de ce type d'architecture de manipulateurs parallèles. Afin d'obtenir une première analyse du manipulateur, il est nécessaire de résoudre le problème de cinématique, c'est-à-dire de connaitre le mouvement qu'aura l'effecteur en fonction des changements de configurations des actionneurs. La solution à cette problématique sera résolue par la définition et le calcul des matrices Jacobiennes propre à cette architecture de manipulateur. Finalement, l'utilisation des matrices Jacobiennes permettra de définir une méthodologie servant à la conception de configurations isotropes.----------ABSTRACT This thesis presents a first analysis of a novel parallel manipulator architecture. The main particularity of this architecture is the use of an articulated platform, which is used for the positioning and the orientation of the end effector solely connected by two links through a planetary gearbox. The main objective of this thesis is to present this novel parallel manipulator architecture and to propose a first analysis. To achieve this objective, an initial research into past works on different parallel manipulator architectures has been done. This brief historical overview provides a better understanding of the this present work. Once the manipulator architecture has been described, the study of the direct kinematics will be detailed. This determines the possible positions and orientations from a known actuators configuration. The inverse kinematics will then be solved in order to resolve the possible actuators configurations for a desired position and orientation of the end effector. Using the direct and inverse kinematics, the different workspaces, such as the maximal, dextrous and constant orientation are observed. This analysis will give an idea of this parallel manipulator architecture positioning abilities. An initial kinetic analysis of this manipulator is solved through Jacobian matrices. These matrices will define the end effector movement in relation with the actuators positions modification. Finally, using the Jacobian matrices previously computed, a methodology will be defined in order to design isotropic configurations for this manipulator architecture.

Open Access document in PolyPublie
Department: Département de génie mécanique
Dissertation/thesis director: Luc Baron
Date Deposited: 16 Jul 2013 16:11
Last Modified: 24 Oct 2018 16:11
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/1107/

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