Conception et développement d'un robot mobile innovant à manipulateurs parallèles intégrés

Nous présentons dans ce mémoire une nouvelle architecture de robot mobile intégrant des manipulateurs parallèles. L'architecture est construite autour d'une boucle cinématique reliant les roues et est dépourvue de base centrale. Nous développons une modélisation du système incluant la dynamique mobile par rapport à un repère fixe et l'effet de la boucle cinématique. Nous expliquons comment, en générant des contraintes internes bien choisies dans la boucle cinématique, nous pouvons minimiser le couple de commande et ainsi gagner en autonomie énergétique. Par rapport à un contrôle ne générant pas de contraintes internes, nous réduisons le couple de commande de 55% à 75% sur les tâches effectuées en simulation. Nous concevons ensuite un contrôleur global permettant au système de réaliser des tâches de référence de la robotique mobile. Nous implémentons un contrôleur par couple pré-calculé dans l'espace des articulations et dans l'espace opérationnel. Nous nous intéressons également aux déplacements sur un sol inégal. Grâce à la stabilité mécanique naturelle du système, nous montrons qu'une méthode bas niveau est suffisante pour permettre le déplacement sur un sol inégal. Nous implémentons une méthode classique d'adaptation cinématique et nous présentons une nouvelle méthode basée sur le contrôle hybride en force et position. Nous montrons que cette nouvelle méthode permet de se passer des capteurs d'efforts verticaux utilisés classiquement sur les rovers articulés. Afin de compenser les perturbations non modélisées, nous introduisons un observateur de perturbation basé sur la quantité de mouvement. Nous démontrons la stabilité du système complet équipé de l'observateur et de chacun des contrôleurs conçus. Nous concluons ce travail par une analyse des performances du robot qui découlent de son architecture et une validation par simulation. Nous demandons au système de réaliser une tâche de manipulation dans l'espace et de traverser un terrain inégal.