Application d`un algorithme de co

Proposition de stage de recherche – niveau Master
Année universitaire 2013 – 2014
Titre : Application d’un algorithme de co-manipulation robotique à un robot manipulateur industriel 6 axes
Mots clés : Interactions Physiques Homme-Robot; Co-manipulation robotique ; Robot manipulateur industriel
Durée : 6 mois
Description du contexte :
La co-manipulation robotique est un domaine de la robotique où l'homme et le robot interagissent
physiquement pour réaliser conjointement une tâche comme la manutention de charges lourdes, l'assistance au
geste chirurgical, etc. Le problème de commande en co-manipulation robotique est souvent abordé par le biais des
méthodes de contrôle d’impédance, où l’objectif est d’établir, par une commande en boucle fermée, une relation
mathématique entre la vitesse linéaire du point d’interaction homme-robot et la force d’interaction homme-robot
appliquée au même point. Cette relation est généralement choisie linéaire pour correspondre à l’impédance
mécanique d’une liaison élastique à amortissement visqueux. Une approche a été proposée récemment pour
réaliser une relation d’impédance qui tienne compte de l’absence d’interaction pour garantir la position
d’équilibre en phase d’immobilité. Le point de vue proposé se base sur la mise en œuvre d’un Générateur de
Trajectoire Temps-Réel spécifique, combiné à une boucle d’asservissement cinématique. Le générateur de
trajectoire est conçu de manière à traduire les intentions de l’opérateur humain en trajectoires idéales que le robot
doit suivre. Il fonctionne comme un automate à deux états dont les transitions sont contrôlées par évènement, en
comparant l’amplitude de la force d’interaction à un seuil de force ajustable, afin de permettre à l’opérateur
humain de garder l’autorité sur les états de mouvement du robot. Pour assurer une interaction fluide, nous
proposons de générer un profil de vitesse colinéaire à la force appliquée au point d’interaction. La boucle
d’asservissement est alors utilisée afin de satisfaire les exigences de stabilité et de qualité du suivi de trajectoire
tout en garantissant l’assistance une interaction homme-robot sûre. L’algorithme de commande résultant a été
appliqué au cas d’un robot manipulateur à 2 axes évoluant dans le plan (2D).
Objectifs :
Dans le travail de stage proposé, il sera question d’étendre l’algorithme de commande développé
précédemment au cas d’un robot manipulateur industriel à 6 axes évoluant dans l’espace à trois dimensions (3D).
Le modèle du robot considéré reste à définir. Le résultat devra être mis en œuvre par simulation sur
Matlab/Simulink.
Profil souhaité :
Niveau Master Recherche en Automatique ou en Robotique avec des compétences en commande nonlinéaire des systèmes dynamiques et modélisation des robots manipulateurs.
Connaissance approfondie de Matlab/Simulink.
Le candidat devra également avoir des aptitudes à la mise en œuvre expérimentale sur des systèmes
temps-réel pour l’acquisition, le calcul et la commande de type dSpace/Quarc/RTW-toolbox.
Personne à contacter :
Sami TLIBA – Maître de Conférences, Université Paris-Sud XI – Tel : 01 69 85 17 56
Laboratoire Signaux & Systèmes L2S, Division Systèmes
Email : [email protected]