Évaluation de la capacité de charge et des performances du modèle cinématique de PAUL

Table des liens

Résumé et 1 Introduction

2 Œuvres connexes

2.1 Actionnement pneumatique

2.2 Bras pneumatiques

2.3 Contrôle des robots souples

3 PAUL : Conception et fabrication

3.1 Conception du robot

3.2 Sélection des matériaux

3.3 Fabrication

3.4 Banque de performances

4 Acquisition de données et contrôle en boucle ouverte

4.1 Configuration matérielle

4.2 Système de capture de vision

4.3 Génération d'ensembles de données : modèles basés sur des tableaux

4.4 Contrôle en boucle ouverte

5 résultats

5.1 Version finale de PAUL

5.2 Analyse de l'espace de travail

5.3 Performances des modèles basés sur des tables

5.4 Expériences de flexion

5.5 Expériences de port de poids

6 Conclusions

Informations sur le financement

A. Expériences réalisées et références

5.5 Expériences de port de poids

Enfin, la capacité de charge du robot et les performances du modèle cinématique ont été évaluées et les données ont été collectées sous vide, avec différentes charges. À cet effet, un élément similaire aux articulations entre segments, également imprimé en PLA, a été fixé au robot et différents poids métalliques ont été placés dessus. L'appareil en question est visible sur la figure 20

Les expériences consistaient à emmener PAUL à 10 points différents de son espace de travail et à comparer la position qu'il atteignait avec la position qu'il aurait atteinte s'il n'avait eu aucun poids. La comparaison a donc été réalisée en utilisant le modèle cinématique direct, en raison de sa plus grande précision. Quatre poids différents ont été testés : 55, 90, 130 et 155 g. Ces valeurs sont similaires à celles utilisées dans d'autres travaux sur le terrain pour des matériaux totalement doux

robots – à l’exception des robots hybrides, qui, bien sûr, ont une capacité de charge beaucoup plus grande – [47, 61].

La figure 21 montre les résultats obtenus. Les erreurs moyennes sont respectivement de 5,11, 4,40, 8,61 et 10,01 mm. De ces données, on peut déduire que, loin d'augmenter progressivement avec le poids, il existe deux catégories : l'une qui regroupe les expériences avec des charges de 55 et 90 g et l'autre qui regroupe celles de 130 et 155 g. Pour les valeurs de charge inférieures, le modèle PAUL prédit des valeurs avec des erreurs similaires à celles obtenues en consultant la cinématique directe dans le tableau obtenu sans poids. Dans les autres cas, les résultats sont nettement pires.

On peut également constater que les valeurs d’erreur inférieures sont cependant assez similaires dans tous les cas. Cela est dû au fait que, aux points les plus proches du centre de son espace de travail, le manipulateur est capable de se positionner avec beaucoup moins d’erreur, quel que soit le poids qu’il porte. Ce que produit la charge n’est donc pas une augmentation systématique de l’erreur mais une diminution de l’espace de travail, car PAUL n’a pas la force nécessaire pour atteindre les zones les plus éloignées du centre avec le poids supplémentaire.

Le tableau 5 compare les performances de PAUL à celles obtenues dans d’autres travaux. Bien qu'il y ait place à amélioration, les résultats obtenus ici sont meilleurs que ceux du contrôle en boucle fermée de [47], où l'erreur moyenne obtenue est de 2 cm, et à ceux du manipulateur filaire de [61]. Alors que ce dernier semble indépendant de la charge, PAUL voit son erreur augmenter avec l'augmentation du poids, ce qui semble indiquer qu'à des poids plus élevés, PAUL sous-performera effectivement.

Deux aspects restent à analyser. D'une part, voir si entre 90 et 130 g l'augmentation de l'erreur est progressive ou si, au contraire, il y a un point qui divise clairement les deux groupes. D'autre part, il faudrait aussi étudier comment une amélioration de la précision à vide affecterait la précision à charge : si le robot resterait aussi précis ou si ces erreurs ne diminueraient pas.