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Author: Roy Featherstone Publisher: Springer ISBN: 1489975608 Category : Education Languages : en Pages : 276
Book Description
Rigid Body Dynamics Algorithms presents the subject of computational rigid-body dynamics through the medium of spatial 6D vector notation. It explains how to model a rigid-body system and how to analyze it, and it presents the most comprehensive collection of the best rigid-body dynamics algorithms to be found in a single source. The use of spatial vector notation greatly reduces the volume of algebra which allows systems to be described using fewer equations and fewer quantities. It also allows problems to be solved in fewer steps, and solutions to be expressed more succinctly. In addition algorithms are explained simply and clearly, and are expressed in a compact form. The use of spatial vector notation facilitates the implementation of dynamics algorithms on a computer: shorter, simpler code that is easier to write, understand and debug, with no loss of efficiency.
Author: Roy Featherstone Publisher: Springer ISBN: 1489975608 Category : Education Languages : en Pages : 276
Book Description
Rigid Body Dynamics Algorithms presents the subject of computational rigid-body dynamics through the medium of spatial 6D vector notation. It explains how to model a rigid-body system and how to analyze it, and it presents the most comprehensive collection of the best rigid-body dynamics algorithms to be found in a single source. The use of spatial vector notation greatly reduces the volume of algebra which allows systems to be described using fewer equations and fewer quantities. It also allows problems to be solved in fewer steps, and solutions to be expressed more succinctly. In addition algorithms are explained simply and clearly, and are expressed in a compact form. The use of spatial vector notation facilitates the implementation of dynamics algorithms on a computer: shorter, simpler code that is easier to write, understand and debug, with no loss of efficiency.
Author: Yangsheng Xu Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1461535883 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 291
Book Description
Robotic technology offers two potential benefits for future space exploration. One benefit is minimizing the risk that astronauts face. The other benefit is increasing their productivity. Realizing the benefits of robotic technology in space will require solving several problems which are unique and now becoming active research topics. One of the most important research areas is dynamics, control, motion and planning for space robots by considering the dynamic interaction between the robot and the base (space station, space shuttle, or satellite). Any inefficiency in the planning and control can considerably risk by success of the space mission. Space Robotics: Dynamics and Control presents a collection of papers concerning fundamental problems in dynamics and control of space robots, focussing on issues relevant to dynamic base/robot interaction. The authors are all pioneers in theoretical analysis and experimental systems development of space robot technology. The chapters are organized within three problem areas: dynamics problems, nonholonomic nature problems, and control problems. This collection provides a solid reference for researchers in robotics, mechanics, control, and astronautical science.
Author: Andrés Kecskeméthy Publisher: Springer ISBN: 3030231321 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 544
Book Description
In this work, outstanding, recent developments in various disciplines, such as structural dynamics, multiphysic mechanics, computational mathematics, control theory, biomechanics, and computer science, are merged together in order to provide academicians and professionals with methods and tools for the virtual prototyping of complex mechanical systems. Each chapter of the work represents an important contribution to multibody dynamics, a discipline that plays a central role in the modelling, analysis, simulation and optimization of mechanical systems in a variety of fields and for a wide range of applications.
Author: Mathieu Grossard Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 1118572122 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 290
Book Description
The objective of this book is to provide those interested in the field of flexible robotics with an overview of several scientific and technological advances in the practical field of robotic manipulation. The different chapters examine various stages that involve a number of robotic devices, particularly those designed for manipulation tasks characterized by mechanical flexibility. Chapter 1 deals with the general context surrounding the design of functionally integrated microgripping systems. Chapter 2 focuses on the dual notations of modal commandability and observability, which play a significant role in the control authority of vibratory modes that are significant for control issues. Chapter 3 presents different modeling tools that allow the simultaneous use of energy and system structuring notations. Chapter 4 discusses two sensorless methods that could be used for manipulation in confined or congested environments. Chapter 5 analyzes several appropriate approaches for responding to the specific needs required by versatile prehension tasks and dexterous manipulation. After a classification of compliant tactile sensors focusing on dexterous manipulation, Chapter 6 discusses the development of a complying triaxial force sensor based on piezoresistive technology. Chapter 7 deals with the constraints imposed by submicrometric precision in robotic manipulation. Chapter 8 presents the essential stages of the modeling, identification and analysis of control laws in the context of serial manipulator robots with flexible articulations. Chapter 9 provides an overview of models for deformable body manipulators. Finally, Chapter 10 presents a set of contributions that have been made with regard to the development of methodologies for identification and control of flexible manipulators based on experimental data. Contents 1. Design of Integrated Flexible Structures for Micromanipulation, Mathieu Grossard, Mehdi Boukallel, Stéphane Régnier and Nicolas Chaillet. 2. Flexible Structures’ Representation and Notable Properties in Control, Mathieu Grossard, Arnaud Hubert, Stéphane Régnier and Nicolas Chaillet. 3. Structured Energy Approach for the Modeling of Flexible Structures, Nandish R. Calchand, Arnaud Hubert, Yann Le Gorrec and Hector Ramirez Estay. 4. Open-Loop Control Approaches to Compliant Micromanipulators, Yassine Haddab, Vincent Chalvet and Micky Rakotondrabe. 5. Mechanical Flexibility and the Design of Versatile and Dexterous Grippers, Javier Martin Amezaga and Mathieu Grossard. 6. Flexible Tactile Sensors for Multidigital Dexterous In-hand Manipulation, Mehdi Boukallel, Hanna Yousef, Christelle Godin and Caroline Coutier. 7. Flexures for High-Precision Manipulation Robots, Reymond Clavel, Simon Henein and Murielle Richard. 8. Modeling and Motion Control of Serial Robots with Flexible Joints, Maria Makarov and Mathieu Grossard. 9. Dynamic Modeling of Deformable Manipulators, Frédéric Boyer and Ayman Belkhiri. 10. Robust Control of Robotic Manipulators with Structural Flexibilities, Houssem Halalchi, Loïc Cuvillon, Guillaume Mercère and Edouard Laroche. About the Authors Mathieu Grossard, CEA LIST, Gif-sur-Yvette, France. Nicolas Chaillet, FEMTO-ST, Besançon, France. Stéphane Régnier, ISIR, UPMC, Paris, France.
Author: O. Pironneau Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 3642877222 Category : Science Languages : en Pages : 179
Book Description
The study of optimal shape design can be arrived at by asking the following question: "What is the best shape for a physical system?" This book is an applications-oriented study of such physical systems; in particular, those which can be described by an elliptic partial differential equation and where the shape is found by the minimum of a single criterion function. There are many problems of this type in high-technology industries. In fact, most numerical simulations of physical systems are solved not to gain better understanding of the phenomena but to obtain better control and design. Problems of this type are described in Chapter 2. Traditionally, optimal shape design has been treated as a branch of the calculus of variations and more specifically of optimal control. This subject interfaces with no less than four fields: optimization, optimal control, partial differential equations (PDEs), and their numerical solutions-this is the most difficult aspect of the subject. Each of these fields is reviewed briefly: PDEs (Chapter 1), optimization (Chapter 4), optimal control (Chapter 5), and numerical methods (Chapters 1 and 4).
Book Description
Cette thèse présente deux nouvelles architectures de commande pour les interactions physiques humain-robot (pHRIs). Ces architectures sont spéciquement développées dans une vision d'implantation en industrie pour les manipulations d'assemblage. En effet, deux types de robots collaboratifs adaptés à dfférentes contraintes de l'industrie et ayant des interfaces d'interactions physiques différentes sont étudiés en utilisant chacun leur propre architecture de commande. Le premier robot collaboratif développé est un manipulateur entièrement actionné permettant des pHRIs dans son espace libre, c.-à-d., des interactions unilatérales, et des pHRIs lorsque ses mouvements sont contraints par un environnement quelconque, c.-à-d., des interactions bilatérales. Les interactions de l'humain peuvent s'effectuer sur n'importe quelles parties du robot grâce aux capteurs de couples dans les articulations. Cependant, si une amplication des forces de l'humain sur l'environnement est désirée, alors il est nécessaire d'utiliser le capteur d'efforts supplémentaire attaché au robot. Ceci permet à la commande, en combinant les lectures du capteur d'efforts à l'effecteur, d'utiliser le ratio des forces appliquées indépendamment par l'opérateur et par l'environnement an de générer l'amplication désirée. Cette loi de commande est basée sur l'admittance variable qui a déjà démontré ses bénéces pour les interactions unilatérales. Ici, l'admittance variable est adaptée aux interactions bilatérales an d'obtenir un seul algorithme de commande pour tous les états. Une loi de transition continue peut alors être dénie an d'atteindre les performances optimales pour chaque mode d'interaction qui, en fait, nécessitent chacun des valeurs de paramètres spéciques. Le cheminement et les résultats pour arriver à cette première architecture de commande sont présentés en trois étapes. Premièrement, la loi de commande est implémentée sur un prototype à un degré de liberté (ddl) an de tester le potentiel d'amplication et de transition, ainsi que la stabilité de l'interaction. Deuxièmement, un algorithme d'optimisation du régulateur pour les interactions bilatérales avec un robot à plusieurs ddls est développé. Cet algorithme vérie la stabilité robuste du système en utilisant l'approche des valeurs singulières structurées (- analysis), pour ensuite faire une optimisation des régulateurs stables en fonction d'une variable liée à la conguration du manipulateur. Ceci permet d'obtenir une loi de commande variable qui rend le système stable de façon robuste en atteignant des performances optimales peu iii importe la conguration des articulations du robot. La loi de commande trouvée utilise un séquencement de gain pour les paramètres du régulateur par admittance durant les interactions bilatérales. La stabilité et la performance du système sont validées avec des tests d'impact sur différents environnements. Finalement, la loi de commande en admittance variable optimale est implémentée et validée sur un robot manipulateur à plusieurs ddls (Kuka LWR 4) à l'aide de suivis de trajectoire pour des interactions unilatérales et bilatérales. Le deuxième robot collaboratif développé est un manipulateur partiellement actif et partiellement passif. L'architecture mécanique du robot est appelée macro-mini. Tous les degrés de liberté actionnés faisant partie du macro manipulateur sont doublés par les articulations passives du mini manipulateur. Le robot est alors sous-actionné. L'opérateur humain interagit uniquement avec le mini manipulateur, et donc, avec les articulations passives ce qui élimine tous délais dans la dynamique d'interaction. Ce robot collaboratif permet de dénir une loi de commande qui génère une très faible impédance lors des interactions de l'opérateur, et ce, même pour des charges utiles élevées. Malgré que des amplications de force ne peuvent être produites, les interactions bilatérales ont une stabilité assurée peu importe la situation. Aussi, les modes coopératif et autonome du robot utilisent les mêmes valeurs de paramètres de commande ce qui permet une transition imperceptible d'un à l'autre. La nouvelle loi de commande est comparée sur plusieurs aspects avec la commande en admittance variable précé- demment développée. Les résultats démontrent que cette nouvelle loi de commande combinée à l'architecture active-passive du macro-mini manipulateur, appelé uMan, permet des interactions intuitives et sécuritaires bien supérieures à ce qu'un système entièrement actionné peut générer. De plus, pour l'assistance autonome, une détection de collision avancée et une plani cation de trajectoire adaptée à l'architecture du robot sont développées. Des validations expérimentales sont présentées an d'évaluer la facilité à produire des manipulations nes, de démontrer la sécurité du système et d'établir la viabilité du concept en industrie.
Author: Roy Featherstone
Author: Roy Featherstone
Author: Yangsheng Xu
Author: Roy Featherstone
Author: Andrés Kecskeméthy
Author: Mathieu Grossard
Author: Alain Bensoussan
Author: Philip Wolfe
Author: O. Pironneau
Author: Edward J. Haug
Author: Pascal Labrecque