Author: J.P. Merlet Publisher: Springer ISBN: Category : Computers Languages : en Pages : 392
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Parallel robots are closed-loop mechanisms presenting very good performances in terms of accuracy, rigidity and ability to manipulate large loads. Parallel robots have been used in a large number of applications ranging from astronomy to flight simulators and are becoming increasingly popular in the field of machine-tool industry. This book presents a complete synthesis of the latest results on the possible mechanical architectures, analysis and synthesis of this type of mechanism. It is intended to be used by students (with over 100 exercises and numerous Internet addresses), researchers (with over 500 references and anonymous ftp access to the code of some algorithms presented in this book) and engineers (for which practical results and applications are presented).
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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: Z. Zenn Bien Publisher: Springer Science & Business ISBN: 9783540219866 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 480
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One of the major application targets of service robots is to use them as assistive devices for rehabilitation. This book introduces some latest achievements in the field of rehabilitation robotics and assistive technology for people with disabilities and aged people. The book contains results from both theoretical and experimental works and reviews on some new advanced rehabilitation devices which has been recently transferred to the industry. Significant parts of the book are devoted to the assessment of new rehabilitation technologies, the evaluation of prototype devices with end-users, the safety of rehabilitation robots, and robot-assisted neurorehabilitation. The book is a representative selection of the latest trends in rehabilitation robotics and can be used as a reference for teaching on mechatronic devices for rehabilitation.
Author: Carlos A. Cifuentes Publisher: Springer Nature ISBN: 3030796302 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 384
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The concepts represented in this textbook are explored for the first time in assistive and rehabilitation robotics, which is the combination of physical, cognitive, and social human-robot interaction to empower gait rehabilitation and assist human mobility. The aim is to consolidate the methodologies, modules, and technologies implemented in lower-limb exoskeletons, smart walkers, and social robots when human gait assistance and rehabilitation are the primary targets. This book presents the combination of emergent technologies in healthcare applications and robotics science, such as soft robotics, force control, novel sensing methods, brain-computer interfaces, serious games, automatic learning, and motion planning. From the clinical perspective, case studies are presented for testing and evaluating how those robots interact with humans, analyzing acceptance, perception, biomechanics factors, and physiological mechanisms of recovery during the robotic assistance or therapy. Interfacing Humans and Robots for Gait Assistance and Rehabilitation will enable undergraduate and graduate students of biomedical engineering, rehabilitation engineering, robotics, and health sciences to understand the clinical needs, technology, and science of human-robot interaction behind robotic devices for rehabilitation, and the evidence and implications related to the implementation of those devices in actual therapy and daily life applications.
Author: Michel Busnel Publisher: Elsevier Masson ISBN: 9782294005954 Category : Automatisering Languages : fr Pages : 134
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L'ouvrage contient une série de courts articles issus d'un colloque. "Robotique, domotique et handicap" a été l'un des thèmes lors des XXIXes Entretiens de Médecine Physique et de Réadaptation, le mercredi 7 mars 2001 à Montpellier, Palais des Congrès Le Corum."--Avant-propos
Author: Zhou Zhou (Auteur de Design and analysis of a novel kinematically redundant parallel robot with all actuators located at the base) Publisher: ISBN: Category : Parallel kinematic machines Languages : en Pages : 0
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Cette thèse propose et analyse un nouveau robot parallèle cinématiquement redondant (KRP) avec tous les actionneurs situés à la base. La structure de base du robot provient de travaux antérieurs, c'est-à-dire que trois jambes avec 3 degrés de liberté (ddls) chacune sont attachées à la plate-forme mobile par trois liaisons redondantes, ce qui donne un robot KRP avec (6+3) degrés de liberté. Cette thèse se concentre sur quatre thèmes. Tout d'abord, un nouveau robot parallèle à 3 ddls utilisé comme jambe du robot KRP est proposé, et tous les actionneurs sont situés à la base afin de réduire l'inertie des parties mobiles. De plus, les actionneurs sont placés près les uns des autres pour minimiser l'encombrement et produire un espace de travail relativement grand. Les problèmes cinématiques tels que la modélisation cinématique, le problème inverse/direct, l'analyse des singularités et l'espace de travail sont analysés en détail. En outre, pour simplifier l'analyse de l'espace de travail et agrandir l'espace de travail, une conception améliorée du robot à 3 ddls est proposée. L'établissement de modèles dynamiques pour les robots parallèles est un défi en raison des relations complexes entre les vitesses et les forces induites par leur structure en boucle fermée. Cette thèse propose plusieurs méthodes de modélisation simplifiées pour les robots parallèles. Le premier type est dérivé de l'approche lagrangienne et l'idée centrale est de réduire la complexité des expressions représentant l'énergie pour le robot. Par conséquent, ces méthodes ont une bonne généralité et sont disponibles pour divers robots parallèles. Cependant, pour certains robots parallèles (par exemple, le robot à 3 ddls proposé), même en utilisant la méthode simplifiée, les calculs d'énergie sont légèrement complexes. Compte tenu de cela, une autre méthode de modélisation simplifiée basée sur l'approche de Newton-Euler est proposée et analysée. Étant donné que le nouveau robot KRP a une structure similaire à celle des robots KRP précédents, la plupart des méthodes analysées dans les travaux précédents peuvent être directement utilisées. Par conséquent, cette thèse ne résout que brièvement le problème inverse/direct, explique la singularité du point de vue de la force, donne le modèle dynamique et montre la structure et le modèle CAO du prototype du nouveau robot KRP. Enfin, cette thèse propose une méthode générale de contrôle de préhension par laquelle le robot KRP peut faire fonctionner à distance une pince pour générer les forces de préhension requises tout en déplaçant la plate-forme, toutes les actions étant pilotées par les mêmes actionneurs. Le modèle de contrôle de préhension se compose d'un modèle de contrôle du mouvement des jambes et d'un modèle de contrôle de la force des jambes, où la force de préhension peut être contrôlée indépendamment. En conséquence, le modèle de contrôle en force utilise un contrôleur en boucle ouverte, simple à mettre en œuvre et efficace.
Author: Nicolas Biard Publisher: Editions Universitaires Europeennes ISBN: 9783838181479 Category : Languages : fr Pages : 144
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La robotique d'assistance fait desormais partie des aides techniques que l'on peut proposer aux personnes presentant une limitation de prehension. Le bras robotise le plus repandu en Europe est le Arm Unit Manus fabrique en Hollande. Actuellement, seulement 2 personnes l'utilisent au quotidien en France. Cela peut s'expliquer entre autre par une interface peu intuitive et complexe. Nous presentons ici le developpement d'une interface graphique avec une commande referencee vision, completee d'une camera omnidirectionnelle pour piloter le robot Manus. Les resultats des evaluations cliniques montrent que cette interface simplifie l'utilisation du robot et que la camera omnidirectionnelle rend la saisie d'objets eloignes et hors du champ de vision possible. Cet ouvrage s'adresse aux professionnels et chercheurs intervenant dans le champ de la compensation du handicap et de la robotique d'assistance.
Author: Wen-Hong Zhu Publisher: Springer ISBN: 9783642262982 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 0
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Driven by the need to achieve superior control performances for robots with hyper degrees of freedom, the virtual decomposition control approach is thoroughly presented in this book. This approach uses subsystem (such as links and joints of a complex robot) dynamics to conduct control design, while guaranteeing the stability and convergence of the entire complex robot without compromising the rigorousness of the system analysis. The central concept of this approach is the definition of the virtual stability. The stability of the entire complex robot is mathematically equivalent to the virtual stability of every subsystem. This fact allows us to convert a large problem to a few simple problems with mathematical certainty. This book comprises fourteen chapters. The first five chapters form the foundation of this approach. The remaining nine chapters are relatively independent. Starting from Chapter 6, each chapter deals with a particular type of systems including motor/transmission assemblies, hydraulic robots, coordinated multiple robots, space robots, humanoid robots, adaptive teleoperation, and modular robot manipulators. At the end, the extensions of this approach to distributed-parameter systems and to electrical circuits are given, paving the way for other applications to follow. This book is intended for practitioners, researchers, and graduate students who have acquired fundamental knowledge on robotics and control systems and have been committed to achieving the best control performances on complex robotics systems and beyond.
Author: Manfred Husty Publisher: Springer ISBN: 9783319867496 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 0
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These are selected papers presented at the 5th International Workshop on Medical and Service Robots (MESROB 2016). The main topics of the workshop included: Exoskeleton and prostheses; Therapeutic robots and rehabilitation; Cognitive robots; Humanoid & Service robots; Assistive robots and elderly assistance; Surgical robots; Human-robot interfaces; Kinematic and mechatronic design for medical and assistive robotics; and Legal issues in medical robotics. The workshop brought together researchers and practitioners to discuss new and emerging topics of Medical and Service Robotics. The meeting took place at castle St. Martin in Graz, Austria, from 4-6 July, 2016.
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CETTE THESE S'INSCRIT DANS LE DOMAINE DE L'INTELLIGENCE ARTIFICIELLE APPLIQUEE AU PROBLEME DE LA MODELISATION DE SYSTEMES DYNAMIQUES. NOUS DECRIVONS L'ARCHITECTURE D'UN GENERATEUR DE SYSTEMES EXPERTS D'AIDE A LA MODELISATION: SAMMED, BASE SUR UNE REPRESENTATION CENTREE-OBJET (SHIRKA). NOTRE OBJECTIF EST DE FOURNIR UNE REELLE ASSISTANCE AU COURS DE PROCESSUS DE MODELISATION. DANS CETTE OPTIQUE NOUS PROPOSONS UNE METHODOLOGIE DE MODELISATION PRECONISANT L'EMPLOI DE MODELES DE NATURES DIFFERENTS ET DE NIVEAUX D'ABSTRACTION CROISSANTS, DU QUALITATIF VERS LE QUANTITATIF VIA LE MODELE STRUCTUREL. UNE ANALYSE DE L'ACTIVITE DE L'UTILISATEUR NON-EXPERT NOUS A PERMIS DE SPECIFIER L'ARCHITECTURE DU SAMMED PRENANT EN COMPTE LES BESOINS EN TERME DE CONNAISSANCES DE L'UTILISATEUR. L'ARCHITECTURE DU SYSTEME EST MODULAIRE, ELLE EST CONSTITUEE PRINCIPALEMENT D'UN MODULE DE CONNAISSANCE STRUCTURE EN PLUSIEURS NIVEAUX, D'UN MODULE D'ASSISTANCE AXE SUR LE CONCEPT DE TACHE ET DE MODULES EXTERIEURS (BIBLIOTHEQUES SCIENTIFIQUES). LA PRISE EN COMPTE DE L'UTILISATEUR LORS DE LA CONCEPTION DE LA BASE DE CONNAISSANCE SE TRADUIT PAR LA PRESENCE DE TACHES NON-EXPERTES DE RECHERCHE D'INFORMATION AINSI QUE DE CRITERES DE CLASSIFICATION DE CONCEPTS SELON UN POINT DE VUE NON-EXPERT. UN EXEMPLE D'APPLICATION DE SAMMED EST DONNE, OU NOUS PRESENTONS EDORA UN SYSTEME D'AIDE A LA MODELISATION EN BIOLOGIE. CEPENDANT, UN SYSTEME INTELLIGENT D'ASSISTANCE DEVRAIT AUSSI PERMETTRE L'ACQUISITION PAR L'UTILISATEUR D'UN SAVOIR SUPPLEMENTAIRE AU COURS DE L'INTERACTION. NOUS PRESENTONS LES CONCEPTS DE BASE D'UN MODELE DE TACHE DONT LE BUT EST D'ASSURER L'APPRENTISSAGE DE L'UTILISATEUR PAR L'ACTION. L'INTEGRATION D'UN MODELE D'APPRENTISSAGE AU SEIN DU SYSTEME EXPERT DEVRAIT PERMETTRE LA CONCEPTION DE SYSTEMES PERFORMANTS D'ASSISTANCE
Author: J.P. Merlet
Author: Pascal Labrecque
Author: Z. Zenn Bien
Author: Carlos A. Cifuentes
Author: Michel Busnel
Author: Zhou Zhou (Auteur de Design and analysis of a novel kinematically redundant parallel robot with all actuators located at the base)
Author: Nicolas Biard
Author: Wen-Hong Zhu
Author: Manfred Husty
Author: LEYLA.. ALEM