Rss Les robots mobiles

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Les robots holonomes



Il existe enfin une catégorie de robots mobiles qui sont dit "holonomes".

Mais avant de voir ce type de robot, il nous faut définir ce que sont les degrés de liberté d'une plate-forme mobile ainsi que les robots non holomes.


Degrés de liberté




Le nombre de degrés de liberté d’un robot mobile est défini comme le nombre de mouvements indépendants que ce robot peut faire par rapport à un système de coordonnées déterminé.

Tout mouvement effectué dans un plan peut être décomposé en un maximum de deux mouvements de translation purs effectués respectivement par rapport aux axes X et Y, plus un mouvement de rotation pur autour de l’axe perpendiculaire au plan.



L’espace à deux dimensions possède donc un maximum de 3 degrés de liberté.


Robot non-holonome




Une plate-forme mobile de type chariot ne dispose que de 2 degrés de liberté sur un plan puisque les translations latérales sont impossibles à réaliser :

  • Une translation : avance ou recule.
  • Une rotation : tourne vers la droite ou vers la gauche.


On dit donc qu'un robot de type chariot a une mobilité d'ordre 2.



Il est donc considéré comme non holonomes.


Robot holonome




En opposition aux robots a deux roues motrices différentielles qui possèdent 2 degrés de liberté sur un plan, un robot holonome ou robot omnidirectionnel est un robot qui possèdent 3 degrés de liberté sur un plan.

  • Deux translations : avance ou recule, va vers la droite ou vers la gauche.
  • Une rotation : tourne vers la droite ou vers la gauche.


Il existe plusieurs sortes de robot holonome :

  • Les robots à pattes.
  • Les robots à 3 ou 4 roues omnidirectionnelles.


S'il s'agit de faire un robot holonome à 3 roues omnidirectionnelles, il faut les disposer à 120 degrés les unes des autres.



  • En rose : les 3 roues.
  • Soit V1, V2 et V3 les vitesses respectives des roues 1, 2 et 3.
  • Vi est positif quand la roue tourne dans le sens horaire (vu de l'extérieur du robot).
  • Soit d1, d2 et d3 les distances respectives que les roues 1, 2 et 3 doivent parcourir.
  • Les angles formés entre les roues sont égaux à 120 degrés.
  • Le centre du robot se déplace à vitesse V avec un angle a (exprimé en degrés) sur une distance d.


Les calculs nous donnent pour les vitesses :

V1 = V * sin (a)

V2 = V * sin (a + 120)

V3 = V * sin (a + 240)

Pour les distances :

d1 = d * sin (a)

d2 = d * sin (a + 120)

d3 = d * sin (a + 240)


La difficulté pour commander un robot holonome vient du fait que les accélérations de chaque roue doivent être proportionnelles.

Si une des roues atteint la vitesse souhaitée avant ou après les autres, le robot va dévier d'autant que le décalage de temps est important.

Ce qui ce résume par une incapacité à effectuer des lignes droites, et donc une incapacité à se rendre d'un point à un autre.

Par contre ces plates-formes sont relativement limitées en capacité de franchissement et requièrent un sol très plan.

Voici un exemple de réalisation d'un robot holonome à l'aide de roues omnidirectionnel RotaCaster pour NXT :

Cliquez sur l'image pour télécharger le guide de construction !


rotabot



Télécharger le programme NXT-G de Rotabot en cliquant sur l'icone suivante : rotabot



Vous aurez besoin pour le programme de ce robot des blocs mathématiques de HiTechnic, dont la description vous est fournit dans ce tutoriel.

Et ci-dessous un autre robot holonome, mais cette fois-ci équipé de pattes, au nom de Tripod :



Cliquez sur l'image pour télécharger le guide de construction et son programme!


tripod



 
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Ecrit par: FRED_80 Le: 15/03/12