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Conception, analyse et optimisation de méthodes de préhension et de mains mécaniques épicycloïdales pour la prise d'objets plats partiellement contraints

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2020
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Dans les applications robotiques, la plupart des préhenseurs sont plus apparentés à des outils qui sont spécialisés pour effectuer une tâche extrêmement bien plutôt que d’effectuer une variété de tâches et de simplement les réussir. C’est dans cette optique que les travaux rapportés dans cette thèse proposent des solutions de préhension. Premièrement, des méthodes générales sont proposées pour permettre de prendre un type d’objets qui est généralement impossible à prendre pour les préhenseurs simples. Par la suite sont présentés les mécanismes planétaires qui sont au cœur des assemblages subséquents. Ces mécanismes sont utilisés pour améliorer les débattements des doigts et ainsi rendent possible un premier design pouvant prendre des petits et grands objets reposant sur des surfaces dures. Par la suite est présenté la conception d’un préhenseur complet qui inclut les propriétés du premier préhenseur mais aussi des propriétés de prises parallèles qui sont considérées comme indispensables pour être en mesure de saisir une grande panoplie d’objets. Finalement, le design du préhenseur proposé est optimisé et des capteurs y sont intégrés pour tenter de produire un design complet et sécuritaire pouvant être utilisé de manière simple par une grande panoplie de robots.
Most robotic grippers excel at completing one task but are ill suited for completing many and very different tasks. It is with this fact in mind that this thesis proposes general solutions to the grasping problem. First, general methods are proposed that aim at picking small flat objects that could not otherwise be grasped by simple mechanical grippers. Planetary mechanisms are then proposed to increase the range of motion of the finger joints, hence providing a way to achieve the necessary properties to build and test a finger capable of grasping small flat objects lying on hard surfaces. A complete gripper design is then proposed and built. The novel design that includes the features of the previous design is also capable of performing parallel grasps which are considered essential to be able to grasp a wide range of unknown objects. Finally, the gripper design is optimised and sensing apparatus is included in the gripper to provide a gripper that is considered a complete solution to grasping and is simple to use on a wide range of robots.
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thèse de doctorat