Les manipulateurs parallèles ont des caractéristiques intéressantes pour certaines applications. Ils ont une grande capacité portante relative à leur masse totale et peuvent avoir une précision importante relative aux manipulateurs sériels. Cependant, ils souffrent d'un espace de travail réduit et d'une complexité élevée. Ils ont aussi des singularités à l'intérieur de l'espace de travail. Afin de remédier à certains des inconvénients des manipulateurs parallèles, certains chercheurs ont ajouté de la redondance cinématique.

Dans cette thèse, quatre architectures de manipulateurs parallèles plans avec redondance cinématique sont étudiées, les manipulateurs n-PRRR, n-PRPR, n-RRRR et n-RRPR. Tous ces manipulateurs ont un actionneur redondant ajouté à la base de chacune de leurs pattes. Cet actionneur ajoute alors un degré de liberté de redondance cinématique à chaque patte.

L'objet de ce projet est de développer une méthode efficace pour déterminer l'espace dextre des manipulateurs étudiés. L'espace dextre est défini comme l'espace qu'un manipulateur peut atteindre avec toutes les orientations. Pour les manipulateurs plans, l'espace dextre contient tous les points où l'organe terminal peut compléter une révolution. Une méthode géométrique est explorée dans ce travail car elle fournit une solution exacte. En plus, la performance d'une méthode géométrique n'est pas reliée à la précision de la solution, ce qui permet de l'utiliser dans un algorithme d'optimisation.

La méthode géométrique présentée dans ce travail peut être résumée en trois étapes générales. La première est de déterminer l'espace dextre de chacune des pattes du manipulateur. Ensuite, l'intersection de l'espace dextre de ces pattes est trouvée afin d'obtenir une représentation géométrique de l'espace dextre du manipulateur. Finalement, à partir de cette représentation géométrique, l'aire de la surface de l'espace dextre est calculée pour quantifier l'espace dextre.

Des exemples de l'application de cette méthode aux manipulateurs étudiés sont présentés. Enfin, il est démontré que la méthode peut être appliquée aux manipulateurs hybrides où les pattes ont n'importe quelle combinaison des architectures présentées.

Parallel manipulators hâve interesting properties for certain applications. They benefit from a high payload capacity as well as a relatively high accuracy compared to their sériai counterparts. However, they suffer from a reduced workspace that contains internai singularities as well as an inhérent complexity in design. In order to reduce certain drawbacks of parallel manipulators, researchers hâve explored the use of kinematic redundancy.

In this thesis, four kinematically redundant planar parallel manipulator architectures are studied, n-PRRR, n-PRPR, n-RRRR, and n-RRPR manipulators. Thèse architectures ail hâve one actuated joint added to the base of each of their chains. This actuator adds one degree of freedom of kinematic redundancy to each chain.

The purpose of this work is to develop an efficient method to détermine the dexterous workspace of the studied manipulators. The dexterous workspace is defined as the area where the end-effector of a manipulator can reach with ail orientations. For planar manipulators, the dexterous workspace contains ail the points where the end-effector platform can complète a full révolution. A géométrie method is chosen for it's ability to provide an exact solution. Furthermore, the performance of such a method is independent of the desired précision. Such a method is therefore suitable for use in an optimization algorithm.

The géométrie method presented in this work can be summarized by three steps. First, the dexterous workspace of each chain is determined. Then, the intersection of the dexterous workspace of each chain is found which yields the géométrie représentation of the dexterous workspace of the manipulator. Finally, the dexterous workspace area is computed from its géométrie représentation in order to quantify the dexterous workspace.

Examples of the application of the developed method on the studied manipulators are presented. Finally, it is observed that the method can also be applied to hybrid manipulators that hâve combinations of any of the kinematic chains studied.