The kinematics and dynamics for the purposes of analysis, control, simulation, and design of general platform-type parallel manipulators are the subject of this thesis.
Two new methods of direct kinematics for displacement analysis are proposed. Velocity and acceleration analyses for general kinematic architectures are fully studied. Furthermore, kinematic singularities are classified based on their nature. Architecture singularities and architecture conditioning are deeply studied and incorporated into design strategies, along with design examples. Moreover, formulation singularities are also given due attention with Case studies.
In dynamics modelling, the method of the natural orthogonal complement is applied such that the resulting models are structurally algorithmic, computationally efficient, and numerically robust essential properties for the implementation of more sophisticated con- trol strategies. Efficient inverse and direct dynamics algorithms are developed based on the dynamics models in both joint space and Cartesian space. The algorithms have been imple- mented with a general software package that is available for dynamics control and motion. simulation of platform manipulators. As practical applications, the dynamics modelling and simulation of some commercial flight simulators are included.
Finally, the concept of dynamic isotropy is introduced, which allows one to evaluate the motion/force performance of a manipulator with respect to control and simulation. Applica- tion strategies of this concept to some robotics problems such as design, trajectory planning. and inverse kinematics are discussed, along with examples.
Cette thèse présente une étude de l'analyse, la modélisation et la smulation cinematique et dynamique des manipulateurs à architecture parallèle.
Deux nouvelles méthodes pour la solution du problème cinématique directe sout pro posées. Une analyse des relations de vitesses et d'accélérations est ensuite présentée Puis, les singularités cinématiques sont classifiées en fonction de leur nature Les singularites dus à l'architecture et le conditionement de l'architecture font objet d'une étude approfondie. C'es idées sont incorporées dans des stratégies de conception et sont illustrées avec des exemples De plus, les singularités dûs à la formulation sont étudiées grace à des exemples
La méthode du complément orthogonal est utilisée pour la modélisation dy namique, permettant ainsi la dérivation d'algorithmes numériquement robustes et efficaces. C'es dermeres caractéristiques sont indispensables pour la mise en oeuvre de méthodes de commande per fectionnées. Des algorithmes pour la dynamique inverse et directe sont developpés a partir de modèles dynamiques formulés dans l'espace Cartesien et dans l'espace des articulations. Ces algorithmes ont été incorporés dans un logiciel général et facile a utiliser Ce logrotel est disponible pour la simulation dynamique et l'évaluation de techniques de commande pour manipulateurs à architecture parallèle. La modélisation dynamique et la simulation de simulateurs de vol sont inclus en tant que réalisation pratique,
Finalement, le concept d'isotropie dynamique est introduit permettant amusi l'évaluation de la performance d'un manipulateur du point de vue mouvement/effort Des strategies poin la mise en oeuvre de ce concept dans la planification de trajectoires, la cinématique inverse et la conception sont discutées et illustrées avec des exemples pratiques *