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PROJET BRAS ROBOT
Equipe:
Salim UBEYDULLAH
Toundé Joâo D’ALMEIDA
Encadrants:
Michel FAN
Samir BOUAZIZ
Objectif:
Commander un bras robot monté avec des Dynamixels, avec un joystick USB
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Plan de la présentation
Introduction
I. Présentation du matériel
II. Mécanisme du bras robot
III. Asservissement du bras
IV. Difficultés et perspectives
Démonstration
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Plan de la présentation

Introduction
I. Présentation du matériel
II. Mécanisme du bras robot
III. Asservissement du bras
IV. Difficultés et perspectives
Démonstration
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Introduction
Schéma de fonctionnement global
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Plan de la présentation
Introduction

I. Présentation du matériel
II. Mécanisme du bras robot
III. Asservissement du bras
IV. Difficultés et perspectives
Conclusion
Démonstration
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Présentation du matériel
• Le Dynamixel : AX-12
– Description
- Fonctionnement Half Duplex par ligne Série
- Retour d’information : Position, charge,
température, …
- Vitesse de communication : 7343bps-1Mbps
- Positions dynamiques
- Rotation infinie ou limitée à 300°
avec une résolution de 0.35°
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Présentation du matériel
• Le Dynamixel : AX-12
– Principe de communication
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Présentation du matériel
• Contrôleur CM5
–
–
–
–
–
Intermédiaire entre les AX-12 et le programme de contrôle
Communication par liaison série
Conversion de commandes (en chaîne de caractères) en trame de données
Interfaçage entre Bus Série 1 fil (Ax12) et bus série normal
Plusieurs Modes d’utilisation
•
•
Autonome (programme pré-enregistré sur le CM5)
Manage (Intermédiaire entre un organe de commande et les dynamixels
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Présentation du matériel
• Carte de développement GHI
– Embedded Master
• Caractéristiques:
- Processeur ARM7 72Mhz
- 8MB SDRAM, 4.5MB mémoire flash
- 51 GPIO Pins + 20 on LCD Connector
(45 on Non-TFT)
- 31 Interrupt Inputs + 10 on LCD
connector (30 on Non-TFT)
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Présentation du matériel
• Carte de développement GHI
– ChipWork X
• Caractéristiques:
- Processeur ARM9 32bits 200Mhz
- 64MB SDRAM, 8MB mémoire flash +
256MB mémoire flash interne
- 80 Digital IO Pins (avec des
capacités d’interruptions)
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Plan de la présentation
Introduction
I. Présentation du matériel

II. Mécanisme du bras robot
III. Asservissement du bras
IV. Difficultés et perspectives
Démonstration
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Mécanique du Bras Robot
 Simulation SolidWorks avant la construction
 Réalisation d’un bras à 4 degrés de liberté (3 translation XYZ, 1 Rotation)
 Utilisation de 6 AX-12 (6 articulations) , dont
2 uniquement pour la pince
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Mécanisme du Bras Robot
• Modèle de Cinématique inverse
– Principes
• Les membres sont des barres rigides de longueur connue
• Les mouvements des articulations sont les inconnues (angles de rotation, torsion
maximale supportée,….)
• Les mouvements sont suffisamment réguliers pour imiter le naturel.
O : Epaule
L1: Avant- Bras
A : Coude
L2 : Bras
B : Poignet
L3 : Main
C : Bout des doigts
Exemple du cas d’un membre supérieur humain
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Mécanisme du Bras Robot
• Modèle de Cinématique inverse
– Modèle appliqué au bras
Soit le point à atteindre de coordonnées xB et yB
On obtient comme équations :
Solution :
-> deux couples de solution
Avec :
A = xB
B = yB
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Plan de la présentation
Introduction
I. Présentation du matériel
II. Mécanisme du bras robot

III. Asservissement du bras
IV. Difficultés et perspectives
Démonstration
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Asservissement du bras
 Asservissement « haut niveau », envoi de la position et de la vitesse
 Programme de gestion MultiThread en .NET C#
 Fréquence de 25Hz en mode continu
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Asservissement du bras
 Envoi des commandes avec un SYNC WRITE
 Calcul des vitesses en continu
• On fournit une vitesse V en mm/s
• On calcul la distance à parcourir, et le temps de mouvement
• Vang = abs(a1 – a2) / T
=> On convertie la vitesse qui est en deg/s en commande:
• Vcom = (Vang*1023)/684
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Asservissement du bras
 Définition du nouvel espace et système de coordonnées
 Ecriture d’une fonction Aller3D(x,y,z,vitesse)
 Application: Réalisation d’un Bras Robot Dessinateur
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Bras Robot Dessinateur
 Algorithme de « Vectorialisation »
IMAGE BITMAP => TABLEAU DE POINTS
Image originale
Image Traitée
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Bras Robot Dessinateur
 L’algorithme de vectorialisation: Génération de tables de coordonnées
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Plan de la présentation
Introduction
I. Présentation du matériel
II. Mécanisme du bras robot
III. Asservissement du bras

IV. Difficultés et perspectives
Démonstration
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Difficultés et perspectives
Difficultés rencontrées:
•
Limite de puissance et d’espace mémoire sur la carte GHI
•
Gestion des buffer de lectures et d’écritures
•
Problème lié à la précision du bras
Perspectives:
•
Remplacer le boitier CM-5 par une carte de conversion
•
Améliorer le mécanisme du bras pour gagner en précision
•
Application à venir:
•
Robot Dessinateur en Couleur
•
Dessin des images sur l’écran tactile de la carte GHI
•
Sauvegarde et Chargement de Scénarios
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Démonstrations
MERCI DE VOTRE ATTENTION
Démonstrations Vidéos
Démonstration Réelle
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