Soutenance de thèse Marceau Métillon

Marceau Métillon, doctorant au sein de l’équipe RoMaS, présentera sa thèse intitulée :

« Modélisation, Commande et Analyse de Performance de Cobots Parallèles à Câbles »

Elle aura lieu le 30.06.23 à 09h30, Amphi S, École Centrale de Nantes

La soutenance sera suivie d’un pot dans le hall du bâtiment S à 16h, auquel vous êtes toutes et tous convié(e)s.

Jury :

• Directeur de thèse : Stéphane CARO (Directeur de recherche CNRS, LS2N)
• Co-directeur de thèse : Camilo CHARRON (Maître de conférence HDR, Université de Rennes 2, LS2N)
• Co-encadrant : Kévin SUBRIN (Maître de conférence, Nantes Université, LS2N)
• Rapporteurs :
  • Jean-Pierre MERLET (Directeur de Recherche INRIA, INRIA Sophia-Antipolis)
  • Med Amine LARIBI (Maître de conférence HDR, Université de Poitiers, Institut Pprime
• Examinateurs :
  • Christine CHEVALLEREAU (Directrice de Recherche CNRS, LS2N)
  • Philippe CARDOU (Professeur, Université Laval)
  • Marc GOUTTEFARDE (Directeur de Recheche CNRS, LIRMM)

Résumé :

Cette thèse de doctorat porte sur la modélisation, la commande et l’analyse des performances de Robots Parallèles à Câbles (RPC) collaboratifs. Une modélisation élasto-géométrique des éléments d’actionnement des RPC est proposée en vue de l’amélioration de leurs performances de positionnement. Différents modèles élasto-géométriques inverses sont analysés en simulation et testé expérimentalement puis font l’objet d’une analyse de sensibilité.  Ensuite, des stratégies de contrôle permettant aux RPC d’être utilisés par des opérateurs de manière physique sont proposées. Ces stratégies sont basées sur la commande en impédance et permettent la co-manipulation du RPC. Un contrôleur hybride assurant la réalisation de trajectoires et la co-manipulation est présenté et approuvé expérimentalement. Enfin, un appareil de sécurité pour la détection de proximité basé sur le principe du couplage capacitif est adapté aux RPC et testé. Finalement, des expériences utilisateurs ont été menés pour juger des performances des stratégies proposées. Trois expériences menées avec des participants volontaires permettent d’évaluer la variation de la performance et de comprendre le comportement physique de l’utilisateur au cours d’interactions physiques humain-RPC.

Mots-clés :

Cobots Parallèles à Câbles, Interactions Physiques Humain-Robot, contrôle en impédance, analyse des performances

Abstract : This PhD thesis addresses the modelling, control and performance analysis of collaborative Cable-Driven Parallel Robots (CDPRs). An elasto-geometric modelling of the actuation elements is proposed to improve their positioning accuracy. Different inverse elasto-geometric models are simulated and experimentally assessed then analysed in a sensitivity analysis. Then, control strategies allowing the physical interactions of operators with CDPRs are proposed. These strategies are based on the impedance control and allow the robots co-manipulation. A hybrid controller for trajectory tracking and co-manipulation is presented and experimented. A safety device for the proximity detection based on the capacitive coupling principle is fitted to CDPRs and tested. Finally, user experiments are led to determine the performance of the proposed strategies. Three experiments led with volunteer enable the performance variation evaluation and the user behaviour study during physical human-CDPR interactions.

Keywords: Cable-Driven Parallel Cobots, Physical Human-Robot Interactions, impedance control, performance analysis