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PROJET BRAS ROBOT

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. Plan de la présentation. Introduction I. Présentation du matériel II. Mécanisme du bras robot

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Presentation Transcript

  1. 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

  2. Plan de la présentation Introduction I. Présentation du matériel II. Mécanisme du bras robot III. Asservissement du bras IV. Difficultés et perspectives Démonstration

  3. Plan de la présentation • Introduction I. Présentation du matériel II. Mécanisme du bras robot III. Asservissement du bras IV. Difficultés et perspectives Démonstration

  4. Introduction Schéma de fonctionnement global

  5. Plan de la présentation Introduction • I. Présentation du matériel II. Mécanisme du bras robot III. Asservissement du bras IV. Difficultés et perspectives Conclusion Démonstration

  6. Présentation du matériel • 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° • Le Dynamixel : AX-12 • Description

  7. Le Dynamixel : AX-12 Principe de communication Présentation du matériel

  8. 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 Présentation du matériel

  9. Carte de développement GHI Embedded Master Caractéristiques: Présentation du matériel • 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)

  10. Carte de développement GHI ChipWork X Caractéristiques: Présentation du matériel • Processeur ARM9 32bits 200Mhz • 64MB SDRAM, 8MB mémoire flash + 256MB mémoire flash interne • 80 Digital IO Pins (avec des capacités d’interruptions)

  11. Plan de la présentation Introduction I. Présentation du matériel • II. Mécanisme du bras robot III. Asservissement du bras IV. Difficultés et perspectives Démonstration

  12. 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

  13. Mécanisme du Bras Robot 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 • 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.

  14. Mécanisme du Bras Robot Soit le point à atteindre de coordonnéesxB et yB Onobtientcommeéquations : Solution : -> deux couples de solution Avec : A = xB B = yB • Modèle de Cinématique inverse • Modèle appliqué au bras

  15. Plan de la présentation Introduction I. Présentation du matériel II. Mécanisme du bras robot • III. Asservissement du bras IV. Difficultés et perspectives Démonstration

  16. 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

  17. 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

  18. 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

  19. Bras Robot Dessinateur • Algorithme de « Vectorialisation » • IMAGE BITMAP => TABLEAU DE POINTS Image originale Image Traitée

  20. Bras Robot Dessinateur • L’algorithme de vectorialisation: Génération de tables de coordonnées

  21. Plan de la présentation Introduction I. Présentation du matériel II. Mécanisme du bras robot III. Asservissement du bras • IV. Difficultés et perspectives Démonstration

  22. 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

  23. Démonstrations MERCI DE VOTRE ATTENTION Démonstrations Vidéos Démonstration Réelle

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