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Journal Européen des Systèmes Automatisés

1269-6935
Revues des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 47/4-8 - 2013  - pp.547-562  - doi:10.3166/jesa.47.547-562
TITRE
Nouvel actionnement pour des interactions homme-robot plus sûres

TITLE
A new actuation device for safe physical human-robot interactions

RÉSUMÉ
L’essor des assistants robotiques en interaction avec l’homme modifie la façon de concevoir les robots en mettant l’accent sur les problématiques de sécurité. Les tendances actuelles privilégient des stratégies d’actionnement à plusieurs moteurs par articulation ou des architectures intrinsèquement sûres. Les perspectives de commande reposent quant à elles sur des lois adaptées pour effectuer des suivis de trajectoire qui minimisent les couples développés. Dans ce papier, nous proposons une nouvelle approche d’actionnement de robot, basée sur un mécanisme de compensation des effets de gravité. Notre contribution est alors d’utiliser ce mécanisme en tant qu’actionneur indirect pour produire des couples juste suffisants pour mouvoir le robot. L’actionnement est réalisé en modifiant de manière contrôlée l’énergie potentielle du système autour de son point d’équilibre. En commandant ensuite la position des articulations à l’aide d’un correcteur à gains adaptatifs, nous montrons sur un prototype à un degré de liberté qu’il est possible de suivre une trajectoire ou un environnement en mouvement, sans appliquer un effort important.


ABSTRACT
The recent growth of robots interacting with humans modifies the way we design robots by focusing on safety concerns. Today’s systems mainly use actuation strategies with multiple actuators per joint or intrinsically safe architecture. The control of such systems is based on control laws allowing to follow trajectories which minimize the interaction forces. In this paper, we propose a new actuation solution based on a gravity compensation device. Our contribution is to use this mechanism as an indirect actuator, able to provide small but sufficient torques to move the robot. These actuation torques result from the controlled modification of the potential field around the system equilibrium point. Then, a position feedback control with adaptative gains is proposed. A one degree of freedom prototype has been used to validate the exposed principle, both to follow a planned trajectory and to interact with a moving environment, without applying large forces.


AUTEUR(S)
Laure ESTEVENY, Laurent BARBÉ, Bernard BAYLE

MOTS-CLÉS
interactions homme-machine, robotique, commande adaptative.

KEYWORDS
physical human-robot interaction, robotics, adaptative control.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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