Modélisation de la dynamique d’un manipulateur à deux bras flexibles.

Abstract

La robotique traite de la construction et de la mise en œuvre de systèmes mécaniques articulés, distinés à réaliser des tâches d’intervention inaccessible à l’homme en milieu hostile, en exécutant des mouvements complexes à l’image d’un bras humain. Avant tout des généralités concernant la robotique, et les modèles mathématiques (MGD, MGI, MCD, MCI) sont traités pour avoir une idée sur ce domaine. Notre étude s’est consacrée à la modélisation d’un manipulateur à deux bras flexibles par la méthode des éléments finis, en se basant sur la théorie des poutres. La méthode des éléments finis est appliquée à un élément poutre en flexion. L’analyse modale du manipulateur est basée sur l’application d’une méthode analytique de résolution de l’équation des vibrations libres non dissipatives. Dans cette étude menée, deux cas sont traités, le cas bidimensionnel et le cas tridimensionnel dont le but de trouver les modes propres de la structure, ainsi la représentation graphique de la structure en chaque mode, qui sont déterminer par des programmes réalisés sous le logiciel de Matlab d’où l’importance de l’outil informatique. Pour valider l’efficacité de nos programmes, deux modèles sont traités le premier à 8 éléments (9 nœuds) et l’autre à 20 éléments (21 nœuds). En plus, une analyse modale de la structure est entreprenue par logiciel d’analyse de structure par la méthode des éléments finis nommé Abaqus, pour valoriser les résultats trouvés par nos programmes. Plus à une contribution dans l’étude des effets des raideurs le long des axes de bras et de raideurs de torsion dans les deux cas cités ci-dessus au point de l’articulation des deux bras. Nous avons essayé de trouver l’équation de Lagrange-Euler qui permet la description du comportement dynamique du robot à deux bras, plus à une analyse de publications trouvées dans la littérature, qui montre les principaux axes de recherches dans le domaine des bras manipulateurs.