Synthese de demarches a energie minimale d'un robot bipede

Abstract

Ce travail concerne l'etude de l'autonomie energetique d'un robot bipede. Une etude bibliographique des constituants et des demarches des systemes biologiques (animaux et humains) montre l'importance des elements flexibles (ressorts) dans la demarche. Nous etudions alors un actionneur compose d'un moteur electrique et d'un ressort de torsion. Les resultats obtenus montrent qu'un tel actionneur permet de reduire la consommation energetique dans le cas de trajectoires cycliques. L'etude de l'allegement de la structure mecanique par le choix des materiaux montre que les trajectoires du systeme sont un element determinant. La determination des demarches minimales en energie est realisee par la decomposition en series de fourier des trajectoires articulaires suivie d'une optimisation parametrique des coefficients des series. L'optimisation est realisee par trois methodes que nous comparons: methode de nelder et mead, la methode du recuit simule et les algorithmes genetiques. Ensuite nous proposons deux methodes pour l'obtention de la trajectoire du pied mobile soumis a des contraintes geometriques. La premiere consiste en une fonction de penalite, la deuxieme en un modele de sol elastique et la prise en compte des forces ainsi engendrees sur le pied mobile. Les resultats obtenus avec cette deuxieme contrainte montrent une convergence vers des phases de double support similaires a celles des demarches des systemes biologiques