Vanderwegen, Gilles
[UCL]
Barbason, Martin
[UCL]
Ronsse, Renaud
[UCL]
Chatelain, Philippe
[UCL]
(fre)
Le mémoire "Swimming eel-like robot" consiste en la réalisation d'un robot à nage anguilliforme afin d'obtenir des résultats expérimentaux permettant de critiquer des simulations réalisées dans le cadre d'un doctorat à l'Université Catholique de Louvain. Les étapes importantes du projet sont la conception, le dimensionnement, le contrôle du robot et l'analyse cinématique et dynamique de sa nage. La phase de conception est basée sur deux critères restrictifs. Le premier est le respect du "design" utilisé par les simulations théoriques. C'est-à-dire, un robot constitué de corps elliptiques articulés par un système de transmission situé hors de l'eau. Le second est la facilité d'utilisation du système. En effet, ce travail sert de base pour des recherches futures, il doit donc être possible d'effectuer de nombreux tests sans revoir toute la conception. La phase de dimensionnement est nécessaire afin de prédire la flottabilité et la stabilité de notre système en se basant notamment sur la poussée d'Archimède et sur le positionnement du centre de carène. Concernant le dimensionnement du couple du système de transmission, celui-ci a été calculé analytiquement en considérant un cas théorique d'un seul corps elliptique encastré. Le moteur sélectionné est un Dynamixel AX-12A contrôlé en position à l'aide d'un processeur Arduino Micro. Le contrôle du robot s'est basé sur une loi de commande anguilliforme dont la variation d'amplitude de battement dépend linéairement de la position des moteurs sur le robot.\\ Finalement, les résultats expérimentaux obtenus concernant la position et le couple ont pu être comparés aux résultats théoriques. Suite à cette analyse, la nage anguilliforme du robot a été validée.
(eng)
The master thesis "Swimming eel-like robot" implement an anguilliform robot in order to obtain experimental results allowing it to criticise simulations realised in the framework of a doctorate at the "Université Catholique de Louvain". The main stages of the project are conception, dimensioning, control of the robot and cinematic and dynamic analysis of its swimming. Design phase is based on two restrictive criteria. The first one is the respect for the "design" used by theoretical simulations. It's a robot made up of elliptical bodies articulated by a transmission system located outside the water. The second one is the ease of use of the system. Indeed, this work serves as a basis for future research, so it must be kept in mind that several various tests will be done without reviewing the whole design. The dimensioning phase is specific based on the Archimedes thrust and the positioning of the hull center to predict the buoyancy and stability of our system. Concerning the dimensioning of the torque required for the transmission system, this was calculated analytically by considering a theoretical case of a single elliptical body embedded. The selected motor is a Dynamixel AX-12A controlled in position using an Arduino Micro processor. The robot control is based on an anguilliform control law whose variation of tail amplitude depends on the position of motors on the robot. Conclusively, the experimental results obtained concerning the position and the couple were compared with the theoretical results. Following this analysis, the robot's anguilliform swimming was validated.
Bibliographic reference |
Vanderwegen, Gilles ; Barbason, Martin. Swimming eel-like robot. Ecole polytechnique de Louvain, Université catholique de Louvain, 2017. Prom. : Ronsse, Renaud ; Chatelain, Philippe. |
Permanent URL |
http://hdl.handle.net/2078.1/thesis:10720 |