Robot hexapode : développement d’un algorithme de marche et tests: Travail de Fin d’Études présenté en vue de l’obtention du grade de Master Ingénieur civil mécanicien - spécialisation mécatronique

Ce travail porte sur le développement d’un algorithme de marche pour un robot hexapode du laboratoire
de robotique de la Polytechnique de Montréal. Un état de l’art est d’abord dressé portant sur les robots
marcheurs afin de parcourir les références en matière de recherche dans le domaine. Un bref état de l’art sur
un matériau nouveau communément appelé Gecko Skin est aussi réalisé, ce dernier imite le comportement
de la peau du gecko et peut être appliqué à des robots marcheurs afin de se déplacer sur des murs. Ensuite,
on décrit notre robot et les composants le constituant, comme les moteurs MX106T et le contrôleur présent,
un Odroid-C1. La pandémie de COVID-19 ayant empêché l’implémentation de l’algorithme sur le robot
en laboratoire, un logiciel de simulation est ensuite présenté, CoppeliaSim ainsi que la méthode mise en
oeuvre pour modéliser le robot. On explicite aussi le choix de Vortex Studio comme moteur physique. Après,
l’algorithme développé pour notre robot est exposé, ce dernier étant un algorithme à démarche fixe. Celui-ci
permet au robot de se déplacer sur sol plat en choisissant des vitesses de progression en X et Y ainsi qu’une
vitesse de rotation selon Z. La solution exacte (choisie pour limiter le temps de calcul) de cinématique
inverse est présentée, servant à positionner les extrémités des pattes à quatre degrés de liberté de notre
robot. Le dernier chapitre est quant à lui consacré aux tests réalisés sur le robot en se concentrant sur la
puissance consommée par ce dernier afin de déduire certains paramètres optimaux pour celui-ci (hauteur de
corps optimale de 62,5 mm, hauteur du pas influençant la puissance à développer, rayon optimal du cercle
des positions initiales des pattes de 300 mm pour une hauteur de pas de 50 ou 25 mm et de 312,5 mm
pour une hauteur du pas de 75 ou 100 mm). Les liaisons les plus sollicitées lors des déplacements ont pu
être observées grâce à des graphes représentant l’évolution des couples et vitesses de chacune des liaisons du
robot : les deuxièmes et troisièmes liaisons de chaque patte sont ainsi les plus fortement utilisées. On explique
ensuite les difficultés rencontrées pour simuler le comportement de la Gecko Skin sur les pattes de l’hexapode
(modèles JKR et Kendall non applicables à CoppeliaSim). On évoque par après un test où l’hexapode grimpe
une pente et où l’angle de décrochage apparaît être de 45 ◦pour un coefficient de frottement de 1 sur les
pattes de l’hexapode. Ce test a permis de montrer que la liaison la plus sollicitée de chaque patte était la
première liaison lors d’une démarche sur pente. Une démarche sur terrain accidenté à également été testée
et a permis de montrer les limites de notre algorithme. On conclut enfin par le fait qu’il faudra recourir
à l’expérimentation pratique pour tester la Gecko Skin sur notre robot et qu’il faudra explorer d’autres
algorithmes de démarche (feedback de force par exemple) afin d’obtenir de meilleurs résultats sur terrain
accidenté. Ce travail servira ainsi de base à l’implémentation du code développé sur le robot pour des travaux
futurs.