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Intégration robot-capteur

Article de référence | Réf : S7810 v1

Téléopération – Principes et technologies

Auteur(s) : Philippe GARREC, Alain RIWAN, Olivier DAVID, Yvan MEASSON

Date de publication : 10 mars 2010

Relu et validé le 05 févr. 2015

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Téléopération. Contrôle commande

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RÉSUMÉ

L’ensemble des techniques appelé téléopération met en œuvre des manipulateurs permettant à l’homme d’agir mécaniquement et à distance (donc en milieu hostile) grâce à des retours sensoriels, la plupart du temps la vision et l’effort. Cet article débute par la présentation des principaux termes employés dans ce domaine. Un tour d’horizon des éléments technologiques les plus couramment employés est ensuite proposé, notamment la cinématique série, la cinématique parallèle, les manipulateurs maître à retour d’effort, les manipulateurs esclaves et les actionneurs.

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ABSTRACT

The set of techniques named teleoperation involves manipulators enabling man to act mechanically and remotely (thus in a hostile environment) via sensory feedback, mostly vision and effort. This article commences by presenting the key terms used in this domain. An overview of the most commonly used technological elements is then provided, including notably serial kinematics, parallel kinematics, force-feedback master manipulators, slave manipulators and actuators.

Auteur(s)

Philippe GARREC : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Arts Métiers - Ingénieur senior au CEA - Expert CEA Technologie Conseil et ANVAR - Expert AFNOR et ISO/WG 5 – Remote Handling - Expert AFNOR – ISO – Remote Handling
Alain RIWAN : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Arts Métiers - Advanced Master of Innovative Design (INSA Strasbourg) - Ingénieur senior au CEA - Expert CEA
Olivier DAVID : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Arts Métiers
Yvan MEASSON : Ingénieur de l’École Centrale de Nantes - Responsable du laboratoire de téléopération et cobotique - Chargé d'affaire robotique et réalité virtuelle

INTRODUCTION

La téléopération ou « opération à distance » au sens le plus général est un ensemble de techniques qui permettent à l’homme de transposer ses capacités d’action en temps réel (observation, manipulation) à distance grâce à des retours sensoriels. Nous nous limiterons dans cet article aux manipulateurs permettant d’agir mécaniquement à distance grâce à des retours sensoriels (vision et effort au minimum), utilisés essentiellement dans un milieu impossible d’accès ou hostile à l’homme (nucléaire, spatial, sous-marin, sous-terrain, corps humain, off-shore, etc.). Ces télémanipulateurs maître-esclave à retour d’effort, vont bien au-delà des outils de manipulation primitifs comme les pinces et permettent de réaliser des tâches de manipulations complexes.

Nota

par « temps réel » on comprend des actions et des processus interprétables et contrôlables consciemment par l’Homme.

Le premier de cette série de trois articles consacrés à la téléopération a pour but de présenter les différents termes employés dans le domaine et également de donner au lecteur un aperçu des technologies les plus couramment employées.

Dans un second article [S 7 811], nous aborderons la problématique du contrôle commande de ces systèmes.

Enfin, le lecteur trouvera dans la dernière partie de cette série [S 7 812] les différentes applications en zone contrôlée de cette technologie et les perspectives d’évolution.

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - (P.) GARREC, (J.-P.) FRICONNEAU, (Y.) MEASSON, (Y.) PERROT - ABLE, an Innovative Transparent Exoskeleton for the Upper-Limb - Proceedings of 2008 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Acropolis Convention Center, Nice, France (Sept, 22-26, 2008).
(2) - (P.) GARREC, (G.) PIOLAIN, (S.) LAMY-PERBAL, (J.-P.) FRICONNEAU - The telerobotics system MT200-TAO replaces mechanical telemanipulators in Cogema/Areva-la Hague hot cells - Proceedings of ENC 2005, Versailles, France (11-14 december 2005).
(3) - (P.) GARREC, (J.-P.) FRICONNEAU, (F.) LOUVEAU - Virtuose 6D : A new force-control master arm using innovative ball-screw actuators - In Proceedings of ISIR 35th International Symposium in Robotics, Paris (March 2004).
(4) - (J.-M.) GOUBOT, (P.) GARREC - STeP : an innovative teleoperation system for decommissioning operations - Workshop « Decommissioning challenges : An industrial reality ? », French Nuclear Energy Society, Avignon, France (23-28 November 2003).
(5) - (P.) GARREC - Systèmes mécaniques - Téléopération...

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http://www.haption.com

http://www.telerob.de

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - DÉFINITIONS – ARCHITECTURES ET PRINCIPES FONCTIONNELS

1.1 - Définition et classification des télémanipulateurs maître-esclave à retour d’effort
1.2 - Classification des télémanipulateurs maître-esclave
1.3 - Retours sensoriels
1.4 - Modes de fonctionnement