Cuestionario: Introduction à la Robotique et Cinématique — 11 preguntas

1. Quelle est la définition précise de la robotique ?

A. L'ensemble des techniques visant à concevoir des systèmes capables de remplacer l’homme dans ses fonctions motrices, sensorielles et intellectuelles, en intégrant mécanique, informatique et électronique.

B. Une branche de l'informatique qui concerne uniquement la programmation de logiciels.

C. Une discipline qui se limite à la fabrication de robots industriels pour l'automatisation.

D. L'étude des robots comme des appareils mécaniques simples sans programmation.

Answer: (A)

Explicación

La robotique est définie comme l'ensemble des techniques et études visant à concevoir des systèmes mécaniques, informatiques ou mixtes, capables de se substituer à l’homme dans ses fonctions motrices, sensorielles et intellectuelles, ce qui correspond à la réponse 2. Les autres options sont incorrectes car elles limitent ou déforment cette définition.

2. Quel est l'auteur associé à la définition des systèmes mécaniques, informatiques ou mixtes dans la caractéristique des robots selon le contenu?

A. ENSAM, Clovis Francis, S-2ENSAM

B. PERROUX (date)

C. Denavit et Hartenberg (1955)

D. Petit Larousse

Answer: (A)

Explicación

L'auteur ENSAM, Clovis Francis, S-2ENSAM est explicitement mentionné dans le contenu comme étant associé à la définition des systèmes mécaniques, informatiques ou mixtes dans la robotique, ce qui en fait la réponse correcte.

3. Quel est le rôle principal d'une articulation simple dans un mécanisme robotique ?

A. Réduire la coût de fabrication du robot

B. Augmenter le nombre de degrés de liberté du robot

C. Augmenter la rigidité de la structure du robot

D. Permettre une rotation ou une translation contrôlée entre deux corps

Answer: (D)

Explicación

Une articulation simple a pour rôle de limiter le mouvement relatif entre deux corps à une seule variable, que ce soit une rotation ou une translation, facilitant ainsi la modélisation et le contrôle du robot.

4. Quand la démarche analytique pour établir le modèle géométrique inverse du robot SCARA a-t-elle été proposée ?

A. En 1788 avec les équations de Lagrange

B. En 1955 par Denavit et Hartenberg

C. En 2000 lors de la dernière conférence internationale en robotique

D. En 1981 par Paul

Answer: (D)

Explicación

La démarche analytique pour établir le modèle géométrique inverse du robot SCARA a été proposée par Paul en 1981, ce qui est une étape clé dans la modélisation géométrique des robots.

5. En quoi les matrices de transformation homogène et les paramètres de Denavit-Hartenberg diffèrent-ils ou se ressemblent-ils dans la modélisation cinématique des robots ?

A. Les matrices de transformation homogène sont spécifiques aux robots SCARA, alors que les paramètres de Denavit-Hartenberg s'appliquent à tous les robots.

B. Les matrices de transformation homogène et les paramètres de Denavit-Hartenberg sont deux noms pour la même chose, utilisés dans des contextes différents.

C. Les matrices de transformation homogène sont des outils pour changer de repère, tandis que les paramètres de Denavit-Hartenberg sont une méthode pour construire ces matrices à partir de paramètres géométriques.

D. Les matrices de transformation homogène décrivent uniquement la translation, alors que les paramètres de Denavit-Hartenberg décrivent uniquement la rotation.

Answer: (C)

Explicación

Les matrices de transformation homogène sont des outils permettant de représenter la rotation et la translation pour changer de repère dans l’espace. Les paramètres de Denavit-Hartenberg sont une méthode systématique pour définir ces matrices à partir de paramètres géométriques spécifiques à chaque articulation. La différence réside donc dans leur rôle : l’un est un outil général, l’autre une méthode de paramétrage.

6. Qui a formulé et proposé les paramètres utilisés pour la modélisation cinématique des robots articulés, connus sous le nom de paramètres de Denavit-Hartenberg ?

A. Denavit et Hartenberg en 1955

B. S. Perroux en 1980

C. L. L. Whitcomb en 1990

D. J. Paul en 1981

Answer: (A)

Explicación

Les paramètres de Denavit-Hartenberg ont été formulés et proposés par Jacques Denavit et Richard S. Hartenberg en 1955 pour standardiser la description géométrique des robots articulés.

7. Quelle est la conséquence de la multiplicité des solutions dans le modèle géométrique inverse (MGI) pour la planification des trajectoires d’un robot ?

A. Elle permet une meilleure précision dans la position finale du robot.

B. Elle n’a pas d’impact significatif sur la planification, car toutes les solutions sont équivalentes.

C. Elle oblige à gérer plusieurs configurations possibles pour éviter des collisions ou incohérences.

D. Elle simplifie la résolution du problème inverse en réduisant le nombre de solutions.

Answer: (C)

Explicación

La multiplicité des solutions du modèle géométrique inverse signifie qu’il existe plusieurs configurations articulaires possibles pour atteindre la même position de l’organe terminal. Cela oblige le planificateur à gérer ces différentes configurations pour choisir celle qui évite les collisions ou respecte les contraintes mécaniques, ce qui complexifie la planification.

8. Comment utilise-t-on les modèles dynamiques pour prévoir la réponse d’un robot lorsqu’on applique un couple aux articulations ?

A. On utilise uniquement la matrice de transformation homogène pour changer de référentiel.

B. On détermine la configuration articulaire à partir de la position de l’outil en résolvant le modèle géométrique inverse.

C. On calcule la position de l’organe terminal à partir des paramètres de Denavit-Hartenberg.

D. On résout les équations du mouvement en utilisant la matrice de masse, le vecteur de Coriolis et le vecteur gravitationnel pour calculer les accélérations.

Answer: (D)

Explicación

Les modèles dynamiques, exprimés par l’équation $M(q)\ddot{q} + c(q, \dot{q}) + g(q) = au$, permettent de prévoir la réponse du robot en calculant les accélérations à partir des couples appliqués, en utilisant la matrice de masse, le vecteur de Coriolis et le vecteur gravitationnel.

9. Quelle est la caractéristique principale du profil de vitesse trapézoïdal utilisé dans la génération de trajectoires ?

A. Il garantit la continuité de l’accélération tout au long du mouvement.

B. Il est toujours le plus rapide pour minimiser la durée du déplacement.

C. Il présente une variation de vitesse en forme de courbe sinusoïdale.

D. Il comporte une phase d’accélération, une phase de vitesse constante, puis une phase de décélération, formant une forme en trapèze.

Answer: (D)

Explicación

Le profil de vitesse trapézoïdal est caractérisé par une phase d’accélération, une phase de vitesse constante, puis une phase de décélération, ce qui lui donne une forme en trapèze. Cette structure permet de contrôler la vitesse tout en respectant les limites mécaniques.

10. Qu'est-ce qu'une méthode de profil de vitesse en robotique ?

A. Une approche pour optimiser la consommation énergétique d'un robot lors de sa trajectoire

B. Une technique pour déterminer la trajectoire spatiale d'un robot en fonction de la position

C. Une procédure pour calculer la force ou le couple nécessaire à un mouvement donné

D. Une méthode pour planifier la variation de vitesse d'un mouvement dans le temps, en respectant des contraintes mécaniques

Answer: (D)

Explicación

La méthode de profil de vitesse concerne la planification de la variation de vitesse dans le temps pour un mouvement robotique, afin d'assurer fluidité et respect des contraintes mécaniques, comme dans les profils trapézoïdal ou sinusoïdal.

11. Quel paramètre de Denavit-Hartenberg représente l'angle de rotation entre deux axes Zj-1 et Zj autour de l'axe Xj-1?

A. rj (distance r j)

B. αj (alpha j)

C. dj (distance j)

D. θj (theta j)

Answer: (B)

Explicación

Le paramètre αj (alpha j) est l'angle de rotation entre les axes Zj-1 et Zj autour de l'axe Xj-1, selon la convention de Denavit-Hartenberg.