Lexique des mécanismes parallèles

Définitions fondamentales

Mécanisme parallèle : Mécanisme en chaîne cinématique fermée dont l'organe terminal est relié à la base par plusieurs chaînes cinématiques indépendantes (Jean-Pierre Merlet).

Termes similaires : manipulateur parallèle, plateforme de Stewart, plateforme de Gough-Stewart, plateforme de Gough, mécanisme en boucle fermée, machine cinématique parallèle, hexapode.

L'utilisation des termes similaires ci-dessus se rapporte aux définitions suivantes.

Selon une traduction des définitions de l'IFToMM (1991) dans «Terminologie pour la théorie des machines et mécanismes» :

• Mécanisme : système de corps conçu afin de convertir des mouvements de, et des forces sur, un ou plusieurs corps en mouvements contraints de, et des forces sur, d'autres corps.
• Mécanisme sphérique : mécanisme dont tous les liens se déplacent autour de sphères concentriques.
• Machine : système mécanique qui accomplit une tâche spécifique, telle que le formage, et la transmission de force et de mouvement.
• Robot : mécanisme piloté par une unité de commande qui réalise automatiquement des tâches telles que la manipulation, l'inspection ou l'usinage.
• Manipulateur : dispositif pour prendre des objets et commander leurs mouvements.
• Chaîne cinématique : assemblage de liens et de joints.

Selon la norme ISO 8373 intitulée «Robots manipulateurs industriels - Vocabulaire» (1994) :

• Manipulateur : une machine, un mécanisme constitué normalement d'une série de segments qui sont reliés par un joint assurant une rotation ou une translation relative entre segments, dont le but est de prendre et déplacer des objets (pièces ou outils) avec plusieurs degrés de liberté. Il peut être commandé par un opérateur, une unité de commande électronique ou un sytème logique (dispositif à cames, relais, câbles, etc.).
• Robot parallèle : robot dont les bras (axes principaux) possèdent trois joints prismatiques concourants.

Selon l'histoire des mécanismes parallèles et de la robotique en général :

• Plateforme de Gough-Stewart : mécanisme parallèle à 6 DDL muni des 6 chaînes cinématiques parallèles identiques qui sont constituées d'un cardan, d'un actionneur prismatique et d'une rotule.
• Machine parallèle cinématique : machine-outil dont le manipulateur est un mécanisme parallèle.
• Hexapode : 1. insecte à six jambes. 2. robot qui marche grâce à six jambes articulées. 3. machine parallèle cinématique avec six jambes.

Mécanisme pleinement parallèle : mécanisme parallèle doté d'une extrémité à  n DDL solidaire de la base par la biais de n chaînes cinématiques indépendantes, chacune possédant un joint actionné par un moteur.

Mécanisme hybride parallèle : mécanisme parallèle doté d'une extrémité à n DDL solidaire de la base par la biais de m (m < n) chaînes cinématiques indépendantes, chacune possédant un ou plusieurs joints actionnés par un ou plusieurs moteurs.

Mécanisme parallèle orientable : mécanisme parallèle dont les points de la plateforme mobile décrivent des trajectoires situées sur des sphères concentriques.

Termes similaires : mécanisme à poignet parallèle.

Synthèse d'architecture

Les chaînes cinématiques ouvertes sont habituellement décrites par l'ordre d'apparition de leur joints qui sont aussi appelés des articulations, notées de la façon suivante :

• P : prismatique ;
• R : rotoïde ;
• U : cardan;
• S : rotule ;
• H : vis ou glissière hélicoïdale ;

N.B. Il arrive souvent qu'on utilise U pour désigner un cardan (joint rotoïde à 2 DDL, joint universel). On peut aussi représenter un cardan par (RR).

On note qu'une articulation est actionnée en soulignant la lettre correspondante (i.e., P or R).

Exemple : Les chaînes cinématiques sérielles d'une plateforme de Gough-Stewart sont du type UPS.

Par conséquent, les mécanismes parallèles avec des chaînes cinématiques identiques sont notés n-JJJJ où n est le nombre de chaînes cinématiques et JJJJ décrit le type de chaîne cinématique dont la dernière lettre précise l'articulation attachée à la plateforme mobile. Puisque l'information du type de chaînes et du nombre d'actionneurs est insuffisante pour déterminer le nombre de DDL du mécanisme final, celui-ci doit être précisé.

Exemples :

• La plateforme de Gough-Stewart est un mécanisme pleinement parallèle à 6 DDL du type 6-UPS.
• L'Oeil agile de l'Université Laval est un mécanisme pleinement parallèle sphérique à 3 DDL du type 3-RRR.
• Le Tripteron de l'Université Laval est un mécanisme pleinement parallèle à 3 DDL du type 3-PRRR.