Modélisation d’un Robot SCARA à structure complexe (Parallèle) destiné à manipuler une sonde échographique

Abstract

La télé-échographie robotisée, vue comme un ensemble de plusieurs modules (poste maître, poste esclave, communication, image, visioconférence, etc.), permet à un opérateur expert d'assister à distance à une échographie lorsqu'un patient ne peut pas bénéficier localement des meilleures conditions de soins, il doit parfois se déplacer vers une autre ville pour se faire examiner par des experts. Cette situation n'est pas toujours recommandée, car un déplacement peut présenter un danger. A partir de cette situation, ce travail s’intègre dans le cadre du développement d’un système de télé-échographie robotisée performant basé sur les avantages de la qualité d’image d’échographie et la structure transportable avec un grand espace de travail. Ce type du robot permettrait à l’expert de réaliser des examens à distance sur des patients dans des villes ou villages d'une manière permanente et sans avoir besoin de personnel hautement qualifié sur place. A partir d'une étude menée sur des robots existants de télé-échographie, elle nous a permis de retenir une famille de topologies qui constitue une base de solution. L’étude des gestes de l’expert médical a permis de définir les mouvements que le robot doit réaliser ; ce qui constitue un paramètre du cahier de charge. Dans ce travail la structure proposée est basée sur le porteur de type SCARA à structure parallèle, à cause de ses avantages à savoir la mobilité, le volume du robot et la surface de travail qui est presque parallèle à la surface d’analyse. Nous avons étudié les cas du porteur lié par un poignet à trois axes concourants et par un poignet à trois axes non concourants. Les modèles géométrique et cinématiques concernant ce type du robot nous permettent de choisir le poignet qui donne le meilleur fonctionnement de la sonde d’échographie. Le porteur avec le poignet à trois axes non concourants semble le mieux adapté, et permet à la sonde de diagnostiquer l’organe sans atteindre de singularités (celles-ci se trouvent en dehors de la zone du diagnostic). Aussi, une étude dynamique pour assurer la commande prédictive du robot, a été faite. Enfin, nous avons réalisé un programme sous MATLAB qui nous permet de calculer et vérifier le modèle géométrique et cinématique de notre robot.