Asservissement en position d'un manipulateur robotique pour l'échographie 3D des artères des membres inférieurs

La maladie occlusive artérielle périphérique requiert une imagerie en trois dimensions des vaisseaux sanguins pour le diagnostic, la localisation et le traitement des sténoses. Le système d’imagerie échographique 3D est une alternative non invasive et non dispendieuse comparativement aux systèmes conventionnels. Cette reconstruction en trois dimensions peut être obtenue via la combinaison d’images échographiques planaires dont la position de chaque capture est connue. Le robot échographique ETS 3D-US de l’École de technologie supérieure est conçu pour accomplir cette imagerie. Il effectue les déplacements de la sonde en contact avec le patient pour la capture des images tout en mesurant la position de ces dernières. Ce mémoire expose la conception et la mise en oeuvre d’un système de commande de position de premier niveau pour ce robot. Grâce à la modélisation du robot, aux faibles vitesses d’opération et à des réducteurs de vitesse à ratio élevé, la loi de commande par couple pré-calculé est linéaire et décentralisée. Cette dernière est couplé de manière sérielle avec une loi de commande de type proportionnel-intégral-dérivée (PID). Lorsqu’estimée à partir des erreurs d’asservissement des moteurs, les résultats expérimentaux montrent une précision en position de 0.5 mm et en orientation de 0.3°, ce qui satisfait les exigences du cahier de charge. Par conséquent, nous concluons que cette approche constitue un système de commande de premier niveau valable si la structure mécanique du robot présente de faibles erreurs géométriques. Donc, un étalonnage géométrique sera nécessaire pour assurer une précision adéquate