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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : David St-Onge


PLAN DE COURS

Été 2026
MEC744 : Manipulateurs robotiques (3 crédits)


Préalables
Pour tous profils : MAT265, MEC222



Description du cours
Ce cours présente les concepts de cinétique directe et inverse, de Jacobien et de dynamique des manipulateurs.

Au terme de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure :
  • de dériver les équations cinématiques directes pour une architecture de manipulateur sérielle ou parallèle;
  • d’obtenir la représentation en cinématique inverse pour le contrôle d’un manipulateur;
  • d’identifier les particularités d’une architecture et d’une configuration de manipulateur par l’analyse de son Jacobien;
  • de proposer des architectures de manipulateurs adaptés aux requis géométriques d’une tâche.
Rappels de cinématique et de dynamique des corps rigides dans l’espace. Vue d’ensemble des manipulateurs : historique, définitions, classification et applications (industrielles et commerciales). Cinématique et dynamique des manipulateurs : conception géométrique (sérielle et parallèle), cinématique directe et inverse, Jacobien (calcul et analyse), calcul des vitesses, planification et programmation des trajectoires.

Laboratoires portant sur la cinématique et la programmation de tâches simples sur des manipulateurs robotiques commerciaux.



Stratégies pédagogiques
  • 3 h 30 de cours par semaine (incluant une pause de 30 minutes).
  • 2 heures de laboratoire toutes les semaines, réparties sur 3 projets

 

Utilisation d’un ENA (environnement numérique d’apprentissage) : la plateforme de cours Moodle (https://ena.etsmtl.ca) sera utilisée pour le téléchargement des documents du cours, les quiz hebdomadaires, les travaux en équipe (forum privé pour chaque équipe) et la
remise des travaux.
Pédagogie inverse hybride : le matériel du cours est développé de manière à permettre un apprentissage des concepts clés en différé,
selon l'horaire de l'étudiant. Chaque semaine, un quiz sur Moodle valide les apprentissages avant la rencontre en classe. Celle-ci sert ainsi
à discuter des concepts et à s'exercer ensemble.




Informations concernant l’agrément du BCAPG
Ce cours compte 58,8 unités d'agrément réparties comme suit :

Catégories de UA Nombre Proportion Matière(s) traitée(s)
Mathématiques 20,58 UA 35,00 %
Science du génie 23,52 UA 40,00 %
Conception Ingénierie 14,7 UA 25,00 %






Utilisation d’appareils électroniques

N/A




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Jeudi 13:30 - 17:30 Travaux pratiques (2 sous-groupes)



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Bruno Belzile Activité de cours bruno.belzile@etsmtl.ca
01 David St-Onge Activité de cours David.st-onge@etsmtl.ca A-2824
01 David St-Onge Travaux pratiques (2 sous-groupes) David.st-onge@etsmtl.ca A-2824
01 Travaux pratiques (2 sous-groupes)
01 Travaux pratiques (2 sous-groupes)
01 Bruno Belzile Travaux pratiques (2 sous-groupes) bruno.belzile@etsmtl.ca



Cours
Séances Description Nbr heures

C1

Introduction à la robotique industrielle et à ROS

3

C2

Mathématiques préliminaire / Transformations homogènes

3

C3

Cinématique directe des manipulateurs sériels

3

C4

Cinématique inverse des manipulateurs sériels

3

C5

Ergonomie et SST avec des manipulateurs

3

C6

Révision pour examen intra

3

C7

EXAMEN INTRA

3

C8

Matrice Jacobienne et dynamique des manipulateurs sériels

3

C9

Gestion des mouvements et génération des trajectoires des manipulateurs

3

C10

Introduction aux manipulateurs mobiles

3

C11

Cinématique des manipulateurs parallèles

3

C12

Étalonnage, métrologie et applications industriels en robotiques de précision

3

C13

Révision pour examen final

3




Laboratoires et travaux pratiques

Séances de laboratoire sur le contrôle d'un manipulateur mobile dans l'environnement Robotic Operating System (ROS) de la simulation Gazebo au robot réel (base mobile Clearpath Dingo et manipulateur Kinova Gen3Lite). Les projets des laboratoires sont réalisés en partie au local attitré (A-2230), mais demandent également de travailler à distance en simulation entre les séances. L'ensemble des laboratoires est réalisé dans le langage de programmation Python. Une base de programmation Python est nécessaire.




Utilisation d'outils d'ingénierie
  • Robotic Operating System (environnement de développement robotique);
  • Gazebo (simulateur physique et dynamique);
  • Langage Python.



Évaluation


Informations additionnelles :

 

Activités Pondération (%) Date de remise

Quiz

10 %

(moyenne des 11 quiz)

Avant chaque cours

Laboratoires

Projet 1 : 5 %

Avant le 3ième laboratoire

Projet 2 : 15 %

Avant le 6ième laboratoire

Projet 3 : 25 % Avant la fin du semestre
Examen intra 20 % Au 7ième cours
Examen final 25 % Semaine des examens finaux



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 22 juin 2026



Politique de retard des travaux
Conformément au Règlement des études de premier cycle (article 7.5.6) et au Règlement des études de cycles supérieurs (article 6.5.6), tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés à l’article 7.5.5.1 dans le Règlement des études de premier cycle et l’article 6.5.2 dans le Règlement des études de cycles supérieurs, se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions soient communiquées par écrit par la personne enseignante dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Retard de remise électronique via la plateforme Moodle pour les laboratoires (https://ena.etsmtl.ca) : pénalité de 10 % par 24 h de retard.




Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par la personne enseignante du cours ou la personne coordonnatrice dans le cas des stages.



Documentation obligatoire

Les notes de cours, exercices et instructions des laboratoires sont disponibles sur le site du cours sur Moodle. Plusieurs autres ressources y sont également disponibles pour aider les étudiants à apprivoiser le langage de programmation Python.




Ouvrages de références

Les références principales du cours sont :

 

  • Herath, Damith et St-Onge, David, éds. 2022. « Foundations of Robotics : A Multidisciplinary Approach with Python and ROS ». Singapore : Springer Nature Singapore. 543 p. (disponible en pdf en ligne : https://link.springer.com/book/10.1007/978-981-19-1983-1, également partiellement disponible en français en ligne : https://pressbooks.etsmtl.ca/fondementsrobotique/)
  • Roland Siegwart, Illah Reza Nourbakhsh and Davide Scaramuzza. 2011. Introduction to Autonomous Mobile Robots (Second Edition). MIT Press. (disponible en pdf à la BiblioTech)

 

D'autres références servent en complément :

 

  • Morgan Quigley, Brian Gerkey, and William D. Smart. 2015. Programming Robots with ROS: A Practical Introduction to the Robot Operating System (First edition). O’Reilly Media, Inc.
  • Gregory Dudek, and Mikael Jenkin. 2010. Computational Principles of Mobile Robotics. Cambridge: Cambridge University Press.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/course/view.php?id=29561