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Mécanique


Introduction

La partie mécanique étant une chose complexe à développer dans ces pages car c’est la seule partie que doit être refaite toutes les années afin de répondre au mieux au règlement et ainsi être performant.


Motorisation

Nous avons fait le choix de développer notre motorisation, cet ensemble est celui qui mérite le plus d’attention et de budget dans un robot performant, par contre nous pouvons le réutiliser plusieurs années de suite.

Voici la motorisation que nous avons utilisé de 2009 à 2011 (3 coupes) :

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Voici une vue en coupe du système

Performance du système :

Vitesse calculée : 1.2 m/s
Vitesse mesurée : 0.96 m/s
Vitesse maximum obtenue en 2011 : 0.76m/s
Accélération maximum obtenue en 2011 : 3.174 m/s²
Vitesse moyenne obtenue en 2011 : 0.24m/s
Accélération moyenne obtenue en 2011 : 0.113m/s²

Voici la motorisation que nous utilisons depuis 2012 :

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Nos roues motrices sont réalisées à partir d’un moyeux aluminium revêtu d’un bandage Polyuréthane d’une dureté de 50 ShA rectifié au diamètre 60mm. Ces roues sont fixés à l’aide d’un moyeux expansible (frette de serrage) sur un axe monté sur roulements.

Nos roues codeuses sont aussi réalisées à partir d’un moyeux en aluminium revêtu d’un bandage polyuréthane d’une dureté de 80 ShA rectifié au diamètre 40mm.

L’ensemble codeur + roue codeuse est fixé à l’aide d’un axe pivot monté sur roulement.

Nous avons changé de construction pour plusieurs raison : 

  • le poids du robot grandissant d’année en année, les petits roulements du réducteur devenaient trop faible
  • nous souhaitions améliorer la dynamique du robot en modifiant les dimensions des roues motrices (plus la roue est petite moins le moteur doit fournir d’effort pour faire avancer le robot donc les accélérations sont plus franches) ainsi que leurs adhérences, en augmentant la surface de contact avec le sol nous réduisons l’effet de glissement du robot dans les virage et au démarrage de celui-ci.
Performance du système :

Vitesse calculée : 0.634 m/s
Vitesse mesurée : 0.56 m/s
Vitesse mesurée : 0.56 m/s
Vitesse moyenne obtenue en 2012 : NA
Accélération moyenne obtenue en 2012 : NA
Vitesse maximum obtenue en 2012 : NA

Nous n’avons pas encore calculé ces données mais nous espérons beaucoup de l’édition 2013.

En effet notre robot étant dynamique mais un peut trop lent en vitesse pure, nous allons jouer sur le rapport de réduction possible grâce au système de transmission poulie / courroie pour atteindre une vitesse calculé de 0.8 m/s

Nous compléterons cette page après nos essais.


Les systèmes monte et baisse appelés aussi « ascenseur »

Durant nos différentes conceptions, nous avons eu besoin de système d’« ascenseur » afin de lever ou d’accéder à des objets. Nous allons vous présenter 2 systèmes.

Le système basique Poulie / Courroie

Ce système est utilisé par un grand nombre, sa mise en œuvre est des plus simple.

Par contre, il possède quelques inconvénients :

  • pour parcourir une grande distance, la poulie motrice devra parcourir plusieurs tours donc pas de servomoteur.
  • il n’y a que 2 positions précises (haut et bas), les positions intermédiaires doivent faire appel à un codeur sur le moteur pour avoir une précision ou à l’utilisation de microrupteurs mais beaucoup moins précis à grande vitesse donc du câblage et de la gestion informatique supplémentaire.
  • au moment de la conception, il faudra prendre en compte un réglage de la tension de la courroie. Sur l’exemple ci-dessous, c’est la plaque de fixation moteur qui peut être tirée vers le haut.
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Le système de Bielle

Ce système demande un peu plus d’étude mécanique quand au dimensionnement des différentes cames.

Nous utilisons un servomoteur « fixe » (AX12) afin de connaître avec précision la position en hauteur du système, mais aussi gérer la vitesse de déplacement. Le servomoteur doit réaliser une rotation de 157° afin que le mobile se déplace de 180 mm en 0.59s soit une vitesse linéaire calculée de 18.3 m/min
Les cames 1 et 2 sont présentes afin de transmettre le mouvement, les pivots 1et 2 sont présents afin de permettre un mouvement entre les cames et l’ensemble mobile.

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