OpenWheels : roues et chenilles paramétriques pour l'impression 3D

Sur un robot, il y a des chances que les roues soient importantes

Pour mon dernier robot, R.Ian, j'ai décidé de fabriquer les roues, à l'imprimante 3D.

J'ai donc fait un script OpenScad, et fait en sorte qu'on puisse modifier des paramètres de la roue, par exemple, la taille, l'épaisseur de la jante, le nombre de bras, l'axe central, etc.

 

J'ai maintenant décidé de rendre cette partie du code plus générique, et faire quelque chose d'adaptable, et de configurable à souhait. Du coup, voici le projet OpenWheel, pour lequel j'ai créé un GitHub.

 

C'est encore en développement, mais voici les fonctionnalités prévues: 

• roues paramétriques (fait);
• pneus configurables (fait);
• engrenages paramétriques (fait);
• roues pour chenilles paramétriques (fait)
• chenilles paramétriques (en partie fait)

 

Voici les engrenages imprimés :

 

J'ai aussi fait une version avec un rebord, adapté pour l'utilisation avec des chenilles. 

Voici un exemple de test de chenille imprimée en ninjaflex :

 

Du coup voici ce que ça donne : 

 

C'est encore en développement, mais certaines choses sont déjà fonctionnelles. Pour ce qui est des pneus, il y a des pneus lisses, ou crantés, avec des rebords. 

Pour les chenilles et les roues adaptées à celles ci , on choisir le nombre de "crans" sur la roue, et celui sur la chenille, et le script génère les deux pièces adaptées. J'ai pu tester, le tout s’emboîte bien, et la transmission de la rotation et de la puissance se passe bien.

 

La roue avec les rebords permet de garder la chenille en place. Je dois faire un petit ajustement, et élargir celle ci, car la chenille fait la même largeur que la roue, et du coup je vais rajouter une petite marge automatique qui réduira la friction.

Les chenilles ont la face externe plane, je dois également rajouter un système de crans pour améliorer l’adhérence/traction.

 

Intéressant tout ce que tu peux imprimer

Juste une question, tes chenilles sont lisses à l'extérieur (face en contact avec le sol, en cours d'utilisation) ?

Intéressant tout ce que tu peux imprimer

Juste une question, tes chenilles sont lisses à l'extérieur (face en contact avec le sol, en cours d'utilisation) ?

Bonjour,

précisement, c'est le cas pour le moment. L'intérieur a les "bumps" qui vont avec les creux de la roue (et le contraire).

La face en contact avec le sol est lisses, mais je prévois d'ajouter des reliefs (configurables).

 

Un peu comme sur les pneus de R.Ian : 

 

D'ailleurs, c'est ce que je ferai dans un premier temps, avant d'essayer divers motifs. Il faudra que je fasse des essais pour voir ce qui fournir la meilleure adhérence.

La chenille ne se barre pas ?

 

Il y a pas mal de model de roue sur thingiverse, mais aussi des chenilles à maillons.

La chenille ne se barre pas ?

 

Il y a pas mal de model de roue sur thingiverse, mais aussi des chenilles à maillons.

Du fait de la lèvre sur le côté, la chenille reste en place. Sur la photo, il s'agit du

premier prototype, qui lui n'en disposait pas (et là, la chenille reste mal en place).

 

Sur thingiverse, il y a en effet des tas de roues. Il y a aussi des chenilles, etc.

Seulement peu sont paramétriques, ajustables, facilement configurables. 

Le but c'est bien ça : quelqu'un veut une roue ou une chenille pour un robot,

il suffit de changer la valeur de quelques variables pour générer roues et chenilles.

 

De plus, de par la conception paramétrique avec openscad, il est possible d'intégrer

directement l'ensemble à un modèle de chassis, et de faire que de nombreuses choses

se calculent automatiquement, comme je suis parvenu à le faire pour  R.Ian et R.Hasika.

 

Un autre point à prendre en compte, c'est l'inter-compatibilité de tous ces éléments. 

En effet, l'idée c'est que quand j'ai mes roues, je peux mettre des pneus, ou des chenilles dessus, sans

les changer. De même je peux avoir divers types de pneus, ou de chenilles.

 

Je peux aussi changer mes moteurs, en conservant les chenilles, il suffit de changer soit la roue entière, soit

le système de fixation de la roue sur l'axe moteur.

 

Bien sur, tous les paramètres sont ajustables (longueur, largeur, nombre de bras des roues, motifs des chenilles/pneus, etc.), et le tout

en changeant simplement les variables spécifiées en haut du code.

 

En outre, peu de projets complets sont pensés pour l'utilisation du ninjaflex. Tu mentionnes les chenilles à maillons, qui ont l'intérêt de permettre des tailles de chenilles quasi illimitées, mais offrent de moins bonnes performances (bien sur sur les petits robots, sur de très gros, ça devient irréaliste).

 

Enfin, dernier point, il s'agit d'un projet totalement open source, donc quiconque peut faire un fork, modifier et redistribuer le code, ou encore contribuer, contrairement à un simple fichier stl sur thingiverse. En outre la licence de thingiverse est devenue semble t'il restrictive et suspecte.

 

Bref, je ne dis pas que rien de tel n'existe, mais si on prend tous les critères à la fois, il y a bien moins, voir pas de projet de ce genre ^^

Au cas ou ça ne se serait pas vu, je suis à fond sur l'open source/open hardware ^^ Dans le cadre de la robotique, sans ça, on aurait pas de raspi (raspbian rend utilisable le raspi, et sans un linux derrière, ça ne serait pas devenu ce que c'est maintenant) ou le arduino (open source ET open hardware ^^), donc je pense qu'il faut continuer à pousser!

Bravo, ce que tu fais est super ?

Quelques remarques:
- je pense que l'intérieur de la chenille doit être crantée en parfaite adhérence avec le barbotin.
- l'extérieur doit être crantée ou pas, au choix. Cela dépend de la qualité de l'accroche nécessaire. Lisse, c'est mieux pour les demi-tours sur place.
- je ne suis pas d'accord avec toi, les chenilles des chars de combats ont bien des maillons.
- mais pourquoi une chenille aussi fine ?
- à mon avis, les barbotins devraient être pleins pour plus de solidité, pas sûr qu'ils résistent, c'est du nylon ?

Bonjour, et merci

• L’intérieur de la chenille est cranté, comme la roue d'entrainement de la chenille. 
• l'extérieur aura un motif, ou pas, activable ou désactivable. Pour l'instant, pas encore de motif, mais rapidement, je mettrai des stries comme sur le pneu de R.Ian, puis des motifs plus complexes plus tard (des rainures en V). Encore une fois activables ou désactivables en changeant une variable : 1 pour activer, 0 pour désactiver.
• je suis d'accord, les chars de combat on des maillons. Mais à petite échelle, la chenille souple reste efficace. Quand ça devient trop gros, la chenille souple devient impossible, il faut passer aux maillons. Ceux ci sont de plus aussi solides qu'on veut, puisqu'on peut les faire en metal. Mais quand on a un petit robot, la chenille souple type caoutchouc permet une meilleure adhérence, selon moi;
• si tu parles de la largeur de la chenille, elle fait 5mm sur les photos, juste pour tester. L'impression 3D a pris 20 minutes pour les deux roues et au moins autant pour la chenille. Donc je fais petit jusqu'à etre satisfait de tout, avant d'en faire une grande adaptée pour un robot. là, c'est des protos Si tu parles réellement de l'épaisseur, eh bien 2mm d'épaisseur ça permettait une bonne solidité, sans prendre trop de matériau, et c'est comparable aux chenilles pololu. Dans tous les cas, largeur et épaisseur de la chenilles sont réglables, en changeant une variable dans le script;
• les barbotins, ce sont les roues d'entrainement? dans ce cas, si tu regardes R.Ian, qui  a des roues plus grandes, avec seulement 5 rayons, eh bien pourtant les roues sont incroyablement solides. Je ne pourrai pas les casser à la main, et elles ne se déforme pas du tout. Le matériau, c'est du PLA. Les petites roues en photo au dessus, je ne pourrais pas les casser même en me mettant debout dessus, or les forces exercées par mes robots sont bien plus faibles (mes robots sont petits, généralement moins de 20cm dans la plus grande longueur). De toutes façons, c'est encore réglable, on peut configurer la largeur de la roue, l'épaisseur des bras, voire le fait d'avoir un fond plein (par contre je n'ai pas prévu une roue pleine, je l'ajouterai). J'ai fait comme ça pour 3 raisons : économiser le plastique et la réduire la durée d'impression, l'esthétique (les roues pleines sont rarement jolies ) et le fait qu'avec une roue à rayon, je peux avoir un capteur qui détecte les rayons et ainsi savoir de combien la roue à tourné.

Merci pour toutes tes explications. Tout cela me semble, maintenant, cohérent.

Mais,... quand je construit un char, et ces derniers temps, j'en ai fait quelques uns, je ne connais pas sa longueur à l'avance, et donc la longueur de la chenille.
D'où l'intérêt, pour moi, d'avoir des maillons.

Merci pour toutes tes explications. Tout cela me semble, maintenant, cohérent.

Mais,... quand je construit un char, et ces derniers temps, j'en ai fait quelques uns, je ne connais pas sa longueur à l'avance, et donc la longueur de la chenille.
D'où l'intérêt, pour moi, d'avoir des maillons.

Salut! C'est un énorme avantage des maillons, effectivement

Avec mes chenilles je suis obligé de prévoir très précisément la taille de l'ensemble, car trop peu de tension et ça en fonctionne pas, trop de tension et ça force sur les moteurs.

Salut! C'est un énorme avantage des maillons, effectivement
Avec mes chenilles je suis obligé de prévoir très précisément la taille de l'ensemble, car trop peu de tension et ça en fonctionne pas, trop de tension et ça force sur les moteurs.

Précisément ! À un maillon près, cela change tout.
Dans la vrai vie, une visse tend la chenille, mais cela augmente la complexité sans apporter grand chose au résultat final.

Hello!

J'ai bien avancé sur ce projet, on a maintenant un générateur de roues, d'engrenages, de pneus et de chenilles.

Il y a également un générateur pour l'ensemble, avec quelques petits ajustements à faire :

 

Sur ce rendu 3D, vous pouvez voir la roue libre avant, la roue propulsée à l'arrière, et l'engrenage qui entraîne la roue

propulsée. Cela permet de ne pas exercer de forces latérales sur l'axe du moteur, mais plutôt de les exercer sur l'axe

des roues qui est en acier de 5mm.

 

Le système est compatible avec des roues ou encore des chenilles comme sur cette photo :

C'est bien vu ! Le barbotin est plus large que la chenille ainsi les crans sont bien ancrés dans leur logement.
Bon boulot.