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Lego - Parabolic Tank Climber


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14 réponses à ce sujet

#1 Oracid

Oracid

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Posté 26 avril 2016 - 06:09

906501IMG1800s.jpg222174IMG1803s.jpg

Avec ce nouveau char, l'objectif est de supprimer les petits bras disgracieux qui ont aidé au franchissement du nez de marche dans ma dernière vidéo, 'https://youtu.be/f7oeTAercCA'
Après quelques hésitations, je m'oriente vers un char dont je contrôle la partie supérieur des trains de chenilles, ceci afin d'éviter le déchenillage, chose inévitable avec cette taille de char.
C'est cette configuration originale qui donne cette forme parabolique.

Avec une hauteur de 20cm, garder des proportions raisonnables et, pourquoi pas, une esthétique originale, c'est le parie que je fais.
Pour information, déjà, ce char monte parfaitement bien des escaliers.

Actuellement, ce char a 4 moteurs XL, Lego, j'espère en positionner 8 sur ce châssis afin d'avoir une réserve de puissance pour un éventuel bras articulé.

Longueur 89cm
Largeur 46cm
Hauteur 20cm
Poids 2134g

#2 sky99

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Posté 27 avril 2016 - 08:33

Salut!

Il est énorme :)

A propos des moteurs, c'est une question que je me posais la dernière fois : 

y a t'il un système qui permet de les synchroniser entre eux (je pense à ceux qui

sont sur la même chenille)? car dans mon cas, mes moteurs ont tous une vitesse

légèrement différente, et sans ajustement précis, ça causerait des soucis pour

un robot avec plusieurs moteurs par chenille.

Comment gères tu cela?

 

Sinon, avec des dimensions aussi importantes, n'y a t'il pas des effets de torsion? Je ne connais pas bien

la rigidité des poutres lego à cette échelle!


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#3 Oracid

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Posté 28 avril 2016 - 06:38

J'aurais bien aimé le faire plus petit, mais je n'y suis pas parvenu.
Pour les moteurs, en théorie tu dois avoir raison, mais dans la pratique cela fonctionne bien. D'autant que ces moteurs ont un réducteur de vitesse incorporé.
Il doit y avoir un phénomène d'auto compensation. Quand on couple deux moteurs dont un seul est alimenté, l'autre tourne également. J'ai fait une vidéo sur ce sujet, ' https://youtu.be/X4BDD0Big5c '
Pour la rigidité, c'est un problème, mais une certaine souplesse n'est pas un inconvénient. Disons que j'essaye de m'en convaincre.
Mais de toute façon, rigidifier l'ensemble serait trop lourd.

#4 sky99

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Posté 28 avril 2016 - 08:01

J'aurais bien aimé le faire plus petit, mais je n'y suis pas parvenu.
Pour les moteurs, en théorie tu dois avoir raison, mais dans la pratique cela fonctionne bien. D'autant que ces moteurs ont un réducteur de vitesse incorporé.
Il doit y avoir un phénomène d'auto compensation. Quand on couple deux moteurs dont un seul est alimenté, l'autre tourne également. J'ai fait une vidéo sur ce sujet, ' https://youtu.be/X4BDD0Big5c '
Pour la rigidité, c'est un problème, mais une certaine souplesse n'est pas un inconvénient. Disons que j'essaye de m'en convaincre.
Mais de toute façon, rigidifier l'ensemble serait trop lourd.

Effectivement, si ça ploie un peu, ça permet sans doute une forme d'amortissement, et du coup de mieux adhérer au terrain!

Je vois l'idée pour les moteurs, merci pour les infos :)


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#5 Oracid

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Posté 28 avril 2016 - 08:23

Ta remarque sur les moteurs est vraiment d'actualité pour moi.
Je suis en train de mettre en œuvre un test de manière à vérifier le couplage de plusieurs moteurs. Peut-être une vidéo...

Quelques remarques :
- si deux moteurs (identiques) avec réducteur de vitesse ayant une alimentation séparée sont couplés mécaniquement, il est possible qu'une accumulation d'écart, une dérive, fasse souffrir les pignons.
- supposons maintenons que ces deux moteurs soient liés par une alimentation commune. Il me semble, mais là, cela dépasse mes compétences, qu'étant donné que les cosses des deux moteurs sont en contact, alors on a à faire à une machine globale ou deux machines interdépendantes électriquement.

J'aimerais bien connaître votre avis si vous avez étudié ce genre de choses à l'école.
Moi, je n'ai que mon certif... :thank_you: 
 



#6 Budet

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Posté 28 avril 2016 - 09:09

Je ne pense pas être tout à fait d'accord avec ce que tu viens de dire,

 

En effet, c'est mieux de mettre ces deux moteurs sur la même alimentation, tu vas grandement réduire les écarts de vitesse et de couple mais pas totalement les enlever. Bien que tes moteurs soient identiques, leurs vitesses/couples maximum sera légèrement différentes et pour une alimentation commune tu risques quand même d'appliquer de mauvais efforts sur tes pignons.

 

Après, je pense qu'à ce niveau la de différence ça soit négligeable et que l'effet ne se fasse pas du tout ressentir, à voir.

 

Je peux me tromper, j'ai validé la matière sur les moteurs électrique ras la casquette ;) à confirmer



#7 Oracid

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Posté 28 avril 2016 - 10:42

Je ne pense pas être tout à fait d'accord avec ce que tu viens de dire

C'est là que ça devient intéressant !

En gros, tu confirmes mes inquiétudes, mais sans vraiment développer.
Avec ta dernière phrase, que je ne comprends pas vraiment, j'ai le sentiment que tu pourrais en dire plus.

#8 Budet

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Posté 28 avril 2016 - 11:02

Ok je vais essayer d'expliquer mieux !

 

Si tu achètes deux moteurs identiques on peut supposer que leurs caractéristiques seront les mêmes mais en pratique ce n'est pas exacte. De part d'infimes différences en terme d'usinage, montage, durée de vie etc on peut voir des disparités : leurs puissances ne seront pas tout à fait les même, l'un sera peut être à 100 W et l'autre à 101 W.

 

Dans ton modèle tes deux moteurs sont couplés mécaniquement par des ensembles rigides et  à priori peu élastiques. Si on raisonne en terme de couple et qu'on considère que tu utilises tes moteurs à leurs couples maximums pendant une certaine durée et du fait de leurs différences tu vas avoir un moteur qui va fournir 160 mN.m par exemple et l'autre 165mN.m. du coup ces 5 mN.m de différence vont agir comme un couple résistif et imposer une différence de couple qui va se traduire par une augmentation de l'effort dans tes chenilles. Ici ce sera de la traction !

 

Je ne suis pas sur à 100% de tout ce que j'avance et je pense que tout ceci est négligeable, mes ordres de grandeurs ne sont pas forcément correct et je ne parle pas d'expérience mais voilà c'est mon idée sur la question !

 

Je pense qu'il vaut mieux tester tout ça :) 



#9 Oracid

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Posté 28 avril 2016 - 11:30

Je pense qu'il vaut mieux tester tout ça :)

C'est ce que je suis en train de faire.

Oui, bien sûr, j'ai pleinement conscience de ce que tu dis, mais comme je l'ai dit plus haut, je pense que la situation est différente si les moteurs sont alimentés par une alimentation commune ou une alimentation séparée.
Dans le cas d'une alimentation commune, je pense que les deux moteurs constituent un ensemble électrique globale qui s'autorégule, mais je n'ai pas la compétence pour le démontrer.

Dans des cas critiques, on utilise un différentiel, c'est ce que je voudrais éviter.
Voici un lien sur ce sujet : http://www.philohome.com/pfrec/coupling.htm

#10 sky99

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Posté 29 avril 2016 - 01:18

Ok je vais essayer d'expliquer mieux !

 

Si tu achètes deux moteurs identiques on peut supposer que leurs caractéristiques seront les mêmes mais en pratique ce n'est pas exacte. De part d'infimes différences en terme d'usinage, montage, durée de vie etc on peut voir des disparités : leurs puissances ne seront pas tout à fait les même, l'un sera peut être à 100 W et l'autre à 101 W.

 

Dans ton modèle tes deux moteurs sont couplés mécaniquement par des ensembles rigides et  à priori peu élastiques. Si on raisonne en terme de couple et qu'on considère que tu utilises tes moteurs à leurs couples maximums pendant une certaine durée et du fait de leurs différences tu vas avoir un moteur qui va fournir 160 mN.m par exemple et l'autre 165mN.m. du coup ces 5 mN.m de différence vont agir comme un couple résistif et imposer une différence de couple qui va se traduire par une augmentation de l'effort dans tes chenilles. Ici ce sera de la traction !

 

Je ne suis pas sur à 100% de tout ce que j'avance et je pense que tout ceci est négligeable, mes ordres de grandeurs ne sont pas forcément correct et je ne parle pas d'expérience mais voilà c'est mon idée sur la question !

 

Je pense qu'il vaut mieux tester tout ça :)

 

Bonjour,

Je confirme tout cela.

j'ai acheté des TAS de moteurs, toujours par paire ou par packs de 2N, avec des spécifications identiques.

Aucun n'est jamais exactement le même que l'autre. En pratique, à moins que ce soit calibré d'usine (et là, c'est très cher),

la vitesse de rotation des moteurs pour une même alimentation est généralement légèrement différente.

 

Tous mes robots à conduite différentielle ont par défaut une déviation d'un coté ou de l'autre, alors même qu'ils sont symétriques.

Sur mes premiers robots, je pouvais attribuer cela à l'imprecision de mes assemblage, mais j'ai refait des robots avec

les pièces coupées à la laser (précision très élevée), ou imprimée à l'imprimante 3D (de l'ordre du 1/10 de mm), et j'ai toujours cet effet.

 

La solution la plus simple pour moi, c'est de faire tourner les moteurs avec un contrôle PWM de la vitesse, et de baisser légèrement la vitesse

du moteur le plus rapide.

 

Mais là encore, c'est un pis-aller, car quand la tension de la batterie variera, le rapport entre les deux risque de changer.

 

La vraie solution à mon sens, c'est d'ajouter un retour sur la rotation des moteurs, et là, on peut ajuster automatiquement la vitesse des deux moteurs.

C'est ce qui est prévu sur mon autre rover à chenilles, R.Hasika.


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#11 sky99

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Posté 29 avril 2016 - 01:29

Sur le pourquoi, on peut trouver une explication : le moteur c'est des aimants fixes, et des bobines de fil cuivré enroulées (électro-aimant).

L'électro aimant est fait en faisant des tours de fil de cuivre, et c'est fait par une machine. Mais même la machine n'est pas parfaite, et il

peut y avoir de petites variations, donc un champ électro-magnétique légèrement plus fort d'une bobine à l'autre.

fatalement, ça implique un couple qui varie légèrement.

 

Deuxième point : les aimants sont fabriqués avec une certaine précision. Du coup ils changent aussi, la force du champ magnétique varie légèrement.

Parfois simplement la forme des lignes de champ magnétique, et donc les forces exercées.

 

De même, l'alignement des éléments peut jouer.

Bref, plein de choses peuvent varier. Je suppose qu'on doit pouvoir avoir des moteurs calibrés pour ça, mais un retour est sans doute plus simple à mettre en oeuvre, pour un ajustement dynamique.

 

Dans la vie des moteurs, les matériaux magnétiques changent également de puissance magnétique (les aimants s'usent), principalement avec la chaleur. Du coup, encore du changement.

 

 

Concernant deux moteurs en parallèle, sur une source de courant : ils prendront chacun ce dont ils ont besoin pour fonctionner. Si le courant disponible est limité, j'ignore ce qu'il se passe. Mais même dans ce cas, l'efficacité des moteurs est variable, donc pour 1A, un moteur peut faire 3000 tours/minute et l'autre 3015.

De même le couple va varier, et donc la vitesse de rotation sous une charge.

 

D’où la nécessite en théorie de synchroniser les moteurs. Maintenant si la différence entre deux moteurs est faible, le moteur le plus rapide sera ralenti par le moteur le plus lent. Le plus rapide consommera plus, car il essaiera de tourner plus vite, et sera freiné par la résistance. Donc le tout tournera à une même vitesse.

Mais selon le couple des moteurs, ça peut générer une tension supplémentaire sur les maillons de la chaîne.

 

Le second cas de figure, c'est quand le moteur 1 tourne quand même plus vite que le 2, et là on peut avoir un glissement, quand la force devient trop important, le plus rapide va sauter un maillon, la chaîne va glisser jusqu’à libérer la tension, etc...

 

C'est pour ces raisons que pour l'instant je n'ai pas fait de robots à plus de 2 roues motrices. Mais effectivement, on perd en efficacité, mais c'est peut être négligeable, et c'est sans doute moi qui suis trop pointilleux! Et du coup si j'avais essayé au lieu d'attendre la solution parfaite, j'aurais la solution, maintenant ^^


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#12 Oracid

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Posté 29 avril 2016 - 06:25

Dans la pratique,, mes chenilles étant très longues et l'élasticité aidant, la différence de vitesse des moteurs n'a jamais été un problème.
Mais, c'est vrai que je n'ai jamais fait de tests de longue durée.

L'idéal serait de faire un banc de mesure pour tirer tout cela au clair.

#13 sky99

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Posté 29 avril 2016 - 02:25

Dans la pratique,, mes chenilles étant très longues et l'élasticité aidant, la différence de vitesse des moteurs n'a jamais été un problème.
Mais, c'est vrai que je n'ai jamais fait de tests de longue durée.

L'idéal serait de faire un banc de mesure pour tirer tout cela au clair.

A mon avis si le couple moteur est négligeable par rapport à la solidité des chenilles ça ne devrait pas poser problème!


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#14 Oracid

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Posté 19 mai 2016 - 06:10

Et bien, j'abandonne ce projet. Il n'est pas viable.
J'ai réussi à mettre 8 moteurs, mais ça marche moins bien qu'avec 4 moteurs. Trop lourd !
Je vais tout remettre à plat.

#15 Oracid

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Posté 01 juin 2016 - 10:54

Et bien, en définitive, je n'ai pas abandonné le projet, mais j'ai remis tout à plat.

Voici un premier jet asymétrique pour gagner un peu de poids.

La grande nouveauté, c'est l'angle d'attaque du char qui est de 40°, alors que jusqu'aujourd'hui il était d'environ 60° en raison de l'utilisation de certaines pièces LEGO que j'ai abandonnées.
Cela n'a l'air de rien, mais ça change tout. L'attaque des marches d'escalier ou le franchissement d'un obstacle est beaucoup plus souple et nécessitent nettement moins de puissance.

Autre nouveauté, j'ai fortement augmenté de nombre de galets de roulements, de plus leurs axes se situent au plus près de la chenille. Résultat, grande efficacité  contre le déchenillement. J'ai également mis des galets sur les bords d'attaque. Tout cela a eu pour conséquence de supprimer la suspension. Bof ! Même pas mal...

Ce char pèse 2,2kg, c'est trop, mesure 85cm de long, et fonctionne avec  4 moteurs LEGO XL.

​Comparez avec les premières images de ce fil, et vous verrez que la structure des trains de chenille est très différente.

Je considère cette version comme une avancée très significative.

 

IMG_2120-s.jpg IMG_2118-s.jpg






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