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Des exemples de robots quadrupèdes


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98 réponses à ce sujet

#21 Ulysse

Ulysse

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Posté 09 juillet 2018 - 09:46

Oui, il utilise 12 de ces moteurs.

Dans ses logs il parle de ses essais, du contrôleur MK2, des jambes ...

C'est en cours de développement, à suivre donc

 

Dans le même genre :

 



#22 Oracid

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Posté 10 juillet 2018 - 06:59

Merci Ulysse, super !

En gros, il faut compter 50€ pour un moteur Brushless et 50€ pour un driver, soit 100€ pour une articulation.
Pourrais-tu nous en dire plus sur ce contrôleur MK2 ? Est ce qu'il peut être comparé à un ODrive, https://odriverobotics.com/#odriveà plus de 100€ (2 moteurs).
Je ne sais plus où, Mike cherchait un équivalent de l'ODrive, mais moins cher.

Dans la dernière vidéo, si j'ai bien compris, il élargit l'axe de l'articulation à environ 50mm. Mais quel est le principe de la réduction de la vitesse ? Là, je dois avouer que je n'ai pas compris.
En fait, je ne comprends pas comment fonctionne ces moteurs. La carcasse du moteur ainsi que l'axe tournent ensemble.
Ma chaine vidéo YouTube : https://www.youtube....wMz-IzZqyvqEUek

#23 cocothebo

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Posté 10 juillet 2018 - 01:24

Si je dis pas de bêtises, le "MK2" est le controlleur développé par la personne qui fait le robot.

 

Après, il faut comparer le comparable, la on a des puissances bien supérieures à la plupart des servomoteurs, dans le dernier exemple d'Ulysse par exemple, sans aller aux limites de son controlleur/moteur (le moteur est officiellemnt 10 fois plus puissant), il a une articulation qui bouge vite pour un couple d'environ 10N.m (100kg.cm), c'est vers la 7eme minute.

 

Pour rester dans du raisonnable, je reste persuadé que l'on peut faire du quadrupède avec moins des moteurs de moins de 100W, et là ça ne coute plus très cher, genre https://hobbyking.co...otor-motor.html. Et encore j'ai cherché des moteurs ne tournant pas trop vite (ie KV faible), ça permet de ne pas devoir avoir un trop gros réducteur. Si on part sur un gros réducteur, des moteurs brushless de 100W ça coute 10€.

 

Piur le controlleur, je me demande ce que l'on peut faire avec l'existant, genre une controlleur pour voiture (pour avoir les deux sens de rotation, ceux pour tout ce qui vol ne tournent que dans un sens), ça ne coute pas bien cher non plus, par exemple https://hobbyking.co...-w-reverse.html qui est aussi à moins de 20€.

 

 

Pour la dernière video, faut chercher "cycloidal drive", ça permet d'avoir de grands rapport de réductions dans un volume limité, un peu comme les reducteur planétaire (planetary gear) mais normalement avec moins de jeu en sortie.

Par rapport à un train d'engrenage pour faire une réduction, c'est bcp plus compact.

Il me semble que bien fait, le rendement aussi est meilleur.

Le top reste, il me semble, les "harmonic drive" mais c'est dur à faire en dit et ça coûte un bras et deux jambes le réducteur.

 

 

Pour les moteurs brushless (ou non d'ailleurs), il ya souvent deux types (pour ce qui se trouve dans les magasins type modélisme):

  • les "inrunners" ou le rotor est à l'intérieur, donc ce qui tourne est à l'intérieur
  • les "outrunners", ou le rotor est à l'extérieur, ce qui tourne c'est la cage du moteur.

Les inrunners tournent souvent plus vite (moins de masse) avec moins d'inertie, les moteur outrunner ("cages tournantes") tournent souvent un peu moins vite mais ont plus de couple (à puissance égale bien sur).

 

En modélisme on utilse plus les outrnners sur ce qui vol et les inrunners sur les voitures.



#24 Mike118

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Posté 10 juillet 2018 - 01:24

Oui visiblement ce contrôleur MK2 peut peut être se rapprocher du O drive et du V esc ... Vu que dans la description de son projet il dit lui même que son travail découle de ces deux projets ... Mais il l'a fait lui même. 

 

Pour le rester, on dit que ces moteurs sont des bruschless " outrunner " le tour tourne avec l'axe de rotation. ( cela facilite certains points sur le développements de moteurs puissants ... ) 

 

Pour le réducteur c'est une réducteur cycloïdale... ça permet d'avoir une grande réduction sans forcement utiliser plusieurs étages ...

 

 

EDIT : Doublé par cocothebo ! :P


Si mon commentaire vous a plus laissez nous un avis  !  :thank_you:

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#25 cocothebo

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Posté 10 juillet 2018 - 03:14

Ah ah ah :)

 

Sinon pour avoir des variateurs peut être mieux que ceux pour modélisme, je me demande si utiliser les dev board des fabricants ne serait pas une idée "à pas cher".

Il y a bcp de possibilités, en voici deux (de chez ST mais j'ai pas d'actions chez eux, il existe pareil chez Infineon, chez TI, etc.):

  • https://www.st.com/c...l-spin3202.html: celui la j'aime bien parce que c'est un exemple d'un System On Chip qui intégre un Cortex M0 et le driver MOSFET. Bref un petit circuit qui est fait pour faire du contrôle de moteur. Attention, l'algorithme implémenter pour controller le moteur est assez consommateur, si on a un moteur qui tourne vite, c risque d'être limité.
  • https://www.st.com/c...l-esc001v1.html: La on part sur du plus costaux, avec un Cortex M4, des MOSFETS assez costauds etc. Le Cortex M4 étant qd même vraiment plus puissant que le M0, celui ci devrait avoir moins de limitatoions que la 1ere.

Ces boards se trouvent à pas trop cher (<50€) chez les marchands elec (mouser, farnell etc.), le code (source?) est fourni, mais je ne sais pas si ils sont prévus pour fonctionner en mode servomoteur (je pense pas c'est fait pour des drones), donc il faut surement faire des modifications dans le SW.

 

 

Après pour les plus courageux, on peut tout faire, ça coute (une fois le design fonctionnel :P) au final pas grand chose pour faire un driver pas trop évolué, surement quelques € de composants et la même chose pour le PCB si fait en ligne. Par contre ça demande du temps, surtout pour le SW et de l'outillage pour la mise au point.



#26 Oliver17

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Posté 10 juillet 2018 - 03:25

Rah la la, bon je constate tout de même que ce n'est pas de mon niveau, je suis un peu largué par moment ^^

Mais juste en voyant ces moteurs j'ai envie de modéliser des trucs autour lol

 

Ceci dis, 6 comme ça pour les articulations d'un bipède pourrait peut être le faire marcher convenablement, tous placés sur l'axe Y, deux aux hanches, deux aux genoux, et deux aux épaules cela donnerait un mouvement rapide je pense, et limite à les faire courir lol


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Mon Tipeee
 


#27 Oracid

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Posté 10 juillet 2018 - 04:13

Rah la la, bon je constate tout de même que ce n'est pas de mon niveau, je suis un peu largué par moment ^^

Moi aussi, mais je suis tenace.
Merci pour toutes vos précisions, mais je n'ai toujours pas compris le principe du réducteur de vitesse, et je sais ce qu'est un réducteur planétaire.

Pour les drivers, si ça coute environ 50€, alors c'est presque le coût du ODrive qui est prévu pour 2 moteurs.

La question que je me pose; dans un servomoteur Brushless, on peut supposer que l'électronique de commande est au top, avec PID, anti vibration, et tout, et tout. Non ?
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#28 cocothebo

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Posté 11 juillet 2018 - 09:22

Moi je pense pas non, dans un servomoteur brushless, la différence c'est qu'on remplace un moteur à balais ("brushed") par un sans.

Je vois pas pourquoi l'electronique serait mieux (à prix équivalent bien sur).

 

L'avantage du brushless c'est l'eeficacité qui normalement est meilleure, la puissance par rapport à la masse et l'entretien qui est moins nécessaire.

 

Après comme le coût augmente un peu avec le moteur et que ça reste relativement "nouveau", pe qu'ils peuvent se permettre d'avoir une electronique un peu meilleure. Par exemple je crois que tous les servo brushless sont numériques (ce qui a des avantages et inconvénients).

Il me semble aussi que ce n'est que pour des servos soit très rapide, soit puissants, donc un prix forcément plus élevé que la moyenne.

 

Moi quand je faisais un peu de modélisme (il y a une 15aine d'années quand même), les servos brushless n'existaient pas, par contre il y avait déjà des grosses différences sur l'electronique (analogique ou numérique) et sur les moteurs (coreless ou non) et niveau mécanique (en particulier le capteur de position et le train de réduction).

Pour moi le brushless est juste une nouvelle variante mais comme le contrôle moteur de celui ci est franchement bcp plus compliqué que pour un moteur à balai, les servo à pas cher n'en ont pas.

 

 

Pour les drivers oui c'est pas forcément bcp moins cher, je crois que le deuxième que j'ai cité est aux alentours de 40€, mais pour moi ils restent surement un poil surdimensionnés pour la plupart des besoins (en terme de puissance, on a des trucs qui montent vers 800W voir plus en pointe). Et ce n'est pas fait pour faire un controleur juste pour la robotique.

A mon avis ya pas encore grand chose sur ce marché parce que ya pas vraiment de marché encore.

En fait il faudrait que nos meilleurs electoniciens nous fassent un design pour sortir un controlleur capable de souteir quelque chose comme 200W maxi (après pe que c'est pas moins cher au final qu'un peu plus puissant, je sais pas) et après nos meilleurs developpeurs nous feront un FW aux petits oignons. Peut être que la on sortira un controlleur à <20€ :)



#29 Oracid

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Posté 11 juillet 2018 - 09:29

En fait, je ne connais pas la différence entre un servo numérique et analogique.
Ni la différence entre un Coreless et un Brushless.
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#30 cocothebo

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Posté 11 juillet 2018 - 10:52

Alors rapidement:

  • Concernant l'asservissement, on a numerique vs analogique, ici les composants moteurs, capteur de position (potentiometre souvent) et train d'engrenages sont les mêmes,
    • Analogique: En gros un comparateur laisse plus au moins passé de courant suivant la distance entre la consigne et la position réelle du servo. Avantage: consommation moindre; inconvénients: moins précis, ralenti de plus en plus en arivant vers la consigne.
    • Numerique: un petit proc implémente l'asservissement, avantages et incovénients à l'opposé de l'analogique
  • Concernant le moteur, consisérant que tout le reste est identique, on a en gros 3 grands types sur les servos de modélisme:
    • Moteur à balai (brushed) classiques, pas cher mais c'est tout :P
    • moteur coreless, c'est type de moteur à balai qui supprime le "core" (comme son nom l'indique), en gros le rotor est bobiné d'une façon spéciale qui permet de retirer l'âme en fer doux qui pèse "lourd", au final ça permet d'avoir un rotor plus léger => meilleure réactivité du à l'inertie plus faible du bobinage.
    • Moteur brushless: moteur sans balai, la les balais sont remplacés par de l'électronique qui doit alimenter les bobines au bon moment. Contrairement aux moteurs à balai, ici le rotor c'est les aimants, alors que pour les moteurs à balai ce sont les bobines. L'avantage est une meilleure efficacité (plus de balais), permettant des puissances élevées dans des moteurs très petits.


#31 Oracid

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Posté 11 juillet 2018 - 12:11

  • Numerique: un petit proc implémente l'asservissement, avantages et incovénients à l'opposé de l'analogique

Alors, pourquoi un PID et un anti vibrations(voir http://www.robot-maker.com/forum/topic/12227-faire-un-servomoteur-tres-puissant-par-james-bruton/)ne seraient pas implémentés à ce moment là.
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#32 cocothebo

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Posté 11 juillet 2018 - 01:28

La il me semble que tu mélanges un peu les choses, un PID c'est une façon de faire un asservissement, il existe d'autes mais le PID est à ma conaissance le plus utilisé dans l'industrie.

Et même le servo analogique a un asservissement puisque qu'il est capable d'aller à la position demandée et d'y rester, seulement l'asservissement dans ce cas est analogique à base de comparateur (je sais pas si ça à un nom), c'est presque un asservissement purement proportionnel, plus tu te rapproches de la consignes et plus tu ralentis.

 

Attention, la notion numérique/analogique pour le servomoteur ne vient pas directement du type d'asservissement mais de comment il est réalise, on peut il me semble faire un PID purement electronique sans passer par un µP (comme on peut simuler un filtre RC avec un µP).

Après comme dit avant, il me semble que les servos analogiques n'uitlisent qu'un bête comparateur pour faire l'asservissement.

 

L'anti vibration je sais pas ce que c'est (pas regardé la vidéo encore), mais ça doit être une autre ou deuxième boule d'asservissement ou un filtrage quelconque.

Depuis le début je parle de l'asservissement en position de l'axe du servomoteur, mais on peut aussi avoir un asservissement dans le temps, en vitesse, etc.

 

 

 

Et pour revenir sur avantages/inconvénients, un que j'avais pas donné pour le numérique c'est que si tu peux réécrire le SW, tu peux changer l'asservissement, rajouter des filtres etc, quand tout est fait par l'electronique c'st figé (mais ça plante pas :P).



#33 Oracid

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Posté 11 juillet 2018 - 06:37

Je parle de PID et d'anti vibrations dans un servo parce que James Bruton les propose dans la réalisation de son servo, fait maison.
Il doit bien y avoir une raison.
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#34 cocothebo

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Posté 11 juillet 2018 - 09:29

Ben comme dit avant, sur un servo dit "numerique", il a de très grosse chances d'y avoir un PID.

 

Après pour moi la raison, au moins pour le PID, elle est simple c'est que des qu'on fait un robot avec asservissement on met un PID, donc il utilise ce qu'il sait faire (et ce qui marche en général très bien un fois réglé).

 

Anti vibrations j'avoue avoir visionné en diagonal la vidéo et ne pas être tombé sur le bon passage donc je sais pas, mais c'est je pense très situationnel, il a du résoudre un pb quelconque avc ça.



#35 Oracid

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Posté 12 juillet 2018 - 06:35

Ben comme dit avant, sur un servo dit "numerique", il a de très grosse chances d'y avoir un PID.

Je n'avais pas compris ça. C'est une très bonne nouvelle.

Anti vibrations j'avoue avoir visionné en diagonal la vidéo et ne pas être tombé sur le bon passage donc je sais pas, mais c'est je pense très situationnel, il a du résoudre un pb quelconque avc ça.

Sur la vidéo, c'est à partir de 2'00" jusqu'à 5'56". Cela ne semble pas être situationnel, mais néanmoins lié à l'Arduino.
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#36 cocothebo

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Posté 12 juillet 2018 - 09:32

Ah ok j'ai vu la video maintenant.

 

Ben c'est un bon exemple de pourquoi il faut utiliser des interruptions sur un microcontrolleur quand on veut faire des choses "précises"!

Ça permet d'être sur que le code commence au moment ou l'événement arrive, ici c'est le fait de mesurer la durée de l'impulsion envoyée par la télécommande.

 

Dans sa première implémentation "naive", il utilise un "pulseIn" en boucle, mais suivant quand ça arrive dans la boucle, potentielllement l'impulsion commence un peu avant et donc on mesure mal, on a du bruit. De plus, pour moi le plus gros problème même s'il ne le dit pas je crois c'est que cette fonction est bloquante, donc tout est arrété tant qu'on a pas une impulsion.

 

Dans sa deuxième proposition il fait un équivalent de pulseIn en utilisant les interruptions. Ce qui est plus précis (l'interruption se déclenche rapidement sur un événement matériel) et surtout non bloquant.

En gros le fonctionnement est:

  1. j'enregistre ma routine (fonction) d'interruption sur tout changement, c'est le "attachInterrupt" dans son code avec l'option "CHANGE"
  2. dans la routine d'interruption j'ai donc deux cas:
    1. un changement de low vers high (front montant) qui est le début de l'impulsion, je garde le temps de ce début
    2. un changement high vers low (front descendant) qui est la fin de l'impulsion, donc je peux calculer le temps total de l'impulsion.
  3. Dans mon code quand je sais qu'une impulsion a fini, je mets à jour l'info de durée.

C'est non bloquant et super précis, ça évite d'avoir trop de "bruit" dans la mesure de la durée de l'impulsion.

 

 

Après la il n'a pas implémenté de "deadband" qui permet aussi de filtrer ce genre de bruit et qui est présent sur tous les servos (souvent donnée en µS), tout changement < à cette bande morte n'est pas considérée comme un changement à appliquer => on filtre les petits changements de position ou de commande.



#37 Luos

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Posté 12 juillet 2018 - 11:22

Bonjour à tous,

 

C'est le premier post de ce forum que je lis et c'est déjà super intéréssant ! 

 

Je ne vois pas trop ce qu'est ce soucis de vibration dont vous parlez.

Vous voulez parler de la stabilité en position du moteur (PID) ou du cogging?

 

si certain d'entre vous ne savent pas ce qu'est le cogging : Le cogging c'est un phénomène qu'on peut voir facilement sur un moteur brushless en le faisant tourner à la main. On sent des petits cran qui sont due à l'alignement des bobines et des aimants.

 

Si la vibration dont vous parlez est bien le cogging en générale pour l'éviter on fait une cogging map (une mesure de l'influence du cogging sur le couple en fonction de l'angle) pour pouvoir compenser le phénomène en soft.

 

Sinon en robot quadruped j'ai fait ça (il a pas le dynamisme d'un robot quasi direct drive) : 



#38 Oracid

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Posté 12 juillet 2018 - 01:48

Merci Cocothebo pour toutes ces précisions et le mal que tu donnes à m'expliquer. J'espère te faire plaisir en te disant que j'ai bien compris.

Bonjour Luos. Je m'informais de quelques précisions sur les servomoteurs et en particulier sur les différences entre les analogiques et les numériques.
Cocothebo a bien expliqué tout cela et en particulier sur l'éventuelle existence d'un PID sur les servos numériques comme l'implémente James Bruton sur son servo fait maison. Voir plus haut. Mais ça y est, tout est clair.

Je suis vraiment impressionné par ton quadrupède. C'est un domaine que j'aborde et qui m'intéresse au plus haut point après 2 ans sur les chars grimpeurs, voir ma signature. Mon projet, ici http://www.robot-maker.com/forum/topic/12207-gato-mon-petit-quadrupede/

Pour le Cogging, je ne savais que ça existait, mais je prends bien note.
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#39 cocothebo

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Posté 12 juillet 2018 - 04:06

C'est super si tu as compris, je suis pas toujours clair dans mes explications :) et oui c'est cool de savoir que même si je montre pas grand chose niveau robotique par manque de temps, je peux apporter ma petite pierre à l'édifice!

 

 

@Luos, super quadruped c'est sympa à voir :)

Concernant cet "anti vibration", non ce n'est pas lié ni au cogging ni au PID, en fait c'est juste lié au fait que suivant comment on utilise l'arduino pour recevoir les commandes d'une radicommande de modélisme, on peut avoir un bruit artificiel qui s'ajoute. Cet anti vibration est au final juste une façon plus propre de récupérer les trames PPM reçues.



#40 Oracid

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Posté 16 juillet 2018 - 05:10

Voici un petit quadrupède original et faisable.


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