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Robot rapide 4 roues motrices


8 réponses à ce sujet

#1 pmdd

pmdd

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Posté 27 septembre 2019 - 02:47

Bonjour

 

Question peut-être basique sur les différentes techniques de propulsion et de direction des robots:

 

Pour moi il y a:

 

* Entrainement 2 roues motrices + roue folle

* Entrainement 4 roues motrice omnidirectionnel type mecanum

* Entrainement 4 roues motrices omnidirectionnel type omniwheel

* Entrainement 4 roues motrices dont deux à directionnelles

* Entrainement 4 roues motrices dont quatre directionnelles

* Entrainement chenilles

* Entrainement 4 roues motrices non directionnelles ? 

 

C'est sur ce dernier point que je voudrais avoir des renseignement. Il me semble que pour un robot "rapide" c'est le plus simple et le plus fiable en ligne droite, il permet d'avoir du couple aussi. Faut-il nécessairement une suspension ? Est-il possible de tourner avec une telle configuration ? Si oui cela permet-il d'être précis, réactif, de prendre une épingle à cheveux ? 

 



#2 Sandro

Sandro

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Posté 27 septembre 2019 - 03:48

Pour tous les montages où tu as un (ou plusieurs) moteurs par coté, tu n'ira droit que si tes moteurs tournent à la même vitesse (et adhèrent). Ou alors si tu mesure ton déplacement (odométrie) et que tu corrige.

 

Donc si le but est uniquement d'aller vite, le plus simple est probablement un moteur qui fait tourner deux roues pour avancer, et un servo pour la direction (genre voiture). Par contre, tu perds en manœuvrabilité (tu peux pas tourner sur place ou presque sans avoir à manœuvrer).

 

A noter que coté couple (à vitesse donnée), je ne suis pas sur si 4 moteurs seront moins cher que 2 avec le double de couple (je pencherais même plutôt vers le contraire).

 

Pour le besoin de suspension, ça dépend de ton robot :

- est-ce que le robot est très rigide ou un peu souple? (s'il est souple, alors sa déformation fera un peu d'effet suspension)

- est-ce que le sol est parfaitement plat ou pas?

- est-ce que ton assemblage est très précis (ie les 4 roues sont exactement dans le même plan ou pas)

- est-ce que tes roues sont déformables ou pas (des roues à chambre à air par exemple peuvent compenser un peu de jeu par leur déformation)

- est-ce que tu prévois un moyen de mesurer ta trajectoire pour pouvoir corriger ou pas (en boucle fermée, si une roue ne touche pas le sol un instant c'est pas très grave, en boucle ouverte tu risques de tourner sans t'en apercevoir).

 

En robot à 4 roues motrices, j'en avais fait un il y a 2 ans pour un concours interne à mon école (si tu veux, je peux t'envoyer le rapport et la vidéo de présentation du robot ; les deux sont en anglais):

- pas de problème pour tourner (il suffit de faire tourner les deux roues de gauche dans un sens, les deux de droite dans l'autre), y compris sur place (attention quand même dans ce cas, selon le terrain, que les roues n'aient pas trop de frottement latéralement)

- on avait ajouté une troisième paire de roues au milieu (c'était la seule avec suspensions, le robot étant en MDF et assez grand, donc plutôt souple) qui était relié non pas à des moteurs mais à des encodeurs : de cette manière on mesurais très précisément notre déplacement, même dans le cas où une des roues venait à patiner (on avait une zone en gazon artificiel), et on pouvait ajuster en conséquence.

- par contre, on n'a pas tester à grande vitesse, car notre traitement d'image ne suivait plus

- coté précision, sans information absolue, on atteignait une erreur de 1m au bout d'environ 4 minutes si je me souviens bien. Si tu combine avec une mesure absolue via un filtre de Kalman, je pense que tu peux garder l'erreur dans l'ordre de quelques centimètres sur une durée infinie.


Aidez-nous à vous aider : partagez toutes les informations pertinentes : description précise du problème, contexte, schéma de câblage, liens vers la documentation des composants, votre code (ou encore mieux un code minimal reproduisant le bug), ...

Vous recevrez ainsi plus de réponses, et elles seront plus pertinentes.


#3 Oracid

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Posté 27 septembre 2019 - 04:49

Beaucoup de robots UGV sont en 4 roues motrices fixes sans suspension.

Si c'est pour du Lego, le plus rapide, c'est ça https://www.robot-ma...ourgreenwheels/
D'ailleurs, je l'avais fait en pensant à toi, je ne me rappelle plus pourquoi.
Si ça glisse trop, tu peux mettre du gros élastique, genre nouille, autour des roues.
Tu pourras difficilement faire plus rapide en Lego, à moins de rajouter des pignons.
Note bien que les roues sont carénées de part et d'autre, c'est indispensable.

#4 Sandro

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Posté 27 septembre 2019 - 05:15

Pour le glissement des roues, il faut faire attention dans les deux sens : si tu n'as pas assez d'adhérence, alors tu risque d'avoir une roue qui patine ou de ne pas pouvoir monter des pentes. Si l'adhérence est trop forte latéralement, alors tu n'arrivera plus à tourner sur place avec un robot à 4 roues (car les roues doivent alors glisser latéralement).

Sur le robot dont je parlais dans le message précédent, on avait des roues assez fines montées directement sur la sotie des moteurs : on avait du mettre du scotch sur le caoutchouc des roues pour pouvoir tourner sans risque d'abimer les roues ou les moteurs.

 

Sinon, 4 roues sans suspensions marchent bien en général si le terrain est plat


Aidez-nous à vous aider : partagez toutes les informations pertinentes : description précise du problème, contexte, schéma de câblage, liens vers la documentation des composants, votre code (ou encore mieux un code minimal reproduisant le bug), ...

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#5 pmdd

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Posté 27 septembre 2019 - 05:46

Beaucoup de robots UGV sont en 4 roues motrices fixes sans suspension.

Si c'est pour du Lego, le plus rapide, c'est ça https://www.robot-ma...ourgreenwheels/
D'ailleurs, je l'avais fait en pensant à toi, je ne me rappelle plus pourquoi.
Si ça glisse trop, tu peux mettre du gros élastique, genre nouille, autour des roues.
Tu pourras difficilement faire plus rapide en Lego, à moins de rajouter des pignons.
Note bien que les roues sont carénées de part et d'autre, c'est indispensable.

oui j'avais vu, très belle réalisation, mais je compte mettre des pignons de toutes façons, et optimiser entre l'inertie du démarrage et la vitesse de pointe. J'ai fait une rampe de mesure pour faire des tests, qui calcule les temps tous les mètres du démarrage jusqu'à 5m pour mesurer les caractéristiques en fonction des diamètres de roues, largeurs de pneu, démultiplication, suspensions...



#6 pmdd

pmdd

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Posté 27 septembre 2019 - 05:48

Pour tous les montages où tu as un (ou plusieurs) moteurs par coté, tu n'ira droit que si tes moteurs tournent à la même vitesse (et adhèrent). Ou alors si tu mesure ton déplacement (odométrie) et que tu corrige.

 

Donc si le but est uniquement d'aller vite, le plus simple est probablement un moteur qui fait tourner deux roues pour avancer, et un servo pour la direction (genre voiture). Par contre, tu perds en manœuvrabilité (tu peux pas tourner sur place ou presque sans avoir à manœuvrer).

 

A noter que coté couple (à vitesse donnée), je ne suis pas sur si 4 moteurs seront moins cher que 2 avec le double de couple (je pencherais même plutôt vers le contraire).

 

Pour le besoin de suspension, ça dépend de ton robot :

- est-ce que le robot est très rigide ou un peu souple? (s'il est souple, alors sa déformation fera un peu d'effet suspension)

- est-ce que le sol est parfaitement plat ou pas?

- est-ce que ton assemblage est très précis (ie les 4 roues sont exactement dans le même plan ou pas)

- est-ce que tes roues sont déformables ou pas (des roues à chambre à air par exemple peuvent compenser un peu de jeu par leur déformation)

- est-ce que tu prévois un moyen de mesurer ta trajectoire pour pouvoir corriger ou pas (en boucle fermée, si une roue ne touche pas le sol un instant c'est pas très grave, en boucle ouverte tu risques de tourner sans t'en apercevoir).

 

En robot à 4 roues motrices, j'en avais fait un il y a 2 ans pour un concours interne à mon école (si tu veux, je peux t'envoyer le rapport et la vidéo de présentation du robot ; les deux sont en anglais):

- pas de problème pour tourner (il suffit de faire tourner les deux roues de gauche dans un sens, les deux de droite dans l'autre), y compris sur place (attention quand même dans ce cas, selon le terrain, que les roues n'aient pas trop de frottement latéralement)

- on avait ajouté une troisième paire de roues au milieu (c'était la seule avec suspensions, le robot étant en MDF et assez grand, donc plutôt souple) qui était relié non pas à des moteurs mais à des encodeurs : de cette manière on mesurais très précisément notre déplacement, même dans le cas où une des roues venait à patiner (on avait une zone en gazon artificiel), et on pouvait ajuster en conséquence.

- par contre, on n'a pas tester à grande vitesse, car notre traitement d'image ne suivait plus

- coté précision, sans information absolue, on atteignait une erreur de 1m au bout d'environ 4 minutes si je me souviens bien. Si tu combine avec une mesure absolue via un filtre de Kalman, je pense que tu peux garder l'erreur dans l'ordre de quelques centimètres sur une durée infinie.

Merci pour ces infos, j'avais un doute sur la possibilité de faire un 4 roues motrices sans direction. Je vais essayer, je veux atteindre 15 km/h en faisant du suivi de ligne, et en lego évidemment.



#7 levend

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Posté 27 septembre 2019 - 07:24

Merci pour ces infos, j'avais un doute sur la possibilité de faire un 4 roues motrices sans direction. Je vais essayer, je veux atteindre 15 km/h en faisant du suivi de ligne, et en lego évidemment.

Je fais un 6 roues motrices (1 moteur par roue) assez lourd sans direction, ce ne sera pas une bête de course mais il devrait tourner.


Imprimante 3D : Prusa i3 (MK1) + CR-10S + CR-10 S5 + Artillery Sidewinder X2 + CR-30 + Elegoo Mars + Anycubic Wash & cure 2 + Phrozen Sonic Mega 8K + Phrozen Cure Mega

#8 skyhack

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Posté 02 octobre 2019 - 09:50

Pour concevoir un robot roulant rapide sur tout terrain, il faut penser aux insectes.

 

Les insectes ne possèdent pas de muscle mais du sang pulsé sous pression qui agit sur les différents membres comme de petit vérin.

 

Ils a été prouvé que chez pas mal d'insecte, il ne leur est pas possible de contrôler précisément leur muscles lorsqu'ils se déplacent, ils ont alors recourt à un système très basique mais très efficace : faire bouger leur pattes synchro sans aucun asservissement en se reposant sur la souplesse de leurs membres pour gérer les irrégularités du terrain.

 

Pour simplifier, un robot tout-terrain qui va vite c'est un robot :

          - au corps souple.

          - aux roues souples.

 

Ainsi, oubliez les roues classiques, même à chambre à air, préférez plutôt les roues à lamelles souples qui ont l'avantage de ne nécessiter aucun asservissement et qui vont absorber les irrégularités du terrain tout naturellement, exemple : RHex de Boston dynamics.

 

 

Avec cette technique, on a énormément d'avantages :

          - simplicité architecturale.

          - rapidité.

          - tout-terrain.

          - pas de programmation complexe.

          -  problème mécanique réduit considérablement.

          - coût réduit.

 

Le + de cette solution c'est que si on a un peu d'imagination, on peut aussi facilement concevoir une roue à lamelles rétractiles qui vont alors transformer la roue à lamelle en roue lisse quand l'environnement le permet (je dis ça je dis rien ^^).

 

Étrange que beaucoup encore se cassent la tête à réaliser des robots tout-terrain style tank ou à 8 roues bien lourd et complexe, alors que la nature nous indique quoi faire tous les jours !

 

 

Skyhack.


" Monsters are real. Ghosts are real too.
They live inside us and sometimes they win."
-------------Stephen King.------------------

" le fait que les extraterrestres étaient amis avec les Mayas ne signifie pas qu'ils sont nos amis ... "
-------------------------------------Stephen Hawking----------------------------------------------------

#9 pmdd

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Posté 02 octobre 2019 - 03:14

Pour concevoir un robot roulant rapide sur tout terrain, il faut penser aux insectes.

 

Les insectes ne possèdent pas de muscle mais du sang pulsé sous pression qui agit sur les différents membres comme de petit vérin.

 

Ils a été prouvé que chez pas mal d'insecte, il ne leur est pas possible de contrôler précisément leur muscles lorsqu'ils se déplacent, ils ont alors recourt à un système très basique mais très efficace : faire bouger leur pattes synchro sans aucun asservissement en se reposant sur la souplesse de leurs membres pour gérer les irrégularités du terrain.

 

Ma question à la base concernait un sol lisse, mais ton post est très intéressant et la vidéo impressionnante ! 





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