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Force du 4 barres et du ciseau


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3 réponses à ce sujet

#1 Oracid

Oracid

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Posté 12 janvier 2020 - 02:59

Dans cette vidéo, j'évalue la force du mécanisme à 4 barres et du mécanisme à ciseaux. https://www.robot-ma...-parralepipede/, https://www.robot-ma...nkage/?p=107256
Plusieurs personnes m'ont demandé qu'elles étaient leur force respective.
C'est vrai que l'on peut légitimement se poser la question.

Comme vous pouvez le constater, le mécanisme à 4 barres avec sa capacité à soulever 438g se situe loin devant le mécanisme à ciseaux qui lui soulève 60g, péniblement.
La comparaison n'est peut-être très correcte car le déplacement n'est pas le même.
C'est comme ci le palonnier était plus long sur le ciseaux alors que dans les faits, il est identique.

Si vous avez une explication (à ma portée) elle sera la bienvenue.

J'avais mis beaucoup d'espoir dans le mécanisme à ciseaux et donc, pour moi, c'est une grosse déception et en même temps une grande avancée.



#2 Sandro

Sandro

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Posté 12 janvier 2020 - 08:02

Bonsoir,

l'explication la plus simple est la conservation d'énergie

Ec(t)+Epp(t) - (Ec(0)+Epp(0)) = Energie_fournie - Energie_des_pertes

 

où Ec(t) = 0.5 * m *v(t)² est l'énergie cinétique (m est la masse ponctuelle à bouger et v(t) sa vitesse)

Epp(t) = m * g * h(t) est l'énergie potentielle de pesanteur (g est l'accélération de la pesanteur (g=9.81 m/s²) et h(t) est la hauteur par rapport à une référence fixe quelconque (par exemple le sol ou la position initiale))

 

Dans notre cas, si on part du principe qu'à t=0 on est tout en bas (donc vitesse nulle), et qu'on prend cette position comme référence pour l'énergie potentielle, alors on a Ec(0)=0 et Epp(0)=0

Si on considère que t est le moment où on arrive au plus haut, alors la vitesse est aussi nulle, donc Ec(t)=0.

 

Du coup, l'équation devient Epp(t) = Energie_fournie - Energie_des_pertes

hors Epp(t)= m * g* h.

 

Du coup, si on ignore les pertes, si tu veux monter ton chariot 2 fois plus haut, il faut deux fois plus d'énergie (indépendamment du mécanisme).

Si le but est de faire ça sur la même durée, alors ça veut dire deux fois plus de puissance.

 

Donc en gros, plus tu veux que ta charge parcoure une longue distance en une durée donnée, plus il te faut un moteur puissant. Ou formulé autrement, pour un moteur donné, en un temps donné, si tu veux augmenter la distance parcourue tu perds en poids que tu peux soulever.

 

 

La comparaison entre les deux mécanismes que tu fait est donc "injuste" : il faudrait soit que les deux mécanismes lèvent autant ta charge l'un que l'autre, ou alors que tu multiplie la charge par la distance parcourue (si tu fais un 4 bars linkage beaucoup plus grand, de manière à ce qu'il ait la même amplitude de mouvement que les ciseaux, alors il ne portera plus le même poids).

 

 

Donc dans un monde "idéal", tous les mécanismes donneraient le même produit poids_soulevé*distance_parcourue_en_un_temps_donné.

 

En pratique, c'est beaucoup plus compliqué :

- un moteur ne fournit pas une puissance constante (ça dépend de la vitesse et du couple)

- selon le mécanisme, il se peut que les deux moteurs forcent l'un contre l'autre (en partie)

- tu as des pertes en frottements

- ce qui limite ta charge maximale, c'est pas tant le manque de puissance (si tu manque de puissance mais que tu as assez de force/coupe, tu ira très doucement, mais tu continuera à monter ta charge), mais le manque de force

 

Donc si le fut est de calculer de manière théorique le poids maximum, ça devient beaucoup plus complexe



#3 Oracid

Oracid

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Posté 12 janvier 2020 - 09:34

Je ne suis pas certain d'avoir tout compris, j'ai juste mon Certif, mais merci quand même, Sandro.

Sinon, j'ai donné une explication dans ma description.

Je t'invite à la lire.



#4 Sandro

Sandro

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Posté 12 janvier 2020 - 09:55

Lu, c'est une manière intéressante de voir les choses.

 

Sinon, pour résumer mon explication d'au dessus, l'énergie pour soulever un poids, c'est le poids multiplié par la distance parcourue : avec une énergie donnée, tu peux donc soit déplacer une charge lourde sur une petite distance, ou une charge moindre sur une distance plus longue (comme pour un levier).


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