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Robot Otto Géant

otto géant robot

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18 réponses à ce sujet

#1 AnonSylDen

AnonSylDen

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Posté 11 février 2020 - 04:17

Bonjour à tous et toutes,

 

Je vous explique mon projet

 

J'ai réalisé le robot OTTO. Il est génial . ma collègue veut maintenant la même chose mais en plus grand - 1 mètre

 

Je comptais pour la structure utiliser du carton-bois (plus léger que le bois et tout aussi solide)

 

Ma question est, 

 

Faut-il utiliser autre chose qu'un arduino ?

 

Pour les moteurs, avez-vous des exemples (les petits servo moteurs n'iront jamais) ?

 

Si vous avez des conseils je suis preneur

 

merci d'avance pour vos réponses



#2 skyhack

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Posté 11 février 2020 - 05:27

Hello,

 

 

Beaucoup de question :

 

- budget ?

- timing ?

- outils de réalisation à disposition ?

- compétence méca / électro / programmation  /CAO.

- but du robot ?

- capteur / interaction avec l'extérieur.

- commande (auto, manu, smartphone, télécommande).

- CAO réalisée ?

- masse estimée ?

- compétences du robot souhaitées ?

- DOF du robot ? 

 

Sans tout cela ( et il en manque) pas facile de donner quelques conseils avisés sans tomber à côté de tes souhaits.

 

 

Skyhack.


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#3 Sandro

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Posté 11 février 2020 - 06:09

En complément de  la réponse de skyhack, dont les réponses sont nécessaires pour te donner des réponses plus précises:

- si un Arduino te donnait assez de capacité de contrôle et de calcul pour le petit robot, et que tu veux juste faire une mise à l'échelle, alors un Arduino devrait faire l'affaire pour le grand.

- en revanche, d'autres composants seront nécessairement différents, comme les batteries, les moteurs, les contrôleurs de moteurs si tu en utilise, ...

- pour les servo-moteurs, en soit, ce n'est qu'une moteur normal (en général avec réduction) avec une électronique d'asservissement (en général en position). Tu peux trouver des servo tout prêts assez puissants. Sinon, tu peux prendre un moteur avec un système de retour de position (potentiomètre ou encodeur) et programmer toi même l’asservissement en position



#4 Oracid

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Posté 11 février 2020 - 07:27

Pourrais-tu nous montrer ton robot ?



#5 AnonSylDen

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Posté 12 février 2020 - 08:54

Bonjour à tous. déjà merci pour vos réponses

 

Pour le robot, je suis parti de celui-ci : https://www.ottodiy.com/ (comme cela vous voyez ce qu'il peut faire et ce qu'il a dans le ventre ;) )

 

Il devra via le capteur de proximité, se mettre à danser avec de la musique. (on pourra ajouter d'autres options mais ça ce sera à voir avec le temps)

 

Je n'ai pas de timing imposé. Pour le budget, ma chef s'en occupe.

 

Je pense que tout sera fait via arduino et qu'effectivement, ce sera les moteurs et l'alimentation qui vont changer. c'est surtout sur ce point que je bloque. J'essaierai de faire un pied en carton bois pour voir le poids et avoir une estimation. 

 

Pour info, je travaille dans un fablab, donc accès à toutes les machines et donc réalisations CAO.

 

merci pour vos infos précieuses



#6 Mike118

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Posté 12 février 2020 - 09:50

As tu déjà réalisé le otto classique ?   il mesure combien de base ce robot?  10 cm?  Et il pèse combien de base ? 650 g ? 

Grosso modo tu veux faire un " Otto 10 fois plus grand   " ? 

 

 

Ces chiffres peuvent servir dimensionner tes moteurs ... Si tu souhaites faire un otto 10 fois plus grand tu peux essayer de t'imposer un poids < 10 fois plus lourd que le robot original, et donc prendre des moteurs 10 fois plus costaud que les originaux ... 

Le raisonnement reste valable quelque soit l'ordre de grandeur tant que tu arrives à conserver le rapport poids taille ...  Ce qui n'est pas toujours facile en fonction des réalisations mais qui ne me paraît tout à fait réalisable dans le cas de ce robot , tu devrais même réussir à faire plus léger normalement... 

à titre d'exemple : 

Le servomoteur MG995 est environ 7 fois plus costaud que les servo 9g qui sont dans Otto . ..
Le servomoteur jx6221 est environ 12,5 fois plus costaud que les servo 9g qui sont dans Otto ...


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#7 Sandro

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Posté 12 février 2020 - 10:42

Attends @Mike118, ta "règle" ne semble absolument pas logique :

- un objet linéaire serait 10 fois lourd si on multiplie ses dimensions par 10.

- Une surface dont on multiplie multiplie la taille par 10 (en gardant l'épaisseur constante) voit sa masse multipliée par 10²=100

- un objet 3D dont on multiplie les3 dimensions par 10 voit sa masse multipliée par 10³=1000

 

Pour un robot comme Otto, je il y a une petite partie de la masse qui reste constante (arduino, ...), mais pour garder des surfaces fermées (ie on n'augmente pas l'épaisseur) on a la coque dont on multiplie le poids par 100. Et pour les éléments structuraux, il est bien possible que certains doivent être multipliés par 1000. Du coup un objectif global de multiplier le poids par seulement 10 me semble bien ambitieux (même en remplaçant l'impression 3D par du carton-bois)

 

Et pour les moteurs, c'est pire que proportionnel au poids, vu que c'est aussi proportionnel au bras de levier : du coup, pour une simple mise à l'échelle, le couple doit être augmenté d'un facteur 10⁴ = 10 000. En pratique, je pense que tu arrivera a faire mieux qu'un facteur 1000 en poids, du coup tu ne doit multiplier ton couple "que" par 10*M/m où m est la masse de la partie à soulever du petit Otto et M la masse correspondante du Grand.

 

Du coup, même si tu arrives à garder un poids de seulement 10 fois le poids original, il faudra des moteurs avec 100 fois plus de couple et pas 10 fois.

 

 

 

EDIT : l'Otto original (si j'ai pris la bonne version) fait 117mm de haut. Une rapide estimation de la surface des pièces est 0.06 m². Si on passe a l'échelle pour obtenir une hauteur de 1m, la surface devient 4.65 m².

Si on prend du carton-bois 2mm (aucune idée de si l'épaisseur convient, j'ai jamais utilisé de carton-bois) à 1050gm/² (valeur du premier site venu), on en est à 4.9kg rien que pour le carton bois. Hors, je pense pas qu'il suffise comme élément structurel (mais je me trompe peut-être), du coup il faudra probablement quelques pièces de vrai bois pour faire la structure. Sans compter les batteries, les moteurs, ...

Du coup, je pense qu'on sera aux alentours des 10kg.

 

Sinon, pour faire plus léger, une solution pourrait être d'avoir une structure en bois (éventuellement du balza pour faire au plus léger), et de couvrir les surfaces avec quelque chose de vraiment léger (papier fin, tissus léger, ...). Ou même ne pas remplir du tout les trous (ça fera moins "beau", mais plus "tech", à vous de voir ce que vous voulez)


Modifié par Sandro, 12 février 2020 - 11:24 .


#8 Mike118

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Posté 12 février 2020 - 02:45

Attends @Mike118, ta "règle" ne semble absolument pas logique :

- un objet linéaire serait 10 fois lourd si on multiplie ses dimensions par 10.

- Une surface dont on multiplie multiplie la taille par 10 (en gardant l'épaisseur constante) voit sa masse multipliée par 10²=100

- un objet 3D dont on multiplie les3 dimensions par 10 voit sa masse multipliée par 10³=1000

 

Pour un robot comme Otto, je il y a une petite partie de la masse qui reste constante (arduino, ...), mais pour garder des surfaces fermées (ie on n'augmente pas l'épaisseur) on a la coque dont on multiplie le poids par 100. Et pour les éléments structuraux, il est bien possible que certains doivent être multipliés par 1000. Du coup un objectif global de multiplier le poids par seulement 10 me semble bien ambitieux (même en remplaçant l'impression 3D par du carton-bois)

 

Et pour les moteurs, c'est pire que proportionnel au poids, vu que c'est aussi proportionnel au bras de levier : du coup, pour une simple mise à l'échelle, le couple doit être augmenté d'un facteur 10⁴ = 10 000. En pratique, je pense que tu arrivera a faire mieux qu'un facteur 1000 en poids, du coup tu ne doit multiplier ton couple "que" par 10*M/m où m est la masse de la partie à soulever du petit Otto et M la masse correspondante du Grand.

 

Du coup, même si tu arrives à garder un poids de seulement 10 fois le poids original, il faudra des moteurs avec 100 fois plus de couple et pas 10 fois.

 

 

 

EDIT : l'Otto original (si j'ai pris la bonne version) fait 117mm de haut. Une rapide estimation de la surface des pièces est 0.06 m². Si on passe a l'échelle pour obtenir une hauteur de 1m, la surface devient 4.65 m².

Si on prend du carton-bois 2mm (aucune idée de si l'épaisseur convient, j'ai jamais utilisé de carton-bois) à 1050gm/² (valeur du premier site venu), on en est à 4.9kg rien que pour le carton bois. Hors, je pense pas qu'il suffise comme élément structurel (mais je me trompe peut-être), du coup il faudra probablement quelques pièces de vrai bois pour faire la structure. Sans compter les batteries, les moteurs, ...

Du coup, je pense qu'on sera aux alentours des 10kg.

 

Sinon, pour faire plus léger, une solution pourrait être d'avoir une structure en bois (éventuellement du balza pour faire au plus léger), et de couvrir les surfaces avec quelque chose de vraiment léger (papier fin, tissus léger, ...). Ou même ne pas remplir du tout les trous (ça fera moins "beau", mais plus "tech", à vous de voir ce que vous voulez)

 

En effet je me suis très mal exprimé. 

Donc je vais essayer de me reprendre car ta remarque Sandro est très pertinente et vraie ! 

En gros mon postulat de départ n'est pas :
Je veux faire un robot 10 fois plus grand donc il sera 10 fois plus lourd . => Ceci est faux
Et donc Sandro a parfaitement raison de bondir de sa chaise si il comprend cela ...

 

Car de manière mathématique pour un élément plein uniforme oui les règles suivantes s'appliquent : 

- un objet linéaire serait 10 fois lourd si on multiplie sa dimension en longueur par 10.

- Une surface dont on multiplie multiplie la taille par 10 (en gardant l'épaisseur constante) voit sa masse multipliée par 10²=100

- un objet 3D dont on multiplie les3 dimensions par 10 voit sa masse multipliée par 10³=1000

 

Mais dans notre cas précis on cherche à faire un robot plus gros => Avec " presque rien dedans " ... L'électronique de Otto est très minimaliste ... 

Du coup on veut faire un truc 10 fois plus grand mais avec essentiellement du vide.  => On ne met pas une batterie ou une arduino " 10 fois plus grosse dedans ... )

Ma remarque est donc d'essayer de chercher à s'imposer un poids limite.
Exemple => Je veux faire un robot 10 fois plus grand , mais je veux qu'il ne pèse que 10 fois plus. ( on aurait pu choisir 20 fois plus si un facteur 10 est trop limite )

 

Pour ce genre de robot moi je vois bien un robot tout en polystyren => Très léger et suffisament solide.
Si ils ont ont une machine à découper au fil chaud dans leur fablab c'est nickel... 

Bref j'espère avoir mieux exprimé mon propos =) 
 


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#9 Sandro

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Posté 12 février 2020 - 05:09

Ok, si tu l'entendais comme ça, alors c'est bon pour la masse.

 

Pour les moteurs, je ne sais pas quelle proportion du couple des moteurs 9g est nécessaire. Mais en tout cas, vu que le bras de levier augmente aussi, je pense qu'un couple multiplié par 10 sera trop juste (si on multiplie le poids, alors on serait plutôt vers les *100, mais on n'a peut-être pas besoin de toute la puissance des moteurs 9g à la base).



#10 Mike118

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Posté 12 février 2020 - 08:19

Ok, si tu l'entendais comme ça, alors c'est bon pour la masse.

 

Pour les moteurs, je ne sais pas quelle proportion du couple des moteurs 9g est nécessaire. Mais en tout cas, vu que le bras de levier augmente aussi, je pense qu'un couple multiplié par 10 sera trop juste (si on multiplie le poids, alors on serait plutôt vers les *100, mais on n'a peut-être pas besoin de toute la puissance des moteurs 9g à la base).

 

Par contre là en effet je m'étais planté en disant de prendre du *10 . => Il faudrait calculer =) 


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#11 Oracid

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Posté 12 février 2020 - 09:29

A mon avis, il faut tester. j'ai fortement augmenté la taille de mon quadrupède sans changer mes servos, SG90.

https://www.robot-ma...rquad/?p=105321



#12 AnonSylDen

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Posté 14 février 2020 - 09:20

Un tout grand merci, pour ce démarrage en grandes pompes ;)

 

Je pense que je vais agrandir le robot mais en le modifiant physiquement afin de réduire le poids.

 

j'ai encore une question, où trouvez-vous les moteurs grandes tailles. Est-ce que ce moteur trouvé sur la boutique peut convenir pour au moins faire des tests : https://www.robot-ma...-scs15-287.html

 

Merci d'avance pour vos réponses



#13 Sandro

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Posté 14 février 2020 - 11:59

Bonjour,

pour les dimensions, j'avais récupéré celles d'ici (https://www.tinkerca...ngs/1kI624iowUR ), sur Tinkercad. Ça semble correspondre au modèle du builder kit +. Si tu t'inscris, tu peux faire "copier et éditer", et ensuite utiliser l'outil règle pour mesurer (j'ai trouvé l'outil règle d'un coté assez rapide à utiliser (il t'affiche plein de côtes en même temps), mais il y a des dimensions que j'ai pas réussi à récupérer ainsi et que j'ai donc juste estimées. L'autre solution serait de télécharger le fichier 3D et de l'importer dans un logiciel de CAO plus complet (je suppose que vous en avez un au Fablab). Pour ma part, ayant fusion 360 sous Windows et étant sous linux la plupart du temps, j'avais pas eut la motivation de changer d'OS pour 5-10% de différence de surface.

 

 

Pour le couple nécessaire, voici une grossière estimation pour les chevilles (je suppose la masse des pieds négligeable, je suppose que le pied au sol reste plaqué au sol et que tout le reste du robot pivote autour de cette cheville).

Masse du robot : m = 10 kg

Distance entre la cheville et le centre de gravité : d=0.7m

Angle entre la verticale et l'axe cheville-centre de gravité : alpha=30°

 

Du coup, le couple nécessaire pour compenser le poids (et donc pouvoir lever l'autre pied) est C=m*g*d*sin(alpha) = 10*9.81*0.7*0.5 = 34 N.m = 3400 N.cm = 340 kg_f.cm     (nb : kg_f dénote le poids d'un kg, soit environ 10N. Dans les données techniques des moteurs, le kg_f est souvent (à tord) écrit kg)

Du coup, le moteur que tu propose sera loin d'être assez puissant.

 

Le gros problème est que comme tu vois dans la formule, le couple nécessaire est proportionnel à la fois à la masse du robot et à sa taille : du coup, si tu multiplie la taille par 10 et le poids par 15, tu multiplie le couple nécessaire par 10*15=150.

Si on compare avec le petit robot, en supposant environ 600g (15 fois plus léger), on aurait besoin d'un couple de 2.2 kg_f.cm (ce qui n'est pas très loin du couple d'un moteur 9g qui est de 1.6 kg_f.cm) : mon estimation est donc probablement un poil pessimiste, mais cohérent comme ordre de grandeur.

 

 

Vue les couples en jeu (et le prix des moteurs associés), je te conseillerais de bien réfléchir comment tu veux le construire pour obtenir le poids du robot (ça vaut vraiment le coup de l'optimiser, je pense que tu économise environ 20€ en moteurs par kg en moins).

 

Surtout que si des servo moteurs existent encore à ses couples là, ça devient rare et cher.

Une rapide recherche m'a donné un résultat : 88€ pour 380kg_f.cm (en 24V) : https://www.aliexpre...2966497426.html

 

Une autre option, à ces couples là est d'utiliser un moteur DC avec un gros réducteur, et d'ajouter un potentiomètre ou un encodeur pour coder toi même l'asservissement (par exemple un PID). Dans ce cas, tu peux aussi envisager de rajouter un étage de réduction via courroie crantée (de toute façon, pour un robot de ce poids, je ne pense pas que ce soit raisonnable d'avoir le poids directement sur la sortie du moteur)



#14 Mike118

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Posté 14 février 2020 - 12:06

Pour compléter les info de sandro,  le servomoteur SCS15 est un servomoteur "intelligent" il très bien pour faire un petit bras robot ou autre, tu lui envois la position qu'il doit atteindre en degré , ou tu peux lui demander de tourner en continu, tu peux avoir des info sur son couple etc ... Mais il ne se pilote pas comme les servo classique qui sont présent dans Otto. 

Donc si tu souhaites garder le code original de Otto, ce servomoteur n'est pas adapté pour tes tests. 
 

Par contre je pense que la distance d de 0,7m dans les calculs de sandro me parraît importante ... 
Il serait bon de faire un petit schémas pour vérifier les données. 

Attendons que AnonSylDen nous fasse un plan avec des dimensions =)

 


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#15 Sandro

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Posté 14 février 2020 - 12:24

Par contre je pense que la distance d de 0,7m dans les calculs de sandro me parraît importante ... 
Il serait bon de faire un petit schémas pour vérifier les données.

Pour les dimensions, c'est un peu au pif (un schéma à l'échelle avec toutes les côtes serait clairement utile).

Mon raisonnement pour la distance d était la suivante : le robot fait 1m de haut, le torse/tête a beaucoup plus de surface donc sera probablement plus lourd que les jambes, du coup le centre de gravité est un peu décallé vers le haut, et d n'est pas la hauteur mais la diagonale, du coup un peu plus long. Donc 0.5 + un peu + un peu = environ 0.7m

Pour l'angle, c'est juste à l’œil, donc pas plus précis non plus.
 



#16 skyhack

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Posté 17 février 2020 - 11:45

C'est de la mauvaise volonté aussi, le modèle CAO est disponible sur grabCAD :  :Alvarin_07:

 

https://grabcad.com/library/otto-diy-1

 

En soliworks, step.

 

J'ai essayé de reconstruire le modèle sous sketchup, mais la conversion en stl est très mauvaise et c'est très chiant à reconstruire.

 

 

Skyhack.

Fichier(s) joint(s)


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#17 Mike118

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Posté 17 février 2020 - 03:30

C'est de la mauvaise volonté aussi, le modèle CAO est disponible 

 

Que veux tu dire pas " c'est de la mauvaise volonté "  ? 

Moi je ne sais pas exactement les dimensions qu'il souhaite réaliser notre ami =) , je ne sais pas si il a prévu de le modifier ou pas ni comment ... Quel poids il estime pour quel partie etc ...
C'est pour ça que je proposer d'attendre un schémas de sa part avec les dimension qu'il souhaite appliquer ... 


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#18 skyhack

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Posté 17 février 2020 - 04:49

Une simple recherche, il peux faire son modèle CAO à l'échelle souhaitée, appliquer les matériaux et les masses et ainsi déterminer les masses des différents membres et donc dimensionner les moteurs du robot.

 

Tout ça il peux le faire par lui même au lieux que tout le monde s'amuse à donner des valeurs " au pif " car pas de data en entrée.

 

Bref, j'ai fini ma crise je vais prendre mes cachets  :ignat_02:

 

 


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#19 Mike118

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Posté 17 février 2020 - 06:11

Je suis d'accord c'est pour cela que j'ai dit qu'il vallait mieux attendre un peu qu'un schémas soit fait =) Après discuter pour dégrossir un peu le truc ça ne fait pas de mal =) 


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