22 réponses à ce sujet

[pat92fr]

Bonjour,

 

Je me lance dans la réalisation d'un bras robot. Conception et réalisation à suivre.

 

L'objectif est de pouvoir monter le bras sur une base roulante de ce type : https://www.robot-ma...board/?p=117964

gauche : projet personnel de robot hoverboard, droite : 4x4 d'Oracid

 

Pas de but précis en termes d'applications. Juste l'idée d'étendre l'emploi de ROS2 au contrôle du bras, en plus de celui de la base roulante.

 

La capacité à manipuler des objets de petite taille de l'ordre de 100 à 500g avec 6 degrés de liberté est l'un des critères.

 

Je vais certainement m'inspirer des réalisations connues (BCN3D MOVEO, THOR, AR3/4..)

 

Patrick.

[pat92fr]

(réservé)

[pat92fr]

Pour commencer, je mets de coté la pince. 

 

On commence donc par l'articulation du poignée (deux rotations).

 

En termes de biomimétisme, on passe son chemin. Je constate que beaucoup de bras robot ont un poignet doté de deux/trois axes de rotation : un/deux parallèle et un perpendiculaire à l'axe de l'"avant bras".

 

 

Je souhaite éviter les couples/égrenages coniques.

 

Faut dimensionner le moteur de l'axe 6 (rotation de la pince).

 

 

[TNERA]

Good topic, I am very interested in following.  

Most of all what your plans and findings will be for the servo/motors for the articulation. 

The cost of the build is important to me as well. 

 

Keep up the good work!  

[Mike118]

Si tu as du budget, tu peux faire comme Elephant robotics et partir sur un design à base de servomoteur feetech et les mettre en série... 
J'ai un mycobot pro et c'est assez sympas comme truc...

[pat92fr]

Merci Mike pour les infos ! La charge utile du mycobot pro (1Kg) est impressionnante !

 

Admettons que la pince tienne un objet de 500g, et qu'il est légèrement décalé par rapport à l'axe du poignet (~10cm pire cas), et bien il faut un couple de 5kg.cm pour l'axe 6. Disons 10kg.cm (1N.m) pour être tranquille. Pour avoir un tel couple utile, je pense qu'il faut prendre un moteur dont le couple maximum (holding torque) est au moins deux fois supérieur au couple utile requis, soit (20kg.cm ou 2N.m).

 

Un petit moteur pas à pas réducté (nema 17 + gearbox 1:5) pourrait convenir. Ca pèse 500g. Le moteur est donné pour 0.4N.m, soit un peu moins de 2N.m en sortie de réducteur. La précision est de l'ordre de 1 à 2° selon le fabriquant. 

 

 

[Oracid]

Ai-je bien compris ?

Tu veux mettre un moteur de 500g en bout de bras ?

[pat92fr]

Oui, un peu lourd. C'est le problème des moteurs pas à pas.

 

Toujours avec un couple de l'ordre de 2N.m, un plus petit moteur (nema 14) avec un réducteur plus important (1:19) pèse 320g. C'est mieux !

 

https://www.omc-step...hs13-0804s-pg19

[Mike118]

Tu veux faire tout ton bras robot avec des moteurs pas à pas ?  Perso c'est vraiment pas ce que je recommande ...
Tu prévois de prendre des pas à pas avec codeurs intégrés au moins ? 

[pat92fr]

Pour les grosses articulations, je pensais mettre un encodeur en sortie de réducteur (sur l'articulation elle-même).

 

Pour les autres, pas d'encodeur. Juste compter le nombre de pas. Je prévois de mettre une référence (butée/end-stop) comme les machines outils sur toutes les articulations.

 

Quelle est l'alternative aux moteurs pas à pas ? Pourquoi ne recommandes tu pas ces moteurs ?

[Mike118]

Pour leur poids, leur faible couple, le fait que les pas sautent ou si réducteur que les mouvements sont lents  ... 
Après ça peut se faire .... 

C'est juste que sur le coup cela m'a étonné que tu partes sur des steppers.

[pat92fr]

Oui, c'est vrai, le poids des moteurs est un handicap certain. La consommation aussi d'ailleurs. La température de fonctionnement... Etc.

 

Je voyais le bras comme une machine à outils, avec un objectif d'une certaine précision et de répétabilité dans le positionnement.

 

Si les pas sautent, c'est un problème de dimensionnement ou d'entretien des entrainements.

 

Je voyais un autre avantage par rapport à des articulations de type brushless notamment : 

- les articulation ne sont pas réversibles, pas de problème en cas de coupure de courant, tout reste en place.

- la vitesse est relativement lente, pas de risque de se prendre une baffe de 10kg sans possibilité d'esquiver.

[Oracid]

Sinon, des servos qui ont un couple de 20kg.cm de très bonne qualité et qui pèse moins de 80g, c'est très courant.

[pat92fr]

Tu as un exemple de référence ? Il faut pouvoir contrôler la position de manière assez précise. Une interface de type PWM ne conviendrait probablement pas. Les servo numériques avec un interface de type bus intelligent peuvent être assez cher (dynamixel, feetech). Le problème des servos, avec leur petites engrenages, c'est la fragilité. En outre, le guidage de l'arbre de sortie ne permet pas de fixer de lourdes charges (effort radial/axial). S'il faut ajouter un guidage avec des roulements, l'avantage en termes de masses va se réduire un peu.

[Oracid]

Tu as un exemple de référence ? 

Non, pas vraiment, mais je dois en avoir plusieurs qui dorment dans un tiroir.

Cela vaudrait peut-être le coup de tester.

 

Après, le spécialiste des servos, c'est toi ! 

[Melmet]

j'ai trouver ca vite fait ce matin : DIGITAL SERVO

ou ca : ANIMOO

C'est juste a titre indicatif

[pat92fr]

Merci.

 

Je ne vois pas bien comment mettre en œuvre un servo pour faire le dernier axe du bras. Il doit exister des bras à base de servo, Faudrait un exemple de réalisation pour voir.

 

Pour connaitre la position, l'ajout d'un capteur de position (encodeur) est nécessaire.

 

Pour raccorder une pince, avec son propre poids et celui d'une charge utile, l'axe de sortie semble trop petit et les roulements à billes intégrés au servo sont également trop petits pour une telle charge.

 

Une solution serait d'intercaler entre le servo et la pince, un système de guidage avec des roulements à bille et des pièces imprimées. Il faut prendre en compte le poids de ces éléments et la précision obtenue (jeux).

[Oracid]

Il existe des pinces toutes faites. Elles n'ont pas forcément le couple que tu désires, mais elles pourraient t'inspirer.

https://www.robot-ma...pololu-401.html

https://www.robot-ma...-robot-310.html

https://fr.aliexpres...000010300966_29

https://fr.aliexpres...000010300966_19

https://fr.aliexpres...ec!FR!871422066

Celle là, me plait bien, https://fr.aliexpres...id=ViRoO3c5bDFu

 

Je ne suis pas certain que le retour en position soit le paramètre le plus important.

A mon avis le retour en pression est le paramètre indispensable.

[Mike118]

La pince du premier lien donné par Oracid, est un produit intéressant car le servomoteur est fournit avec un 4ème fil pour justement mesurer la position ( il s'agit directement du signal du potentiomètre interne ) par contre je suppose qu'il ne te convient pas car tu veux pouvoir porter des objets plus gros / plus lourd ... 

Après il y a pas mal d'exemple de bras qui fonctionnent avec des moteurs pas à pas et qui ont des pinces : Regarde les sujets sur le BNC3D moveo  . 

Sinon pour ce qui est d'un bras à base de servomoteurs, c'est "plus facile" d'avoir quelque chose de facilement utilisable cf ce produit par exemple :
https://www.robot-ma...e-robot-72.html

 
https://www.robot-ma...ste-par-mthibs/

L'absence de photo ne lui rend pas forcément justice mais c'est un produit plutôt sympas ... 


 

[pat92fr]

Il existe des pinces toutes faites. Elles n'ont pas forcément le couple que tu désires, mais elles pourraient t'inspirer.

Je ne suis pas certain que le retour en position soit le paramètre le plus important.

A mon avis le retour en pression est le paramètre indispensable.

 

Merci pour les liens. Ce type de pinces irait très bien avec un servo intelligent Feetech qui donne un retour de position et de couple. Effectivement, il vaut mieux asservir en couple plutot qu'en position pour attraper et teir un objet dont on ne connait pas nécessairement les dimensions. En visitant Ali Express, on trouve des pinces avec des doigts souples, y compris pneumatique. Intéressant !

Pince à griffe Flexible à un/deux/trois doigts, manuel bionique, tri des fruits, griffe souple

 

Une telle pince, seule, pèse 500g. C'est un peu gros. Il faudrait une pince comparable, plus petite, avec des servos...