21 réponses à ce sujet

[Metabolik]

Bonjour à tous amis roboteux!

J'ai pour projet de réaliser un petit bras robotique animé par 4 servomoteurs.

Je souhaiterais obtenir une bonne finition mécanique histoire de pouvoir exploiter au maximum son potentiel!
Sachez que je fait imprimer les pièces pour obtenir un meilleur résultat.

Malheureusement, j'ai un profil plutôt informaticien et je bute un peut sur la conception mécanique. J'ai commencé à dessiner et imprimer mon robot en 3D, et globalement je m'en sort pas trop mal. Il y a néanmoins une chose que je n'arrive pas à résoudre. Je fais donc appel à vos talents de mécaniciens créatifs pour m'aider à trouver une solution fonctionnelle à mon problème.

Explication du problème :

Avant toutes chose voici des petits dessins pour que vous puissiez mieux comprendre la forme des pièces:



J'ai pris soin d'enlever les boîtiers qui protègent les servomoteurs afin que vous puissiez mieux voir.


- La pièce blanche est fixé au axes des moteurs 1 et 2
- Le moteur 2 est fixé au moteur 3.

Maintenant imaginons que tous les servomoteurs soit bloqué ( étude statique ).
- La masse noire représente la partie fixe
- La flèche noire représente une force
- La flèche rouge désigne l'axe du moteur 1. Cet axe moteur subit un moment résultant de la force (flèche noir) et du bras de levier (moteur 2 et 3).

Problème 1 :
Apres avoir imprimé cette pièce blanche et monté le tout, je me suis rendu compte que la petite pièce en plastique noir qui ce fixe sur l'axe du moteur 1 ce tord facilement. Du coup le moteur 3 oscille énormément à chaque mouvement ou variation de charge. Il faudrait pouvoir limiter la torsion sur l'axe du moteur 1 en s'appuyant plutôt sur les boitier des moteurs.

Problème 2 :
Les câbles des moteurs 2 et 3 sont relié à une carte fixé au bâtis (du côté du moteur 1). En réalité les câbles sont même fixé contre le moteur 1 et lorsque le moteur 1 tourne il arrive que les câbles bloquent la rotation. Il faudrait qu'ils puissent passer par le centre de rotation en x (c.f. trièdre en bas à gauche) de la pièce blanche.

Problème 3 :
Les câbles des moteurs 2 et 3 sont visible au niveau de cette pièce blanche et donc vulnérable! Il faudrait qu'il soit entièrement caché et protégé par une coque!

J'espère que l'un d'entre vous a déjà rencontré ce genre de problématique et qu'il connais une solution à mon problème! J'imagine que le problème dois souvent ce poser pour des épaules de robot humanoïde ou autre!

J'attend vos réponses (et vos questions) avec impatience

Metabolik

[skyhack]

L'idéal serait à mon goût que le servo 1 ne soit pas utilisé tel quel mais qu'il fasse partie d'une base de rotation avec pignon et couronne afin de créer une base de rotation classique et solide, car ici pas étonnant que la pièce noir (un palonnier de servo) se torde sous le poids, c'est une erreur classique de monter un servo comme cela, ça n'est pas du tout prévu pour et cela amène un porte à faux énorme d'où une flexion importante du palonnier et un endommagement certain du servo 1 dans le temps.

skyhack.

Juste pour le fun:

[Metabolik]

Merci pour ta réactivité.
En effet, Ta solution me semble très approprié!
Mais au final l'axe monté sur 2 roulements ça ressemble beaucoup à ce qu'il y a à l'intérieur du servo! Je ne risque pas d'avoir le même problème?
J'ai également une contrainte d'encombrement à prendre en compte, existe t'il une méthode qui me permettrais de réaliser ce montage pignon et couronne au dessus de la face avant du moteur (la face ou il y a l'axe) tout en gardant une bonne robustesse?

Metabolik

[skyhack]

avec les servos ça donne ça:




Par contre pour les vibrations et les oscillations des servos (surtout le 3) il faut que tu mettes des ressorts de rappel afin d'aider du mieux que possible le servo le plus bas afin qu'il soit assez puissant pour soulever et contrer la masse en bout de bras.

skyhack.

Avec les ressort de rappel:

[skyhack]

Mais au final l'axe monté sur 2 roulements ça ressemble beaucoup à ce qu'il y a à l'intérieur du servo! Je ne risque pas d'avoir le même problème?

Je ne vois pas où est le problème, justement ça répond directement au problème de rigidité de ce genre de montage, la preuve sur roboshop:

http://www.robotshop.com/engrenage-puissance-gdp785-bm-5-1-servocity-4.html

Par contre niveau encombrement il n'y a pas grand chose à faire car réduire la longueur de l'axe sur roulement n'apportera qu'un très faible gain de place, on peut toujours grappiller quelque millimètre de ci de là mais pas grand chose quand même.

Sinon pour le problème des câbles je m'y colle dès que je peux.

skyhack.

[Metabolik]

Mais au final l'axe monté sur 2 roulements ça ressemble beaucoup à ce qu'il y a à l'intérieur du servo! Je ne risque pas d'avoir le même problème?

Je ne vois pas où est le problème, justement ça répond directement au problème de rigidité de ce genre de montage

Ce que je voulais dire c'est que l'axe du moteur en lui même ne semble pas ce tordre, il est maintenu par 2 roulements de la même façon que sur ton assemblage. En réalité c'est le palonnier de servo qui plie! Peut être qu'en le remplaçant par un palonnier métal ça irait mieux!
Mais par contre ça ne protège plus le servo.

En tous cas merci beaucoup pour ton aide!

Metabolik

[julkien]

Ce que je voulais dire c'est que l'axe du moteur en lui même ne semble pas ce tordre, il est maintenu par 2 roulements de la même façon que sur ton assemblage. En réalité c'est le palonnier de servo qui plie! Peut être qu'en le remplaçant par un palonnier métal ça irait mieux!
Mais par contre ça ne protège plus le servo.

En tous cas merci beaucoup pour ton aide!

Metabolik

Je n'avais pas vu le petit bitoniau noir !

puisque tu as une imprimante 3D, imprime le tout un peu plus épais et surtout SANS ce palier noir puis ajoute des renforts sur le cylindre qui acceuillera le servo .

[skyhack]

Ça je comprend bien qu'un simple palonnier en nylon se torde par le poids en bout de bras c'est pour ça qu'il vaut mieux déporter l'action du servomoteur via une couronne et un axe qui eux sont dédié pour ça. Et de ce fait le servo et sa mecanique interne se retrouve préservé des actions mécaniques externe et autre porte à faux.

Les palonnier en metal sont une solution intermédiaire à ce genre de problème mais il n'empêchera pas que le servomoteur soit endomagé par les actions mécaniques externe.

Cdt.

Skyhack.

[Metabolik]

puisque tu as une imprimante 3D, imprime le tout un peu plus épais et surtout SANS ce palier noir puis ajoute des renforts sur le cylindre qui acceuillera le servo

En réalité je n'ai pas d'imprimante 3D, je fais imprimer mes pièces par un sous traitant. J'avais déjà essayé de faire un cylindre pour accueillir l'axe du servo mais les petites dent sont trop fines pour une imprimante, et elles on finit par lâcher! Du coup je suis revenu à la solution du Palonnier.

Une autre solution serait de faire la pièce par moulage en utilisant ma pièce déjà imprimé et le palonnier de servo comme modèle. Avec un peut de patte à modeler je peut facilement faire les renfort et modifier la pièce. Le moulage me donnera une meilleure précision et les dent tiendront peut être mieux.

Cette solution me permettra de réduire les jeux et de renforcer mon articulation mais le servo subira toujours de mauvaise contraintes, et comme l'a fait remarqué Skyhack il risque de ce dégrader rapidement!
Néanmoins je trouve cette solution simple et compacte donc je la garde dans un coin de ma tête!

Mais par contre ça ne solutionne pas du tout les 2 autres problèmes lié au câbles! Je ne vois pas du tou comment faire avec cette configuration! Skyhack j'attend avec impatience ta proposition sur ce sujet.

Metabolik

[Mike118]

Une autre solution serait de faire la pièce par moulage en utilisant ma pièce déjà imprimé et le palonnier de servo comme modèle. Avec un peut de patte à modeler je peut facilement faire les renfort et modifier la pièce. Le moulage me donnera une meilleure précision et les dent tiendront peut être mieux.

Metabolik

Je ne sais pas si tu connais mais pour ce type de moulage fais maison il y a un thermo plastique qui est super ! Il se présente sous forme de billes blanche dures à tremper dans l'eau presque bouillante, elles deviennent alors transparente et se colent pour forme une pate maléable à souhait avec les mains. Et quand tu laisse refroidir ça redivient dure... Idéal pour le moulage entre autre ! je parle de ça

[Metabolik]

Je ne sais pas si tu connais mais pour ce type de moulage fais maison il y a un thermo plastique qui est super ! Il se présente sous forme de billes blanche dures à tremper dans l'eau presque bouillante, elles deviennent alors transparente et se colent pour forme une pate maléable à souhait avec les mains. Et quand tu laisse refroidir ça redivient dure... Idéal pour le moulage entre autre !

J'avais déjà vue des vidéos de cette méthode sur le net, je m'y suis intéressé après avoir vu des robots réalisé à l'aide de ce procédé à une expo! Mais personnellement je n'ai jamais essayé. je réalise mes moulages avec du silicone et mes pièces sont en polyuréthane.
Tu as déjà essayé ce matériaux Mike 118?

Metabolik

[skyhack]

Après tout dépend de la solution que tu vas prendre, car là pour l'instant je n'ai pas beaucoup d'alternative pour empêcher ces câbles de tourner avec le reste.

Le truc c'est de les faire longer le plus possible au niveau des centres de rotation des articulations, faire longer les câbles des servos 2 et 3 près de l'articulation du 2, et enfin faire longer 2 et 3 près le la base rotative.

Je pense que quand on voit que même les robots industriels ont ce problème, il vaut mieux être modeste afin de régler ce problème juste en faisant passer les câbles aux bons endroit et en les rallongeant vers la base rotative histoire qu'il y ait de la marge pour tourner librement.

skyhack.

[Mike118]

J'avais déjà vue des vidéos de cette méthode sur le net, je m'y suis intéressé après avoir vu des robots réalisé à l'aide de ce procédé à une expo! Mais personnellement je n'ai jamais essayé. je réalise mes moulages avec du silicone et mes pièces sont en polyuréthane.
Tu as déjà essayé ce matériaux Mike 118?

Metabolik

Oui j'ai déjà essayé et je l'ai adopté ! Par contre le top est d'avoir un grand pot en verre et une baguette en verre ou en baquelitte type baguette de chimie pour pouvoir faire fondre le plastique dans un contenant sans qu'il colle au contenant et pour avoir un objet te permettant de sortir la patte sans te bruler les doigts et sans que la patte colle sur l'objet.( Perso j'ai un gros bécher et la baguette de chimie qui va avec... )

Une fois la pâtte ramolis tu peux la modeler comme tu veux pendant environ 40 secondes. Et tu peux la reramolir à l'infini tant que tu ne mets pas d'impurté dans ton plastique.

Ensuite chose intéressante : tu peux faire ton moule dans du bois le recouvrir d'une couche de plastique poubelle et de mouler ta pièce dans le moule en bois ainsi protégé ( là encore pour éviter que la pâte colle )

D'ailleur en reffroidissant une pièce faite de cette façon( au congélateur par exemple ) tu peux t'en servir comme moule... Sans que cela colle, par contre préparer les prises pour pouvoir le retirer en force car il y a quand même des petites variations de volume peu importante mais nécessaire pour précontraindre un peu ta pièce sur son moule...

Perso j'ai fais un bouchon de glacière fileté ainsi... la glacière a servi de moule d'un côté ... de l'autre c'est une empreint d'un autre bouchon fait aussi en thermo plastique qui m'a servi d'empreinte... Et ça a marché nickel. Le bouchon est étanche et se visse parfaitement. J'ai juste du forcer un peu pour le retirer la première fois... surtout dant le moule en thermoplastique.

Bon je pense avoir fait le tour... Si tu as d'autres questions n'hésite pas !

[ChristianR]

lorsque le moteur 1 tourne il arrive que les câbles bloquent la rotation.

Il est possible de monter des contacts tournants, des balais assurent le contact lors de la rotation comme sur un moteur.
Exemple: http://www.a2v.fr/program/src.htm

[skyhack]

j'y avais pensé mais je ne savais pas du tout comment ça s'appelait ! En effet c'est la meilleur solution et qui plus est la plus simple.

[Metabolik]

Il est possible de monter des contacts tournants, des balais assurent le contact lors de la rotation comme sur un moteur.
Exemple: http://www.a2v.fr/program/src.htm

bonjour ChristianR
Ce collecteur tournant est il aussi capable de remplacer le système de skyhack (Axe sur 2 roulements)?

Metabolik

[Metabolik]

Bonjour à tous,
Finalement j'ai fini par fabriquer la pièce qui m'a été proposé par Julkien, juste pour tester.
Les jeux ont été énormément réduit, le tout semble beaucoup plus robuste. Je pense que le matériaux utilisé joue beaucoup la dedans!
Je pense que ça fera l'affaire pour le moment. Par contre la gestion des câbles est vraiment trop complexe!

Voici quelque Images :

[Melmet]

Par contre la gestion des câbles est vraiment trop complexe!

Salut a toi.
Perso, je trouve pas que la gestion des câbles soit complexe.
Alors, une petite question: tes servos tournent ils a 360°?

[Metabolik]

une petite question: tes servos tournent ils a 360°?

Non ils sont limité à 180°!


Metabolik

[julkien]

Non ils sont limité à 180°!


Metabolik

si tu peux, laisse juste un peu plus de mou et tout devrais bien ce passer! />

et si tu peux pas, ralonge les />

puis protege les avec une gaine (thermo , tressé, ... etc) moi mon choix irais plutot sur de la gaine tréssé