Fabrication du support batterie

Posted in construction, mecanique on juillet 9th, 2009 by Cyril

Un des boulots urgents qui m’attendaient pour tester les déplacements du robot en conditions réelles était de fixer la batterie sur le robot à son emplacement prévu, derrière les blocs roue/moteur.

Pour rappel (et pour faire marrer certains), cette monstrueuse batterie au plomb de 12V/12Ah pèse 4kg et des poussières. Achetée précipitamment au début du projet, j’ai longuement hésité à réinvestir plus récemment dans quelque chose de plus léger et plus performant avant de ma raviser : cette grosse saleté est là, son recyclage coûtera cher à la planète sans compter le lithium ou autre métal rare que je serais susceptible de consommer, donc elle fera son boulot au moins dans un premier temps !

Je suis bien conscient que ce poids va fortement ralentir et modérer les accélérations du robot en comparaison à la vitesse que l’ont découvre sur ma première vidéo. En contrepartie d’une vitesse limitée, j’espère qu’avec ce poids les roues seront bien plaquées au sol et que le patinage sera ainsi réduit.

Un autre point très peu évoqué pour l’instant concerne la sécurité des personnes (et animaux) dans l’entourage du robot.
Je ne sais pas quel effet ca fait de se prendre un robot de 6-7kg lancé à pleine vitesse dans le gros orteil, mais à mon avis la couleur de celui-ci passerait rapidement du rose à quelque chose de beaucoup plus foncé !
En attendant d’avoir un système de sécurité active efficace (détection d’obstacles, etc…), et pour essayer de coller au mieux à la 1ère loi d’Asimov qui dit « Un robot ne peut porter atteinte à un être humain…etc », une vitesse réduite constituera une bonne solution pour éviter les accidents.

Le mieux étant encore de tester toutes ces hypothèses, j’ai profité de ce besoin de fixation de batterie pour expérimenter la découpe et le pliage de profilés d’aluminium ! J’aurais surement du faire un premier essai de fixation avec un truc temporaire à base de gros scotch ou de colliers de serrage mais non …comme à mon habitude, j’ai préféré consacrer presque 2 heures à pondre un truc compliqué à fabriquer.

 

La preuve en images avec les étapes de la fabrication:

01_mesure-profile-alu
Le support de batterie est donc constitué de profilé en aluminium en forme de L de section 15x15mm et de 1,5mm d’épaisseur. J’ai prévu d’y effectuer 2 pliages pour venir maintenir la batterie sur 3 côtés. La longueur découpée correspond donc à la somme des 3 cotés de la batterie (1 grand et 2 petits), à laquelle j’ai rajouté 2 x 3mm pour la courbure extérieure du rayon du pliage. (pi x 2 x 1,5 / 4 arrondi au mm supérieur)

 

02_tracage-angles-fausse-equerre
Pour réaliser un pliage à 90° dans un profilé en L, il est nécessaire de découper une encoche à angle droit dans une des faces. Une fausse équerre démontée est parfaite pour tracer 2 marques à 45° du bord

 

03_decoupe-angles
Une fois les angles tracés je les ai découpés, d’abord à la scie à métaux, puis fignolés à la mini-perceuse. Je me suis rendu compte par la suite que le rayon interne du pliage ne pouvant pas être nul, il fallait évider un peu plus de matière dans la pointe de l’angle pour pouvoir atteindre les 90° requis. En fait, par des ajustements successifs à la lime, je me suis rendu compte qu’il fallait même espacer les deux découpes à 45° pour « reculer » la pointe de l’angle à 90 dans la matière pliée.
OK ….cette explication est foireuse mais je la laisse quand même et si quelqu’un me le demande, je ferais un schéma.

 

04_pliage-angle-etau-1
Pour effectuer le pliage à la main le plus précisément et centré au mieux sur la découpe, j’ai utilisé mon petit étau pour bien fixer un des deux côtés, et l’angle à plier affleure juste de la prise de l’étau.
Sur ce deuxième pliage, j’ai anticipé les problèmes rencontrés lors de la première tentative, et j’ai tout de suite enlevé la petite section de métal évoquée ci-dessus.
Résultat: un pliage qui va jusqu’à 90° du premier coup, ce qui prouve bien que c’est en forgeant qu’on devient forgeron, même si c’est pas encore exactement ça …

 

05_pliage-angle-etau-2
A cause de l’élasticité de l’aluminium, il est impossible de faire tenir le pliage à 90° sans le maintenir en place. Pour faire ca, il faudrait évider non pas 90° mais au moins 100° dans le métal, pour pouvoir plier à 80° et compter sur le retour élastique pour avoir un beau 90° au final. MAIS (!!!), cette solution ne me plait pas car on verrait une fente de 10° une fois la pièce terminée. (encore un schéma si vous insistez)

 

06_support-termine
Voilà le support terminé avec la batterie posée dessus, comme elle le sera une fois sur le robot.
Le pliage se force sans problème à la main jusqu’à 90° des deux côtés de la batterie et sera donc maintenu en place par les vis de fixation sur le robot.

 

Cette activité (absolument indispensable !!) m’aura appris pas mal de choses dans le travail de l’alu et je me suis rendu compte que le pliage à la main est quelque chose de pas facile du tout… L’angle une fois terminé, on ne peut pas espérer mieux qu’un truc grossier de 3-4mm de rayon et il faut donc en tenir compte dans les mesures, les tracés, la position de la prise dans l’étau, etc…
Le résultat sur cette pièce me satisfait quand même malgré les imperfections, surtout que ce n’est pas une pièce qui nécessite une grande précision dans sa fabrication.

Parallèlement à cette fabrication j’ai commencé un support pour des patins de glissement sous le robot car les fixations à la base de plexiglas sont en partie communes. Il ne me reste qu’à préparer un post pour montrer ça.

A bientôt !

Tourelle webcam, précisions !

Posted in construction, mecanique on mai 27th, 2009 by Cyril

Voici quelques informations complémentaires concernant les dimensions de la tourelle pan/tilt décrite dans un post précédent (ici).

La tourelle mesure environ 9cm à son plus haut niveau, entre la base et le haut du bras d’orientation verticale en position haute. Sa longueur, avec le bras au maximum vers l’avant, est d’environ 8,5cm.

dimensions_tourelle
Vue de coté la tourelle. Devinez lequel des deux réglets a été photo-monté !! (je n’en ai qu’un en stock …)

Premiers tours de roue !

Posted in mecanique, videos on mai 15th, 2009 by Cyril

Comme une bonne nouvelle n’arrive jamais seule, je profite du déménagement du blog pour poster une première vidéo du robot (enfin de la base roulante toute simple) qui fait un petit trajet en ligne droite !

Voici la merveille ! ;-)

Fabrication de la base roulante

Posted in construction, mecanique on avril 20th, 2009 by Cyril

Bonjour à tous !

Aujourd’hui, j’ai modélisé de manière complètement virtuelle et stérile le….mais non c’est une blague !! (Haha quel clown celui-là)

Tadaaaaammm !!!!

Eh non vous ne rêvez pas: voici du concret, du solide, du palpable, du qu’est lourd, du qui roule !!

En effet, ce weekend j’ai continué et bien avancé sur la fabrication des blocs moteurs du robot et de la base roulante, bien décidé à mettre un terme à ces trop nombreux mois de bidouille avec une découpe d’alu par-ci, un trou taraudé par-là …

Voilà sans plus attendre une photo du résultat final :

Oups désolé, ça c’est la modélisation…voilà les photos :



Alors bien sur, il reste quelques éléments à fabriquer et assembler mais le plus gros du boulot est fait et vous trouverez ci-dessous quelques photos commentées des étapes de fabrication. Cette fabrication a commencé il y a plus d’un an (je sais ça fait long) et je présente donc une première partie qui date de l’année dernière avant le travail de ce weekend.

1 – Fabrication des pièces en aluminium (Avril 2008, Fontenay)

Découpe des plaques d’aluminium

Les plaques principales des blocs moteurs ont été découpées à la scie sauteuse dans une plaque d’aluminium de 3m d’épaisseur. Travail long et fatigant pour les bras…
Qui a dit petite nature ?

Protections

Attention à toujours utiliser des protections lors de l’utilisation d’outils électriques : lunettes de sécurité et protection auditives !!

Finition des pièces d’aluminium

Une fois découpées le plus précisément possible à la scie sauteuse, la taille des 4 flancs des blocs moteur n’était malheureusement pas aussi précise que prévu. Une finition à la lime – les 4 plaques assemblées pour plus d’homogénéité – a été nécessaire.

Equerre de mécanicien

Voici un bel outil que j’avais acheté pour mettre toutes les chances de mon côté dans les tracés et reports de cotes : un plaisir à utiliser !

Report des mesures sur une plaque

La plaque présentant les cotes les plus précises (de l’ordre du 1/10mm) a été utilisée pour y marquer les emplacement des trous de fixation. Les 4 plaques seront percées en même temps, ce qui évitera la multiplications et la diversité des erreurs de mesure.

Perçage de pré-trous

Pour faciliter le centrage des trous avec ma perceuse a colonne de merde (jeu de plus d’1mm à la pointe du forêt), j’ai percé avec précision des trous de diamètre 1mm dans la première plaque.

Perçage des trous en 4mm

Une fois ré-assemblées en sandwich, le perçage définitif des 4 plaques a été bien facilité par les pré-trous faits dans la plaque du haut : le foret s’y engage sans problème et n’est pas tenté de dévier sous l’effet de la contrainte verticale.

2 – Usinage des pièces et montage (19 Avril 2009, Nantes)

Mon antre (aussi appelé une cave)

Voici tout d’abord un aperçu de l’espace que je me suis approprié dans ce nouvel appartement: une cave de plus de 10m²! Rien à voir avec ma planche sur 2 tréteaux dans la cuisine de mon ancien appart :-)

Duplication de la fixation moteur

Je suis désolé, il manque les photos de la première étape de mesure et de découpe des encoches de fixation pour les moto-réducteurs. Après un report des mesures le plus précis possible, j’ai percé une dentelle au forêt de 2mm tout autour de la découpe puis j’ai évidée la zone centrale à coup de lime.
Pour la 2ème plaque, j’ai décidé d’utiliser la première comme patron : technique très efficace et important gain de temps, si ce n’est un ripage avec un foret de 8mm lors de la 2ème passe qui a occasionné une belle entaille sur le bord de la découpe(pas très grave..)

Finitions de la découpe à la lime

La finition de la découpe se fait à la lime, en suivant la première plaque qui sert de guide.

Report du tracé sur la base

Cette base en plexiglas avant été fabriquée au tout début de mon projet …souvenez vous : Découpe de la base en plexi
J’y ai reporté les emplacements des trous pour la fixation des 2 blocs moteurs.

Fixation d’un bloc moteur

Une fois la plaque de base du robot perçée, on peut y fixer les blocs moteur. Chacun des deux blocs moteurs ont nécessite un ajustement à la lime d’environ 0,5mm d’un de leurs 4 trous de fixation.

Vue des vis de fixation par le dessous

Passages de roues

Après avoir vérifié l’alignement des 2 blocs moteur, j’ai reporté le tracé des encoches pour le passage des roues sur la base…

Découpe des encoches

…puis après avoir fait 2 gros trous de 8mm aux 2 coins opposés de chaque rectangle, j’ai évidé les zones à la scie sauteuse. Un petit coup de lime pour finir et c’est partait !

Axe de roulement

Ca, c’est la partie qui n’est pas terminée : les axes de roue, associés à un adaptateur de diamètre fabriqué maison, pour passer des 10mm de l’axe des roues aux 6mm des tiges en acier récupérés sur une photocopieuse.

La suite en photo, très bientôt !!

Tourelle pan/tilt pour webcam – EasyRobotics

Posted in construction, electronique, mecanique on avril 28th, 2008 by Cyril

Histoire de mettre un peu la charrue avant les bœufs, et avant d’avoir un robot en ordre de marche, j’ai commandé tout le nécessaire à la fabrication d’une tourelle orientable pour la(les) webcam(s) du robot.

La webcam pourra être orientée selon deux axes :
- gauche / droite
- haut / bas

La partie mécanique sera constitué de deux servo-moteurs, un par axe de rotation, montés dans des supports adaptés. Les servos utilisés sont des machins premier prix (5€) qui ont ont été achetés « en prévision » lors d’une commande chez Conrad.

En revanche, tout le système de montage des servos, la fixation des axes de rotation, et plus généralement toutes les pièces mécaniques de la tourelle, proviennent de la société EasyRobotics.
J’ai commandé jeudi dernier un ensemble de pièces pour fabriquer la tourelle et après une expédition vendredi, j’ai reçu les pièces ce matin, lundi. Entre temps, une personne m’a contacté pour me donner des indications sur le suivi de ma commande et j’ai pu lui poser des questions qui ont reçu des réponses avec beaucoup de réactivité.
Bref, beaucoup de sérieux et ça mérite d’être signalé;-)

Le système de tourelle, une fois monté, ressemblera à ça et vous trouverez un guide de montage (que je n’ai pas pris la peine de suivre… rhooo !) en bas de page:
Tourelle pan/tilt

Allez, assez parlé et place à une petite séance photos (qui n’a pas la prétention d’être un guide de montage !!)

Voici l’ensemble des pièces commandées chez EasyRobotics…
…et les deux servos
Le servo de base (rotation droite/gauche) est fixé dans sa cage
La cage du servo supérieur (rotation haut/bas) est équipée d’une plaque latérale qui supporte un palonier pour entrer en rotation avec le premier servo, ainsi que d’un axe pour la rotation de la fourche (non visible ici car derrière en face de l’axe du servo).
Notons que le servo devra être démonté pour fixer le palonier au servo de base.
Le bloc supérieur est fixé au bloc inferieur en retirant le servo pour accéder à la vis du palonier.
Il ne reste plus qu’à insérer délicatement la fourche équipée d’un palonier entre l’axe métalique et l’axe du servo, et de visser le tout des deux cotés.
Voici la tourelle une fois terminée !

L’étape suivante est le démontage de la webcam prévue pour le robot et la fixation de la partie capteur/electronique sur la fourche de la tourelle.
Dès que possible, j’écrirais un petit programme pour faire une vidéo de démonstration en fonctionnement.
Je répondrais comme d’habitude avec plaisir à vos questions ou commentaires concernant cette réalisation, n’hésitez pas à me faire part de vos remarques !

Pièces mécaniques

Posted in construction, etude, mecanique on octobre 1st, 2007 by Cyril

Après un bon moment de silence (vacances oblige…) me revoilà avec une liste de matériel acheté pendant ces 2 mois.
Je pense disposer d’à peu près tout ce dont j’ai besoin pour la construction de mon châssis et de mon système de propulsion, il ne me reste plus qu’à trouver le temps pour concrétiser tout ça. Coté outillage je me suis équipé entre autres d’une perceuse à colonne, d’un ensemble de tarauds/filières bas de gamme et du modèle haut de gamme (en 3 passes) en taille M4 que je vais beaucoup utiliser pour mes taraudages dans l’aluminium, de divers outils de mécanicien, etc…

Voilà la liste par fournisseur:

HPC Europe:

  • Engrenages droits en Derlin usiné, 25 dents, module 1 (25mm de diamètre), axe de 6mm.
  • Bagues de serrage sur axe 6mm
  • Coussinets auto lubrifiants 6mm
  • Vis DIN M4 (lot de 200)

Weber Métaux

  • Tôle d’aluminium 3mm de 25x120cm (une chute, coup de bol parce que sinon la découpe minimum c’est 40×120)

Le**y Me**in

  • 2 roues en plastique de 100mm, axe de 12mm (bidouille prévue pour la fixation)
  • 2 sachets de vis + ecrou M3 en 10 et 12mm
  • 2 roulettes « taille basse » pour la stabilité avant et arrière du robot
  • profilés aluminium en longueurs d’un mètre
    • 3 profilés carré en aluminium 7,5×7,5mm pour l’armature du chasis
    • tube aluminium 8, 10 et 12mm
    • profilé aluminium 1×15 et 2×20 mm
    • cornière 15x15mm ép:2mm
  • goupilles 2 et 3 mm pour la fixation des roues sur les axes


 

Récupération:
Le hasard a fait déposer sur le trottoir à une centaine de mètres de chez moi un module « trieuse/agrafeuse » de photocopieur. Traîné laborieusement jusqu’à ma cave, (20-30kg bien tassés !), la pauvre bête s’est vue dépiautée jusqu’aux os de toutes les pièces intéressantes qu’elle contenait: moultes engrenages avec axes rectifiés de 6mm, coussinets, courroies, des fourches optiques, 2 ou 3 électro-aimants en 12V, pas mal de câbles avec des petits connecteurs sertis très mignons, des beaux morceaux de plexi fumé de 2 ou 3 mm, quelques moteurs avec leurs roue de codage, des vis M3 et M4 de diverses tailles…bref pas mal d’éléments mécaniques et un peu d’électronique.

Je vais photographier tout ça ce soir si j’ai le temps et j’éditerai le post pour rajouter les photos.
La partie électronique n’étant pas non plus en reste, je vous prépare un post résumant l’état de mes investigations de ce coté là…

EDIT:Photos ajoutées

A bientôt

Découpe de la base en plexi

Posted in construction, mecanique, prix on juillet 23rd, 2007 by Cyril

Ce weekend, je me suis enfin lancé dans la réalisation de la base de mon châssis.
Armé d’une scie sauteuse équipée d’une lame fine pour découper le métal, j’ai lutté pour entamer les 6 mm d’épaisseur de la plaque que j’avais achetée. Le plexiglass, c’est bien, c’est beau, c’est transparent …et c’est costaud!

Ah d’ailleurs, pour info, une plaque d’Altuglass (PMMA) transparent de 50cm x 60cm en 6mm d’épaisseur coûte 32€ chez Weber Métaux. J’en profite pour annoncer qu’un post sera prochainement dédié à la liste détaillée de toutes mes dépenses, pour vous permettre de vous faire une idée du prix global du robot. (pour ceux que ça tenterai de se lancer dans l’aventure…)

Dans cette plaque, j’ai pu découper deux magnifiques galettes de 30cm de diamètre en me laissant de la marge pour la découpe et la finition. (les deux rond ont été tracés en décalé sur la longueur de la plaque).

Voici quelques photos de la réalisation et du résultat, les plaques revêtent encore leurs films de protection.

Motorisation du robot

Posted in 3D, etude, mecanique on juillet 20th, 2007 by Cyril

Bonjour à toutes et à tous ! Voilà un nouveau morceau à vous mettre sous la dent, il s’agit cette fois de parler de la propulsion du robot :

Le système de propulsion du robot est constitué de deux roues diamétralement opposées dans l’axe de symétrie du robot. Cette configuration permet de diriger le robot en faisant varier la vitesse et le sens de rotation de chacune des roues indépendamment.

La puissance est fournie par deux motoréducteurs à courant continu, couplés aux roues par des engrenages à denture droite de 25mm de diamètre.
Cette solution de transmission a l’inconvénient de réduire la puissance disponible sur l’axe de sortie des roues (à peu près 80% de rendement par rapport à la sortie du moteur) mais a l’avantage de ne pas faire porter le poids du robot directement sur les axes de sortie des motoréducteurs et donc de réduire sensiblement leur usure. (merci à Vincent T. pour la suggestion)

Voici une séquence de montage d’un bloc de propulsion. Pour ceux qui ont suivi jusqu’ici, on en trouvera donc deux identiques sur le robot.

Cette modélisation en 3D (ainsi que toutes celles à venir) a été réalisée sur une version « d’évaluation » (bah oui, j’en ferais jamais un usage commercial alors j’évalue …) d’un logiciel à plusieurs milliers d’euros : Solid Edge

Pour commenter un peu le schéma, voici l’assemblage de cette partie mécanique : Le motoréducteur est fixé par 4 vis (M3) à une plaque usinée en aluminium de 3 mm d’épaisseur. Cette même plaque comporte un alésage pour l’axe de la roue.Une plaque plus petite vient se positionner dans l’axe de la roue pour supporter l’effort et les deux alésages alignés sont garnis de coussinets auto-lubrifiants en polymère prévus à cet effet. L’axe réctifié en acier de 6mm de diamètre est bloqué en translation par une bague de serrage(non visible ici) derrière la petite plaque de montage. Les deux engrenages de 25mm sont fixés sur leurs axes par des vis transversales de 10mm en M4 et enfin, la roue est fixée sur son axe (système de fixation conçu mais pas encore modélisé.).

Voilà pour la partie motorisation.
La réalisation de cette partie devrais commencer dans les jours à venir (pièces commandées) et les photos ne tarderont pas à arriver !