Projet ROB de Arnold, Evinia, Mathis

Arnold AÏM; Evinia ANASTASOPOULOU; Mathis RENARD.

1. Présentation du Projet

L'objectif de ce projet est de réaliser un petit mécanisme robotisé permettant de dessiner des formes géométriques simples définies à l'avance ou à l'aide d'un joystick manipulé par l'utilisateur en temps réel en utilisant des mécanismes prédéfinis. 
Nous respectons le cahier des charges défini par notre enseignement Guillaume MOREL ci-dessous

2. Cahier des charges

Le mais général est de faire un robot capable de dessiner avec un crayon sur un support plan horizontal.

2.1 Fonctions à réaliser

Le robot doit être fixé ou posé sur une plaque horizontale carrée de 250mm par 250mm. Il doit être capable de réaliser deux exercices :

1) Tracer, avec l'aide d'un crayon fixé sur l'organe terminal du robot, dans le plan de la plaque supportant différentes figures imposées de difficulté croissante :

a. Une ligne de 5 cm de long,

b. Une ligne pointillée de 5cm de long,

c. Un cercle de 2,5 cm de rayon,

d. Un cercle pointillé de 2,5 cm de rayon.

Le tracé de chacune des figures doit être réalisé en  10 secondes  +/- 0,2 secondes.

2) Tracer, avec l'aide d'un crayon fixé sur l'organe terminal du robot, dans le plan de la plaque support, un dessin imposé dans un carré de 5cm par 5cm. Le déplacement de l'organe terminal du robot devra être  piloté par un joystick . Il est possible que la figure soit discontinue, et donc il faut prévoir de pouvoir relever le crayon du support horizontal sur lequel on écrit.

Une fonction supplémentaire, optionnelle , peut être réalisée :

• Être capable de modifier la vitesse de déplacement du robot via l'interface.

2.2 Fonctions contraintes

Les contraintes imposées sont :

• Respect des règles d'utilisation du FABLAB de Sorbonne Université au sein desquelles vous travaillerez, en particulier la  charte des FabLab du MIT . Cela implique que vous travaillez sur le  WIKI du FABLAB  pour documenter votre projet. Il y a une bonne documentation  ici  pour savoir comment utiliser le WIKI.
• Utilisation de composants (moteurs, contrôleurs, boutons, éléments de guidage, alimentation stabilisée, boutons, etc.) parmi un ensemble imposé. Une liste des composants utilisables est disponible au paragraphe 4. 
• Fabrication des pièces grâce à :
  • Machine à découper LASER.
  • Imprimantes RAISE 3D PRO2.

Ces  machines  du FABLAB de sont pas toutes accessibles tout le temps ni en même temps. C'est une contrainte qu'il vous faut intégrer dans la gestion de votre projet (par exemple, privilégier la découpe LASER qui est très rapide, lorsque c'est possible).

Un objectif est de minimiser la quantité de matière utilisée pour réaliser le projet.

• Programmation en C utilisant la chaîne de développement Arduino IDE.

Réflexion

Idée de robot sur roues : Idée complexe à mettre en place, pas de roues à disposition donc fastidieux à construire plus compliquée de faire un circuit électrique propre à l'intérieur.

Idée 2 : Type Imprimante  3D, Transformation de pivot en translation trop compliqué à faire car création de chaines en 3D trop dur à modéliser/ imprimer en 3D. Aussi, cela entraine une utilisation non pertinente des servo-moteurs.

Idée finale : Robot Type FANUC. Nous avons ici une bonne utilisation des servo-moteurs, facile à modéliser/imprimer/découper par les outils en service. 

Nous avons décidé, après argumentations, discussions auprès du professeur, de retenir cette dernière solution.

Lien de notre diagramme de Gantt:

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1OmamPJELbAN48oTG1ooIXSrjbCt2yrp1qGpkE4TFLDg/edit?usp=sharing

CALCUL DU MODELE GEOMETRIQUE INVERSE

Premier idées de calcul de modèle géométrique, inverse, jacobienne… Finalement s'avérant inutile car le calcul d'angle était déjà donné dans le cours.

   

     

Les formules de calcul finalement retenues sont donc les suivantes :

Dans notre cas, il n'y a pas de bras violet, ni de bras rouge et vert en dessous. x' et y' deviennent juste x et y. Et theta3, alpha n'apparaissent plus dans le résultat final. Les angles du robot seront calculés dans une partie Matlab.

Modélisation

Notre robot se compose d'un châssis principal qui stabilise notre premier moteur HS422 180°, ainsi que d'un second bâti support plus petit qui supporte le servomoteur EMAX ES08A 180°. Deux palonniers sont utilisés comme bras. Le premier palonnier (le plus long), intègre le second moteur HS422 180°, responsable du mouvement de l'effecteur.

Nous avons décidé de positionner le servomoteur EMAX ES08A 180° à la sortie du premier servomoteur HS422 180° afin de contrôler à la fois les mouvements des bras du robot et leur rotation. Cette configuration et surtout cette rotation, nous permettra d'effectuer des dessins en pointillés en autorisant un mouvement vertical du stylo lorsque nécessaire.

Rotation des bras

Maintien en position des bras

Fabrication des pièces

Toutes nos pièces vont être fabiquées et prototypées en utilisant la méthode de découpe LASER