Projet ROB3 - Robot écrivain : Bastien Antonin Antonin
Informations
| COUQUE Bastien | bastien.couque@etu.sorbonne-universite.fr |
Étudiant Robotique 3-A Polytech Sorbonne |
| CHAUVET Antonin | antonin.chauvet@etu.sorbonne-universite.fr |
Étudiant Robotique 3-A Polytech Sorbonne |
| CENSIER Antonin |
Étudiant Robotique 3-A Polytech Sorbonne |
Date de début de Projet : 8 Janvier 2024
Date de fin du Projet : 30 mai 2024
Contexte
Ce projet de robotique s'inscrit dans le cadre de nos études en Robotique, plus précisément pour notre projet du second semestre de notre première année. Ce projet est pour chacun de nous le premier projet robotique.
Objectifs
Les objectifs de ce projet nous on été donnés par nos responsables d'U.E et sont précisés via le lien suivant :
Nous les résumons ci-dessous :
L'objectif principal de ce projet est de concevoir et réaliser un système robotique, c'est-à-dire sa partie mécanique, sa motorisation, sa commande et son interface de pilotage. Les fonctions que notre système robotique doit être capable de réaliser sont :
- Tracer, avec l'aide d'un crayon fixé sur l'organe terminal du robot une ligne de 5 cm de long, une ligne pointillée de 5cm de long, un cercle de 2,5 cm de rayon, un cercle pointillé de 2,5 cm de rayon.
-Le tracé de chacune des figures doit être réalisé en 10 secondes +/- 0,2 secondes.
- Tracer, avec l’aide d’un crayon fixé sur l’organe terminal du robot, 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.
L'objectif reste avant tout d'apprendre par la pratique les bases de la gestion d'un projet (c'est-à-dire la façon de s'organiser en équipe pour atteindre un objectif donné avec des moyens donnés) que d'aboutir à un prototype fonctionnel.
La photo ci-contre n'est pas en lien avec notre projet mais sert d'emplacement pour une photo finale une fois le projet réalisé dans son intégralité.
Matériel
Voici la liste du matériel donné (imposé) par nos responsables de projet :
- Un crayon
- Interface de commande :
- Une carte arduino UNO avec câble USB-B;
- Un joystick:
- Une platine de protoypage;
- Alimentation régulée 5V ;
- Câbles, LEDs, boutons poussoirs, résistances.
- Motorisation :
- Deux servomoteurs HS422 180°;
- Un servomoteur Emax ES08A 180°.
- Mécanique :
- Matière PLA pour impression 3D;
- Feuilles medium : 3mm et 6mm d'épaisseur;
- Vis et écrous : M2, M2.5, M3, M4.
- Roulements et axes de diamètre 4mm.
- Ressources CAO.zip contient les fichiers Solidworks pour les deux modèles de servomoteurs téléchargeable via le lien suivant : https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/link/1279#bkmrk-ressources-cao.zip-c
- datashetts.zip contient les documentations de quelques-uns des composants fourni téléchargeable via le lien suivant : https://wiki.fablab.sorbonne-universite.fr/BookStack/link/1279#bkmrk-ressources-cao.zip-c
Machines utilisées
Les machines mise à notre disposition sont celles du Fablab.
Nous pouvons utiliser les découpes laser et les imprimantes 3D (Nous n'en avons pas encore utiliser pour le moment)
Construction
Étape 1
La première étape de notre projet était de poser sur une feuilles toutes nos idées. Trois d'entre elles ont eu le mérite d'être schématisées. Bien qu'elles répondent toutes à la même problématique, chaque solution possède ses propres inconvénients et avantages. Le but de cette étape était d'analyser les propriétés de chaque solutions, se projeter au niveau des problèmes de conception enfin de choisir la solution la plus adaptée à nos compétence et au problème final.
La première solution serait un robot à deux roues, avec en un point du châssis, son effecteur. Il y aurait un moteur pour chaque roue ainsi qu'un moteur pour lever et baisser l'effecteur.
Seulement ce robot nous pose quelques problèmes :
- précision de l'odométrie PRECISER LA NATURE EXACTE DU PROBLEME
- utilisation de servomoteurs pour contrôler la rotation des roues PRECISER LA NATURE EXACTE DU PROBLEME
- l'équilibre globale du robot OUI MAIS N'Y A T IL PAS DES SOLUTIONS SIMPLES
- positionnement sur la feuille, il est demandant de l'endroit où nous le posons (influencé par)
Cette option propose néanmoins des points forts :
- Compact
- possibilité d'expansion au de-là de la feuille
- Peu de matériel
La deuxième solution est un bras, constitué de deux articulations, une base et un effecteur. Il y aurait donc un moteur par articulation. Pour répondre au cahier des charges il faudrait aussi permettre une translation sur la hauteur afin de contrôler le contact entre l'effecteur et la feuille.
Voici les avantages que présente cette option :
- Guidages des déplacements dans le plan de la feuille simplifiés comparés aux autres
- Utilisation des servomoteurs simplifié
- modèle géométrique de la position de l'effecteur simplifié
- Positionnement simplifié
Et voici ses défauts :
- placement des moteurs PRECISER LA NATURE EXACTE DU PROBLEME
- guidage de la translation selon l'axe z
La dernière solution imaginée est inspirée du fonctionnement d'une imprimante 3D. Le déplacement de l'effecteur se consiste de deux translations dans le plan et une dernière perpendiculaire au plan. La première consiste a déplacer l'effecteur suivant un rail horizontal et la seconde consiste à déplacer le rail précédent sur un second rail horizontal. Ces deux mouvements permettent le mouvement dans le plan pour écrire. Le mouvement de translation permettant la montée est descente de l'effecteur est réalisé par un autre moteur sur l'axe de l'effecteur.
Nous avons pensé à trois différents moyen de transmissions d'effort pour déplacer les chariots :
- Bielle manivelle
- Roue et rail denté
- Système de courroie
Avantages :
- paramétrage des mouvements simples à concevoir
- positionnement global
Inconvenants :
- guidage
- transmissions des efforts (servomoteur)
Le premier choix ne nous semble pas optimal principalement à cause du manque de précision de l'odométrie mais aussi le manque de précision lors du positionnement du robot, cette solution ne sera donc pas celle choisie.
Le troisième choix présente des avantages mais les guidages et la transmission d'effort nous semble problématique à concevoir avec l'utilisation de servomoteur qui ne peuvent pas réaliser de tours complets.
Le second choix nous semble le meilleur compromis pour répondre à notre problème grâce à une bien meilleure précision comparé au premier choix ainsi qu'aux guidages et transmissions d'efforts moins complexes que ceux du troisième choix. Cependant, nous devront réfléchir au placement des servomoteurs et au guidage de la translation selon la hauteur.
Nous choisissons donc le choix deux pour ce projet.
Étape 2
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Étape 3
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Journal de bord
Avancée du projet à chaque étape, difficultés rencontrées, modifications et adaptations (facultatif pour les petits projets)
08/02/2024
La première étape de notre projet était de poser sur une feuilles toutes nos idées. Trois solutions ont eu le mérite d'être schématisées. Bien qu'elles répondent toutes à la même problématique, chaque solution possède ses propres inconvénients et avantages. Le but de cette étape était d'analyser les propriétés de chaque solutions, se projeter au niveau des problèmes de conception enfin de choisir la solution la plus adaptée à nos compétence et au problème final.
La première solution serait un robot à deux roues, avec en un point du châssis, son effecteur. Il y aurait un moteur pour chaque roue ainsi qu'un moteur pour lever et baisser l'effecteur.
Seulement ce robot nous pose quelques problèmes :
- précision de l'odométrie PRECISER LA NATURE EXACTE DU PROBLEME
- utilisation de servomoteurs pour contrôler la rotation des roues PRECISER LA NATURE EXACTE DU PROBLEME
- l'équilibre globale du robot OUI MAIS N'Y A T IL PAS DES SOLUTIONS SIMPLES
- positionnement sur la feuille, il est demandant de l'endroit où nous le posons (influencé par)
Cette option propose néanmoins des points forts :
- Compact
- possibilité d'expansion au de-là de la feuille
- Peu de matériel
La deuxième solution est un bras, constitué de deux articulations, une base et un effecteur. Il y aurait donc un moteur par articulation. Pour répondre au cahier des charges il faudrait aussi permettre une translation sur la hauteur afin de contrôler le contact entre l'effecteur et la feuille.
Voici les avantages que présente cette option :
- Guidages des déplacements dans le plan de la feuille simplifiés comparés aux autres
- Utilisation des servomoteurs simplifié
- modèle géométrique de la position de l'effecteur simplifié
- Positionnement simplifié
Et voici ses défauts :
- placement des moteurs PRECISER LA NATURE EXACTE DU PROBLEME
- guidage de la translation selon l'axe z
La dernière solution imaginée est inspirée du fonctionnement d'une imprimante 3D. Le déplacement de l'effecteur se consiste de deux translations dans le plan et une dernière perpendiculaire au plan. La première consiste a déplacer l'effecteur suivant un rail horizontal et la seconde consiste à déplacer le rail précédent sur un second rail horizontal. Ces deux mouvements permettent le mouvement dans le plan pour écrire. Le mouvement de translation permettant la montée est descente de l'effecteur est réalisé par un autre moteur sur l'axe de l'effecteur.
Nous avons pensé à trois différents moyen de transmissions d'effort pour déplacer les chariots :
- Bielle manivelle
- Roue et rail denté
- Système de courroie
Avantages :
- paramétrage des mouvements simples à concevoir
- positionnement global
Inconvenants :
- guidage
- transmissions des efforts (servomoteur)
Le premier choix ne nous semble pas optimal principalement à cause du manque de précision de l'odométrie mais aussi le manque de précision lors du positionnement du robot, cette solution ne sera donc pas celle choisie.
Le troisième choix présente des avantages mais les guidages et la transmission d'effort nous semble problématique à concevoir avec l'utilisation de servomoteur qui ne peuvent pas réaliser de tours complets.
Le second choix nous semble le meilleur compromis pour répondre à notre problème grâce à une bien meilleure précision comparé au premier choix ainsi qu'aux guidages et transmissions d'efforts moins complexes que ceux du troisième choix. Cependant, nous devront réfléchir au placement des servomoteurs et au guidage de la translation selon la hauteur.
Nous choisissons donc le choix deux pour ce projet.
15/02/2024
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11/04/2022
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18/04/2022
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