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Projet Rob3 (Gaelle, Raphaël, Sofiane, Jean, Yves-Harold, Stanislas)

RobotPince

Informations

NOM Prénom Email
BENRABIA Sofiane s.benavron@gmail.com
MARDIKIAN Gaelle gaellemardikian29@gmail.com
MOUSSAY Raphaël raphael.moussay@gmail.com
ORIEUX Jean jeanorx@gmail.com
PINART MENUGE Stanislas stanislas.pinart@gmail.com
VALCIUS Yves Harold yvesharoldvalcius11@gmail.com

Cursus

Polytech 3eme année | Spécialité: Robotique

Délais

 

Début: 13/02/24  |  Fin: 06/06/24

But, objectifs et contexte

Le projet s’inscrit dans le cadre du projet de robotique. Il a pour but de concevoir, fabriquer et programmer un robot mobile autonome capable de manipuler un objet dans un environnement contraint. Plus précisément, le robot doit être en mesure de localiser un objet, de le saisir à l’aide d’un bras articulé muni d’une pince, de le déplacer et de le déposer avec précision à un emplacement cible au sein d’une arène délimitée. Ce projet met en œuvre des compétences en conception mécanique, en électronique embarquée et en programmation, notamment à travers l’utilisation d’un microcontrôleur Arduino et de capteurs permettant la détection et la navigation. Il s’inscrit dans un contexte pédagogique visant à initier les étudiants au travail en équipe autour d’un projet technique concret, en mobilisant des ressources disponibles au Fablab de Sorbonne Université. L'évaluation finale repose autant sur les performances du robot lors d’une démonstration que sur la qualité globale de la démarche de conception et de réalisation menée par l’équipe.

Matériel

Le matériel qu'on a à notre disposition sont les suivants :

3 moteurs

une pince motorisée

une carte Arduino UNO et un bus can 

un bouton poussoir
deux roue à fixer sur les moteurs 
une roue folle
des fils 
deux labdeck

une batterie

    Activités 

    13/02/2025

    Activités

    Problèmes

    Prochain Objectifs

    Stanislas

    Compréhension du fonctionnement de l’ultrason. Mettre un capteur au niveau de l’essieu pour détecter les obstacles (horizontal), et un au niveau de la pince pour la hauteur de l'objet (vertical).



    Raphaël

    Aujourd'hui, j'ai créé deux fichiers DXF pour tester la découpe laser. Le premier fichier évalue les diamètres de 12,9 mm, 13 mm et 13,1 mm, tandis que le second teste les diamètres de 12,95 mm, 13,05 mm et 13,15 mm. Les deux fichiers incluent également un système d'assemblage avec des dents rectangulaires qui s'emboîtent pour relier les plaques entre elles.

    Aucun soucis à noter

    Lors de la prochaine séance, je devrai réaliser la découpe laser et tester l'ajustement avec les roulements

    Gaëlle

    Coder et tester le capteur l’ultrason

    Commencer à comprendre le fonctionnement de la pince (code et branchement)


    Imprécision du capteur

    Code de la pince

    Jean

    Recherche de solutions techniques pour le châssis pour répondre aux différents problèmes (hauteur de la roue pivotante trop élevée, position des lidars, etc...)

    Toujours pas de solutions viable

    Trouver une solution pour le châssis, pince + plateau

    Yves Harold

    Régler la précision du capteur ultrason

    Imprécision du capteur : 0.5 cm

    A quel position, et comment le capteur il capte la distance

    Le capteur capte tout droit et augmente un peu la distance mesurée quand y a un angle

    Position des capteurs, et code pour capter les bonnes distances

    Sofiane

    Recherche de solution mécanique pour réaliser le châssis, plus particulièrement la pince.

    • La pince doit aller assez bas pour attraper l’objet dans le pire cas du très bas.

    -Roue folle trop haute                                                                                                                 

    -Solution pour la pince: La descendre du bras, le bras aura une forme de Z

    Solution pour les roues

    GENERAL



    Finalisez le GANT + Châssis

    06/03/2025

    Activités

    Problèmes

    Prochains objectifs

    Stanislas

    Schéma des ensembles roue/moteur. S’assurer de la MIP et de la MAP pour tous les éléments.

    Mesure des dimensions des composants grâce à solidworks.

    Mesurer les pièces précisément sur solidworks

    Dimensionner la pince

    Raphael

    Aujourd’hui, j’ai poursuivi les tests de découpe laser pour ajuster l’encastrement des roulements et des liaisons entre les plaques. Après avoir constaté que le diamètre de 12,9 mm commençait à encastrer, j’ai testé des diamètres de 12,85 mm et 12,8 mm. Le diamètre de 12,85 mm était encore légèrement trop grand, tandis que celui de 12,8 mm a permis un encastrement parfait avec le roulement. Les liaisons entre les planches ont également bien fonctionné avec les dimensions de rectangles choisies (5,2 mm x 4,8 mm).

    Mauvaise échelle des pièces découpés lors de l'utilisation d’Inscape

    Modéliser le châssis

    Gaëlle

    Réaliser la communication entre la pince et Arduino. Branchement du moteur avec le bus CAN 


    Assemblage de la pince compliqué pour avoir une rotation cohérente

    Code pour commander le moteur

    Jean

    Schéma du châssis, du bras et des pivots, ainsi que la pince et le capteur au bout du bras. 

    Début des mesures de chaque pièces

    Résolution des problèmes de la semaine dernière concernant les solutions de la pince et de la forme du châssis

    Mauvais schéma de la roue et du pivot châssis/pince

    Dimensionnement du châssis et de la pince pour modélisation 

    Yves-Harold

    Structure de code pour commander le moteur, Communication du CAN avec le moteur.

    Problème code pour faire tourner les moteurs

    Faire tourner les moteurs un à un et ensuite indépendamment

    Sofiane

    /

    /

    /

    20/03/2025

    Activités

    Problèmes

    Prochain Objectifs

    Stanislas

    Calcul avec des inconnues des dimensions du bras qui porte la pince et le capteur, les barres qui pivotent.

    Réglage des derniers problèmes de dimensionnement de la pince. Schématisation finales

    Largeur de la pince vis à vis de la largeur du bras → Écart de 6 mm et résolu en écartant le bras avec deux pièces rallonges

    Assemblage des pièces du robot

    Raphaël

    Modélisation du châssis à partir des schémas. 

    Test d’usinage des encastrements pour les détecteurs de distance -> Diamètre d’usinage 16 mm

    Problème de taille d’encastrement → Résolu avec 2/10 de millimètres

    Usinage de toutes les pièces

    Gaëlle

    Mise en commun des codes moteurs et des détecteurs de distance pour commander les moteurs en fonction des distances récupérées.

    Problème avec la communication arduino


    Finir l’algorithme reliant distance et moteurs

    Jean

    Assemblage des roues sur leur support et les moteurs.

    Finalisation des problèmes liés au dimensionnement des fixation moteurs.

    Taille de trous pour les vis→ perçage

    Recherche et mise en place de l’odométrie

    Yves Harold

    Créer les fonctions de déplacement en changeant les consignes moteurs. Indépendance des moteurs en fonction des ID. 

    Création des tableaux en fonction des ID. Fonction loop() mal géré pour stopper les moteurs

    Finir commande des moteurs en vitesse et en position

    Sofiane

    Mécanique:

    • dimensions du bras de robot pour qu’il puisse attraper l’objet minimum quand l’angle du bras est de 20° et attraper l’objet de taille max quand l’angle est de 50°.

    • équation du mouvement pour que face à l’objet la pince ait un mouvement de translation rectiligne parallèle au sol.

    Algorithme:

    • algorithme du déplacement du robot dans l’arène. Le robot doit pouvoir se déplacer simplement jusqu’à l’objet puis jusqu’à la zone de dépôt. 

    l’équation du mouvement en translation dépend de l’angle du bas au lieu de la vitesse du moteur, et donne la valeur d’une longueur clé mais pas du déplacement nécessaire

    Finir l’équation du mouvement en translation.

    18/04/2025 Activités Problèmes Prochains Objectifs
    Raphaël Modélisation de toutes les pièces, création des sous-assemblages et de l'assemblage final sur Solidworks
    Découpe laser des pièces et assemblage du robot

    14/05/2025

    Activités

    Problèmes

    Prochain Objectifs

    Stanislas




    Raphaël

    Transformation de toutes les pièces en format DXF et découpe laser des pièces. Assemblage du robot



    Gaëlle





    Jean


    Découpe au laser des pièces. Assemblage du robot



    Yves Harold

    Odométrie pour mesurer la distance et angle

    Sofiane





    GENERAL



      







    15/05/2025

    Activités

    Problèmes

    Prochain Objectifs

    Stanislas

    Amélioration du Gant. Formule du temps de rotation pour obtenir l’angle du bras du robot, pour le code arduino.



    Raphaël

    Finaliser la modélisation des pièces supplémentaires (Crochet pour moteurs), mise en place des différentes pièces sur le robot 

    Perçage et collage de certains emboîtement pour faciliter le montage



    Gaëlle

    Coder le moteur du bras du robot spécifiquement la limite d’angle



    Finir le code pour bras pince

    Jean

    Mise en page du rapport avec dessin et schéma.

    Mise en place des différentes pièces sur le robot


    Le rapport

    Yves Harold

    Bonne lecture de l'état des moteurs et odométrie.


    finaliser l’odométrie pour commander en angle ou en distance.

    Sofiane

    Travail sur le rapport, mise en page.

    Théorie angle distance pour la pince 



    GENERAL


    Bras trop lourd

      

    04/06/2025 Activités Problèmes Prochains objectifs
    Stanislas

    Code en delay du temps pendant lequel les moteurs tournent une fois la balise trouvée, avant de tourner et être face à l'objet.

    Calcul du recul pour poser l'objet au bon endroit

    Hauteur inconnue de la zone saisissable de l'objet -> approximation
    Raphaël Mise en place de l'élastique  pour compenser le poids du bras. Code du bouton poussoir pour démarrer et arrêter le code global.

    Gaëlle 
    Code du capteur de la pince pour repérer et attraper l'objet

    Jean Bouton poussoir: découpe pour l'installer sur le robot et branchements sur la labdeck

    Yves Harold Implémenter les fonctions pour avancer d'une certaine distance et tourner, en utilisant l'odométrie. Ne marche pas avec ReadMotorState
    Sofiane Amélioration du rapport
     
    05/06/2025 Activités Problèmes Prochains Objectifs

    Stanislas

    Finalisation du Gant et des activités

    Raphaël

    Refonte du code global

    Gaëlle Refonte du code global

    Jean Refonte du code global

    Yves Harold Refonte du code global. Gant

    Sofiane Finalisation du rapport
     

    Solution technique

    Principe:

    Le robot possède deux roues motorisées à l'arrière et une roue folle à l'avant. Un bras actionné par un troisième moteur est attaché sur lui. Le robot possède deux capteurs ultrasons qui lui permettent de s'orienter.

    • Le bras est composé de trois parties, celle à laquelle est fixée la pince est relié au corps du robot par deux barres parallèles, de sorte à ce que la pince soit toujours horizontale.
    • Les roues arrières sont contrôlées grâce aux moteurs en utilisant l'odométrie pour permettre un mouvement de rotation.
    • Un moteur est utilisé pour  abaisser remonter le bras.
    • Un capteur ultrason est placé sur la pince pour qu'il soit capable de trouver la poignée de l'objet
    • Un capteur ultrason est placé sur son flan droit pour l'aider à s'orienter.

    Croquis:

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    Problèmes: 

    • Le Bras étant trop lourd, le moteur n'a pas assez de couple pour le remonter.
    • La pince est trop  haute même si le bras est au plus bas

    Solution:

    Nous avons choisit de placer un élastique à l'arrière du bras pour compenser son poids. Nous avons choisit cette solution plutôt qu'un contrepoids car ne demandait moins de matériel et était très simple à ajouter à notre robot. Sur la barre horizontale, nous avons aussi démonté la partie supérieure, car même si elle assurait une rigidité elle était trop lourde, et sans, la rigidité reste suffisante.

    Pour le problème de la pince, on rajoute au bout du bras une structure permettant de placer la pince et le capteur.

    Conception détaillée

    Plan:

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    Schéma électronique:

    Sur notre schéma nous avons un interrupteur qui nous permet d'allumer le robot et un bouton permettant de l'activer.

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    Modélisation 3D:

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    Programmation

    Organigramme:


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