Base roulante

DOCUMENTATION

Auteurs : Thindeka MOCUMBI TOMÀS, Alexandre GUILLET-RICONDA & Jihen DAGHARI

Mention : M1 parcours MeDH [Mechatronic design for health]

UE : UM4RBM21

Date : 1 Mai 2026

Lieu : Fablab Sorbonne Université

Objectif : Concevoir une table de chevet roulante autonome, commandée à distance. Ce dispositif médical à domicile est destinée à amener automatiquement la table avec le matériel de sondage à l'utilisateur grâce à un système de navigation intelligent.

Architecture Générale

Le système repose sur une chaîne de commande intégrée :

Interface : Communication à distance (cmd : "viens", "repart", "ouvre/ferme tiroir").
Communication : Liaison Bluetooth via un module HC-05 ou WiFi.
Cerveau : Microcontrôleur Arduino MEGA 2560 pour la gestion multi-cartes et capteurs.
Navigation : Évitement d'obstacles par 4 capteurs ultrasons HC-SR04 et suivi du lit par 2 capteurs ToF VL53L0X pour le parallélisme.
Motorisation : 4 moteurs à courant continu avec encodeurs, pilotés par deux drivers MDD3A (2x3 A).

Conception et Matériaux

Système de déplacement (Base Holonome)

~~Nous avons opté pour une configuration à 4 roues Mecanum (65 mm) permettant des déplacements omnidirectionnels, c'est-à-dire des translation latérale et des rotation sur place~~.

~~Pour rendre la base adaptable à n'importe quelle table de chevet, nous avons conçu un système de boîtes empilables~~ ~~via~~ ~~boxes.py~~ ~~découpées au laser au Fablab. Après maintes recherches et comparaison, nous avons opter pour du bois MDF de 6mm pour la rigidité et le poids que la table devrait supporter.~~

Au départ l'idée était de partir sur un système de fixation par tenon mortaise avec verrouillage par clavette permettant d'ajuster la hauteur en empilant des modules de 10 à 50 cm. Au fur et à mesure des tests, nous avons choisi de construire la table en trois étages :

~~un étage de base (universal box), pour contenir l'ensemble de l'électronique du système, avec les câbles, les capteurs ultrasons et les TOF.~~

~~un etage central (sliding drawer), utilisé comme conteneur poubelle.~~

~~un etage final (sliding drawer), sous forme de tiroir pour ranger l'ensemble du matériel de sondage.~~

Pour les paramètres laser, nous avons ajusté le trait de scie pour chaque étage, c'est l'utilisation du burn, de 0,09 même pour l'emboîtement fixe et un jeu de 0,15 pour le coulissement des tiroirs.

Système d'ouverture et sécurité

L'idée est d'implémenter la logique inverse pour dégager l'espace : Lorsque l'utilisateur tire la poignée, la base recule automatiquement pour accompagner le mouvement d'ouverture. Nous avons utilisé un capteur de force, entre autre un système semi-passif comme une jauge de déformation (avec module HX711) sur la poignée.

Par ailleurs, la sécurité est primordiale pour un dispositif médical à domicile. Pour assurer la sécurité de l'utilisateur des capteurs de choc physiques (bumpers) ont été intégré. Ces 8 microrupteurs à roulette (SPS75GL) ont été intégrés à l'avant et à l'arrière de la base.

~~S'ajoute à cela, quatre capteurs ultrasons répartis de chaque côté de la base déclenchant l'arrêt immédiat en cas d'obstacle détecté à proximité.~~

~~BATTERIE ??~~

Liste du Matériel (BOM)

Composant	Modèle / Référence	Quantité
Contrôleur	Arduino Mega 2560	1
Moteurs	Motoréducteurs + encodeurs FIT 0521 (6 Vcc)	4
Roues	Mecanum Ø65 mm (2 Droites / 2 Gauches)	4
Drivers	Commande moteur CC 2x3 A MDD3A	2
Distance	Capteurs Ultrasons HC-SR04	4
Laser	Capteurs ToF VL53L3CX (Fermion)	2
Force	Jauge de contrainte + Module HX711	1
Contact	Microrupteurs SPS75GL à roulette	8

Guide de Montage

ÉtapesModélisation dedes conceptionétages

De nombreuses propositions ont été faites durant les découpes avant d'arriver au ré~~sultâtes~~sultat le plus optimal.

Génération des structures (Boxes.py)

~~Sur~~Nous avons segmenté la table en trois fichiers distincts, correspondant aux trois étages de la table (Box 1, 2 et 3). La Box 1 (Base technique - fichier universal box) reçoit l'électronique de puissance (drivers, Arduino MEGA) et les fixations moteurs et les Box 2 & 3 (Stockage - fichier sliding drawer) sont dédiées aux tiroirs, un conteneur poubelle et un pour le matériel de sondage.

Post-traitement (Inkscape)

Les fichiers SVG générés ont été importés dans Inkscape, logiciel de dessin, pour ajouter des fonctionnalités non présentes dans le générateur de boîtes qui nous permettra d'empiler chaque étages. Nous avons ajouté manuellement les emplacements des trous pour les supports moteurs et des trous pour la liaison base-boîte.

Les cercles ont été dessinés avec un diamètre légèrement inférieur à 8 mm (pour des vis M8) afin de permettre un taraudage direct dans le plexiglass pour le premier etage. L'idée est d'avoir la boite avec un trou de 8 mm, le plexi avec un trou de 6,8 pour procéder à un taraudage de 1,2mm pour qu'elle se visse. Enfin, nous avons ajouté une ouvertures centrale pour la remontée des câbles des encodeurs vers l'étage électronique et des ouvertures sur les côtés pour les TOF et Ultrasons.

Découpe Laser

Pour peaufiner le tout les fichier ont été redistribués sur Totrec pour passer à la découpe (sélection rouge pour découpe et on gravure). Nous avons tout de même arranger le jeu pour l'emboîtement, 0,09 mm pour les structures fixes et 0,15 mm pour les parties mobiles, créant un jeu pour que les tiroirs coulissent sans forcer.

Guide d'assemblage

Création du châssis

La base a été dimensionnée pour être en adéquation avec l'espace de vie de l'utilisateur (chambre) tout en restant compatible avec les dimensions de découpe du Fablab.

Des mesures précises ont été prise pour le perçage des 16 trous des supports moteurs afin d'assurer une symétrie parfaite des roues.

Perçage & Taraudage : Les trous ont été percés légèrement plus petits que la vis pour un taraudage optimal.

Création de la base :

Mesure de la taille de la base en fonction de ce que l’on asouhaite ~~mesurer~~avoir comme taille de tiroir/table de chevet. Doit être en adéquation avec les demandes de Etienne, la taille de l’espace où sera la table (sa chambre), la faisabilité (Si trop grand, les planches seront dur à découper à la découpeuse laser …

mesure des distances pour perçage des 16 trous puis taraudage pour fixer les supports de moteurs. Mesure très importante pour s’assurer que les supports et ~~percer~~donc les roues soient respectivement à des distances égales. Perçage légèrement plus petit que la taille de vis désirée pour ensuite effectuer le taraudage.

mesure des distances pour perçage des 4 trous puis taraudage pour fixer la première boîte ~~modulaire.~~qui ~~Un perçage légèrement plus petit permet un~~ ~~taraudage précis~~servira pour poser les ~~vis~~2 ~~M8.~~drivers, l’arduino MEGA, la breadboard et à laquelle on fixera les 4 moteurs ultrasons et les 2 TOF (laser)

découpe d’un rond central assez grand pour faire passer les fils des encodeurs et moteurs.

Système de déplacement (Base Holonome)

Nous avons opté pour une configuration à 4 roues Mecanum (65 mm) permettant des déplacements omnidirectionnels, c'est-à-dire des translation latérale et des rotation sur place.

Pour rendre la base adaptable à n'importe quelle table de chevet, nous avons conçu un système de boîtes empilables via boxes.py découpées au laser au Fablab. Après maintes recherches et comparaison, nous avons opter pour du bois MDF de 6mm pour la rigidité et le poids que la table devrait supporter.

Au départ l'idée était de partir sur un système de fixation par tenon mortaise avec verrouillage par clavette permettant d'ajuster la hauteur en empilant des modules de 10 à 50 cm.

Système d'ouverture et sécurité

S'ajoute à cela, quatre capteurs ultrasons répartis de chaque côté de la base déclenchant l'arrêt immédiat en cas d'obstacle détecté à proximité.

BATTERIE ??

Schéma de Câblage

Flux des informations :

Entrée (Capteur de force) -> HX711 -> Arduino -> Consigne de vitesse négative -> Recul de la base