Modélisation cinématique et analyse de liaisons Epreuve d’exploitation pédagogique d’ne activité pratique relative à l’approche spécialisée d’un système pluritechnique Kévin Audoux/Robot Darwin Agreg S2I 215

Plan Présentation du système Travaux réalisés Séquence pédagogique en IUT GMP Séance autour du robot Darwin Bilan Dans un premier temps je vais vous présenter le système puis vous expliquer ma démarche d’étude de la cinématique du robot et je ferai des remarques sur mes observations, ensuite dans la troisième partie de mon exposé, je vais vous proposer une séquence pédagogique en 1ère d’IUT GMP dans le module Etudes de mécanismes existants et une séance qui s’appuie sur le système. Je terminerai par un bilan sur le système et sur l’exploitation pédagogique. Kevin Audoux

1.Présentation du système Le robot Darwin: Robot humanoïde – système ludique Autonome Domaine d’utilisation: Recherche, Education Kevin Audoux

1.Présentation du système Diagramme de bloc interne Kevin Audoux

1.Présentation du système Utilisation : A l’aide du logiciel Roboplus Kevin Audoux

1.Présentation du système A l’aide de SolidWorks Kevin Audoux

2. Travaux réalisés Comment sont réalisés les mises en position sur ce robot? Liaison pivot Kevin Audoux

2. Travaux réalisés Réalisation de la liaison: Kevin Audoux

Nature de la surface de contact 2. Travaux réalisés Relation surface de contact – liaison équivalente Nature de la surface de contact Plane de normale 𝑛 Cylindrique (court) d’axe (A, 𝑥 ) Cylindrique (long) d’axe (A, 𝑥 ) Sphérique de centre C Linéique de normale 𝑛 Ponctuelle de normale 𝑛 Liaison équivalente Appui plan de normale ( 𝑛 ) Linéaire annulaire de direction (A, 𝑥 ) Pivot glissant de direction (A, 𝑥 ) Rotule de centre C Linéique rectiligne de normale 𝑛 Kevin Audoux

2. Travaux réalisés Liaison équivalente: 𝑧 𝑧 𝑒 𝑟 𝑒 𝑟 Kevin Audoux

2. Travaux réalisés Généralisation des liaisons équivalentes Première liaison Appuie plan de normale ( 𝑛 ) Pivot glissant de direction (A, 𝑥 ) Deuxième liaison Appuie plan de normale 𝑣 ⊥ 𝑛 Ponctuelle de normale 𝑣 ⊥ 𝑛 de normale ( 𝑥 ) Liaison équivalente Glissière de direction 𝑣 ∧ 𝑛 Pivot d’axe 𝑣 ∧ 𝑛 ou glissière d’axe 𝑣 ∧ 𝑛 Pivot d’axe (A, 𝑥 ) Kevin Audoux

2. Travaux réalisés Réalisation de la liaison: Système hyperstatique h = 3 Jeu de montage: Mesure sur SolidWorks = 41mm Mesure système réel =41,12mm Kevin Audoux

Réalisation des autres liaisons: Kevin Audoux

2. Travaux réalisés Réalisation des autres liaisons: Kevin Audoux

Présentation de l’IUT GMP Effectif : environ 150 étudiants Classe hétérogène (STI2D, S-SI,S-SVT) Groupe de TD: 24 max Groupe de TP: 12-8 en atelier Diplôme en 2 ans. Fiche par module. Kévin Audoux

3. Séquence pédagogique en IUT GMP Séquence dans le module: Placement dans l’année Objectif : Apprentissage de tous les modes de représentation d’un mécanisme. Schéma cinématique Compétence visée: Réaliser les épures schémas de pièces, sous- ensembles ou ensembles. Kevin Audoux

3. Séquence pédagogique en IUT GMP Contenu: Connaissances des formes simples associées aux liaisons usuelles. Analyse du fonctionnement et de la technologie de mécanismes simples et introduction aux conditions de fonctionnement. Etre capable de comprendre les différents modes de représentation d'un mécanisme (schémas, description géométrique, plan, CAO….). Réalisation de modèles numériques 3D. Apprentissage et pratique des modes de représentation à main levée (planes, isométriques). Apprentissage de la représentation 2D normalisée. Kevin Audoux

3. Séquence pédagogique en IUT GMP Prolongement de ce module: M1201, M1203, M1303, M2101, M3101 Être à l’écoute des besoins des autres modules du 1er semestre. Découpage horaire de la séquence: 4h de CM 4h de TP 8h de TP Evaluation Sommative Kevin Audoux

3. Séquence pédagogique en IUT GMP Déroulement de la séquence: CM n°1 (2h) : Utilité du schéma cinématique, détail des différentes liaisons, Définition de degré de mobilité d’un système Exemple : transmission par vis-écrou TD n°1 (2h) : Définition de degré de mobilité d’un système. Application sur cas simple (transmission vis-écrou) TP n°1 (4h) : Atelier: Etude sur système réel, analyse de la cinématique Réalisation de schéma cinématique Kevin Audoux

3. Séquence pédagogique en IUT GMP CM n°2 (2h) : 1) Réalisation technique des liaisons sur un système: Nature de la surface de contact Plane de normale 𝑛 Cylindrique (court) d’axe (A, 𝑥 ) Cylindrique (long) d’axe (A, 𝑥 ) Sphérique de centre C Linéique de normale 𝑛 Ponctuelle de normale 𝑛 Liaison équivalente Appui plan de normale ( 𝑛 ) Linéaire annulaire de direction (A, 𝑥 ) Pivot glissant de direction (A, 𝑥 ) Rotule de centre C Linéique rectiligne de normale 𝑛 Kevin Audoux

3. Séquence pédagogique en IUT GMP CM n°2 (2h) : 2) Détermination de liaison équivalente 3) Réalisation de liaison complète Première liaison Appuie plan de normale ( 𝑛 ) Pivot glissant de direction (A, 𝑥 ) Deuxième liaison Appuie plan de normale 𝑣 ⊥ 𝑛 Ponctuelle de normale 𝑣 ⊥ 𝑛 de normale ( 𝑥 ) Liaison équivalente Glissière de direction 𝑣 ∧ 𝑛 Pivot d’axe 𝑣 ∧ 𝑛 ou glissière d’axe 𝑣 ∧ 𝑛 Pivot d’axe (A, 𝑥 ) Kevin Audoux

3. Séquence pédagogique en IUT GMP TD n°2 : construction d’un schéma cinématique a partir d’un dessin industriel. TP n°2 : Etude de la cinématique d’un système réel. Comparaison entre système réel et modèle CAO Kevin Audoux

4. Séance autour du robot Darwin Etude de la liaison qu’ils souhaitent: Comment est réalisé la mise en position? Quelles sont les mobilités? Quelle est le rôle des vis? Kevin Audoux

4. Séance autour du robot Darwin Réalisation du schéma cinématique puis du schéma équivalent Kevin Audoux

Bilan Système ludique mais pas industriel Système adaptée pour l’enseignement: pluritechnique Asservissement Dynamique Cinématique Réseau Séquence importante car essentiel pour la suite de la carrière des élèves Importance de savoir qu’est ce qu’on modélise! Kevin Audoux