Partie mécanique.

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1 Partie mécanique

2 Premiers plans et brouillons
A partir du robot de nos prédécesseurs : Robot partiellement démonté en deux parties: propulsion et information Plans, brouillons, mesures des dimensions

3 Nouveaux « design » : Nouveaux plans, on change totalement Vue de coté
Vue de face Vue de dessus Schéma de face avec détail de matériaux

4 Schéma en perspective

5 Validation et échanges avec les professeurs

6 L’imprimante 3D Nous l’avons utilisée pour la fabrication des nouvelles pièces. Elle va fabriquer ces dernières à partir du matériau ABS. Mode fonctionnement de l’imprimante : moule

7 Structure et stabilité

8 Plans transversaux de portique
Angles fixes Matériaux rigides Bloqués par les plaques

9 Fonction plan chassie Angles fixes Premières mesures Première idée : un châssis simple juste composé de deux barres Matériaux rigides et de longueurs constantes Au final :

10 Plan longitudinal

11 Nouvelles pièces sur Solidworks:

12 Plaques : Elles maintiennent le tout : moteurs, arches et châssis.

13 Emplacement des moteurs
Hauteur des moteurs Relevé des dimensions Les mesures des pré perçages et les dimensions sont prises à partir du moteur .

14 Si le moteur est trop haut, les diodes des capteurs frotterons le sol.
Importance de la hauteur des moteurs Si le moteur est trop haut, les diodes des capteurs frotterons le sol.

15 Si il est trop bas il sera impossible à mettre en place, bloqué par le châssis

16 Axe des perçages du moteurs
Ici si les distances entre le centre de la face du moteur et le rebord de la plaque sont égaux ... ...les distances du rebord du moteur avec la plaques ne le sont pas. Les axes des moteurs sont donc décalés et vont alors fausser les directions du robot.

17 Solution: L’axe de symétrie du moteur et axe de symétrie du pré perçage de la roue doivent êtres confondues.

18 Autres modifications Châssis, pour éviter la matière inutile mais conserver la solidité Ajout de matière pour éviter la casse Congés pour arrondir les angles et retirer de la matière inutile Autres congés pour renforcer la plaque

19 Arches/Portiques Les arches vont stabiliser le robot dans les plans transversaux et maintenir tout l’électronique.

20 Deux types d’arches Arches du milieu du robot:
-système modulaire pour les fiches électroniques -pré perçages prévisionnels de plaques -pré perçages du petit châssis

21 Arches des rebords du robot:
-système modulaire pour les fiches électroniques -pré perçages prévisionnels de plaque -système modulaire vertical et blocage Problème: fragilité

22 Notre système modulaire
But : -gain d’espace -gain d’efficacité Système modulaire Exemples d’utilisation. Notre système modulaire Calcul des mesures

23 Congés Ajout de congés pour la répartition des forces

24 Ajout de matière autour des pré perçages
Pour renforcer la matière et limiter les risques de casses dû aux forces et aux contraintes. 5mm On aurait donc entre le rebord et le pré perçage 0.75mm d’épaisseur! 2,5 mm

25 Châssis tubulaire Choix dû au: -Poids -Résistance -Coûts

26 Au final un châssis en trois parties
Angles fixes, sans jeu Matériaux rigides et de longueurs constantes Ajout de deux barres horizontales au niveau des arches car accumulation de forces à ce niveau.

27 Pré perçage des capteurs de ligne
Distance des pré perçages correspondant à ceux des capteurs Distance nécessaire pour que le rebord de la plaque passe On a réalisé plusieurs pré perçages à différentes distances du bord pour diversifier la possibilité de réglage.

28 Renforcement structure
Poids Première idée : Inconvénients : -ajout de pré perçages -difficulté de trouver ou le placer car à ces emplacements se trouve déjà ceux des arches. Solution final: ajout de matière rigide à chacune des quatre barres horizontales

29 Mini chassie Au milieu du robot afin d’en assurer la stabilité.

30 Résistance des matériaux
Protocole expérimentale Arche « double »: le mini châssis relit les deux arches du milieu Nous n’avons pas utilisé le dynamomètre électronique, plus précis, celui-ci demeurant introuvable. Arche « simple » Ici problème: règle non fixe, mouvements de l’arche: on risque de bouger et de fausser les valeurs.

31 Point fixe Valeur de la position initiales, axe au repos: 10cm
Calcul du déplacement avec 10-X= A X: valeur de la position sous une force A: mesure du déplacement Point fixe

32 Valeurs Force (Newton) Déplacement (cm) Arches 3N 1.9 Arche «simple »
0.5 Arche «double » 6N 1.2 3N=300g

33 RDM Force ponctuelle Fixation de l’arche: -dans le pré perçage (vis)
-sur les faces de contact avec la plaque Zone où la force aura le plus grand levier

34 Contrainte: 3N : 1,4 cm Observation pour 70 newton, échelle *6

35 Avec la contrainte des vis (s’approchant le plus de la réalité)
Sans la contrainte des vis

36 Contraintes

37 Déplacements Déformations

38 D’après nos recherches la limite élastique de l’arche dans le sens de la hauteur s’élève à environ 13MPa , avant de casser car la déformation plastique est quasi inexistante. A l’exemple de ces deux essais

39 Ajout de tiges filetées
Stabilise le robot de coté et consolide les arches. On a ajouté une entretoise plastique afin de bloquer les distances entre les arches et éviter les jeux. Blocage des tiges par écrous et découpe des morceaux dépassant.

40 Difficultés Les dimensions
Avant d’imprimer nos pièces, nous avons réalisé erreur majeure : nous sommes parties trop large sans prendre en compte les roues et les capteurs. Nous avons donc du tout redimensionner.

41 Nettoyage minutieux des pièces
Il faut de la concentration et les outils, tel de petits tournevis et des pinces afin de retirer le « moule » de plastique des pièces sans risque de casses.

42 Roue Nous avons modifié les roues du robot précédent.
Mise en place d'un protocole afin d’observer le matériaux le plus adhérent au terrain du dohio en aluminium : chambre à air ou mousse?

43 Coefficient d’adhérence ( f=tan(x)): -mousse: 0,9 -chambre à air: 1,2
Angle d'adhérence (en d°) Mousse Chambre a air 39 36 41 42 46 50 43 51 44 52 45 53 47 54 57 Coefficient d’adhérence ( f=tan(x)): -mousse: 0,9 -chambre à air: 1,2 Valeur moyenne:-mousse: 44° -chambre à air: 52° Recherche Caoutchouc Fonte polie 0,80 Attention! Erreurs de mesures comparaison avec la recherche approximative Avec ces observations ainsi de nos recherches personnelles, nous avons convenus que la chambre à air conviendrait mieux pour répondre à ce que nous cherchons.

44 Collage Afin de garder nos roues de bases tout en changeant la matière, nous avons collé le pneu. Dans un premier temps nous avons utilisé de la colle à bois. N’adhérant que lorsqu’au moins l’une des surfaces est rigide, elle n’a pas tenue. Nous avons alors utilisé de la colle néoprène, qui s’utilise en particulier sur les supports de type « mousse ». Recherche sur le protocole d’application: Encoller les 2 surfaces à réunir au moyen d'une spatule (couche mince et régulière d'environ 150g au mètre carré) Séchage: Laisser sécher jusqu'à évaporation des solvants ( 15 à 20 min) Lorsque le film de colle inerte semble alors ne plus coller, vous pouvez assembler. Attention la prise est immédiate!!

45 Finitions Pour les finitions nous avons poncé le surplus de matière et coupé celle dépassant sur les rebords.

46 Assemblages entre les pièces fabriquées et le reste des matériaux.

47 Vis Vis à écrou: assemblage des pièce
Déjà lors de la réalisation solidworks il a fallu prendre en compte que lors de l’impression, l’imprimante 3D retirait 1cm de diamètre au pré perçage des vis Vis à écrou: assemblage des pièce Vis à bois: pour maintenir les capteurs photorésistance

48 Plaques Découpe pour: -les tiges filetées -le capteur Sharp
Poncé au niveau des ajouts de matière des arches. Découpe pour: -les tiges filetées -le capteur Sharp -les fils électriques Bloqué et retenu par le système modulaire.

49 Malgré toutes les corrections et améliorations, les robots continus de présenter des défauts que nous n'avons pas pu corriger en raison d’une limitation horaire, notamment vis a vis de la compétition.