Bras articulé

[Namine]

Bureau d'étude.

Voici le prototype que je vais commencer dès vendredi soir, pour espérer le finir dimanche :


Après quelques études des forces en présence, je me suis aperçu des problèmes que j'allais avoir (tous résolvables), mais voici celui que je ne résous pas.

La colonne centrale est en rouge, le 1er arbre en bleu, le 2nd en marron, et le contrepoids en orange.

Mon idée est d'assurer une rotation du premier arbre, mais aussi du second arbre grâce à ce contre-poids. Cela veut dire moins de puissance à fournir pour les vérins, mais aussi la stabilité de l'ensemble.
Pourquoi ? Voici la réponse.

Je me retrouve dans cette situation :

Vous imaginez bien que si le contre-poids suivait le 1er arbre, l'ensemble tomberait en avant, il y du monde accroché au 2nd arbre. (ou sinon, j'aurai des soucis sur la turntable).
C'est pourquoi il est indispensable qu'il reste horizontale.

Dernière situation :

La rotation du 2nd arbre entraine le contre-poids, celui-ci bascule (et aide accessoirement à la rotation).

Je me retrouve avec un problème plutôt pas simple. J'ai 2 variables à gérer.
Je ne suis pas sur d'avoir été très clair....
Avez-vous des idées à la réalisation de ce procédé ?
Il est bien sur possible de mettre un système plus simple (gérer manuellement le contre-poids), mais ce serait chouette qu'il se gère "automatiquement" (après tout, c'est la magie des legos)
Merci

Réponse à Roboleo :
Je souhaite atteindre une hauteur maximale sans pour autant porter des charges lourdes. Il faut que la pince soit horizontale pour mesurer sa hauteur (comme pour prendre une pièce sur une étagère) et c'est pour ça qu'il me faut 4 articulations.

[Alban42800]

En gros tu as deux paramètres en entrée : l'orientation du bras bleu (B) et l'orientation du bras marron (M)
Et un paramètre en sortie : L'orientation du contrepoids orange (O).

Je pense que tu peux écrire une équation O = B - M ou O = B + M
Donc l'une des solution est d'utiliser un différentiel avec sur chaque "sortie" les axes de B et M et sur la cage l'axe de O.

Le problème c'est de passer le couple, je pense qu'il faut une turntable à chaque articulation.

Tu peux aussi faire un système de leviers mais là j'aurai du mal à t'aider.

[Nico71]

Pour gérer l'orientation du contre poids, tu peux faire comme ça :

Pour le premier mouvement, on remarque que le contrepoids reste toujours horizontale, quelque soit la position du deuxième bras donc : Système simple type parallélogramme déformable.

Ensuite le contre poids doit faire 90° de rotation quand le deuxième bras fait de même, donc une bielle entre les deux. Le contre poids sera donc montées sur un support avec double bras pour la parallélogramme mais aussi en liaison pivot commandé par le deuxième bras.

Essayes que les bielles travaillent le plus en compression/traction et non en flexion.

J'espère que ça t'aide, c'est ma solution sans diff

[roboleo]

Je partage ce point de vue. Un parallélogramme déformable me paraît la solution la plus simple avec des "tirants" compensant les efforts de traction ou de compression. Penser toujours simple, utiliser la gravité le plus possible et faire des essais sur une maquette.
Dès que je trouve une minute, je t'en prépare une ; j'espère qu'elle répondra à tes attentes.

Edit:
Voici quelques idées, vite faites…
http://gallery.me.com/roboleo#100061

[Namine]

Merci pour ces propositions.
J'ai malheureusement oublié un paramètre qui élimine très probablement vos possibilités.

Prenez la 1ere pose, et mettez le 2nd arbre en position horizontale.
Le contre-poids ne doit pas bouger avec lui, or le système à parallélogramme n'est pas prévu pour ça.

Cependant, et grâce à vous, j'ai réfléchi et trouvé une solution qui répond à mes critères.

L'idée serait de lier le 2nd arbre, à la liaison pivot entre le 1er arbre et la colonne centrale, et de lier ce pivot avec un système pivotant placé sur la colonne.
Ce système, selon la position du 2nd bras, peut soit obliger le contre-poids à rester horizontale, soit le libérer, et laisser agir la gravité.
En espérant juste que le poids conséquent agissant sur ce pivot permette une rotation...

Je suis actuellement sur la colonne centrale, je vous donnerai des photos de ce système dès qu'il sera opé.

[NeuroMimetis]

Eh bien moi, j'attends ça avec impatience ... Très intéressant ton truc !

Neuro

[roboleo]

L'idée serait de lier le 2nd arbre, à la liaison pivot entre le 1er arbre et la colonne centrale, et de lier ce pivot avec un système pivotant placé sur la colonne.
En espérant juste que le poids conséquent agissant sur ce pivot permette une rotation...

A condition que la résultante des forces se projette à l'intérieur de la surface occupée par le pivot (en réalité une zone centrale).

Je suis actuellement sur la colonne centrale, je vous donnerai des photos de ce système dès qu'il sera opé.

Je suis, moi aussi, curieux de voir à quoi ressemble cette colonne…

[semtou]

En tous les cas fait gaffe les contrepoids ça à une sacré inertie j'en ai fait les frais dans mes premiers bras pour mon robot :

0n le voit au début quand le bras de gauche sur l'image, baisse et remonte ya pas mal de secousses à cause de l'inertie, faut pas mal divisé si tu veux pas que sa tremble trop. Moi je suis passé à la vis sans fin sur la grande roue de ta turntable c'est le mieux.
bon courage l'idée du bras est super.

[Namine]

Alors, voilà où j'en suis :

- J'ai finalement laissé tombé complètement le système du contre-poids, j'ai pas de place, et surtout je crains que la colonne ne résiste pas.

- Le bras est terminé, mais j'ai un gros soucis au niveau de la rotation du 2nd arbre...La tuyauterie pète avant même que ça ne bouge.J'ai démonté une fois, je l'ai remonté en utilisant le moins de pièce possible, mais rien à faire, y'a pas grand chose à faire à part diminuer l'amplitude pour augmenter la puissance.
Mais là, j'ai aussi le problème du 3e arbre. 180°, c'est très difficile. Je vais le ramener à 90°.
Cette modif aura un effet direct pour le 2nd. J'aurai des masses moins éloignés du centre de rotation, et donc moins de force à transmettre.

- La hauteur totale atteint 1m60, mais la hauteur pour prendre un objet posé sur une étagère est de 1m50.

- Et le clou du pestacle.....je retrouve plus mon téléphone portable pour faire les photos, et j'ai rien d'autre. (j'espère l'avoir laissé au boulot, au moins je serais rassuré)


Semtou, avec des vérins, ça se passe plus en douceur, j'ai pas de secousses dû aux moteurs électriques. (Sinon, je suis admiratif devant le dernier modèle de ton robot. Bravo )

[semtou]

comme tu te doute il nous tarde de voir les photos.
ok c'est vrais qu'avec le pneumatique c'est un peu plus doux.
a +

[Namine]

Voilà les photos. (Toujours avec une qualité plus ou moins médiocre, j'avais oublié d'activer le mode nuit du téléphone dans les premières photos)












(Après un aperçu, c'est très médiocre....)

Caractéristiques :
Hauteur maxi : 1m60
Hauteur pince horizontale : 1m50
Poids : 2.4 kg
Ouverture pince : 10 cm
2 pompes, 10 vérins, 5 sélecteurs.

Modifications par rapport au BE :
Tous les pivots sont à 90°
La turntable est situé avant le 4e pivot, permettant d'avoir une pince toujours horizontale, quel que soit sa position.

(J'ai triché un peu, les vérins pour l'arbre 2 ne sont toujours pas capables d'effectuer leur travail. Je dois encore les reculer.)

Pour ceux qui avaient des doutes sur la fiabilité des liens entre les vérins, comme sur le FSB, je peux vous dire que ça tient le choc

[semtou]

génial belle bête, je sais pas si c'est la taille qui impressionne le plus mais chapeau Romain ça assure. Le socle a l'air tout petit en bas, c'est stable ?
Le tout pour 2 kilos, t'as drôlement allégé mais ça à l'air d'être asses rigide. on peut dire 5 ou 6 axes ? la société KUKA n'a qu'a bien se tenir.
refais des photos dès que tu peux ou une vidéo il me tarde de le voir en action.
ENCORE

[roboleo]

Semtou a raison; il faut élargir la base. La surface d'appui est insuffisante. Essaie une base en tronc de pyramide reposant largement sur 4 roues à plat (çà joue aussi le rôle d'amortisseurs).
Pour les structures, il faut plus de raideur. Il serait souhaitable de renforcer par des diagonales; trianguler les colonnes leur assure l'indéformabilité.
On ne voit pas très bien les détails des différentes articulations.
Quelques photos supplémentaires seraient les bienvenues.
Cela étant, je me doutais bien des difficultés que tu as rencontrées. Mais comme tu t'accroches, tu finiras bien par résoudre les problèmes. Simplifie au max la structure; supprime les pièces non indispensables, cela donne de la place pour le reste. N'hésite pas à fixer les organes de transmission des mouvements à l'extérieur des colonne et branches. C'est la branche finale qui conditionne la dimension des autres parties.
Pour les vérins, faut-il mieux les faire pousser que tirer, en levage?
Pour les articulations rotation à 180 ° et amplitude à 90° sont un bon compromis.
Je dis là des évidences, mais il faut parfois les rappeler pour être certain de ne pas les oublier.

Tu as dû passer pas mal de temps durant ton week-end, non?
J'attends la suite avec intérêt…

[Namine]

Je vais faire une vidéo dans ce cas.

La base tiens très bien, même quand le bras est déplié (C'est la structure porteuse qui fléchie un peu). Je vais essayer de renforcer celle-ci avec des studless (j'ai plus assez de fullstud).
Cependant, il ne faut pas oublier que le contre-poids passe dans la structure, ce qui fait que je peux pas renforcer un coté.

Essaie une base en tronc de pyramide reposant largement sur 4 roues à plat (çà joue aussi le rôle d'amortisseurs).

Très bonne idée, merci.

N'hésite pas à fixer les organes de transmission des mouvements à l'extérieur des colonne et branches. C'est la branche finale qui conditionne la dimension des autres parties.

Je ne suis pas sur de bien comprendre. Tu veux dire que les vérins ne doivent pas être à l'intérieur ?
Dans la config actuelle, à part pour la 1ere branche, ce n'est pas vraiment réalisable.

Pour les vérins, faut-il mieux les faire pousser que tirer, en levage?

Là, je n'ai pas eu le choix.
J'ai 6 vérins qui ne fonctionnent plus en rentrée, ils sont utilisé la où la gravité agit (1er et 2nd arbre).

De jeudi soir à vendredi soir (j'avais un rtt vendredi ) j'ai construit la totalité du bras.
Samedi, j'ai modifié et allégé la partie qui ne pouvait pas se lever.
Dimanche, rebelote, j'allège au maximum la même partie.

[roboleo]

Cependant, il ne faut pas oublier que le contre-poids passe dans la structure, ce qui fait que je peux pas renforcer un coté.

* Essaie d'utiliser le contre-poids comme élément de la structure…

Tu veux dire que les vérins ne doivent pas être à l'intérieur ?

* Tu as commencé par le bras; son dimensionnement conditionne la suite. La structure grossit au fur et à mesure qu'on descend.
* Si tu ne peux pas mettre les vérins à l'intérieur, alors, essaye à l'extérieur…

J'ai 6 vérins qui ne fonctionnent plus en rentrée, ils sont utilisé la où la gravité agit (1er et 2nd arbre).

* Oui, çà c'est bien…
On attend la vidéo.