Horloge à plan oscillant

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Nico71
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Messagepar Nico71 » Dim Aoû 17, 2014 11:35 am

Et voici ma dernière création qui solde mon travail sur les horloges pour l’instant ! Il s’agit donc d’une horloge de type mécanique à chemin oscillant (je n’ai pas de meilleur nom ^^). Elle est équipée de 3 aiguilles, heures et minutes dans le cadran principal, et seconde dans le petit cadran secondaire en bas à droite. Elle est motorisée par un petit moteur à remonterref #42073c02 et est équipée d’un système de cloche !

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Pour le fonctionnement basique de la base du temps : une roue d’inertie roule de droite à gauche puis de gauche à droite sur un plan incliné, qui à chaque fois que la balle atteint l’extrémité du plan incliné change son inclinaison pour ainsi entretenir une oscillation. Cette oscillation est basée sur 10 secondes ce qui permet de cadencer la base de temps et ainsi l’horloge.

Concernant le fonctionnement en détail. A chaque extrémité du plan incliné se trouve des butées pivotantes reliées chacune à des leviers. En bout de chaque levier est mise une bielle elle-même attachée à un autre levier. Ces deux bielles finales agissent sur un dernier levier qui est en fait un cliquet pour le moteur à remonter. En effet sur son axe principal est mise une beam de 5L qui est arrêté en rotation tous les demi-tours par un levier en équilibre. Lorsque la roue arrive en butée de chemin, elle actionne le jeu de biellette qui va déséquilibrer le cliquet et donc libérer le moteur à remonter pour ½ tour.

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Pour éviter les conflits de fonctionnement, chaque butée actionne différemment le cliquet, l’un appui dessus, l’autre le tire. Ainsi lorsque les biellettes sont actionnées, même si elles ne sont pas encore revenues en position initiale, le cliquet peut lui revenir en position initiale et donc verrouiller tous les ½ tour (car la rotation du moteur à remonter est rapide). Enfin, cela permet aussi d’éviter les conflits de fonctionnement entre les butées, c’est mécaniquement le plus simple est le plus fiable.

Bien sur, sur l’ensemble du système de bielle sont mis des contrepoids et des butées réglables (souvent un bush sur un axe) pour permettre un réglage fin et précis du fonctionnement car en réalité ce système de butée, levier, biellette et cliquet et le système d’échappement de l’horloge.

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Concernant la motorisation de la rampe, elle est très simple. Le moteur à remonter fait tourner l’axe principal qui supporte la poutre de 5 L bloquée par le cliquet avec une réduction de 16t/40t. Mais sur cette 40t, est fixée une autre 40t, entraînée donc par l’axe principal et qu’on pourrait appeler axe secondaire. Sur cet axe secondaire est fixé un système de bielle manivelle avec un excentrique de 1/2t pour ainsi lever puis baisser alternativement la rampe.

Pour l’excentrique, le moteur ayant peu de force, j’ai minimisé l’excentrique pour maximiser la force de levage et réduire aussi le débattement du plan incliné, plus celui-ci est faible, plus la période de roulement de la roue est longue, et plus longue est l’autonomie. Mais un minimum d’inclinaison est souhaité pour arracher la roue à sa position à cause des frottements.

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Enfin, sur l’autre côté du moteur à remonter se situe l’axe du remontoir. Celui-ci est relié à une chaîne sur des 16t pour amener l’axe sur la gauche de l’horloge, puis après un engrenage 16t/16T se trouve la commande de remontoir, qui est le levier bleu sur le devant à gauche de l’horloge. On le tourne ainsi jusqu’à remonter totalement le moteur. A noter qu’on peut le faire pendant le fonctionnement de l’horloge sans problème.

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Voila, vous savez tout sur le système d’échappement. Passons maintenant au système d’horloge. Celui-ci est basiquement placé sur le système d’échappement. Il se connecte au système d’échappement avec des engrenages 16t/16t/16t puis 12t/26t jusqu’à l’axe des secondes. En effet, j’ai calqué la période de roulement de roue sur 10 secondes, en fonction du chemin à parcourir, de l’inclinaison, du type des butées (libre ou à friction), et bien sur l’inertie de la roue utilisée (c'est une des parties les plus longue du développement). C’est pourquoi, à chaque 1/2t d’axe principal, 10s s’écoule. Donc pour obtenir 10/60 ème de tour sur les minutes (à chaque demi oscillation), il me faut un rapport de 3, soit 12/36t.

Le bloc d’horloge est ensuite très basique. Il est repris du mon Horloge à coucou qui est une bonne base depuis le temps que je l’utilise ^^ Voici les rapports de réductions employés:

  • Secondes / minutes : VSF / 24 + 16/36 = 1/60
  • Minutes / heures : 12/24 + 12/24 + 8/24 (couronne du différentiel) = 1/12

Le tout construis dans des cadres qui permet une bonne modularité pour rajouter des axes, fonctions pour pour inverser le sens de fonctionnement des aiguilles ou entre aiguilles puisque qu'il y a des bevel gear.

Comme dit précédemment, l’aiguille des secondes se trouve dans le cadran secondaire car elle bouge toutes les 10s, et donc je ne voulais pas l'intégrer au cadran principal car pour moi une aiguille du cadran principal doit bouger toutes les secondes avec un tic tac. De plus cela permet d'habiller la cadran secondaire de droite, celui de gauche étant pris par le remontoir.

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Enfin, à l'arrière de l'horloge est placée un système de cloche fabriqué à l'aide de crochet lego en métal. A chaque tour de l'aiguille des minutes (à chaque heure donc), un levier vient soulever un des crochets pour ensuite le relâcher, les deux s'entrechoquent ainsi. La forme ouverte du crochet + la matière en métal fait un joli (quoique discret) ding !

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Enfin au chapitre esthétique, vous aurez remarquer la filiation avec les horloges originales :

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J'ai volontairement essayé de reproduire la forme ainsi que les cadrans avec une liberté pour la mise en place de trois cadrans plutot qu'un fronton. De plus, l’horloge s'ouvre en deux. En effet, un levier sur l'arrière permet de libérer la partie supérieure de l'horloge, articulée sur le coté droit. Permettant ainsi de voir le jeu de biellette qui constitue l’échappement. A noter que le système d'échapement continue de fonctionner mais pas l’horloge car l'engrenage de jonction étant désaccouplée.

Par rapport au design vous remarquerez évidement que je n'ai pas utilisé une bille sur un plan en zigzag. J'ai essayé mais je manquais de pièces studfull pour faire des zig zag parfait et l'inertie du balle de GBB (en plastique donc) n'est pas suffisante pour actionner le système. Il faut une bille en métal, donc non lego (mais tolérable pour moi si jamais). A noter que la période originale de l'horloge avec zig zag est de 30 secondes.

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Enfin, voici la vidéo pour mieux comprendre :)



Concernant l'autonomie et la précision. L'autonomie étant limité par le nombre de tour et la force de remonter du moteur, j'ai optimisé cela en choisissant une roue d'inertie lourde mais pas trop, une diffusion de la vitesse en bout de course par glissement et non frottement (la roue n'est pas arrêtée nette en fin de course mais continue à tourner, augmentant la période ainsi). Ainsi la roue est la plus légère possible pour que le moteur ne galère pas à la remonter mais suffisamment lourde pour actionner le système (sa masse n'entre pas en compte pour la période) . Ainsi, avec une réduction de 16/40 pour avoir assez de force pour soulever la pente avec la roue (avec un petit bras de levier de 1/2t), on obtient une autonomie de 15min.

Concernant la précision, elle est bonne tant qu'on ne touche pas l'horloge, ainsi 1 à 2secondes toutes les 2-3minutes. Ça peut paraître beaucoup mais pour un système qui n'a pas de pendule et qui est soumis à beaucoup d’interaction (jeu sur la pente, glissement et frottement un peu variable), c’est pas mal ! Bien sur c'est une horloge fait pour la démonstration du principe et non donner l'heure pendant longtemps. A regarder, c'est super sympa !

J'espère qu’elle vous plait autant qu'a moi !

Comme dit précédemment, cela clos le chapitre sur les horloges pour un temps, je vais revenir ainsi à d'autre type de créations :)

Et bonne vacance à tous, moi je pars demain, donc blackout de 2 semaines :)

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Messagepar Sonatine » Dim Aoû 17, 2014 11:57 am

C'est vraiment passionnant tout ce que tu fais avec les Lego, bravo :pouce:

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Messagepar Mastermind » Dim Aoû 17, 2014 12:04 pm

Nico71 a écrit:[...]on obtient une autonomie de 15min.


Super ! Une horloge pour surveiller la cuisson des pâtes :-D

je salue l'originalité du MOC par ailleurs :clap:

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Messagepar Anto » Dim Aoû 17, 2014 1:19 pm

Comme d'habitude, superbe MOC ! :D
Est-il possible de faire toujours tourner les aiguilles avec une roue à cliquet et une roue à inertie (jante et pneu ?) ? Ca serait plus sympa à regarder.
Nico71 a écrit:Comme dit précédemment, cela clos le chapitre sur les horloges pour un temps, je vais revenir ainsi à d'autre type de créations :)

:bougeotte: :youpi:
Et bonnes vacances !
La théorie, c'est quand on sait tout et que rien ne fonctionne. La pratique, c'est quand tout fonctionne et que personne ne sait pourquoi.

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Messagepar Vinz » Dim Aoû 17, 2014 6:18 pm

Je suis tes MOC et une fois de plus tu mets à profit tes connaissances en méca de manière étonnante!
Petite question... Dans ton système, si je comprends bien, l'autonomie est limitée à cause du moteur à friction, ne serait-il pas envisageable de récupérer la force de la roue en bout de course qui continue à tourner pour remonter de quelques tours le moteur ? Vu le nombre de tour que fait la roue une fois le plateau relevé (juste avant qu'elle redescende), avec une grosse réduction il y a peut être moyen de récupérer le 6ème (ou 8ème) de tour que fait le moteur à friction pour relevé le plateau non ? Bon j'ai bien conscience que cela remet certainement en cause la période...

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Messagepar ExiTeD » Jeu Aoû 21, 2014 8:56 pm

Génial ! j'adore :)

Ce qui est impressionnant, c'est que malgré la mécanique complexe et asymétrique tu puisse construire un Moc si propre et régulier.
Au final, le fonctionnement est "assez simple", bien que tout doit être réglé au millimètre pour assurer un mouvement fluide.

Bravo !

EDIT : je suis étonné que ce type de moc n'inspire pas plus de monde. A voir fonctionner certains de tes mocs on se dit qu'il existe des milliers de machines incroyables à réaliser... Le Lego technic donne quasi tout les éléments nécessaire à l'élaboration de mécaniques complexes. Le sujet passe un peu inaperçu, alors qu'il est d'un intérêt énorme :S
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Messagepar Anio » Jeu Aoû 21, 2014 9:03 pm

ExiTeD a écrit:EDIT : je suis étonné que ce type de moc n'inspire pas plus de monde. A voir fonctionner certains de tes mocs on se dit qu'il existe des milliers de machines incroyables à réaliser... Le Lego technic donne quasi tout les éléments nécessaire à l'élaboration de mécaniques complexes. Le sujet passe un peu inaperçu, alors qu'il est d'un intérêt énorme :S

Déjà, j'ai oublié de frontpager, alors ça aide pas. :-S

Je vais réparer ça. :)
Think outside the box.

Tout plein de liens utiles dans mon profil ! :P

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Messagepar PG52 » Jeu Aoû 21, 2014 9:22 pm

C'est fonctionnel, c'est fluide. C'est beau à voir et à entendre fonctionner.
Chapeau aussi pour l'autonomie et pour la précision obtenue avec un système dont la fiabilité dépend d'autant de paramètres. :resp:

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Messagepar Kwear » Ven Aoû 22, 2014 2:11 pm

Toujours aussi passionnant. Comme disait Anio dans un de ses post sur une de tes créas : "mais jusqu'où ira-t-il ?"

Je me demande si un des ingénieurs technic de chez Lego est capable de ces choses, à mon avis, pas forcément.
Félicitations. 8)
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Messagepar maxlemalade » Ven Aoû 22, 2014 8:47 pm

Kwear a écrit:Je me demande si un des ingénieurs technic de chez Lego est capable de ces choses, à mon avis, pas forcément.
Félicitations. 8)


Hum, je pense que les designers lego doivent en être capable ... mais bon, ils ont une multitude de contraintes supplémentaires à prendre en compte (les sets sont commercialisés, donc il faut qu'ils se vendent, bref, ils doivent correspondre aux études de marché ou à des trucs du genre...); C'est un peu comme Renault dans le monde automobile; ils sont capable de faire des formule 1 et pourtant, ils vendent des twingo :p

Edit: Ah ouaih, Nico, j'adore ton moc :D (c'est pour ça que je lurkais dans le coin, désolé si ça lance une polémique, c'est pas le but ^^)
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Messagepar Kwear » Sam Aoû 23, 2014 12:20 am

Ui, c'est sans doute vrai. Maxlemalade, ça faisait combien de temps que tu n'avais pas posté ?? :P
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Messagepar Manu » Sam Aoû 23, 2014 6:53 am

Si tu continue comme ça Nico, tu vas finir par résoudre le secret de l'énergie perpétuelle.
En tout cas et comme toujours bravissimo

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Messagepar maxlemalade » Sam Aoû 23, 2014 12:22 pm

Kwear a écrit:Ui, c'est sans doute vrai. Maxlemalade, ça faisait combien de temps que tu n'avais pas posté ?? :P


<HS>
Hihi, ça faisait pas si longtemps que ça ... mon activité légo s'étant ralentie, j'ai posté dans le topic "autres passions" et ça doit faire moins d'un mois ;) ... En même temps, je lurke pas mal et me fait toujours aussi plaisir à découvrir les réalisations de qualité des "TechLugiens" même s'il est vrai que je poste rarement un commentaire (mettre "wahou" à chaque fois manquerait de variété :p )
</HS>
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Messagepar Nico71 » Sam Aoû 30, 2014 11:22 pm

Hop revenu de vacances !

Merci pour vos commentaires.

Pour la récupération de l’énergie de la roue d’inertie, oui ça serait possible avec un galet rouleur connecté à la recharge du moteur mais comme supposé, ça altérerait la période donc au final, je ne sais pas ce qu'on y gagnerait (plus d'autonomie moteur mais moins de période ?). Je suis aussi dubitatif sur la constante de la période dans ce cas, plus on rajoute d'interacteur, et plus elle chute.

Je ferais des photos du démontage mais pas de notice à proprement parler :)

Merci pour la frontpage !

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Messagepar ExiTeD » Dim Aoû 31, 2014 3:28 pm

Nico71 a écrit:Pour la récupération de l’énergie de la roue d’inertie, oui ça serait possible avec un galet rouleur connecté à la recharge du moteur mais comme supposé, ça altérerait la période donc au final, je ne sais pas ce qu'on y gagnerait (plus d'autonomie moteur mais moins de période ?). Je suis aussi dubitatif sur la constante de la période dans ce cas, plus on rajoute d'interacteur, et plus elle chute.

Salut,
Effectivement, la je vois vraiment pas comment cela pourrait fonctionner... Le moteur ayant une résistance décroissante lorsqu'il se décharge, la période serait variable.
Et puis pour le le système de récupération ce serait surement aléatoire aussi (à cause du jeu ect.)

En tout cas, c'est super ce que tu as fais dans le thème "Horloge en Lego". Pressé de voir le/les nouveau(x) "thème" que tu vas aborder, et les mocs avec ;)
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