Conception et prototypage

Afin de construire une machine fonctionnelle, nous avons utilisé le plateau fourni par l’école auquel nous avons greffer nos propres pièces dans le but d’assurer les différents besoins du projet. Vous trouverez ci-après certains de nos modèles afin de vous donner un ordre d’idée de la manière dont nous avons aborder les problèmes. (Les pièces où il y a une * dans le titre nous ont été, soit fournis par notre université, soit trouvé en ligne donc non réalisé par nous)

Si les pièces ne charge pas, nous avons mis des liens qui vous permettront de visualiser ces dernières dans un autre onglet.

* MAKER-UNO+CNC-SHIELD-V3 carte arduino * [lien]

Cette pièce est la représentation 3D de la carte Aduino à laquelle a été adjointe celle du shield cnc. Le principal problème que nous avons rencontré a été de savoir où positionner cette dernière. Nous avons longtemps hésité entre la mettre sur le plateau ou sur le côté. Les pours de la première solution étant les contres de la seconde et inversement (i.e. Si la carte est sur le plateau, nous aurons moins de place pour manipuler les pièces mais les fils pour relier les composants n’auraient pas à être aussi long que la seconde solution). Nous avons finalement opté pour la seconde option car nous souhaitions laisser la plus grande surface possible afin de résoudre le puzzle et nous avons donc conçu la pièce suivante afin de contenir la carte sur le côté du plateau.

Boite electronique [lien]

Nous avons donc réalisé cette pièce dans le but de contenir la carte. Cependant après nos premieres impressions de la pièce nous avons rencontré certains problèmes notamment: trop d’espace dans la boite après l’insertion de la carte Arduino, pas d’espace consacré au câble d’alimentation ou encore une fragilité trop importante due à la trop grande proximité entre le trou pour l’alimentation et le bord de la pièce.

Pour palier tous ces problèmes nous avons réaliser cette pièce:

Couvercle Boite [lien]

En plus de la boite, nous avons conçu un couvercle afin d’empêcher l’introduction de corps étranger dans cette dernière et de maintenir les branchements entre eux. La fabrication de cette pièce a été réalisé plus d’une fois en raison du nombre incalculable de fils contenus dans notre puzzle. Mais le resultat final est la pièce ci-dessous.

* Roues * [lien]

Pour le déplacement de notre robot nous avons utilisé la pièce ci-après.

Au début nous ne savions pas comment les monter. Puis nous avons décider de les mettre le long de notre plateau en triangle. Si nous les mettons en triangle et non pas en carré ou en ligne c’est parce que cette formation assure un certain équilibre et limite les frottements des roues. Il s’agissait donc de concevoir une pièce qui servirait de support. Vous trouverez cette dernière dans la suite de ce document.

Support des roues avec liaison vers l’axe Y [lien]

Cette pièce sert la liaison entre la courroie et l’axe Y et sert également comme support pour d’autres pièces du robot.

Nous avons du la réimprimer à de nombreuses reprises car initialement elle était constitué de plusieurs sous-pièces générant ainsi des fragilités dans la structure.

Support des roues avec liaison vers l’axe Y bis [lien]

Cette pièce est le miroir de la pièce précédente et est utilisé de l’autre côté de l’axe Y du robot.

* PULLEY-GT2-6MM coulisseur courroie axe X* [lien]

Cette pièce soutient la courroie utilisé lors du déplacement selon l’axe X.

* PINION-GT2-6MM coulisseur courroie axe Y * [lien]

Cette pièce soutient la courroie utilisé lors du déplacement selon l’axe Y.

* Bouton fin de course * [lien]

Voici une représention du model 3D du Bouton fin de course.

Nous l’avons mis à la fin des axes X et Y afin de pouvoir informer la carte Arduino quelle à atteint leur limite. Le principal problème lié à cette pièce et que le robot n’actionnait pas correctement la partie levier de l’interrupteur. Pour résoudre cela, vous avez pu remarquer, sur le modèle du support des roues, que nous avons rajouté un dépassement sur le côté afin de mieux appuyer le bouton.

* FS5103B (Servo Moteur) * [lien]

Cette pièce est la représentation 3D du servomoteur.

Initialement, nous ne savions pas, à la fois le nombre ni la position de ces moteurs. Nous avons décidé d’en utiliser deux (l’un pour le déplacement vertical (aussi appelé l’axe Z) et l’autre afin de pouvoir effectuer une rotation de la pièce). Cependant ces choix ont apporté leur lot de problème que nous vous exposerons par la suite.

Support du Servo Moteur pour la Rotation [lien]

Cette pièce permet de maintenir le servomoteur (qui sert à effectuer les rotations) en place. Elle vient s’insérer dans la pièce ci-dessous afin de réaliser un déplacement selon l’axe Z. Nous avons eu du mal à nous décider sur la manière de réaliser ledit mouvement. Nous avons envisagé d’utiliser un système à engrenage (mais nous n’avons pas réussi à concevoir une pièce fonctionnante efficacement), nous avons donc imaginé un système plus simple. Le second servomoteur va juste soulever l’ensemble et le redescendre une fois que nous le voulons. D’où la partie coulissante entre cette pièce et la suivante.

Support du Servo Moteur pour le déplacement sur l’axe Z [lien]

Cette pièce est la seconde du système de rotation et du déplacement vertical présenté précédemment.

* 17HE12-1204S (Moteur pas à pas) * [lien]

Voici la représentation 3D du moteur pas à pas. Nous utilisons trois de ces moteurs (deux pour l’axe X et un pour l’axe Y). Nous nous servons de la pièce suivante afin de les fixer dans une position verticale ce qui nous permet de fixer les courroies.

Socle moteur [lien]

Cette pièce représente le support permettant de maintenir les moteurs pas à pas en position vertical.

Socle du moteur droite et du bouton fin de course [lien]

Cette pièce sert de support en meme temps au moteur pas à pas de l’axe X situé à droite et de bouton fin de course de l’axe X.

Socle sans moteur gauche [lien]

Cette pièce sert de support en meme temps au moteau pas à pas de l’axe Y situé à gauche et de bouton fin de course de l’axe Y.

Socle sans moteur du haut [lien]

Cette pièce sert à tenir l’interrupteur de fin de course pour l’axe du haut.

Coin de plateau A [lien]

Cette pièce sert à lier deux barres, le plateau, les socles avec ou sans moteur et à mettre la machine légerement en hauteur car sinon les roues ne pourraient pas bouger. Elle a aussi une jumelle qui va aller sur le coin opposé par rapport au centre du plateau.

Coin de plateau B [lien]

Cette pièce a les mêmes fonctions que la précédente. Elle se place de l’autre côté que la précédente.

Rehausseur moteur [lien]

Cette pièce sert à créer de la distance entre les roues et la pièce qui est lié avec la courroie pour ne pas créer de frottement avec la barre.

Connique [lien]

Cette pièce sert à lier le PULLEY avec le socle sans moteur.

Pièce de puzzle [lien]

Cette pièce est la représentation 3D des pièces de Puzzle

Camera arrière [lien]

Elle représente couvercle de la caméra permettant de stabiliser la caméra.

Camera base [lien]

Elle représente le support de la caméra orientée vers le bas ayant pour vision d’ensemble le plateau, les pièces de puzzle. C’est l’une des dernière pièce que nous avons conçu car elle est le résultat d’une décision très tardive que nous avons faites. En effet, initialement, nous pensions faire une vision locales des pièces, c’est-à-dire que la caméra va bouger en même temps que la marche du robot. Cependant cette approche nous a posé problème car nous n’avions pas pensé à intégrer la caméra au socle avec la ventouse et donc nous n’avions pas de place pour la mettre et plus assez de temps pour tout réimprimer d’où le changement vers une vision globale (i.e. qui voit l’ensemble en continue et qui reste fixe).

Coin caméra [lien]

Cette pièce sert à lier les deux barres pour mettre la caméra en hauteur.

Camera avant [lien]

Cette pièce est lié à la barre pour tenir la caméra en hauteur et tient la face avant de la caméra.

Arrêt [lien]

Cette pièce sert à tenir le bouton d’arrêt d’urgence et le fixer avec le côté du plateau. Elle se base sur le système de la boite pour la carte Arduino.

* Eslabon_cadena (Importé de “Printables”) * [lien]

Afin de nettoyer le visuel de nos cables, nous avons envisagé l’usage de cette pièce. Cependant nous l’avons vite abandonné car elle réduit la flexibilité des fils à l’intérieur et va donc se tendre plus facilement entravant ainsi la marche du robot. Un autre porblème que nous avons rencontré et que ces pièces se coincent assez facilement dans les coins de nos autres pièces. Nous les avons remplacé par du ruban adhésif qui va maintenir les fils entre-eux tout en conservant leur forme.

* EslabonBase * [lien]

Elle permet de fixer les fils entre eux.

* Electrovanne * [lien]

Cette pièce est la représentation 3D de l’électrovanne.

* Pompe * [lien]

Cette pièce est la représentation 3D de la pompe.

Tventouse [lien]

Cette pièce sert à lier la pièce qui lie le tube ventouse avec la pièce qui coulisse sur l’axe du haut.

Pompe contour [lien]

Cette pièce sert à tenir la pompe et se tient à l’accroche du premier servo moteur.

Ventouse [lien]

Pièce qui lie le tube ainsi que la ventouse de la pompe au sol et qui lie aussi les deux servo moteurs.