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Hexapode

Description du projet


L'objectif était de faire un robot à six-pattes capable de se déplacer. La particularité de ce robot est qu'il doit pouvoir se mettre en boule pour par exemple descendre des pentes. Ce projet est inspiré du projet MorpHex.

Liste du matériel


Un des points importants de la culture Makers est d'utiliser le plus possible des matériaux de récupération pour diminuer le coût des projets envisagés. Pour ce projet nous avons eu besoin d'acheter des servomoteurs, qui représentent 80% du coût total du projet.


Nous avions à notre disposition une Raspberry Pi 0 W. Seuls les servomoteurs et leur têtes ont dû être achetés.

Construction de l'armature

Création des pattes du robot


Notre premier objectif était de concevoir une jambe du robot. Nous avons donc modélisé les pièces nécessaires sur Inventor, avant de les imprimer en 3D. Une jambe du robot est alors composée de 4 pièces différentes.

Capture


Cette étape nous a permis de nous familiariser avec l'imprimante 3D Ultimaker 2 Go. Voici la patte du robot une fois les servomoteurs ajoutés :

Patte1

Découpe du châssis


Dans le cadre de l'option Maker, nous avons dû apprendre à nous servir de la découpeuse laser (Trotec 400 Flexx). Nous avons alors choisi d'utiliser la découpeuse laser pour concevoir les autres pièces de notre armature à partir de chutes de bois. Cela nous permettait à la fois de gagner du temps sur la création des pièces (par rapport à une impression 3D), et également de fabriquer notre châssis à moindre coût.

Laser

Assemblage de l'armature


Une fois les pièces des pattes du robot imprimées et les pièces du châssis découpées, nous avons assemblé toutes ces pièces pour construire notre armature. Pour cette étape nous avons fabriqué des entretoises dans un tube d'aluminium récupéré. Voici le châssis après avoir assemblé toutes les pièces :

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Contrôler une patte du robot


Pour contrôler une patte du robot nous avons choisi d'utiliser la cinématique inverse. Cela permet, en donnant les coordonnées du bout de la patte dans son repère cartésien, d'obtenir les valeurs d'ouvertures des 3 servomoteurs de la patte.

SchemaCinematiquePatte

Cartes d'alimentation


Pour gérer l'alimentation des 6 pattes du robot nous avons construit 3 cartes pouvant chacune alimenter 6 servomoteurs, soit 2 pattes. Ces cartes permettent de répartir l'alimentation d'une batterie sur les 6 servomoteurs et de propager les PWM générées par la raspberry pi vers les servomoteurs. Des capacités de 0.1µF sont placées en parallèle de l'alimentation de chaque servomoteur pour limiter les parasites. Une sortie connectée à la masse de la batterie permet de mettre en commun les masses de toutes les batteries et de la raspberry pi.

IMG 20180529 190852

Difficultés rencontrées

  • Nous avons eu quelques soucis pour imprimer nos nombreuses pièces en 3D. Les imprimantes se sont en effet montrées capricieuses à certains moments.
  • Nous avons également dû faire face à des problèmes de frottement et de résistance des matériaux. En effet pour réduire le coût du robot nous avons acheté des servomoteurs bas de gamme. L'armature en bois permettait alors de construire un armature à bas coût tout en réduisant le poids supporté par les servomoteurs. Cependant nous avons pu constater que notre armature en bois est plus fragile, engendre plus de frottements et est moins rigide qu'une armature en métal.
  • 19 servomoteurs ont été nécessaires à la réalisation de ce projet, ce qui a posé des problèmes au niveau de leur alimentation. Plusieurs batteries sont nécessaires, ce qui augmente le poids total du robot.

Bilan du projet et améliorations possibles


Ce projet nous a permis de découvrir les différents outils disponibles au Fablab et de les utiliser pour réaliser notre projet.
Concernant le projet nous avons finis la réalisation de l'armature et le contrôle d'une patte. Nous avons ensuite appliqué ce code pour débuter le mouvement de marche du robot sur 2 pattes. Il faut maintenant finaliser le câblage et faire fonctionner toutes les pattes du robot. La liste des mouvements possibles pourra également être enrichie.
Les améliorations possibles concernent essentiellement la structure du robot. Il faudrait remplacer les pièces en bois par des pièces en métal, et utiliser des servomoteurs plus puissants, afin de rendre le robot plus robuste et d'avoir des mouvements plus précis. Des servomoteurs avec un encodage de leur position seraient appréciables.

Membres du groupe

  • Jean-Loup Beaussart
  • Xavier Garcia
  • Clément Mercier
  • Michaël Dell'Aiera
  • Nadim Choukri
  • Geoffrey Godet

Références


Projet MorpHex

Evénements

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Formations

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