{"id":1752,"date":"2016-05-07T17:02:39","date_gmt":"2016-05-07T21:02:39","guid":{"rendered":"http:\/\/nagashur.com\/blog\/?p=1752"},"modified":"2016-05-07T17:13:37","modified_gmt":"2016-05-07T21:13:37","slug":"le-chassis-de-r-hasika-une-piece-monocoque-et-precise-pour-robots","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/nagashur.com\/blog\/2016\/05\/07\/le-chassis-de-r-hasika-une-piece-monocoque-et-precise-pour-robots\/","title":{"rendered":"Le ch\u00e2ssis de R.Hasika : une pi\u00e8ce monocoque et pr\u00e9cise pour robots"},"content":{"rendered":"

Dans cet article, nous d\u00e9crirons la conception du ch\u00e2ssis de R.Hasika<\/a>, un robot pens\u00e9 pour \u00eatre robuste, pr\u00e9cis et autonome, pr\u00e9sent\u00e9 dans ce pr\u00e9c\u00e9dent billet<\/a>, et dont voici la page de projet<\/a>. Le ch\u00e2ssis du robot est un \u00e9l\u00e9ment important, puisqu’il lui conf\u00e9rera sa solidit\u00e9, mais aussi une partie de ses capacit\u00e9s finales. En pratique, un bon ch\u00e2ssis permettra un robot pr\u00e9cis, du fait du positionnement exact des composants. Le ch\u00e2ssis de R.Hasika pr\u00e9sent\u00e9 dans ce billet est un ch\u00e2ssis monocoque, en une seule pi\u00e8ce, fait pour \u00eatre construit \u00e0 l’imprimante 3D. D\u00e9taillons maintenant sa conception et les fonctionnalit\u00e9s qu’il apporte.<\/p>\n

<\/p>\n

Objectifs de conception du ch\u00e2ssis de R.Hasika<\/h2>\n
\"le<\/a>

le ch\u00e2ssis de R.Hasika dans Openscad<\/p><\/div>\n

Sur R.Cerda<\/a>, le robot qui a pr\u00e9c\u00e9d\u00e9 R.Hasika, le ch\u00e2ssis \u00e9tait une simple planche de bois, sur laquelle venaient se fixer les divers \u00e9l\u00e9ments. Il en a r\u00e9sult\u00e9 un assemblage peu pr\u00e9cis, et des ajustements tr\u00e8s “bricol\u00e9s” de certains \u00e9l\u00e9ments, sans compter un robot assez gros pour ce qu’il permettait de faire. Cette fois ci, pour le ch\u00e2ssis de R.Hasika, j’ai souhait\u00e9 passer davantage de temps \u00e0 la phase conception pour produire un ch\u00e2ssis r\u00e9pondant \u00e0 toutes les probl\u00e9matiques rencontr\u00e9es pendant l’assemblage du robot :<\/p>\n

 <\/p>\n

    \n
  1. la simplicit\u00e9 de fabrication du ch\u00e2ssis;<\/li>\n
  2. la facilit\u00e9 d’assemblage du robot;<\/li>\n
  3. la pr\u00e9cision de l’assemblage;<\/li>\n
  4. la solidit\u00e9 du robot assembl\u00e9;<\/li>\n
  5. l’\u00e9quilibrage du robot.<\/li>\n<\/ol>\n

    En plus de\u00a0ces points s’ajoutent quelques avantages apport\u00e9s par ce ch\u00e2ssis, tels que la capacit\u00e9 de franchissement ou une certaine r\u00e9sistance \u00e0 l’eau.<\/p>\n

    Voyons maintenant la conception de ce ch\u00e2ssis, et tout au long de cet article nous verrons les concepts mis en oeuvre pour remplir les objectifs d\u00e9crits plus haut.<\/p>\n

    Conception param\u00e9trique dans OpenScad<\/h2>\n

    Tout comme pour R.Ian<\/a>, un autre robot fabriqu\u00e9 \u00e0 l’imprimante 3D, le ch\u00e2ssis de R.Hasika a \u00e9t\u00e9 con\u00e7u de fa\u00e7on param\u00e9trique avec Openscad<\/a>. La conception param\u00e9trique signifie en pratique que l’on peut modifier facilement certains \u00e9l\u00e9ments du robot en changeant quelques variables dans le script d\u00e9crivant le ch\u00e2ssis. Un outil de visualisation permet de v\u00e9rifier le r\u00e9sultat, et on peut alors facilement imprimer sa version modifi\u00e9e du ch\u00e2ssis! \u00a0Voici un exemple de ce que permet cette conception param\u00e9trique :<\/p>\n

    \"chassis<\/a>

    Ch\u00e2ssis de R.Hasika dans OpenScad avec 2 et 4 emplacements de batteries, gr\u00e2ce \u00e0 la conception param\u00e9trique.<\/p><\/div>\n

    Sur cet exemple, en modifiant une variable, on peut facilement passer de 2 emplacements de batteries \u00e0 4, en \u00e9largissant le ch\u00e2ssis de fa\u00e7on ad\u00e9quate. On pourra ajuster de tr\u00e8s nombreux autres param\u00e8tres, ce qui fera probablement l’objet d’un billet s\u00e9par\u00e9, d\u00e9taillant ce qui peut \u00eatre modifi\u00e9, et comment le faire.<\/p>\n

     <\/p>\n

    Quoi qu’il en soit, pour la fabrication, c’est simple, puisqu’il suffit de t\u00e9l\u00e9charger le fichier stl du ch\u00e2ssis, et de le fabriquer \u00e0 l’imprimante 3D avec un mat\u00e9riau solide, tel que le PLA, l’ABS, ou encore certains nylons. Puisque la fabrication est faite par une machine, on aura des c\u00f4tes pr\u00e9cises, des trous bien positionn\u00e9s, etc… Cela remplit donc notre objectif de pr\u00e9cision par la m\u00eame occasion.<\/p>\n

    De m\u00eame, puisque le ch\u00e2ssis est fait d’un seul tenant, il n’y a pas d’assemblage \u00e0 faire pour les pi\u00e8ces structurelles, et donc on a une bonne solidit\u00e9 et une importante rigidit\u00e9 de l’ensemble, ce qui permet d’atteindre notre objectif de solidit\u00e9.<\/p>\n

    Pour l’instant, revenons aux fonctionnalit\u00e9s du ch\u00e2ssis en lui m\u00eame.<\/p>\n

    Un ch\u00e2ssis monocoque, avec\u00a0des fixations pour tous les \u00e9l\u00e9ments n\u00e9cessaires<\/h2>\n
    \"Ch\u00e2ssis<\/a>

    Ch\u00e2ssis de R.Hasika quasi vide<\/p><\/div>\n

    Sur la photo ci contre, on peut voir le ch\u00e2ssis de R.Hasika imprim\u00e9 en PLA orange, quasiment vide. On note ici qu’il est fait d’une seule pi\u00e8ce, et que tous les \u00e9l\u00e9ments n\u00e9cessaires au robot ont un emplacement pr\u00e9cis. Ainsi, on note quatre compartiments rectangulaires : il s’agit des emplacements pour les batteries lithium 18650B qui alimentent le robot. Nous reviendrons sur l’alimentation \u00e9lectrique de R.Hasika dans un autre billet.<\/p>\n

    Quoi qu’il en soit, les batteries sont aussi basses que possibles, au niveau du plancher du robot, de fa\u00e7on \u00e0 abaisser le centre de gravit\u00e9. De m\u00eame, elles sont centr\u00e9es, ce qui fait que la masse la plus importante contenue dans le robot est \u00e9quilibr\u00e9e selon l’axe avant-arri\u00e8re.<\/p>\n

    Dans ces emplacements de batteries viennent se placer des petits contacts pour batteries, avec leurs c\u00e2bles.<\/p>\n

    On peut voir sur la droite les moteurs du robot, qui se placent \u00e9galement sur le fond du ch\u00e2ssis, ce qui permet d’avoir la plus grande hauteur de franchissement possible, tout en prot\u00e9geant ceux ci du milieu ext\u00e9rieur. Deux vis viennent fixer le tout par le dessous du ch\u00e2ssis, et l’axe moteur sort par le c\u00f4t\u00e9 par un trou pr\u00e9vu \u00e0 cet effet.<\/p>\n

    Du c\u00f4t\u00e9 gauche, on notera la pr\u00e9sence de deux cubes, contre les parois : ce sont les blocs de fixation des roues libres du robot. Il s’agit donc simplement d’un bloc plein, avec un trou au milieu ou vient se fixer l’axe de la roue. Dans tous les cas, les roues libres et les roues motoris\u00e9es ont \u00e9t\u00e9 positionn\u00e9es pr\u00e9cis\u00e9ment \u00e0 ces endroits de fa\u00e7on \u00e0 fournir une bonne tension pour la chenille, et sont juste \u00e0 la bonne distance pour que la chenille d\u00e9passe l\u00e9g\u00e8rement du robot \u00e0 l’avant et \u00e0 l’arri\u00e8re. Ainsi, si un obstacle est pr\u00e9sent devant le robot, les chenilles pourront accrocher cet obstacle et le robot pourra monter dessus, m\u00eame s’il s’agit d’un obstacle en angle droit.<\/p>\n

    On constate enfin contre les parois 6 piliers avec un trou au milieu : ils permettent de fixer la plaque de support de l’\u00e9lectronique, qui vient donc se visser par dessus le ch\u00e2ssis, une fois les \u00e9l\u00e9ments en place. Cela permet de remplir le second objectif : le robot est simple \u00e0 assembler, puisque les \u00e9l\u00e9ments ont une place, et une seule. On ne peut pas r\u00e9ellement se tromper, et il suffit de mettre les \u00e9l\u00e9ments \u00e0 leur place, puis de visser quelques vis (une douzaine \u00e0 ce niveau).<\/p>\n

    Voici une photo du robot vu de dessus, une fois que l’on a install\u00e9 les batteries, les moteurs, et les roues libres :<\/p>\n

    \"Les<\/a>

    Les batteries lithium de R.Hasika en place<\/p><\/div>\n

    Franchissement d’obstacles et protection contre l’environnement<\/h2>\n

    Le ch\u00e2ssis, comme nous l’avons vu plus haut, \u00e0 un impact sur la capacit\u00e9 de franchissement d’obstacles. Ainsi, les roues qui d\u00e9passent l\u00e9g\u00e8rement permettent d\u2019agripper les objets \u00e0 franchir. Mais en outre, la hauteur de franchissement \u00e0 \u00e9t\u00e9 optimis\u00e9e au maximum, comme on peut le voir ci dessous :<\/p>\n

    \"R.Hasika,<\/a>

    R.Hasika, en vue de profil, sans la carrosserie.<\/p><\/div>\n

    On a donc la plus grande hauteur sous ch\u00e2ssis possible pour cette taille de roue, tout en maintenant une bonne protection des \u00e9l\u00e9ments internes. Pour augmenter davantage cette hauteur, il aurait fallu fixer les moteurs sous le ch\u00e2ssis, \u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur, avec les risques que cela comporte. En effet, cela aurait caus\u00e9 des protub\u00e9rances sous le robot, qui auraient pu accrocher des\u00a0obstacles, sans m\u00eame parler du fait que ceux ci risqueraient de s\u2019ab\u00eemer.<\/p>\n

    Sur la photo ci dessous, nous pouvons analyser une vue de dessous de R.Hasika :<\/p>\n

    \"R.Hasika<\/a>

    R.Hasika en vue de dessous.<\/p><\/div>\n

    On peut constater que le dessous du robot est lisse, hormis les 4 vis de fixation des moteurs. Il n’y a donc rien pour accrocher un obstacle, et de m\u00eame, les composants internes sont prot\u00e9g\u00e9s. En effet, une \u00e9claboussure d’eau ne pourrait p\u00e9n\u00e9trer par le dessous du robot.<\/p>\n

    Cette volont\u00e9 de n’opposer aucune r\u00e9sistance aux obstacles a \u00e9t\u00e9 pouss\u00e9e \u00e9galement \u00e0 la forme m\u00eame du ch\u00e2ssis, dont l’avant et l’arri\u00e8re sont arrondis pour limiter les points d’accroche, comme on peut le voir sur le rendu 3D ci dessous :<\/p>\n

    \"Vue<\/a>

    Vue 3\/4 lat\u00e9rale du ch\u00e2ssis de R.Hasika. On note les bords avant et arri\u00e8re arrondis.<\/p><\/div>\n

    On voit \u00e9galement le trou pour l’axe moteur, et celui pour les roues libres. \u00a0La photo suivante permet de voir cette courbure, mais \u00e9galement le l\u00e9ger d\u00e9passement des roues \u00e0 l’avant :<\/p>\n

    \"Coin<\/a>

    Coin avant arrondi de R.Hasika, et d\u00e9passement l\u00e9ger de la roue \u00e0 l’avant.<\/p><\/div>\n

    Dans le prochain billet, nous nous pencherons sur l’alimentation \u00e9lectrique de R.Hasika, pens\u00e9e pour permettre une forte autonomie et une recharge autonome par le robot lui m\u00eame.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Dans cet article, nous d\u00e9crivons le ch\u00e2ssis de R.Hasika, un robot pr\u00e9cis, autonome et extensible. Ce ch\u00e2ssis est monocoque, fait d’une seule pi\u00e8ce fabriqu\u00e9e \u00e0 l’imprimante 3D. Nous d\u00e9taillons les fonctionnalit\u00e9s apport\u00e9es par celui ci, ainsi que sa conception param\u00e9trique dans openscad.<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":1781,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"spay_email":"","jetpack_publicize_message":""},"categories":[499,144],"tags":[539,502,73,540,449,538,516,314,504,505,503,287,63],"jetpack_featured_media_url":"http:\/\/nagashur.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2016\/05\/chassis_lower_part_154541_800px.jpg","jetpack_publicize_connections":[],"yoast_head":"\nLe ch\u00e2ssis de R.Hasika : une pi\u00e8ce monocoque et pr\u00e9cise pour robots - Nagashur<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Dans cet article, nous d\u00e9crirons le ch\u00e2ssis de R.Hasika, un robot pr\u00e9cis et robuste. 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Pour des robots, il faut souvent des roues. Non satisfait des roues disponibles, j'ai commenc\u00e9 le projet OpenWheel, permettant de cr\u00e9er des roues, engrenages, pneus et chenilles pour robots (le tout sous licences libres) de fa\u00e7on param\u00e9trique et donc ajustable. 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