LE PROJET

 

Fabrication d’un robot

 

Etude du besoin :

Le cahier des charges n’est pas donné aux élèves, il est construit avec eux. Les outils nécessaires à la réalisation sont présentés (pieuvre, etc...) et ce sont les élèves qui les complètent.


01b - Présentation du projet


01c - Cahier de l’élève

 


01b - Présentatin du projet


01c- Cahier de l’élève

 

 

Anatomie d’un robot  :

Activités : Les élèves manipulent trois robots et doivent déterminer si oui ou non ils pourraient convenir pour leur projet.

Robot Lego Mindstorm Robot Lego NXT Microrobot vendu par A4.

Les programmes des robots sont fournis dans le fichier Zip joint à la séance.

Les deux premiers robots se contentent de réagir à des stimuli. Le microrobot débarrasse lui un plateau blanc bordé de noir de quatre cylindres transparents. Une fois son travail achevé, il s’arrête.

 
02b - Anatomie d’un robot - Fiche élève

02b - Anatomie d’un robot - fiche élève

02d - Anatomie d’un robot - Programmes

 

Choisir une solution technique : les capteurs et actionneurs

Activités  : Les élèves doivent déterminer quels capteurs et quels actionneurs ils vont utiliser pour concevoir leur robot.

 

 
03b - Choisir une solution technique - Fiche élève
 
03b - Choisir une solution technique - Fiche élève

 

Quelques considérations sur les engrenages

Activités : Les élèves étudient des systèmes d’engrenages simples et découvre les formules principales qui régissent leur fonctionnement.

 
05a_-_Quelques_considérations
sur_les_engrenages.odt


05a_-_Quelques_considérations
sur_les_engrenages.pdf 

 

Etude de la motorisation du robot :

Différents mobiles sont réalisés. Chacun possède le même châssis. Les différences portent sur le rapport de réduction des moto-réducteurs et sur le diamètre des roues.

Mobile utilisé pour le TP

 


06a_-_Fiche_professeur.odt


06b_-_Fiche_eleve.odt

06c_-_Corection.odt


06a_-_Fiche_professeur.pdf


06b_-_Fiche_eleve.pdf

06c_-_Corection.pdf

 

Conception du robot - Le châssis :

Les élèves prennent connaissance des contraintes à respecter pour la conception du châssis. Ils en réalisent tout d’abord une maquette en papier sur laquelle ils dessinent tous les éléments que doit supporter le châssis. Ensuite, ils passent à la réalisation avec du pvc expansé de 6mm et / ou 3mm et du pvc rigide de 2mm.

 


08b_-_Conception
du robot - Châssis

 


08c_- Grille
de_notation


08b_-_Conception
du_robo Châssis

 


08c_-_Grille
de_notation

 

Intégration :

Les élèves implantent le programme développé sur le minirobot et résolvent les problèmes qu’ils rencontrent afin que leur robot fonctionne correctement. Le but est que le robot suive une ligne le plus rapidement possible, s’arrête lorsqu’il est devant un obstacle et reparte une fois l’obstacle supprimé.

 

Film 1

Film 2

 

 

 

 

Et pour se détendre...

Lors des dernières séances, les élèves personnalisent leur robot. Animaux, véhicules, objets de toutes sortes, ils sont libres de donner à leur robot l’apparence qu’ils veulent. Voici quelques unes de leurs créations :

 

 

 

 

La partie électronique :

La carte électronique qui doit piloter le robot (carte Highpower de A4) est placée dans un boîtier pour que les élèves puisse la manipuler sans risque. Les fiches bananes reçoivent les fils des moteurs. Les capteurs sont fixés sur le châssis avec un système vis-entretoise-écrous.

 
Carte électronique et capteurs issus du minirobot.
 

 

 
18M2_High_power

 


picaxe18m2

 

Le problème des blocs moteurs :

Les blocs moteurs utilisés sont commercialisés par la société Opitec.


Ce sont des moto-réducteurs fournis avec tout un tas d’engrenages, ce qui permet aux élèves de choisir différents rapports de réduction pour leur robot. Le problème de ces motoréducteurs est qu’ils sont mal conçus.

En effet, le kit que l’on reçoit contient deux types de roues dentées :

- des grises qui sont libres sur l’axe,

- des rouges qui sont en principe serrées sur l’axe, sauf qu’elles ne le sont pas vraiment.

Du coup, les robots se mettent rapidement à patiner et il leur est impossible au bout de quelques minutes de se mouvoir.

 

Les roues en plastiques utilisées, commercialisées par la société A4 ne souffrent pas de ce défaut.

 

Du coup, il devient possible de supprimer le problème du patinage en les fixant aux roues dentées défectueuses. Je n’ai pas trouvé de colle suffisamment efficace, je me suis donc rabattu sur des vis. 

 

Le principe est le suivant :

Pour résoudre le problème, il faut :

- des vis à métal 4x20mm,

- les écrous correspondant,

- un forêt de 3.5mm,

- un forêt de 4mm.

 

Les élèves agrandissent l’un des trous situés en périphérie des roues dentées avec le forêt de 3.5mm. Ensuite, ils percent un trou de 4.5mm sur la roue grise. Ils passent ensuite la vis de 4x20mm à travers cette dernière et la vis sur la roue dentée. L’écrou est présent pour éviter que la vis dépasse et bloque les engrenages.

 

 

 

Documents joints