Roues libres codeuses

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Augustin.B
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Roues libres codeuses

Post by Augustin.B » Wed 21 Nov 2018, 12:00

Bonjour à tous,
Dans nos recherches nous avons croisé pas mal d'équipes qui utilisent des roues libres codeuses alignées avec leurs roues motrices pour avoir une meilleure odométrie, je voulais savoir si il existais un dispositif tout fait de ce style, ou si quelqu'un voulais partager ses expériences avec cette méthode car il est difficile de trouver beaucoup d'information sur cette méthode d'odométrie.

Merci à tous!

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romain_cvra
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Re: Roues libres codeuses

Post by romain_cvra » Wed 21 Nov 2018, 14:49

Salut,

On partage volontiers toutes notre expérience.

En se qui concerne la mécanique des roues codeuses libres.
- Il faut que l'axe des roues codeuses soit sur le même plan vertical "virtuel" que les roues moteur.
- Il ne doit pas y avoir deux jeux.
- Elle doivent être précontraintes, par exemple par un ressort, afin qu'elle appuie sur le sol. Attention pas trop fort quand même, cela déleste les roues motrices.

La petit spécificité de nos roues codeuse.
Nous avons pas de O-ring sur la jante, la jante alu appuie directement sur la surface de la table de jeux. Nos testes on montré que le coefficient de frottement (alu-vinyle) ainsi que la petit force de précontrainte appliquée sont suffisante pour vainque l'inertie de la roue lors de très forte accélération.
En gros, ca ne glisse pas. L’avantage est que le point d'appui et mieux définit, il n'y a pas d'usure, le o-ring ne sort pas.

Quelques images de notre base roulante que nous utilisons depuis quelques années en pièce jointe.

Toutes la CAO de notre robot 2018 est a disposition sur notre Grabcad : https://grabcad.com/library/robots-for- ... petition-1

Hésite pas a poser des questions :D

Romain
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Augustin.B
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Re: Roues libres codeuses

Post by Augustin.B » Wed 21 Nov 2018, 17:01

Merci pour ta réponse rapide et précise! :D
Ca va nous donner du grain à moudre pour notre système d'odométrie!

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SebinouZ
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Re: Roues libres codeuses

Post by SebinouZ » Wed 21 Nov 2018, 17:47

On a un exemple similaire dans notre équipe.
Les détails sont ici avec les explications de notre asservissement : http://cubot.fr/ateliers/asservissement/chap-1/
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Augustin.B
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Re: Roues libres codeuses

Post by Augustin.B » Sat 30 Mar 2019, 22:54

SebinouZ wrote:
Wed 21 Nov 2018, 17:47
On a un exemple similaire dans notre équipe.
Les détails sont ici avec les explications de notre asservissement : http://cubot.fr/ateliers/asservissement/chap-1/
romain_cvra wrote:
Wed 21 Nov 2018, 14:49
Salut,

On partage volontiers toutes notre expérience.

En se qui concerne la mécanique des roues codeuses libres.
- Il faut que l'axe des roues codeuses soit sur le même plan vertical "virtuel" que les roues moteur.
- Il ne doit pas y avoir deux jeux.
- Elle doivent être précontraintes, par exemple par un ressort, afin qu'elle appuie sur le sol. Attention pas trop fort quand même, cela déleste les roues motrices.

La petit spécificité de nos roues codeuse.
Nous avons pas de O-ring sur la jante, la jante alu appuie directement sur la surface de la table de jeux. Nos testes on montré que le coefficient de frottement (alu-vinyle) ainsi que la petit force de précontrainte appliquée sont suffisante pour vainque l'inertie de la roue lors de très forte accélération.
En gros, ca ne glisse pas. L’avantage est que le point d'appui et mieux définit, il n'y a pas d'usure, le o-ring ne sort pas.

[...]
Merci encore à vous deux, et aux autres équipes qui partagent leur expérience, je partage de la même façon aujourd'hui notre système inspiré de nos recherches:
Image

Il est similaire à celui de CVRA, le ressort n'est pas représenté, mais il presse les roues contre le sol (il est attaché dans le crochet à l'avant)

La différence principale est le mode de mesure du mouvement, nous utilisons la puce AS5601, un encodeur magnétique sans contact, cette puce permet de relever la position en utilisant uniquement un aimant placé sur l'axe, la précision est de 12 bits, et nous avons une interface I2C pour la relever, elle fonctionne en continu (c'est la puce qui est dans les servo Dynamixels haut de gamme, eux utilisent la version 14 bits).

J'ai suivi le conseil de CVRA et nous réaliserons la roue codeuse en aluminium, mais le reste des pièces est imprimé en 3D, la plupart des pièces tiennent en force par frettage avec un étau, les pièces qui doivent résister de plus forces contraintes (les axes de roues) sont des roulements à bille frettés dans un sandwich de fibre de verre découpé à la CNC, et de pièce en impression 3D, c'est facilement réalisable, on peut même utiliser une imprimante 3D avec un tête CNC pour le réaliser, et c'est extrèmement résistant (pas autant que de l'alu évidemment, mais c'est plus accessible, et ça fait le taf).

Sinon nos roues sont réalisés chez nous avec du silicone de joint mélangé à la peinture, et on a testé un mélange avec de l'acétone pour avoir un produit plus facile à travailler.
Les engrenages eux sont en PLA, et on les testera prochainement, ils seront peut être lubrifié avec de la graisse de lithium mais on verra.

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Re: Roues libres codeuses

Post by alf@ » Sun 31 Mar 2019, 22:01

J'ai de sérieux doutes sur les engrenage en PLA quand à leur tenue dans le temps et leur résistance aux chocs du robot (recalage).
Membre de l'équipe Goldorak, Ancien d'Eceborg: pour la méca, pour l'elec mais surtout pour le meilleur comme pour le pire,amis à vie avec Murphy!
Retrouvez moi sur mon twitter. Vous pouvez aussi me croiser à l'ECE Paris, à l'Electrolab et... dans la rue.

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SebinouZ
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Re: Roues libres codeuses

Post by SebinouZ » Mon 01 Apr 2019, 08:58

Pourquoi ne pas avoir mis les roues motrices directement sur l'axe des moteurs ?

Je dit ca car tu a mis les engrenages dans le sens inverse d'un réducteur : c'est très étrange de vouloir accélérer la vitesse de rotation d'un moteur électrique qui ne fait que de petits déplacements lents...
Si c'est un problème d'encombrement, je conseillerais dans tous les cas de le faire dans l'autre sens (à moins que ton réducteur soit vraiment démesuré) : petit pignon en sortie de moteur, grand engrenage sur la roue motrice.

Sinon, si on fait des bloc usinés sur la base roulante (en laiton chez nous) ce n'est pas que pour la tenue des efforts des pièces mais aussi :
  • Avoir de la précision d'alignement (d'où l'astucieux monobloc usiné du support propulsion/codeur de CVRA)
  • Pour augmenter la masse (d'où le laiton chez nous) : abaisser le centre des masse le plus possible pour gagner en stabilité
Mais ton montage devrait fonctionner, c'est déjà une bonne approche (toujours mieux qu'une base roulante avec des codeurs directs sur les moteurs), félicitation.
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Re: Roues libres codeuses

Post by romain_cvra » Mon 01 Apr 2019, 11:27

Joli développement! Bravo!

Je serais curieux de connaitre votre retour sur les engrenage PLA après la coupe!
Cette année, nous avons aussi faite des engrenages imprimé 3D sur nos bras. On a pas encore tester...
On va les imprimer avec du filament de chez Igus. https://www.igus.eu/3d-print-material/3d-print-filament
SebinouZ wrote:
Mon 01 Apr 2019, 08:58
Pourquoi ne pas avoir mis les roues motrices directement sur l'axe des moteurs ?
J'imagine vu la taille des moteurs, qu'ils ont le même souci que nous. Des petit moteur-réducteur ne tienne pas beaucoup de force radial.

Même remarque que SebinouZ, attention a l’alignement. Les 2 roues codeuses et les 2 roues motrices doivent être toutes parfaitement sur le même plan.
Je te conseille vivement lors du montage de passé des axes a travers les palier, de les fixer sur la plaque de base puis de monter le reste.
Donc un axe qui passe a travers les 4 palier qui soutiennent les 2 roue motrice et un second axe travers les 2 paliers qui fixe de roue codeuse.
Cela devrait permettrait un bon alignement.

Pour la fixation du moteur, il serait préférable de mettre les brides sur le réducteur. Il y aurait moins de porte a faux.
Attention a la dilatation thermique, le moteur va chauffer, et le PLA va ce dilater plus que le moteur, il risque de se desserrer.
On a eu un problème similaire il y a quelques années...

Pour la roue codeurs, il faudrait lui faire un rayon sur la tranche. le plat actuel ne permet pas de connaitre la position précise du point d'appui.
De plus la position du point d'appui peu varier en fonction de la planéité de la table.

Romain
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Re: Roues libres codeuses

Post by Augustin.B » Mon 01 Apr 2019, 17:42

alf@ wrote:
Sun 31 Mar 2019, 22:01
J'ai de sérieux doutes sur les engrenage en PLA quand à leur tenue dans le temps et leur résistance aux chocs du robot (recalage).
D'après mon expérience, ils devraient largement tenir le choc, des gearbox en PLA ont été testé jusqu'a des charges assez énorme (plusieurs centaines de kilos) ici j'ai des engrenages module 1.8, donc des dents assez épaisses, le tout a été imprimé avec 5 perimètre, et 100% de remplissage.
romain_cvra wrote:
Mon 01 Apr 2019, 11:27
Joli développement! Bravo!

Je serais curieux de connaitre votre retour sur les engrenage PLA après la coupe!
Cette année, nous avons aussi faite des engrenages imprimé 3D sur nos bras. On a pas encore tester...
On va les imprimer avec du filament de chez Igus. https://www.igus.eu/3d-print-material/3d-print-filament
SebinouZ wrote:
Mon 01 Apr 2019, 08:58
Pourquoi ne pas avoir mis les roues motrices directement sur l'axe des moteurs ?
J'imagine vu la taille des moteurs, qu'ils ont le même souci que nous. Des petit moteur-réducteur ne tienne pas beaucoup de force radial.

Même remarque que SebinouZ, attention a l’alignement. Les 2 roues codeuses et les 2 roues motrices doivent être toutes parfaitement sur le même plan.
Je te conseille vivement lors du montage de passé des axes a travers les palier, de les fixer sur la plaque de base puis de monter le reste.
Donc un axe qui passe a travers les 4 palier qui soutiennent les 2 roue motrice et un second axe travers les 2 paliers qui fixe de roue codeuse.
Cela devrait permettrait un bon alignement.

Pour la fixation du moteur, il serait préférable de mettre les brides sur le réducteur. Il y aurait moins de porte a faux.
Attention a la dilatation thermique, le moteur va chauffer, et le PLA va ce dilater plus que le moteur, il risque de se desserrer.
On a eu un problème similaire il y a quelques années...

Pour la roue codeurs, il faudrait lui faire un rayon sur la tranche. le plat actuel ne permet pas de connaitre la position précise du point d'appui.
De plus la position du point d'appui peu varier en fonction de la planéité de la table.

Romain
Merci! Je ferai un retour après la coupe, je ne connais pas les propriétés mécaniques du filament IGUS, pour moi, pour bénéficier de ses propriétés de coef de friction bas, il faudra lisser les engrenages (si vous avez accès a un tumble sander c'est trivial, sinon c'est beaucoup de travail manuel).

Pour nous le problème est double : Charge radiale a éviter, mais aussi vitesse max du réducteur de 330rpm, j'aurai du prendre plus petit et 600rpm, le rapport est 11:17 et nous permet d'atteindre 550rpm et donc une vitesse max décente.

Merci pour tes retours en tous cas! :)
SebinouZ wrote:
Mon 01 Apr 2019, 08:58
Pourquoi ne pas avoir mis les roues motrices directement sur l'axe des moteurs ?

Je dit ca car tu a mis les engrenages dans le sens inverse d'un réducteur : c'est très étrange de vouloir accélérer la vitesse de rotation d'un moteur électrique qui ne fait que de petits déplacements lents...
Si c'est un problème d'encombrement, je conseillerais dans tous les cas de le faire dans l'autre sens (à moins que ton réducteur soit vraiment démesuré) : petit pignon en sortie de moteur, grand engrenage sur la roue motrice.

Sinon, si on fait des bloc usinés sur la base roulante (en laiton chez nous) ce n'est pas que pour la tenue des efforts des pièces mais aussi :
  • Avoir de la précision d'alignement (d'où l'astucieux monobloc usiné du support propulsion/codeur de CVRA)
  • Pour augmenter la masse (d'où le laiton chez nous) : abaisser le centre des masse le plus possible pour gagner en stabilité
Mais ton montage devrait fonctionner, c'est déjà une bonne approche (toujours mieux qu'une base roulante avec des codeurs directs sur les moteurs), félicitation.
Merci à toi aussi pour tes retours! :)
J'ai expliqué plus haut la raison des engrenages, mais c'est vrai que c'est pas l'idéal...

Je n'avais pas pensé au problème de la masse, on devra peut être lester la base, à voir.

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