Analyse et performances cinématiques d'un robot bi-articulé. Schéma cinématique moteur stirling. Contexte Dans beaucoup de chaînes de production de nombreuses taches de manutention de composants sont assurées par des robots. Par exemple sur la chaîne de production de l'entreprise Bosch chargée de la réalisation des calculateur d'injection (EPA) une tache de transfert de composant est assurée par un robot de type SCARA Le but de l'activité Cette activité permet l'analyse cinématique d'un robot bi articulé: - Repérage, schéma cinématique, loi entrée sortie; - Etude de la chaine d'énergie et détermination de la raison d'un train d'engrenage; - Détermination de la résolution d'un capteur et découverte du fonctionnement d'un PID. Le support: Pour l'étude le support sera un bras articulé peu couteux (il ne sagit pas d'un support industriel mais d'une maquette permettant de comprendre les principes mis en jeu): - maquette de robot "DIY" et imprimable en 3D in situ; - motorisation: 2 servomoteurs Legos ntx; - pilotage arduino uno; - controleur moteur courant continu.
Pour étudier un moteur, il faut connaitre son fonctionnement dans sa globalité et donc avoir des bases de thermodynamique mais aussi de cinématique. La cinématique permet de quantifier, à chaque instant, les volumes présents dans le cylindre. Les mouvements des pièces mobiles du moteur sont en générale la conséquence de la rotation uniforme (ω = constante) d'un arbre moteur de 0° à 360° à chaque cycle. Système Bielle-Manivelle: Un système bielle-Manivelle répond la loi Entrée / Sortie. Schéma cinématique moteur 2. On obtient la loi entrée/sortie par projection de cette fermeture géométrique dans un repère. Pour cette étude, on désigne θ comme paramètre d'entrée et xB (la position en x du point B) comme paramètre de sortie. On cherche donc une relation du type xB = f(θ) La fermeture géométrique s'écrit comme suit: OA + AB + BO = 0 En projetant cette relation on obtient: -Sur l'axe x: θ + β – xB = 0 -Sur l'axe y: θ – β = 0 Il s'agit, maintenant d'éliminer le paramètre interne au mécanisme β. Avec la seconde équation, on obtient: e * Sin θ = 1 * (1 - Cos^2 * β)^(1/2) Cos β = [ 1 - (e/l)^2 * Sin^2 * θ]^(1/2) En remplaçant dans la première équation on obtient la loi entrée-sortie du système bielle manivelle: Loi Entrée / Sortie XB = e * Cos θ + ( l^2 - e^2 * Sin^2 * θ)^(1/2)
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En suivant la même démarche que dans les cas précédents, donner l'expression du rapport de transmission de ce train d'engrenages. Calcul du rapport de transmission d'un train d'engrenages Le diamètre \(D\) d'une roue dentée cylindrique est proportionnel à son nombre de dents \(Z\): \(\Large{D=m.
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