D veloppement d un module de contr le et de lancement d e ballon pour un robot footballeur
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DÉVELOPPEMENT D’UN MODULE DE CONTRÔLE ET DE LANCEMENT D E BALLON POUR UN ROBOT FOOTBALLEUR. PowerPoint PPT Presentation


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DÉVELOPPEMENT D’UN MODULE DE CONTRÔLE ET DE LANCEMENT D E BALLON POUR UN ROBOT FOOTBALLEUR. Présenté par Jean-François Bidal. Mise en situation. L’initiative Robocup … depuis 1995. Objectif : participation à la coupe du monde 2004 dans la catégorie Middle size league.

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DÉVELOPPEMENT D’UN MODULE DE CONTRÔLE ET DE LANCEMENT D E BALLON POUR UN ROBOT FOOTBALLEUR.

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Presentation Transcript


DÉVELOPPEMENT D’UN MODULE DE CONTRÔLE ET DE LANCEMENT DE BALLON POUR UN ROBOT FOOTBALLEUR.

Présentépar Jean-François Bidal


Mise en situation

  • L’initiative Robocup … depuis 1995.

  • Objectif : participation à la coupe du monde 2004 dans la catégorie Middle size league.

  • Robot actuellement en construction à Polytechnique.

  • Besoin d’implantation d’un module de lancement du ballon.

  • Puissance, autonomie et contrôle du ballon sont de mise.


Étapes du projet

1. Recherche d’un système énergétique

2. Approfondissement de la solution

3. Design du kicker

4. Prototypage


1. Recherche d’un système énergétique

  • Spécification du moteur DC :

  • Système Électrique :

Figure 1 : système électrique

  • Consommation d’énergie :

  • Tdéch_éle = 7,2 Ah / 20 A = 21,6 min.

  • Énergie du kicker :

  • Féle= 2,0034 N.m / 0,0127 m = 167 N

  • Eéle = 167  0,1 = 16,7 J

Figure 2 : moteur électrique


  • Système hydraulique :

  • Éléments du système hydraulique :

Figure 3 : système hydraulique


  • Système hydraulique : (suite)

  • Consommation d’énergie :

    Tdéch_éle = 7,2 Ah / 39 A = 11 min.

  • Énergie du kicker :

    Dhyd = 0,404 * 1800 * 0,93 / 231 = 2,83 gpm

    phyd = 1 * 0,93 * 1714 / 2,83 = 543 psi

    Fhyd = phyd * Ø cyl_hyd2/4 π = 4,263 kN

    Ehyd = Fhyd Lk = 4263 0,1 = 426,3 J

  • Coût : avoisinant les 1000$

  • Poids : supérieur à 5 kg


  • Système pneumatique :

  • Éléments du système pneumatique :

Figure 4 : système pneumatique

  • Aucune consommation d’électricité.

  • Énergie du kicker :

  • Fpn = ppn * Ø cyl_pn2/4 π = 1723.7 103 * 0,000285 = 491,3 N

  • Epn = Fpn Lk = 491,3  0,1 = 49,1 J

  • Poids du système:près de 3 kg

  • Coût du système :450 $


  • Système solénoïdal :

Figure 5 : système solénoïdale

  • Spécification du solénoïde :

  • Consommation d’énergie :

  • Tsol= 7,2 Ah / 5 A = 1 heure 26 min.

  • Énergie du kicker :

  • Esol = Fmax_sol Lsol = 35,6  0,0254 = 0,9 J


Exigence

Valeurs

Poids (%)

Énergie du kicker

30

100 J et plus

100

50 – 100 J

75

25 – 50 J

50

1 – 25 J

25

Moins de 1 J

0

Consommation d’énergie

25

Indépendant de la batterie

100

25% de la batterie (en continu)

75

50 % de la batterie

50

100% de la batterie

25

Coût

20

0-100$

100

100-250$

75

250-500$

50

500-750$

25

750$ et plus

0

Poids

15

< 1 kg

100

1-3 kg

75

3-5 kg

50

5 kg et +

0

Complexité du système

10

< 5 pièces

100

5-10 pièces

75

11-15 pièces

50

16-20 pièces

25

20 pièces et +

0

Pondération des éléments de sélection

Figure 6 : barème


Système

Énergie K

Consom.

Coût

Poids

Complexité

Total (%)

Électrique

25

25

100

75

100

55

Hydraulique

100

25

0

0

0

36,25

Pneumatique

75

100

50

75

0

68,75

Solénoïdal

0

75

100

100

100

63,75

Résultats et concept retenu.

Figure 7 : Choix de la solution


2- Approfondissement de la solution

  • Source d’énergie :

    Utilisation de deux réservoirs d’air comprimé de 45 ci (1 tir aux 7,4 sec.)

  • Cylindre pneumatique à simple action

  • Valve de contrôle à quatre directions


3- Design du kicker

  • Dimensions conforme au robot actuel.

  • Facilité d’implantation

  • Contrôle maximum du ballon


4- Prototypage

  • Utilisation d’un réservoir de CO2.

  • Pression d’utilisation de 150 psi.

  • Cylindre à double action.

  • Vitesse moyenne de 2,5 m/s


Conclusion

  • Utilisation convaincante du pneumatique.

  • Kicker adéquat au jeu de la middle size league.

  • Améliorations provenant de l’expérience de jeu.


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