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DÉVELOPPEMENT D’UN MODULE DE CONTRÔLE 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. 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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d veloppement d un module de contr le et de lancement d e ballon pour un robot footballeur

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

Présentépar Jean-François Bidal

mise en situation
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.
tapes du projet
Étapes du projet

1. Recherche d’un système énergétique

2. Approfondissement de la solution

3. Design du kicker

4. Prototypage

1 recherche d un syst me nerg tique
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

slide5

Système hydraulique :

  • Éléments du système hydraulique :

Figure 3 : système hydraulique

slide6

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
slide7

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 $
slide8

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
pond ration des l ments de s lection

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

r sultats et concept retenu

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
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
3- Design du kicker
  • Dimensions conforme au robot actuel.
  • Facilité d’implantation
  • Contrôle maximum du ballon
4 prototypage
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
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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