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Bras de robot

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Difficulté:

J'ai toujours plus ou moins souhaité fabriquer un robot humanoïde de "A à Z", au départ, il s'agissait de fabriquer une main, tout du moins la partie mécanique. Après avoir tenté de fabriquer cette main en bois, en aluminium et même en plastique, et après quelques égratignures, j'en suis venu à l'évidence, que je n'était pas super doué pour travailler certaines matières. Heureusement, l'impression 3D a commencé à faire entendre parler d'elle, et mon projet à pu commencer à reprendre vie. Après avoir fabriqué mon imprimante 3D, j'ai donc travaillé sur un bras de robot humanoïde. Mon but était de concevoir un bras relativement robuste avec du matériel peu onéreux, Il existe bien par exemple de super servo-moteurs mais ils peuvent être aussi très chers. J'ai donc cherché une solution pour regrouper les servo-moteurs bon marché pilotant les articulations au plus près de l'articulation de l'épaule. Un deuxième obstacle était la résistance de la pièce imprimée face aux contraintes que peuvent générer les moteurs. La solution a été d'utiliser du PLA (pour la facilité d'impression), et d'imprimer les pièces "à plat", puis de les "modeler" en les trempant dans de l'eau bouillante. Concernant la gestion des servo-moteurs le Raspberry-pi et la carte de contrôle de 24 (je prévois pour la suite, oui) servomoteurs de chez Pololu se sont imposés par leur faible encombrement et leur efficacité. Ce projet n'en est qu'au début, mais vous apprendrez dans ce tutoriel à fabriquer un bras de robot humanoïde. Vous le remarquerez aussi, le titre est "Bras de robot" mais les fichiers permettent aussi de fabriquer le buste et la tête.

Matériel :

Budget : Non défini

Fichiers :

Etape 1 : Correspondance des pièces

Les pièces ont été dessinées avec Sketchup 8 et les fichiers skp sont disponibles.

Tous les fichiers sont numérotés et représentés sur le schéma.

Les fichiers sont disponibles à cette adresse : http://www.thingiverse.com/thing:1805988

Etape 2 : Impression des pièces

Les pièces vont être à imprimées à plat, elles ont été conçues pour ensuite être "pliables" à une température élevée (au-dessus de 70°C)

Etape 3 : Mise en forme des pièces

Une fois les pièces imprimées, il suffit de les plier suivant la rainure prévue à cet effet, après avoir trempé dans de l'eau très chaude la rainure de la pièce.

Pour ma part je fais chauffer l'eau au micro-onde, attention de ne pas se brûler !

Pour garantir la solidité de la pièce notamment au niveau du pli, il faudra passer un coup de pistolet à colle ou de (vieux) fer à souder sur le pli.

Etape 4 : Renforcement des pièces

Pour garantir la solidité de la pièce notamment au niveau du pli, il faudra passer un coup de pistolet à colle ou de (vieux) fer à souder sur le pli.

Etape 5 : Assemblage des pièces

Sur ces images, les pièces composant le buste, l'avant bras et la paume de la main, seront à assembler au pistolet à colle soit au fer à souder.

L'image avec les couleurs représente les différents assemblages qui peuvent être faits indépendamment les uns des autres, avec les servomoteurs notamment.

Un fichier sketchup bras(2) est joint pour voir le détail.

Etape 6 : Assemblage des pièces mobiles

Les photos représentent les différents points de montage qui doivent être réalisés ensuite :

- Les servomoteurs sont vendus avec des disques, il faut les utilisés pour y fixer les pièces articulées par rapport au servos, pour cela, 3 ou 4 trous contre-percés entre la pièce et le disque suffisent,

- Le schéma représente en vert les endroits où disques et bras de servo sont utilisés

Etape 7 : Transmission articulations

Les articulations :

- la fermeture de la main est gérée par une poulie qui tire les fils de nylon qui vont eux-même tirer sur les phalanges de chaque doigt, la poulie est percée à un endroit où se rejoignent les fils de nylon

- L'inclinaison du poignet est gérée elle aussi par une poulie, avec des fils de nylon, ce qui permet aussi sa rotation

- La rotation du poignet, elle est gérée par un morceau de gaine électrique de diamètre 20 mm, qui transmet la rotation du bras à l'avant-bras

- l'articulation du coude est faite grâce à la bielle du servomoteur et d'un morceau de fil PLA 3mm pour imprimante 3D mise en forme avec de l'eau chaude

- Les phalanges des doigts sont liées entre elles par des morceaux de fil PLA 3mm qui sont soudés sur la phalange la plus large

- la tige filetée en 5 mm relie l'articulation du coude avec le poignet, ces éléments peuvent être collés au pistolet à colle, pour ma part j'ai fait en sorte de visser la tige dans ces éléments.

Etape 8 : Résultat final

Voilà les premiers essais après fabrication,

Un servo est piloté à la fois via un clavier.

Visible sur https://www.youtube.com/watch?v=qAxW4pzpkOc

bravo!!

Je confirme avoir pris connaissance du règlement du concours impression 3D

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