Robot sumo

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Un robot sumo est un robot qui a pour but de sortir d'un cercle un autre robot en n'utilisant que ses roues, comme le sport de combats pratiqué par les sumotoris dans le pays du soleil levant.

Le modèle de robot sumo de cet article a été conçu et fabriqué à la Baronnerie.

Point travaux2.gif
Cet article est une ébauche à compléter,
vous pouvez partager vos connaissances en le modifiant.
Modélisation 3D du robot SUMO sous Solidworks ©

Sommaire

Équipe TPE

L'équipe est constituée de :




Introduction



Dans le cadre de notre TPE en sciences de l'ingénieur, nous allons vous présenter le robot sumo, innovation technique qui simule à l'aide de robots un combat entre deux sumos. Ce sujet répond au thème « avancées scientifiques et réalisations techniques » puisque ces robots sont des concentrés de technologie moderne issus des dernières découvertes scientifiques. Nous allons développer, dans ce dossier, la détection du bord du dohyo et du robot adverse, les moto-réducteurs et une description précise de notre projet. Nous espérons ainsi vous en apprendre plus sur ce robot autant méconnu qu'intéressant tout en répondant à notre problématique :

Comment fonctionne un robot SUMO ?


Règlement



Pour mieux discerner la discipline pratiquée par les robots SUMO, nous avons lu le règlement d'un tournoi de robot SUMO pour comprendre certains choix technologiques, comme les dimensions et les matériaux du robot. Nous avons sélectionné les règles les plus importantes.
dohyo vu de dessus


Les règles concernant le robot :


L'aire de jeux ou dohyo :


Le principe d'un combat est le suivant :


Détection


Détection du dohyo

Diagramme de type "modélisation"

Lors d'un combat, il faut s'assurer que le robot SUMO ne sorte pas du dohyo, soit par une poussée du robot adverse, soit de lui-même lorsqu'il rencontre le bord du dohyo. Pour y parvenir, on utilise deux photo-transitor qui ont pour objectifs de repérer la ligne blanche en bordure du dohyo et de faire interagir les moteurs de telle sorte que le robot reste sur le dohyo et ainsi éviter qu'il perdre le match. Les photo-transistors sont placés aux deux extrémités avant du robot (indiqués par des cercles rouges sur la photo).

Photo du robot Sumo "baronnerie" avec la position des capteurs (entourés en rouges)


Dans ce montage, les photo-transistors utilisés sont des OPB711; ils sont chacun composés d'une DEL et d'un photo-transistor. Pour expliquer le fonctionnement de ce capteur nous avons analysé les différents composants dont il est muni.

Dans ce cas précis, les deux DEL envoient à tour de rôle des faisceaux lumineux infrarouges.

Le principe de la réflexion infrarouge est le suivant : si le faisceau infrarouge envoyé par la D.E.L. est réfléchi par une couleur vive, le faisceau revient sur le photo-transistor. Pour fonctionner correctement, la distance entre la surface à détecter et le photo-transistor doit être faible (de quelques millimètres à 1cm).


En fonction du photo-transistor qui reçoit le signal, gauche ou droit, on sait où se situe l'obstacle (la ligne blanche) et ainsi le robot peut agir en conséquence, c'est-à-dire qu'il effectue un mouvement pour ne pas sortir du dohyo et ainsi ne pas perdre le match.



Détection du robot adverse

Analyse fonctionnelle du robot Sumo de base


Le robot SUMO a l'obligation d'être doté d'un système permettant de localiser l'adversaire en temps réel. Dans le cas du robot SUMO fabriqué à la Baronnerie, ce sont des capteurs de type infrarouges qui servent à la détection du robot adverse; ils sont composés d'un émetteur et d'un récepteur. Ces capteurs ont plusieurs rôles : détecter la présence d'un obstacle, savoir si la distance entre l'obstacle et le capteur augmente ou diminue et adapter les mouvements du robot SUMO en le faisant se mouvoir.


Détecter la présence d'un obstacle

La détection se fait par réflexion comme pour le photo-transistor utilisé pour repérer le dohyo; un émetteur envoie un signal infrarouge qui est ensuite réfléchi vers le récepteur lorsque le signal rencontre un objet.


Déterminer les mouvements du robot adverse

Les capteurs sont utilisés pour déterminer si le robot adverse se rapproche ou s'éloigne du robot SUMO. Les deux capteurs envoient, à intervalle régulier, chacun à leur tour un signal. Un des capteurs envoie un premier signal, puis un second signal, qui lui permet de comparer le temps que les signaux mettent à revenir au récepteur et ainsi calculer si le robot adverse a modifié sa position entre les deux signaux, c'est-à-dire s'il s'est rapproché ou éloigné. Puis le second capteur prend le relais en suivant les même étapes.


Adapter les mouvements du robot SUMO

Après avoir détecté le robot adverse, le robot SUMO doit se mouvoir pour effectuer des attaques, des contres-attaques ou des esquives afin de remporter la partie en poussant l'adversaire hors du dohyo, tout en évitant les attaques du robot adverse. Pour y parvenir on utilise un programme informatique qui est conçu dans un langage informatique nommé le langage C.

Les moto-réducteur, les "jambes" du robot


Moto-réducteur Tamiya twin gearbox © utilisé pour le robot Sumo "Baronnerie"


Introduction

Cette partie du dossier aborde le thème du moto-réducteur qui se compose d'un moteur et d'un réducteur. Nous détaillerons les caractéristiques du moteur du robot SUMO, le fonctionnement d'un moteur à courant continu, les caractéristiques du réducteur et nous calculerons la réduction de vitesse qu'il effectue. Pour finir nous calculerons la force qu'effectuent les roues sur le sol quand le moteur tourne au maximum de son efficacité.



Pour se déplacer, le robot SUMO dispose d'un ensemble de deux moto-réducteurs identiques qui sont utilisés pour le faire avancer, reculer ou tourner :





Modélisation 3D du moteur sous Solidworks ©






Un moto-réducteur est un moteur qui est associé à un réducteur.


Un réducteur est un ensemble de pièces mécaniques (pignons, chaînes,...) qui a pour but de modifier la vitesse ou le couple entre l'axe d'entrée et l'axe de sortie du mécanisme.





Modélisation 3D du moteur seul sous Solidworks ©



Le moteur

Il s'agit d'un petit moteur FA-130 de seulement 17g qui fonctionne avec une tension de 3 volts avec une intensité de 150 mA au minimum et 2,1 A au maximum.

Ces moteurs sont essentiellement utilisés dans des jouets pour effectuer des efforts modérés.

D'après le document constructeur, le moteur peut atteindre 12 300 tour/min lorsqu'il ne subit aucun effort.

Nous avons vérifié les données du document constructeur en utilisant un tachymètre.



Modélisation 3D de la manipulation (toujours sous Solidworks © bien sur !)




Pour effectuer cette mesure nous avons découpé un petit cercle de papier que nous avons fixé en bout de la sortie d'axe du moteur. Puis nous avons collé un papier spécial qui permet de refléter la lumière qu'envoie le tachymètre placé en face de ce morceau de papier et ainsi lorsque le moteur tourne le tachymètre peut nous donné la vitesse de rotation du moteur





Le document constructeur indique que le moteur atteint le maximum de son efficacité quand U= 3 V et I=0.56 A. Ces valeurs nous ont permis de programmer notre prototype de détection de ligne.


Comment fonctionne un moteur ?

Le démontage du moteur permet de mieux comprendre son fonctionnement :

Point travaux2.gif
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[Catégorie:TPE]]

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