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

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

  1. DÉVELOPPEMENT D’UN MODULE DE CONTRÔLE ET DE LANCEMENT DE BALLON POUR UN ROBOT FOOTBALLEUR. Présentépar Jean-François Bidal

  2. 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.

  3. Étapes du projet 1. Recherche d’un système énergétique 2. Approfondissement de la solution 3. Design du kicker 4. Prototypage

  4. 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

  5. Système hydraulique : • Éléments du système hydraulique : Figure 3 : système hydraulique

  6. 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

  7. 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 $

  8. 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

  9. 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

  10. 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

  11. 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

  12. 3- Design du kicker • Dimensions conforme au robot actuel. • Facilité d’implantation • Contrôle maximum du ballon

  13. 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

  14. 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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