SOMMAIRE (english version available upon request)
Ce projet porte sur la réalisation d’un
prototype fonctionnel d’un bras robotique pouvant être contrôlé par une manette ayant six degrés de liberté. Ceci inclus
la modélisation tridimensionnelle du prototype, sa fabrication, son assemblage et la programmation du logiciel faisant interface
entre la manette et ses actionneurs. L’idée du projet a été inspirée par l’existence de cette télécommande et
la réalisation du tout a su mettre en valeur plusieurs notions d’ingénierie et des techniques de conception/modélisation
telle que la conception descendante et la
conception avec intention.
Une modélisation quasi complète du prototype à être fabriqué a été accomplie à l’aide du logiciel Pro
Engineer WildFire 5. Les logiciels Ansys Workbench et Pro-Mechanica ont été utilisés pour étudier, par éléments finis, divers
cas de chargements associés à certaines composantes jugées critiques au design. Ces études ont permis d’apporter des
améliorations à des composantes en tôle d’aluminium fabriquées sur mesure. Le module Pro-Mechanism a été utilisé pour
étudier les efforts minimaux nécessaires pour actionner les articulations. Les caractéristiques des actionneurs (servomoteurs)
ont été choisies en fonction des résultats d’analyses.
Une approche de modélisation descendante
a été adoptée. Cette approche a permis d’entreprendre certaines vérifications tôt dans le processus de design. En effet,
il a été possible d’effectuer une analyse préliminaire portant sur les efforts requis en torsion à certaines articulations
critiques en débutant la modélisation par la pince et allant vers la base. Cela a permis d’estimer la puissance minimale
requise des actionneurs (servomoteurs) en fonction des proportions du manipulateur avant même d’avoir terminé la modélisation
de la base du robot.
Le manipulateur consiste d’une
quinzaine de tôles en aluminium fait sur mesure et de composantes obtenues via internet. Plusieurs considérations ont été
faites pour faciliter l’assemblage des tôles, telles que l’utilisation d’écrous enlacés et l’adoption
d’une approche d’assemblage modulaire de ces dernières. Les dessins techniques des tôles ont été complétés en
considérant les tolérances associées à la fabrication et au bon assemblage final. Toutes les tôles ont été fabriquées par
un fournisseur taïwanais, soit Hillever Corps.
Le logiciel servant d’interface
a été conçu en c++ avec l’aide du logiciel Microsoft Visual Studio 2008. Ce logiciel est capable d’affecter, en
temps réel, des positions aux actionneurs en fonction de l’état de la manette. En autre mot, lorsque la manette change
de position, les actionneurs du manipulateur changent également de position. L’organe terminal du manipulateur est capable
subir des translations et/ou des rotations par l’utilisateur via la manette de contrôle. Le logiciel permet également de visualiser en trois dimensions le positionnement du manipulateur.
