Projet Bobot

[urzhi]

Hola les fabricants !

Ca fait des années que je cherche un drone/bot capable de monter des marches, enfin monter un escalier...  Il y a bien des projets qui permettent de monter des petites marches, faire du tout terrain, mais monter un escalier (et descendre aussi forcément)c'est pas très courant.  Le but est à la fois pouvoir avoir un oeil sur la maison en mon absence, voir ce que fait le chien, mais aussi si la première mission est remplie, ajouter des add on, lanceur de balle, distributeur de biscuit... (enfin ca une fois que le projet intiale sera fonctionnel)

Alors maintenant j'ai assez de compétence en impression 3D (enfin je suis loin d'être un expert mais je commence à bien gérer) et que je commence aussi à maitriser un peu Fusion 360, je me suis lancé dans la conception de mon propre drone compatible escalier.

un escalier c'est une suite de différents niveau d'en général 16 cm de haut, et donc une roue c'est chaud, a moins d'avoir un diametre du double de la hauteur de marche, avoir plusieurs roues (et donc autant de moteurs), des jambes, mais là c'est plein de servo moteurs, tres compliqué,  l'autre solution c'est la chenille, c'est par cette voie que je m'attaque au problème. 

Avant de commencer le projet, je sais déjà que ca ne sera pas un petit objet, un peu plus qu'un jouet, je sais aussi que je vais devoir repousser mes limites, en particulier sur la partie électronique, mais à la base ca restera simple : 2 chenilles, 2 moteurs

Je vous propose donc de suivre le projet ici sous forme d'un "blog"

 

Etape #1

J'ai donc commencé par définir la chenille. J'ai regardé un peu partout ce qui se faisait, et je me suis lancé.  J'ai défini un élément entièrement paramtrable, ne sachant pas encore au début où j'allais coté dimension. 

Après plusieurs essais, réflexions, impressions, j'ai fixé la largeur de la chenille a 60 mm, la longueur de chaque éléments est fixé a 33mm, la roue interne fera 15mm de large (un peu plus en vrai j'y reviendrait plus tard) et avec des roues de soutient intermédiaires de 5 mm de large.

Les éléments sont assemblé entres eux par une vis M3 20mm tete 6 pans creux.  

Enfin, j'ai prévu la possibilité de fixer des patins sous les éléments, en effets de base c'est glissant, donc possibilité d'ajouter des patins antigrip à base de PLU, qui seront fixé par une vis auto foreuse M3, et guider par 3 points de fixation par emboitements (3mm) J'ai pour le moment dessiner un patin de base pour valider les jeux d'emboitement, ùais j'ai pas mal d'idées sur le sujet si mon projet à du mal à monter les marches.

Ca prends 5 heures pour imprimer 18 éléments de chenille...  ca va être long !

 

Etape #2

Je n'ai pas imprimé bcp d'éléments au départ, il fallait que je valide le principe de la roue interne, et j'ai assez facillement  trouvé l'astuce avec fusion 360. En fait il suffit de créer une esquisse avec un grand cercle (non coté), placer sur le bord de ce cercle un cercle du diametre des cylindres qui tiennent les vis de la chenille, à la bonne distance, de là point important (j'ai pas trouvé tout de suite) définir un point sur les deux endroits où se chevauchent les cercles. de là facile, créer un réseau circulaire, définir le nombre de crans dans la roue.

Enfin, définir l'espacement plat entre chaques crans, et le cercle s'agrandit pour correspondre aux cotes. Ca veux donc dire que le diametre de la roue est définit par fusion en fonction du design de la chenille, et du nombre de crans demandé.

je dois dire que j'était un peu stressé quand j'ai imprimé le premier prototype, mais c'était juste parfait, une grande stisfaction, qui valide le coté chenille. Pour le moment la roue imprimé n'a servit qu'a valider, il va falloir y travailler, prévoir l'emplacement des roulements, leurs dimensions, etc 

 

Etape #3  (on arrive là où j'en suis dans le projet)

Maintenant que j'ai la base, je peux envisager la forme que prendra la chenille dans l'ensemble. Il faut qu'elle puisse atteindre 16 cm de hauteur minimum, mais une fois qu'elle aura commencé à grimper la première marche il y aura la seconde, et il ne faut pas que l'engin bascule en arrière, il faut donc que la longeur totale de l'engin couvre pratiqment 2 marches, ce qui donne une sacré longueur)

Pour les roues, je prévois une grande roue, qui sera motrice, sont diametre est de 235 mm, et de deux autres roues a l'avant, décalé pour donner un angle de 45° pour attaquer confortablement la première marche

pour la longueur totale j'ai pas encore fixé la chose, je vais decouper le profil en carton, et évaluer quelle serait la meilleurs longueur de l'engin. Pour le moment, ca me donne une longueur de chenille de 1692 mm soit 73/74 elements (estimation)

Il y aura aussi l'aspect centre de gravité qui va forcément jouer, aussi je prévois de placer le poid sur l'avant (les accu donc) pour éviter que l'engin bascule en arrière.

j'ai trouvé un bon site sur les roulements ce soir, et j'ai commandé le nécessaire pour la suite :

Roues secondaires
16003-2RS, 16003ZZ, 17x35x8mm

Roue principale :
16005-2RS - 25x47x8 Mm

Enfin, vu la longeur de l'engin, je ne pourrais pas imprimer certaines pièce trop longue, j'envisage d'utiliser un profilé alu de 20x20 comme cadre et guide. 

les roulements n'arriverront pas avant 15jours minimum, ca me laisse le temps de commencer à dessiner les carter qui vont tenir l'ensemble

 

 

Comme le suggère mes premières projections, ca ne sera pas un petit jouet, mais un sacré bestiaux 

Modifié (le) Avril 22, 2023 par urzhi

[Motard Geek]

Intéressant comme projet, j'ai hâte de voir la suite  

[PierreG]

J'avoue que si j'avais eu l'idée de faire ce genre de truc, j'aurais de facto éliminer les chenilles pour monter un escalier.   De un, parce que le contact avec le nez de la marche va etre tellement minimaliste, que tes chenille risquent de déraper sur la marche, et ne pas agripper;    Et deux, tes chenille vont devoir basculer vers l'arriere presque a 45°, ce qui risque de déséquilibrer l'engin, voire peut-être même le faire basculer sur le dos (ca dépendra beaucoup où sera situé ton centre de gravité).

Je serais plutot allé sur des petites roues montées sur un axe en étoile (un genre de tripod vertical?)

J'ai trouvé une photo de ce que j'avais en tête :

 

Modifié (le) Avril 23, 2023 par PierreG

[Jeff78s]

En tout cas en légos le concept à l'air de fonctionner :

 

[urzhi]

Il y a 5 heures, PierreG a dit :

J'avoue que si j'avais eu l'idée de faire ce genre de truc, j'aurais de facto éliminer les chenilles pour monter un escalier.   De un, parce que le contact avec le nez de la marche va etre tellement minimaliste, que tes chenille risquent de déraper sur la marche, et ne pas agripper;    Et deux, tes chenille vont devoir basculer vers l'arriere presque a 45°, ce qui risque de déséquilibrer l'engin, voire peut-être même le faire basculer sur le dos (ca dépendra beaucoup où sera situé ton centre de gravité).

Je serais plutot allé sur des petites roues montées sur un axe en étoile (un genre de tripod vertical?)

j'y ai pensé, mais si ton escalier fait un angle ? là c'est déjà plus chaud avec ce systeme (et mon escalier fait un angle), et il y a aussi la plus grande simplicité de la chenille, qui ne demande que 2 moteurs .

Pour le dérapage sur les marches, c'est prévu, tu n'aura pas manqué de voir que j'ai prévu des patins, plusieurs designs permettent d'éviter clairement celà. Et pour la bascule, je crois l'avoir évoqué, et une attention particulière sera faite là dessus, en particulier en jouant sur la position des accus (que je placerai plutot vers l'avant)

Il y a 5 heures, Jeff78s a dit :

En tout cas en légos le concept à l'air de fonctionner :

 

ha merci pour cette vidéo, ca me conforte dans les dimensions que je commence a définir
 

vu que mon systeme sera plus haut, et avec le décalage de 45°, la longueur totale sera plus grande, mais la zone d'appui est proche de son systeme

 

Je viens de finir de dessiner les roues avant (au premier plan) Elle accueillera 2 roulements

Ca me permet d'estimer la temps d'impression , supports nécessaires forcément. 

avec un infill de 30% 3 paroies, ca me donne un temps de 3h30 par roue, c'est raisonnable. 

J'attends les roulement pour ajuster les jeux mécaniques, j'imprimerai apres ce trav ail (bref, j'attends aliexpress ^^

 

La grande roue va me demander bcp plus de travail, je vais fair un engrenage à l'intérieur, pour décaler le moteur : Plus de couple et moins de tension sur l'axe, j'ai peur qu'en motorisant directement l'axe ca ne tienne jamais)

Modifié (le) Avril 23, 2023 par urzhi

[fran6p]

Autant pour des déplacements rectilignes avec tes chenilles je vois comment ça pourrait fonctionner, autant pour un déplacement dans l'angle de l'escalier, je ne visualise pas ou comme pour les voitures avec un différentiel ?

Un monte escalier pour charge lourde (piano, …) utilise un système de chenilles également :

 

[divers]

Un détail intéressant, si vous regardez bien, le gars a ajouter des plaques blanches verticales pour compenser de déport du nez de marche que la chenille n'aurait jamais réussie à franchir.

Je viens de regardé la vidéo (lorsque j'ai écrit ce qui est au dessus, je n'avais vu que la photo) il explique clairement ce problème de première marche.

Modifié (le) Avril 24, 2023 par divers

[urzhi]

Il y a 1 heure, divers a dit :

Un détail intéressant, si vous regardez bien, le gars a ajouter des plaques blanches verticales pour compenser de déport du nez de marche que la chenille n'aurait jamais réussie à franchir.

Je viens de regardé la vidéo (lorsque j'ai écrit ce qui est au dessus, je n'avais vu que la photo) il explique clairement ce problème de première marche.

Et c'est un probleme que j'ai anticipé dès le départ de la conception, si tu regarde le plan plus haut, tu voie qu'il y a 19 cm entre le milieu de la roue et la garde au sol, donc au dessus de la première marche, qu'importe le déport donc. L'avant va soulever l'engin, et apres, un peu comme la vidéo ^^

pour  question du centre de gravité, je suis persuadé que placer les accu à l'avant fera le travail, mais si ce n'est pas suffisant, j'ai une solution : rail linéaire, petit moteur pas à pas, et contre poid mobile 'allant de l'avant à l'arrière) 

________

Sinon, j'ai un peu avancer, reculé aussi depuis hier, je galère un peu avec Fusion et les historiques / composants, duu coup je fais parfois de la merde et je dois recommencer

j'ai redessiné la roue arrière, qui à l'impression avec support ne passe pas, je suis passé de 30 a 29 dents pour avoir un volume imprimable

j'ai avancé sur la partie "engrenage" j'ai trouvé un excellent soft GearDXF, qui permet de créer et d'exporter les esquisses dans fusion. 

Du coup l'engrenage interne sera fabriqué à part, puis vissé dans la roue motrice (avec insertion des écrous dans la roue pendant l'impression), ca permet aussi de l'imprimer dans une matière plus noble/solide (nylon) ou la remplacer si elle est trop usé et ne pas remplacer toute la roue. 

J'ai fixé le rapport a 4 (96 et 24) il faudra de la puissance pour grimper ^^ sachant que le moteur sera lui aussi démultiplié, et que je ne charche pas à faire de la vitesse, si l'engin au final atteind 5 km/ h au max je serai content (mais en mode grimpette, je pense aller plus doucement hein )

 

 

 

Modifié (le) Avril 24, 2023 par urzhi

[PierreG]

Il y a 3 heures, fran6p a dit :

Un monte escalier pour charge lourde (piano, …) utilise un système de chenilles également

C'est ce que je vois aussi très souvent.. les chenilles ont l'avantage de pouvoir augmenter signicativement la surface portante...   Ce qui est important dans les cas ou il faut se déplacer sur des planchers finis, du gazon, des terrains un peu mou, ou sur la neige !

À l'inverse, les roues vont te donner plus de poids au centimetre carrés pour des charges tres légeres, et ainsi améliorer ta prise au sol....

Mais le projet est très intéressant....   et nous verrons, à l'usage !!    

Pour tes roues arrieres, l'autre solution pour l'entrainement, aurait une courroie autour d'une fausse roue (sur le même principe que ta créamillère), et ton moteur vers l'avant avec une roue dentée assez petite pour te donner du torque !!

Il y a tellement de solution envisageable !!!  

[Eric Z.]

Il y a 20 heures, divers a dit :

Un détail intéressant, si vous regardez bien, le gars a ajouter des plaques blanches verticales pour compenser de déport du nez de marche que la chenille n'aurait jamais réussie à franchir.

Oracid l'auteur de la vidéo, alias Bip dit le mime Marceau, explique tout ça lui-même à environ 2'48.
Bon, c'est vrai il ne le dit pas fort, et même avec des piles neuves aux sonotones, on a du mal à l'entendre et il faut monter le son de la télé à donf ! 

[Jeff78s]

Notre ami le mime a la solution pour le passage de la première marche :

 

Modifié (le) Avril 25, 2023 par Jeff78s

[urzhi]

des nouvelles vite fait

Fin de l'étape 3

Je me suis rendu compte qu'il y avait un décalage des crans dans les roues, j'avais augmenté l'épaisseur par rapport à ma roue de test, donc diametre un peu plus grand, ca passait plus, du coup j'ai modifié l'esquisse et la façon de coter l'écart, j'ai également fait des plats entre les encohes (vu que la surface du patin est plate, de cette manière la roue descend bien dans la chenille, surtout pour la petite roue). J'ai  fait plusieurs test, ajouter un peu de jeu, et là c'est nickel 

j'ai imprimé une demie grande roue pour valider, avec insertion des écrous (12 écrous qui tiendront la grande roue denté), mais y en a un qui a sauté pendant l'impression, du coup je viens de finir des test pour définir la dimension la meilleurs du trou, je suis passé de 6 a 5.8 pour pouvoir facilement placer l'écrou, très très légèrement en force, pour qu'il tienne bien pour l'impression; 

J'ai commandé les moteurs également, qui tourneront a 370 t/mn (a vide) . Suivant le choix du pignon moteur, la vitesse max pourra être réglé à 4.27 km/h (pignon de 24 dents) , 2.8,km/h (pignon de 16 dents) ou 2.13 km / h (pignon de 12 dents)

prochainement dans l'étape 4 ...

Dessiner les carters qui tiendront les roues, roulement, etc 

Comme il seront plus long que le plateau de l'imprimante, ils seront en 3 ou 4 parties, le tout maintenu par un profilé alu 2020 de 500 mm... 

J'en ai pour quelques dizaines d'heures mini pour faire ca, vous n'aurez pas de nouvelles avant un moment

Modifié (le) Avril 26, 2023 par urzhi

[urzhi]

J'ai reçu les roulements, la visserie, les barres de 15x15, et les moteurs !

je commence donc à imprimer pour de vrai les roues, l'insertion des écrous dans la roue motrice pendant l'impression c'est bien passé, je suis content (bon faut que je coupe les vis a 15 mm, là elles dépassent un peu). 

Je vais etre pret a tester les carters qui tiendront l'ensemble quand il seront fini. Ca va etre serré pour ceux là, mon principal probleme etant la dimension supérieure au plateau d'impression, je suis obligé de couper en trois ou quattre le carter, je cherche la meilleurs techniques pour faire ca proprement sous fusion. Il faut aussi que je prépare des inserts M4 dans des petites pièce trapézoidale pour aller dans les rails.

Les moteurs seront montés sur des platines, comme ca, si je veux changer les moteurs pour plus rapide ou plus puissant, pas tout à réimprimer

C'est plaisant de voir le dessin devenir réalité, mais la route est encore très longue

[Jeff78s]

Les impressions sont propres et on commence à se rendre bien compte de la taille de l'engin... bravo !