longueur d'une jambe de robot en fonction du moment du moteur

[invite52101050]

Bonjour ,

Je travaille actuellement sur un projet de robotique et je dois déterminer une longueur de jambe de sorte à ce que le moteur à chaque pied puisse redresser le robot verticalement.
exemple: le robot tient sur une jambe et se penche pour tirer, le moteur du pied qui n'est pas en l'air doit pouvoir redresser le robot pour revenir à la vertical.

Ma première question comment dois je calculer ce la ?
pour l'instant je calcule un moment ce qui me donne:

Lmgsin(alpha)<moment moteur maxi
avec:
L: longueur entre le pied et le centre de gravité
m:masse du robot
alpha: angle entre la vertical et le penchement du robot
moment moteur maxi: stall torque du moteur (13kg.cm)

est ce la bonne méthode? dois je prendre aussi en considération la vitesse à laquelle le moteur se penche?

Merci d'avance,
-----

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Premier conseil: travaillez toujours en S.I. Des couples en kg.cm sont idéales pour se planter.

Pour calculer le couple, faites le calcul à partir de l'axe du moteur. L'échantillon de calcul que vous donnez n'est valable que si le robot n'est pas trop penché. Il faut que le centre de gravité reste au dessus du pied.
Mettez-vous dos contre un mur et penchez-vous vers l'avant. Qu'est qu'il va arriver ?
Pour que le robot puisse se pencher sans tomber il faut qu'il puisse déplacer son centre de gravité dans l'autre sens.

Et oui, si les mouvements sont brusques, le moteur aura besoin de plus de couple pour l'arrêter.
Au revoir.

[invite52101050]

Merci pour la réponse ,

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Pour que le robot puisse se pencher sans tomber il faut qu'il puisse déplacer son centre de gravité dans l'autre sens.

je ne comprends pas ce que vous voulez dire . Selon moi le fait qu'il tombe ou pas ne dépend pas de sa capacité à se redresser mais du poids,de la répartition de la masse et de l'angle formé je suppose.mais je connais pas la formule liant les trois.

sinon comme caractéristique du moteur j'ai :
stall torque: 13kg.cm <=> 1.3N.m
max power:1.1 W = Couple*vitesse Angulaire

comment puis je faire le lien entre la masse que soulève le moteur, le couple et la vitesse à laquelle il fait tourner la masse ?
merci D'avance

[invite6dffde4c]

Re.
Imaginez que le robot fait un mouvement un porte son centre de gravité presque au bord de la surface de sustentation. Pour arrêter ce mouvement il faut exercer un couple sur la partie qui bouge. Mais ce couple a tendance à faire basculer et tomber le robot.
Certes cela ne dépend pas de la capacité du moteur à arrêter le mouvement. Mais l'équilibre du robot n'est pas uniquement statique, à moins que les mouvements soient très lents.

Il n'y a pas de formule magique générale. Il faut examiner la géométrie particulière de votre robot et utiliser les lois de la mécanique pour faire les calculs.

On ne peut pas travailler "dans le flou". Faites un schéma et postez-le.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite52101050]

Bonjour,

voici ci joint une image récapitulant la situation avec :
1-le centre de gravité
2-longueur entre le centre de gravité et le moteur
3- angle par rapport à la normal


je dois encore le calculer cependant l'angle 3 ne devrait pas dépasser les 30°.
je ne comprends pas comment faire le lien entre le stall torque et la formule :P=Couple*vitesse angulaire.

cas Statique:
si mon robot exerce sur mon moteur (situé au pied) un moment de 0.5 N.m ,
et que mon moteur a comme caractéristique (stall torque:0,8N.m,PMax:1.1W)

mon moteur redressera mon robot à une vitesse angulaire de:
vitesse angulaire=1.1/ 0.5 =2.2rad/s

Cas en mouvement:
Si mon robot exerce sur mon moteur(tjrs au pied) à un moment t un moment de 0.5N.m mais avec une vitesse angulaire de 1rad/s,
et que mon moteur a comme caractéristique (stall torque:0,8N.m,PMax:1.1W),
comment je calcule le moment total (moment du au poids +moment du à la vitesse)?

merci d'avance,

[invite6dffde4c]

Bonjour.
On prend comme origine l'axe du moteur au pied du robot.
Si L est la distance entre l'axe et le centre de gravité, le couple fait par le poids du robot sera
C1 = mgL sin(thêta)
Où Thêta est l'angle qui faut 'L' avec la normale (votre angle '3' de la photo). Si on mesure thêta dans le sens trigonométrique, ici il est négatif et le couple aussi (il fait tourner dans le sens des aiguilles d'une montre).
Si le couple exercé par le moteur est Cm, l'équation qui détermine le mouvement du robot est l'équivalent de F = ma, pour le mouvement de rotation: C = J.alpha, ou C est le couple, J le moment d'inertie et alpha l'accélération angulaire.
Dans votre cas, le couple est Cm-C1 et J est le moment d'inertie du robot par rapport à l'axe.

La limitation de puissance du moteur n'est pas de grande utilité pour étudier le mouvement. Elle compte uniquement pour limiter le couple moteur à P/oméga: Cm <= P/w et aussi à la valeur donnée 0,5 N.m.

Je suppose que nous sommes d'accord que si le robot est appuyé sur son pied dans l'angle de la photo, il tombe.
Au revoir.

[invite52101050]

Merci pour cette réponse détaillée,

La limitation de puissance du moteur n'est pas de grande utilité pour étudier le mouvement. Elle compte uniquement pour limiter le couple moteur à P/oméga: Cm <= P/w et aussi à la valeur donnée 0,5 N.m.

donc le stall torque et la puissance maxi sont deux contraintes indépendantes ?
Sinon le oméga =P/Cm va correspondre à la vitesse de rotation du moteur et par conséquent à celle de redressement du robot ?

[invite6dffde4c]

Re.

donc le stall torque et la puissance maxi sont deux contraintes indépendantes ?

Oui.

Sinon le oméga =P/Cm va correspondre à la vitesse de rotation du moteur et par conséquent à celle de redressement du robot ?

Non. Elle correspondra à la valeur maximale d'oméga suivant le couple. Mais cette vitesse ne sera atteinte que dans certaines conditions et au bout d'un certain temps. Ce n'est pas une égalité mais une limite supérieure: .
A+

[invite52101050]

Merci beaucoup,

j'abuse de votre gentillesse en posant une dernière question, j'ai déjà le moteur et il s'agit de définir le reste en fonction .
vous dites que : Cmoteur>C1+C
cependant comment puis je connaître le Cmoteur ?vous dites Cmoteur<P/w mais quelle est la valeur de w ?

cordialement,

[invite52101050]

après réflexion j'imagine que Cmoteur est mon stall torque .
et que w la vitesse angulaire de mon moteur qui va augmenter progressivement jusqu'à la limite P/Cm dans certaines conditions si j'ai bien compris.

Je profite de l'opportunité pour vous poser une ultime et dernière question ,
Comment puis je estimer le temps pour que mon robot se redresse ?
ce n'est pas le couple du moteur qui va poser problème mais l'évolution de la vitesse angulaire(oméga).

[invite6dffde4c]

Bonjour.

j'abuse de votre gentillesse en posant une dernière question, j'ai déjà le moteur et il s'agit de définir le reste en fonction .
vous dites que : Cmoteur>C1+C
cependant comment puis je connaître le Cmoteur ?vous dites Cmoteur<P/w mais quelle est la valeur de w ?

Ce que je dis est que le couple résultant (qui fait bouger le robot) est Cm-C1 ce qui ne veut pas dire que le couple moteur soit Cmoteur>C1+C. Cette inégalité est une inégalité que le couple moteur doit satisfaire pour que ce soit "lui qui gagne". Si le couple est plus faible, c'est le robot qui fera tourner le moteur "contre son gré".
Si est un moteur "analogique", le couple moteur dépend de la tension d'alimentation et de la vitesse de rotation. Si c'est un moteur pas à pas, le couple est donné par le fabricant. Mais en tout cas il est limité aux 0,5 N.m que vous indiquez et à la limitation de puissance.
La vitesse angulaire dépendra de ce qui arrive. Elle sera nulle, ou elle ne le sera pas quand on veut bouger le robot.

après réflexion j'imagine que Cmoteur est mon stall torque .
et que w la vitesse angulaire de mon moteur qui va augmenter progressivement jusqu'à la limite P/Cm dans certaines conditions si j'ai bien compris.

Je profite de l'opportunité pour vous poser une ultime et dernière question ,
Comment puis je estimer le temps pour que mon robot se redresse ?
ce n'est pas le couple du moteur qui va poser problème mais l'évolution de la vitesse angulaire(oméga).

Non. Le couple moteur sera ce que je vous ai dit. Il ne sera égal au "stall torque" que si vous bloquez le moteur. Le "stall torque" est le "couple de blocage".

Pour le temps de redressement, je vous ai donné l'équation différentielle du mouvement. Il faut la résoudre pour avoir la position en fonction du temps.

Au revoir.

[invite52101050]

Bonjour,

j'aimerais vérifier que Cmoteur>Mglsin(théta)+J.alpha,
pour être sur que mon moteur peut bouger l'ensemble.
cependant je n'arrive pas à savoir si c'est un moteur pas à pas ou analogique et aussi la formule qui relie le couple à la tension d'alimentation dans le cas de l'analogique.
ci joint le pdf descriptif du moteur avec le descriptif page 5

Merci D'avance

[invite52101050]

faut d'avoir pu charger la pièce jointe en moins de 5 minutes,
voici un jpeg des caractéristiques, vu qu'il y a pas le couple je pense qu'il s'agit par conséquent d'un analogique ,
la question est comment relié le couple du moteur à la tension d'alimentation?

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Pour vérifier que le couple moteur est suffisant, il faut déjà vérifier qu'il tien à l'équilibre (sans bouger) avec l'accélération angulaire égale à zéro: Cmoteur>Mglsin(théta) . Avec le thêta le plus grand possible.

Vu le type de robot, le plus probable est que ce soit un moteur pas à pas.

Si non, le couple d'un moteur analogique (à aimants permanents) est proportionnel au courant qui passe. Et ce courant, dépend de la tension appliquée, de la vitesse de rotation du moteur (qui crée une force contrélectromotrice) et de la résistance série.
Attendons la validation des pièces.
Au revoir.

[invite6dffde4c]

Re.
La pièce est visible, ce qui m'a permis aller chercher la description de ce que vous avez (le module wCK).
The wCK series of modules can be programmed to act as either a positioning or a variable speed rotating device, without any hardware modifications. The wCK modules allows for 16 speeds to be selected when operating in rotating mode.

Vous n'avez pas accès au moteur mais à un module de positionnement (qui fait un tas de choses). Donc, que le moteur soit analogique ou pas à pas, ne change rien pour vous.

Donc, la seule donnée dont vous disposez est le "stall torque". C'est lui qui vous dira si le robot tient début ou se casse la mécanique.
A+

[invite52101050]

Bonjour,

je me permets encore (une nième fois ) de rallonger ma question ^^
je ne comprends pas à quoi correspond alpha dans la formule C=J.alpha ?
Cela correspond à l’accélération de mon mvt mais dois je le le majorer par :accèlération du à la gravité +accèlération max du moteur?

ou bien je la choisis en fonction de la vitesse que je veux de mon mouvement?

Merci D'avance,

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Alpha est l'accélération angulaire (en radians/seconde²) de la chose qui tourne.
L'accélération de gravité (en m/s²) peut jouer pour créer un couple. C'est le cas par exemple, pour un poteau qui bascule.
Relisez le post #6.
Au revoir.