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Robot humanoide
juin 2007
robot
Présentation.
J'ai longtemps revé de faire un robot qui marche par opposition à ceux qui roulent. C'est la fraiseuse qui me l'a permis en offrant la possibilité de créer des moules dans lesquels je pourrais presser des formes en aluminium tout en offrant la possibilité de créer tout type de forme en alu.

moule_presse

J'ai donc passé un grand nombre d'heures à fraiser ces moules positifs et négatifs dans de l'alu massif 2474 plus dur donc plus aisé à usiner. C'est à cette occasion que j'ai pu découvrir que lorsque les charbons de la broche Metabo sont usés, les perturbations et parasites émit dérèglent l'électronique de pilotage !
J'ai donc créé un moule positif et négatif avec trois détrompeurs ainsi qu'une plaque au fond permettant le démoulage.

Moules

La qualité de la surface à été ajustée au dixième de millimètre. Les trous du fond permettent de pousser la forme moulée. On peut distinguer une erreur d'usinage due à ce problème d'interférence sur le premier détrompeur. Les deux blocs assemblés s'ajustent donc parfaitement.

moules

La forme obtenue est donc celle-ci après avoir fait un deuxième pliage pour remonter les bords et obtenir le support de servo.

moule4
moule5
moule6

Lorsque le support est pressé, il est possible d'installer directement le servo dessus. L'ensemble des trous permettent d'assembler les supports entre eux afin d'obtenir un grand nombre d'applications possibles.

support1     suuport     support3

Le principe.
La motorisation est entièrement réalisée par des servos moteurs de modélisme. Ces moteurs sont trés facilement pilotables avec un microcontrôleur permettant un contrôle aisé de la cinématique de la marche. Les servos sont des modèles trouvés chez Electronique Diffusion. Leur puissance varie de 14 à 16 kg et permettent facilement de mouvoir le robot complet même si il flirte avec les deux kilos !
J'ai mis du temps à choisir les modèles, ce qui m'a permis de constater que mes supports sont compatibles avec un grand nombre de modèles.

Les membres.
Les bras sont constitués de 4 servos permettant élévation et rotation de l'épaule et flexion du coude. Dans l'avenir il sera toujours possible d'ajouter la préhension. Les servos utilisés sont des modèles de faible poids et puissance puisque les efforts sont moindres aux extrémités.

epaule1     epaule2     epaule3

On voit bien sur ces différenes photos le mode d'assemblage des supports de servo permettant un grand nombre de combinaisons. La tête est constituée de deux servos pour l'élevation et l'autre pour la rotation permettant de donner un aspect plus convival. Les yeux sont deux led rouge qui seront un jour pilotables afin de pouvoir faire des clins d'oeil pour améliorer davantage la convivialité. La face est constituée d'un plaque fraisée puis pliée, elle sert également de poignée pour saisir l'ensemble.
jambes1     jambes2

Les jambes sont les plus compliquées à réaliser car elles offrent tous les mouvements possible :
- rotation de hanche
- abduction/adduction (éloignement/rapprochement de l'axe vertical)
- flexion de hanche
- flexion du genou
- cheville complète
C'est à ce prix que l'on va obtenir une démarche réaliste. Les seules pièces supplémentaires nécessaire sont les plaques en alu au niveau des hanches et des pieds, le reste est constitué de l'assemblage des supports entre-eux.

jambes3     jambe4bis     jambe5

Le corps est un simple sandwitch de deux plaque d'alu de 1,5mm d'épaisseur. Elle va supporter les quatres membre, l'électronique et la batterie.

corps     corps2

Les pieds sont de simples plaque de 1,5mm évidées pour aléger au maximum le robot.

pieds1

l'ensemble tient debout tout seul lorsque les servos sont calés droit mais la résistance des servos sans jus est insuffisante.

complet2     complet3

La mécanique est achevée et tourne correctement, l'électronique est constituée d'une carte SS32 de chez Lynx motion et qui est en open source tout en restant peu cher. Elle pilote 32 servo par une prise série. Je dois continuer le logiciel pour mémoriser les séquences. Si le manque de temps ne me bloque pas, tout cela devrait aller assez vite !

DETAILS DE CONSTRUCTION DU ROBOT HUMANOIDE

Les moules.
usinage1         usinage2
Premier essai d'usinage avec deux détrompeurs.
Fraisage et confection des supports de servos.
  fraisage2 fraisage4 fraisage3

A partir d'une plaque d'alu, on réalise d'abord les trous puis enfin les formes pour obtenir les supports dépliés.

Le pressage.
pressage1 pressage2 pressage3
pressage4
Les formes obtenues sont ensuite placées sur le positif du moule avant d'être pressée à l'aide d'une presse de 20 tonnes. On obtient la forme depliée du support qui est extrait du moule en poussant sur la partie mobile.

Finition des supports.
pliage1 pliage2 pliage3

Les pièces obtenues sont alors finies en rabattant les extrémités à l'aide d'une plieuse manuelle. On confectionne également les parties mobiles pour obtenir enfin les supports finaux.

Assemblage du robot.
robot1 Robot2 Robot3

Aprés avoir découpé la forme du buste, l'assemblage commence avec les moteurs de la rotation de la tête et des épaules.

Robot3 Robot3 Robot5

On poursuit en fixant les bras ce qui permet d'illustrer la grande modularité des supports de servo.

Robot7 Robot8 Robot9

Les deux bras sont fixés ainsi que la tête. On distingue la maquette du premier controleur de servos basé sur un pic 18452 plus tard remplacé par le SS32.
La dernière photo de la série montre la première mise sous tension.