Robot Nao

Couple & déplacement

Objectifs	Analyser le mouvement de l'épaule de Nao et l'influence du couple sur la chaîne d'énergie.
CI abordés	CI 4.3 - Organisation fonctionnelle de la chaine d'énergie. CI 9.2 - Couple & moment. CI10.4 - Modulation et conversion d'énergie. CI 11.5 - Analyse des résultats de mesures.
Compte rendu	Informatique sous OpenOffice. Vous accorderez le plus grand soin à la présentation de votre compte rendu.
	1h50

1 - Capteur

= 20 min

Chorégraphe a pu acquérir la position des bras durant l'enregistrement grâce à des capteurs associés aux actionneurs.

Question 1.1 - Dans une chaîne d'énergie, on appelle actionneurs les éléments qui exécutent les ordres transmis par le microprocesseur du système de commande. Ici, quel est l'actionneur du bras de Nao ?

Question 1.2 - Rechercher dans les données techniques le type de capteur associé à cet actionneur (actuators en anglais).

Question 1.3 - Rechercher sur Internet le type de détection que ces capteurs assurent.

2 - Moteur à courant continu

= 20 min

Question 2.1 - Quelles sont les 2 parties principales d'un moteur ?

Question 2.2 - Dans un moteur à courant continu, la vitesse angulaire est proportionnelle à la tension. Le coefficient de proportionnalité, qu'on appelle constante de vitesse, se note k₁. La tension est symbolisée par la lettre U. Retrouver la lettre utilisée pour désigner la vitesse angulaire. Écrire cette relation sous forme d'une équation. Quel peut être l'avantage d'une telle relation ?

Question 2.3 - Dans un moteur à courant continu, le couple est proportionnel à l'intensité. Le coefficient de proportionnalité, qu'on appelle constante de couple, se note k₂. Retrouver les lettres utilisées pour désigner le couple et l'intensité. Écrire cette relation sous forme d'une équation. Quel peut être l'avantage d'une telle relation ?

3 - Analyse des relevés

= 10 min

Demander le compte rendu de la séance précédente

Question 3.1 - Lorsque le bras est statique en position basse et qu'on lui demande de se relever, que constate-t-on quant au courant pendant la phase de levée ? Pourquoi ?

Question 3.2 - Quelle différence constate-t-on si la main de NAO est chargée d'une masse ?

Question 3.3 - Pourquoi?

= 60 min

Caractéristiques du moteur Maxon

Les moteurs situés sur la partie haute de NAO sont des moteurs MAXON Corless référencés 216012.

Question 3.4 - Dans la documentation mise à votre disposition en ressources, relever la constante de couple pour ce moteur.

Question 3.5 - Quelle est la vitesse nominale de ce moteur ?

Question 3.6 - Convertir cette fréquence de rotation (tr/min) en vitesse angulaire (rad/s).

Question 3.7 - Que faut-il entre l'axe du moteur et le bras pour réduire la vitesse ?

Question 3.8 - Donner les 3 relations qui permettent de calculer le rapport de transmission d'un réducteur ou train d'engrenage.

Question 3.9 - En considérant un réducteur sans perte (rendement de 100%), quelle est la relation entre la puissance disponible en sortie du réducteur et celle disponible en sortie du moteur ?

Question 3.10 - En utilisant les réponses aux Questions 3.8 et 3.9 et la relation P=C.ω, écrire la relation entre le couple d'entrée et le couple de sortie du réducteur.

Question 3.11 - En exploitant les relevés des courants maximums de la partie précédente et la constante de couple déduire le couple moteur dans chaque cas (à vide, avec 100g, 200g et 300g).

Consulter les caractéristiques des réducteurs des diverses articulations de NAO en ressources.

Dans la partie Motor specifications, on trouve 2 types de moteur. Les moteurs utilisés pour la partie haute de NAO sont de type 2. Le réducteur utilisé pour l'épaule est celui avec un rapport de réduction de 1/150,27.

Question 3.12 - A partir du rapport de réduction et des résultats de la Question 3.11, en déduire dans chaque cas le couple en sortie du réducteur.

Question 3.13 - Quel est le couple que le moteur devrait développer si on attachait un poids de 600g sur le poignet de NAO ?