Version du 24 mars 2014 à 07:36

Introduction

Dans le cadre du bureau d'étude IMA, nous devons fabriquer un robot à l'aide de Lego Mindstorm. Il doit être capable de jouer une partie de foot. Nous avons décidé de confectionner un robot d'attaque. Le cahier des charges est très simple. Le robot doit être capable de jouer dans les limites du terrain, de pouvoir repérer la balle, l'attraper et tirer dans les buts qui ont été confectionnés par nos camarades. Nous avons donc une grande liberté pour sa réalisation.

Nous avons d'abord construit la base du robot en apportant une grande importance à sa stabilité. Puis nous avons ajouté et programmé les capteurs un par un. Cela a occasionné des modifications sur le robot car les capteurs doivent être placés à des endroits précis pour fonctionner correctement.

Construction mécanique du robot

La construction du robot passe d'abord par la confection d'un châssis stable, d'un système d'attrape du robot, d'un système de lancer et enfin du choix et du positionnement des capteurs.

Le châssis

Après les premiers essais avec les roues, nous nous sommes aperçues que le robot avait tendance à glisser lors d'un demi-tour. Pour pallier à ce problème nous avons décidé d'utiliser des chenilles qui offrent une plus grande adhérence au sol.

châssis

châssis

Système d'attrape et de lancer

Au regard de la taille et du poids de la balle, il faut un système ayant suffisamment de force pour la renvoyer correctement. Ne disposant que de servomoteurs avec une vitesse de rotation limité, nous avons décider de multiplier cette vitesse grâce à un système très connue en mécanique : les engrenages. Nous avons donc relié trois engrenages pour augmenter considérablement la force de frappe de notre robot. Ce système a permis de multiplier par trois la vitesse de rotation du servomoteur.

Le système de lancer réalisé, il nous faut maintenant un système d'attrape. Étant donné que nous ne disposons que de trois servomoteurs il faut que ce système soit non-articulé, ou directement lié au système de lancer. Pour cela, une solution simple est possible : utiliser la pince existante pour attraper la balle.

Dans le cahier des charges, il est demandé d'attraper la balle, de diriger le robot vers le but et ensuite de tirer. Nous avons donc réalisé une sorte d'entonnoir, dans lequel la balle viens se caler. Ensuite grâce à la force du signal de l'infrarouge, dès que la balle est calée, la pince fait un demi tour pour serrer la balle contre le robot. Pour tirer cette même pince tourne dans l'autre sens.

VIDEO

Les capteurs

Capteur Ultrasons

Le premier capteur que l'on a mis en service était le capteur ultrason. Ce capteur permet d'envoyer des informations sur la distance qui le sépare des objets qui l'entour. Une fois installé sur le robot, il sert à éviter les obstacles (à savoir les autres robots sur le terrain). Nous avons décidé de la placer en hauteur et de choisir une distance minimale de 15cm pour laquelle il change de direction afin d'éviter l'obstacle grâce à des tests effectués par le NXT. En effet, la balle est vue elle même pour un obstacle. Il ne faut absolument pas qu'elle rentre dans le cercle de détection du capteur ultrason même quand elle est contre le robot.

Capteur Infrarouge

Le capteur infrarouge est le plus important. Il a deux fonctions. Premièrement il divise l'espace qui l'entour en 9 zones. Il est capable de repérer dans quel zone est la balle qui émet des signaux. Deuxièmement il est capable de mesurer l'intensité de ces signaux et donc de savoir à quel distance se trouve la balle. En associant chaque zone à un mouvement, nous avons pu faire en sorte que le robot se dirige vers la balle. Ensuite pour une valeur de l'intensité que nous avons fixé, le robot "attrape" la balle. Nous avons dû faire de nombreux tests pour évaluer cette intensité étant donné que le capteur ultrason n'est pas répertorié dans le NXT. Nous avons placé le capteur ultrason au milieu du robot de sorte à ce qu'il avance droit sur la balle.

Capteur Couleur

Nous avons mis en place ce capteur afin que le robot puisse repérer les lignes du terrain. En effet le capteur est capable de déterminer les couleurs au sol. La grande difficulté est son positionnement sur le robot. Il faut que le capteur soit à une distance très précise du sol pour qu'il capte les bonnes couleurs et surtout qu'il ne soit pas parasité par les ombres que le châssis du robot est susceptible de faire. Nous avons donc fait des tests à l'aide du NXT. Le capteur qui était initialement placé au centre du châssis a été mis sur une des branches qui forment "l'entonnoir". Le terrain est gris foncé (capté comme noir par le capteur) et les lignes qui forment la limite du terrain sont bleus. Nous avons donc programmé le robot pour qu'il effectue ses actions sauf dans le cas ou il capte du bleu au quel cas il recule en effectuant une petite rotation.

Robot final

Suite a différents test, notre robot à évolué peu a peu dans sa conception. En effet il a fallu s’adapter aux différentes caractéristiques des capteurs, mais aussi prendre en compte les vibrations occasionnées par le système de frappe. C'est pourquoi nous avons renforcer dans son intégralité la partie centrale.

Robot final

Test fonctionnel

Déplacements

Detections de lignes

Détection Infrarouges

Programmation

Prise en main

Programme test