RobOOrigami : Différence entre versions

Version actuelle en date du 24 novembre 2015 à 12:42

Résumé

Dans le cadre des expérimentations avec les enfants, je cherche un système simple et attrayant de construction de robots.

L'origami est une technique de pliage très ancienne, qui permet de fabriquer des volumes à partir de feuilles.

Cette technique, même si elle n'est pas toujours facile permet au final de construire des structures facilement et avec peu de pièces (idéalement , une seule feuille pliée).

Un autre avantage de cette technique est de faciliter grandement le processus de fabrication, et de réduire le coût d'un robot, en même temps que de permettre de nombreuses et faciles adaptations et customisations.

Matériaux

Quelques prototypes peuvent être faits en Papier épais ou Carton. Mais les articulations risquent de s'abîmer avec le temps, et la résistance à l'humidité est limitée.

Le matériaux presque idéal est le Polypropylène (mar que commerciale Priplak), qui a l'avantage d'être facile à travailler (à la découpe vinyl ou laser) et d'être recyclable (même si c'est un plastique pétrolier.

inspirations

Robotique

Les robots origami commencent à émmerger un peu partout, même dans la haute technologie :

le MIT a développé un microrobot origami

Harvard a aussi travaillé sur un robot qui se plie seul

un autre projet de robot reconfigurable en origami

Pliage origami et structures

http://www.paperbots.org un projet plus ou moins abandonné de robots en papier pour les enfants

un système de fixation du polypropylène http://fabacademy.org/archives/2015/eu/students/vloet.frank/week19.html

Une étude intéressante d'un fauteuil en pliages courbes en vinyl (notamments études de soudures et assemblage)

le site http://www.curvedfolding.com contient plein de ressources sur...le pliage courbe

Une trace d'une session de "robotique informelle", atelier de création d'actionneurs en origami

Robots modulaires et peu couteux

Le travail de Ankur Mehta au MIT correspond presque exactement à ce que j'imaginais :

Un système modulaire de fabrication de robots par pliage de feuilles (avec un programme en prime !)

voici deux papiers très intéressants à ce propos :

http://people.csail.mit.edu/mehtank/webpubs/icra2014.pdf

Integrated Codesign of Printable Robots

une vidéo demo du systeme

et le site : https://sites.google.com/site/mitprintablerobots/hardware

au MIT ya touskifo

http://groups.csail.mit.edu/drl/wiki/index.php?title=Geometric_Design_of_Print-and-Fold_Robots_via_Composition

ce wiki est d'ailleurs énôrme

http://groups.csail.mit.edu/drl/wiki/index.php?title=Main_Page

un groupe y a développé popupCAD un logiciel dédié à la fabrication de structures laminées

Une sélection de publications intéressantes :

JOINING UNFOLDINGS OF 3-D SURFACES

Foldable Joints for Foldable Robots

Système d'encoches

Le polypropylène ne se colle pas. Au mieux, il se soude.

Il faut alors prévoir des encoches pour l'assemblage.

Maintetant que j'ai reçu du polypropylène de 500µm, je teste différentes formes d'encoches

Robot Delta

Le premier prototype utilisant cette technique est un petit robot delta fonctionnant avec des miniservos MG90S

Pour modéliser le robot et pouvoir facilement sortir des plans développés, j'utilise le plugin blender export PaperModel.

Il faut juste que je retouche les languettes pour faire des attaches compatibles avec le polypropylène (qui se colle très mal).

Premier essai

J'ai fait ce premier essai pour valider la méthode de construction.

Les dimensions exactes et les détails ne sont pas définitifs.

J'ai modélisé les bras dans blender,

File:roboorigami.delta.zero.blend.zip

puis j'ai utilisé l'extension export paper model pour produire une version dépliée de ceux ci.

J'ai ensuite produit un "rapide et sale" châssis pour les servos en impression3D.

Les bras ont été découpés dans du Polypropylène de 800µm (0.8mm)

C'est un peu épais mais je n'ai que cette variante pour l'instant sous la main.

Le montage est à peu près concluant, si ce n'est les languettes d'assemblage dessinées à la main, qui sont plus ou moins efficaces (d'où les scotchs)

Un seul servo est monté pour ce premier essai.

Conclusions

le servo peine un peu à activer le bras, sans doute à cause de l'épaisseur trop élevée du matériaux (ou tout simplement du fait que j'ai oublié les rotules...)

La prochaine version doit être plus fine.

Par contre la nacelle et les bras semblent bien fonctionner : on peut obtenir des formes 3D relativement rigides avec du polypro plié

Second essai

J'ai essayé une seconde fois avec du polypro de 500µm

Ce second essai m'a permis de fignoler les attaches , qui fonctionnent plutot

Par contre, mon erreur précédente a été répétée : j'ai oublié de faire des rotules en parallélogramme pour les bras secondaires : le robot ne peut pas bouger

Troisième essai

Cette fois-ci j'ai modélisé des rotules en parallélogramme.

ça complique un peu l'assemblage.

Pour faciliter le prototypage, j'ai fait ce proto en carton, ce qui me permet d'exploiter directement les sorties du plugin exportPaperModel

et il bouge !