RobOOrigami
exploration des possibilités du pliage et de l'origami en robotique
Statut du projet
Experimental
Statut de la publication
License
CC-by-sa-3.0
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Fichiers source
Machines
Matériaux
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Sommaire
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
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 !