Equipe ENSAM Châlons





I. Présentation du projet

Participer à la coupe de France de robotique, relever un défi face à d’autres grandes écoles et défendre l’image de l’ENSAM, tel est l’objectif du projet robotique E=m6.

Le travail des élèves y participant consiste à concevoir et développer un robot autonome regroupant un panel de disciplines telles que la mécanique, l’électronique et l’informatique.

Cette année, la coupe de France de robotique se déroulera du 28 mai au 01 juin 2003 à la Ferté Bernard avec pour thème « Pile ou Face ».

L'objectif du robot autonome est de faire tomber des palets se trouvant sur la table ainsi que sur des montants. Ces palets sont disposés aléatoirement sur le terrain de jeu tout en respectant une symétrie par rapport au centre.

Les palets ne doivent pas seulement être renversés mais placés sur une face en fonction de la couleur de la case de départ. Tous les moyens sont bons : lancer des projectiles, attraper les palets, les pousser, les empiler…

Le thème nous oriente davantage vers la conception d’un robot intelligent, détectant les palets et sachant se repérer ainsi que son adversaire et traiter toutes les informations nécessaires.

II. Organisation du projet

Le règlement de la coupe de France de robotique, publié fin octobre 2002, a permis l’élaboration du cahier des charges fonctionnel du robot. De l’analyse de ce dernier sont apparus les premiers traits de l’organisation du projet ainsi que la répartition des tâches.

Les premières semaines du second semestre ont donné lieu à une réflexion sur les différentes solutions techniques à envisager.

Répartition des tâches :

La répartition des tâche s’est faite selon les filières d’origine et les choix des différents membres de l’équipe :

SAVARY Yannick, responsable projet :

  • Gestion de projet : planning, répartition des tâches, et communication dans l’équipe,
  • Gestion du budget,
  • Responsable démarchage, publicité, et relations avec l’extérieur,
  • Démarches administratives : pré-inscription, inscription, fiche d’avant projet, commandes, transport et réservations pour la coupe de France.

MEGHIRA Julien

RAZAFITSOHARANA Thierry, responsables conception mécanique:

D’ISSERNIO Nicolas :

  • Dimensionnement des moteurs,
  • Dimensionnement des différentes parties mécanique,
  • Conception et fabrication du châssis,
  • Conception d’une pince ainsi que son mode de translation et rotation.

BONDOUX Stéphane et SEDDIKI Reda, responsables électroniques :

  • Conception et réalisation des cartes d’interface des capteurs couleurs et capteurs de présence,
  • Conception et réalisation de la carte de commande du moteur pas-à-pas,
  • Conception et réalisation de la carte multiplexeur pour extension des entrées de la carte d’interface.

PONNOUSSAMY Aroulanand, responsable informatique et stratégie

THINES François :

  • Etude de la stratégie des systèmes de détection : Radar, capteurs de position et capteurs couleur,
  • Etude de l’asservissement des moteurs,
  • Logiciel simulation,
  • Logiciel de test,
  • Mise en place du micro processeur.

III. Réalisation du plan de jeu

palets



La réalisation de la table a été effectuée de mi-octobre à fin novembre, par le club robotique E=M6. Cette première étape a permis de sensibiliser les premières années de l’ENSAM sur l’existence du club et d’en favoriser leur intégration par une action directe.

IV. Conception de l’architecture du robot

Cette année le robot dispose d’1 minute et 30 secondes pour retourner le plus de palets sur la couleur défini au départ, et ceci de manière strictement autonome.

Les robots doivent respecter les contraintes suivantes tout au long des parties :

  • Le périmètre de l’enveloppe convexe englobant la projection verticale du robot au sol ne doit pas excéder 120 cm. La forme de cette enveloppe étant libre, elle peut évoluer au cours du match dans la limite des 120 cm.
  • La hauteur du robot ne doit pas excéder 40 cm.
  • Les palets embarqués dans le robot ne font pas partie de ses dimensions ; ils ne doivent toutefois pas dépasser 40 cm de hauteur, et donc gêner le fonctionnement des systèmes de balises.
  • A tout moment, un maximum de 4 palets est autorisé à pénétrer dans les dimensions du robot, les autres devront rester strictement à l’extérieur du périmètre définit ci-dessus.
  • Un robot doit être composé d'éléments solidaires, à l’exception des projectiles

Afin de palier a ce cahier des charges, nous avons opté pour un robot en forme d’arche, pouvant accepter au maximum 3 palets.




Sur cette structure, la face avant est évasée afin de pouvoir balayer la surface la plus grande possible. Cette surface de balayage a été optimisée en fonction du périmètre d’enveloppe de 120 cm et la surface disponible pour les matériels mécaniques, électriques et informatiques.

L’étage inférieur ci-contre, comportera l’ensemble des éléments mécaniques :

  • Moto réducteurs et transmission,
  • La pince et éléments de guidages,
  • Servomoteurs pour la rotation et translation de la pince,
  • Batteries,
  • Roues folles,
  • Ensembles des capteurs.



La partie supérieure comportera le micro processeur ainsi que toutes les cartes d’interface pour le traitement des informations et le traitement des stratégies.

V. Principe de fonctionnement



Le robot détecte un palet ou plusieurs palets empilés. Alors, il se dirige vers le(s) palet(s). Une fois à l’intérieur du robot, le robot détecte le niveau du palet le plus haut ainsi que sa couleur supérieure.

Si la couleur supérieure correspond à celle désirée et que le palet est au niveau trois (empilement de 3 palets), la pince se place au dessus des 3 palets et laisse le tout passer.

Si la couleur supérieure ne correspond pas à celle désirée et que le palet est au niveau trois (empilement de 3 palets), la pince se place au niveau du troisième palet et le retourne.

Si la couleur supérieure ne correspond pas à celle désirée et que le palet est à un niveau deux (empilement de deux palets), la pince retourne le palet du dessus puis soulève les deux palets et attend un troisième pour poser les deux palets dessus…….

VI. Nos moyens

Nous possédons, dans le cadre du club de robotique, de nombreux outils et machines hérités des années précédentes. Il s’agit aussi bien de moyens mécaniques qu’électroniques (ordinateurs, alimentations, oscilloscopes, chargeurs de batteries).

Par ailleurs, nous disosons de l’ensemble des moyens de l’école en ce qui concerne la conception et la fabrication. Depuis février 2000, le projet E=M6 est intégré dans le cursus dans le cadre d’une spécialisation électronique et systèmes de commandes en seconde année.




* Nouvelle carte électronique d’interface entre la carte mère et les actionneurs/capteurs.




* Utilisation de batteries en technologie Lithium-Ion.




* Radar à ultra-son pour la détection des palets sur le terrain. Le radar rend les coordonnées des palets sur le terrain avec une précision de un centimètre prés.




* Un nouveau micro processeur permettant de remplacer la carte mère utilisée les années précédentes et n’ayant pas donnée satisfaction. L’avantage du micro processeur 68HC11,est sa taille réduite et son nombre d’entrées / sorties important.




* Quatre moteurs. Ces moteurs sont accompagnés de leur carte d’interface ainsi que d’un réducteur avec roue codeuse.

VII. Budget Prévisionnel

N’ayant pas encore fini la conception du robot 2003, nous ne connaissons pas encore la liste exhaustive du matériel nécessaire. Néanmoins le budget 2003 sera sensiblement le même que celui de 2002.

VIII. Devenir partenaire de notre équipe

Aujourd’hui les stratégies sont établies et le choix de matériels est en partie achevé. Dés la réception des plaques d’aluminium fournies par un ancien élève (Papillon 110ch92) permettant de mettre en place la structure, de composer la base roulante et mécanique du robot. Cette étape sera réalisée à l’aide des moyens mis à disposition par l’administration de l’ENSAM (Ecole Nationale Supérieure des Arts et Métiers).

Afin de compléter le robot nous avons besoin de partenariats :

  • Financiers pour l’achat de tout le petit matériel,
  • Matériels pour compléter notre matériel de test et structures mécaniques comme des moteurs, servomoteurs,
  • Electroniques pour l’acquisition d’un micro processeur de tests et de sécurité, les capteurs, les cartes d’interfaces.

Le partenariat que nous vous proposons n’est pas un investissement sans retombées, et nous aider techniquement n’est pas un engagement unilatéral. Ainsi, le soutien apporté à notre robot peut prendre plusieurs significations, en marquant :

  • Le renforcement de votre société vers l’extérieur, plus particulièrement vers le monde des étudiants qui seront appelés à participer à votre développement,
  • L’intérêt que vous portez au progrès en utilisant vos produits dans des secteurs novateurs.

Une Promotion Assurée :

Nous vous proposons bien sûr plusieurs supports publicitaires :

  • La présentation de votre société aux élèves-ingénieurs de l’ENSAM,
  • Le robot lui-même (c’est lui qui est le plus susceptible de passer à la télévision et d’être pris en photo par les journalistes),
  • Des panneaux publicitaires sur notre stand lors de la Coupe,
  • Un lien vers le site de votre société sur notre site Web,
  • Des logos de votre société sur les T-shirts que nous porterons lors de la Coupe,
  • La distribution éventuelle d’objets publicitaires de votre société.

En plus de la coupe, diverses occasions permettent de présenter le Club robotique :

  • La Coupe d’Europe (Eurobot), qui se déroule le lendemain de la finale de la Coupe de France, et qui regroupe des équipes aussi prestigieuses que le MIT aux Etats-Unis,
  • Des reportages télévisés,
  • La journée de la science au sein de notre établissement,
  • La nuit des Fignos , bal prestigieux ayant lieu à l’ENSAM en décembre et qui réunit principalement les Anciens Elèves de l’école,dont une majorité est employée dans de grandes entreprises,
  • Lors de la journée portes-ouvertes de l’ENSAM.

Nous nous engageons à vous remettre un rapport accompagné de photographies pour vous présenter nos résultats.

Nous tenons particulièrement à remercier toutes les sociétés souhaitant devenir nos partenaires afin d’obtenir le robot le plus compétitif possible. Et nous espérons que vous serez nombreux à nous faire confiance .

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