Revision as of 23:44, 29 March 2014

Robot Delta Linéaire en Action

La nacelle a 3 degrés de liberté, translation selon les 3 axes en fonction des positions verticales des articulations hautes des trois bras. La nacelle reste toujours parallèle au plan horizontale, contrairement à une plateforme de Stewart (hexapod) qui peut faire varier la longueur de ses 6 bras.

Exemples de réalisation d'imprimante 3D

• la page Delta @reprap.org

• le modèle Rostock
• Vidéo montrant la Rostock en action
• Enlarged Rostock
• le modèle DeltaRap @LOG (Laboratoire Ouvert Grenoblois)
• le modèle Igus 3D Printer

Exemples de réalisation de CNC

Une Delta Linéaire Verticale piloté par EMC2:

• vidéo (séquence avec un comparateur)
• liaison glissière DIY avec un profilé alu
• vis trapézoïdale avec écrou en bronze
• 3*2 bras en tige filetée et montée avec des rotules

Une Delta Linéaire Horizontale:

• vidéo

Une plateforme de Stewart (Hexapod) avec une petite tête de fraisage, piloté par EMC2:

• vidéo 1
• vidéo 2
• réalisation plutôt sérieuse
• 3*2 bras montés sur vis à bille et joint de cardan (pas de détail sur la mécanique)

Design intéressant d'une Delta légère:

• vidéo
• moteur d’essuie glace avec encodeur magnétique et électronique ad hoc
• conception légère mais suffisante pour une imprimante 3D (?)

Bibliographie

Tous les PDF sont disponible via Google ...

Raymond Clavel, le père du robot Delta

• Thèse de Reymond Clavel @EPFL (PDF)
• Article TI de Reymond Clavel (PDF)

Livres

• A mathematical introduction to robotic manipulation, Richard M. Murray, California Institute of Technology, Zexiang Li, Hong Kong University of Science and Technology, S. Shankar Sastry, University of California, Berkeley, CRC Press, http://www.cds.caltech.edu/~murray/mlswiki
• Parallel Robots, J.-P. MERLET, INRIA, Sophia-Antipolis, Springer
• Robot Manipulator Control Theory and Practice, Frank L.Lewis, University of Texas, Darren M.Dawson, University Clemson, Chaouki T.Abdallah, University of New Mexico, Marcel Dekker

Thèses

• Analyse cinétostatique des machines parallèles à translations, thèse de Félix MAJOU, École Centrale Nantes
• Analysis and Synthesis of Parallel Robots for Medical Applications, thesis of Nabil Simaan, Technion, Israel Institute Of Technology
• Conception de robots de très haute précision à articulations flexibles: interaction dynamique-commande, thèse de Jean-Philippe BACHER, EPFL
• Contribution à l’amélioration de la précision des robots parallèles, thèse de David Corbel, université Montpellier II
• Design and Analysis of a Three Degrees of Freedom Parallel Kinematic Machine, thesis of Xiaolin Hu, University of Ontario Institute of Technology
• Improving the accuracy of parallel robots, Thesis of Peter Vischer, EPFL

Articles

• A New Approach to the Design with a Desired Workspace of a DELTA Robot, Xin-Jun Liu et al., Journal of Intelligent and Robotic Systems 39: 209–225, 2004
• Advanced Synthesis of the DELTA Parallel Robot for a Specified Workspace, M.A. Laribi et al.
• Approche multicritère pour la conception optimale des robots parallèles en considérant les performances cinématiques et élastostatiques, A. BELLOULA et al., 21ème Congrès Français de Mécanique
• Argos: A Novel 3-DoF Parallel Wrist Mechanism, Peter Vischer and Reymond Clavel, The International Journal of Robotics Research 2000; 19; 5, DOI: 10.1177/02783640022066707
• Dynamic analysis of clavel’s delta parallel robot, Staicu St., Carp-Ciocardia D. C., Proceedings of the 2003 IEEE International Conference on Robotics & Automation Taipei, Taiwan, September 14-19, 2003
• Kinematic analysis of a 3-PRS parallel manipulator, Yangmin Li , Qingsong Xu, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 23 (2007) 395–408
• Mobilité dans les chaînes cinématiques, application à la conception structurale des robots manipulateurs, Jacques M. HERVÉ, ECP
• Performance analysis of 3 DOF Delta parallel robot, Sergiu-Dan Stan et al., HSI 2011
• Robots for high speed manipulation, Viera Poppeová et al., ISSN 1330-3651, UDC/UDK 681.51:004.896
• Workspace computation in parallel manipulators with three translational degrees of freedom, Giovanni Boschetti, Roberto Caracciolo

Cinématique d'un robot Delta Linéaire

Pièces:

• 3 glissières/hélicoïdales formant le châssis
• 3 bras reliant la nacelle aux glissières
• une nacelle

Configuration verticale avec rotule:

• symétrie selon l'axe verticale d'angle 2*pi/3
• liaison glissière/hélicoïdale verticale
• liaison rotule à chaque extrémité du double bras (un ressort placé entre le double bras limite la rotation des bras)

Configuration verticale avec joint de cardan:

• symétrie selon l'axe verticale d'angle 2*pi/3
• liaison glissière/hélicoïdale verticale
• liaison rotule à doigt (cardan) à chaque extrémité du bras

Conception

Châssis

• deux plateaux en contreplaqué / Alu
• écrous à enfoncer pour le bois
• 6 équerres usinées en alu (axe, palier de la vis, fixation du moteur)
• 6 paliers

Liaison glissière

La Rostock réalise la liaison glissière avec deux axes verticaux et une courroie entre les deux axes. Cette solution est assez simple, mais pas précise sans tendeur de courroie.

Solution 1 (*3):

• un axe verticale avec coussinet
  • arbre pour guidage linéaire acier trempé et rectifié HPC p200 Za ~ 13 € en D 10 mm
  • douille à bille de précision fermée HPC p210 KBww ~ 10 €
• une vis trapézoïdale avec un écrou en bronze
  • vis trapézoïdale acier HPC p262 ~ 10 € (fabriqué par roulage donc pas au lab)
  • écrou cylindrique bronze HPC p272 LRM ~ 13 € (usinable au lab?)
• pièce usinée en alu
• choisir un diamètre suffisant pour restreindre le flambage

Quel impact sur le dynamisme, puissance du moteur?

Actionneur

• moteur pas à pas
• accouplement:
  • HPC p38 BG ~ 20 €
  • durite de voiture

Rotule / Cardan

À priori on ne peut pas fabriquer de rotule au lab, mais des joint de cardan, oui.

Embout à rotule femelle, contact acier/bronze autolubrifiant:

• HPC p108 CFFrh/lh ~12 € * 12 (3*2*2) => 150 € !

Autre solution d'articulation qui est usinable au lab:

• sphère usiné au tour
• coupelle en teflon (usiné avec une fraise sphérique)
• porte-coupelle
• un ressort pour maintenir l'articulation
• mais c'est moins solide

La CNC hexapod met en œuvre des joints de cardan: avantage/inconvénient?

• video
• un seul bras
• plus robuste
• plus d'amplitude ?

Bras

Étudier une solution à base de flèche en carbone type chasse (diamètre ~ 9 mm), tige de carbone de très bonne qualité, ~ 12 € (France Archerie).

Nacelle

Pièce usinée en alu