Engineering

Préhenseur robotique : combien de frottement suffit-il?

Fermez les mâchoires, soulevez une charge utile et découvrez quand la force normale limitée et le frottement la laissent glisser.

Par Mykhailo Makarov

Image réelle de l’application

À essayer

Commencez avec Lift à zéro, laissez les mâchoires se fermer, puis soulevez Lift. Réduisez le frottement ou augmentez la masse de charge utile.

Le modèle et ses limites

Mâchoires à ressort, force de vis limitée et frottement de Coulomb. La charge utile se déplace verticalement. La géométrie de contact est simplifiée et agrandie.

Équations du module

Équations
F_friction <= 2 mu N
N <= 2 pi eta torque / pitch

Autres expériences

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Robot sériel

Envoyez un bras à trois articulations portant 10 kg sur une trajectoire quintique d’une pose à l’autre : le régulateur PD de chaque articulation avec anticipation de gravité suit à quelques centimètres, et le couple d’épaule au repos est exactement la somme des poids fois le bras de levier horizontal au-delà, maximal avec le bras tendu. Divisez par deux les limites de couple et l’épaule ne tient plus la charge tendue, le bras tombe ; coupez l’anticipation de gravité et il s’affaisse du couple de gravité divisé par le gain ; ajoutez de la charge et voyez l’épaule approcher sa limite ; demandez un point hors d’atteinte et le bras reste. Le travail des moteurs est comptabilisé contre l’énergie cinétique et potentielle et le frottement des articulations.

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Plateforme de mouvement parallèle

Effectuez un décollage dans un simulateur à mouvement complet, dans un hall obscur : la capsule du cockpit repose sur six vérins éclairés de bleu d’une plateforme de Stewart, devant un dôme de projection lumineux. Le washout transforme la poussée de 0,29 g de l’avion en une brève poussée longitudinale qui revient au centre selon a0 t² e^(-ωt)/2, tandis que la coordination d’inclinaison cabre la cabine vers asin(a/g) à 3° par seconde jusqu’à ce que la gravité donne la poussée au pilote - et l’horizon sur le dôme monte avec la cabine. Les six longueurs de jambes découlent de la pose en formule fermée, et le calculateur de mouvement retrouve la pose à partir d’elles par la méthode de Newton. Ralentissez le washout et les jambes arrivent en bout de course, leurs lampes passant à l’orange et au rouge ; coupez l’inclinaison et la poussée est perdue. Tenez une pose avec une charge décentrée et lisez les forces que donne J^-T ; rapprochez les articulations de la plateforme des paires de la base et les forces s’envolent près de la singularité. Le travail des vérins est suivi jusque dans la hauteur et le mouvement de la cabine.

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Poste de tri sur convoyeur

Faites tourner un hall de bagages d’aéroport pendant l’équipe de nuit. Sacs de voyage, valises rigides, sacs à dos, valises lourdes et sacs de golf attendent sur le tapis d’injection jusqu’à ce que la régulation d’écart les libère ; chacun glisse sur le tapis principal à mu g jusqu’à ce qu’il avance à la vitesse du tapis, V/(mu g) plus tard. Sous le laser rouge du portique de lecture, une cellule photoélectrique chronomètre le bagage, et l’automate déclenche le pousseur de sa goulotte à l’instant calculé : la palette le pousse de côté contre le frottement de Coulomb du tapis, mu m g, tandis que le tapis continue de l’emporter, et il glisse le long d’une goulotte en acier jusqu’à son chariot à la vitesse de la formule fermée. Saturez la ligne et la file d’attente grossit à la capacité de la formule fermée ; réduisez l’écart et les bagages percutent des pousseurs encore en travers du tapis ; affaiblissez le pousseur sous mu m g et les valises lourdes ne bougent pas du tout ; ajoutez de la latence et les longs sacs de golf manquent leur goulotte jusqu’à ce que le réglage de la cellule soit décalé de V tau.