cahier des charges bipède

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1-introduction

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Le but du système décrit ci-dessous est la réalisation d'un robot bipède à 15 degrés de liberté (8 dans un premier temps).

La fabrication mécanique des jambes est assurée par le LMS de Poitiers.

Les moteurs et variateurs sont achetés chez PARVEX (Lyon).

La partie informatique industrielle sera pour une part prise sur le stock de nos composants et pour le reste achetée chez ECRIN (Crolles).

Le cablage sera en partie sous-traité chez DUHAMEL (Domène).

Dans un premier temps, le contrôleur matériel (informatique-industrielle et variateurs) sera disposé sur une table a côté du robot (mécanique et moteurs). Un système de support et de guidage du robot sera sous-traité chez AXIOME (Crolles) .

Tous les systèmes devront pouvoir être dupliqués à deux exemplaires (INRIA et LMS de POITIERS).

La partie énergie (135 volts triphasé, 220 volts monophasé, ethernet et liaison série) sera sur poste fixe.

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2-les moteurs

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Les quatre moteurs d'une jambe sont des moteurs PARVEX :

Dénomination de l'Axe	Type du moteur	Couple (Nm)	Vitesse (T/mn)	Courant (A)
Cheville (2)	LX220 BP	0,58	5500	2,5
Genou	LX320 BD	1,9	5000	7,2
Hanche	LX320 BB	1,9	7700	11

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3-informatique industrielle

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Afin de simplifier le système, on se fixe une philosophie de conception, explicitée via la liste de remarques suivantes:

tout doit tenir dans une baie unique,

utiliser les technos bus VME, modules IP, connecteurs cylindriques (type AMPHENOL SOCAPEX,)

tous les signaux doivent être accessibles par multimètre ou oscilloscope directement, c'est à dire sans ouvrir quoi que ce soit.

Les pièces en stock:

la carte MVME167+MVME172

2 modules IP-QUADRATURE pour 8 axes

1 module IP-UNIDIG pour les E/S logiques

Les pièces à acheter:

une baie 19 pouces 18U

un rack VME 5slots P1+P2 + alimentation

une alimentation 15/-15/5 volts

1 module IP-16DAC-SU

3 modules IP-OPTO16ADC

2 cartes porteuses IP VIPC618

A faire faire:

1 cable P2VME(vipc)-Connecteur_Socapex(capteur)

1 cable Connecteur_Socapex(puissance)-fils_étamés(variateurs)

1 cable Connecteur_Socapex(resolver)-fils_étamés(variateurs)

1 rallonge 5 mètres puissance Connecteur_Socapex-Connecteur_Socapex

1 rallonge 5 mètres resolver Connecteur_Socapex-Connecteur_Socapex

1 rallonge 5 mètres capteur Connecteur_Socapex-Connecteur_Socapex

4 cables miniSCSI-fils_étamés

4 connecteurs de test pour miniSCSI

Les différents types de signaux:

les signaux moteurs (puissance et résolveur) sont accessibles sur les variateurs, la continuité peut être verifiée du variateur à l'entrée de la jambe, mais pas sur les moteurs,

les signaux capteurs seront accessibles à un bout sur la jambe, et à l'autre sur la face avant des cartes VIPC, en effet les signaux arrivent sur les cartes VIPC via le connecteur VME P2, mais ils sont via la carte VIPC dupliqués sur la face avant. Les connecteurs de test pour miniSCSI aideront a la tâche de test.

Il y a 6 connecteurs sur la baie : 3 pour la jambe gauche et 3 pour la jambe droite. Par jambe ces 3 connecteurs sont:
- les puissances moteurs (4 x 4 axes = 16 connections)
- les résolveurs moteurs (6 x 4 axes = 24 connections)

- les capteurs ( 4 pour les potentiomètres d'axes + 1 détecteur de butées + 2 inclinomètres + 17 réservés pour le futur = 24 connections)

Pour les axes à venir pour le tronc et le pelvis, d'autres connecteurs seront ajoutés.

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4-Alimentation capteurs

NOM	VOLTS	AMPERES
codeurs	5	0.1x15=1.5
potentiometres	15	0.01x15=0.15
pieds	15	0.3x2=0.6
inclinomètres	15	0.01x3=0.03
carte fin de course	5	1
module IP ADC	15 -15	0.05x5=0.25 0.05x5=0.25
module IP Unidig I/O	15	1

soit en besoin 5 volts 2.5 ampères, 15 volts 2.03 ampères, -15 volts

1. 1. 25 ampère.

Choix d'une alimentation: 5v/5a, 15v/4a, -15v/1a

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5-Montage Mécanique de la baie

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La baie a pour dimension 19 pouces(largeur), 18U(hauteur) et

1. mm(profondeur).

Détail des 18U:

6U séparé en deux, la partie gauche pour le VME, la partie droite pour l'alimentation capteurs 15/-15/5 volts. Le bus VME est centré de manière à pourvoir mettre le module MVME712M à gauche, vienne ensuite la carte MVME167, et les deux cartes VIPC618. Il restera donc deux slots libres en vue de mettre une troisième carte VIPC618 et une carte CPU avec un processeur puissant. Sur chaque VIPC618, une partie des signaux sortent en face avant via les miniSCSI.

La partie alimentation est séparée en deux fois 3U. Elle permet de mettre l'alimentation 3U, et une carte à definir pour gérer l'arrêt d'urgence et les fins de course.

deux fois 3U pour les variateurs des 2 jambes. Cette partie est livrée par PARVEX, tous les signaux sont en face avant.

Les 6U restant doivent permettre d'évoluer pour mettre les 7 variateurs supplémentaires pour le pelvis complexe. Dans le cas du robot à 8 degré de liberté, cet emplacement devrait nous permettre de mettre des ventilateurs et d'avoir ``de la place'' pour les cables.

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6-La connectique

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6.1-Les cables

Dénomination	Connecteur 1	Connecteur 2	Longueur (m)	Section (mm2)	Blindage	Unité
(1) Rallonge Resolveurs	connecteur cylindrique mâle, 24 pts	connecteur cylindrique femelle, 24 pts	5	0.34	torsadé par paires et blindage général	2
(2) Rallonge Moteurs	connecteur cylindrique mâle, 16 pts	connecteur cylindrique femelle, 16 pts	5	1	blindage général	2
(3) Rallonge Capteurs	connecteur cylindrique mâle, 24 pts	connecteur cylindrique femelle, 24 pts	5	0.34	torsadé par paires et blindage général	2
(4) Cable Resolveurs-Variateurs	embase cylindrique femelle, 24 pts	24 fils nus	1	0.34	torsadé par paires et blindage général	2
(5) Cable Moteurs-Variateurs	embase cylindrique femelle, 16 pts	16 fils nus	1	1	blindage général	2
(6) Cable Capteurs-Borniers	embase cylindrique femelle, 24 pts	24 fils nus	0.2	0.34	torsadé par paires et blindage général	2
(7) Cable VIPC618	connecteur mâle micro sub-D, 50 pts	50 fils nus	1	0.34	blindage général	8

6.2- Plaque Borniers

Une plaque 19 pouces, 6 U, à visser sur une baie 19 pouces, est munie d'un rail din sur lequel on fixe un bornier double entrée permettant la connection des 2x24 (48) fils capteurs. On fixe également sur cette plaque les 6 embases femelles des cables 4,5,6.

6.3- Carte Espion micro sub-D

Sur le modèle des cartes déjà réalisées pour l'INRIA, cette carte dispose de 2 connecteurs mâle et femelle micro sub-D 50 pts et fait la liaison fil à fil avec des broches tests et des jumpers. 2 unités

6.4- Fournitures Diverses

connecteur (type Moteurs) cylindrique mâle 16 points, 2 unités.

connecteur (type Résolveurs) cylindrique mâle 24 points, 2 unités.

connecteur (type Capteurs) cylindrique mâles 24 points, 2 unités.

lot d'embouts pour fils nus, 100 unités.

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Herve Mathieu

Last modified: Tue Dec 22 09:07:31 MET