Liens¶

Il existe de nombreux types de liaisons mécaniques. Souvent, les liaisons sont utilisées pour convertir un mouvement de rotation, comme celui provenant d’un servo ou d’un moteur, en mouvement linéaire. Les liaisons peuvent effectuer cette conversion de manière efficace, et elles présentent également des schémas de mouvement particuliers qui les rendent intéressantes pour certains mécanismes.

Définition

Lien¶: Système de maillons ou de barres solides reliés à deux ou plusieurs autres maillons par des charnières, des joints coulissants, des joints à rotule, etc., de manière à former une chaîne fermée ou une série de chaînes fermées. Généralement utilisé pour convertir un mouvement linéaire en mouvement rotatif ou vice versa.

Considérations¶

Plusieurs éléments doivent être pris en compte lors de la construction d’une liaison.

Le surcentrage se produit lorsqu’une liaison est tournée au-delà de son point central (généralement le point où les deux barres de la liaison sont parallèles). Actionner une liaison au-delà de ce point peut présenter certains avantages, comme rendre la liaison plus difficile à faire reculer (ou à entraîner en sens inverse). Consultez cette vidéo YouTube d’information <https://www.youtube.com/watch?v=I7iy8DCNmic>`_ pour plus de détails à ce sujet. En résumé, les liaisons peuvent former une structure où exercer une poussée sur la liaison déplace le robot au lieu de simplement faire tourner la liaison.
Les liaisons mécaniques n’ont pas une vitesse ou une force linéaire constante. En général, elles atteignent leur vitesse et leur force maximales lorsque les barres sont perpendiculaires, puis la vitesse et la force diminuent à mesure que la liaison continue de tourner.
Le cadrage de la liaison peut être utile pour vérifier si elle fera ce que vous voulez qu’elle fasse. Voir cette vidéo YouTube pour un exemple de la façon de paramétrer les contraintes dans OnShape.

Types de liens courants¶

Liaisons à glissière¶

Une utilisation courante des liaisons mécaniques consiste à actionner une extension linéaire. Cela permet une méthode compacte de conversion du mouvement de rotation provenant d’un moteur ou d’un servo en un mouvement linéaire, qui déplace un mécanisme tel qu’un système de glissières de tiroir. En général, une liaison à deux barres avec des composants à rotules multidirectionnelles est utilisée pour construire ce type de liaison.

Une image des glissières actionnées par liaison de l’équipe 7236 Recharged Green. — 7236 Recharged Green, Skystone¶

Liaison à quatre barres¶

Un type de liaison est appelé liaison à quatre barres. Il s’agit d’une liaison qui maintient la barre terminale à un angle constant par rapport au sol en tout temps. Par exemple, si la barre terminale d’une liaison virtuelle à quatre barres est parallèle au sol lorsqu’elle est rétractée, elle restera parallèle au sol en permanence, même lorsqu’elle est complètement déployée. Ce principe est particulièrement avantageux pour des mécanismes tels que les pinces, que l’on souhaite garder parallèles au sol pendant leur fonctionnement. De plus, les liaisons à quatre barres peuvent offrir une extension au-delà du châssis du robot, et permettent généralement une extension à la fois verticale et horizontale en raison de l’arc que suit le bras. Enfin, le matériau de construction d’une liaison à quatre barres peut être choisi avec soin afin de réduire le poids du mécanisme.

Ce mécanisme n’est pas largement utilisé dans la compétition FTC ® en raison de ses exigences d’espace. Les barres de liaison qui maintiennent la barre terminale parallèle limitent une liaison à quatre barres à un mouvement inférieur à 180 degrés (soit moins de 90 degrés dans chaque direction) sans recours à une construction mécanique spécialisée. De plus, ces barres occupent de l’espace à l’intérieur du châssis du robot, ce qui peut poser des contraintes de conception.

Photo d'une liaison à quatre barres goBILDA

Liaison à quatres barres virtuelles¶

L’alternative la plus populaire à la liaison à quatre barres est la liaison virtuelle à quatre barres. Bien qu’il ne s’agisse pas techniquement d’une liaison mécanique, une liaison virtuelle à quatre barres utilise des chaînes ou des courroies pour reproduire un effet similaire à celui d’une véritable liaison à quatre barres, où l’organe terminal (ou effecteur) reste à un angle fixe par rapport au sol en tout temps. Comme elle ne nécessite pas de barres supplémentaires, cette « liaison » peut effectuer un mouvement supérieur à 180 degrés tout en occupant moins d’espace qu’une liaison à quatre barres traditionnelle.

Ce mécanisme est plus largement utilisé en FTC, car il est facile à ajouter à un bras pour maintenir l’angle de l’effecteur par rapport au sol.

Remarque : Une chaîne ou une courroie peuvent toutes deux être utilisées pour construire une liaison virtuelle à quatre barres, sans qu’aucune ne présente d’avantage particulier par rapport à l’autre. Cependant, comme la chaîne n’a pas besoin de tourner complètement autour du pignon, il est possible d’utiliser un collier de serrage ou zip-tie pour tendre la chaîne, ce qui rend la construction plus simple et plus pratique.

Liaison virtuelle à quatre barres de l’équipe 7244 OUT of the BOX Robotics — 7244 OUT of the BOX Robotics, Ultimate Goal¶

Double liaison à quatre barres inversée¶

La liaison à double renversement à quatre barres est une évolution de la liaison à quatre barres qui permet d’obtenir une plus grande extension. Elle se compose d’une première liaison à quatre barres sur laquelle est montée une seconde liaison du même type à son extrémité. Cette configuration permet une extension purement linéaire, contrairement à l’arc de mouvement décrit par une seule liaison à quatre barres. De plus, l’effecteur terminal conserve un angle fixe par rapport au sol, grâce à cette extension linéaire.

Ce mécanisme n’est pas largement utilisé dans la compétition FTC, principalement en raison de ses importants besoins en espace. Cependant, il constitue une méthode relativement compacte pour obtenir une grande extension linéaire. Il faut toutefois veiller à ce que chaque côté d’une liaison à double renversement à quatre barres soit entraîné de manière égale, afin d’éviter les problèmes liés à un levage asymétrique.

Barre double inversée de Gluten Free 11115 — 11115 Gluten Free, Skystone¶

Liaison virtuelle à double renversement à quatre barres¶

Similaire à la liaison virtuelle à quatre barres, la liaison virtuelle à double renversement à quatre barres est un mécanisme qui utilise des courroies ou des chaînes pour remplacer les barres mécaniques d’une liaison à double renversement classique. Elle fonctionne comme une liaison virtuelle à quatre barres dont la poulie ou le pignon de l’effecteur terminal est deux fois plus petit que le pignon ou la poulie fixe, créant ainsi un rapport de transmission de 2:1. Une barre est ensuite fixée à la poulie ou au pignon de l’effecteur, et une seconde courroie ou chaîne est installée, ce qui permet d’obtenir un mouvement purement linéaire, tout en maintenant l’effecteur terminal à un angle constant par rapport au sol. Ce système offre un mouvement linéaire beaucoup plus compact qu’une liaison à double renversement à quatre barres traditionnelle, et il peut en outre s’étendre dans les deux directions.