ÉMILIE DE RODAT
TECHNOLOGIE
Leçon S1-4: L'assemblage des Objets et Systèmes Techniques
Problématique: Dans cette leçon on va assembler (avec le logiciel Freecad) le lampadaire représentée dans le dessin technique ci-dessous.
Les 6 DOF (Degrees of Freedom) dans l’espace font référence aux six mouvements indépendants qu'un objet peut réaliser dans un espace tridimensionnel. Ces mouvements sont souvent utilisés pour décrire la position et l'orientation d'un objet, qu'il s'agisse d'un robot, d'une pièce mécanique ou d'une simulation virtuelle.
Les 6 DOF sont répartis en deux catégories :
1. Translation (3 degrés de liberté) :
Ce sont des déplacements linéaires dans les trois directions de l’espace :
Translation selon l'axe X : Mouvement de gauche à droite.
Translation selon l'axe Y : Mouvement de haut en bas.
Translation selon l'axe Z : Mouvement en avant et en arrière.
2. Rotation (3 degrés de liberté) :
Ce sont des mouvements de rotation autour des axes.
Rotation autour de l'axe X (roulis) : Rotation autour de l’axe horizontal avant-arrière.
Rotation autour de l'axe Y (coupé) : Rotation autour de l’axe horizontal gauche-droite.
Rotation autour de l'axe Z (lacet) : Rotation autour de l'axe vertical.
Ces six mouvements (3 translations + 3 rotations) couvrent l'ensemble des déplacements et orientations possibles d’un objet dans un espace tridimensionnel. Par exemple, un robot ou un véhicule spatial doit pouvoir se déplacer et s'orienter en fonction de ces six degrés de liberté.
TP3, travail à faire par binôme:
Le but ce TP est de découvrir l'atelier d'assemblage avec le logiciel de conception 3D "FreeCAD". Vous démarrez dans "l'atelier" qui s'appelle "A2plus". Sauvegarder sous le nom 'lampadaire solaire'. Cliquer sur 'insérer une pièce"
Insérer le 'Socle-Mat', la position est par défault figée dans l'espace.
Ensuite on va insérer la crosse, et on la positionne avec une contrainte 'cercle sur cercle', toujours sélectionner dans l'ordre enfant puis parent, et enfoncer le bouton 'ctrl' pour sélectionner les deux en même temps, puis valider.
Ensuite on va insérer le luminaire, et on le positionne avec une contrainte 'cercle sur cercle', toujours sélectionner dans l'ordre enfant puis parent, et enfoncer le bouton 'ctrl' pour sélectionner les deux en même temps, puis valider.
Ensuite on va insérer le calculateur-batterie-panneau, et on le positionne avec une contrainte 'cercle sur cercle', toujours sélectionner dans l'ordre enfant puis parent, et enfoncer le bouton 'ctrl' pour sélectionner les deux en même temps, puis valider. On positionne les boulons de la même façon, parfois il faudra cocher 'flip direction'.
Si vous avez terminé, vous pouvez essayer un assemblage plus complexe, comme le mécanisme 'bête de plage' d'un artiste néerlandais, Théo Janssen, ci-dessous.
Les liaisons entre pièces (ou contraintes dans un assemblage)
Les liaisons dans un assemblage mécanique ou un robot limitent certains de ces 6 degrés de liberté pour permettre un mouvement contrôlé. Chaque liaison impose une contrainte qui empêche certaines translations ou rotations. Voici les principales liaisons que l’on rencontre :
Liaison glissière (ou translation) :Elle permet le mouvement sur un seul axe, tout en bloquant les autres translations et rotations. Par exemple, une pièce qui glisse le long d'un rail.
Liaison rotule (ou sphérique) :Elle permet la rotation autour de tous les axes mais empêche toute translation. Cela permet à une pièce de pivoter, mais elle reste à un endroit fixe.
Liaison pivot : Permet la rotation autour d’un seul axe tout en empêchant les translations dans toutes les directions autres que celle de l’axe de rotation.
Liaison glissière avec rotation :C’est une combinaison entre une translation et une rotation. Par exemple, une pièce qui peut se déplacer tout en tournant autour d’un axe.
Liaison encastrement (ou fixe) :Elle bloque tous les degrés de liberté, tant les translations que les rotations. C’est la liaison la plus restrictive, car elle maintient une pièce immobile par rapport à une autre.
Liaison hélicoïdale :Permet une combinaison de translation et de rotation. Par exemple, une vis qui peut se dévisser ou se visser..
Un schéma cinématique représente les liaisons des différentes pièces entre elles.
Vocabulaire technique:
Manivelle : levier qui effectue un mouvement de rotation
Bielle : tige rigide, articulée à ses extrémités
Piston : pièce qui se déplace dans une chemise et effectue une translation
Un pignon est une petite roue dentée dans un engrenage.
Une crémaillère est une tige d’acier à crans qui effectue une translation
Une transmission de mouvement permet de transmettre sans modifier la nature du mouvement (par exemple rotation- rotation).
Une transformation de mouvement permet de transmettre en modifiant la nature du mouvement (par exemple rotation- translation).