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MICROCLUB Main LPC Construction d’une main robotique pour coder du LPC Yves Masur (06/03/2015)

Main lpc hard

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MICROCLUB Main LPC

Construction d’une main robotique pourcoder du LPC

Yves Masur (06/03/2015)

Plan de la conférence

• Introduction au langage parlé complété (LPC)• But et utilité du montage• Mains robotiques existantes• Construction des doigts et de la main• Bras et motorisation, subtilités diverses• Commande par Arduino Leonardo• Soft embarqué• Démonstration

Le langage parlé complété (LPC)

• Le LPC est un codage. • La main près du visage complète, syllabe par syllabe tout ce qui est dit• C’est une aide à la lecture sur les lèvres

• Ce n’est pas de la lange des signes!

3 éléments sont nécessaire pour parler à une personne sourde• La parole, normale (en français pour nous)• Seul environ 35% du message est perçu

• Avec le LPC :• Coder les sons «voyelles», 5 positions autour

du visage• Coder les consonnes, 8 clefs des doigts

Plus d’info sur le LPC

• Plus d’info sur le LPC en Suisse:• http://www.alpc.ch/

• http://yvesmasur.ch/livre/«Entre le son et l’enfant sourd»A la page 70

Voyelles – 5 positions

Consonnes – 8 clefs

Exemples pratiques…

Main mécanique – but?

Pas pour…• Ne remplace pas une codeuse –

interprète!• N’est (ne sera) pas un robot

«sans faute»• On oublie le temps réel

Convient pour…• Objet ludique• Apprentissage• Intérêt pour les enfants• Démontrer la simplicité du LPC

Quelles constructions sur le WEB?

• Mots clefs : mechanical hand / arm

Main mécanique (grande)

+ Visibilité- Peu réaliste- Motorisation?

Main de robot

• http://xrobots.co.uk/alien2/index_hands.html

+ Imprimable 3D- Mobilité réduite- L’index ne s’écarte pas

Main grande, en bois

+ facile à construire- Peu réaliste- L’index ne s’écarte pas

Main réaliste

+ Mobilité naturelle+ toutes les phalanges (4:30)- L’index ne s’écarte pas

Main bionique

+ réaliste, souple, solide- Prix ?- Index… ne s’écarte pas

Main – construction simple

Doigts, caractéristiques• Deux phalanges• Articulation phalange excentrée• Ressort de rappel• Un seul moteur par mvmt• Mécanique simple, démontable

Matériaux utilisés• Tube électrique• Plaques époxy, alu, bois croisé• Profils alu• Axes acier 2mm, arrêts• Vis M2, M3, M4• Fil de pêche, de coton• Ressort plat

Plan phalange

• Essais d’une articulation:• Morceau de CI dans un tube

électrique• Charnière à axe 2 mm• Trous précis grâce au fraisage

Main - construction Après de nombreux essais:Ressort de penduletteMerci à Titzé, Vevey

Axes avec rondelle ressort pour:- Attache fil- Passage du fil

Main - construction

Support pour 3 doigts

Main - construction

Main - montage

• Ressort de pendulette 2 mm large• Par 2, tenu par une bride

commune• Libre de coulisser sous la plaque

ou dans la phalange du bout

Main – pouce, index, moteurs

Main – pouce

Pouce: le plus facile!Mais doit passer sur l’axe de l’index

Le moteur des auriculaire et annulaire doit tirer 2 x plus fort

Main – index mobile

Main – index mobileLa languette fendue permet l’écartLa vis de fente ne doit pas accrocher les fils de traction

Main – index mobile

• Une languette fendue et• Un servo permet l’écart de

l’index• Ajout de 2 guides pour le fil de

traction, qui est le plus long• Pas prévu pour un index écarté

ET replié

Main complète - fixationsSupports pour 3 moteurs de tractionProfil percé, taraudé

Main complète – câbles traction

• Bras de levier calculé pour mouvement complet avec 0..180° du servo• Vis à 90° pour allonger le

mouvement• Taraudage M2 dans le dellrin• Fil de pêche pour phalange• Fil de coton vers moteurContrairement à la photo

Main – avant bras

Doigts - Résultats

• Les mouvements sont plus lents que prévu• Le moteurs peinent et vibrent• Le moteur M5 (2 doigts) doit

être changé• Les fils de coton doivent recevoir

une goutte de peinture pour ne pas se délier

• Les calculs des mouvements est OK• La mécanique des ressorts

fonctionne• Le positionnement au repos

laisse à désirer• Attention aux collisions entre les

mouvement du pouce et l’index

Bras – mouvement latéral+vertical

Bras - coude

• Articulation par 2 barres //• Ressort de compensation du

poids pour soulager le moteur du levage• CI de raccord entre connecteurs

des servo et …• Connexion par câble plat • LED de contrôle + alim

Bras – cotes des points

Les mouvements doivent:• Lever la main• L’orienter de part et d’autre du

visage

Bras – mouvements depuis plot latéral

• Orientation latérale, par M6• Élévation, bras de levier x 5, par M7

M6

M7

2 plaques inoxMerci Damien Bressoud

Processeur et alimentation

• Arduino Leonardo• Alimentation moteurs 5V=• Commandes:• 5 servos main (pouce, 2x index,

majeur, annulaire+auriculaire)• LED «mouvements»• 1 servo «Élévation»• 1 servo «Orientation»

Conclusion sur le «hardware»

Montage en général• La mécanique est compliquée• Les bonnes solutions demandent

beaucoup de réflexion• Il faut être précis• Il faut penser à la durée• Il faut penser à la réparation

Projet «Main LPC»• Fragile – ne peut être prêté• Convient pour des démos• Parallaxe trop important avec

visage fixe.

C’est fini pour le hard.Un coup d’œil au soft?