Partie matérielle de la robotique.

...

- Inconvénient :

- Le seul inconvénient de ce capteur est que pour fonctionner il a besoin d’être en contact avec l’objet à détecter.

B - Moteurs :

Dans les différent points que nous allons aborder nous parlerons de couple moteur il faut savoir qu’il s’exprime en Newton/mètre et plus celui-ci sera élever et plus le moteur sera puissant

- Les moteurs à courant continu :

Il est constitué de deux parties : un fixe qui est composé d’un stator qui génère un champ magnétique et une partie composé d’un rotor qui est tournante.

Principe de fonctionnement :

Les deux parties qui composent ce moteur sont électriques. Lorsque on alimente ce moteur il se crée une interaction magnétique qui met le moteur en mouvement donc lorsque on inverse le sens de la tension l’alimentant il tournera dans le sens inverse.

- Le stator :

Il s’agit de la partie fixe du moteur (statique = qui ne bouge pas) on l’appelle aussi « l’inducteur » ou « l’excitation ». Il est constitué d’aimant permanent ce qui va engendrer un champ magnétique il peut aussi être composé d’électroaimant qu’il faudra alors alimenter pour qu’ils produisent un champ magnétique appelé champs statorique.[pic 3]

On peut voir ici le flux créé par le stator d’un moteur à courant continu, c’est lui qui détermine le sens de rotation du rotor pour le faire changer de sens on inverse le sens de l’alimentation.

- Le rotor :

Il s’agit de la partie tournante , il est constitué d’un bobinage en cuivre. Il faut alimenter cette bobine pour la transformer en électroaimants, qui entrera en interaction avec le stator. Si le rotor n’est pas alimenté il ne sera l’objet d’aucune force et ne tournera donc pas.Afin d’alimenter le rotor on utilise un système de frottement spécial que l'on appel des balais qui sont montés sur des ressorts qui vont frotter le collecteur (il s'agit d'une partie du rotor) cela va permettre d'alimenter le rotor. Au fils du temps les charbons qui constitue les balais vont s'user c'est pour cela qu'ils sont montés sur des ressorts afin qu'il y est un contact même après raccourcissement des charbons à cause de l'usure. Une fois les charbons complétement usés le moteur ne fonctionnera plus, il est cependant possible de les changer mais uniquement dans les gros moteurs.

- Moteurs pas à pas :

En générale il existe trois types de moteur pas à pas, ceux à aimants permanent ; les hybrides et ceux à reluctance variable (ils ont été citer ici dans l'ordre de leur performance le premier est le moins performant et le dernier le plus performant). Nous allons étudier chacun d'entre eux mais nous allons voir quelle est le principe de fonctionnement de base d'un moteur pas à pas.

Si on voulait expliquer de manière assez simple le fonctionnement d'un de ces moteurs on dirait que à chaque fois que le stator du moteur reçois une impulsion électrique il tournera d'un angle "n" constant. Cette angle "n" dépendra des caractéristiques du moteurs.

Il faut aussi savoir que le nombre de pas par tour du moteur pas à pas dépend de : du nombre de phases : m ; nombre de paires de pôles du rotor : p ; de son type d’alimentation k 1 qui peut être soit unipolaire () soit bipolaire () et de son mode de fonctionnement K2. Ce moteur dispose de trois types de fonctionnement qui vont faire varier le nombre de pas par tour (ces commandes s’applique à tous les types de moteurs pas à pas):

- Commande en mode 1 : on alimente les phases séparément une à une pour rendre les positions du rotor plus stables.

- Commande en mode 2 : on alimente deux bobines en même temps afin d’augment le champ magnétique créer par les bobines.

- Commande en mode 3 : dans ce mode alimente successivement une bobine puis deux bobines ainsi de suite.

Pour déterminer le nombre de pas par tour on utilise cette relation : Np = m*p*K1*K2

- Moteur à aimants permanents :

[pic 4]

Il s'agit du modèle le plus simple dans son fonctionnement et c'est pareil pour sa constitution. Avec ce moteur la rotation est obtenue en contrôlant l'alimentation des bobines ainsi que le sens du courant tout comme le moteur à courant continu.

Ces caractéristiques principales sont qu’il possède une faible résolution car sont nombre de pas par tour est faible ; son couple d’utilisation plus élevé par rapport au moteur à reluctance variable et il y présence d’un couple résiduel lorsque le moteur est hors tension.

- Moteurs à reluctance variable :

[pic 5]

Il est composé d’un rotor feuilleté en fer doux comportant plusieurs dents, et d’un stator qui est également fer doux feuilleté. Le nombre de bobines doit être différents du nombre de dents car sinon le rotor va se clips aux bobines et ne pourra plus tourner. Lorsque on alimente chacune des bobines cela va créer un champ magnétique et le rotor s’orientera selon les lignes du champ. Mais ce type de moteurs de pas à pas à une particularité comme il n’est pas composés d’aimants permanents alors quand le moteur n’est plus alimenté le rotor ne possède plus de couple de maintien

Ces caractéristiques sont :

• Bonne résolution ;

• construction simple mais délicate ;

• couple développé faible ;

• absence de couple résiduel avec le moteur hors tension.

- Moteurs Hybrides :

[pic 6]

Ce moteur superpose le principe de fonctionnement des deux moteurs vus ci-dessus et combine ainsi leurs avantages. Le rotor est composé de deux éléments identiques à un rotor d’un moteur a reluctance variable relié par un aimant permanents avec un décalage de ½ dents de ce fait ces deux éléments auront une polarisation différente