Cahier des charges d`un robot

Mini-projet 2004-2005 en seconde ISI
Mini-projet 2005
Robot d’exploration autonome
Mise en situation
Au cours des siècles, afin de se libérer de tâches difficiles, dangereuses ou fastidieuses
l’homme a créé des machines pour l’aider et plus récemment des robots pour le remplacer.
Nous nous plaçons dans le contexte d’un milieu industriel hostile à explorer à l’aide
d’instruments de mesure. Ces instruments seront embarqués sur des chariots autonomes qui
évolueront sans s’arrêter, de manière aléatoire, afin de collecter des informations.
Ces informations seront transmises et exploitées dans un lieu sécurisé.
Dans le local à explorer, la multiplication des robots permet de diversifier les mesures. On
parlera d’exploration en essaim.
Nous voulons, dans ce projet, concevoir et réaliser un prototype simple d’un robot capable
de recevoir des instruments de mesure et de se déplacer de manière autonome, de contourner
les obstacles éventuels et de reprendre sa course tant qu’il a de l’énergie.
Cahier des charges d’un robot
C’est un document qui décrit en terme de fonctions, d'aptitudes de qualité ce que l'on attend
d'un produit.
Le robot roule sur une surface plane, dure et horizontale.
Encombrement maximum l 160* L 200* h75 (mm)
Il doit pouvoir recevoir des instruments de mesure de taille convenable
Il doit être capable d’éviter les obstacles d’une hauteur > 55 mm et de reprendre une course
rectiligne
Il est mis en marche à l’extérieur du local et il doit se déplacer de manière autonome une fois
qu’il a été introduit dans le local à explorer.
Les éléments suivants sont imposés :
 Alimentation par pile 9V
 La motricité de chaque roue est assurée par 1 moteur réducteur 20G150
 Les obstacles sont détectés par 2 microrupteurs grand levier
 2 roues diamètre 73mm

Mini-projet 2004-2005 en seconde ISI
Diagramme d’activité
Voir synthèse FS1
Type de matière d’œuvre : produit
Type de valeur ajoutée : déplacement
Recevoir des instruments
Se déplacer sans s’arrêter
Instruments de
mesure
Robot d’exploration
instruments de
mesure déplacés
dans un local
Pile 9V
M/A
A

Mini-projet 2004-2005 en seconde ISI
Expression des fonctions de service : Diagramme des
interacteurs
Voir synthèse FS2
FP1
Recevoir et Déplacer des instruments de mesure
C1
Se déplacer sur un sol plan, dur et régulier
C2
Contourner les obstacles d’une h >55mm
C3
Etre autonome
C4
Etre d’un encombrement < l 160* L 200* h75 (mm)
C5
Recevoir un ordre « marche » « Arrêt »
Robot
Volume du Local
Instruments de mesure
Utilisateur
Sol du local
Obstacles présent dans le local
Energie
FP1
C2
C1
C3
C4
C5

Mini-projet 2004-2005 en seconde ISI
Expression des fonctions techniques : Diagramme FAST
Voir synthèse FS3 ‘présentation « power point »
FP1
Recevoir et
Déplacer les
instruments
FT3
Commander le
déplacement du
robot
commutateur
Accouplement
moteur/axe
Roues +
Axes
Réducteur
Moteur
FT21
Transformer une
énergie électrique en
énergie mécanique de
rotation
FT22
Adapter la
vitesse
FT24
Transformer le
mouvement de rotation
en mouvement de
translation
FT23
Transmettre le
mouvement
de rotation
FT31
Commuter/couper
l’alimentation
électrique
FT32
Imposer le sens de
déplacement du
robot
Relais +
NE555
Fonction de
service
Fonction
techniques
Solution
techniques
FT1
Supporter des
instruments
Plate-forme
plane
FT2
Entraîner le
robot en
translation

Mini-projet 2004-2005 en seconde ISI
C1
Se déplacer sur
un sol plan dur
et horizontal
2 roues
C13
Relier les composants
du chariot
C12
Assurer la
stabilité du
chariot
C11
Avancer
Reculer en
ligne droite
1contact
C2
Contourner
les obstacles
Châssis et
éléments
d’assemblage
C31
Assurer la tension
nécessaire en
autonomie pour les
récepteurs électriques
C3
Etre autonome
C22
Traiter
l’information
C21
Détecter les
obstacles
Châssis +
composants
C4
Etre d’un
encombrement
limité
2 boitiers de
4,5v
C41
Optimiser la
situation des
composants
Commutateur
C5
Recevoir un
ordre
Microrupteur
grand levier
Carte
électronique
C51
Recevoir une
action
manuelle
Fonction de
service
Fonction
techniques
Solution
techniques
C121
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d’appui