Description et caractéristiques

Le groupe motopropulseur est sans doute le sous-système le plus important d’un robot en compétition FIRST. Sans mobilité, il est pratiquement impossible de compter des points ou d’empêcher les autres équipes de faire des points; donc de jouer un rôle significatif sur le terrain. De façon générale, la plateforme pilotable est composée de:

• un châssis rigide et non articulé;
• un système de propulsion (configuration de roues libres et/ou motrices);
• les composants électro-mécaniques actionnant des roues (moteurs, courroies ou chaînes d’entraînement, boîtes de vitesse);

À la plate-forme pilotable s’attacheront les pare-chocs, des modules électriques et/ou pneumatiques, des mécanismes, le système de contrôle, etc.

La plateforme pilotable doit être capable de se déplacer sur le terrain de jeu qui est généralement une surface recouverte de tapis mesurant 27’ x 54’.  La plateforme doit souvent pousser ou tirer des objets ou d’autres robots, ainsi que grimper sur des rampes ou contourner des obstacles. La conception de la base pilotable aura un impact majeur sur sa mobilité, sa manœuvrabilité, et ses interactions avec les autres robots et les éléments du terrain.

Le système d’entraînement doit être robuste et fiable pour assurer le succès à l’équipe car, si ce sous-système tombe en panne, tout le robot devient quasi inutile sur le terrain. La vitesse, la force de poussée, la précision et l’agilité de mouvement sont des propriétés importantes. En fonction du jeu et de la stratégie adoptée par l’équipe, une des ces caractéristiques sera plus importante que les autres.
Il est extrêmement important de faire des essais de pilotage sur la surface de jeu et non sur le plancher lisse de l’atelier. Le comportement d’une plate-forme sur le plancher lisse ne ressemble pas du tout au comportement sur du tapis!

Caractéristiques

Simplicité

La simplicité est une caractéristique essentielle d’une plateforme pilotable car cela réduit les risques de panne.

• Une plateforme simple est plus facile et rapide à construire et à réparer.
• Une plateforme pilotable légère vous donnera de la latitude de poids pour les autres mécanismes.
• Souvent, les mécanismes simples sont plus élégants, ce qui contribue à l’apparence du robot. C’est une facette négligée par les équipes mais très importante pour les juges.
• Généralement, les plateformes simples sont assez faciles à piloter. Les pilotes en seront reconnaissants.

Durabilité

Les mécanismes les plus simples sont souvent les plus robustes. En tournoi, le robot subira probablement beaucoup de stress mécanique. Il entrera en contact parfois violent avec les autres robots et les éléments du terrain. Il faut donc le concevoir avec robustesse. Une astuce importante est d’utiliser des tiges structurelles de renforcement de chaque côté, pour éviter des avaries majeures sur le robot au cas où il serait renversé.

Poids et centre de gravité

La répartition du poids est très importante pour la performance de la plateforme pilotable. Il faut garder le poids le plus bas possible et essayer de répartir ce poids sur les roues motrices. Rappelez-vous que la batterie représente quasiment 10% du poids total; étant l’élément le plus lourd du robot, elle peut contribuer à déplacer le centre de gravité du robot. Les règlements en vigueur donnent généralement des restrictions sur la position verticale des pare-chocs indépendamment de la hauteur du châssis par rapport au sol. Sachez exploitez ces possibilités pour abaisser le centre de gravité du robot près du sol.

Modularité

Une bonne pratique de design consiste à concevoir le robot de façon modulaire. Le travail de conception et d’ajustement peut alors se faire en parallèle avec d’autres mécanismes sans monopoliser le robot. Une telle conception permet de retirer, réparer et réinstaller un mécanisme ou un sous-système du robot sans démontage majeur. Le souci de modularité s’impose dès la conception de la base pilotable.
Prévoyez toujours laisser les écrous et boulons accessibles. Prévoyez également les accès aux connexions électriques et aux raccord pneumatiques s’il y a lieu.
Beaucoup d’équipes envisage la conception des pare-chocs en ce sens.

Réparabilité

La simplicité, la modularité et la durabilité auront certainement un impact sur la facilité que l’équipe aura à réparer les bris. Dès la conception de la plateforme, planifiez comment l’entretien et les réparations pourront s’effectuer aisément et rapidement.
Prévoyez les accès nécessaires. Aussi, dans certains cas, la disponibilité des pièces de remplacement peut être un enjeu.

Géométrie

Il n’y a pas de forme prédéterminée pour construire le châssis d’un robot en Compétition de robotique FIRST. Même si la base a souvent une forme rectangulaire, certaines configurations sont carrées, hexagonales ou octogonales. Une base triangulaire est imaginable mais présenterait un équilibre instable. Le design peut dépendre du jeu, des éléments du terrain ou des pièces de jeu à manipuler, comme il peut découler de la stratégie choisie par l’équipe, des mécanismes à installer ou d’une préférence en matière de locomotion. De plus, le périmètre de la plateforme peut être fermé ou ouvert, souvent pour le bénéfice d’un système de récupération de pièce de jeu au niveau du sol. Cependant, les règles usuelles en Compétition de robotique FIRST ne permettent pas que le châssis du robot soit articulé.

Types de plateforme

Il existe plusieurs types de plateforme pilotable. Les plus utilisés en robotique FIRST sont :

• la plateforme à courroie bilatérale (tank drive),
• la plateforme mecanum,
• la plateforme de type crabe (swerve drive),
• la plateforme à glissement

85% des équipes utilisent la base à courroie, car elle est facile à construire, fiable et aisément pilotable. Le kit de pièces standard de la Compétition de robotique FIRST propose une plateforme à courroie de chez AndyMark. Ce kit est cependant optionnel pour les équipes vétéranes.
Les bases mecanum, crabe et à glissement peuvent permettre une conduite holonomique du robot: sur la surface de jeu, le robot ayant trois degrés de liberté (position en x et y, et rotation), une conduite holonomique permet le contrôle directe de ces 3 paramètres. La base à courroie ne permet pas le mouvement latéral…