Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

6 problèmes courants à éviter lors de la construction d'un Strandbeest

Peut-être avez-vous déjà vu des vidéos de Strandbeest de Theo Jansen, ou «marcheur de vent», et avez décidé que vous aviez besoin de la vôtre. C’est ce qui m’est arrivé il ya plusieurs années, et après quatre ères itérations, j’en ai finalement une qui fonctionne de manière assez constante (et qui a été présentée dans Faire: volume 54!). Cette année, elle a duré presque deux jours de promenade à la Maker Fair d’Orlando et a semblé attirer beaucoup d’attention;

Cela étant dit, il a fallu plusieurs années d'inspiration pour avoir un modèle fonctionnel dans mon garage. Jansen a publié les longueurs de liaison nécessaires pour dupliquer ses machines, mais comme je l’ai découvert, ce n’est que le début. J'ai appris pas mal de choses en les fabriquant, alors voici quelques trucs qui pourraient vous aider si vous décidez de vous lancer dans cette aventure.

C’est un gros travail

Plusieurs années de travail à l'affiche à la Orlando Maker Faire

Tout d’abord, vous n’allez probablement pas concevoir et construire l’un de ces engins pendant un week-end. J’ai commencé par essayer un «beest à quatre jambes» et j’ai trouvé que c’était beaucoup trop instable, mais lorsqu’il était alimenté, il affichait un joli affichage en suspension. Même arriver à ce point a pris presque un an de travail occasionnel. La suivante, qui avait 8 pieds et avait à peu près la taille d’une voiturette de golf lorsqu’elle était assemblée, n’avait jamais vraiment fonctionné. Apparemment, j'avais mordu beaucoup plus que ce que je pouvais mâcher.

Les deux prochaines itérations (dont la première est visible ici) étaient beaucoup plus petites et plus légères et marchaient réellement. Apparemment, mon «prototype» était en réalité un peu plus gros que le produit fini.

Précision et «slop»

Bien que les machines de Jansen soient principalement construites à partir de tubes en PVC, si vous souhaitez en fabriquer vous-même, tout doit encore être assez sécurisé. Cela est particulièrement évident dans ce type d’assemblages de jambes de marcheur. S'ils peuvent se renverser au niveau des articulations, quelques degrés d'une manière ou d'une autre s'additionnent vraiment lorsque les jambes touchent le sol. L’assemblage de l’arbre à cames central est un autre problème, car il peut se coincer s’il n’est pas correctement aligné.

Pour combattre cela dans les jambes, elles doivent être suffisamment larges pour ne pas "flop" de manière significative, ou être maintenues ensemble assez étroitement. Malheureusement, l'une ou l'autre solution peut avoir des conséquences en termes d'augmentation du poids ou de friction, vous devez donc tenir compte des compromis de chacune. L’une des idées que j’ai vue est d’utiliser des entretoises à l’intérieur des articulations des jambes pour les élargir sans ajouter autant de poids, ce qui semble être une bonne solution.

La friction est un tueur

Mon quatrième "beest, AKA le" StrandMaus "

Contrairement à la conception d’un robot qui a, par exemple, deux moteurs reliés directement à deux roues, si vous transmettez une force dans un mécanisme Jansen, il existe de très nombreux domaines dans lesquels le frottement peut se multiplier. En fonction de la manière dont vous le calculez, chaque jambe comporte sept articulations individuelles qui frottent l'une contre l'autre avec un certain type d'arbre. Ajoutez une énorme quantité de friction dans l’arbre à cames de la conception traditionnelle et vous subirez de sérieuses pertes.

Dans l’une de mes conceptions, j’ai essayé de compenser en utilisant du carbone comme lubrifiant sec, mais dans ma quatrième réussite, «réussi», j’ai en fait utilisé des paliers de butée dans de nombreux joints. À peut-être quelques dollars chacun, leur prix peut s’accumuler très rapidement, mais il est généralement nécessaire de trouver un moyen de réduire les frottements tout en maintenant un alignement correct. Les rondelles en téflon pourraient également constituer un substitut acceptable.

Le couple s'ajoute

Bien que les «beests» originaux de Jansen présentent une sorte de conception d’arbre à cames en PVC, le couple appliqué à cette liaison peut s’accumuler au moment de vous rendre au deuxième, troisième, voire même au-delà. J’ai utilisé cette conception dans ma troisième ère, mais par ma quatrième, j’ai décidé de faire les choses un peu différemment. Au lieu d’utiliser un arbre à cames, j’ai utilisé un arbre central avec des engrenages similaires à ceux de la vidéo ci-dessus de Joachim Punkt.

La configuration de mon train

Pour moi, cela a très bien fonctionné, mais j’ai quand même dû prendre pas mal de temps, car je n’avais pas assez de «slop» pour fonctionner correctement. Il est intéressant de noter que, dans la conception des machines, il semble que des ajustements lâches puissent être très efficaces dans certains cas, mais fonctionnent mal dans d’autres.

Outils informatisés Aide

La découpe CNC ouvre de nombreuses possibilités de conception.

Pour mon premier ‘beest’, j’ai tout coupé à la main. Bien que cela ait fonctionné, cela a limité mes options de construction et a pris beaucoup de temps. Les trois itérations suivantes ont été coupées par un ordinateur. Cela signifiait une meilleure précision et de nombreuses autres options en ce qui concerne la conception. De plus, tout couper à la main, si je pouvais le couper avec précision, aurait pris beaucoup de temps.

L'assemblage prend assez de temps et votre temps vaut quelque chose. En fonction de votre situation, n’ayez pas peur de demander de l’aide, même si cela inclut un ordinateur!

Sélectionnez les moteurs appropriés

Beest 1 avec différents types de moteurs que j'ai essayés, ainsi qu'un coupleur d'arbre en PVC

Comme les gros moteurs ont tendance à être lourds et assez coûteux, les moteurs que j'ai utilisés pour la première fois, illustrés ci-dessus, étaient assez petits. Bien qu'ils soient beaucoup trop petits pour l'application, après en avoir cassé quelques-uns, j'ai finalement pu faire pivoter les jambes en suspension. J’ai également essayé les moteurs d’essuie-glace sur les modèles Beest 1 et 2, mais j’ai été incapable de contrôler la rotation sans perdre beaucoup de couple. La leçon est que si vous voulez un grand marcheur motorisé, prévoyez de payer des centaines de dollars, voire plus, pour un très bon ensemble de moteurs.

Lorsque j’ai construit ma troisième itération du ‘beest’, illustré ci-dessus, j’utilisais de très petits moteurs, propulsés par un contrôleur quadricoptère. La quatrième utilisait le même type de moteur que celui que j'avais initialement essayé avec le bien plus gros «beest 1». Dans cette application, ils fonctionnaient assez bien!

Je n'ai pas encore été prêt à payer le prix, à la fois en termes de temps, de matériaux (moteurs, roulements, matériaux structurels, espace de stockage) pour construire un véritable «voiturette de golf», mais d'autres ont réussi avec de plus grands modèles, Jansen être le premier. D’autre part, si cela vous semble trop demander, l’un de ceux-ci sous forme de kit pourrait être un bon compromis si vous souhaitez avoir le vôtre.

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