Partie mécanique

Objectif global : Réalisation d'un plateau tournant débrayable par l'utilisateur, dont la vitesse de rotation est assez faible. La planéité horizontale du plateau ainsi que sa robustesse (charge jusqu'à 4 kg) imposent des contraintes fortes au dimensionnement du système rotatif. Le caractère démonstratif du prototype impose quant à lui une finition aboutie.

Schéma et Modélisation Solidworks :

Choix des composants :

• Plateau tournant

Le disque de 40cm de diamètre est composé de deux plaques de PMMA noir brillant de 5mm d’épaisseur collées entre elles. Le PMMA présente un bon compromis entre facilité d’usinage, rigidité et esthétique. La plaque supérieure est percée de manière à accueillir le socle de l’objet à augmenter.

• Moteur

Le moteur retenu est un servomoteur à rotation continue d’un couple variant de 3,2 à 4,1 kg/cm et d’une vitesse de 43 à 53 tr/min. Sa localisation à 15cm de l’axe de rotation permet de réduire significativement le couple nécessaire à la rotation du plateau. En sortie d’arbre moteur se trouve une roue en caoutchouc qui est un matériau adapté à l’adhérence recherchée.

• Guidage en rotation

Une contrainte majeure de ce projet est la précision de guidage du plateau, ainsi nous avons choisi deux paliers à roulements linéaires à billes. Nous avons sélectionné le modèle en fonction sa facilité de montage sur le bâti. Les roulements à billes sont surmontés d'une bague de serrage pour empêcher un glissement axial de l'arbre.

• Arbre

L’axe de rotation est matérialisé par un arbre en aluminium de 20mm de diamètre. L’aluminium a finalement été préféré à l’acier pour en faciliter l'usinage. L'arbre est usiné sur la partie basse, avec un rayon de 8mm sur une longueur de 3cm.

• Accouplement plateau-arbre

Cette liaison rigide est assurée par une bride d’accouplement en acier suffisamment longue pour assurer une orthogonalité satisfaisante entre le plateau et l’arbre. La bride est vissée dans un disque de PMMA noir brillant de 5mm d'épaisseur et 15 cm de diamètre collé au plateau.

• Capteur d’angle

L’encodeur quadratique fourni par le client est placé en bout d’arbre bien que non directement relié à celui-ci. L’arbre du capteur est en aluminium et mesure 3cm avec un rayon de 8mm. Il est relié à l’arbre principal grâce à un accouplement élastique en aluminium pour faciliter son montage/démontage et compenser les défauts d’ajustements.

• Support moteur et système de maintien vertical

Le moteur est encastré dans un support en bois. Ce support en bois est vissé sur une plaque en PVC 5mm reliée au bâti par une charnière. Le soulèvement du support et le maintien du contact entre la roue du moteur et le plateau sont assurés par deux ressorts de tractions dont une extrémité est attachée au bâti et l’autre au support. Différents crans (matérialisés par des vis) permettent d’ajuster leur élongation.

• Support de la table

Nous avons choisi de découper la base carrée de 28cm de côté dans une plaque rigide de PVC de 10 mm d’épaisseur, suffisamment épaisse pour y visser les équerres soutenant le bâti en PVC.

• Coffrage

Une des exigences du client était l'aspect fini de la table, sans cablage apparent. Par cohérence esthétique, le boitier contenant les éléments mécaniques présents sous le plateau est réalisé en PMMA noir brillant de 5mm d’épaisseur usiné à la découpe laser. Une des faces est percée pour permettre le branchement d'un câble USB pour alimenter les différents composants électroniques.