Nouveau prototype de winch pour pilotage cerf-volant deux lignes

 Il y a maintenant plus de 10 ans (en 2013), j'avais réalisé une preuve de concept du pilotage avec un joystick d'un kite avec un banc DIY.

Pour cela j'avais utilisé des moteurs de visseuses/dé-visseuses. 

Il y a quelques années, alors que je travaillais chez Syroco, j'ai fait l'acquisition de moteur brushless AK60-6 avec encodeur et boucle de régulation.

J'ai commencé à construire un nouveau banc de contrôle pour un cerf-volant à deux lignes.

Sur le banc précédent, j'utilisais comme winch une simple tige métallique de 1cm de diamètre sur laquelle une ligne était enroulée dans un sens et l'autre ligne dans l'autre sens. Les deux lignes partaient du même côté. Des roulements à billes étaient utilisés pour reprendre les efforts.

Le moteur AK60-6 m'a forcé à revoir mon design. A défaut d'un axe de sortie, le moteur entraine une platine sur laquelle on peut venir fixer différents éléments (typiquement directement un bras de robot). Cela ne permet cependant pas de reprendre simplement les efforts ailleurs comme j'avais pu le faire. 

J'ai donc repensé la disposition du banc pour que les efforts du cerf-volant se compensent (voir la première partie du dessin ci-dessous).

 

J'ai aussi du revoir la manière de faire un treuil, à la fois car le moteur est limité à deux tours max (à cause d'une limitation de l'encodeur et de l'algorithme de contrôle) et car le couple est plus grand.

J'ai fabriqué un treuil en superposant des disques en bois comme expliqué sur la deuxième partie du dessin ci dessus. Le disque sont ensuite empilé grâce à des boulons.

Quelques améliorations sont encore nécessaires avant de pouvoir faire des tests avec une charge. 

 

Twofer concept at Darpa Lift Challenge

Le Week End dernier, j'ai regardé le DARPA Lift Challenge.

Il s'agit d'un concours organisé par l'agence de recherche américaine pour la Défense.

Les équipes devaient faire voler des drones capables de porter une charge utile (avec un décollage vertical de la charge utile) avec le plus rapport possible par rapport à leur poids à vide. La charge devait être déplacé sur 4 mile, puis lâchée et un dernier mile parcouru.

Deux équipes ont présenté un concept utilisant deux avions reliés par un câble (Sherman Aeronautics et Ben Berry.

 

Le concept avait déjà volé en pilotage manuel avec D St Clair. 

 https://www.flitetest.com/articles/two-planes-one-pilot-the-twofer

Sur la vidéo, on peut même voir la transition du vol en mode héli au vol en ligne droite. 

Soutache

Dans l'article Atelier à la manufacture des tresses (Société Choletaise de Fabrication), je présente globalement l'atelier.

Au cours de cet atelier, j'ai fait des essais sur une machine à tresse permettant de réaliser des soutaches.

Une soutache est constituée de deux âmes et de fils de liaisons qui vont des huit autour des deux âmes.

Souvent lorsque je parle à quelqu'un de mon projet de câble hydrodynamique réduisant la traînée aérodynamique, on me suggère de faire des essais avec un gros et un plus petit câble entourés de scotch. La soutache fait a peu près cela. 

 

 

La soutache est reconnaissable à ces chevrons (ici le verso)

L'inclinaison des chevrons va dépendre du nombre de fuseaux. 

Si on retourne la tresse, les chevrons sont inversés (ici le recto)

La tresse présente une sorte de plan de symétrie passant entre les deux âmes. 

 

La soutache correspond à deux âmes liées par des brins (ici les deux gros fils verticaux en rouge) qui les enlacent (fils jaunes, bleus, et rouges plus fins). On peut constater que lorsqu'on tire sur les âmes, elles coulissent dans le fourreau constitué par les autres brins (voir la partie où la tresse semble s'élargir).

 

Nous avons essayé de remplacer une des deux âmes par un âme plus grosse, afin d'essayer de se rapprocher d'une section rappelant la forme d'une goutte d'eau 

Sur cette photo une âme d'un diamètre supérieure a été utilisée à droite. 

 

L'âme à gauche a fini par casser (cela a peu d'effet sur la forme de la tresse car l'âme n'était pas très large)

 

Cependant, l'utilisation d'âmes de diamètre différent casse la symétrie.  On constate que la tresse à tendance à twister (et à s'emmêler), ce qui doit être considéré comme une condition à éviter dans l'optique de la recherche de réduction de traînée. 

Pour cette raison, cette tresse n'a pas été testée plus loin, malgré la longueur créée grâce à l'utilisation d'une machine qui aurait pu permettre de faire des tests aéro ou hydrodynamiques.

 

Dentelle

La base de la technique de la dentelle se base sur la réalisation de tresses.

Ces tresses sont maintenues en place par des épingles, ce qui va permettre de leur donner une courbure, et ensuite éventuellement reliées entre elles ce qui va permettre de fixer le motif 2D avant d'enlever les épingles.

La courbure de la dentelle m'intéresse dans l'objectif de réaliser un câble sous marin pré-courbé, ce qui pourrait être une manière d'atteindre un comportement stable.

Pour une introduction aux mouvements de base, réalisés sur deux paires de bobines à la fois, je conseille la vidéo suivante Intro to Bobbin Lace Making. Le mouvement de base a des similitudes avec un tissage lâche.

Comme pour les tresses, des approches plus mathématiques sont en cours de développement et apportent déjà des résultats inédits : Developing a Mathematical Model for Bobbin Lace.

Contrairement aux tresses classiques qui sont généralement basées sur un motif simple qui se répète, la dentelle va être composée de nombreux motifs, comme décrit dans A Working Vocabulary for the study of Early Bobbin Lace 2015.

Des catalogues entiers de motifs existent. Une bibliothèque logiciel a déjà été créée https://d-bl.github.io/ 

Si ces motifs ont plutôt été utilisés pour des questions esthétiques, il est peut-être possible de trouver une nouvelle bibliothèque de motifs, cette fois utilisés pour des questions techniques. 

 

 

 

Tresse courbe

Dans l'article tresse plate incurvée, j'avais introduit l'intérêt d'une telle tresse et proposé une première preuve de concept combinant deux tresses.

 

J'ai réalisé au mois de décembre dernier une tresse combinant quatre tresses sur le même principe. 

Tresse composée de 4 tresses basiques entrelacées, ce qui permet de courber la tresse en variant la tension entre les différentes tresses. 

 

Il est possible que cela corresponde aux tresses fabriquées grâce à un "métier à plusieurs bandes". Les machines existantes ne permettent cependant pas de varier la tension entre les différentes bandes.

Allonic : Robotic braid

Allonic est une entreprise hongroise qui réalise des mains robotiques à partir de tresse. 

 

 

Atelier à la manufacture des tresses (Société Choletaise de Fabrication)

Je continue à m'intéresser au potentiel de la maîtrise du tressage afin de réaliser des câbles sous marin profilés.

A l'Open Atelier de ping fin juin, j'ai rencontré Maé qui m'a parlé de la Société Choletaise de Fabrication.

Cette entreprise a été créée dans les années 60 et utilisait des machines à tresser modernes et rapides (60m/h), mais le directeur actuel a racheté de l'ordre de 1000 métiers à tresser en bois du 19ème siècle, dont 500 spéciaux et 70 métiers à dentelle programmables (2.5m/h). Le compte instagram de l'entreprise est assez dynamique.

Des salariés, comme Tiphaine Maviel (portrait, portrait), dentellière ont été formés pour utiliser ces machines, pour la plupart récupérées dans la région du Puy-En-Velay.

Des cartes perforées sont utilisées pour programmer certaines dentelles, comme sur les métiers à tisser Jacquard. Il semblerait que ces machines pourraient également être programmées pour réaliser des tresses quelconques.

Ici en fonctionnement, ou ici

Reportage sur TF1 

 

 

Partenariat avec Fiiish pour la fabrication de tresse pour la pêche 

Les machines à tresser spéciales permettent par exemple de réaliser des festons ou passepoils qui pourraient correspondre à ma recherche d'une tresse dissymétrique ayant un bord d'attaque et un bord de fuite. 

Ce qui est marrant c'est que les tresses de type passepoil ont été un peu oubliées, et sont par exemple en train d'être réinventées sur les machines à tresser programmables (voir paragraphe 4.3 dans Variation Braiding: from 4x4 to 6x6 – new application potential through more complex 3D braiding structures).

Une tresse dissymétrique pourrait être également réalisée avec une soutache (normalement symétrique) dont une des deux âmes pourrait être plus fine ou plus épaisse que l'autre. 

Il y a un showroom de SCF à Paris connu sous le nom de l'atelier de tressage.

Il y a également un tiers-lieu : la Manufacture de tressage à Bégrolles-en-Mauges.

Avec mon amie, nous avons pu participer à un atelier de tressage sur métier bois ancien.

Nous avons appris à changer les fils sur un métier. Pour ça, il faut changer la cannette sur le fuseau.  

On coupe le fil existant au niveau où les fils se rejoignent pour créer la tresse.

On enlève la cannette précédente.

On place la nouvelle cannette avec le côté crénelé vers le haut.

Avec un tire fil, on passe le fil vers l'extérieur, puis vers l'intérieur, dans le bardin, dans le poids qui maintient la tension dans le fil (en retournant le fuseau), puis à nouveau dans le bardin et finalement dans le dernier trou. Cela permet d'avoir une régulation mécanique de la tension du fil tout en ayant une bobine qui se déroule progressivement.

 

Si le fil casse, la machine devrait normalement s'arrêter automatiquement !