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ROBOTS LANCEURS DE BALLES DE PING PONG

Nous nous limiterons aux balles de ping pong qui restent généralement des projectiles peu dangereux , rappelons cependant qu'il ne faut jamais diriger un lanceur vers le visage de quelqu'un : a courte distance un oeil peut être gravement lésé.

Pour propulser une balle il faut libérer brutalement de l'énergie , donc : une source d'énergie et un mécanisme de libération et éventuellement de stockage de l' énergie.

Sources d'énergie

Certaines sont difficilement accessibles ou présentent des dangers de manipulation :

• cartouches de gaz comprimés
• libération de gaz par combustion ou réaction chimique

On utilise donc plutôt::

• les ressorts : comprimés (genre pistolet a fléche) ou étirés ( genre catapulte)
• les élastiques (genre lance pierre)
• on notera que dans les 2 cas précédents un piston peut être projeté sur la balle par un ressort ou un élastique mais on peut aussi utiliser un solénoide qui utilise un champ magnétique pour la propulsion . Il faut alors libérer brutalement une tension de plusieurs centaines de volts, ce qu'on peut obtenir grâce a un gros condensateur récupéré sur un flash d'apparei photo jetable : attention ça n'a rien a voir avec un jouet et les tensions utilisées sont très dangereuses.
• des tiges en rotation (genre batte de base-ball)
• deux roues en rotation entre lesquelles la balle passe et reçoit de l'énergie par frottement

Enmaganiser de l'énergie

• tendre un ressort ou un élastique demande un moteur électrique puissant . On évite ce problème si le robot ne tire qu 'une seule balle : un humain peut tendre ressort ou élastique et le robot n' aura qu 'a le libérer , c' est déjà plus facile.
• par contre utiliser un objet en rotation nécessite un moteur moins puissant .

Libérer l'énergie

• si on utilise deux roues en rotation il n'y a pas de problème : l'énergie est disponible dés que les roues tournent vite tournent vite , donc il faut les lancer avant et comme en plus on utilise des frottements latéraux , le rendement est mauvais
• une tige en rotation est facile a lancer avec un petit moteur mais pour être efficace il lui faut de la longueur , c'est donc un objet encombrant qui fauche tout sur son trajet
• pour les ressorts ou élastiques on utilise généralement une sorte de gâchette : un crochet maintient le ressort tendu et le libère au moment du tir. Cela demande un moteur assez puissant pour libérer un crochet qui est soumis a une forte traction. Au lieu d' utiliser une gâchette on peut tendre le système grâce a une crémaillère entraînée vers l'arriére par un engrenage qui n'a de dents que sur une partie de sa circonférence : la rotation de l'engrenage arme le mécanisme dans un premier temps puis le libérer lorsqu 'il arrive sur la partie sans dents. Ce système efficace nécessite encore une fois un moteur puissant.

Pousser ou frapper la balle ?

• dans les systèmes précédents souvent la balle peut être simplement poussée(genre pistolet a flèche) ou bien frappée (genre batte de base ball) : si on réfléchit au geste du joueur de ping pong il parait clair qu 'une frappe rapide est plus efficace q 'une simple poussée . L'objet qui frappe la balle a acquis de l'énergie cinétique qu'il lui communique au moment de l'impact.On a donc intérêt a ce qu'il frappe la balle lorsqu 'il a atteint une vitesse maximale.

Quelques exemples de réalisations pratiques simples

• un lanceur de balles utilisant 2 roues de voiture meccano en rotation (photo):
  • on fait tourner 2 roues de voiture meccano sur 2 axes verticaux parallèles, en sens inverse l' une de l'autre.Entre les pneus des 2 roues on laisse juste la place de passage pour une balle de ping pong
  • une gouttière inclinée permet de faire venir la balle entre les 2 roues qui la propulsent vers l'avant
  • avantage: c'est trés facile a réaliser, peut tirer plusieurs projectiles
  • inconvénients: lourd , encombrant , mauvais rendement en énergie
• un lanceur a élastique construit avec des briques Fischertechnik (des éléments Lego ou Meccano feraient aussi bien l'affaire) <photo>
  • pour expédier une balle de ping pong il faut un piston mû pas un élastique et un rail de guidage du projectile
  • le réservoir est un tube en carton vertical placé au dessus du rail de lancement, lorsqu'on recule le piston et tend l' élastique la plaque qui est fixée sur le piston se déplace et laisse une balle descendre dans le tube de lancement
  • le piston est formé de briques longitudinales , dans sa partie basse il est guidé sur un rail ( les rebords de 2 plaques) pour bien rester en ligne et au dessus une plaque l' oblige a rester dans ce rail
  l'élastique est collé a l'arriére du piston et tendu manuellement
  • le mécanisme de déclenchement dur tir est une simple plaque verticale insérée verticalement devant le piston , dans les rainures de blocs FisherTechnic . Un servo moteur tire cette plaque vers le haut pour déclencher le tir.
  • le piston parcourt alors quelques centimètres avant de percuter la balle lorsqu 'il a pris de la vitesse
  • avantages: facile a réaliser , modérément encombrant, peu gourmand en énergie
  • inconvénient : ne tire qu 'un projectile
  • Note : une autre version de ce lanceur utilise un armement par engrenage