Exercice Sous-partie 2 - Validation des performances · Bac Sciences de l'Ingénieur Métropole 2023 (sujet 2)

Partie 1 - Sciences de l'ingénieur

Robot horticole

Le robot horticole Trooper (figure 1) est un robot autonome chargé de transporter des pots de fleurs. Il s'acquitte des tâches répétitives et pénibles de manutention en toute autonomie, telles que représentées figure 2:

le distançage qui consiste à écarter les pots au printemps pour que les plantes aient la place de s'épanouir;

le resserrage qui consiste à resserrer les pots à l'automne afin que les plantes se tiennent chaud et qu'il soit plus facile de les bâcher;

le transfert de planche de production qui consiste à déplacer des ensembles de pots d'un endroit à un autre.

Ce robot est constitué:

d'une batterie Li-Ion;

d'un châssis motorisé par deux moteurs à courant continu commandés indépendamment;

d'un magasin de stockage pouvant accueillir six pots de deux litres ou six pots de quatre litres ou trois pots de dix litres;

d'une pince de serrage munie de bras afin de saisir les pots;

d'un système de levage permettant la translation circulaire du pot (le mouvement est imposé par un motoréducteur associé à un système pignon-chaîne).

Le diagramme des exigences est présenté sur la figure 3.

Sous-partie 2 – Vérifier l'exigence de vitesse et l'autonomie du robot

Le modèle multiphysique établi pour la chaîne de puissance d'une des deux roues motorisées est donné figure 6:

Question 1.10

Relever dans le diagramme des exigences de la figure 3 la valeur de la performance attendue de la vitesse $V_A$:

Question 1.14

En observant les différents résultats de simulation figure 6 (vitesse et distance), comparer la valeur de consommation énergétique $Q$ issue de la simulation et la valeur expérimentale de consommation pour un seul moteur de déplacement $Q_{M1} = 75\text{ C}$. En prenant en compte les conditions de simulation et d'expérimentation, conclure quant à la validité du modèle.