Cet article présente la réalisation du modèle opérationnel de la structure du diorama pédagogique de la Batcave, à l’échelle 1/12, du projet BATLab112.
Ce modèle de la structure de l’atelier du diorama de la Batcave est réalisé à partir du prototype.
Le design des 4 piliers principaux est repris conformément à la conception préliminaire. Cette évolution du prototype permet de réduire très efficacement la transmission des vibrations tout en améliorant la rigidité de la structure principale. La plateforme du local électrique est présente sur le niveau le plus bas. L’ensemble est peint d’une couleur gris mat.
Le pont élévateur est maintenant équipé de 4 axes verticaux assurant la transmission de la rotation des 4 moteurs à courant continu.
Les 4 axes de transmissions sont des tiges filetées de diamètre 8mm assemblées sur la structure via des roulements à billes de guidage. L’implantation des moteurs est provisoire tant que des tests fonctionnels n’auront pas été réalisés.
Comme le montre la photo d’en-tête, le prototype de la structure du diorama est réalisée après les prototypes du pont roulant bipoutre et du pont élévateur quatre colonnes. Disposer de ces deux éléments permet de vérifier le bon agencement de la structure tout garantissant leurs intégration. Voir l’article …
Le prototype de la structure est fabriqué entièrement en bois. Les raisons de ce choix sont systématiquement les mêmes pour tout le projet BATLab112. Tout d’abord pour des raisons mécanique. En effet, même si la mousse polyuréthane est souvent utilisée dans la fabrication de diorama, car légère et facile à travailler, le bois assure une meilleure rigidité compte tenu des dimensions et des besoins de précision de fabrication. Ensuite, pour la disponibilité de l’outillage nécessaire. Pour rappel le projet de diorama pédagogique est un projet développé sur fonds propres et donc dans un cadre financier serré. Enfin pour la faciliter d’approvisionnement comparé à des profilés en aluminium par exemple. Pour autant, la qualité des profilés en bois disponibles dans la région de développement du projet BATLab112 n’est pas toujours au rendez-vous, ce qui induit des imprécisions au montage.
Un diorama démontable
Les quatre piliers principaux sont vissés par dessous le plateau pour en garantir le démontage sans compromettre l’esthétique du diorama. Les traverses de renfort, elles aussi réalisée en bois, sont fixées par des tourillons en bois.
La conception préliminaire de la structure du diorama de la Batcave fait suite à la modélisation de l’intégration des systèmes industriels présents dans le diorama. Voir l’article …
La conception préliminaire de la plateforme rotative est réalisée à partir des spécifications techniques et fonctionnelles du cahier des charges. Voir l’article …
FreeCAD – Batcave Diorama – Main structure – Screenshot 001
FreeCAD – Batcave Diorama – Main structure – Screenshot 002
Screenshot 001 – La structure principale est composée d’un plateau sur lequel viennent se fixer les quatre piliers principaux à chaque angle. Ce plateau correspond au niveau 0, celui le plus bas du diorama. Le design des piliers est conçu pour soutenir le plateau du niveau 0, correspondant au niveau d’entrée de la Batmobile dans la Batcave, les chemins de roulements du pont roulant bipoutre, ainsi que le plateau de niveau 0.
Screenshot 002 – Le module du local électrique se glisse entre les piliers du fond du diorama, sur le plateau du niveau 0. Ce module se décompose en deux parties : Une plateforme surélevée et un panneau vertical correspondant au mur de fond.
FreeCAD – Batcave Diorama – Main structure – Screenshot 003
FreeCAD – Batcave Diorama – Main structure – Screenshot 004
Screenshot 003 – Le module du pont élévateur est posé sur le plateau du niveau 0. Ce module se décompose en un plateau et quatre piliers, ainsi que des renforts pour supporter les quatre axes verticaux du pont élévateur. Ce module est lui aussi conçu pour être démontable, même si sa taille doit permettre de le manipuler d’une seule pièce.
Screenshot 004 – Le demi plateau du niveau 0, correspondant au niveau de l’atelier automatisé de la Batcave, est posé sur la partie basse des deux piliers principaux ainsi que les deux piliers du module du pont élévateur. Le design de ce plateau est conçu pour intégrer l’arrondi de la plateforme rotative au plus prêt, afin de permettre l’accès piéton à la plateforme.
FreeCAD – Batcave Diorama – Main structure – Screenshot 005
FreeCAD – Batcave Diorama – Main structure – Screenshot 006
Screenshot 005 – Le plateau du niveau 0 est posé sur les quatre piliers principaux de la structure.
Screenshot 006 – Le mur du fond est composé des panneaux verticaux du local technique et de la zone de contrôle. Les trois autres murs sont non définis jusque là ; les deux murs latéraux du diorama ainsi que le mur en face avant. Comme ces murs n’ont qu’un rôle esthétique, leurs designs n’est pas étudiés dans cette phase de conception préliminaire dont l’objectif consiste à focaliser sur les aspects fonctionnels du diorama.
Modélisation 3D
FreeCAD
La modélisation de la structure de l’atelier de la Batcave du projet BATLab112 a été réalisé avec le logiciel FreeCad V0.19.
L’animation 3D de présentation de la structure de l’atelier de la Batcave du projet BATLab112 a été réalisé par macros en langage Python sous FreeCad V0.19
Cet article présente l’intégration, la dernière étape de la conception préliminaire de la plateforme rotative du diorama pédagogique de la Batcave, à l’échelle 1/12, du projet BATLab112.
La simulation de l’intégration des équipements industriels, consiste à rassembler tous les équipements industriels conçus séparément, dans une modélisation globale de l’atelier de la Batcave du projet BATLab112. Le premier objectif est de contrôler la cohérence du dimensionnement respectif de ces équipements, ainsi que la conformité de leurs interactions fonctionnelles. Le deuxième objectif est de définir la structure de l’architecture générale de l’atelier.
Les quatre équipements industriels sont intégrés ici dans leurs dernières versions issues de la conception préliminaire. La structure générale du diorama supportant ces équipements est symbolisée par les deux plans horizontaux. Cette mise en situation permet de contrôler si les dimensions du diorama prévues dans le cahier des charges sont respectées.
Vues de détails
Situation n°1
Situation n°2
Cette simulation de l’intégration des équipements permet de contrôler l’implantation verticale des équipements.
La situation n°1 représente le pont roulant positionné au dessus de la plateforme de la Batmobile en position basse. Les bras robotiques en position initiale, passent au dessus de la Batmobile.
La situation n°2 représente la plateforme de la Batmobile en position haute. Les dimensions du pont élévateur assure le bon positionnement verticale de la plateforme par rapport au sol du niveau supérieur. Le dégagement du pont roulant permet l’élévation de la plateforme.
Simulation fonctionnelle 3D
L’intérêt de la simulation fonctionnelle en 3D, autrement dit visualiser à ce stade de la conception du projet, la mise en mouvement coordonné des équipements industriels composants l’atelier robotique de la Batcave du projet BATLab112, est double. Si la conception 3D permet une mise en situation statique des objets, la simulation 3D permet une appréhension plus fine des comportements dynamiques de ces objets. Cette approche a permis notamment d’expérimenter différents types d’organisation de l’atelier sans avoir besoin de réaliser de prototypes.
Modélisation 3D
FreeCAD
La modélisation de l’atelier de la Batmobile équipant la Batcave du projet BATLab112 a été réalisé avec le logiciel FreeCad V0.19.
La simulation fonctionnelle 3D de la version présentée de la configuration de l’atelier est satisfaisante, notamment la cinématique de la Batmobile et de l’ensemble ; pont roulant et bras robotiques. La conception préliminaire de chacun des quatre équipements est donc validée.
Après une phase de fabrication des principaux sous-ensembles, voici une première implantation générale du diorama de la Batcave du projet BATlab112.
Trois équipements industriels sont déjà visibles sur ce premier aperçu. Le pont roulant suspendu est le système dont la réalisation est la plus avancée. Les 4 poteaux à chaque angle du plateau, supportant les rails du pont roulant, donnent une idée du volume général du diorama. La plateforme rotative réalisée en carton est pour l’instant simplement posée sur le pont élévateur. Le pont élévateur est le système le moins avancé dans sa réalisation.
BATLab112 