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.
Le projet BATLab112 prend une nouvelle dimension. Après une longue phase d’étude, depuis la définition des besoins jusqu’à la conception détaillée, il s’agit à présent de concrétiser la réalisation du diorama de la Batcave à l’échelle 1:12.
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Résumé :
Cet article présente la réalisation du prototype de la structure du diorama pédagogique de la Batcave, à l’échelle 1/12, du projet BATLab112.
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La réalisation du prototype de la structure du diorama de la Batcave fait suite à la conception préliminaire de cette structure.
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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.
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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.
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.
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Cet article présente la conception préliminaire de la structure du diorama pédagogique de la Batcave, à l’échelle 1/12, du projet BATLab112.
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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.
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La conception préliminaire de la plateforme rotative est réalisée à partir des spécifications techniques et fonctionnelles du cahier des charges.
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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.
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.
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.
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
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Cet article présente la réalisation du prototype de la plateforme rotative du diorama pédagogique de la Batcave, à l’échelle 1/12, du projet BATLab112.
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La réalisation du prototype de la plateforme rotative du diorama de la Batcave fait suite à la réalisation du prototype de cet équipement.
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La structure de la plateforme a été fabriquée en bois pour des raisons économiques mais aussi de facilité et rapidité de mise en oeuvre, le montage ayant pu être réalisé par simple collage. La plaque de couverture a été fabriquée en carton. La liaison pivot est assurée par un roulement à bille de type Lazy Susan, généralement utilisé pour des plateaux tournant de table.
La réalisation de ce premier prototype de la plateforme rotative de la Batcave du projet BATLab112 poursuit plusieurs objectifs. Il s’agit dans un premier temps de valider le design issu de la conception préliminaire et dans un deuxième temps de tester la motorisation de ce système.
Ce prototype doit tout d’abord permettre de s’assurer de la faisabilité technique du design issu de la conception préliminaire.
Même si la plateforme rotative a fait l’objet d’une phase de conception préliminaire en 3D avec le logiciel FreeCad, ce prototype permet de faire des ajustements nécessaires suite à des différences de côtes rencontrées lors de la réception de pièces manufacturées.
Les différents éléments ont été assemblés par collage. La fabrication de la structure en bois est plutôt satisfaisante. Même si les imperfections des pièces de bois utilisées ne permettent pas une précision au millimètre, cette structure présente une surface d’appui pour le plateau suffisamment plane. Elle est plutôt solide et peut être manipulée avec un minimum de soin. La faisabilité technique de la structure est donc validée.
Pour améliorer la précision de fabrication, une solution consisterait à rectifier toutes les pièces de bois avant assemblage ou d’opter pour des profilés aluminium.
Ce prototype doit permettre de s’assurer de la fonctionnalité du design issu de la conception préliminaire.
Le poids total, de la plateforme et du modèle réduit de la Batmobile, doit être le plus faible possible, pour autoriser l’utilisation d’un micro-moteur pour la rotation, afin d’être conforme avec les exigences d’échelle 1/12 du projet. Il s’agit donc ici de contrôler particulièrement si l’utilisation de matériaux légers est compatible avec l’assemblage du roulement à bille plus lourd.
L’assemblage de la structure en bois sur le roulement à billes de type Lazy Susan est réalisé grâce à 1 cercle de carton. Ce cercle est collé sur la structure. Les pions (en blancs sur la photo) fixent l’ensemble sur le roulement à billes. Cet assemblage est satisfaisant pour solidariser la structure en bois avec la couronne extérieure du roulement à billes. Il autorise la rotation de l’ensemble par rapport à la couronne intérieure. Le design fonctionnel est donc validé.
Une amélioration consisterait à réaliser le cercle d’assemblage entre la structure en bois et le roulement à billes dans un matériau plus rigide que du simple carton d’emballage ce qui éviterait les éventuelles déformations.
Ce prototype doit permettre de contrôler la capacité de la plateforme à supporter le poids du modèle réduit de la Batmobile.
Le plateau de la plateforme doit être d’une épaisseur très mince (inférieure à 2mm), pour des raisons de cohérence avec l’échelle 1/12 du projet. Il est nécessaire de s’assurer d’une part que sa réalisation puisse se faire dans un matériau suffisamment léger (ici du carton) pour ne pas rendre l’ensemble trop lourd pour la capacité des moteurs du pont élévateur et de la plateforme. D’autre part, il est aussi nécessaire de s’assurer que ce plateau ne se déforme pas sous le poids du modèle réduit de la Batmobile.
Le plateau de la structure est découpé dans une plaque de carton d’emballage d’épaisseur 1mm. Dans un premier temps, ce plateau est simplement posé sur la structure en bois. L’ensemble structure et plateau supporte tout à fait le poids du modèle réduit de la Batmobile. Le plateau ne se déforme pas sous le poids de la Batmobile. L’architecture de la structure de la plateforme associé à un plateau de faible épaisseur est donc validée.
Une amélioration consisterait à réaliser le plateau par découpe laser pour obtenir une découpe plus précise.
Ce prototype est aussi l’occasion de mettre en oeuvre la motorisation et la transmission du mouvement de rotation pour valider leurs dimensionnements issus de la conception préliminaire.
L’engrenage de transmission est réalisé avec une poulie montée sur l’axe du moteur et une courroie GT2 5mm entourée autour du diamètre extérieur du roulement à billes. La courroie n’a pas été collée mais juste maintenue par du ruban adhésif. Le moteur est lui aussi simplement maintenu par du ruban adhésif contre un des supports provisoires de la plateforme. Le test est concluant malgré un montage sommaire. Cependant, ce montage ne permet pas de réaliser une rotation complète de la plateforme à cause de la présence du ruban adhésif.
La prochaine version de cette transmission devra intégrer le collage définitif de la courroie ainsi qu’une fixation plus appropriée du moteur.
Ce test de motorisation a été réalisé avec un micro-moteur 6V à courant continu et un variateur de tension. Ce variateur est utilisé pour contrôler la tension d’alimentation du moteur et ainsi ajuster la vitesse de rotation de la plateforme. Le couple du moteur associé au rapport de réduction de l’engrenage suffit pour entrainer l’ensemble ; plateforme et modèle réduit de la Batmobile. Le test de motorisation est donc validé.
Ce premier prototype de la plateforme rotative de la Batmobile équipant l’atelier de la Batcave du projet BATLab112 permet de valider la conception préliminaire de cet équipement. Les points d’amélioration identifiés seront pris en compte dans la prochaine version de ce prototype.
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Cet article présente la conception préliminaire pont élévateur 4 colonnes du diorama pédagogique de la Batcave, à l’échelle 1/12, du projet BATLab112.
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La conception préliminaire de la plateforme rotative fait suite à la phase d’étude des systèmes industriels existants.
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La conception préliminaire de la plateforme rotative est réalisée à partir des spécifications techniques et fonctionnelles du cahier des charges.
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Le concept du pont élévateur bipoutre 4 colonnes est l’association de deux concepts industriels, le pont élévateur 4 colonnes et le pont suspendu bipoutre. Les deux poutres se déplacent selon un axe vertical grâce aux actions synchronisées des 4 colonnes de levage. Chaque poutre est entrainée par 2 colonnes en vis-à-vis.
Le pont élévateur doit être en capacité de soulever la Batmobile dont la masse du modèle le plus lourd est de 3000 kg, ainsi que la plateforme rotative. dont la masse reste inférieure à 2000 kg. En prenant en compte un coefficient de sécurité et compte-tenu des normes en terme de capacité de levage constatée, le pont élévateur pris en référence pour le projet BATLab112 aura donc une capacité de levage d’environ 5 tonnes.
Pour satisfaire aux objectifs de réalisme d’un diorama pédagogique, les designs des systèmes industriels de l’atelier du projet BATLab112 sont inspirés de designs de systèmes existants. Celui des poutres du pont élévateur 4 colonnes est inspiré de système tel que celui présenté dans la photo ci-contre.
La modélisation du pont élévateur de la Batmobile équipant la Batcave du projet BATLab112 a été réalisé avec le logiciel FreeCad V0.19.
Les fichiers des modèles 3D utilisés lors de la conception préliminaire du pont élévateur équipant la Batcave du projet BATLab112 sont téléchargés à partir de la plateforme GrabCAD.
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.
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La conception préliminaire s’inscrit dans la continuité du cahier des charges défini par la méthode de gestion de projet du projet BATLab112. Cette phase a pour objectif de formaliser le design général de la plateforme rotative destinée à accueillir la Batmobile au sein du diorama pédagogique de la Batcave à l’échelle 1/12.
Parmi l’ensemble des équipements industriels miniatures intégrés au diorama du projet BATLab112, la plateforme rotative constitue un élément central dont les choix de conception conditionnent largement les étapes ultérieures du développement. Plusieurs articles antérieurs ont mis en évidence l’importance stratégique du choix du modèle de Batmobile retenu. En effet, les dimensions de ce véhicule influencent l’ensemble de la chaîne de conception en déterminant le dimensionnement des différents systèmes industriels du diorama.
Au sein de ces systèmes, la plateforme rotative occupe une position singulière, en raison de son interaction directe avec la Batmobile. Elle assure à la fois la fonction de zone de stationnement et les fonctions mécaniques de rotation et de translation verticale. À ce titre, les dimensions hors tout du véhicule constituent un paramètre déterminant, impactant directement le dimensionnement et les caractéristiques fonctionnelles de la plateforme rotative.
La structure mécanique de la plateforme rotative s’appuie sur les enseignements issus de la phase de parangonnage, au cours de laquelle une analyse comparative de plateformes rotatives industrielles existantes a été menée. Cette démarche a permis d’identifier des principes de conception éprouvés, transposables au diorama du projet BATLab112.
La structure portante de la plateforme est constituée de quatre longerons, définis comme des poutres parallèles orientées selon le sens de circulation de la Batmobile. Ces longerons supportent une structure alvéolaire formant un hexagone régulier, sur laquelle viennent se fixer l’ensemble des éléments constitutifs du plateau. L’ensemble de cette structure est solidaire de la bague extérieure d’un roulement à billes, assurant la fonction de rotation du système.
Dans cette phase de conception préliminaire, seul le design général de la structure mécanique de la plateforme est modélisé. L’assemblage des différentes pièces n’est pas pris en compte ici.
L’apparence générale du plateau de la plateforme rotative du diorama du projet BATLab112 s’inspire directement des dispositifs visibles dans la Batcave des films Batman v Superman: Dawn of Justice (2016) et Justice League (2021). Ce choix est motivé, d’une part, par une logique de cohérence esthétique avec le modèle de Batmobile retenu pour le projet, lui-même issu de ces productions cinématographiques, et, d’autre part, par le degré de réalisme et de niveau de détail particulièrement élevé de cette plateforme au regard des différentes représentations fictionnelles de la Batcave. Parmi l’ensemble des plateformes rotatives observables dans les œuvres consacrées à Batman, celle de ces films se distingue en effet comme l’une des plus abouties sur les plans visuel, mécanique et fonctionnel, ce qui en fait une référence pertinente pour un projet à vocation à la fois pédagogique et technique.
À l’échelle réelle, la plateforme rotative représentée correspond à un dispositif de six mètres de diamètre, animé d’un mouvement de rotation combiné à une translation verticale. Même à faible vitesse de rotation, le déplacement d’un plateau de cette dimension génère des phénomènes aérodynamiques susceptibles de créer une portance non négligeable. Cette portance entraîne des forces verticales pouvant provoquer des vibrations ou des sollicitations excessives sur la structure portante et sur les éléments fixés au plateau, compromettant la stabilité et la précision du système. Pour limiter ces effets, des ouïes ont été intégrées au plateau afin de favoriser le passage de l’air à travers la structure. En permettant à l’air de s’échapper plus facilement, ces ouvertures réduisent la pression exercée sur la face inférieure du plateau et atténuent ainsi les perturbations induites par la portance. Cette disposition contribue à maintenir la plateforme dans un état de fonctionnement stable, en minimisant les contraintes mécaniques et en optimisant la sécurité et la durabilité de l’ensemble du système.
Par ailleurs, l’intégration de ces ouïes répond à des contraintes environnementales spécifiques liées à la localisation supposée de la Batcave. L’environnement cavernicole, caractérisé par une hygrométrie élevée et des phénomènes possibles de ruissellement, impose en effet une prise en compte des conditions d’exploitation du dispositif. Les ouvertures ménagées dans le plateau facilitent l’évacuation des eaux susceptibles de s’accumuler à sa surface, limitant ainsi les risques de stagnation, de corrosion prématurée des composants mécaniques et de dégradation fonctionnelle du système. Cette approche contribue à renforcer la crédibilité technique du dispositif tout en assurant une cohérence accrue entre le design de la plateforme et le contexte environnemental dans lequel elle est intégrée.
L’analyse croisée des articles consacrés au parangonnage des plateformes rotatives industrielles, au cahier des charges de l’atelier automatique de la Batcave, ainsi qu’aux différentes étapes de définition et de conception de la Batmobile du projet BATLab112, permet de définir les dimensions, et plus particulièrement le diamètre, de la plateforme rotative intégrée au diorama pédagogique à l’échelle 1/12.
Les études de parangonnage ont mis en évidence que, dans un contexte industriel réel, les plateformes rotatives dédiées à la manutention ou à l’orientation de véhicules sont systématiquement dimensionnées à partir de l’encombrement maximal de l’objet transporté, auquel s’ajoutent des marges fonctionnelles garantissant la sécurité, la fluidité des mouvements et la compatibilité avec les systèmes périphériques. Cette logique a été transposée au projet BATLab112 afin de garantir un haut niveau de réalisme pédagogique.
Le cahier des charges de l’atelier automatique et son analyse détaillée ont ensuite permis d’identifier plusieurs contraintes structurantes : l’enveloppe globale du diorama, limitée à environ un mètre de côté, la nécessité d’autoriser une rotation complète de la Batmobile sans déplacement longitudinal, ainsi que l’intégration de la plateforme dans un système plus large comprenant un dispositif de levage et des équipements d’atelier. Ces contraintes fixent un cadre dimensionnel strict au sein duquel la plateforme rotative doit s’inscrire.
La définition du modèle de Batmobile retenu pour le diorama constitue un élément déterminant du dimensionnement. À l’échelle 1/12, la longueur théorique maximale de la Batmobile de référence est estimée à environ 600 mm. Sur cette base, le diamètre de la plateforme rotative a été fixé à 600 mm, valeur correspondant au minimum nécessaire pour permettre la rotation complète du véhicule dans des conditions réalistes et fonctionnelles, tout en respectant les contraintes d’encombrement du diorama.
Toutefois, la phase de conception détaillée de la Batmobile apporte un élément complémentaire renforçant la pertinence de ce choix. En effet, le modèle physique effectivement utilisé dans le diorama présente une longueur réelle inférieure à 600 mm à l’échelle 1/12. Ce constat introduit une marge dimensionnelle supplémentaire entre l’encombrement du véhicule et le diamètre de la plateforme. Cette marge contribue à sécuriser le fonctionnement du système rotatif, à faciliter les tolérances d’assemblage et à préserver la liberté de mouvement lors des phases de rotation et de levage, sans remettre en cause la cohérence globale du design.
Ainsi, le diamètre de 600 mm retenu pour la plateforme rotative apparaît non seulement comme une réponse directe aux contraintes issues du cahier des charges et du modèle théorique de Batmobile, mais également comme un choix robuste et conservatif, renforcé par le fait que le véhicule réel intégré au diorama est légèrement plus compact que la valeur maximale initialement considérée.
En conclusion, la plateforme rotative du projet BATLab112, dimensionnée à 600 mm de diamètre à l’échelle 1/12, constitue un compromis optimal entre réalisme industriel, contraintes d’intégration spatiale, exigences fonctionnelles et objectifs pédagogiques. La longueur effective inférieure à 600 mm du modèle physique de Batmobile confirme a posteriori la validité de ce dimensionnement et garantit une exploitation fiable et cohérente du système au sein du diorama de la Batcave.
L’objectif est d’obtenir un mouvement de rotation fluide, précis et suffisamment coupleux, tout en respectant les contraintes d’encombrement propres à l’échelle 1/12.
La conception du système de transmission de la rotation nécessite, dès les premières étapes, l’identification du type de moteur, du pignon d’entraînement et de la couronne dentée à utiliser. Ces choix conditionnent la faisabilité mécanique de l’ensemble, en déterminant le rapport de réduction, le couple transmissible et l’intégration à l’échelle 1/12. Sans cette définition préalable, le dimensionnement de la transmission ne pourrait être validé de manière réaliste.
La solution retenue associe un roulement à billes de type Lazy Susan assurant le support mécanique du plateau, et un système poulie–courroie crantée utilisé comme mécanisme de transmission circulaire. La courroie, collée sur la périphérie du roulement, joue le rôle de couronne dentée, tandis qu’une poulie montée sur l’axe du moteur agit comme pignon menant. Ce choix permet de détourner des composants standards issus de l’impression 3D pour un usage en rotation continue.
Dans une première approximation, compte tenu de la faible épaisseur de la courroie, nous allons considérer que le diamètre primitif est identique au diamètre intérieur du roulement Lazy Susan.
| Diamètre primitif = 254 mm |
La couronne utilisée est de type GT2 donc ayant un pas de 2mm.
D’après la théorie des engrenages, le module est le résultat du quotient du pas, exprimé en millimètre, par le nombre π.
| Module = 2 / π Module = 0,64 |
D’après la théorie des engrenages, la valeur du diamètre primitif est le résultat de la multiplication du module par le nombre de dents.
N : Nombre de dents
M : Module
D : Diamètre primitif
si D = M * N donc N = D / M
| Nombre de dents = D / M Nombre de dents = 300 / 0,64 Nombre de dents = 469 Le nombre de dents sera arrondi à 470 |
D’après la théorie des engrenages, le rapport des vitesses et égale au rapport inverse des nombres de dents.
R : Rapport de réduction
NP : Nombre de dents du pignon (poulie)
NR : Nombre de dents de la roue (Couronne)
VR : Vitesse de la Roue
VP : Vitesse du pignon
| Rapport de réduction = NP / NR Rapport de réduction = 20 / 470 Rapport de réduction = 0,042 |
Le dimensionnement de l’engrenage de transmission de la plateforme rotative permet de définir précisément le rapport nécessaire entre le moteur d’entraînement et la rotation du plateau.
Le choix du moteur d’entraînement du système de transmission de la rotation s’est porté sur un micro-motoréducteur à couple élevé, présentant un rapport de réduction de 1:1000. Ce type de motorisation offre un compromis adapté entre compacité, couple disponible et facilité d’intégration, en cohérence avec les contraintes mécaniques et spatiales imposées par l’échelle 1/12.
Ce motoréducteur est décliné en plusieurs versions de vitesse de rotation nominale, permettant d’ajuster précisément la vitesse angulaire du plateau rotatif en fonction du rapport de transmission retenu. Cette modularité facilite la validation de la faisabilité du système et garantit une rotation lente, maîtrisée et compatible avec l’objectif pédagogique du diorama.
La vitesse de rotation du moteur est celle du pignon dans la transmission par engrenage. Le calcul montre que la vitesse du moteur doit donc être environ 24 fois plus grand que la vitesse souhaitée de la plateforme.
| R = VR / VP VP = VR * (1 / R) Vitesse Pignon = Vitesse Roue * (1/0,042) Vitesse Pignon = Vitesse Roue * 23,8 |
Pour une vitesse cible de rotation de la plateforme fixée à 1 tr/min, et compte tenu d’un rapport de réduction de 24, la vitesse nominale requise du moteur est de 24 tr/min. Le motoréducteur retenu étant disponible dans une version standard à 20 tr/min, la vitesse effective de rotation de la plateforme est légèrement inférieure à l’objectif initial. Dans cette configuration, un tour complet de la plateforme est réalisé en 1 minute et 12 secondes, valeur jugée compatible avec les contraintes fonctionnelles et pédagogiques du projet.
La modélisation de la plateforme rotative de la Batmobile équipant la Batcave du projet BATLab112 a été réalisé avec le logiciel FreeCad V0.19.
Les fichiers des modèles 3D utilisés lors de la conception préliminaire de la plateforme rotative équipant la Batcave du projet BATLab112 sont téléchargés à partir de la plateforme GrabCAD.
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Cet article présente l’analyse détaillée du cahier des charges de l’atelier du diorama pédagogique de la Batcave, à l’échelle 1/12, du projet BATLab112.
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La vidéo du cahier des charge de l’atelier de la Batcave est présenté un article dédiée. Cet article apporte des compléments d’informations dans la traduction de ce cahier des charges.
L’architecture verticale est imposée par un profil de grotte profonde et peu étalée horizontalement. Pour de pas occuper les niveaux supérieurs réservés aux accès quotidiens des personnes, l’implantation de l’atelier est donc située en profondeur, sous le niveau de l’entrée de la grotte.
Pour plus d’informations sur le profil de la grotte abritant la Batcave du diorama pédagogique du projet BATLab112, voir l’article suivant :
Pour des raisons d’encombrement et de transportabilité, comme le montre la vidéo, les dimensions hors tout souhaitées de l’atelier du diorama de la Batcave correspondent à un code de 1 mètre de côté. Ces dimensions induisent une contrainte forte sur le diamètre maximum de la plateforme de transfert verticale de la Batmobile.
Cette contrainte se traduit par une restriction sur les modèles de Batmobiles acceptables par le projet BATLab112. Dans cette vidéo, le modèle utilisé est celui du film de 2016 de Zack Snyder – Batman vs Superman, Dawn of justice.
Pour que la Batmobile puisse faire demi-tour sans manoeuvre et en temps masqué, la plateforme de stationnement doit assurer une fonction de rotation.
Si l’atelier est situé à un niveau inférieur de celui de l’entrée de la Batcave, un système doit donc assurer le transfert vertical de la Batmobile entre ces niveaux. Quelque soit la nature de ce système il apparaît évident qu’il doit être équipé d’une plateforme d’accueil de la Batmobile. Pour des raisons d’encombrement et d’optimisation de mouvement, cette plateforme doit être la même que celle de stationnement.
La vidéo du cahier des charges présente deux configurations possibles pour l’utilisation de bras robotiques dans l’atelier de la Batcave. Soit des bras robotiques posés au sol, comme on le retrouve généralement sur les chaines de production automatiques, soit des bras robotiques suspendus de type « pick and place ».
La première solution, à base de robots posés, est d’une part, plus conforme avec le type de robots d’un environnement industriel automobile, et d’autre part, les performances de ces robots sont en adéquation avec le besoin de soulever des charges lourdes. Cependant, comme le montre la vidéo, la mise en oeuvre d’une telle solution, induit un nombre de contraintes vis-à-vis des autres systèmes automatiques, trop important.
La deuxième solution à base de robots suspendus, présente moins de contraintes vis-à-vis des autres systèmes automatiques. C’est cette solution qui est retenue pour équiper l’atelier de la Batmobile.
La phase d’élaboration du cahier des charges constitue une étape structurante dans tout projet d’ingénierie, en ce qu’elle formalise, de manière rigoureuse et explicite, l’ensemble des besoins, contraintes et exigences auxquels la solution envisagée devra répondre. Dans le cadre du projet BATLab112, cette phase s’inscrit dans la continuité d’un travail préalable d’analyse et de qualification…
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La phase d’élaboration du cahier des charges constitue une étape structurante dans tout projet d’ingénierie, en ce qu’elle formalise, de manière rigoureuse et explicite, l’ensemble des besoins, contraintes et exigences auxquels la solution envisagée devra répondre. Dans le cadre du projet BATLab112, cette phase s’inscrit dans la continuité d’un travail préalable d’analyse et de qualification des besoins, mené selon une démarche méthodique et progressive, intégrant à la fois le client, les parties prenantes, les références existantes et l’environnement d’implantation du système étudié.
Les articles précédents ont permis de poser les fondements conceptuels de cette démarche. L’identification d’un client aux exigences singulières, la reconnaissance du rôle déterminant de parties prenantes clés, la validation des besoins à travers l’analyse d’artefacts mythiques existants, ainsi que la prise en compte d’un environnement à forte valeur symbolique et fonctionnelle, ont contribué à construire une vision globale et cohérente du projet. Cette phase d’expression des besoins a ainsi permis de dépasser une approche purement descriptive pour s’inscrire dans une logique systémique, intégrant les dimensions fonctionnelles, techniques, organisationnelles et environnementales.
Le présent article a pour objectif de présenter le cahier des charges du projet BATLab112, document de référence destiné à traduire cette analyse amont en exigences formalisées et vérifiables. Il vise à établir un cadre commun de compréhension entre les différents acteurs du projet, à structurer les choix de conception à venir et à garantir la cohérence entre les objectifs initiaux et les solutions techniques développées. À ce titre, le cahier des charges constitue non seulement un outil de pilotage du projet, mais également un support pédagogique illustrant l’application concrète des principes de la gestion de projet à un système complexe, inscrit dans un univers narratif à forte identité.
Au-delà de sa fonction normative, le cahier des charges du projet BATLab112 a été conçu comme un outil de communication et de médiation technique, destiné à faciliter l’appropriation des exigences du projet par l’ensemble des parties prenantes. Dans cette optique, la formalisation des besoins et des contraintes ne se limite pas à une description textuelle ou tabulaire classique, mais s’inscrit dans une démarche pédagogique visant à rendre explicites les interactions entre les fonctions attendues, les choix de conception et leur traduction spatiale.
Afin de répondre à cet objectif, le cahier des charges est présenté sous la forme d’une animation tridimensionnelle développée à l’aide du logiciel de conception assistée par ordinateur FreeCAD. Ce support dynamique permet de visualiser progressivement les éléments constitutifs du système, de mettre en évidence les relations fonctionnelles entre les sous-ensembles et d’illustrer l’évolution du projet au fil de ses phases de conception. L’animation constitue ainsi un prolongement naturel de la démarche d’analyse des besoins, en traduisant des exigences abstraites en représentations concrètes et intelligibles.
Cette approche innovante confère au cahier des charges une double vocation. D’une part, elle renforce son rôle d’outil de pilotage, en facilitant la vérification de la conformité des solutions proposées aux besoins identifiés. D’autre part, elle en fait un support pédagogique à part entière, illustrant l’apport des outils de modélisation numérique dans la structuration, la communication et la compréhension d’un projet complexe. La section suivante est consacrée à la présentation de cette animation et à l’analyse de sa contribution à la formalisation et à la diffusion du cahier des charges du projet BATLab112.
Cette vidéo associée au cahier des charges présente les fonctions principales de l’atelier de maintenance dédié à la Batmobile. Elle met en évidence les exigences fonctionnelles liées aux déplacements du véhicule au sein de l’atelier, qu’il s’agisse de déplacements autonomes — tels que l’entrée et la sortie de la Batmobile — ou de déplacements assistés, notamment les manœuvres de demi-tour et l’accès au niveau inférieur de l’infrastructure.
Le cahier des charges souligne également l’intégration de bras robotiques, destinés à assurer les opérations de maintenance et d’intervention technique sur la Batmobile. Ces dispositifs constituent des éléments structurants du système étudié et participent à la définition des fonctions de service attendues de l’atelier.
En revanche, l’ensemble des équipements nécessaires à la mise en œuvre détaillée de la plateforme rotative et des bras robotiques n’est pas exhaustivement présenté à ce stade. Leur définition précise et leur dimensionnement feront l’objet d’analyses et de développements ultérieurs dans la suite de l’étude.
BATLab112 