Épreuve de sciences de l'ingénieur - Bac S SI - métropole septembre 2013

Robot domestique laveur de sol SCOOBA 385

Présentation du système

L’entreprise IRobot à l’origine du système étudié ici conçoit également des robots terrestres et marins permettant de réaliser des missions délicates pour le compte de militaires, de scientifiques ou de secouristes.

Elle travaillait initialement à l'élaboration d'une machine de nettoyage de grande taille pour le compte d’une multinationale présente dans la fabrication de produits d’entretien. Élaborant également des jouets avec des pièces à bas coût, elle s’est intéressée à l'élaboration de robots aspirateurs à usage domestique dans un premier temps, puis à une évolution en robot de nettoyage.
En exploitant ses connaissances en matière de nettoyage et de fabrication à bas coût, après avoir mis au point le premier robot aspirateur, elle a commercialisé le premier robot de nettoyage de sol domestique au monde à un prix abordable. Elle dispose désormais d’une gamme de robots aspirateurs et nettoyeurs de sols commercialisés à des prix variant de 300 à 800 €.

Le robot domestique nettoyeur de sol doit remplir les mêmes fonctions de service que sa version industrielle.

L’enjeu, pour le concepteur, est de rendre la machine autonome et d’adapter le produit aux éléments suivants de son environnement :

• la surface à nettoyer, limitée à 80 m2 avant recharge ;
• la nature des obstacles (tapis, meubles, escaliers, etc.).
   

Etude proposée du robot laveur domestique

Accès rapide à la lecture du sujet.

• 1. Réponse au besoin
  • Objectif de cette partie : analyser le besoin à l’origine de la conception du robot et comprendre le fonctionnement général de la solution retenue.
• 2. Principe de détection d’obstacle et de vide
  • Objectif de cette partie : analyser les solutions retenues pour les détections de vide et d’obstacles du robot Scooba, puis déterminer sa vitesse de déplacement optimale.
• 3. Modélisation du comportement dynamique du réducteur de motorisation
  • Objectif de cette partie : vérifier les performances du réducteur de la nouvelle motorisation du robot Scooba 385 pour valider les dimensions et le matériau des roues dentées qui le composent.
• 4. Principe de déplacement et choix de la motorisation
  • Objectif de cette partie : valider la solution retenue pour le déplacement du robot Scooba, tout en respectant les contraintes d’encombrement.
• 5. Contrôle angulaire des roues motrices
  • Objectif de cette partie : mettre au point un contrôle des positions angulaires des roues motrices afin de corriger un éventuel défaut de trajectoire.
• 6. Synthèse
  • Objectif de cette partie : proposer une stratégie d’échappement aux situations de dysfonctionnement du robot Scooba.

Le corrigé est accessible aux seuls enseignants sur demande spécifique, accès à cette demande.