Etude sur le lancé De Ballon

Lanceur Volley

Système de propulsion du ballon

Choix de la technologie :

Pour lancer un projectile tel un ballon, il existe différentes techniques : le percuteur, les galets, un gaz sous pression … Notre choix c’est orienté vers un percuteur à ressort, car celui-ci permet un fonctionnement plus simple, plus fiable du système de commande et de transfert d’énergie. L’énergie du moteur est transférée au ressort, qui la restitue au percuteur, qui lui-même la transmettra au ballon. Cet échange d’énergie du percuteur au ballon de fera sous la forme d’un accompagnement sur quelques centimètres et non sous la forme d’un choc qui rend plus difficile l’appréciation de l’énergie transférée du fait de la forte déformation du ballon.

Pour le moteur on avait le choix entre trois technologies : thermique, pneumatique ou électrique. Le thermique fut immédiatement écarté du fait de sa grande pollution sonore et aussi par l’obligation d’évacuer les gaz d’échappement en dehors du gymnase. Le pneumatique quant à lui est plus difficile de mise en œuvre qu’un électrique du fait de la difficulté de sécurisé l’alimentation dans ces conditions, éviter les risques de fuites, d’usure, de coupure du flexible mais aussi la difficulté d’avoir un alimentions en air comprimé suffisante et assez puissante. Donc le choix de l’électrique c’est fait alors évident.

Pour utiliser un percuteur à ressort avec un moteur électrique, il faut transmettre l’énergie au percuteur puis désaccoupler les deux quand ce dernier revient vers le ballon. Pour ce faire nous avons choisi une crémaillère sur le percuteur et un engrenage à denture incomplète sur le moteur. En effet lorsqu’on remonte le percuteur l’engrenage agit sur la crémaillère une fois la course entièrement effectuée vu qu’il n’y a plus de dents le moteur se désaccouple totalement du percuteur cela permet de faire tourner le moteur dans un seul sens. Pour lancer ballon par ballon il suffit de faire faire un tour au moteur et pour un lancer continu de ballon il faut faire tourner l’engrenage à la cadence voulu dans notre cas dix tours par minutes.

Calcul et dimensionnement :

Energie du groupe ballon-percuteur :

On utilise la formule suivante du fait qu’on ne tient pas compte des taux de rotation on utilise la formule suivante :

E=1/2 mv^2

Masse ballon (kg) 0,28 Energie (J)

Masse percuteur (kg) 0,55

Vitesse maxi (m/s) 34 479,74

Vitesse mini (m/s) 2,7 3,02535

Dimensionnement des ressorts :

Au vu des la grande plage nécessaire pour répondre au cahier des charges on décide d’utiliser deux ressorts, un pour la phase de passe, l’autre pour celle de smatch et de service.

E=1/2*k*l^2 avec k∶raideur du ressort et l∶l'allongement

Vitesse (m/s) Energie (J) Raideur (N/m) Allongement (m)

Ressort 1

Vitesse maxi (m/s) 34 479,74 13000 0,27167288

Vitesse mini 8,3 28,58935 0,066320144

Ressort 2

Vitesse

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