Banc d`essai pour frein de vélo - Réseau Trans-tech

Banc d’essai pour frein de vélo
HYPOTHÈSE DE DÉPART et RISQUE
AVANCÉE TECHNIQUE OU TECHNOLOGIQUE
NEVIO DESIGN est une PME qui
se spécialise dans la conception et la
commercialisation de composantes de
vélo de route haute performance.
Au départ, nous savions que le défi était de concevoir un banc d’essai pour
frein de vélo. De plus, l’équipement devait être instrumenté pour contrôler et
mesurer en continu, la force sur le levier de freinage ainsi que la force et la
distance de déplacement sur le câble et la vitesse de la roue.
Afin d’appuyer le développement de ses
modèles de frein, l’entreprise voulait
réaliser des essais normalisés pour
caractériser l’efficacité de ses freins et
également pour comparer les résultats
avec d’autres systèmes de freinage.
Nous devions faire le choix des technologies qu’il nous fallait utiliser pour
répondre à tous nos objectifs, pour contourner certaines difficultés techniques
et aussi pour respecter les coûts. Nous devions inclure un système d’acquisition
de données performant pour les divers instruments et une interface d’opération
pour commander, ajuster et analyser les essais. Il faut noter que nous étions
limités à un circuit de 120V - 15A.
Actuellement, il n’existe pas de banc d’essai aussi complet. Ceux qui ont été
trouvés, mesurent la distance de freinage afin d’être à l’intérieur de la norme
européenne EN14781. Celle-ci stipule
qu’un cycliste de 100 kg, allant à une
vitesse de 25 km/h et qui applique
une force de 450 N au levier doit être
en mesure de freiner sur une distance
inférieure à 12 mètres.
CONTEXTE
Équipe de réalisation :
• BLAIS, Martin, concepteur en mécanique au
Centre de production automatisée
• CHOUINARD, Stéphane, ing., enseignant en
technique de génie électrique
• DESBIENS, Laval, ing., chargé de projets
au Centre de production automatisée
• SIMARD, Pierre-Olivier, ing. junior, chargé de
projet au Centre de production automatisée
Note : Le prix d’un frein de vélo « haute performance » peut atteindre facilement 1500 $, ce qui est inversement proportionnel au poids (95 grammes).
RÉSULTATS
Le résultat est un banc d’essai innovateur qui satisfait les exigences du
partenaire. Celui-ci atteint les objectifs
définis au départ.
MÉTHODOLOGIE
Le banc d’essai a été séparé en diverses fonctions et pour chacune d’entre elles,
nous avons fait une analyse poussée pour déterminer la façon de faire.
Pour l’instant, il n’y a pas de phase
supplémentaire qui est prévue au
projet. Par contre, il existe des possibilités
pour que le partenaire nous demande de
générer des rapports, lorsque son protocole d’essai sera définitif.
Rotation : Moteur triphasé relié à une
commande électronique de vitesse que
nous alimentons avec une tension en
monophasé. Cette commande permet
de sélectionner la vitesse désirée. Une
roue d’inertie de 218 kg est accouplée au
moteur et un encodeur mesure la vitesse.
Un frein électrique ainsi qu’un système
d’embrayage complètent le tout.
Freinage : Le levier de freinage est actionné par un muscle pneumatique.
Ce dernier est relié à une valve proportionnelle (commande) et une cellule de
charge (mesure). Un transmetteur de position mesure l’étirement du câble et
une 2e cellule de charge mesure la force. Enfin, une sonde de température
mesure l’échauffement de la jante de roue.
Sécurité : Les utilisateurs sont protégés par des gardes grillagés au pourtour.
Il est impossible de démarrer la machine si la porte n’est pas fermée et d’y
entrer si la roue tourne.
Acquisition de données : Cartes de contrôle et d’acquisition de National
Instruments complétées pas le logiciel LABVIEW pour les interfaces de
commande, de lecture et d’acquisition.
L’innovation vient du fait que le banc
d’essai mesure la performance maximale
d’un système de freinage et ce, pour
différentes plages de vitesse, pour
différentes conditions (sec/pluie) et pour
diverses variation de force au levier. De
plus, le banc peut simuler des vitesses de
0 à 75 km/h.
TRANSFERT TECHNOLOGIQUE
Le partenaire a été
d’observations et de
les dimensions de la
composantes de vélo,
impliqué aux diverses étapes du projet en y allant
recommandations. Il a d’ailleurs calculé le poids et
roue d’inertie qu’il désirait. Étant des spécialistes de
le transfert s’est fait dans les deux sens.
Le banc d’essai a déjà servi à divers tests afin de comparer certains freins que
NEVIO a en sa disposition. Les données analysées démontrent qu’il y a des
différences marquées entre les divers freins comparés.
Enfin, l’entreprise est autonome sur la fonctionnalité du banc.
COMPÉTITIVITÉ
Le banc d’essai permet à l’entreprise
d’améliorer ses produits. De plus,
il peut servir à analyser les forces
et les faiblesses de produits de la
compétition.
PROPRIÉTÉ INTELLECTUELLE
La propriété intellectuelle appartient au partenaire.
Enfin, l’entreprise pourra éventuellement offrir des services d’analyse de
frein de vélo.
RETOMBÉES SUR LA FORMATION
PARTENAIRES
Un enseignant a été libéré de 20 % de sa tâche pour participer à la conception
et à la programmation de l’appareil. Celui-ci a dû se familiariser avec le logiciel
LABVIEW et les diverses composantes de contrôle de National Instruments. Les
connaissances acquises seront partagées avec les enseignants et étudiants par
des démonstrations.
FINANCEMENT
Ce projet a été financé par le Programme d’Aide à la Recherche Technologique
(PART).
20
en rése ans
au
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