Système de lentilles guidé à lames flexibles (CSEM)
Travail de bachelor 2014 (HE-ARC)
Candidat : Thomas Romano
Professeur He-Arc : J-M Kissling
Responsable CSEM: A.Pollini
Expert mécanique CSEM: I. Kjelberg
Description
Le but de ce projet est de concevoir, monter et tester un démonstrateur tri-stable de positionnement de lentilles, pour le CSEM (Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique). Trois différentes positions fixes de la table (en butée à gauche, au centre et en butée à droite) ont pour effet d’obtenir trois choix de divergence du flash d’une caméra 3D TOF (time of flight). Le système réalisé doit répondre au mieux aux exigences spatiales. Le système conçu consiste en une table guidée par deux groupes de lames parallèles flexibles en aluminium dur. L’actuation de la table se fait grâce à un « voice coil » (moteur linéaire).
Réalisation d’un démonstrateur
Conception mécanique
Dessins, dimensionnements, calculs,
conception CAO et plans
Partie électronique
Moteur linéaire et composants électroniques
Montage mécanique
Vérification des pièces et montage du système
Tests du système
Définir la force nécessaire pour aller en butée
Le démonstrateur réalisé comporte deux groupes de deux lames flexibles parallèles en aluminium dur d’une épaisseur de 1mm. Les lames sont munies de 10 trous chacune. Deux lames de renfort (aussi avec une épaisseur de 1mm) peuvent êtres rajoutées à chacune des lames simples pour diminuer l’effet de torsion en forme de S des lames. Une autre combinaison de lames était prévue: deux lames en forme de H (une de chaque côté de la table). Faute de temps, ces lames en H n’ont pas pu être fabriquées ni testées.
Lien: photos du démonstrateur
Dessin 3D du système développé (2014)
Résultats
Le système conçu prend énormément de place en hauteur (plus de 29cm). L’actuateur, un voice coil de forme ronde a seulement un jeu sur chaque côté de 0.38mm. La descente verticale maximale permise pour la table n’est donc que de 0.38mm environ. Etant donné le jeu du voice coil et la course demandée (environ 12mm dans chacune des deux directions), la longueur des lames doit obligatoirement être d’environ 26cm.
Perspectives
Il serait judicieux pour le prochain démonstrateur de faire sur mesure un voice coil de forme oblong, avec un grand jeu vertical. Il permettrait un déplacement vertical de la table guidée plus important et la longueur des lames serait alors nettement plus courte. On pourrait ainsi diminuer la longueur des lames d’un facteur 4 en tout cas.