TRICLIPS

 

Triclips - Trépied accrochable facilement au sac à dos

 

 

Sommaire :

I. Introduction
II. Recherche du sujet
   A. Premières idées
   B. Veille technologique
III. Analyse fonctionnelle
IV. Modélisation et solutions techniques
   A. Dessins et maquette
   B. CAO et Simulation
V. Réalisation
   A. Impression 3D
   B. Assemblage
VI.Conclusion

 

 

 

I. Introduction

 

Dans le cadre du Projet S3 – Optimisation produit, nous avons dû concevoir un objet innovant, de la recherche de l’idée à la réalisation. Après un semestre de travail et de recherche, nous pouvons enfin vous présenter le Triclips.

                                                                                                                    

Le Triclips est un trépied qui se range en un seul mouvement sur la bretelle du sac à dos après utilisation. L’appareil photo peut rester accroché au trépied et n’a pas besoin d’être rangé. On a donc la possibilité de continuer à filmer, avec une caméra embarquée par exemple, quand le trépied est sur la bretelle. Quand il est déployé, le Triclips peut être posé sur le sol et permettre l’orientation de prise de vue. Enfin, Le Triclips peut aussi être tenu à la main, pour faciliter la prise d’image avec un smartphone.

Léger et compact, le Triclips s’emmène là où vous le souhaitez.

 

II.Recherche du sujet

A.Premières idées

Chaque membre du groupe a proposé une idée et nous avons étudié chacune de ces dernières. Nous avons donc sélectionné l’idée d’un trépied qui pouvait s’accrocher à la bretelle du sac à dos. En effet, le membre du groupe ayant proposé cette idée, Arnaud Rastetter, est un photographe amateur et a explicité la difficulté qu’il pouvait avoir lors de randonnée lorsqu'il voulait faire des photos. Il est obligé d’avoir un trépied dans son sac à dos ainsi que son appareil photo. Cela n’est pas du tout pratique car il faut du temps pour sortir les deux. Le temps de sortir les deux objets et de les assembler, le photographe peut manquer une jolie photo comme celle d’un animal sauvage. Nous avons donc pensé que ces deux objets devaient être plus facile d’accès. Nous avons fait des recherches afin de trouver une solution et nous avons conclu qu’il faudrait trouver un système afin d’accrocher le trépied à la bretelle, sur lequel nous pouvions laisser l’appareil photo.

Cet aspect ne concerne alors pas que les photographes, mais aussi toute autre personne souhaitant utiliser une caméra embarquée ou un smartphone sans être encombré par ceux -ci.

B.Veille technologique

Après avoir trouvé l’idée du projet, nous avons procédé à des recherches pour vérifier que notre projet était réellement innovant. Nous avons trouvé un système d’attache d’appareil photo à la bretelle du sac à dos, néanmoins ce système ne présentait pas de trépied.

                                                                                     

Voici deux systèmes de fixation d’appareil photo sur bretelle de sac à dos. Cela permet effectivement d’avoir son appareil photo à disposition rapidement. Cependant, dans le cadre d’une prise de vue avec trépied, il est encore nécessaire de fixer son appareil photo sur le trépied rangé dans le sac à dos.

                                                                                                       

 

Voici deux types de trépieds existants. Ces trépieds sont très volumineux et nécessitent d’être rangés dans un sac ou d’être tenus à la main. 

De plus, l’appareil doit être détaché du trépied lors de chaque rangement, ce qui est contraignant pour l’utilisateur et nécessite du temps. 

Notre projet rentre donc bien dans le cadre d’une optimisation produit.

 

 

III.Analyse fonctionelle

Recherche du besoin fondamental du produit :

                                                       
Contrôle de validité de ces besoins :

• Pourquoi le produit existe-t-il ? (cause, origine…)
  - Parce que les systèmes de transport par courroie peuvent être désagréables et engendrer des douleurs dans la nuque
  - Parce que l’utilisateur a parfois besoin d’avoir les mains libres tout en ayant son appareil à portée de main
  - Parce que l’appareil photo nécessite d’être rangé/accroché de manière sécurisée
  - Parce que l’appareil photo doit avoir une position stable pour une prise de vue en pose longue
• Pour quoi ce besoin existe-t-il (finalité, but…)
  - Pour accrocher l’appareil de manière sécurisée sur un sac à dos pendant une activité
  - Pour pouvoir faire des prises de vues avec un support stable
  - Pour être libre de ses mouvements
• Qu’est-ce qui peut le faire évoluer ?
  - Développement d’autre types d’appareils photo
  - Changement de type de sac à dos
• Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ?
  - L’arrêt des activités photographiques
  - L’évolution de l’appareil photo reflex ou des caméras embarquées
• Dans sa forme actuelle, le besoin est-il validé ? OUI

Recherche des milieux extérierus et des différentes fonctions
Situation(s) étudiée(s):

- Phase avec appareil accroché au sac
- Phase de l’utilisation de l’appareil photo et/ou du trépied

Phase d'accrochage :

                                                               

Fonction principale : 

Fp1 : Fixer un appareil photo à la bretelle d’un sac à dos 

Fonctions contraintes :

Fc1 :Ne pas détériorer le sac à dos

Fc2: Résister aux rayonnements lumineux

Fc3: Être adapté au milieu atmosphérique (oxydation, pollution solide/gaz, pluie…)

Fc4: Être peu sensible aux mouvements d’air

Fc5: Être facilement manoeuvrable sans danger pour l’Homme (ne pas blesser l’Homme)

Fc6: Être adapté aux températures extérieures

Fc7: Être d’un design attrayant pour l’Homme (dimension)

Fc8: limiter le déséquilibre du sac à dos (masse trop importante)

Fc9: Ne pas détériorer l’appareil photo

 

 

Phase d’utilisation en mode photo / trépied
                                                                 

Fonction principale : 

Fp1 : Maintenir l’appareil photo dans une position orientable et stable

Fonctions contraintes :

Fc1 : Adaptable à tout appareil photo

Fc2: Ne pas être détérioré par le sol

Fc3: Résister aux rayonnements lumineux

Fc4: Être adapté au milieu atmosphérique (oxydation, pollution solide/gaz, pluie…)

Fc5: Être peu sensible aux mouvements d’air

Fc6: Être facilement manoeuvrable sans danger pour l’Homme et ergonomique (ne pas blesser l’Homme)

Fc7: Être adapté aux températures extérieures

Fc8: Être d’un design attrayant pour l’Homme (dimension)

Fc9 : Ne pas détériorer l’appareil photo

 

 

Tableau de caractérisation des fonctions

- (F0) : niveau impératif

- (F1) : niveau peu négociable

- (F2) : niveau négociable

 

IV. Modélisation et solutions techniques

La première question que nous nous sommes posée est comment accrocher le trépied à la bretelle ? Nous savions qu’un système composé de 2 plaques existait déjà mais nous voulions trouver un système différent. Nous avons alors pensé à une pince mais nous avons vu que ce système existait déjà. De plus, nous aurions dû trouver un ressort avec une force de rappel assez puissante pour pincer suffisamment la bretelle et résister au poids de l’appareil photo qui est assez important. Enfin nous avons pensé à utiliser un système semblable à celui utilisé pour serrer la selle d’un vélo c'est-à-dire un collier de serrage rapide. Nous avons donc commencé à imaginer comment introduire le système de collier de serrage rapide mais nous avons vite réalisé que ce système n’était pas adapté car le rangement du bras de serrage sera assez complexe à introduire. Nous avons donc fini par choisir comme solution de prendre deux plaques que nous allions serrer avec des vis pour pincer la bretelle. Pour fixer le trépied nous allons donc utiliser une rainure qui se glissera sur la plaque du dessus.

                                                                                            

 

 

A. Dessin et maquette

Pour que le trépied puisse se glisser sur la plaque de l’attache sans gêner l’utilisateur, il fallait que, une fois replié, le trépied soit le plus plat possible. Nous avons donc fait en sorte que le trépied se replie sur un plan. 

Concernant les dimensions, nous avons fait plusieurs dessins à échelle réelle puis nous avons testé ces dimensions en pratique grâce à une maquette réalisée en carton.

                                             

 

Cela nous a permis de nous rendre compte des dimensions mais aussi du résultat de nos solutions aux différents problèmes. 

A la suite de la réalisation de ce maquette nous avons décidé de réaliser une plaque de support d’appareil en forme de T afin de changer la position de l’appareil en fonction de l’utilisation, c’est-à-dire horizontale lors de la prise de photo et verticale lorsqu’il est sur la bretelle du sac à dos. 

Nous avons voulu que lorsque le trépied est rangé les pieds soient le plus près possible les uns des autres. Pour cela nous avons décidé de faire 2 pieds avant identiques et complémentaires. Le pied arrière qui supporte le poids de l’appareil lorsqu’il est accroché à la bretelle devait donc être plus gros. 

Nous avons aussi pensé que la partie sur laquelle étaient fixés les 2 pieds avant devrait pouvoir rentrer dans le pied arrière afin que le trépied soit plus compact.

 

B.CAO et Simulations

Pour réaliser le modèle CAO de notre projet sur CREO, nous avons modélisé chaque pièce, puis nous les avons assemblés avec les bonnes liaisons.  

Lors de la réalisation du modèle 3D nous nous sommes aperçu de critères à rajouter.

• La plaque arrière qui se fixe à la bretelle ne doit pas être trop imposante afin de ne pas gêner l'utilisateur.
• Les pieds du trépied doivent être arrondi au bout afin d’avoir une meilleur stabilité lorsqu’il est posé au sol

 

                                       

Nous avons essayé de prendre en compte le poids de l’appareil photo sur l’ensemble lorsque nous avons créé le plateau de fixation de l’appareil. Nous avons choisi de réaliser une simulation sur ce plateau en imposant une force de 14 N (Équivalent à une masse d’environ 1,4 kg, largement supérieur à la masse d’un reflex de 1,4 kg). Avec le résultat de la simulation nous pouvons voir que la déformation de la pièce est très faible (inférieure à 0,6 mm).

                                       

 

Avec une force verticale de 14 N appliquée sur le pas de vis, on suppose que la force verticale exercée sur les deux pieds avant est de 7 N.

                                                   

• Cas extrême où  θ = 45° et Ф = 0°

Alors la force normale est d’environ Fn = 7/2  x sin(45) = 2,47 N 

• Cas extrême où θ = 0° et Ф = 90° , Alors la force Fv = 7/2 = 3,5 N 

 

Voici les résultats de la simulation avec ces valeurs numériques.

 

 

Les déformations sont négligeables pour notre application.

 

V.Réalisation

A.Impression 3D

Nous avons choisi de réaliser votre trépied en ABS car il nous fallait un matériel rigide mais qui reste léger. Ainsi à la suite de ce choix nous avons décidé d’imprimer les pièces de notre trépied à l'aide de l'imprimante Fortus. Enfin, nous avons conclu qu’il serait judicieux d’utiliser la découpeuse laser afin de réaliser une gravure du logo de l’INSA sur une pièce en ABS.

Après les premières impressions nous avons pu constater qu’il y a avait des améliorations à apporter. Nous avons réimprimé la plaque arrière pour qu’elle soit plus petite et que les coins soient arrondis, et donc plus confortable à porter. Nous avons aussi réimprimé le pied arrière pour le rendre plus fin, surtout au niveau de l'écrou papillon.

 

                                        

 

 

B.Assemblage

Après le limage de certaines pièces nous avons pu procéder à l’assemblage.

Nous voulions d’abord utiliser un écrou papillon pour serrer et desserrer les deux pieds avant du trépied. Finalement nous  avons eu l’idée de le remplacer par un écrou classique emboîté dans une pièce en ABS moletée. Cela permet non seulement un serrage de la vis facile à la main, mais aussi que l’avant du trépied soit plus plat. 

Après le montage, nous avons remarqué que les pieds avant pouvaient glisser. Nous avons donc décidé de mettre un joint en caoutchouc entre la surface de contact entre les deux pieds pour que le serrage soit plus stable.

 

                                       

 

Pour rajouter le logo insa sur un des pieds avant du trépied, nous avons utilisé une graveuse laser. Après avoir importé le logo insa sur le logiciel de dessin de la machine, nous avons fait plusieur tests sur une ancienne pièce pour être sûrs de la puissance à utiliser.

                                       

 

VI.Conclusion

Ainsi, pour conclure, ce projet d'optimisation de produit nous a permis d'obtenir une première approche de la conception d'un produit. En effet, effectuer l'intégralité d'une conception de la recherche du besoin jusqu'au produit final en passant par des solutions différentes, plusieurs modèles de CAO, des simulations et de l'impression des pièces,est quelque chose de nouveau pour nous. Bien qu'en tant que futurs ingénieurs nous n'effectuerons pas nécessairement cette démarche jusqu'au bout en entreprise, ce projet nous a fait comprendre toutes les étapes du processus. Ce projet nous a également permis d’améliorer nos capacités à communiquer pour travailler en groupe.

Notre prototype assure les fonctions que nous voulions, hormis le support de carte SD.

En guise d'améliorations possibles pour d'éventuelles versions futures de notre prototype nous aurions : Ajouter, un système de verrouillage de la glissière afin que le trépied reste en position peut importe l’orientation du support accroché sur la bretelle. Ajouter un support de carte SD ainsi qu'optimiser les dimensions de la pièce noire centrale (son volume pourrait être réduit par exemple). De plus, la surface en contact direct avec l’appareil photo pourrait être couverte de caoutchouc. Cela permettrait un frottement plus élevé entre l’appareil et le trépied pour obtenir une liaison encastrement pouvant transmettre plus d’efforts.

 

 

Diagramme de Gantt