Lyr'bride

 

PRESENTATION :

 

La musique suivant les avancés de la technologie, les appareils numériques sont devenus au fil des années un nouveau support de partition particulièrement pratique pour les musiciens. Facile à mettre en œuvre pour un musicien "statique", l'utilisation des partitions numériques est cependant plus compliquée pour un musicien en mouvement (fanfares et autres formations mobiles). Les musiciens de fanfares utilisent habituellement un porte-partition dénommé "lyre". Ce système se fixe directement sur l'instrument, mais il permet uniquement le maintien de partitions papier. C'est pourquoi nous avons choisi de travailler sur une lyre pouvant accueillir une partition soit sous format numérique avec la possibilité d'installer un téléphone sur le système, soit sous format papier conventionnel. En référence à sa fonction de lyre et sa caractéristique hybride, nous avons nommé notre objet Lyr’bride.

 

 

 Quel est l'intérêt d'un tel système ?

 

Les musiciens ont très vite adopté le numérique et ce tout d'abord pour des raisons pratiques. Nous pouvons avoir une quantité conséquente, voir illimitée, de partitions sur un support numérique. Ainsi nous pourrions changer de partition de façon simple et rapide avec le téléphone, contrairement aux partitions papier qui elles demandent toute une manipulation sur une lyre classique. L'idée de notre projet est de permettre au musicien d'utiliser son portable ou une partition papier lors de déplacements physiques.

 

 

ETAT DE L'ART:

 

A ce jour, il n'existe aucun système équivalent. Néanmoins, il existe de nombreux porte-portables adaptés pour une utilisation dans les voitures. Différents types d'attaches sont utlisés : sur la grille d'adhéaration, ventouse sur la fenêtre.. Mais il n'existe pas de système pouvant s'attacher sur une partie cylindrique comme c'est le cas pour Lyr'bride. 

 

        

 

 

ANALYSE FONCTIONNELLE :

 

                Bête à corne :

 

 

Validation du besoin :


Diagramme pieuvre :               


 

 

 

Cahier des charges fonctionnel :

 

 

 


Etudes des solutions viables pour chaque système :

 

Notre analyse fonctionnelle nous a permis de déterminer les différents composants de Lyr’bride : il faudra qu’elle ait 3 parties : une partie permettant d’attacher Lyr’bride à l’instrument, une autre permettant d’attacher le téléphone sur Lyr’bride et enfin une partie intermédiaire permettant de faire pivoter le téléphone.

 

Système d’attache du téléphone : Nous avons débuté nos recherches en nous intéressant à la manière d’attacher le téléphone à Lyr’bride. Cette solution doit permettre de maintenir fermement le téléphone pour qu’il ne tombe pas et de pouvoir le mettre en format paysage ou portrait.

1)      Système de pince à linge : Nous avons d’abord pensé à un système de pince, s’inspirant du système de la pince à linge ayant pour avantages l’universalité des téléphones pouvant être attachés. De plus, un tel système permet une mise en place facile du téléphone et permet également de la faire pivoter. Cependant, nous avons du mettre cette idée de côté car elle nécessitait de rajouter une couche antidérapante pour que le téléphone ne glisse pas sur le plastique et la forme particulière de la pince ne permettait pas, ou c’était très difficile, de rajouter un support pour une traditionnelle partition papier, ce qui ne répondait donc pas au cahier des charges.

 

 

2)      Système de pince à 4 branches : Nous avons ensuite pensé à un système de pince à 4 branche permettant alors d’avoir un support permettant une orientation en portrait ou paysage, et un bon maintien du téléphone. Cependant, ce système semblait complexe : il fallait trouver un système permettant de régler et serrer les 4 pinces.

 

 

3)      Système magnétique : Pour résoudre le problème de complexité, nous avons également pensé à un système utilisant un support aimanté. En effet, en attachant une autre partie aimantée sur le téléphone, un tel système permet de positionner très facilement le téléphone, de l’orienter très facilement aussi et en général cela permet de bien maintenir le téléphone pour qu’il ne tombe pas. Cependant, il ne nous semblait pas pertinent d’utiliser un système magnétique sur un instrument en métal, c’est pourquoi nous avons rapidement abandonné l’idée.

 

 

4)      Système de pince coulissante : Enfin, nous nous sommes intéressé  à un système de pince coulissante. Ce système est composé d’une partie fixe et d’une partie mobile, qui coulisse dans la partie fixe. Cela permet de régler la longueur entre les deux parties. Par ailleurs ce système semblait relativement facile à modéliser et réaliser, c’est pourquoi nous l’avons choisi.

 

 

 

Système d’attache de Lyr’bride à l’instrument : Il a ensuite fallu choisir un système nous permettant de fixer Lyr’bride à l’instrument. Tout comme le système pour accrocher le téléphone, ce système se doit d’être bien maintenu en position. Par ailleurs, la forme cylindrique des instruments sur lesquels se fixerait notre Lyr’bride ajoute une difficulté supplémentaire car il ne faut pas que le système pivote autour de l’axe de l’instrument.

1)      Système de sangle en plastique déformable : Nous avons dans un premier temps évoqué un système de sangle composé d’une partie en plastique déformable avec des trous, correspondant à la sangle et une autre en plastique rigide muni d’un crochet pouvant être introduit et maintenu dans un des trous. Nous avons imaginé ce système en s’inspirant du bracelet de montre. Cependant, ce système nécessite d’imprimer une pièce en deux matière ou d’imprimer deux pièces en deux matières différentes et donc de penser ensuite à un système pour les accrocher. Par ailleurs, un tel système présente des limites puisqu’il faut pouvoir serrer correctement la sangle pour que Lyr’bride soit maintenue fermement en position sur l’instrument. Or, il est possible que lors de la fermeture de la sangle, la taille de fermeture idéale ne soit pas possible car se situant entre deux trous. En fermant sur le premier trou, le diamètre de la sangle étant trop important, Lyr’bride pivoterait autour de l’instrument, et sous l’action du poids, se retrouverait à l’envers et l’élasticité insuffisante de la sangle ne permettant pas d’atteindre le trou suivant. Il a donc fallu imaginer un système permettant d’obtenir n’importe quel diamètre.

 

 

2)      Système de scratch : Suite aux limites du système de sangle, nous avons ensuite pensé au système de scratch. Ce système ne présentant que des avantages, ou presque : il faut juste ajouter une couche antidérapante à l’intérieur du scratch pour être sûr que Lyr’bride ne pivote pas autour de l’instrument par glissement, nous l’avons sélectionné pour notre attacher notre objet à l’instrument.

 

Système pour faire pivoter le téléphone : Dans une dernière partie, il a fallu penser à un système liant les deux précédant et permettant de faire pivoter le téléphone autour de l’axe normal à celui de l’instrument, l’angle entre le musicien et l’instrument qu’il joue étant différent selon les instruments.

1)      Liaison rotule

Nous avons tout d’abord pensé à une liaison rotule permettant d’avoir 3 degrés de libertés en rotation, ce qui permet ainsi au musicien d’orienter le téléphone comme il le souhait : autour de l’axe de l’instrument, autour de l’axe perpendiculaire à l’instrument et autour de Lyr’bride elle-même. En effet, nous avions pensé à l’origine à positionner la pince permettant d’accrocher des partitions papiers à l’arrière de Lyr’bride, ce qui nous aurait permis d’utiliser à la fois les partitions numériques et les partitions papiers en tournant Lyr’bride à 180°.

Cependant, nous avons été confrontés à la difficulté de produire une liaison rotule qui était trop compliquée à usiner, c’est pourquoi nous nous sommes tournés vers l’achat d’une rotule usinée, à intégrer à notre système. Mais nous nous sommes aperçu que cela allait être compliqué car nécessitant l’ajout d’insert métallique pour visser. Nous avons donc revus les attentes du système et nous sommes aperçus que nous pouvions remplacer cette liaison.

 

2)      Liaison pivot

Après avoir revu notre projet et son cahier des charges, nous nous sommes aperçus que le seul degré de liberté nécessaire correspondait à la rotation autour de l’axe normal à l’axe perpendiculaire à l’instrument, puisque nous désirons une lyre hybride et que l’inclinaison entre le musicien et son instrument varie en fonction de l’instrument. Nous avons donc sélectionné la liaison pivot. La difficulté était alors de trouver la liaison pivot la plus simple à usiner mais permettant un maintien en position important, nous avons donc pensé à un système à cran et recherché différents systèmes. Nous avons finalement opté pour une pivot fonctionnant par déformation du plastique à l'aide de crans définis par la forme octogonale de l'arbre et de l'alésage.

 

Bilan : Nous avons donc finalement sélectionné un système de pince coulissante pour permettre d'accrocher le téléphone, un système de velcro pour attacher Lyr'bride à l'instrument et une liaison pivot pour notre maquette. Le choix de ces différentes solutions techniques nous donne le graphe des liaisons suivant : 

Pièce 1 : Pince (permettant d'accrocher le téléphone)

Pièce 2 : Base de la pince (Partie fixe de la pince)

Pièce 3 : Platine (Permettant l'accrochage de Lyr'bride sur l'instrument)

Liaison 12 : Liaison pivot d'axe x

Liaison 23 : Liaison glissière d'axe y

 

 

DEVELOPPEMENT DE LA PIECE

 

 Après avoir selectionné les solutions techniques viables et adaptées à notre système, nous avons pu débuter la conception (CAO) de notre pièce. Il a donc fallu réaliser trois pièces puis les assembler. 

Nous avons alors obtenu la pièce suivante : 

 

 

Cependant, nous nous sommes aperçus que notre CAO présentait quelques défauts. En effet, nous sommes partis sur des épaisseurs très conséquentes dans l’idée « d’avoir une structure résistante ». Or après discussion avec le professeur nous avons conclu qu’une épaisseur de 3 mm devrait être amplement suffisante. En effet, le plastique utilisé pour imprimer en 3D (ABS) est suffisament résistant pour de très fines épaisseurs et une épaisseur trop importante ou répartie hétérogènement entraînerait des retassures.

Une fois les trois parties de notre système modélisées, il ne nous manquait plus qu’une seule fonction à rajouter : la possibilité de faire tenir une partition papier. Sur la partie supérieure nous avons intégré un système permettant de tenir une feuille. Pour ce faire nous avons choisi de créer une « rainure à créneaux » dans la partie supérieure de la pince.

La première impression de la pince avait pour but de mettre en évidence les parties de la pièce à retravailler, sur le point de la dimension, sur le bon fonctionnement de la liaison pivot et sur l’efficacité de la rainure pour la feuille.

Voici le résultat obtenu lors de cette première impression : 

 

 

Après impression, nous avons pu relever plusieurs points à améliorer. En effet, notre liaison glissière ne fonctionnait pas car la partie fixe ne rentrait pas dans la partie mobile en raison d'un excès de matière dû à un défaut d'impression (nous n'avions pas de support). Il était alors nécéssaire de redimensionner la pièce afin de laisser un jeu plus important. Par ailleurs, la liaison pivot ne fonctionnait pas non plus, car la pièce a cassé au moment d'assembler la partie fixe de la pince avec la platine. De plus, les crochets destinés à accrocher le ressort étaient bien trop petits pour y accrocher quelconque ressort. Enfin, l'impression de la partie permettant d'accrocher une partiton papier n'a pas non plus été concluante, il a donc fallu réfléchir à un autre système. Nous avons donc refait intégralement la CAO de notre pièce en fonction des problèmes relevés lors de la première impression. 

 

Voici le résultat de la deuxième impression : 

 

Cette fois, nous avons obtenu des dimensions optimales. En effet, la plupart des téléphones peuvent être attachés en format portrait et paysage. De plus, nous avons obtenu une glissière avec un ajustement correct permettant de faire glisser facilement la partie mobile le long de la partie fixe sans avoir trop de jeu. Les crochets avaient également une bonne dimension. Cependant, nous avons à nouveau eu un problème avec le support de fixation. En effet, en essayant d'emboîter les deux pièces, le support a de nouveau cassé. Il a donc fallu réfléchir à une autre système de pivot car le plastique n'est pas assez élastique pour pouvoir emboîter les deux pièces. Afin de ne pas devoir réimprimer une nouvelle pièce en entier, nous avons choisi de conserver les parties fixes et mobiles et de modifier les dimensions et uniquement réimprimer le support. Nous avons donc décidé de faire un trou de part et d'autre de la partie fixe et de régler et bloquer la rotation à l'aide d'une vis papillon. Quand à la posibilité de fixer des partitions papiers, nous avons décidé d'utiliser un système de magnet.

 

RESULTAT FINAL

 

 

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