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Modélisation 3D de notre robot

Dans cette page vous sera présenté la modélisation en 3D réalisé de notre robot

Maquette 3D de notre Robot

Dans le cadre de notre projet nous avons construit et programmé un robot. Nous l'avons doté d'un certain nombre de capacités, de fonction, ( le déplacement, la vue,...). Mais nous avons ensuite décidé qu'il serait enrichissant de réaliser une maquette 3D pour apporter des modifications/améliorations à notre robot que nous n'aurons pas forcément le temps ou les moyens d'apporter à notre maquette.

Reproduction de la maquette

Vue 3D du robot au début Le travail éffectué ici n'est pas un travail de création. Nous nous étions procuré un chassis pour notre robot et avons construit celui-ci atour de ce chassis. Le travil à donc été, dans un premier temps de reproduire à l'identique le robot déjà fabriqué ( du moins les parties appartenant au chassis ).
Nous avons donc utiliser le logiciel de modélisation 3D SolidWorks, logiciel facil d'utilisation, éfficasse avec de nombreuse option de modélisation, et fourni par notre lycée. Il a dabord fallu faire des mesures précises du robot, de tous ses composants ( roues, plateforme,...). Il ne suffisait plus ensuite qu'à assembler les différentes pièces.

Vue 3D du robot à l'intermédiare

Le choix d'une amélioration 3D

Notre robot pouvant intervenir dans différents scénarios ( zone chimiquement contaminée, sauvetage dans des décombres,...) Il a fallu choisir un pour donner un exemple d'amélioration. Nous avons choisi l'intervention dans une centrale nucléaire , avec fuite radioactive et danger pour l'être humain.
Une simple particule chargée de haute énergie traversant un matériau semi-conducteur est susceptible d'injecter des centaines d'électrons dans la bande de conduction, accroissant le bruit électronique et provoquant un pic de signal dans un circuit analogique, ou faussant les calculs dans un circuit numérique. à plus forte énergie, c'est la qualité même des matériaux, et par conséquent leurs propriétés physiques, qui peut être définitivement dégradée, conduisant à la destruction pure et simple du composant irradié. C'est un problème particulièrement critique pour l'électronique des satellites et des vaisseaux spatiaux, de l'aviation militaire, et des installations nucléaires.Les composants électroniques de notre robot pourraient donc subir des dysfonctionnements et dégradations causés par des rayonnements électromagnétiques et les particules subatomiques énergétiques rencontrés dans l'environnement des réacteurs nous avons décider de créer une coque blindée en plomb ( meilleur protection contre les rayonnement radioactif à ce jour ). pour notre robot.


Durcissement



Le durcissement est un mode de conception des composants électroniques, permettant de les protéger contre les rayonnements ionisants désigne un mode de conception, de réalisation et de test des systèmes et composants électroniques pour les rendre résistants aux dysfonctionnements et dégradations causés par des rayonnements électromagnétiques et les particules subatomiques énergétiques rencontrés lors des vols spatiaux ou en haute altitude, ainsi que dans l'environnement des réacteurs nucléaires, voire lors d'opérations militaires.
La plupart des composants "durcis" face aux rayonnements ionisants sont des adaptations de composants du marché, réalisés selon des procédés destinés à limiter les effets des radiations sur les matériaux qui les constituent. En raison de la complexité de ces adaptations, le développement de tels composants, destinés à un marché de niche, prend du temps et revient cher. C'est la raison pour laquelle ces composants offrent des performances souvent très en retrait par rapport à leurs équivalents contemporains du marché.


Dommages dus aux rayonnements ionisants



Une simple particule chargée de haute énergie traversant un matériau semi-conducteur est susceptible d'injecter des centaines d'électrons dans la bande de conduction, accroissant le bruit électronique et provoquant un pic de signal dans un circuit analogique, ou faussant les calculs dans un circuit numérique. à plus forte énergie, c'est la qualité même des matériaux, et par conséquent leurs propriétés physiques, qui peut être définitivement dégradée, conduisant à la destruction pure et simple du composant irradié. C'est un problème particulièrement critique pour l'électronique des satellites et des vaisseaux spatiaux, de l'aviation militaire, et des installations nucléaires.


Principales sources d'exposition


Les principales sources d'exposition aux rayonnements ionisants sont : le rayonnement cosmique dans l'espace ainsi que dans l'atmosphère à haute altitude, et bien entendu les réactions nucléaires dans les centrales nucléaires ou lors d'explosions de charges nucléaires ou thermonucléaires.

Les rayons cosmiques proviennent de toutes les directions et sont composés à près de 90% de protons, 9% de particules alpha et 1% d'électrons rayonnement bêta -, avec quelques ions lourds particulièrement énergétiques ainsi que des rayons X et ultraviolets. Certains matériaux des boîtiers électroniques peuvent produire, par désintégration, des particules alpha.
Les réactions nucléaires génèrent différents types de particules :
  • des photons X
  • des photons gamma
  • des neutrons


Les méthodes employées pour rendre les composants électroniques résistants aux radiations sont généralement désignées du terme anglais radiation hardening, et de tels composants sont dits rad-hard ; les termes français radiodurcissement et radiodurci, qui seraient équivalents, ne se rencontrent quasiment jamais dans la littérature.

Conception de la première coque

image_robot_coque_radiation Nous avons donc commencer à réaliser la première esquisse de coque de protection pour notre robot. Mais nous nous sommes vite rendu compte de son inefficacité ( voir shéma sur la photo ). En effet cette première coque n'empéchait absolument pas les particules et poussières radioactives de pénétrer à l'interieur du robot et d'atteindre les composants électroniques.

Conception de la coque

Nous avons donc recommencé la conception d'une nouvelle coque qui serait plus éfficace. Nous avons donc réaliser la coque que nous présentons aujourd'hui comme la coque finale de notre projet. La plus aboutie. Elle présente encore quelque défauts que nous n'avons pas encore corrigé. A savoir: les roues sont totalement exposées aux rayonnements radioactifs, il faut donc les jeter après chaque opération en milieu radioactif. Il faudrait aussi réaliser une antennes pour premettre la communication par bluetooth. Il faut ensuite blinder la caméra, ainsi que l'objectif ( en verre plombé par exmple ) car nous n'avons pas encore trouvé de solution pour capturer des images sans exposer la camera sans lui retirer sa mobilité.

Vue en 3D de la deuxième coque du robot

Vue finale du robot avec son amélioration

vue du robot final

Voici donc une amélioration que nous pourrions apporter à notre robot dans le cadre d'une intervention dans un milieu radioactif. Pour plus de sécuriter il vaut tout de même mieu blinder les cables et les composants. L'utilisation de matériel fabriqué par méthode de durcissement est à privilégiéLe.Le durcissement des composants électroniques contre les rayonnements ionisants désigne un mode de conception, de réalisation et de test des systèmes et composants électroniques pour les rendre résistants aux dysfonctionnements et dégradations causés par des rayonnements électromagnétiques et les particules subatomiques énergétiques rencontrés lors des vols spatiaux ou en haute altitude, ainsi que dans l'environnement des réacteurs nucléaires, voire lors d'opérations militaires.
La plupart des composants "durcis" face aux rayonnements ionisants sont des adaptations de composants du marché, réalisés selon des procédés destinés à limiter les effets des radiations sur les matériaux qui les constituent. En raison de la complexité de ces adaptations, le déveloProjetment de tels composants, destinés à un marché de niche, prend du temps et revient cher. C'est la raison pour laquelle ces composants offrent des performances souvent très en retrait par rapport à leurs équivalents contemporains du marché. Nous pourrions aussi envisager l'utilisation de ce type de coque dans d'autre opération (militaire, spacial,...)