Elasto Proxy fabrique des pièces pour véhicules terrestres sans pilote (UGV) pour l’étanchéité et l’isolation. Cet article offre un aperçu au niveau de l’ingénierie sur la façon et l’endroit où ces pièces sont utilisées.
Les véhicules terrestres sans pilote (UGV) ont besoin de pièces en caoutchouc et en plastique capables de résister aux terrains difficiles, aux températures extrêmes, à la poussière, aux produits chimiques, à l’eau, aux chocs et aux vibrations. Qu’il s’agisse d’un petit robot chenillé pour une ferme ou d’un grand transporteur logistique autonome pour une armée, l’étanchéité et l’isolation doivent protéger l’électronique embarquée, les groupes moto-propulseurs, les capteurs et les charges utiles.
Elasto Proxy prend en charge le prototypage et la production d’UGV au Canada, aux États-Unis et en Europe. Nous fournissons des pièces faites sur mesure en caoutchouc et en plastique pour les véhicules terrestres sans pilote utilisés dans des applications militaires ou civiles. Parmi les exemples, on retrouve les sceaux et joints en caoutchouc, l’isolation thermique, les supports de vibration, les bottes moulées et le blindage EMI.
Continuez à lire pour en savoir plus, et contactez Elasto Proxy si vous concevez un véhicule terrestre sans pilote et si vous avez besoin de solutions personnalisées d’étanchéité et d’isolation. En plus de la fabrication sur mesure, nous offrons des services à valeur ajoutée comme l’aide au choix des matériaux : un aspect clé dans la conception de pièces UGV en raison du grand nombre de matériaux disponibles.
Les termes robots agricoles et UGV agricoles sont parfois utilisés de façon interchangeable.
L’environnement des véhicules terrestres sans pilote
Les UGV font face à des défis environnementaux et mécaniques différents de ceux des véhicules de surface sans pilote (USV) et des véhicules sous-marins sans pilote (UUV). Au lieu de pression hydrostatique ou de corrosion par eau salée, un véhicule terrestre sans pilote doit résister à :
- Intrusion de poussière, de sable et de particules, surtout dans les environnements désertiques ou miniers;
- Boue et eau, y compris des lavages à haute pression pour un nettoyage périodique;
- Chocs et vibrations causés par un terrain accidenté, impacts sur les trottoirs et propulsion à chenilles ou roues;
- Cycle thermique à partir de démarrages à froid, chauffage moteur, charge solaire et fonctionnement hivernal;
- Exposition chimique aux carburants, huiles, fluides hydrauliques et agents nettoyants;
- Interférences électromagnétiques (EMI) provenant des radios, moteurs et électronique de puissance;
- Abrasion mécanique causée par des roches et des débris.
C’est pourquoi les pièces en caoutchouc et en plastique UGV doivent fournir :
- Protection contre la pénétration (par exemple, IP67, IP68, IP69) pour l’électronique et les boîtiers;
- Stabilité thermique sur de larges gammes de température;
- Résistance chimique aux huiles, carburants, solvants et agents nettoyants;
- Amortissement des vibrations pour protéger les capteurs et l’électronique;
- Blindage EMI pour les systèmes de communication et de navigation;
- Durabilité mécanique sous des charges de choc répétées.
Étanchéité du châssis, de la coque et du panneau d’accès
Le châssis ou coque de l’UGV est une structure portante qui transporte le moteur à combustion interne ou la batterie électrique, l’électronique embarquée et les charges utiles de mission. Il nécessite des joints de panneaux d’accès et de porte, des joints de cloison et de pénétration de câbles, ainsi que des joints modulaires pour charge utile.
Panneaux d’accès et joints de porte
Les UGV disposent de plusieurs points d’accès pour l’entretien, le remplacement de batteries et l’installation de charges utiles. Ils ont besoin de joints qui résistent à la compression et qui conservent leurs propriétés matérielles. Les matériaux de joints couramment utilisés incluent :
- EPDM mousse pour la lumière du soleil, l’ozone et la résistance aux intempéries;
- Caoutchouc siliconique pour des propriétés stables dans des plages de températures extrêmes;
- Fluorosilicone pour la résistance au carburant, au pétrole et aux solvants à des températures extrêmes;
- Nitrile (NBR) pour la résistance à l’huile à base de pétrole, aux graisses et aux lubrifiants.
Elasto Proxy fabrique des joints de panneaux d’accès et de portes à partir d’extrusions que nous découpons par jet d’eau à la taille et que nous assemblons ensuite aux coins pour des performances sans fuite.
Cloisons et joints de pénétration de câble
Les UGV acheminent les câbles d’alimentation, de données et de capteurs à travers des cloisons et des compartiments scellés.
- Les joints de pénétration empêchent la poussière et l’eau d’entrer tout en permettant un soulagement de la déformation.
- Les gardiennes à câbles de compression sécurisent, scellent et terminent les câbles électriques.
- Les bottes moulées protègent les connecteurs, les câbles et d’autres composants.
- Les joints toriques de cloison empêchent les fuites et résistent aux fluctuations de pression.
- Les œillets protègent les câbles et les fils lorsqu’ils traversent les panneaux.
- Les bagues de déformation verrouillent les câbles en place pour éviter la tension ou la courbure.
Les élastomères thermoplastiques (TPE) sont souvent utilisés pour les bottes moulées parce qu’ils sont recyclables et les joints toriques légers sont souvent faits d’EPDM, de silicone ou de FKM, un fluoropolymère mieux connu sous son nom commercial Viton.
Joints modulaires de soute utile
Beaucoup de UGV disposent de baies de mission modulaires pour capteurs, bras robotiques ou modules de cargaison. Ces baies nécessitent des joints et une isolation capables de résister aux chocs, aux vibrations et aux cycles répétés d’assemblage/démontage. Les parties comprennent des :
- Joints de compression pour joints statiques;
- Joints résistants au cisaillement pour la charge dynamique.
Étanchéité de la transmission, de la suspension et du système de propulsion
Les systèmes de propulsion UGV produisent une chaleur élevée et ils sont régulièrement exposés aux produits chimiques et aux vibrations. Les pièces en caoutchouc et en plastique peuvent offrir une protection contre la contamination et les contraintes mécaniques. Des joints de moteur et de boîte de vitesses, des isolateurs de vibrations et des supports moteur, ainsi que des tuyaux et joints du système de refroidissement sont utilisés.
Joints du moteur et de la boîte de vitesses
Les moteurs et boîtes de vitesses UGV doivent rester protégés contre la poussière, la boue et l’eau.
- Les joints à lèvres renforcés en PTFE offrent un étanchéité d’arbre à faible friction.
- Les joints toriques Viton combinent résistance chimique et résistance aux hautes températures.
- Les joints en nitrile (NBR) résistent aux huiles à base de pétrole.
- Les coffres moulés sur mesure protègent les joints homocinétiques et les groupes moto-propulseurs articulés.
Isolateurs de vibration et supports de moteur
Les véhicules terrestres sans pilote subissent des vibrations continues dues au terrain et à la propulsion, mais une vibration excessive peut dégrader la précision des capteurs et réduire la durée de vie de l’électronique. Les isolateurs de vibrations caoutchouc-métal et les supports moteurs réduisent ces vibrations. Ils sont généralement faits à partir de :
- Caoutchouc naturel pour un amortissement élevé;
- EPDM pour la résistance aux intempéries;
- Silicone pour environnements à haute température.
Tuyaux et joints du système de refroidissement
Les UGV hybrides et électriques à haute puissance nécessitent un refroidissement liquide pour les moteurs, onduleurs et batteries.
- Les tuyaux en silicone transportent les liquides de refroidissement.
- Les joints toriques Viton scellent les boîtiers de pompe.
- Les tubes en polyuréthane offrent une résistance à l’abrasion.
Capteurs, électronique et protection du système de contrôle
La performance d’un véhicule sans pilote dépend des systèmes basés sur des capteurs. Pour protéger le radar, le LIDAR, les caméras, le GPS, les IMU et les capteurs environnementaux, différents types d’étanchéités et d’isolations sont utilisés. Cela inclut le blindage EMI pour la protection contre les interférences électromagnétiques (EMI).
Joints d’enceinte électroniques
L’électronique UGV est logée dans des boîtiers qui peuvent devoir fournir des niveaux spécifiques de protection contre la pénétration (IP), contre la poussière, les éclaboussures d’eau et les lavages à haute pression. Les joints certifiés IP peuvent être utilisés dans les contrôleurs de moteurs, les ordinateurs de navigation, les radios et les unités de traitement des capteurs.
- L’EPDM à cellules fermées offre une résistance à l’humidité.
- La mousse de silicone offre une stabilité thermique.
- Les matériaux classés UL94 résistent à la propagation des flammes.
Démarrages de câbles et protection des faisceaux de câbles
Les faisceaux de câblage UGV doivent résister à la flexion, à l’abrasion et aux contaminants environnementaux. Les pièces de protection en caoutchouc et en plastique comprennent des bottes de câbles moulés, des tubes thermorétractables, des connecteurs de soulagement de tension surmoulés et des systèmes de conduits résistants à l’abrasion.
Scellement optique et capteur de vitres
Les caméras et capteurs optiques ont des fenêtres transparentes en plastique de qualité optique. Les joints faits de silicones à faible dégazage ne libèrent pas de composés volatils qui pourraient les embrouiller. Pour réduire le flou des vibrations, un problème qui survient lorsqu’un appareil photo tremble, des montures de vibration sont utilisées.
Joints de blindage EMI
Les UGV contiennent ou fonctionnent près de radios à haute puissance, d’antennes GPS et de contrôleurs de moteurs numériques qui produisent du “bruit” électronique. Les silicones électriquement conducteurs sont fabriqués dans des joints qui offrent un étanchéité environnementale et un blindage EMI pour les portes d’enceinte, les boîtiers d’antennes et les modules sensibles aux RF (radio-fréquences).
Elasto Proxy fabrique des joints EMI pour l’électronique des UGV.
Protection des batteries et du système électrique
Les UGV hybrides ou entièrement électriques utilisent des blocs de batteries lithium-ion ou lithium-polymère qui nécessitent des pièces en caoutchouc et en plastique pour l’étanchéité, l’isolation et la protection mécanique.
- Les joints d’enveloppe de batterie scellent l’environnement.
- L’isolation thermique protège l’électronique de la chaleur des batteries.
- Les étanchéités de ventilation préviennent les dommages causés par les différences de pression.
- Les canaux de câble guident et protègent les fils et les câbles.
- Les soulagements de contrainte sécurisent les câbles et empêchent les dommages suite à l’action de tirer ou de tordre.
Scellement de la charge utile et du système de mission
Les charges utiles des UGV comprennent des armes robotiques, des outils de déminage d’explosifs (EOD), des capteurs environnementaux, des modules logistiques et des systèmes d’armes. Chacune nécessite un scellement et une isolation spécialisés.
Voici deux exemples :
- Les bras robotiques et actionneurs ou déclencheurs utilisent des joints de tige et des essuie-glaces, des soufflets et des bottes, ainsi que des joints hydrauliques et pneumatiques. Ces composants protègent les actionneurs contre la poussière, la boue et l’abrasion.
- Les capteurs et les charges utiles de communication utilisent des joints de compression, des bottes B à déconnexion rapide et des joints EMI.
Composants de lancement, de transport et de sécurité
Les véhicules terrestres sans pilote interagissent avec les véhicules de transport, les stations de recharge ou de ravitaillement, ainsi que les opérateurs humains. Ils ont besoin de pièces en caoutchouc et en plastique qui assurent la sécurité et la durabilité.
- Les pare-chocs en caoutchouc absorbent les impacts des collisions.
- Les tapis en caoutchouc offrent des surfaces antidérapantes pour le personnel d’entretien.
- Les carénages en plastique réduisent la traînée du vent afin de favoriser l’efficacité énergétique.
- Les couvercles en plastique enferment et protègent les ports de charge et les connecteurs.
Les matériaux incluent l’EPDM, le caoutchouc naturel, l’ABS et le polycarbonate.
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Demandez à Elasto Proxy des pièces UGV
Les ingénieurs qui conçoivent des UGV ont besoin d’un partenaire de fabrication — pas seulement d’un fournisseur de pièces. Elasto Proxy est un fabricant sur mesure qui offre également de l’assistance à la conception, du soutien au choix des matériaux, du ‘kitage’ des pièces, de l’emballage sur mesure et des services d’entreposage. Si vous développez un véhicule terrestre sans pilote et que vous avez besoin de pièces en caoutchouc ou en plastique pour sceller ou isoler des composants, parlez-en à notre équipe.
