Brevet FR2464057A1 — publié le 19810306

La présente invention concerne un appareil de radiodiagnostic à manipulation assistée. Les masses à mouvoir quotidiennement et d'une façon répétée par un opérateur étant très importantes, l'invention est particulièrement adaptée à tout équipement de radiodiagnostic ou de radiologie. Dans l'art antérieur, il existe des exemples de réalisation d'appareils dont les éléments sont déplaçables avec une certaine réduction de l'effort imposé à l'opérateur. C'est ainsi le cas de l'appareil décrit dans le brevet suisse n0 197 996. Dans un tel appareil, un moteur électrique, embrayé sur la charge à déplacer équilibre au moins partiellement le couple résistant offert par celleci. Le déplacement est opéré par un changement de paramètre dans le circuit d'alimentation du moteur.Les inconvénients principaux de cette disposition sont: - le fait que le moteur reste constamment embrayé sur la charge ce qui nécessite un surdimensionnement du moteur, - chaque élément mobile doit être muni d'un dispositif de blocage en cas d'arrêt du moteur, - le fait que le réglage du déplacement soit réalisé par un commutateur entrains que, l'opérateur en modifiant un réglage, ne peut plus surveiller le patient,- risquant ainsi de le blesser. Un autre type d'appareil asservi est décrit dans la demande dé brevet allemant n0 5969 3Oa/61O4, qui pour porter remède à ces inconvénients présente une disposition équilibrée de chaque élément mobile de l'appareil. La manoeuvre d'un commutateur sélectionne un servomoteur spécialisé dans une direction de déplacement avec un couple moteur sipposant aux frottements et dont la vitesse de rotation résulte de l'effort exercé par l'opérateur sur l'élément déplacé. L1inconvénient de cette disposition est que la vitesse de rotation maximum n'est obtenue que par un effort considérable de l'opérateur. La présente invention a pour but de réaliser un appareil de radiodiagnostic à manipulation assitée dont les éléments à déplacer sont mobiles d'une façon équilibrée, chacun sur un chariot, la force motrice leur étant fournie par des moyens moteurs influencés chacun par un dispositif de commande actionné manuellement, les moyens moteurs étant sous une alimentation, l'appareil étant caractérisé notamment en ce que le dispositif de commande déclenche un commutateur qui détermine d'une part le sens du déplacement par le moyen d'un organe de commande du sens de rotation des moyens moteurs et d'autre part, des moyens de commande placés entre l'alimentation et les moyens moteurs. L'invention sera mieux comprise à l'aide d'un exemple particulier de réalisation maintenant décrit et représenté schématiquement aux dessins qui sont: - la figure 1: un schéma des principaux organes de l'objet de l'invention, - la figure 2 un diagramme de fonctionnement du moteur dans la disposition de la figure 1, - la figure 3 : un diagramme de fonctionnement pour une autre disposition de moteur. La figure 1 représente les éléments de fixation des éléments mobiles de l'appareil de radiodiagnostic ces derniers pour éclaircir le dessin n'ont pas été représentés. On a représenté le cas d'un élément de fixation correspondant à un élément mobile dans deux directions orthogonales selon les flèches FV, verticale, et FH, horizontale. L'élément de fixation comporte ici un chariot 3, 4 monté sur des rails 2 sur un bâti 1. Ce bâti 1, représenté "en l'air", peut ou bien être solidaire du sol ou bien être articulé selon les cas. Le chariot 3,4 comporte deux parties mobiles. La première partie 3 est déplaçable dans la direction horizontale FH et la seconde partie 4 dans la direction verticale FV. Dans le cas particulier de deux déplacements, le premier est effectué sur une base de déplacement qui est par exemple le bâti I de l'appareil de radiodiagnostic. La première partie 3 du chariot 3,4 roule sur des roues 2 sur le bâti 1. Le second déplacement selon FV est réalisé par rapport au premier déplacement FH, c'est-à-dire que la seconde partie 4 du chariot 3,4 est mobile par rapport à la première partie 3 du chariot 3,4 sur des roues 9 roulant sur une base de déplacement consitutée par l'une des faces de la première partie 3 du chariot 3,4. Les deux translations possibles sont communiquées par deux organes de transfert du mouvement 5 - 8 et 10 -13 respectivement pour la première partie 3 et pour la seconde partie 4. Chaque organe de transfert de mouvement comporte par exemple une paire d'engrenages 5,6 ou 10,11 sur laquelle passe une chaîne 7 ou 12 fixée à chacune de ces extrémités à un point fixe de part et d'autre de la partie de chariot à mouvoir. -Des contrepoids 8,13 de dimensions et positions convenablement déterminés sont prévus pour équilibrer le chariot 3,4. On va maintenant décrire le mouvement de translation horizontale selon FH de la partie 3 du chariot 3,4. La partie 3 comporte aussi une poignée 16 montée sur un coulisseau 160 passant dans une tige 163 fixée horizontalement, c'est-à-dire parallèlement au déplacement souhaité, à un mât 164, fixé à un boitier 165, lui-même solidaire du bâti 1. D'une manière générale la tige 163 sera liée à la base du déplacement. Deux butées 161, 162 sont placées sur l'axe 163 de part et d'autre du coulisseau 160. De plus les butées 161, 162 sont fixées à la première partie 3 du chariot. Deux ressorts 15 a et 15 b sont placés de telle sorte qu'en l'absence de toute action de l'opérateur l'ensemble soit dans la position représentée à la figure 1, dite position neutre. Chaque ressort est compris entre une butée fixe 161 ou 162 et le coulisseau. Un doigt de contact 17, solidaire de la poignée 16, est placé en position neutre d'un organe de connexion 17 - 19. Par construction, la patie 3 du chariot 3,4, admet deux sens de déplacement sur la direction FH: selon a vers la droite, selon b vers la gauche.Quand l'opérateur déplace la poignée 16 vers la droite a, le ressort 15 a travaille en compression et le doigt de contact se déplace successivement sur des contacts 18 a et 19 a en nombre non limité. On sait que le ressort 15 a oppose à l'opérateur une force proportionnelle à sa variation de longueur relativement à sa longueur en position neutre. Donc, plus l'opérateur désire déplacer le chariot loin, plus il doit communiquer une force élevée. On remarquera cependant que cette force, n'étant pas fonction du poids des éléments mobiles qui peut être considérable, ne dépend que du dimensionnement des ressort 15 a et 15 b. La force à exercer au maximum est donc toujours d'une valeur telle que l'opérateur n'ait pas à exercer un effort fatigant.Mais plus il fournit un effort relativement important, plus le doigt de contact 17 se déplacera vers des contacts loin de la position neutre du dispositif de commande 17 - 19. Le doigt de contact 17 et chacun des contacts 18 - 19 est relié électriquement à un circuit 21. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, deux contacts seulement ont été représentés pour chaque sens a ou b. Le circuit 2-1 comporte deux bornes de sortie: l'une reliée à un organe de commande 20 du sens de rotation du moteur 14, l'autre reliée à un organe de commande 24 de vitesse. Cet organe de commande 24 comporte en particulier une résistance 22 en parallèle avec un schunt 220, en série avec un commutateur à deux position 23 commandé par un relais 230. Le circuit 21 envoie une impulsion de commande pour positionner le commutateur à deux positions 23 afin de metre ou non la résistance 22 en série avec le moteur 14. L'ensemble est placé sous l'alimentation 26. A la figure 2 a été représenté un diagramme de fonctionnement du moteur 14 dans le montage de la figure 1. La courbe A correspond à la variation du moment du couple moteur quand la résistance 22 est en série avec le moteur et la courbe B quand elle est hors circuit. La résistance 22 est déterminée de telle sorte que, à vitesse de rotation nulle (soit pour n = O), le moment du couple moteur soit égal au moment G des forces résistantes causées par les frottements et les inerties de masse. Ce cas est celui de la position neutre de la poignée 16, l'opérateur n'appliquant aucune action sur la poignée. Si par exemple, il exerce un effort de façon à ce que le doigt de contact 17 touche le contact 18a, il a exercé une force T#1 sur le chariot. Cette force T1 aide le moteur 14 en lui fournissant un moment M qui vaut par exemple MB1. Comme la résistance 22 est placée en série avec le moteur 14, on est sur la courbe A. Le point correspondant sur la courbe A est le point mbl qui correspond à la vitesse de rotation ni. Si l'utilisateur augmente encore la force T à la valeur T2 de façon à atteindre le contact 19a, il amène au moteur 14 une aide correspondante à un moment MB2 supérieur au sommet MB-1. Le commutateur 21 a émis une impulsion vers le relais 230 de façon à mettre la résistance 22 hors circuit. Le diagramme de fonctionnement du moteur est alors figuré par la courbe B. Le moteur 14 ne devant plus fournir qdenn couple moteur de valeur G - MB2, le point de fonctionnement sur le diagramme est le point mb2, qui correspond à une vitesse de rotation n2 du moteur 14. Il faut remarquer que les courbes A et B sont utilisées dans leur partie la plus horizontale. Ceci justifie le fait que l'utilisateur n'a pas besoin de fournir d'effort T considérable même pour atteindre la vitesse de rotation maximale. Quand l'opérateur déplace la poignée dans le sens gauche b, il rencontre les contacts l8b et 19b. Ceux-ci ont respectivement les mêmes rôles que les contacts 18 a et 19 a pour l'organe de commande 2b, niais en plus ils déclenchent l'organe de commande 20 du sens de rotation du moteur 14. Cet organe 20 est réalisé selon des moyens connus selon le type du moteur utilisé. A la figure 3 a été représenté un diagramme de fonctionnement d'un moteur 14 particulier, dit à paires de pôles commutables, c'est-à-dire pour lequel le nombre de paires de pôles du rotor est variable par commutation. Ceci peut être réalisé directement par des moyens de commande 24 comportant un relais à autant de positions qu'il y a de paires de polies et donc aussi autant de contacts à droite ou à gauche de la position neutre du circuit 21.Dans l'exemple décrit à deux contacts par sens de translation, les diagrammes de fonctionnement sont la courbe C pour p1 paires de pôles et la courbe D pour p2 paires de pôles. Quand l'opérateur apporte un couple de moment MB1 au moteur 14, celui-ci est commuté sur p1 paires de pôles, il fonctionne selon la courbe C et son point de fonctionnement est mbl de couple moteur G - MBl et de vitesse de rotation nl. De même en fournissant MB2, le moteur 14 est en position p2 paires de polies. Son point de fonctionnement est mb2 sur la courbe D avec un couple moteur G - MB2 et une vitesse de rotation M2. II est possible d'augmenter lé nombre de cas de fonctionnement à plus de deux contacts par sens de translation. De même, il est possible de réaliser un tel dispositif pour un mouvement de rotation, les contacts 18-19 étant disposés circulairement autour de l'axe de rotation du mouvement. Quand l'opérateur relâche la poignée 16, les ressorts 15 a, b ramènent le doigt de contact 17 en position neutre. Le moteur 14 est alimenté alors de telle sorte qu'il fournisse un couple moteur de moment égal et opposé au moment des forces d'inertie et de frottements. Le chariot reste donc dans la position où l'opérateur l'a amené. ll y est en équilibre. Dans un exemple particulier de réalisation, les contacts 18 19 sont mécaniquement liés à la partie 3 déplacée. Leur déplacement suit donc celui du chariot. REVENDICATIONS 1. Appareil de radiodiagnostic. à manipulation assistée dont les éléments à déplacer sont mobiles d'une façon équilibrée chacun -sur un chariot (3,4), la force motrice leur étant fournie par des moyens moteurs (5 - 8, 14) influencés chacun par un dispositif de commande (15 - 19) actionné manuellement par un opérateur, caractérisé en ce que le dispositif de commande (15 - 19) manuelle commande un organe de commande (20) du sens de déplacement et un organe de commande (24) de vitesse. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande (15 - 19) comporte aussi une poignée (16) qui, d'une part transmet un effort moteur fournit par l'opérateur par le biais de ressorts (15 a, b) et d'autre part actionne un doigt de contact (17) sur différents contacts (18 - 19) en positions prédéterminées selon le déplacement à effectuer. 3. Appareil selon la revendication ?, caractérisé en ce que les ressorts (15 a, b) sont montés de part et d'autre d'un coulisseau (160) solidaire de la poignée (16) et montés sur une tige (163) solidaire d'une base (1) du déplacement du chariot (3,4), les ressorts (15 a, b) étant à leur autre extrémité bloqués sur des butées (161, 162) solidaires du chariot (3,4). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la base du déplacement est le bâti (1) de l'appareil. 5. Appareil selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que le chariot (3,4) est en deux parties (3,4) mobiles l'une sur l'autre et en ce que la base du déplacement de la seconde partie (4) relativement à la première (3) est la première partie elle-même. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les contacts (18 -19) sont liés à la partie (3) à déplacer. 7. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les contacts (18 - 19) sont associés à un circuit (21) destiné à sélectionner en fonction de la position de la poignée (16) un ordre de commande des organes de commande (20, 24) de sens et de vitesse de déplacement. 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque chariot (3,4) est mobile par des moyens moteurs (5 - 8, 14; 10 - 13, 25), chaque moyen moteur comportant un moteur (14, 25) relié mécaniquement à un organe de transfert du mouvement (5 -8, 10 - 13). 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe de commande (24) de vitesse comporte un ensemble de résistances électriques de valeurs prédéterminées de façon à ce que le moteur (14) tourne à une vitesse de rotation prédéterminée et en ce que le circuit (21) commande un commutateur (23) à autant de positions qu'il y a de résistances, le commutateur (23) étant déclenché par un relais (230). 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de commande (15 - 19) comporte une position -neutre pour le doigt de contact (17) quand l'opérateur n'exerce aucune action sur la poignée (16), cette position neutre décodée par le circuit (21) met en circuit une résistance de valeur telle que le moteur (14) fournisse un couple moteur de moment (M) égal au moment total des forces d'inertie et de frottements par rapport à l'axe du moteur (14), celuici étant à l'arrêt. 11. Appareil selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que chacune des résistances électriques est de valeur ajustable afin de permettre des réglages en fonction des utilisations de l'appareil. 12. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moteur (14) est du type dit à paires de piles commutables et en ce que. les moyens de commande (24) comportent un commutateur (23) destiné à déterminer le nombre (p) de paires de pales en fonction du contact (18 - 19) touché par le doigt de contact (17).