Brevet FR2490844A2 — publié le 19820326

FR 2490844 A2 19820326 FR 7404980 A 19740214 1. La présente addition se rapporte à des changements, addi- tions et perfectionnements apportés à la demande de brevet français no 73/13.579, pris le 13 avril 1973, pour "Dispositif pour le posi- tionnement et la stabilisation de la position dtune masse inerte disposée de manière mobile sur un support". La présente invention se rapporte à un dispositif pour le positionnement et la stabilisation de la position d'une masse iner- te disposée de manière mobile sur un support, suivant au moins un degré de liberté jusqu'à tous les degrés de liberté, avec une ins- tallation régulatrice qui donne des grandeurs réglantes dont le nombre correspond à celui des degrés de liberté; de ce fait, cha- que grandeur réglante est produite par l'influence de forces, en particulier par des forces de friction, entre au moins une premiè- re partie disposée sur la masse et au moins une deuxième partie mo- bile par rapport à la première partie, disposée sur le support, dans ou contre sa direction de mouvement, en particulier en faisant pression sur les parties l'une contre l'autre et, de ce fait, l'ins- tallation régulatrice reçoit, comme grandeur d'entrée, une grandeur proportionnelle à l'écart de direction de la masse et, au choix, en plus, des grandeurs proportionnelles à sa vitesse ainsi qu'au carré de sa vitesse, suivant la demande de brevet français no 73/1_.579. Avec un tel dispositif suivant la demande de brevet prin- cipal, un positionnement et une stabilisation de position rapides et précis de la masse, par exemple de l'arme à tube d'un véhicule à chenilles, sont possibles indépendamment des mouvements pertur- bateurs du support. Lorsqu'une arme à tube disposée sur un véhicule à chenil- les doit être dirigée sur un but, l'arme à tube doit être dirigée d'abord grossièrement sur le but à partir d'une position de départ, par exemple bloquée, et, de ce fait, on doit compenser un écart de direction relativement grossier. Après cela, l'arme à tube doit être amenée, d'une manière hautement précise, à un petit écart de direc- tion pour compenser les mouvements perturbateurs, par exemple du véhicule à chenilles se déplaçant sur un sol accidenté et/ou du but éventuellement mobile. Comme valeur de consigne de direction, dans les deux cas, on peut utiliser un rayon de repère fourni par un dis- positif optique pour atteindre le but, entre le véhicule à chenil- 38 les et le but. Si l'arme à tube doit être de nouveau ramenée à la 2.490844 position de départ, on utilise avantageusement comme valeur de con- signe la position de départ, par exemple l'emplacement de verrouil- lage de l'arme à tube sur le véhicule à chenilles. Il est aussi courant de faire parcourir un grand changement de direction jusqu' à ce que l'arme à tube ait atteint de nouveau son emplacement de départ. Pour pouvoir faire fonctionner le dispositif adapté à ces différentes conditions d'activité, on prévoit, selon la présente invention, pour compenser les grands écarts de direction (repère) d'incorporer dans l'installation régulatrice une grandeur d'entrée formée à partir de l'écart de direction, de sa vitesse et du carré de sa vitesse, et, pour compenser les petits écarts de direction (stabilisation), une grandeur proportionnelle à l'écart de direc- tion forme, à elle seule, ou de manière prépondérante, la grandeur L5 d'entrée de l'installation régulatrice. La présente invention choisit donc l'une ou l'autre des deux con- ditions d'activité principales, à savoir entre la compensation de grands écarts de direction, à vitesse élevée, pour un rapprochement relativement grossier et l'alignement hautement précis pour de pe- O tits écarts de direction. La présente invention propose, pour ces deux conditions d'activité principales que, dans l'installation ré- gulatrice, des grandeurs d'entrée différentes soient incorporées. Il en résulte pour la condition d'activité I (compensation rapide de grands écarts de direction avec rapprochement grossier vers la valeur de consigne) un réglage optimum pour la vitesse, c'est-à- dire "mou", et dans la condition d'activité II (compensation hau- tement précise de petits écarts de direction) un réglage "dur". Avantageusement, les écarts de direction, leur vitesse et le carré de leur vitesse sont multipliés respectivement par un facteur et 3O sont additionnés pour former la grandeur d'entrée de l'installation régulatrice. Pour passer de la condition d'activité I à la condition d'activité II, l'agencement est alors conçu, de préférence, de ma- nière telle que les facteursscient variables et que le facteur, qui appartient au carré de vitesse de l'écart de direction, soit ren- du petit ou nul lors de la compensation de petits écarts de direc- tion (stabilisation), alors que, lors de la compensation de grands 38 écarts de direction (repère), le facteur appartenant à la vitesse 3. de l'écart de direction est rendu petit ou nul. Avantageusement, le dispositif présente un dispositif de verrouillage, avec lequel la masse inerte, par exemple, une arme à tube, peut être bloquée dans une position de repos. Si les deux parties du dispositif mobiles l'une par rap- port à l'autre peuvent être pressées l'une contre l'autre au moyen d'un liquide de pression, le dispositif de verrouillage présente, dans une partie, un cylindre de verrouillage incorporé dans le cir- cuit du liquide de pression avec un piston coulissant dedans, dont une extrémité fait saillie hors du cylindre de verrouillage et peut coopérer avec un évidement dans le support, dans la position d'ex- tension du piston. La présente invention sera expliquée avec plus de détails dans ce qui va suivre, en relation avec les dessins suivants, dans lesquels: La figure 1 est un schéma du dispositif selon la demande de brevet principal, qui est aussi valable pour la présente inven- tion, et dans laquelle on ne représente cependant pas un disposi- tif de verrouillage. La figure 2 est une installation de verrouillage, modifiée selon la présente invention, du dispositif selon la figure 1. Sur les figures 1 et 2, M désigne le moment réel, MC le moment de con- signe, 9 R l'angle de repère réel et q C l'angle de repère de con- signe. La figure 3 est un circuit de liquide de pression avec un dispositif réglant pour faire pression sur les parties mobiles l'une par rapport à l'autre et avec un dispositif de verrouillage pour le verrouiller; et La figure 4 représente le fonctionnement successif du dis- positif selon la présente invention. Sur la figure 1, on désigne par 1 une arme à tube qui est disposée, de manière à pouvoir pivoter, par l'intermédiaire des paliers 2 et 3, sur le fond non représenté d'un véhicule à che- nilles. Chaque palier a deux enveloppes de palier concentriques, dont l'une est actionnée constamment, et cela en étant opposée à l'enveloppe actionnée de l'autre palier. Cela permet que, lors d' un pivotement de l'arme à tube 1, il ne faille surmonter que la 38 friction hydrodynamique de palier qui est plus petite que la fric- 4. tion de limite ou de mélange dans la zone de démarrage et fortement indépendante de la vitesse de pivotement. Un étrier de frein 5 est fermement fixé à l'arbre de pivotement 4 de l'arme à tube 1. L'é- trier 5 a, dans chaque branche, un cylindre 6, 7 avec un piston 8, 9 disposé dedans, dont chacun peut actionner un coussin de friction , 11. Les coussins de friction 10, 11 agissent sur des disques de frein 12, 13 qui butent en 14, 15, de manière à pouvoir tourner sur le fond du véhicule non représenté. Les disques de frein 12, 13 sont poussés constamment en direction opposée, par l'intermé- diaire du pignon de roue conique désigné dans l'ensemble par 16, par une commande désignée dans l'ensemble par 17, par exemple une commande hydraulique. Sur les coussins de friction 10, 11, on peut appliquer des moments de repère définis sur l'arbre de pivotement de l'arme à tube 1, de manière telle que le piston 8 ou le piston 9 soit pla- césousune pression p1 ou sous une pression P2. Un dispositif ré- glant 25 actionne un des coussins de friction 10, 11 sur l'ordre de l'installation régulatrice indiquée par le bloc 20 sur la figure 1 et représentéeen détail sur la figure 2, si l'arme à tube 1 a une direction s'écartant de la direction de consigne. La valeur de consigne de l'installation régulatrice 20 est prédéterminée, par exemple, par un appareil optique 21 pour at- teindre le but, qui prédétermine un angle de repère q de consigne Cet angle de repère Y de consigne est comparé avec l'angle de repè- re instantané Y réel de l'arme à tube 1, mesuré sur la section de régulation 24. D'après la comparaison, on en tire l'écart de régu- lation à q qui est incorporé dans l'installation régulatrice 20. Selon la figure 2, dans un bloc 22 de l'installation régulatrice 20, on forme la vitesse A ( de l'écart de direction et la grandeur aq o30jAP qui, suivant le montant, représente le carré de la vitesse et qui se distingue suivant la direction de la vitesse. Ensuite, les trois grandeurs indiquées sont additionnées dans l'élément de sommation 23 et forment la gran- deur d'entrée proprement dite du dispositif régulateur. Cette gran- deur d'entrée peut être modifiée pa r une modification des cons- 38 tantes, le changement de direction et sa vitesse restant les mêmes. 5. Par exemple, la constante k2 peut être amenée à zéro, si bien qu'a- lors, comme grandeur d'entrée proprement dite, il ne reste que k0 A t + kl. Aq. Dans ce cas, on atteint un réglage "dur" qui est utilisé avantageusement lors de réglageshautement précis, pour de petits écarts de réglage. Par contre, si les facteurs ki et k2 ont une valeur finie ou limitée, on atteint une régulation à optimum de vitesse, c'est-à-dire "mo1ld', qui est avantageusement utilisée pour la conpensation rapide d'un grand écart de réglage A (4. Dans ce dernier cas, avantageusement, le facteur k1 et ainsi l'élément dépendant de la vitesse est amené à une valeur faible ou nulle. Le signal de sortie émis par l'élément de sommation 23 est une grandeur liée fonctionnellement au moment de consigne Mde consigne' grandeur qui est amenée à un autre élément de sommation 24. Comme deuxième grandeur d'entrée, cet élément de sommation 24 peut recevoir un signal mesuré par une boite 27 de mesure de for- ces, proportionnel au moment réel Mréelî signal qui est auparavant multiplié par un facteur k3 dans un bloc _3. Le signal de sortie de l'élément de sommation 24 est amené au dispositif réglant 25 qui est décrit dans ce qui va suivre, à l'aide de la figure 3. Le dispositif réglant 25 comprend un agencement de soupapes qui admet que le piston 8 ou 9 du coussin 10 ou 11, selon la direction de pivotement de la rotation d'amenée, à produire pour l'arme à tube 1, un liquide de pression. Le liquide de pression est amené, par une installation hydraulique à pression constante avec un moteur 40 et une pompe 41, par l'intermédiaire d'un distri- buteur-inverseur 42, d'un clapet anti-retour 43 et d'un régulateur de débit 44, jusqu'à la chambre respective de piston 45 du piston correspondant 8 ou 9 (sur la figure 3, pour plus de simplicité, on représente seulement le piston 8 coopérant avec le disque de frein 12). Ainsi, lecossin de friction 10 est pressé contre le disque de frein 12 disposé sur le support. Par l'intermédiaire d'un étran- glement fixe 46, le liquide de pression est ramené à nouveau au ré- servoir 47. La soupape anti-retour 43 empêche l'aspiration d'air dans l'installation. Le régulateur de débit peut comporter un étran- gleur asservi avec commande électrique. L'écoulemept est ainsi pro- portionnel au courant de commande. Dans le circuit du liquide de pression, par l'intermédiai- 38 re des canalisations 49 et 50, on incorpore un cylindre de verrouil- 6. 2490844 lage 51 à double effet, qui est disposé dans une partie reliée fer- mement à l'arme à tube 4, par exemple dans le support 5. L'arbre de l'arme à tube 4 est désigné par 4' sur la figure 3. Les canalisa- tions 49, 50 débouchent dans les chambres 5-3, 54 du cylindre de verrouillage 51 des deux côtés d'un piston 55 coulissant dedans. La tige 56 du piston 55 passe à travers la chambre 54, et un alé- sage dans la partie 5 vers l'extérieur. Sur le fond du véhicule à chenilles, on dispose un évidement 57 s'adaptant à la tige de pis- ton 56 de manière telle que la tige 56 puisse pénétrer dans l'évi- LO dement 57 dans une position de rotation déterminée de l'arme à tube 4. Le distributeur-inverseur 42 a une configuration telle que le liquide de pression puisse être envoyé soit par l'intermédiaire de la canalisation 49, soit par l'intermédiaire de la canalisation 50 et puisse s'écouler respectivement par l'intermédiaire de l'autre L5 canalisation dans un réservoir 58. Le verrouillage décrit peut aus- si se produire par friction. Ainsi, l'évidement 57 est supprimé et la tige 56 exerce une poussée assurant la retenue. Le dispositif de verrouillage décrit sert ainsi à bloquer l'arme à tube 4 en posi- tion de charge ou dans une position de repos. No A l'aide du diagramme représenté sur la figure 4, on doit maintenant expliquer le fonctionnement successif du dispositif. En abscisses, on porte le temps t. Diverses conditions de fonctionne- ment (ou d'activité) prédominantes sont caractérisées en abscisses par les lettres A, B, C, D et E. En A et en E, on porte en ordonnées !5 l'écart de direction à q de l'arme à tube 4 vis-à-vis d'un but. En C, on porte l'écart de direction à qR de l'arme à tube vis-à-vis d'une position de verrouillage ou de la position de charge de l'ar- me à tube. Le fonctionnement successif est maintenant décrit de gau- io che à droite au fur et à mesure que le temps passe en commençant en A sur la figure 4. Le dispositif en position bloquée se trouve en A, dispo- sitif dans lequel la tige de piston 56 fait saillie dans l'évide- ment 57. L'arme à tube doit maintenant être dirigée sur un but; ainsi, on libère le verrouillage en admettant du liquide sous pres- sion dans la chambre 54 du cylindre de verrouillage 51. L'installa- tion régulatrice 20 est actionnée dans la condition d'activité I, i8 dans laquelle les facteurs k0, kl et k2 sont limités. Ainsi, l'é- I cart de réglage d'abord grand est rapidement réduit, si bien que l'arme à tube est amenée à pivoter rapidement à partir du point 101 dans le temps B-. Si la valeur de consigne n'est pas atteinte sui- vant une moindre grandeur prédéterminée , l'installation régula- trice est commutée automatiquement du fonctionnement "mou" I au fonctionnement "dur" dans lequel la constante k2 est faible ou nulle et la constante k0 est rendue plus grande. Là-dessus, il est possible de conduire l'arme à tube de manière hautement précise indépendamment des mouvements perturbateurs du véhicule à chenilles et/ou du but. Le réglage "dur" est maintenu jusqu'à l'instant C. A cet instant, l'arme à tube est mise en position de verrouillage. On émet un signal de verrouillage, à la suite duquel, comme nouvelle valeur de consigne, la position de verrouillage de l'arme à tube, qui peut être identique à la position de charge, est prédéterminée. L'écart A qp de cette position de verrouillage sera généralement d'abord grand, comme on l'indique par le point 62 sur la figure 4. L'installation régulatrice est alors commutée à nouveau en fonction- nement "mou" avec les constantes limitées k0, k1 et k2, jusqu'à ce qu'on atteigne la position de verrouillage après l'intervalle de temps C. En D, on donne un signal "verrouillage" au distributeur- inverseur 42, qui est commutée dans une position dans laquelle elle envoie, par l'intermédiaire de la canalisation 49, du liquide de pression jusqu'à la chambre 53 du cylindre de verrouillage 51. Ainsi, la tige de piston 56 est insérée dans l'évidement 57. Ceci se produit au point 63. La position de verrouillage est maintenue jusqu'à l'instant E. A cet instant, l'arme à tube 4 doit être diri- gée à nouveau sur un nouveau but. Là-dessus, comme valeur de con- signe, on donne au préalable la direction de consigne pour le but et on procède de manière semblable à l'intervalle de temps entre A et C, c'està-dire d'abord dans le fonctionnement "mou" rapidement le grand écart de direction A t est réduit, jusqu'à ce qu'on ait atteint le point 65, et ensuite l'arme à tube amenée au but de ma- nière hautement précise avec le réglage"dur". La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 7- REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour le positionnement et la stabilisation de la position d'une masse inerte disposée de manière mobile sur un support, suivant au moins un degré de liberté jusqu'à tous les de- grés de liberté, avec une installation régulatrice qui donne des grandeurs régnantes dont le nombre correspond à celui des degrés de liberté; de ce fait, chaque grandeur réglante est produite par l'influence de forces, en particulier par des forces de friction, entre au moins une première partie disposée sur la masse et au moins une deuxième partie mobile par rapport à la première partie, dispo- sée sur le support, dans ou contre sa direction de mouvement, en particulier en faisant pression sur les parties l'une contre l'au- tre et, de ce fait, l'installation régulatrice reçoit, comme gran- deur d'entrée, une grandeur proportionnelle à l'écart de direction de la masse et, au choix, en plus, des grandeurs proportionnelles à sa vitesse ainsi qu'au carré de sa vitesse, suivant la demande de brevet français no 73/13.579, caractérisé en ce qu'on incorpore dans l'installation régulatrice, pour compenser de grands écarts de di- rection (AC?) (repère), une grandeur d'entrée formée à partir de l'écart de direction, de sa vitesse (Lq) et du carré de sa" vites- se (Atq i) et en ce que, pour compenser de petits écarts de direc- tion (stabilisation),une grandeur proportionnelle à l'écart de di- rection forme, à elle seule ou de manière prépondérante, la gran- deur d'entrée de l'installation régulatrice. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écart de direction (A Y), sa vitesse (A Q) et le carré deesa vitesse ( t | es) sont respectivement multipliés par un facteur (ko, kl, k2) et sont additionnés pour former la grandeur d'entrée de l'installation régulatrice. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les facteurs (ko, kl, k2) sont variables et en ce que le facteur (k2), qui appartint au carré de vitesse de l'écart de di- rection (t q), est amené à une valeur faible ou nulle et le facteur (k0) est rendu plus important lors de la compensation de petits é- carts de direction (stabilisation). 4 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les facteurs (ko, k1, k2) sont variables et en ce que le fac- 58 teur (k1), qui appartient à la vitesse (At q) de l'écart de direction 8. (à C), est rendu faible ou nul lors de la compensation de grands écarts de direction (repère). - Dispositif pour le positionnement et la stabilisation de la position d'une masse inerte disposée de manière mobile sur un support, suivant au moins un degré de liberté Jusqu'à tous les de- grés de liberté, avec une installation régulatrice qui donne des grandeurs régnantes dont le nombre correspond à celui des degrés de liberté; de ce fait, chaque grandeur réglante est produite par l'influence de forces, en particulier par des forces de friction, entre au moins une première partie disposée sur la masse et au moins une deuxième partie mobile par rapport à la première partie, dispo- sée sur le support, dans ou contre sa direction de mouvement, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il renferme un dispositif de verrouillage entre la première partie et le support. 6 - Dispositif selon la revendication 5, dans lequel les deux parties peuvent être appliquées l'une contre l'autre au moyen d'un liquide de pression, caractérisé en ce que le dispositif de pression présente, dans la première partie, un cylindre de verrouil- lage incorporé dans le circuit du liquide de pression avec un pis- ton coulissant dedans, dont une extrémité fait saillie hors du cy- lindre de verrouillage et peut coopérer avec un évidement dans le support dans la position d'extension du piston. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le cylindre de verrouillage et l'alimentation en liquide de pression du dispositif de pression pour amener en appui les deux par- tiessont reli(s au circuit de liquide de pression par l'intermédiai- re d'un distributeur-inverseur commun. 8 - Dispositif selon la revendication 5 ou la revendica- tion 6, en relation avec l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, comme direction de consigne pour verrouiller la masse inerte, on utilise la position de verrouillage de la masse inerte sur le support, alors que la direction de consigne peut être autrement prédéterminée par un rayon de repbre entre un point du support éventuellement mobile et un point éventuellement mobile aus- si, se trouvant à l'extérieur du support. 9.