Brevet FR2511785A1 — publié le 19830225

DISPOSITIF DE COMMANDE, SOUS L'ACTION D'UNE FORCE, D'AU MOINS UN PARAMETRE RECISSANT LE DEPLACEMENT D'UN ORGANE MECANIQUE L'invention concerne un dispositif de commande, sous l'action d'une force, d'au moins un paramètre régissant le déplacement d'un organe mécanique, sous le contrôle d'un opérateur. Un tel dispositif est applicable à la commande de toutes machines ou organes capables de déplacement ou d'action mécanique, et concerne plus particulièrement le domaine de la Radio logie. Dans ce domaine, en prenant comme exemple les équipements de radiodiagnostic, les commandes par un opérateur, des paramètres de déplacement des ensembles radiogènes, des détecteurs, et des tables d'examen, sont des opérations courantes. Ces commandes nécessitent des dispositifs relativement sophistiqués, et onéreux, qui comportent généralement des jauges de contrainte, des moyens d'asservissement avec potentiomètre de recopie, des systèmes de codage, associés à des moyens de traitement électronique. La complexité de ces dispositifs rend souvent leur manipulation délicate, et demande de la part de l'opérateur un effort d'adaptation, afin de transposer les actions à effectuer par la machine dans le cadre du codage prévu: cet rend malaisé la poursuite d'un examen radiologique, dont la réussite dépend de la vitesse d'exécution. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et concerne un dispositif de commande à faible co0t et de manipulation aisée, faisant appel au sens du toucher. Par son agencement, un tel dispositif permet de traduire les ordres qu'il reçoit d'un opérateur, sous la forme d'une pression exercée par un doigt de celui-ci, en une ou plusieurs informations servant à commander un premier paramètre de déplacement d'une machine telle que par exemple sa direction, et d'un quelconque second paramètre, tel que par exemple sa vitesse ou sa force. Selon l'invention, un dispositif de commande, sous l'action d'une force, d'au moins un paramètre régissant le déplacement d'un organe mécanique, comportant un boîtier constitué d'un panneau muni de repères et d'une zone dépourvue de ces repères localisant le point d'application de cette force, est caractérisé en ce que oe panneau est constitué d'une feuille à résistance électrique variable portant ces repères et cette zone, chacun de ces repères étant significatif de la valeur d'un premier paramètre, coopérant avec une plaque munie de surfaces conductrices coïncidant avec les repères de telle sorte qu'elles transmettent un signal fonction du repère choisi pour l'application de la force, ce panneau accomplissant ainsi une premier fonction fl, lorsque le point d'application de la force correspond à Pun de ces repères. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit et des quatre figures jointes: - la figure 1 représente en perspective, un dispositif de commande conforme à l'irivention; - la figure 2 montre une réalisation d'une plaque munie de surfaces conductrices, - la figure 3 montre un schéma électrique permettant de délivrer un signal de sortie analogique ; - la figure 4 représente schématiquement des éléments déjà montrés sur la figure 1, dans une autre phase de leur coopération. Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent les mêmes références dans toutes les figures. On trouve sur la figure 1 un dispositif de commande 1 selon l'invention, constitué d'un boîtier 2 comportant un fond 12 fixe, et deux parois latérales 28, 29. Ce boîtier 2 est fermé par un panneau 3 qui s'appuie sur un système de suspension constitué par exemple par quatre ressorts (dont seulement trois sont visibles) 7G, 7A, 7D situés à chaque angle du bolier 2. En position d'équilibre ce panneau 3 est maintenu sous la pression des ressorts, en appui contre des rebords 8G, 8D, des parois latérales, jouant le rôle de butées. Comme cela sera expliqué ultérieurement, le panneau 3 comporte des premiers moyens de localisation du point d'application d'une force F ; chaque localisation de cette force correspondant à une valeur déterminée d'un premier paramètre de déplacement de la machine commandée par le dispositif de commande I conforme à l'invention. Ces premiers moyens coopèrent avec des seconds moyens capables de transformer l'information de localisation de la force F en un signal de commande de ce premier paramètre, représentant par exemple le sens de déplacement de cette machine. Grâce à la combinaison de ces premiers et seconds moyens, un dispositif de commande I conforme à l'invention, est donc capable d'accomplir une première fonction fl de transmission d'un signal de commande d'un premier paramètre de déplacement, en fonction du point d'application d'une force F. Le boîtier 2 comporte également un élément compressible 10 capable, sous l'action d'une force F appliquée sur le panneau 3, de fournir un signal fonction de l'intensité de la force F qui commande un second paramètre, quelconque, telle qu'une vitesse de déplacement, par exemple, réalisant aussi une seconde fonction f2. Un dispositif de commande 1 conforme à l'invention peut donc, soit commander un premier paramètre de déplacement si, seulement la première fonction f1 est accomplie, et commander simultanément le premier et le second paramètre de déplacement Si les fonctions fi et f2 sont simultanément réalisées ; ce dispositif de commande 1 peut également commander uniquement le second paramètre f2 si seulement la seconde fonction est accomplie. Le panneau 3 comporte une feuille 4, constituée en un matériau présentant une résistance électrique nominale par unité de surface, homogène ; par contre, sous l'effet d'une pression localisée exercée en un point quelconque de sa surface, sa résistance électrique diminue dans la zone correspondant à la surface intéressée par cette pression pour atteindre une valeur faible dite, résistance dynamique. La feuille 4 comporte des repères 9, dont le nombre et la disposition peuvent être quelconque et qui dans l'exemple de la description sont au nombre de 16; à chacun de ces repères 9, correspond une valeur déterminée d'un premier paramètre de déplacement. Ce premier paramètre étant, dans l'exemple de la descrip tion le sens de déplacement, chaque repère 9 définit une direction par rapport à un point 10 central situé dans une zone 100 dépourvue de répères, autour duquel ces repères 9 sont disposés selon des angles égaux, sur un cercle dont le centre est ce point 10. La direction choisie est obtenue en appliquant sur celui des repères 9 qui lui correspond, une force F perpendiculaire au plan de la feuille 4, et dont l'intensité est supérieure à un seuil S1, force nécessaire à provoquer la variation de résistance électrique de cette dernière. Le panneau 3 comporte également une plaque 5, sur la quelle est appliquée la feuille 4; cette plaque 5, est solidaire d'une contreplaque 6 servant de -renfort sur laquelle s'exerce des moyens par lesquels elle coopère avec la feuille 4, grâce à la variation de résistance électrique de celle-ci. La figure 2 donne un exemple non limitatif de réalisation de la plaque 5.Celle-ci, constituée dans une plaque de circuit imprimé comporte des surfaces 18 conductrices, implantées suivant la même disposition que les repères 9, et donc au nombre de 16 également.-La feuille 4 étant placée sur la plaque 5, chacun des repères comcide avec une surface 18 avec laquelle il se trouve en vis-à-vis, sur des axes (non représentés) parallèles à l'axe Z-Z. Chacune des surfaces 18 est prolongée par une piste 19 conductrice aboutissant aux connexions 21, d'un réseau de résistances R1 à R16 (non repré- sentées) situées sur l'autre face de la plaque 5. De chaque côté des surfaces 18, existe une surface 20 conductrice, reliée par une piste 19 A à une résistance RO, également située de l'autre côté de la plaque 5; l'espace nécessaire aux résistances- RO et RI å RlG èst aménagé dans Pépaisseur dz la. contreplaque 6. Cette disposition permet à la surface 20 d'être reliée, par l'intermédiaire de la résistance dynamique de la feuille 4, à celle des surfaces 18 qui coïncide avec le repère 9 correspondant à la direction choisie. C'est là un des points remarquables d'un dispositif de commande I selon l'invention qui consiste en ce que les surfaces 18 et 20 coopèrent avec la résistance variable de la feuillle 4, ainsi qu'avec les repères 9 que celle-ci comporte pour réaliser des premiers moyens de localisation du point d'application d'une force F, grâce aux coincidences de position entre ces surfaces 18 et 20 et les repères 9. La figure 3 montre à titre d'exemple un schéma électrique dans- lequel les premiers moyens ci-dessus décrits coopèrent avec des seconds moyens que comporte la plaque 5, afin de fournir par une sortie analogique un signal de commande du premier paramètre de déplacement. Une source d'alimentation 22, pouvant être située indifféremment à l'intérieur ou à l'extérieur du dispositif de commande 1 selon l'invention, et qui dans l'exemple de la description est extérieure à ce dernier, coopère avec ces moyens. Les surfaces 18, sont reliées chacune d'une part au pôle positif (+) de la source d'alimentation 22, par l'intermédiaire d'une résistance R 1 à R 16 et d'autre part, à un contact mobile 25, d'un commutateur 17, chacun de ces commutateurs 17 symbolise un moyen de commutation obtenu par la coopération entre une surface 18, la surface 20, et la variation de résistance de la feuille 4. Chacun des contacts 26 est relié par l'intermédiaire d'une résistance RN à la surface 20, et chacun des contact 27 est également relié à la surface 20, par l'intermédiaire d'une résistance RD. Les résistances RN -et RD symbolisent respectivement, la résistance nominale de valeur élevée et la résistance dynamique de valeur faible, de la feuille 4. La surface 20 est reliée à une borne de sortie 24 et à une résistance RO, dont l'autre extrémité est réunie à une borne de sortie 23 et au pôle négatif (-) de la source d'alimentation 22. Les résistances R1 à R16 ont des valeurs faibles, par rapport aux résistances RN et des valeurs élevées par rapport aux résistances RD. En l'absence d'une force s'exerçant sur l'un des repères 9, aucune résistance RD n'étant alors connectée, la tension aux bornes de la résistance RO est négligeable; par contre, quand une force F est exercée sur l'un de ces repères, la feuille 4 présente une résistance dynamique RD qui est négligeable, et la tension aux bornes de la résistance RO est alors fonction du rapport des résistances du pont constitué par la résistance RO et l'une quelconque des résistances R1 à R16. Ces résisances R1 à R16 possèdent chacune une valeur différente, choisie de sorte que pour chacun des repères 9 soumis à une force d'intensité supérieure au seuil S1, s'établisse aux bornes de la résistance RO, une tension de valeur différente et connue. Chacune de ces tensions disponibles entre les bornes de sortie 23 et 24, correspond à un signal de commande du premier paramètre de déplacement, dont la valeur dépend du point d'application de la force F. Ainsi est accomplie la première fonction fl qui permet de délivrer un signal utilisé, soit directement par une machine, soit par l'intermédiaire d'un moyen connu, capable par exemple d'activer une voie d'une machine correspondant à une direction choisie. Si la force F est appliquée sur une zone 100 de la feuille 4, dé- pourvue de repère, rien ne se passe en ce qui concerne la fonction fl. La suite de la description a trait à la fonction f2 définie précedement.L'élément compressible 10 définissant un volume fermé, est situé sous le panneau 3, il est réalisé en forme de poire dans une matière souple, telle que par exemple du caoutchouc. Un socle 11 situé au centre de la plaque de fond 12, fixe cet élément compressible 10 de manière à ce que son axe longitudinal Z-Z, soit perpendiculaire au plan du panneau 3 et centré sur celui. Un ajutage 13 et un tuyeau 14 relient un gaz quelconque contenu dans l'élément compressible 10, à un moyen capable de fournir un signal électrique dont le niveau est proportionnel à la pression qui lui est appliquée. De tels moyens existent sous la forme de circuits intégrés, ou comme dans l'exemple non limitatif de la description, sous la forme d'un manomètre transmetteur 15, disposant d'un affichage 16. Ce manomètre transmetteur 15 coopère avec l'élément compressible 10, pour fournir un signal électrique destiné à commander un second paramètre quelconque de déplacement d'une machine, lors de l'accomplissement de la seconde fonction f2. Le manomètre transmetteur 15 mesure la pression du gaz contenu dans l'élément compressible 10, cette pression étant, dans l'exemple non limitatif de la description, égale ou supérieure à la pression atmosphérique. La figure 4 illustre la manière dont est réalisée le fonction ~2 ~ elle représente schématiquement un dispositif de commande 1 selon l'invention, dans lequel pour plus de clarté le manomètre transmetteur 15 est remplacé par un manomètre 16a. Si une force F d'intensité supérieure à un seuil 32, force nécessaire à vaincre la poussé des ressorts 7G, 7D, s'exerce sur le panneau 3, l'extrémité gauche de celui-ci s'enfonce dans le boîtier 2; elle occupe alors une position qui réalise l'équilibre entre la force F et la poussé des ressorts 7G, l'extrémité droite du panneau 3 restant maintenue en butée contre le rebord 8D par la poussée du ressort 7D. Ceci provoque une compression par le panneau 3 de l'élément compressible 10, entraînant une diminution de son volume et une augmentation de la pression du gaz qu'il contient ; la pression de ce gaz, affichée par un manomètre 16a passe alors d'une valeur P à une valeur P1 plus élevée. Une force d'intensité supérieure à la force F provoque un enfoncement plus important du gaz contenu dans l'élément compressible 10, et une déviation plus importante du manomètre 16a. Si une force telle que la force F, s'exerce sur le centre 10 du panneau 3, elle est répartie symétriquement sur les ressorts 7G, 7D et le panneau 3 s'enfonce dans le botier 2, en conservant un plan parallèle à son plan d'origine ; Si cette force stexerce sur le côté opposé à celui de la force F, c'est le côté droit du panneau 3 qui s'enfonce, le côté gauche restant maintenu en butée contre le rebord 8G par la poussée du ressort 7G. Cette description montre qu'un dispositif de commande 1, conforme à l'invention, est capable de délivrer simultanément: - un premier signal de commande en accomplissant une fonction fi, liée au point d'application d'une force F d'intensité supérieure à un seuil S2 sur l'un des repères 9. - et un second signal de commande, en accomplissant une fonction f2, liée à l'intensité de cette force F. Le seuil S2 étant supérieur au seuil Si, une force F d'intensité supérieure à un seuil S1 et inférieure à un seuil S2, appliquée sur un repère 9, permet à un dispositif de commande 1 selon l'invention, de délivrer un unique signal de commande liée au point d'application de cette force F ; le panneau 3 restant maintenu en butée contre les rebords 8G, 8D, le volume de l'élément compressible 10 n'est pas modifié, et la fonction f2 n'est pas réalisée. Une force F d'intensité supérieure à un seuil S2, appliquée sur une zone dépourvue de repères 9, permet à un dispositif de commande 1 selon l'invention, de délivrer un unique signal de commande lié à l'intensité de cette force F: variation de résistance de la feuille se produisant dans une zone autre que celles où se trouvent les surfaces 18 et 20, aucune commutation n'est réalisée et la fonction fl ntest pas accomplie. Il est à noter également que la commande du second paramètre d'une machine, fonction de l'intensité d'une force F, s'effectue soit en affichant au manomètre 16 une valeur de pression préalablement déterminée, soit en contrôlant sur la machine, l'action provoquée par l'intensité de cette force F. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande (1) sous l'action d'une force (F), d'au moins un paramètre régissant le déplacement d'un organe mécanique, comportant un boîtier (2) constitué d'un panneau (3) muni de repères (9) et d'une zone (100) dépourvue de repères, localisant le point d'application de cette force (F), caractérisé en ce que ce panneau (3) est constitué d'une feuille (4) à résistance électrique variable portant ces repères (9) et cette zone (100), chacun de ces repères (9) étant significatif de la valeur d'un premier paramètre et coopérant avec une plaque (5) munie de surfaces (18, 20) conductrices cofncldant avec eux de telle sorte qu'elles transmettent un signal de commande d'un premier paramètre fonction du repère (9) choisi pour l'application de la force (F), ce panneau (3) accomplissant ainsi une première fonction fi, lorsque le point d'application de la force correspond à l'un de ces repères (9). 2. Dispositif de commande (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce panneau (3) est supporté dans le boîtier (2) par un moyen de suspension (ressorts 7G, 7A, 7D...), et coopère avec un élément compressible (10) capable de transmettre un signal fonction de l'intensité de la force (F) appliquée sur ce panneau (3), déterminant la valeur d'un second paramètre et accomplissant ainsi une seconde fonction f2. 3. Dispositif de commande (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le panneau (3), sous l'action d'une force (F) d'intensité supérieure à un seuil SI et inférieure à un seuil S2, appliquée sur l'un des repères (9), accomplit uniquement la fonction fi. 4. Dispositif de commande (l) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ce panneau (3) sous l'action d'une force (F) d'intensité supérieure à un seuil 52, appliquée sur l'un des repères (9), accomplit simultanément les fonctions fl et f2. 5. Dispositif de commande (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le panneau (3) sous l'action d'une force (F), d'intensité supérieure au seuil (S2), appliquée sur la zone (100) dépourvue de repères, accomplit uniquement la fonction f2.