Brevet FR2527328A1 — publié le 19831125

La présente invention se rapporte à un dispositif de ré- ajustement équipant des boussoles à répétition associées à une boussole gyroscopique dans un système gyroscopique, comportant un moteur asservi qui assure le réglage en fonction de signaux différentiels entre le système gyroscopique indiquant le Nord et un bottier entourant ledit système gyroscopique et dans lequel ce système gyroscopique est monté de manière connue (par exemple par l'intermédiaire d'un palier hydraulique) et est raccordé à la rose des vents de la boussole. Des boussoles secondairesou boussoles à répétition sont des boussoles placées en différents endroits du véhicule pour permettre à tout instant une lecture précise du cap Elles sont menées en synchronisme avec un mécanisme d'asservissement de la rose des vents-de la boussole principale. Jusqu'à présent, il est classique d'amplifier les signaux analogiques différentiels correspondant à l'écart entre le système gyroscopique et les roses des vents asservies, et d'appliquer ces signaux à un servomoteur qui rattrape par une transmission correspondante la rose des vents de la bous- sole principale. A l'aide d'une onde électrique, cette position angulaire de la rose des vents de la boussole principale est transmise à la rose des vents de la boussole à répétition. Ce type d'asservissement est compliqué et onéreux, il exige de nombreux composants différents et le principe de réalisation du dispositif de réglage de la boussole principale est différent de celui du dispositif de réglage des boussoles à répétition, ce qui peut provoquer des erreurs En outre, il est nécessaire d'utiliser un servomoteur très coûteux. A cause de ces circonstances, ainsi que d'une série de possibilités supplémentaires d'erreurs, il peut se produire des erreurs de réglage des boussoles à répétition par rapport à la boussole principale Il est difficile de constater un affichage erroné Il en va de même pour le remplacement d'une boussole à répétition défectueuse et pour le réajustement nécessaire qui s'y rapporte. L'invention a par conséquent pour objet de proposer un dispositif de réajustement du type précité pour boussoles à répétition d'un système gyroscopique, dispositif qui permette un rattrapage desdites boussoles à répétition et une vérifica- tion sans équivoque du réglage synchronisé de la rose des vents de la boussole principale et de cellesde ces boussoles secon- daires. L'invention vise en même temps à simplifier la forme de réalisation, à réduire le nombre cdescomposants différents et à réunir en un seul bloc le mécanisme d'asservissement de la boussole principale et des boussoles secondaires L'invention recherche par là même un abaissement des coûts L'invention vise de surcroît à permettre, après le remplacement d'une boussole secondaire, un réglage simple de cette boussole adapté à la boussole principale. Conformément à -l'invention, cet objetestatteint par le fait que le dispositif estmuni d'une unité électronique de commande du moteur qui, à partir des signaux différentiels, engendre un train d'impulsions correspondant pour des moteurs du type pas à pas; par le fait que ce dispositif comporte des moteurs du type pas à pas sensiblement identiques qui réajus- tent en synchronisme les roses des vents de la boussole prin- cipale et des boussoles secondaires en fonction du train d'impulsion délivré par l'unité électronique de commande et, de préférence, par l'intermédiaire d'un engrenage démultipli- cateur; par le fait que ce dispositif est doté d'une bague collectrice ou contact frotteur d'un type connu en soi, qui est relié à la rose des vents de la boussole principale, est en contact par frottement avec un balai de contact et présente une zone d'interruption; et par le fait que ledit dispositif est pourvu d'une source decourant de rattrapage en vue de délivrer un courant de rattrapage aux balais de contact afin de provoquer, par l'intermédiaire des moteurs pas à pas de la boussole principale et des boussoles secondaires, lorsque le moteur asservi est hors fonction, un réglage ultérieur des roses des vents jusqu'à ce que le balai de contact touche la zone d'interruption. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: l'unité électronique de commande du moteur peut engendrer, à partir des signaux différentiels analogiques de courant 2-527328 continu reçus par la prise d'un démodulateur, un train d'im- pulsions dont la fréquence est proportionnelle au signal dif- férentiel entre la valeur de consigne et la valeur réelle du cap; il peut être prévu un interrupteur asservi à double mou- vement et'à contacts parallèles de commutation, par l'intermé- diaire duquel les signaux différentiels provenant de la sortie du démodulateur sont appliqués à l'unité électronique de com- mande ainsi qu'au balai de contact; lorsqu'il est ouvert, ledit interrupteur asservi peut établir un contact de réajustement qui, lorsqu'un interrupteur à bouton-poussoir est actionné, délivre à l'unité électronique de commande un courant de rattrapage provenant d'une source de courant de rattrapage, afin de provoquer concomitamment une rotation de la rose des vents de la boussole principale et des roses des vents des boussoles secondaires, jusqu'à ce que la bague collectrice de la rose des vents vienne en contact avec la zone d'interruption; et le conducteur de courant de rattrapage peut comporter entre l'interrupteur à boutonpoussoir et la source de courant de rattrapage, une résistance dont la valeur détermine la vi- tesse de réajustement lorsque le bouton-poussoir dudit inter- rupteur est enfoncé. Dans le dispositif selon l'invention, le servomoteur onéreux devient superflu, cependant que les moteurs pas à pas utilisés sont de fabrication considérablement moins coûteuse. Il est en outre possible de sedispenser des composants néces- saires pour produire une onde électrique. A la place de l'amplificateur classique des signaux dif- férentiels, il est prévu une autre unité, c'est-à-dire une unité électronique de commande du moteur engendrant à partir des signaux analogiques différentiels un train d'impulsions qui correspond-aux signaux différentiels entre le système gyroscopique et la rose des vents de la boussole Une mesure de ces signaux différentiels peut, par exemple, être la fré- quence du train d'impulsions ou la durée de ce dernier. Ce train d'impulsions est appliqué en même temps à des moteurs pas à pas de réalisations identiques, et cela aussi bien dans la boussole principale que dans les boussoles secondaires. De ce fait, par l'intermédiaire des engrenages utilisés j-us- qu'à présent, il est possible d'obtenir un réajustement syn- chronisé correspondant des roses des vents de la boussole principale et des boussoles à répétition. Après le déclenchement d'un interrupteur asservi, c'est- à-dire lors de l'interruption du fonctionnement classique en mode à répétition, il est possible de faire tourner après coup toutes les roses des vents des boussoles en appliquant une ten- sion de rattrapage à l'unité électronique de commande et, delà aux moteurs pas à pas de-la boussole principale et de chaque boussole secondaire Conformément à l'invention, une bague collectrice déjà prévue et raccordée à la rose des vents de la boussole principale présente une zone d'interruption. Lorsque le balai de contact associé conduisant la tension de rattrapage parvient dans la zone d'interruption de la rose des vents de la boussole principale, ladite tension de rat- trapageestbrusquement supprimée et le processus de réajustement de la rose des vents est ainsi achevé Etant donné que, grace au dispositif protégé, la rose des vents de la boussole princi- pale conserve toujours une position déterminée (c'est-a-dire dans la zone d'interruption), il est désormais simple de véri- fier toutes les roses des vents des boussoles secondaires pour constater si ces dernières sont demeurées dans la même position. Si tel n'est pas le cas, cela signifie que le moteur pas à pas de la boussole secondaire considérÉes'est décalé d'unou de plusieurs pas Après que la cause de ce phénomène a été éliminée (par exemple un grippage de la transmission), la rose des vents de cette boussole secondaire considérée est ajustée à la va- leur indiquée par la rose des vents de la boussole principale. Lorsque le fonctionnement en mode de répétition est de nouveau enclenché par l'interrupteur asservi, toutes les roses des vents viennent-se régler en synchronisme à la position pré- déterminée par le système gyroscopique L'utilisation de moteurs du type pas à pas accroit le risque d'un décalage d'une boussole secondaire (en particulier de son mécanisme d'entraînement) d'un ou de plusieurs pas, si bien que cette boussole n'est plus en synchronisme avec la boussole principale. Ainsi, l'idée de la présente invention permet pour la première fois un fonctionnement sur du système simplifié décrit en uti- lisant les moteurs pas à pas de conception classique moins oné- reuse. Un autre avantage réside dans le fait que toutes les boussoles secondaires peuvent être vérifiées avec précision et, éventuellement, synchronisées de nouveau après que la zone d'interruption a été atteinte, même lorsque le bateau est en mouvement Jusqu'à présent, cela n'était pratiquement pas pos- sible Il en va de même pour le remplacement d'une boussole. Le remplacement de cette boussole a lieu dans la "position d'interruption" ou "position zéro" et, après la mise en place d'une nouvelle boussole, cette boussole ou toutes les boussoles secondaires sont ramenées à la position convenable de la manière décrite en appuyant sur un bouton On fera observer que, du fait du franchissement d'une zone zéro déterminée lors du remplacement, il est possible d'éviter une mise en rotation à la main de l'enveloppe hémisphérique, ainsi que le risque de détériorations conjuguées. On fera encore observer que la bague collectrice peut aussi présenter plusieurs zones d'interruption Commodément, une bague collectrice supplémentaire est ajoutée aux bagues collectrices existantes de façon que le fonctionnement de ces dernières ne soit pas gêné Conjuguée au balai de contact associé, cette bague collectrice agit comme un interrupteur, le circuit étant ouvert aux zones d'interruption Un enclen- chement de l'interrupteur asservi a pour effet de court circuiter un déclenchement Lorsque le fonctionnement à répé- tition est interrompu par l'intermédiaire de l'interrupteur asservi, l'interrupteur à bague collectrice se trouve dans le circuit d'entrée de l'unité électronique d'asservissement. Une vitesse de rotation prédéterminée est obtenue en enfonçant le boutonpoussoir d'un interrupteur et le fonctionnement à répétition se poursuit jusqu'à ce que ledit interrupteur à bague collectrice ouvre le circuit dans la zone d'interruption ou zone de repos. Commodément, le fonctionnement en mode de répétition est toujours amorcé seulement d'un c Oté, de telle façon que seulement une arête de l'interruption de la bague collectrice provoque le déclenchement Cela permet deréaliser la largeur de l'in- terruption de la bague collectrice avec de plus grandes tolé- rances et cela permet aussi l'ajustement. En plus des possibilités décrites, il existe naturelle- ment d'autres possibilités techniques pour amener les roses des vents de la boussole principale et des boussoles secon- daires à une position zéro déterminée et, en cas de décalage, la durée du réajustement estplus longue ou plus courte en conséquence Par exemple, le signal de synchronisation pour- rait être utilisé pour le pilotage automatique, ou bien le signal d'un détecteur spécialement prévu (tel qu'un générateur de Hall ou de la prise d'une magnétorésistance) pourrait être utilisé pour rechercher la position de repos. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullementlimitatif en regard du dessin annexe dont la figure unique est un schéma synoptique d'un appareil gyroscopique de navire comprenant une boussole prin- cipale et trois boussoles secondaires, la figure représentant aussi le schéma de montage qui s'y rapporte. Sur la figure unique le gyroscope de la boussole princi- pale porte la référence 13 et un boîtier ou enveloppe hémi- sphérique entourant ce gyroscope est référencé par 18. L'enveloppe hémisphérique 18 est reliée par un roulement à billes 17 à une rose des vents 12 de la boussole principale. Une bague collectrice ou contact frotteur 11 monté sur ladite rose des vents est en contact avec un balai de contact 6. La rose des vents et l'enveloppe hémisphérique qui y est reliée sont mises en rotation par l'intermédiaire d'un engrenage démultiplicateur 19 Cet engrenage 19 est actionné par un moteur 1 du type pas à pas qui est mû à son tour par un train d'impulsions provenant d'une unité électronique 10 de commande du moteur. Il ressort en outre de la figure que le conducteur cie sor- 36 tie de l'unité électronique 10 alimente, en parallèle au moteur 1 du type pas à pas associé à la boussole principale, d'autres moteurs pas à pas 2, 3 et 4 actionnant des boussoles secondas- res ouàrépétition Des roses des vents 13 ', 14 et 15 desdites boussoles secondaires sont réglées en synchronisme par l'in- termédiaire de transmissions correspondantes 20, 21 et 22. En outre, la figure illustre la connexion de l'unité électronique 10 avec une prise 16 du gyroscope. Dans le schéma de montagede l'exemple de réalisation, on voit à gauche un interrupteur asservi 7 à double mouvement, le premier conducteur ou conducteur principal de signaux d'une unité électronique 8 étant raccordé à l'état enclenché au balai de contact 6 du contact frotteur 11 qui présente une zone d'interruption 5. Dans le cas o le contact frotteur 11 de la rose des vents de la boussole principale se trouve par hasard dans la zone d'in- terruption 5, le fonctionnement classique à répétition serait interrompu bien que l'interrupteur asservi soit enclenché, s'il n'était pas prévu le double mouvement de cet interrup- teur asservi 7, un second contact B de l'interrupteur 7 étant relié à un conducteur qui est raccordé au conducteur principal de signaux avant le balai de contact 6. La position d'enclenchement selon la figure représente le fonctionnement normal à répétition de la boussole et, comme mentionné, le contact B de l'interrupteur asservi peut court- circuiter la position zéro de la bague collectrice Lorsqu'on ouvre l'interrupteur asservi 7, le moteur asservi reste immo- bile. Lorsqu'on enclenche un interrupteur 23 à bouton-poussoir alors que l'interrupteur asservi 7 se trouve dans sa position déclenchée, la tension de réajustement ou de rattrapage prove- nant d'une source 9 de tension de rattrapage est appliquée au premier conducteur de signaux par l'intermédiaire du balai de contact 6 del'unité électronique 10. La rose des vents de chaque boussole fonctionne désormais indépendamment de ses semblables, jusqu'à ce que le balai de contact 6 ouvre le contact dans la boussole principale avec la zone d'interruption associée 5 Chacun des moteurs est ainsi immédiatement immobilisé lorsque le moment d'inertie est suf- fisamment petit. Lorsqu'on déclenche de nouveau l'interrupteur 23 à bouton- poussoir, la tension provenant de la source 9 de tension de rattrapage est elle aussi supprimée. Lorsqu'on enclenche de nouveau l'interrupteur asservi 7 pour reprendre le fonctionnement normal à répétition de la boussole, le moteur tourne jusqu'à ce que la rose des vents ait de nouveau atteint la position du système gyroscopique. L'interrupteur 7 présente des contacts de commutation parallèles A et B par l'intermédiaire desquels les signaux différentiels provenant de la sortie d'un démodulateur sont appliqués à l'unité électronique de commande 10 ainsi qu'au balai de contact 6 Lorsque ledit interrupteur 7 est déclenché, il est établi un contact-de rattrapage C qui, lorsqu'on ac- tionne l'interrupteur 23 àbouton-poussoir, délivre à ladite unité 10 un courant de rattrapage provenantdeladite source 9. Entre l'interrupteur-23 et la source 9, le conducteur de cou- rant de rattrapage présente une résistance Ri dont la valeur ohmique détermine la vitess 1 e du réajustement lorsque le pous- soir de l'interrupteur 23 est enfoncé. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées audispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réajustement pour boussoles secondaires d'une boussole gyroscopique, comportant un moteur asservi ( 1) qui assure le réglage en fonction de signaux différentiels entre le système gyroscopique indiquant le Nord et un bottier ( 18) fermé entourant ledit système gyroscopique et dans lequel ce'dernier est monté de manière connue, par exemple au moyen d'un palier hydraulique, et est relié à la rose des vents de la boussole, dispositif caractérisé par le fait qu'il comprend: une unité électronique ( 10) de commande du moteur qui, à partir desdits signaux différentiels, engendre un train d'impulsions correspondant pour des moteurs du type pas à pas; des moteurs pas à pas boussoles secondaires lorsque le moteur asservi est hors fonc- tion, un réglage ultérieur des roses dens vents jusqu'à c? que ledit balai de contact ( 6) touche ladite zoned'interruption ( 5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'unité électronique ( 10) de commande du moteur engendre, à partir des signaux différentiels analogiques de courant continu reçus par la prise d'un démodulateur, un train d'impulsions dont la fréquence est proportionnelle au signal différentiel entre la valeur de consigne et la valeur réelle du cap. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il est prévu un interrupteur asservi ( 7) à double mouvement et à contacts parallèles de commutation (A, B), par l'intermédiaire duquel les signaux différentiels provenant de la sortie du démodula Leur ( 8) sont appliqués à l'unité électronique de cormmande ( 10), ainsi qu'au balai de contact ( 6). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le faitque l'interrupteur asservi ( 7), lorsqu'il est déclenché, établit un contact de rattrapage (C) qui délivre à l'unité électronique de commande ( 10) un courant de rattrapage provenant d'une source ( 9) decourant de rattrap- page lors de l'actionnement d'un interrupteur ( 23) à bouton- poussoir, de façon à provoquer une rotation conjointe de la rose des vents ( 12) de la boussole principale et des roses des vents ( 13-15) des boussoles secondaires, jusqu'à ce que le contact frotteur ( 11) de la rose des vents vienne toucher la zone d'interruption ( 5). 5 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le conducteur de courant de rattrapage présente, entre l'interrupteur ( 23) à bouton-poussoir et la source ( 9) de courant de rattrapage, une résistance (R 1) dont la valeur détermine la vitesse du réajustement lorsque le poussoir dudit interrupteur est enfoncé.