Brevet FR2544273A1 — publié le 19841019

La présente invention concerne un système de locomotion, de préférencedUn mannequin animé, par exemple un robot, dont le déplacement imite celui de la marche d'un être humain. Les mannequins animes comportent généralement un socle muni de roulettes, ce qui ne donne pas l'impression de la démarche d'un bipede. L'invention permet de créer une démarche chaloupée, balourde tout en gardant les éléments figurant les pieds toujours en contact avec la surface d'appui. Le système de locomotion est constitué d'organes mécaniques de liaison et des galets ou analogues actionnés par des moteurs reliés à une source de puissance et comporte un ensemble de biellettes assemblées sous forme d'un parallélogramme articulé sur lequel sont fixés deux couples de galets ou analogues se déplaçant l'un après l'autre, un couple étant immobile et l'autre effectuant une rotation partielle autour du premier et ainsi de suite. Ce système peut être inséré dans une enveloppe représentant un mannequin animé tel un robot. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 illustre schématiquement un système de locomotion simplifié suivant l'invention. Ce système comporte quatre biellettes 1, 2, 3, 4 articulées à leurs extrémités formant un parallélogramme, et des galets ou roulettes 5, 6, 7, 8, les axes des galets 5 et 6 étant liés parallèlement å la biellette 1, tandis que les axes des galets 7 et 8 sont liés parallèlement à la biellette 3. Les galets (5 et 8) et (6, 7) forment deux couples dont les mouvements sont expliqués ci-dessous. Un galet de chaque couple est motorisé (moteur électrique relié à une batterie par exemple) et entraîne le galet associé du meme couple. Si l'on laisse immobile le couple de galets (5, 8) et que l'on met en mouvement (rotation autour de leurs axes) le couple de galets (6, 7), ces derniers vont effectuer une rotation autour des galets (5, 8) dont les rayons sont les biellettes 1 et 3 tandis que les galets (5, 8) vont pivoter sur eux-même. Un arc de cercle étant décrit, le couple mobile est arrêté et l'autre couple devient moteur et ainsi de suite. Le mobile par exemple un robot, parcourt avec une marche à l'amble un chemin rectiligne.Pour le faire changer de direction, on remplace un galet de chaque couple (voir figure 3) par~une pluralité de galets plus petits disposés régulièrement sur un cercle (dans l'exemple représenté, il y en a huit) et dont les axes sont orthogonaux à l'axe de liaison entre les galets de chaque couple. La rotation de ------------------------------- ces galets effectuée, grâce à un moteur associé, autour de l'axe du cercle de galets fait pivoter le mobile sur lui-même et modifier ainsi sa trajectoire. En regard de la figure 2, on peut voir un parallélogramme formé de biellettes 1, 2, 3, 4 articulées, sur lequel sont fixés des galets 5, 6, 7, 8 grâce à des montants 9, 10, 11, 12. Les montants 9 et 10 sont fixés rigidement et perpendiculai- rement à la biellette 1, tandis que les montants ll et 12 sont pareillement fixés à la biellette 3. Les axes des galets 5 et 6 sont liés parallèlement a' la biellette l,et ceux des galets 7 et 8 sont liés parallelement à la biellette 3. Cette disposition permet d'obtenir un mouvement analogue à celui décrit précédemment tout en aménageant un espaee libre sous le parallélogramme. La figure 4 illustre le mécanisme de locomotion que l'on peut introduire dans une enveloppe représentant un mannequincou robot. Une difficulté s'est présentée lorsque l'on a voulu introduire un mécanisme tel que décrit en regard de la figure 2 dans une enveloppe de mannequin à deux jambes, les montants par couple étant trop distants pour être dissimulés dans une seule jambe. En partant du parallélogramme de base constitué des quatre biellettes articulées 1, 2, 3, 4 on fixe rigidement et perpendiculairement à chaque biellette opposée 2 et 4, un montant 13 et 14 solidaire respectivement d'un cadre 15, 16 (soudé par exemple sur un flasque de liaison (17, 18) portant les galets 5, 6, 7, 8 à l'aide de moyens connus (chape par exemple). Les galets 5 et 6 sont associés à un moteur (non repré senté) qui permet une rotation alternée, avant et arrière suivant les flèches 20 et 21. Les galets 7 et 8 sont constitués comme précédemment décrits d'une pluralité de galets 24 plus petits d'axes orthogonaux à l'axe de liaison respectivement 30 et 40 des galets 5 > et 8 et des galets 6 et 7.Un des galets 7 ou 8 comporte un moteur non représenté qui assure à la demande une rotation par changement d'appui des galets 24 suivant les flèches 22 et 23 ce qui modifie la direction du mobile. Le bâti portant l'enveloppe du mannequin est constitué de deux fourreaux 25 et 26 enveloppant les montants 13 et 14 et reposant sur les flasques 17 et 18, réunis par une traverse 27 portant en son milieu un axe 28. Le remplacement des quatre montants 9, 10, 11, 12 par seulement deux montants 13 et 14 ne permet plus d'assurer la mobilité du système. Pour que le mobile ne coince pas, il est nécessaire de corriger l'orientation des galets en fonction de la direction de déplacement du mobile. Pour ce faire, un couple de galets est associé à un parallélogramme dont un des côtés est un des cadres 15, 16 porte-galets. Les côtés 31 (a ou b) et 32 (a ou b) sont fixés rigidement aux chapes des galets associés, chapes fixées aux cadres 15, 16 de façon à pouvoir pivoter (flèches 33, 34). Un dernier côté 33 (a ou b) réunit par des articulations les côtés 31 (a ou b) et 32 (a ou b). Le côté 33 (a ou b) est entraîné par un étrier 41 ou 42, lié rigidement aux fourreaux 25 ou 26. Lorsque le mobile se déplace, 11 orientation des axes des galets est corrigée par pivotement des galets sur la surface d'appui en fonction de l'orientation du mobile. Pourrenforcer la démarche chaloupéè du mobile, le bâti supporté par les deux fourreaux 25 et 26 comporte un berceau 51 portant le corps d'un mannequin (non représenté). Ce berceau 51 est relié par deux tirants 52 et 53 aux fourreaux. Ainsi lors du mouvement alterné, le berceau retenu par lesdits tirants oscille différemment du mouvement. L'invention peut s'appliquer à tout déplacement il trouve néanmoins une application particulièrement intéressante dans la démarche d'un mannequin animé, par exemple un robot. R E V E N D I C A T i O N S 1. Système de locomotion, par exemple d'un mannequin animé tel un robot dont le déplacement imite celui de la marche d'un être humain, constitué d'organes mécaniques de liaison et des galets ou analogues actionnés par des moteurs reliés à une source de puissance caractérise en ce qulil comporte un ensemble de biellettes (1,2,3,4) assembles sous forme d'un parallélogramme articulé sur lequel sont fixés deux couples de galets (5, 8), (6, 7) ou analogues se déplaçant l'un après l'autre, un couple étant immobile et l'autre effectuant une rotation partielle autour du premier et ainsi de suite. 2. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe d'un galet (5, 8) d'un couple est lié paralèlement à l'axe d'un galet associé (6, 7) de l'autre couple suivant une des biellettes du parallélogramme. 3. Système suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'axe d'un galet d'un couple est lié parallèlement à l'axe d'un galet associé de l'autre couple grâce à deux montants solidaires (9, 10), (11, 12) d'une des biellettes du parallélogramme. 4. Système suivant la revendication 1 caractérisé en ce que chaque couple de palets (5, 8), (6, 7 est solidaire par un montant (13, 14) d'un côté (4, 2) du parallélogramme et que les axes des galets d'un couple (5, 8) , (6, 7) sont solidaires des biellettes opposées (15, 33a), (16, 33b) dlun deuxième parallélogramme fixé à une biellette (4, 2) du premier parallélogramme et au bâti (25, 26) 5. Système suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'un galet au moins par couple est constitué d'une pluralité de galets (24) plus petits d'axes et disposés régulièrement sur un cercle, la rotation de ces galets assurant la modification de direction du robot