Brevet FR2575845A1 — publié le 19860711

La pre sent e invention concerne un manipulateur de pilotage d'un engin. On connaît déjà de tels manipulateurs qui sont utilises plus spêcialement mais de manière non limitative. pour le pilotage de fauteuils pour handicapés physiques, d'appareils de jeur électroniques, de modèles réduits et en général pour contrôler tout déplacement d'un engin dans un plan. Ces manipulateurs de pilotage d'un engin envoient des signaux à une électronique de pilotage portée par cet engin et pourvue de moyens pour exploiter ces signaux et les mettre à profit pour la commande de moteurs de déplacement portés par l'engin. Le manipulateur comporte un organe de pilotage comprenant une manette pouvant tourner à Zrinté- rieur d'un cône de révolution et effectuer un mouvement combiné provenant d'un basculement de la manette dans un plan passant par l'axe de symétrie de l'appareil et d'un mouvement de rotation de la manette autour de cet axe de symétrie sur un cercle, dans un ptan perpendiculaire à cet axe, tel qu'en amenant cette manette dans la direction et dans le sens voulu, l'engin se déplace dans ce sens et en inctinant la manette d'un angle "a" par rapport à l'axe de symétrie, l'engin se déplace à la vitesse de déplacement voulue. Les appareils de ce type ont le grave inconvénient de se détériorer très facilement sous l'effet d'un choc, ptus spécialement lorsqu'ils ont subi une déformation permanente de la manette. Les manipulateurs de ce type connus à ce jour sont d'une grande sensibilité aux chocs ayant pour conséquence une flexion de la manette si bien que l'engin qu'ils pilotent, ne peut pus être arreté. Les manipulateurs de ce type connus à ce jour font appel à des potentiomètres dans les circuits d'envoi de signaux à l'électronique de pilotage portée par l'engin et ces potentiomètres entraînent d'autres inconvénients. En effet un choc sur -la manette occasionne des efforts sur les axes des potentiomètres et provoque leur déréglage d'où un mauvais fonctionnement de l'engin Par ailleurs un des potentiomètres est mobile et les manoeuvres répétées de la manette amènent la rupture des fils d'alimentation. Enfin iZ y a une usure progressive des pis tes conductrices des potentiomètres.Tous ces inconvéniens amènent l'utilisateur à faire retour de son matériel pour réglage en usine, avec immobil-isation longue de l'engin, délai de transport, coût important. L'invention proposée a pour but de pallier ces in- convénients. Elle atteint totalement ce but du fait que le manipulateur proposé est caractérisé en ce que l'organe de pilotage comprend également un réflecteur recevant un rayonnement émis par des sources lumineuses, telles que des diodes photo-émissives, à flux constant et le réfléchissant vers des récepteurs photoélectriques tels que des phototransistors qui reçoivent, du fait de l'inclinaison du.réflec- teur monté solidaire de la manette, des fZuz réfléchis variables selon cette inclinaison, les récepteurs photoélectriques déZivrant des signaux variables proportionnellement aux flux de rayonnement reçus, fonction de l'angle d'incli- naison du réflecteur donc de celui de la manette, ces si gnauz étant transmis à l'électronique de pilotage pour la commande des moteurs de déplacement de l'engin. Le manipulateur suivant l'invention est également caractérisé en ce que l'organe de pilotage est associé au bottier du manipulateur par l'intermédiaire d'une rotule, notamment par une bille tournant dans une cage logée dans le bottier. L'organe de pilotage peut comporter une manette composée de deux sections différentes, dont l'une, proche de Z'articuZation de la manette, résiste à la flexion et Z'autre peut se déformer sous l'effet d'un choc transversal par rapport à l'axe ZongitudinaZ de la manette, pour amortir ce choc. L'organe de pilotage peut comporter aussi une manette en deux matériaux différents, dont l'un, proche de l'articu- lation de la manette, est métallique et résistant à la flexion et l'autre, plus éloigné de l'articulation de la manette, est en matière plastique déformable élastiquement. De la sorte, iZ n'y a ptus aucune Liaison mécanique au niveau de l'envoi de signaux à l'électronique de pilotage portée par l'engin à piloter. Le pivotement de l'organe de pilotage se faisant par une rotule, celle-ci est capable d'encaisser, sans détérioration, d'importants effo-rts, dans le sens axial, sur la manette du manipulateur. Il en est de même des efforts per-pendiculaires à l'axe de symétrie de l'appareil. La remise en état de service d'un manipulateur ayant subi une déformation de la manette se réduit à la flexion de la manette en sens inverse de cette déformation, opération très aisée et peu coûteuse ne nécessitant pas une intervention en usine. On décrira ci-après,à titre d'exempte non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel on a montré schématiquement un manipulateur de pilotage d'un engin suivant l'invention, notamment-une vue en coupe passant par l'axe de symétrie longitudinal de l'appareil. Le manipulateur de pilotage d'un engin suivant l'invention, indiqué généralement sur le dessin par la référence 1, comprend un boitier 2, par exemple cylindrique, pourvu d'une paroi horizontale supérieure 3, prolongée vers l'extérieur par une jupe 4 délimitant une ouverture 5, et d'un fond inférieur amovible 6. La paroi supérieur 3 sert de support a une rotule 7, qui est composée d'une cage 8 portée par la paroi 3 et dans laquelle une bille 9 peut tourner dans tous tes sens autour de son centre. La bitte 9 est solidaire d'une manette 10 d'une longueur beaucoup plus grande que le diamètre de la bille 9. Cette manette 10 est terminée, à sa partie extrême opposée à la bille 9, par une sphère 11 ou par tout autre moyen de préhension commode tel qu'une barre transversale. A t'opposé de la manette 10, la bille 9 de la rotule 7 est également solidaire, par l'intermédiaire d'une bague 12 formant entretoise, d'un réflecteur 14, constitué par une plaque perpendiculaire à l'axe longitudinal 17 de la manette 10 ou un miroir sphérique ou parabolique d'axe longitudinal confondu avec l'axe longitudinal 17. L'assemblage du réflec- teur 14 et de la bitte 8 est réalisé au moyen d'une vis axiale 13. De la sorte, la manette 10, la bille 9, la bague 12 et le réflecteur 14 forment, dans leur ensemble, un organe de pilotage 18 > d'une pièce allongé suivant l'axe longitudinar 17. L'organe de pilotage 18 peut donc tourner dans la cage 8 de la rotule 7 autour du centre de la bille 9, à l'intérieur d'un cône de révlution dont t'axe de symétrie est confondu avec l'axe longitudinal 19 de l'appareil. Ce cône a un angle au sommet a variant entre 0 et une valeur maximale am déterminée par l'angle de basculement maximal de la manette 10, du fait du déplacement de la bitte 9 a l'in- térieur de la cage 8. L'organe de pilotage 18 peut effectuer un mouvement combiné provenant d'un basculement de ta manette 10 dans un ptan passant par- l'axe de symétrie 19 de l'appareil d'amptitude maximale am des deux côté de l'axe 19, selon les ftè- ches fl de la figure, et un mouvement de rotation de la manette 10 autour de l'axe 19, sur des cercles, dans un plan perpendiculaire à l'axe 19, de rayon de plus en ptus grand en fonction de l'inclinaison de l'axe longitudinal 17 de la manette 10 par rapport a l'axe de symétrie 19 de l'appareil selon ta flèche f2 du dessin. Sur le fond 5 du bottier 2 sont fixés, par exemple, quatre couples de sources lumineuses 15, telles que des diodes photo-émissives, et de photorécepteurs 16 tels que des phototransistors, schématiquement figurés sur le dessin et placés en croi2 autour de l'a;e longitudinal de symétrie de l'appareil 19. Le réflecteur 14 reçoit les rayonnements émis par les photodiodes 15 jouant le rôle d'émetteurs de rayonnements et les réfléchit vers les phototransistors 16 jouant le rôle de récepteurs de rayonnement. Chacune des photodiodes 15 émet un rayonnement à flux constant. Chacun des phototransistors 16 reçoit par contre, du fait de l'inclinaison du réflecteur 14 monté solidaire de la manette 10, un flux de rayonnement variable selon cette inclinaison. Les phototransistors 16 délivrent donc des signaux variables, proportionnels au flux de rayonnement reçu, donc fonction de ltorientation du réflecteur 14, c'est-à-dire de celle de la manette 10. Ces signaux sont envoyés ensuite par des moyens connus et non figurés sur le dessin afin de le simpZifier et le rendre pZus clair, a une électronique de pilotage d'un engin associé au manipulateur de pilotage. L'engin à piloter est pourvu de moyens pour exploi- ter les signaux reçus de la part du manipulateur et tes mettre à profit pour la commande de moteurs de déplacement dont l'engin est pourvu. Pour faire se déplacer, dans le sens et avec la vitesse voulue, l'engin auquel le manipulateur est associé, il suffît donc d'actionner la manette 10. En amenant cette manette dans la direction et dans le sens voulu pour Ze- déplacement de l'engin, on imprime à celui-ci un déplacement dans- ce sens. En inclinant la manette d'un angle "a" d'au plus la valeur maximale admise "am", on imprime à l'engin la vitesse de déplacement voulue proportionnelle à cet angle a. Selon la présente invention, l'organe de pilotage 18 est associé au bottier 2 de l'appareil par Z'intermédiaire d'une bague de rappel central 20 sollicitée parun ressort 21. De la sorte le ressort 21 est détendu lorsque l'organe de pilotage 18 est centré avec son axe longitudinal 17 de la manette superposé à l'axe de symétrie de l'appareil 19, aucun signal n'étant alors envoyé aux moteurs de l'engin qui se trouvent au repos. Par contre, lorsque la manette 10 de l'organe de pilotage 18 est inclinée par rapport à l'axe de symétrie l9 de l'appareil, le ressort 21 est armé et il a tendance à ramener l'organe de pilotage 18 dans sa position centrale, lorsque la manette 10 est relâchée pour se dépZa- cer librement. L'organe de pilotage 18 étant associé au boîtier 2 du manipulateur 1 par l'intermédiaire de ta rotule 7, plus spécialement par la bille 9 tournant dans la cage 6, cette bitte peut encaisser des efforts axiaux, selon l'axe de symétrie 19 de l'appareil, très importants sans cependant permettre à l'organe de pilotage de quitter la rotule et de ce fait au manipulateur de se décomposer-. L'organe de pilotage 18 peut comporter, suivant une première forme d'exécution de l'invention, une manette 10 composée de deux sections différentes, dont l'une, proche de l'articulation de la manette, résiste à la flexion et l'autre peut se déformer sous l'effet d'un choc transversal par rapport à l'axe longitudinal 17 de la manette pour amortir ce choc. Suivant une variante d'exécution de l'invention l'organe de pilotage 18 peut comporter une manette 10 en deux matériaux différents, dont Z'un est métallique et résistant à la flexion au niveau de la bague de rappel central 20, et l'autre en matière plastique déformable, par exemple à la partie plus éloignée de la bille 9, fléchissant élastiquement sous l'effet d'un effort transversal par rapport à l'axe de symétrie de la manette 10, puis reprenant sa forme initiale au repos et à la disparition de l'effort. REVENDICATIONS 1.- Manipulateur de pilotage d'un engin envoyant des signaux à une électronique de pilotage portée par cet er.- ginet pourvue de moyens pour exploiter ces signaux et ss mettre à profit pour la commande de moteurs de déplacement portés par l'engin, le manipulateur comportant un organe de pilotage comprenant une manette pouvant tourner à l'inté- rieur d'un cône de révolution et effectuer un mouvement combiné provenant d'un basculement de la manette dans un pZan passant par l'axe de symétrie de Z'appareiZ et d'un mouvement de rotation de la manette autour de cet axe de symétrie sur un cercle, dans un pZan perpendiculaire à cet axe, tel qu'en amenant cette manette dans la direction et dans le sens voulu, l'engin se déplace dans ce sens et en inclinant la manette d'un angle "a" par rapport à cet axe de symétrie, l'engin se déplace à la vitesse de déplacement voulue, caractérisé en ce que l'organe de pilotage (18) comprend également un réflecteur (140 recevant un rayonnement émis par des sources lumineuses, telles que des diodes photo-émissives (16), à flux constant et le réfléchissant vers des récepteurs photoélectriques, tels que des phototransistors (16), qui reçoivent, du fait de l'inclinaison du réflecteur (14) monté solidaire de la manette (10), des flux réfZéchis variables selon cette inclinaison, les récepteurs photoélectriques (16) délivrant des signaux variables proportionnellement aux flux de rayonnement reçus, fonction de l'angle d'inclinaison du réflecteur (14) donc de celui de la manette (10), ces signaux étant transmis à l'électronique de pilotage pour la commande des moteurs de déplacement de l'engin. 2.- Manipulateur de pilotage d'un engin suivant ia revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend quatre couples d diodes photo-émissives (15) et phototransistors (16) placés en croix autour de l'axe long-itudinal de symétrie (19) de l'appareil 3.- Manipulateur de pilotage d'un engin suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que te réflecteur (14) est constitué par un miroir plan, sphérique ou parabolique. 4.- Manipulateur de pilotage d'un engin suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe de pilotage (18) est associé au boîtier (12) du manipulateur (1) par l'intermédiaire d'une rotute (Z) notamment par une bille (9) tournant dans une cage t8J logée dans le bottier (2). 5.- Manipulateur de pilotage d'un engin suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe de pilotage (18) est associé au bottier (2J de l'appareil par l'intermédiaire d'une bague de rappel central (20) sollicitée par un ressort de rappel (21). 6.- Manipulateur de pilotage d'un engin suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe de piZotage (18) comporte uns manette (10) composée de deux sections différentes, dont l'une, proche de l'articulation de ta manette, résiste à la flexion et l'autre peut se déformer sous l'effet d'un choc transversal par rapport à l'axe longitudinal (17) de la manette, pour amortir cs choc. 7.- Manipulateur de pilotage d'un engin suivant l'une quelconque des revendications 1 à s caractérisé en ce que l'organe de pilotage (18) comporte une manette (10) en deux matériaux différents, dont l'un, proche de l'articula- tion de la manette (10), est métallique et résistant à ta flexion et l'autre, plus éloigné de l'articulation de ta manette (10), est en matière plastique déformable élastique- ment.