Brevet FR2607878A1 — publié le 19880610

Mecanlsme de liaison isostatiaue a quadruples liaisons entre une surface PLane et une surface rauche et applications diverses de ce mecanisme. La présente invention concerne un mécanisme particulier de liaison isostatique quadruples liaisons entre une surface plane et une surface gaucher et elle concerne aussi diverses applications de ce mecanisme. I1 est connu que seuls les mécanismes de liaison a triples liaisons sont naturellement isostatiques et que les mecanismes de liaison possedant un nombre de liaisons superieur a trois, et en particulier les mecanismes a quadruples liaisons, sont hyperstatiques. I1 en resulte que les mecanismes a liaisons quadruples entre une surface plane et une surface gauche doivent etre agences pour autoriser un reglage sur au moins une des liaisons afin que les efforts transmis soient repartis entre les quatre liaisons en question et que les quatre liaisons puissent assurer efficacement leur fonction. Par exemple, dans le cas de structures planes a quatre pieds (table, chaise, banc d'optique, marbre, etc .) devant reposer sur une surface de support susceptible de ne pas étre plane (surface gauche), il est connu d'équiper au moins un des pieds avec un organe réglable en hauteur (verin de reglage). L'inconvenient des dispositions actuellement utilisees dans ce contexte est que le reglage est effec tue pour assurer la staL e de la str être sur surface gauche determinee et que tout changement d'emplacement oblige a un nouveau calage de la structure. En outre, un positionnement determine de la structure lpaJ exemple pour assurer l'horizontalite d'un banc ou d'un marbre) oblige a equiper plusieurs pieds de verins respectifs et le reglage doit etre effectue par tâtonnement en agissant successivement sur les divers verins : cette operation est longue et doit être renouvelee apres chaque deplacement de la structure. Le cas des tables et des chaises reposant sur des sols non plans est également difficile a résoudre de façon simple et efficace dans la pratique courante. L'invention a donc essentiellement pour but de proposer un mécanisme à liaisons quadruples apte à assurer une liaison stable entre une surface plane et une surface gauche, qui satisfasse aux diverses exigences de la pratique mieux que les dispositifs actuellement connus, qui en outre autorise des reglages de position (par exemple d'horizontalité de la surface plane) de façon simple et rapide, et qui soit d'une conception peu complexe et peu onéreuse afin de pouvoir etre mis en oeuvre dans de nombreux domaines d' application. A ces fins, le mecanisme conforme a l'invention se caracterise essentiellement en ce qu il comporte - un cadre en forme de parallelogramme solidaire de a surface gauche, - quatre premieres articulations a au moins deux- degres de inerte en rotation situees aux angles dudit cadre pour relier deux â deux les côtés dudit cadre, lesdites libertes de rotation de chaque première articulation etant prévues autour d'un axe coaxial aux deux côtés adjacents à ladite première articulation ou voisin et paralléle à ceux-ci, - et quatre secondes articulations à un degré de liberte en rotation situees aux milieux respectifs desdits cotes du cadre et solidaires de la surface plane, ladite liberte de rotation de chaque seconde articulation étant prevue autour d'un axe sensiblement paralléle aux deux cotés encadrant le coté supportant la seconde articula tion consideree, - les premiéres articulations ou les secondes articulations possédant en outre un degré supplémentaire de liberté en translation axiale. Dans un tel agencement, les secondes articulations définissent, deux a deux, des paires d'axes parallèles quelles que soient les positions mutuelles des premières articulations solidaires de la surface gauche. De ce fait, on est assuré en toutes circonstances que la surface plane est en liaison quadruple isostatique avec la surface gauche. En outre, pour conférer a la surface plane un positionnement déterminé (par exemple regler son horizontalité), le réglage est rendu tres facile du fait que l'intervention au niveau de l'une des premieres articulations (par exemple un des pieds solidaires d'une correspondante de ces premières articulationsi n'agit que sur la diagonale correspondante du cadre précité et est sans influence sur l'autre diagonale du cadre. Dans la pratique, 1l est avantageux, pour des questions de simplicite de realisaton, que le cadre soit un quadrilatere rectangle ou carré. De preference, toujours pour simplifier le mecanisme, les premieres articulations precitees possèdent deux degres de liberté en rotation et les secondes articu:at;ons precitees possedent un seul degré de liberté en rotation et un degre de liberté en translation axiale. Dans un mode de réalisation possible (mode de realisation a symetrie axiale), les axes 3oignant deux secondes artrculations u a deux opposees sont des axes de symetrie du mécanisme. Dans un autre mode de réalisation possible (mode de réalisation a dissymétrie axiale ou a symetrie centrale), le point de concours des diagonales joignant les points de concours des secondes articulations est un centre de symetrie du mécanisme. Un mécanisme a liaisons quadruples agence con fortement a l'invention peut trouver de nombreux domaines d'applcation, notamment pour la realisation d'une plateforme ou support stable analogue à quatre appuis, pour la réalisation d'un dispositif de haubanage ou analogue à quatre tirants, pour la réalisation d'une suspension ou analogue a quatre attaches, pour la réalisation d'un dispositif de manutention ou analogue à quatre attaches1 etc... L'invention sera mieux comprise å la lecture de la description qui suit de certains de ses modes de réalisation préférés, donnés uniquement à titre illustratif non limitatif ; dans cette description on se réfère aux dessins annexes sur lesquels - la fig. 1 est une vue tres schématique dé dessus d'un mécanisme conforme a l'invention - la fig. 2 est une vue schématique partielle a échelle agrandie illustrant un mode de realisation possible du mécanisme de la fig. 1 - les fig. 3 et 4 sont des vues tres schemat.- ques, de dessus, illustrant respectivement deux configurations possibles pour le mecanaJme de la .g. et - les fig. 5A à 5F,6,7A et 7B, 8A et 8B illustrent schématiquement diverses applications d'un mecanisme conforme a l'invention. Le mécanisme conforme å l'invention désigné dans son ensemble par la référence numérique 1 å la fig. 1, comprend un cadre 2 en forme de parallélogramme qui est solidaire, de toute façon appropriee, d'une surface gauche ou susceptible de se gauchir (non representée) par exemple le cadre repose sur la surface gauche par l'intermediaire de pieds (non representés) ou est supporté par la surface gauche par l'intermediaire de tiges ou de haubans (non représentes), comme cela apparaîtra dans la suite de la description. De façon simple, lé cadre est un parallelogramme rectangle (comme représente) ou carré. Les côtés ou analogues 3 constituant le cadre sont réunis les uns aux autres par des premières articulations 4, au nombre de quatre, possédant au moins deux degrés de liberté en rotation autour de deux axes perpendiculaires entre eux, ces axes coïncidant avec les axes longitudinaux des deux côtés réunis ou étant parallèles a ceux-ci. Comme representé a titre d'exemple à la fig. 2, chaque articulation 4 peut comporter un premier pivot 5, coaxial au côté 31 et supporté à rotation par le côté auquel il est perpendiculaire, et un deuxième pivot 6, solidaire du pivot 5 et perpendiculaire a celui-ci, supportant à rotation le côté Bien entendu, les articulations 4 a au moins deux degrés de liberté en rotation peuvent etre realisees de maniere différente de l'exemple donné a la fig. 2. Notamment elles peuvent être constituees par des rotules, ou bien Si les deplacements relatifs des côtes restent relativement faibles, par des plots e un mate riau elastiquement deformable (par exemple en caoutchouc ou analogue), ou bien encore, touJours dans le cas de deplacements relatifs de relativement faible importance, par le seul axe de rotation 6, l'autre degré de Liberté étant conferé par la flexibilité en torsion du cote En outre, les quatre côtés 3 supportent en leur milieu quatre articulations 7 qui ont un seul degré de liberte en rotation autour d'un axe perpendiculaire au cote considere et parallele aux deux côtés encadrant ce dernier et qui ont également un degré supplémentaire de liberte en translation axiale.Comme représenté sur les fig. 1 et 2, il peut s'agir simplement de pivots 7 supportes a rotation par les tirants 3 et solidaires d'une surface plane schématisée sur les fig. 1 et 2 par le cadre 8. L'avantage essentiel d'un mécanisme a liaisons quadruples conforme à l'invention est de répartir les efforts entre les quatre liaisons et de rendre isostatique, et donc stable, un système qui, d'origine, est hyperstatique et donc instable. Un autre avantage intéressant de ce mécanisme est de simplifier les réglages de positionnement mutuel des surfaces plane et gauche, par exemple pour assurer l'horizontalité de la surface plane. En effet , tout réglage effectué au niveau de l'une des premières articulations (par exemple, ajustement en hauteur du pied correspondant) n'agit que sur la diagonale correspondante du cadre 2 et est sans influence sur l'autre diagonale de ce cadre. Le dispositif qui vient d'être décrit peut donner lieu à deux modes de réalisation différents - un premier mode de réalisation 1' représente a la fig. 3 possede une symétrie axiale par rapport a l'un quelconque des deux axes 9 3oignant deux secondes articulations 7 opposees (mode de realisation a symétrie axiale) - un second mode de realisation 1" representé a la fig. 4 posséde une symétrie par rapport au point de concours 10 des diagonales 10' joignant les points de concours des axes 9 des secondes articulations 7 (mode de réalisation à symétrie centrale ou à dissymétrie axiale). Sur les deux figures 3 et 4, les mêmes reférences numériques sont conservees pour désigner les éléments identiques des fig. 1 et 2. Les extrémités 11 des côtés 3 des mecanismes 1' et 1" constituent les appuis des mécanismes sur la surface gauche, ces appuis étant soit directs, soit indirects (par l'intermédiaire de pieds, tiges, haubans, etc...). En se référant aux figures suivantes, on va maintenant décrire briévement divers exemples d'applications du mécanisme de l'invention. Sur toutes ces figures, on a conserve les mêmes références numériques pour désigner les éléments identiques a ceux des figures 1 à 4. Un premier domaine d'application du mécanisme de l'invention consiste en la réalisation de plateformes ou supports stables analogues tels que ceux montrés aux fig. 5A à 5F. La fig. 5A montre, en vue perspective de dessous, une table dont le plateau 8, constituant la surface plane précitée, repose sur un piètement 1' agencé conformément au mode de réalisation de la fig. 3. La fig. 5B est une vue en perspective d'une table dont le plateau 12 repose, par une colonne centrale 13, sur un support 8 constituant la surface plane precitée, le pietement 1" correspondant au mode de realisation de la fig. 3. Les tables des figures 5A et 5B peuvent être munies de roulettes. La fig. 5C montre un socle de support dont la surface plane d repose sur un piétement 1 agencé conformement au mode de realisation de la fig. 3. La fig. 5D represente une plateforme flottante, dont le plancher 8 repose sur une structure analogue a celle 1' de la figure 3 dans laquelle deux tirants parallèles 3 ont été agencés sous forme de deux flotteurs 14. Une succession de plateformes telles que décrites, accouplées par les flotteurs au moyen d'art Iculation 14A, peut permettre de constituer une passerelle marne. La fig. 5E représente une passerelle d'embarquement pour navire s'étendant entre un navire 15 et un quai ou ponton 16, le plancher 8 reposant sur une structure 1' analogue a celle de la fig. 3. Enfin la fig. 5F représente un support pour pièces gauches, ce support reposant sur une surface plane (non représentée) et les pièces gauches étant posees sur les quatre appuis 17, ce dispositif étant identique au mode de realisation 1' de la fig. 3. Un deuxième domaine d'application du mécanisme de l'invention consiste en la réalisation de dispositifs de haubanage ou analogues tel que celui représenté à la fig. 6. Dans ce dispositif, qui utilise par exemple le mécanisme 1" de la fig.4, les secondes articulations 7 sont rendues solidaires d'un mat central à haubanner 18 (équivalent techniquement à la surface plane précitée), tandis que les extrémités des côtés 3 supportent les haubans 19 de soutien d'un corps (non représenté). Un troisième domaine d'application du mécanisme de l'invention consiste en la réalisation de dispositifs de suspension ou analogues tels que ceux représentés aux fig. 7A et 7B. La fig. 7A montre une installation de suspension d'une maquette 20 (par exemple une maquette d'avion,' dans une soufflerie dont seule la paroi superieure 8 a et figurée Cette paroi, constituant la surface plane precitee, supporte, -par exemple par l'intermédiaire de poutres 21, un mecanisme de suspension 1' agencé conformément a celui de la fig. 3, les extrémités des côtés 3 supportant les haubans 22 de suspension de la maquette 20. La fig. 7B représente une autre conception d'lnstallation de suspension de maquette, dans laquelle cependant le mécanisme de suspension agencé selon l'invention est reporté sur le corps suspendu. Autrement la la maquette 23 (par exemple un missile) Doue le rôle de la surface plane 8 précitée et est solidarisée aux secondes articulations 7 tandis que la paroi 24 ou la structure porteuse de la soufflerie, constituant la surface gauche, est reliée par des haubans 25 aux côtés 3 de deux mécanismes de suspension 1' conformes à celui de la fig. 3. Un quatrième domaine d'application du mécanisme de l'invention consiste en la réalisation de dispositifs de manutention ou analogues, tels que ceux montrés aux fig. 8A et 8B. La fig. 8A montre un dispositif de manutention suspension à un filin 26 d'une grue ou a un bras de grue par une plaque 8 ou analogue faisant partie d'un mécanisme 1' conforme à celui de la fig. 3, les extrémités des côtés 3 supportant de toute façon appropriée (par accrochage direct, par des haubans, par des sangles, etc...) une plateforme 27 supportant une charge 27A. Enfin la fig. 8B montre un autre type de dispositif de manutention constitué par un mécanisme 1' conforme a celui de la fig. 3, solidarisé, par la plaque 8, à une extrémité de bras hydraulique 28 d'un engin de manutention ; les pieds 11 des côtés 3 peuvent, par exemple, etre équipés de ventouses 29 permettant de saisir des plaques 30. te mécanisme isostatique conforme a 1 'nvention s'applique également a la realisation de vehlcuLes terrestres a roues, sans suspension. Comme il va de soi et comme il resulte d'ailleurs déDà de ce qui précéde, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisages elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS. 1. Mécanisme de liaison isostatique à quadruples liaisons entre une surface plane et une surface gauche, caractérisé en ce qu'il comporte - un cadre (2) en forme de parallélogramme solidaire de la surface gauche, - quatre premières articulations (4)à au moins deux degrés de liberté en rotation situées aux angles dudit cadre pour relier deux à deux les côtés (3) dudit cadre, lesdites libertés de rotation de chaque première articulation étant prévues autour d'un axe coaxial aux deux côtés adjacents a ladite première articulation ou voisin et parallèle a ceux-ci, - et quatre secondes articulations (7) à un degré de liberté en rotation et un degré de liberté en translation axiale situées aux milieux respectifs desdits côtés du cadre et solidaires de la surface plane (8), ladite liberté de rotation de chaque seconde articulation étant prévue autour d'un axe p) ele aux deux côtés encadrant le côté supportant la seconde articulation consideree, - les premières articulations ou les secondes articulations possédant en outre un degré supplémentaire de liberté en translation axiale. 2. Mécanisme de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre est un quadrilatère rentangle ou carré. 3. Mécanisme de liaison selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le cadre est solidarisé å la surface gauche a ses angles ou au voisinage de ses angles. 4. Mécanisme de liaison selon la revendication 1 a 3, caractérisé en ce que les premières articulations (4) ont deux degres de liberté et en ce que les secondes articulations (7) ont un degré de liberté. 5. Mécanisme de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les axes joignant deux secondes articulations (4) deux à deux opposées sont des axes de symétrie du mécanisme. 6. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications i à 5, caractérisé en ce que le point de concours (10) des diagonales joignant les points de concours des secondes articulations (7) est un centre de symétrie du mécanisme. 7. Application d'un mécanisme de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 à la réalisa tion d'une plateforme ou support stable analogue à quatre appuis. 8. Application d'un mécanisme de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 a 6 à la réalisa tion d'un dispositif de haubanage ou analogue à quatre tirants. 9. Application d'un mécanisme de liaison selon l'une quelconque des revendications I a 6 a la réalisa- tion d'une suspension ou analogue à quatre attaches. 10. Application d'un mécanisme de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 à la réalisa tion d'un dispositif de manutention ou analogue à quatre attaches.