Brevet FR2608272A1 — publié le 19880617

GYroscoPe à caPacité de déPointaae angulaire imPortante. La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux gyroscopes. L'invention a essentiellement pour but de proposer un agencement original du stator et du rotor du gyroscope afin que ledit gyroscope possède une importante capacité de dépointage (c'est-à-dire d'inclinaison de l'axe de la partie mobile du gyroscope par rapport à l'axe de son support), par exemple un dépointage de l'ordre de 30 à 40'. A cette fin, un gyroscope agencé conformément à l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend notamment - un rotor annulaire approximativement coaxial à l'axe du gyroscope et entourant le point de pivotement de celui-ci, ce rotor ayant extérieurement sensiblement la forme d'une zone sphérique et étant aimanté selon une direction diamétrale constante, et - un stator entourant le rotor et sensiblement coaxial à l'axe du gyroscope, et comportant - au moins une paire de bobines diamétralement opposées pour le lancement et l'entretien de la rotation du rotor, au moins une paire de capteurs associés respectivement aux bobines, et des moyens de commutation de tension commandés par lesdits capteurs pour commuter la tension alimentant les deux bobines pour la rotation du rotor, et - un enroulement annulaire de commande de précession en forme de zone sphérique, coaxial sensiblement à l'axe du gyroscope et interposé entre les susdites bobines et le rotor. Dans un mode de réalisation intéressant, les bobines de lancement et d'entretien de la rotation du rotor, les capteurs associés auxdites bobines et l'enroulement de commande de précession du rotor sont noyés dans une pièce moulée de révolution fixée à la structure fixe du gyroscope. Dans un mode de réalisation préféré, les bobines de lancement et d'entretien de la rotation du rotor sont au nombre de quatre, deux à deux diamétralement opposées et mutuellement décalées de 90', et les capteurs sont également au nombre de quatre. De préférence, les capteurs associés aux bobines de lancement et d'entretien de la rotation du rotor sont situés approximativement au centre des bobines correspondantes. De façon souhaitable, les capteurs sont approximativement coplanaires avec le point de pivotement de la monture à cardan du gyroscope. De façon intéressante, l'axe des capteurs est incliné vers l'avant du gyroscope. Grâce aux dispositions qui précèdent, il est possible de réaliser un gyroscope capable d'un dépointage important, de l'ordre de 30 à 40 , et qui conserve cependant toutes qualités requises de régularité de rotation et de fiabilité. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un de ses modes de réalisation préféré donné uniquement à titre d'exemple illustratif, sans caractère limitatif ; dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels - La figure 1 est une vue schématique de côté, avec coupe diamétrale partielle, d'un gyroscope agencé conformément à l'invention ; et - La figure 2 est une vue très schématique, en perspective, d'une partie du gyroscope de la figure 1 montrée en coupe diamétrale. Le gyroscope représenté aux figures 1 et 2, désigné d'une façon générale par la référence numérique 1, comprend une structure fixe 2 solidaire d'un appareil de support (non représenté) devant par exemple être orienté par rapport à une direction fixe et une structure mobile 3 déplaçable par rapport à la structure fixe. La structure fixe 2 comprend, d'une part, un stator 4 qui sera décrit plus en détail ultérieurement et, d'autre part, un mât de support 5 solidarisé à l'appareil de support 6. Le mât 5 supporte, par l'intermédiaire de deux axes alignés 7, un premier cadre de suspension 8, lequel supporte à son tour, par l'iniiermédiaire de deux autres axes alignés 9 perpendiculaires aux axes 7, un second cadre de suspension 10. Les deux cadres 8 et 10 constituent une suspension à la cardan supportant le rotor du gyroscope (qui va être décrit plus loin) de façon pivotante par rapport au point de pivotement 11 (point de concours virtuel des axes 7 et 9). Le second cadre 10 possède une surface externe circulaire retenant, par l'intermédiaire de roulements à billes ou analogues 12, la structure tournante 13 du gyroscope cette cette structure tournante 13 comprend, d'une part, un rotor aimanté 14 constituant l'un des éléments du moteur du gyroscope dont il sera question plus loin et, d'autre part, des composants divers aptes à assurer un fonctionnement correct du gyroscope et à assurer les fonctions attribuées au gyroscope, composants dont il ne sera pas question outre mesure car étant dans l'ensemble bien connu de l'homme de l'art. Le rotor annulaire 14 possède une aimantation dirigée selon une direction diamétrale constante. Le rotor 14 est approximativement coaxial à l'axe A du gyroscope et l'ensemble de la structure tournante 13 incluant le rotor 14 est agencée pour pouvoir pivoter autour du point de pivotement 11 (dépointage angulaire) d'un angle relativement important, de l'ordre de 30 à 40 , autour de l'axe A. La surface externe 15 du rotor 14 présente sensiblement la forme d'une zone sphérique. Pour ce qui est maintenant du stator 4, il entoure le rotor 14 en étant sensiblement coaxial à l'axe A du gyroscope 1. Le stator 4 est constitué sous forme d'un bloc annulaire en un matériau moulé dans lequel sont noyés les divers organes composants. Dans ce bloc moulé sont noyées quatre bobines rectangulaires approximativement plates (ou tuiles) 16, diamétralement opposées et mutuellement espacées circonférentiellement de 90., destinées à assurer le lancement et l'entretien de la rotation du rotor 14. Ces bobines 16 sont couplées par paires diamétralement opposées. La commutation de la tention d'alimentation des bobines est effectuée par des moyens de commutation de tension (non représentés) commandés par quatre capteurs 17 du type sonde de Hall situés, dans le stator, approximativement au centre de chaque bobine 16. Les quatre bobines 16 sont approximativement centrées sur le plan orthogonal à l'axe A du gyroscope et passant par le point de pivotement 11 (trace B sur la fig. 1) et les quatre, capteurs 17 sont positionnés sur ou au voisinage de ce plan. Pour que les capteurs 17 soient en mesure d'assurer une détection convenable malgré le grand débattement angulaire du rotor 14, l'axe de chaque capteur 17 n'est pas coaxial ou parallèle au plan B, mais est incliné vers l'avant du gyroscope (sur la gauche sur la fig. 1) d'un angle qui est de l'importancé du décalage du rotor aimanté par rapport aux bobines 16. Par ailleurs, toujours noyé dans le bloc moulé constituant le stator 4, se trouve un enroulement annulaire 18 de commande de précession de la partie mobile du gyroscope. L'enroulement 18 sensiblement coaxial à l'axe A du gyroscope est interposé entre les susdites bobines 16 et le rotor, et délimite la face interne 19 du stator en regard de la face externe 15 du rotor. De ce fait, l'enroulement 18 présente la forme générale d'une zone sphérique et la face interne 19 du stator a une forme complémentaire de la face externe 15 du rotor. Gracie à cet agencement, le stator 4 forme un ensemble monobloc particulièrement compact et robuste renfermant, d'une part, les bobines 16 et les capteurs 17 qui, en conjonction avec le rotor à aimantation diamétrale 14, constituent le moteur de lancement et d'entretien de la rotation de la structure tournante 13 du gyroscope et, d'autre part, l'enroulement 18 de commande de précession de cette même structure tournante 13 du gyroscope. Cet agencement autorise un dépointage important, de l'ordre de 30 à 40', de la structure mobile 13 du gyroscope tout en conservant une conception simple et robuste de l'ensemble de l'appareil. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés elle en embrasse, au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Gyroscope (1) à capacité de dépointage angulaire importante, caractérisé en ce qu'il comprend notamment - un rotor annulaire (14) approximativement coaxial à l'axe (A) du gyroscope et entourant le point de pivotement (11) de celui-ci, ce rotor ayant extérieurement (en 15) sensiblement la forme d'une zone sphérique et étant aimanté selon une direction diamétrale constante, et - un stator (4) entourant le rotor et sensiblement coaxial à l'axe (A) du gyroscope, et comportant - au moins une paire de bobines (16) diamétralement opposées pour le lancement et l'entretien de la rotation du rotor, au moins une paire de capteurs (17) associés respectivement aux bobines (16), et des moyens de commutation de tension commandés par lesdits capteurs pour commuter la tension alimentant les deux bobines pour la rotation du rotor, et - un enroulement annulaire (18) de commande de précession en forme de zone sphérique, coaxial sensiblement à l'axe (A) du gyroscope et interposé entre les susdites bobines (16) et le rotor (14). 2. Gyroscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bobines (16) de lancement et d'entretien de la rotation du rotor, les capteurs (17) associés auxdites bobines, et l'enroulement (18) de commande de précession du rotor sont noyés dans une pièce moulée de révolution fixée à la structure fixe (6) du gyroscope. 3. Gyroscope selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les bobines (16) de lancement et d'entretien de la rotation du rotor sont au nombre de quatre, deux à deux diamétralement opposées et mutuellement décalées de 90., et en ce que les capteurs (17) sont également au nombre de quatre. 4. Gyroscope selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les capteurs (17) associés aux bobines (16) de lancement et d'entretien de la rotation du rotor sont situés approximativement au centre des bobines correspondantes. 5. Gyroscope selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les capteurs (17) sont approximativement coplanaires (B) avec le point de pivotement (11) de la monture à cardan du gyroscope. 6. Gyroscope selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'axe des capteurs est incliné vers l'avant du gyroscope d'un angle qui est fonction de l'importance du décalage du rotor aimanté par rapport aux bobines (16).