Brevet FR2626493A1 — publié le 19890804

Dispositif pour reproduire le mouvement ondulatoire de propulsion d'un animai aquatique, a partir d'éléments solides mus et articules entre eux. Le mouvement ondulatoire de la queue dtun poisson est le moyen de propulsion aquatique naturel ie plus efficace et de loin le plus répandu. Dans la nature, le mouvement est produit par des muscles agissant successivement dans un ordre défini sur chacune des vertèbres de l'animal. Le dispositif selon l'invention permet de simuler de façon simple une succession de positions, semblables à celles du poisson nageant, par conséquent de reproduire, dans ses qualités visibles et son efficacité propulsive, ce mouvement ondulatoire Les techniques antérieures apportent a la propulsion de systèmes hydrodynamiques isolés des solutions telles que les pales, hélices, etc. qui ne sont pas des nages naturelles. Cette invention permet au contraire de reproduire mécaniquement 1 exemple naturel. L'invention consiste, ayant choisi la forme à réaliser, (par exemple un poisson), a diviser cefte forme en trois tronçons rigides articulés entre eux, et à les animer d'un mouvement ondulatoire propulsif par un dispositif moteur, en respectant l' aspect de la forme extérieure par le camouflage de ses articuletions. Afin de simplifier la réalisation pratique, ces trois tronçons, "A"( la téte), "B"(le corps), "C" (la queue), ont des proportions préféren@ielles: . "A" est la partie antérieure, la plus volumineuse pour des raisons d'inertie et de stabilité. '?It est articule sur "A" par un premier axe (vertical pour un poisson ou reptile, horizontal pour un mammifère marin). . "C", la queue, est articulée sur le aorps par un deuxième axe parallèle au premier. Elle doit être souple dans sa partie extrème, pour une totale efficacité, Afin de respecter au mieux la continuité du profil, et de simplifier le camouflage des articulations, on prend soin de situer le tronçon "B" suffisament en arrière de la tête, dans la partie où la conicité est la plus régulière- Le tronçon "B" est la partie motrice C'est elle qui, par l'intermédiaire de bielles, entrains le mouvement de "A" et de "C" En théorie, si "B" est fixe, "A" et "C" sont animés d'un mouvement de rotation alternatif autour de leurs axes (1) et (2). En pratique, 1' ensemble "A,B,C", libre de toute force extérieure, va provoquer sur le milieu liquide environnant ses propres forces.Le mouvement de l'ensemble dependra de l'inertie de chacun des tronçons, ainsi. que de leur surface propulsive efficace. te mouvement relatif "A-B" et le mouvement relatif "B-C" sont chacun provoqués par une bielle, a partir d'un excentrique commun dont l'axe et le moteur d'entrainement sont solidaires du tronçon central "B". Au cours de aes différentes positions, l'amplitude (alpha) du mouvement relatif "A / B'l et l'amplitude (bêta) du mouvement relatif "B j C'" passent par un maximum è droite, un neutre, et un maximum à gauche. La conjonction du mouvement "A-B" et "B-C", ajoutée à la souplesse de la queue, provoque, comme sur l'animal réel, une ondulation de la même nature, favorable à sa progression Les dessins annexés illustrent le dispositif de l'invention Planche 1 Les figures 1, 2, 3 et 4 représentent quatre phases successives du mouvement, selon la répartition des volumes en trois tronçons animés. (Sur ces schémas "A" est supposé fixe) Planche 2 : La figure 5 représente la tronçon "B" vu en coupe horizontale selon une disposition préferentielle des bielles et de l'excentrique placé dans l'axe. Elle montre aussi la forme des emboitements entre les tronçons, (recouvrement partiel). Planche 3 La figure 6 représente le tronçon "B", vu en coupe verticale avec indications des palliers des articulations "1" et "2" et le positionnement du moteur "M" et de l'excentrique "Ex". Planche 4 : La Figura 7 représente, en coupe horizontale, le détail d1un emboitement, l'amplitude maximale du mouvement indiqué par l'angle "Alpha", "G" étant le lieu des points de glissement entre deux tronçons. La figure 8 représente le shama de l'excentrique "Ex". Structure : La structure est constituée de trois coques rigides tfAttr "B"et "C",articulées entre elles, schématisées sur la planche 1, dans quatre positions successives La continuité de la forme extérieure, au niveau des articulations, est assurée, soit par l'adjonction d'un revêtement souple tendu, soit par un recouvrement partiel des tronçons (solution préférenbielle, faisant l'objet de la présente description). Selon la forme de réalisation représentée planches 2 et 3, le recouvrement est assuré sur "B" par une partie amincie de "A" et sur "C" par une partie amincie de "B",dont la souplesse autorise le glissement. La partie postérieure de "A" recevant "B" comporte,en son centre,deux saillies portant l'axe (1),et sur le pourtour,une partie amincie de sa coque destinée a glisser sur "B" ' au cours de la rotation de l'une sur l'autre d'une amplitude "alpha". La longueur et llépaisseu-r de cette partie amincie seront choisies en fonction du matériau, de la conicité moyenne du corps a cet endroit, et de l'amplitude (alpha) du mouvement,pour épouser les déformations au niveau de la ligne de contact (G). La partie postérieure de "B" recevant "C" est réalisée de méme manière en tenant compte d'une amplitude "bêta". La partie antérieure de "B" pénétrant dans "A'r est prolongée suffisament selon une forme limitant les déformations en (G) au cours du glissement. De même la partie antérieure de "C" pénétrant dans "B". Une saillie supplémentaire en "A", , excentrée, reçoit la bielle "B(A)". Une autre en "C" reçoit la bielle "B(C)". Mouvement : Le dispositif responsable du, mouvement est entièrement contenu dans le tronçon central "B" qui est la partie motrice. Il se compose.d'un excentrique "Ex". et de deux bielles "B(A)" et "B(C)". L'excentrique, mu par un moteur (M), est positionné dans l'axe du corps, selon une réalisation préférentielle. Il entraine, par sa rotation, la bielle "B(A)" pour l'avant, solidaire de "A", et la bielle "B(C)" pour l'arrière, solidaire de "C1,, simultanément. Il est construit de telle façon que son sens de rotation étant choisi, les bielles entraident "A" et "C" autour des axes "1" et "2" d'un mouvement alternatif sinusoidel,de même période, et d'amplitudes (alpha) et (bêta), compatibles avec le camoufflage des articulations. Le mouvement ondulatoire de l'ensemble est visuellement correct, et la propulsion efficace quand le déphasage est dtun quart de tour entre le mouvement "A/B" et le mouvement "B/C". Le mouvement "A/B" étant en avance sur "B/C". Une application industrielle de l'invention est la fabrication, par exemple en matière plastique, de jouets ou d'objets imitant, dans leurs formes et dans leurs mouvements, un grand nombre d'animaux aquatiques. REVENDICATIONS i) Dispositif pour reproduire le mouvement ondulatoire propulsif des animaux aquatiques tels que poissons, mammifères marins,reprles, caractérisé par la-division de- la forme hYdrodynamique en trois tronçons, (A, B et C), mobiles autour de deux articulations (1) et (2), par un camouflage hydrodynamique de ces articulations, et en ce qu'il comporte un système d'animation par bielles entrainées par un unique moteur. 2) Dispositif selon la revendication i caractérisé en ce que le systeme d'animation, compose du moteur (M), d'un excentrique (Ex), et de deux bielles "B(A)" et "B(C)", est entièrement contenu dans le tronçon central (B). 3) Dispositif selon les reVendications l et 2 caractérisé en ce que l'excentrique (Ex):est construit de façon à entraîner la bielle "B(A)" avec une avance d'un quart de tour-sur la bielle "B(C)". 4) Dispositif selon la revendication l caractérisé par la continuité de la forme extérieure, obtenue soit par adjonction d'une enveloppe souple, soit par le-recouvrement partiel des tronçons 5) Dispositif selon les revendications i et 4 caractérisé en ae que le recouvrement partiel des tronçons est obtenu par une partie amincie de la coque du tronçon recouvrant.