Brevet FR2635220A1 — publié le 19900209

i La présente invention est relative à un disposi- tif pour le positionnement d'un objet, notamment pour le positionnement de précision de groupes d'éléments d'ap- pareils de précision dans une ou deux coordonnées. Dans le domaine des appareils de précision, on connait un grand nombre de solutions pour le positionne- ment d'un objet dans une ou plusieurs directions de coordonnées. Le brevet DD 23 68 27 A1 décrit un disposi- tif de positionnement de précision qui est conçu pour une table de microscope et dont la commande est fondée sur le principe de la dilatation thermique. Le brevet DE 27 33 92 A1 décrit un dispositif de réglage de préci- sion qui fonctionne dans deux directions et est mis en action par piezoélectricité. Le brevet DE 28 54 856 A1 décrit un dispositif de réglage de haute précision comportant une commande pneumatique. L'inconvénient commun de ces solutions réside dans le fait qu'elles imposent des dispositifs de commande électriques coûteux et des dispositifs d'alimentation en milieux convenables et qu'elles ne donnent des valeurs de positionnement, stables dans le temps et sans répercussion, que lorsque le réglage est complètement terminé. Des dispositifs de positionnement connus comportent l'utilisation d'organes de réglage mécaniques, comme par exemple les engrenages de réglage de précision décrits dans l'article de Hildebrandt, dans Feinmechanische Bauelemente/VEB Verlag Technik Berlin, Section "Vis pour déplacement" ("Bewegungsschrauben"), page 274, un dispositif de réglage de précision du positionnement décrit par le brevet DD 24 99 89 A1 et une solution relative à une platine à chariot décrite par le brevet DD 24 84 87 A1 ne permettent pas, en raison de leur principe de fonctionnement, d'assurer un positionnement stable dans le temps et sans répercussion avec une précision de l'ordre de 10 nm pour la valeur de réglage minimale. Le but de l'invention est la réalisation d'un dispositif de positionnement de structure simple, de fonctionnement sûr et de fabrication peu coûteuse exi- geant peu de matière. Le but de l'invention est la réalisation d'un dispositif qui permet un positionnement de précision, stable dans le temps, d'un objet, pour des valeurs de réglage pouvant atteindre 10 nm dans un domaine de 0,2 mm sans intervalle d'inversion pour une durée d'au moins 2 minutes. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que le dispositif est constitué par une platine qui est montée dans des supports pendulaires et que, dans les directions de coordonnées à positionner qui est accouplée à des bielles de poussée élastiques instables latérale- ment; Les extrémités des bielles de poussée situées à l'opposé de la platine sont serrées chacune dans un élément qui peut se déplacer perpendiculairement à la direction de coordonnées, le point d'accouplement de chaque bielle de poussée avec la platine et avec l'élé- ment mobile étant décalé perpendiculairement à la direc- tion de coordonnées à positionner. L'élément mobile en question fait partie d'un parallélogramme de ressorts dont les éléments élastiques sont orientés dans la direction de coordonnées correspondantes et dont les points d'appui fixes dans le bâti se trouvent à proximité des points d'accouplement correspondants de la bielle de poussée. L'élément mobile lui-même est accouplé à un élément d'entraînement. Par l'intermédiaire de l'élément d'entraînement qui, dans le cas le plus simple correspondant à la manoeuvre à la main, peut être une vis de réglage, il est possible, au moyen de l'élément mobile, de positionner avec une forte démultiplication, par l'intermédiaire des bielles de poussée instables latéralement, la platine montée élastiquement. Pour un déplacement dans deux coordonnées, il est avantageux d'utiliser deux bielles de 26352U0 poussée dont les directions d'action sont perpendiculai- res l'une à l'autre. Pour obtenir, notamment dans le cas de la manoeuvre à la main, la liaison obligée pour toutes les pièces articulées mobiles, il est avantageux de placer des ressorts de traction fixés dans le bâti dans la direction d'action des bielles de poussée et dans la direction de déplacement des éléments. Pour la réalisa- tion d'un positionnement automatisé, l'élément mobile peut être accouplé à un dispositif d'entraînement comman- dé par des mesures qui peut, pour assurer un positionne- ment commandé numériquement, être relié à un calculateur. En choisissant convenablement la longueur des bielles de poussée et l'ampleur du décalage des points d'accouple- ment, il est possible, dans le dispositif suivant l'invention, d'obtenir à l'intérieur du domaine de réglage un tracé rectiligne et un comportement d'entraînement quasi-linéaire. Les variations de longueur provoquées par des facteurs thermiques dans le parallélogramme des ressorts et des bielles de poussée se compensent et ne donnent lieu à aucune modification de la valeur de réglage. Le dispositif de positionnement ne nécessite pas d'entretien et, pour le positionnement à la main, ne demande ni énergie auxiliaire ni milieu d'alimentation. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'inven- tion est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. Fig. 1 est une coupe du dispositif de positionnement suivant l'invention représentant le dispositif de déplacement pour une direction. Fig. 2 est une vue de la platine montrant l'accouplement des bielles de poussée pour le déplacement dans deux coordonnées. La figure 1 représente une platine 1 montée élastiquement dans quatre montants à pendule 2. Cette 263522-20 platine 1 est reliée, par l'intermédiaire d'une bielle de poussée 3, à un parallélogramme à ressorts 4. Le palier fixe 5 du parallélogramme à ressorts 4 se trouve à proximité immédiate du point d'accouplement 6 de la bielle de poussée 3 au niveau de la platine 1. L'élément mobile 7 est entraîné par l'intermédiaire d'une vis 8 de réglage de précision. La liaison obligée de toutes les pièces montées de manière à être mobiles, est assurée par les ressors de traction 9 et 10. Le point d'accouplement 11 de la bielle de poussée 3 se trouve à une certaine distance a au dessous du point d'accouplement 6 de la bielle de poussée 3 à la platine 1. Cette disposition assure, lorsque les dimensions sont convenablement choisies, une avance quasi-linéaire. La figure 2 est une vue de dessus de la platine l montrant la disposition des quatre montants pendulaires 2 et le mode d'action des bielles de poussée 3 et 12. Le positionnement de précision de la platine 1 dans deux coordonnées s'effectue par l'intermédiaire des deux bielles de poussée 3 et 12 qui agissent dans la direction de poussée comme des barres rigides et perpen- diculairement & la direction de poussée comme éléments élastiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif conçu pour le positionnement d'un objet et constitué par une platine qui est montée élasti- quement dans des supports pendulaires de manière à pouvoir se déplacer dans les directions de coordonnées à positionner, caractérisé en ce que la platine (1) est accouplée dans les directions de coordonnées à des bielles de poussée élastiques (3, 12) instables latéralement, dont les extrémités des bielles de poussée (3, 12) qui se trouvent à l'opposé de la platine (4) sont engagées chacune dans un élément (7) qui peut se déplacer perpendiculairement à la direction de coordonnées, et dont le point d'accouplement (6) de chaque bielle de poussée (3, 12) avec la platine (1) et le point d'accouplement (11) avec chaque élément mobile (7) présentent un décalage (a) dans la direction perpendiculaire à la direction de coordonnées à positionner, en ce que chaque élément mobile (7) fait partie d'un parallélogramme à ressorts (4) dont les éléments élastiques sont orientés eans la direction de la direction de coordonnées correspondante et dont les appuis fixes sur le bâti se trouvent à la hauteur du point d'accouplement correspondant (11) de la bielle de poussée (3, 12) et en ce que l'élément mobile (7) est accouplé avec un élément d'entratnement (8). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend deux bielles de poussée (3, 12) dont les directions d'action sont perpendiculaires l'une à l'autre. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend, dans la direction d'action des bielles de poussée (3, 12) et dans la direction de déplacement des éléments (7), des ressorts de traction (9, 10) fixés dans le bâti. 4. Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément d'entraînement est constitué par un dispositif d'entraînement commandé par mesure, qui est de préférence relié à une calculatrice.