Brevet FR2702029A1 — publié le 19940902

Plate-forme mobile reproduisant des mouvements périodiques selon les trois axes avec une direction privilégiée. De nombreux mobiles tels que des avions, des bateaux ou encore des chevaux dont le déplacement se fait essentiellement dans une direction privilégiée sont, en outre, animés de mouvements périodiques selon les trois axes: longitudinal, transversal et vertical. Il est connu de réaliser des simulateurs, par exemple avec des platesformes à six degrés de liberté qui permettent de reproduire de tels mouvements de façon satisfaisante Cependant de tels simulateurs sont des machines onéreuses. La présente invention a pour objet de réaliser une plate-forme mobile reproduisant des mouvements périodiques selon les trois axes avec une direction privilégiée, cette plate-forme étant mise en mouvement par des moyens mécaniques extrêmement simples et étant donc de fabrication peu coteuse. La plate-forme mobile selon l'invention, reproduisant des mouvements périodiques selon les trois axes (longitudinal, transversal, vertical) avec une direction privilégiée est caractérisée par le fait qu'elle est portée par un socle d'une part, à une extrémité, par l'intermédiaire d'au moins un pied attelé à une manivelle et d'autre part, à l'autre extrémité, par l'intermédiaire de deux pieds reliés audit socle par des articulations Par commodité de langage et pour faciliter la compréhension de la description on appellera "arrière" le pied qui est attelé à la manivelle et 'avant' les deux autres, mais il doit être bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ce sens, ce qui est appelé avant pouvant être arrière et vice-versa. L'invention peut comporter également les caractéristiques suivantes: a le pied arrière peut être simple ou double; b la manivelle à laquelle est attelé le pied arrière peut être un bras de longueur variable ou un disque; c la manivelle à laquelle est attelé le pied arrière est portée par un support qui peut être soit dans une position verticale soit dans une position oblique d'un côté à de l'autre de la position verticale; d les deux pieds avant sont articulés chacun sur une bielle sensiblement verticale, chaque bielle étant à son extrémité articulée sur le socle; e l'articulation sur le socle de l'une des deux bielles avant est constituée par un axe horizontal sensiblement perpendiculaire à la direction privilégiée; f la manivelle du pied arrière est entraînée en rotation par un moteur à vitesse variable; g la vitesse de rotation du moteur est commandée par des moyens permettant de faire varier le nombre de tours par minute et en plus de faire varier cycliquement la vitesse pendant chaque tour; h la manivelle du pied arrière est constituée par un disque muni d'une fenêtre dans laquelle peut se déplacer le point d'articulation dudit pied; i la position d'un des deux pieds avant par rapport à la plate-forme peut être modifiée à volonté; j la plate-forme est munie d'un emplacement pour l'utilisateur dont la position peut être modifiée à volonté. A titre d'exemple non limitatif, on a représenté aux dessins annexés: Figure 1, une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation de l'invention; Figure 2, une vue schématique d'une variante de réalisation du disque-manivelle de la figure 1. En se reportant à cette figure, on voit que la machine est constituée par un socle 1 qui est de préférence rectangulaire. Ce socle supporte une plate-forme 2 au moyen de trois pieds 3, 4 et 5. Le pied 3, que par convention on appellera pied arrière, est relié par une articulation 6 à une manivelle 7 qui peut être constituée par un simple bras, comme cela est indiqué en pointillé, ou par un disque, comme cela est représenté en traits pleins Cette manivelle 7 est montée à rotation sur un axe 8 porté par un support 9 reposant sur le socle 1 Comme cela est indiqué schématiquement par le trait tireté 10 et la double flèche f,, le pied 9 a du support 9 peut être déplacé dans un sens ou dans l'autre le long de la ligne 10 En position médiane, le support 9 et la manivelle 7 sont disposés dans un plan vertical qui comprend le pied arrière 3 En déplaçant le pied 9 a d'un côté ou de l'autre de cette position médiane, on met le support 9 et la manivelle 7 dans un plan oblique, penché à droite ou à gauche. Lorsque la manivelle 7 est dans un plan vertical, cette position correspond à la direction privilégiée XX du mouvement de la plate-forme 2. Les moyens par lesquels le pied 9 a est mis dans la position désirée ne sont pas décrits parce qu'ils ne font pas partie de l'invention et sont du domaine de l'homme du métier Ils peuvent être constitués par une glissière avec des vis de blocage, par une crémaillère, par une vis sans fin ou par un vérin La modification de la position du pied 9 a du support 9 peut être opérée comme un réglage avant la mise en marche de la machine ou peut-être faite pendant la marche au moyen d'une télécommande. L'arbre 8 est muni d'une poulie il reliée par une courroie 12 à la poulie 13 d'un moteur 14 qui est à vitesse variable et dont on peut inverser le sens Ce moteur 14 est muni de moyens de commande qui permettent: de le faire tourner dans un sens ou dans l'autre, et de faire varier sa vitesse de rotation, c'est-à-dire le nombre de tours par minute On peut également disposer des moyens permettant de faire varier cycliquement la vitesse pendant l'exécution de chaque tour. L'un des pieds avant, le pied gauche 4 dans l'exemple représenté, est articulé à une bielle 15, sensiblement verticale, au moyen d'une articulation 16 située à la partie supérieure de la bielle 15 A sa partie inférieure, la bielle 15 est articulée par une articulation 17 à un support 18 qui est fixé au socle 1. L'autre pied avant, le pied droit 5 dans l'exemple représenté, est articulé par une articulation 19 à une bielle 20, sensiblement verticale A sa partie inférieure, la bielle 19 est montée à pivotement sur un axe 21 Cet axe 21 est horizontal et perpendiculaire ou pratiquement perpendiculaire à la direction privilégiée XX. Pour plus de solidité, la bielle 20 est triangulé au moyen d'un bras horizontal 22 et d'un étai 23. La position du pied 5 sur la plate-forme 2 peut être modifiée selon la direction indiquée par la ligne 24 dans un sens ou l'autre comme indiqué par la flèche double f 2 Les moyens permettant ces déplacements sont analogues à ceux mentionnés au sujet du déplacement du pied 9 a du support 9. Dans l'exemple représenté, la plate-forme est rectangulaire et comporte un siège 25 qui est situé sur l'axe longitudinal médian XX de la plate-forme 2 Ce siège peut être déplacé dans un sens ou dans l'autre, dans la direction XX comme indiqué par la flèche double f 3 Là également, les moyens permettant ces déplacement sont analogues à ceux mentionnés pour le support 9 et le pied 5. Lorsque le moteur 14 est mis en action, il entraîne en rotation la manivelle 7. Si la manivelle est dans un plan vertical et si la droite reliant les pieds 5 et 4 est perpendiculaire à la direction XX, le pied 3 est animé d'un mouvement rotatif dans un plan vertical et les pieds 4 et 5 décrivent chacun un arc-de-cercle dans un plan vertical Le siège 25 est donc animé d'un mouvement d'avancée et de recul selon la direction XX, ainsi que d'un mouvement de tangage (montée et descente) On comprend que, plus le siège 25 est à l'avant plus le mouvement de tangage est important, tandis que plus le siège est à l'arrière plus ce mouvement est faible. Si le pied 9 a du support 9 est déplacé selon la flèche f, d'un côté ou de l'autre de sa position médiane (pour laquelle la manivelle 7 se déplace dans un plan vertical), au mouvement précédemment décrit va se superposer un mouvement latéral du pied 3 et donc un mouvement de lacet Mais on aura toujours l'essentiel du mouvement qui se fait dans la direction XX, que l'on dénomme pour cette raison "direction privilégiée". Si le pied 5 est déplacé dans un sens ou dans l'autre le long de la ligne 24, la droite qui relie les pieds 4 et 5 n'est plus perpendiculaire à la direction XX et aux divers mouvements précédemment décrits va se superposer un mouvement de roulis. On obtient donc outre un mouvement d'avancée et de recul dans une direction privilégiée une superposition de mouvements selon les trois axes de tangage, de roulis et de lacets dont on peut régler l'amplitude à volonté. Afin de pouvoir régler l'amplitude du tangage divers moyens sont possibles, on peut remplacer le disque 7 par un bras de longueur variable On peut aussi comme cela est représenté figure 2, disposer l'articulation 6 dans une fenêtre 26 ménagée dans le disque 7 de façon dissymétrique, cette articulation pouvant glisser librement dans ladite fenêtre et venant se mettre en butée contre l'une ou l'autre des extrémités de cette fenêtre 26 suivant le sens de rotation du disque 7. La combinaison des mouvements ainsi décrits et la possibilité d'en faire varier l'amplitude et la fréquence permettent de simuler avec une approximation très satisfaisante, le déplacement de divers mobiles se déplaçant selon une direction d'avancement (direction privilégiée) tout en ayant des mouvements complémentaires selon les trois axes (longitudinal, transversal, vertical). L'invention permet, entre autres, de simuler les allures d'un cheval (pas, trot, galop) Cependant, l'invention n'est pas limitée à ce cas particulier et le siège 25 peut être disposé en sens inverse et dans ce cas le pied arrière devient avant et vice-versa. Les multiples moyens de réglage tels que position du siège 25, inclinaison de la manivelle 7, position du pied 5, sens de rotation du moteur 14, vitesse de rotation du moteur 14, variation cyclique de la vitesse de rotation du moteur dans une révolution permettent de régler à volonté les différents paramètres des mouvements de la plate-forme et donc d'affinner la simulation des mouvements que l'on veut reproduire, en particulier ceux correspondant aux différentes allures d'un cheval. Ces mouvements multiples nécessitent que les articulations 6, 16, 17 et 19 soient souples Elles peuvent donc être constituées soit par des axes montés à jeu dans leurs paliers, soit par des coussinets en caoutchouc genre silent-bloc, soit par des rotules ou des cardans. Selon une variante de réalisation de l'invention, il est possible de doubler le pied 3, c'est-à-dire de disposer deux pieds parallèles qui sont reliés à la même manivelle ou à une manivelle double Une telle disposition élimine alors toute possibilité de mouvement de roulis (axe longitudinal) mais permet de rendre plus solide la liaison entre la plate-forme et la manivelle Toujours dans le but de rendre la machine plus solide, on peut entretoiser les deux bielles 15 et 20. Ce renforcement du dispositif a pour objet, lorsque l'appareil est utilisé pour simuler les allures d'un cheval, de permettre de faire des exercices plus violents. Revendications 1 Plate-forme mobile destinée à reproduire des mouvements périodiques selon les trois axes (longitudinal, transversal, vertical) avec une direction privilégiée (XX), caractérisée par le fait qu'elle est portée par un socle ( 1) d'une part, à une extrémité (dite "arrière") par l'intermédiaire d'au moins un pied ( 3), attelé à une manivelle ( 7) et d'autre part, à l'autre extrémité (dite "avant") par des bielles ( 15, 20) articulées à ce dernier. 2 Plate-forme selon laquelle le pied arrière ( 3) est 3 Plate-forme selon laquelle le pied arrière ( 3) est solidité de l'ensemble. 4 Plate-forme selon laquelle la manivelle ( 7) est un Plate-forme selon laquelle la manivelle ( 7) est un 6 Plate-forme selon laquelle le disque, constituant d'une fenêtre ( 26), placée de la revendication 1, dans simple. la revendication 1, dans double afin d'augmenter la la revendication 1, dans bras de longueur variable. la revendication 1, dans disque. la revendication 5, dans la manivelle ( 7) est muni façon dissymétrique, dans laquelle peut se déplacer la liaison entre le pied arrière ( 3) et ladite manivelle ( 7) suivant le sens de rotation de ladite manivelle. 7 Plate-forme selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans laquelle la manivelle ( 7) est portée par un support ( 9) qui est relié au socle ( 1) par un pied ( 9 a) qui peut être déplacé latéralement de façon telle que la manivelle ( 7) se trouve soit dans un plan vertical comprenant la direction privilégiée (XX) soit dans un plan oblique d'un côté ou de l'autre. 8 Plate-forme selon la revendication 1, dans laquelle les deux pieds avant sont articulés chacun sur une bielle ( 15, 20), sensiblement verticale, chaque bielle ( 15, 20) étant, à son extrémité inférieure articulée sur le socle ( 1). 9 Plate-forme selon la revendication 8, dans laquelle l'articulation au socle ( 1) de l'une des deux bielles avant ( 20) est constituée par un axe horizontal ( 21) sensiblement perpendiculaire à la direction privilégiée. Plate-forme selon la revendication 1, dans laquelle la position de l'un des pieds avant ( 5) par rapport à la plate-forme ( 2) peut être modifiée à volonté le long d'une ligne ( 24) sensiblement parallèle à la direction privilégiée (XX). 11 Plate-forme selon la revendication 1, dans laquelle la manivelle ( 7) est entraînée en rotation par un moteur ( 14) à vitesse variable et dont on peut inverser le sens. 12 Plate-forme selon la revendication 11, dans laquelle la rotation du moteur ( 14) est commandée par des moyens permettant de faire varier le nombre de tours par minute. 13 Plate-forme selon la revendication 12, dans laquelle ces moyens de commande permettent de faire varier cycliquement la vitesse de rotation pendant chaque tour. 14 Plate-forme selon la revendication 1, dans laquelle la plate-forme ( 2) est munie d'un siège ( 25). Plate-forme selon la revendication 14, dans laquelle la position du siège ( 25) peut être modifiée à volonté (f 3) le long de la direction privilégiée (XX). 16 Plate-forme selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les articulations ( 6, 16, 17 et 19) sont souples.