Brevet FR2703175A1 — publié le 19940930

La présente invention concerne un simulateur de mouvement à 6 axes, qui simule le déplacement d'un avion dans l'air dans toutes les directions à des vitesses différentes au moyen d'un système de commande automatique. Le professeur britannique D. Steward a divulgué un simulateur de mouvement à plate-forme à 6 axes de liberté pour simuler le vol d'un avion, qu'on appelle "Plate-forme de Steward". Actuellement, il existe deux types de simulateurs de mouvement à plateforme à 6 axes de liberté, à savoir le type 3-3 et le type 6-3. Ces deux types de simulateurs de mouvement à plate-forme à 6 axes de liberté, qui comprennent généralement une plate-forme de travail, sont supportés sur une plate-forme de base par six biellettes rétractables.La figure 1 représente un simulateur de mouvement à plate-forme à six axes de liberté du type 63 selon la technique antérieure, dans lequel chaque groupe de deux biellettes rétractables 3 est connecté à l'un de trois emplacements différents 15 situés sur la plate-forme de travail 1, et l'extrémité opposée de chaque biellette 3 est reliée à un emplacement respectif 25a, 25b, 25c de la plate-forme de base 2. Au stade initial, étant donné que l'on disposait d'un choix moins grand pour les actionneurs et les organes d'entraînement, un simulateur de mouvement à plate-forme à 6 degrés de liberté était généralement entraîné par une commande à pression d'huile ou à pression d'air suivant des mouvements linéaires.A cause des inconvénients que présentaient les grandes dimensions et les problèmes éventuels de pollution de l'environnement, l'application d'un simulateur de mouvement à plate-forme entraînée par huile ou par air était des plus limitées. Selon le simulateur classique de mouvement à plate-forme à 6 degrés de liberté qu'on a mentionné cidessus et en liaison avec la figure 2, la position d'un point extrême quelconque de la plate-forme de travail 1 est déterminée par la valeur de l'extension des biellettes rétractables 3 et par l'angle de rotation de l'arbre mené 601, c'est-à-dire que le point extrême 15 de la plate-forme de travail 1 est établi en fonction des quantités désirées des extensions ALb et ALc de chacune des deux biellettes rétractables liées 3 et de l'angle de rotation désiré pour l'arbre mené 601. La zone accessible du point extrême 15 couvre l'aire formée en faisant tourner la zone de la ligne oblique de la figure 2 autour de l'arbre mené 601 suivant un angle de 3600, comme l'aire de couverture d'un anneau. Par conséquent, la zone accessible est limitée. Compte-tenu des problèmes précédents, on a mis au point la présente invention. En conséquence, un objet de la présente invention est de fournir un simulateur de mouvement à 6 axes, qui réduit le nombre des biellettes rétractables de manière à éliminer la collision, parmi les biellettes, pendant le mouvement de pliage de la structure. Un autre objet de la présente invention est de fournir un simulateur de mouvement à 6 axes qui augmente grandement la zone accessible du point extrême de chaque biellette rétractable sans changer la quantité de l'extension de la biellette rétractable respective et les dimensions de la plate-forme de travail ou de la plate-forme de base, dans le but d'accroître relativement la zone de travail de la plate-forme de travail. Selon le mode de réalisation préféré, le simulateur de mouvement à 6 axes est généralement constitué de trois biellettes rétractables, de trois arbres d'entraînement, d'une plate-forme de base, d'une plate-forme de travail, et de six servomoteurs et des circuits d'alimentation des moteurs. Les biellettes rétractables comportent chacune une extrémité inférieure couplée orthogonalement à un arbre d'entraînement par un arbre mené respectif, et une extrémité supérieure connectée à l'un des trois sommets d'un triangle équilatéral situé sur la plate-forme de travail par un joint universel respectif. Les arbres d'entraînement sont montés respectivement sur la plate-forme de base aux trois sommets d'un triangle équilatéral. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints, dans lesquels La figure 1 représente un simulateur de mouvement à plate-forme à 6 degrés de liberté du type 63; La figure 2 est une représentation schématique d'une zone accessible d'un point extrême sur la plate-forme de travail du simulateur de mouvement de la figure 1; La figure 3 représente un simulateur de mouvement à 6 axes selon la présente invention; La figure 4 est une représentation schématique de la zone accessible d'un point extrême sur la plate-forme de travail du simulateur de mouvement de la figure 3; et La figure 5 est une vue partielle éclatée du simulateur de mouvement de la figure 3. En liaison avec la figure 3, un simulateur de mouvement à 6 axes selon la présente invention est généralement constitué de trois biellettes rétractables 3, de trois arbres d'entraînement 5, d'une plate-forme de base 2, d'une plate-forme de travail 1 et de six servo-moteurs 401, 402 et des circuits apparentés d'alimentation (non représentés). Chaque biellette rétractable 3 comporte une extrémité inférieure reliée orthogonalement à un arbre d'entraînement 5 par un arbre mené respectif 6, et une extrémité supérieure connectée à la plate-forme de travail 1 à l'un des trois sommets d'un triangle équilatéral par un joint universel respectif 7. Chaque arbre d'entraînement 5 est monté sur la plate-forme de base 2 à l'un des trois sommets d'un triangle équilatéral. En liaison avec la figure 4, l'emplacement d'un point extrême quelconque sur la plate-forme de travail 1 est déterminé par la quantité de l'extension des biellettes rétractables 3, et l'angle de rotation des arbres d'entraînement 6 et des arbres menés 5. En figure 4, l'emplacement du point extrême 7 sur la plateforme de travail 1 pour l'une quelconque des biellettes rétractables 3 est déterminé par la quantité AL de l'extension des biellettes rétractables 3; l'angle de rotation O des arbres d'entraînement 5; l'angle de rotation d des arbres menés 601. Par conséquent, la zone accessible du point extrême 7 couvre l'aire couverte en faisant tourner l'anneau des lignes obliques, comme cela est représenté en figure 4, autour de l'arbre mené respectif 601 suivant un angle de 3600, comme aire de couverture d'une coquille sphérique épaisse. Selon la structure ci-dessus, si les trois emplacements différents sur la plate-forme de travail 1 sont symétriques, la zone de travail de la plate-forme de travail 1 est déterminée conformément à la zone accessible du pont extrême 7. Au moyen d'une intégration ou à partir des gammes de déplacement indiquées en figures 2 et 4, on comprendra que la zone de déplacement de la coquille sphérique épaisse selon la présente invention, comme représenté en figure 4, est relativement plus large et plus régulière que la zone de déplacement de l'anneau selon la structure de la plateforme de la technique antérieure. Par conséquent, en comparaison avec la structure de l'art antérieur, la présente invention sera moins susceptible d'un manque de contrôle dans sa mise en pratique. Etant donné qu'on utilise une moins grande quantité des biellettes rétractables 3 dans la présente invention, les collisions entre les biellettes rétractables 3 sont minimisées pendant un mouvement de pliage. En d'autres termes, la capacité de pliage est relativement accrue. En outre, comme la plage de déplacement du point extrême sur la plate-forme de travail 1 pour la biellette rétractable 3 est relativement augmentée, on dispose d'une zone de travail relativement plus grande pour la plate-forme de travail 1 sans changer la quantité maximum de l'extension de la biellette rétractable 3 et les dimensions de la plateforme de travail 1 ainsi que celles de la plate-forme de base 2. En liaison avec la figure 5, étant donné que le simulateur de mouvement de la présente invention présente une structure symétrique, on n'a représenté à titre de référence qu'une partie de celle-ci. La plateforme de travail 1 peut être triangulaire ou circulaire, comportant des connecteurs d'extrémité 17 disposés symétriquement aux angles ou à la périphérie. La plateforme de base 2 peut être triangulaire ou circulaire, comportant des connecteurs d'extrémité 27 à des emplacements correspondant aux connecteurs 17 de la plate-forme de travail 1. Des piliers 15 comportent des plaques de renforcement 16 fixées à la partie inférieure de manière à maintenir en place la plate-forme de base 2. Chaque biellette rétractable 3 est constituée d'une vis de guidage 31 et d'une douille de guidage 32. La vis de guidage 31 est constituée d'une tige filetée 31a et d'un écrou 31b.La tige filetée 31a comporte une extrémité supérieure accouplée au connecteur d'extrémité respectif 17 de la plate-forme de travail 1 par un joint universel respectif 7, et une extrémité inférieure vissée dans la douille de guidage 32. La douille de guidage 32 est constituée d'un tube allongée creux, ayant un support supérieur 32a au sommet pour maintenir l'écrou 31b de la vis de guidage respectif 31 et un support inférieur 32b pour maintenir une extrémité supérieure de connexion 33b d'un arbre de transmission respectif 33. L'arbre de transmission 33 est constitué drun essieu solide ayant une extrémité de connexion supérieure 33b connecté au support inférieur 32b de la douille de guidage respective 32 et une extrémité de connexion inférieure 33a reliée à une unité d'entraînement respective.L'unité d'entraînement pour la commande de la biellette rétractable respective 3 est constituée d'un servomoteur 402 et du circuit d'alimentation du moteur (non représenté) . L'arbre de sortie 402a du servomoteur 402 est accouplé à l'extrémité de connexion inférieure 33a de l'arbre de transmission respectif 33 par un coupleur respectif 8. Comme cela est indiqué, la biellette rétractable 3 est accouplée orthogonalement à une extension lla de l'arbre d'entraînement respectif 5 par l'arbre mené respectif 6. L'arbre de transmission 33 est inséré dans un trou (non représenté) ménagé dans l'arbre mené respectif 6, et est supporté par des roulements à billes 14c, 13b. L'arbre mené 6 est accouplé à un étrier 11 sur l'arbre d'entraînement respectif 5 par un goujon (non représenté) supporté sur un roulement à billes 13a, goujon qui est inséré dans l'axe 14a de l'arbre mené 6 et dans l'extension lla de l'arbre d'entraînement respectif 5. L'étrier 11 comporte une extrémité avant fixée à l'arbre d'entraînement respectif 5 par un boulon (non représenté),et une extrémité arrière accouplée à la sortie d'un variateur de vitesses 9 par un boulon ou un axe de blocage (non représenté) .L'entrée du variateur de vitesses 9 est accouplée à l'arbre de sortie 401a du servomoteur respectif 401 par un goujon de blocage (non représenté). L'arbre d'entraînement 5 et le variateur de vitesses respectif 9 sont reçus à l'intérieur d'un carter constitué d'un couvercle avant 91 et d'un couvercle arrière 92 fixés au connecteur extrême respectif 27 de la plate-forme de base 2 par des boulons (non représentés). Le servomoteur 401 est monté sur le couvercle avant 91 du carter par des boulons (non représentés). Comme cela est indiqué, la présente invention fournit un simulateur de mouvement à 6 axes, qui présente une structure simple pour un pliage commode, et qui produit une zone de travail relativement grande pour la plate-forme de travail sans changer les dimensions. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Simulateur de mouvement à 6 axes comprenant trois biellettes rétractables (3), trois arbres d'entraînement (5), une plate-forme de base (2), une plate-forme de travail (1), et six servomoteurs (401, 402) et les circuits d'alimentation des moteurs, caractérisé en ce que les trois biellettes rétractables comportent chacune une extrémité inférieure accouplée orthogonalement à un arbre d'entraînement respectif par un arbre mené respectif (6) et une extrémité supérieure reliée à l'un des trois sommets d'un triangle équilatéral sur ladite plate-forme de travail par un joint universel respectif (7); les arbres d'entraînement sont respectivement montés sur la plate-forme de base aux trois sommets d'un triangle équilatéral. 2 - Simulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les biellettes rétractables (3) comprennent respectivement une vis de guidage (31) accouplée à un servomoteur par un coupleur. 3 - Simulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les arbres d'entraînement (5) sont respectivement accouplés à un variateur de vitesses (9), ce variateur comportant une enveloppe extérieure (91, 92) , un pignon de changement de vitesses, un arbre d'entrée, et un arbre de sortie.