Brevet FR2726342A1 — publié le 19960503

La présente invention concerne un système permettant le déplacement d'un support mobile de telle sorte que celui-ci reste orienté vers un point fixe par la combinaison de 2 guidages. Elle s'applique en particulier dans le cas où l'on souhaite déplacer un mobile sur une portion de surface sphérique ou quasi sphérique de telle que ce mobile conserve une orientation constante par rapport au centre de la sphère contenant la surface sphérique et conserve une distance constante par rapport à celui-ci. Une utilisation particulière est le déplacement d'un émetteur porté, par le mobile, qui vise en permanence un récepteur situé au centre d'une sphère de grande dimension. Un système de déplacement sphérique bien connu est celui des gyroscopes. I1 est constitué de 2 cadres reliés entre eux par un axe, celui-ci étant perpendiculaire à l'axe de rotation qui relie un des cadres au bâti du système. Un tel dispositif est utilisable si l'on souhaite déplacer un objet sur une sphère entière, il est bien trop encombrant et coûteux pour un déplacement limité à un portion de sphère, spécialement si cette sphère est de grand diamètre, plusieurs mètres par exemple. Un autre dispositif est une liaison par rotule centrée sur le centre de la sphère reliée par un bras au support mobile. Dans ce cas le centre de la sphère n'est plus utilisable et le bras de liaison masque le centre. Un autre dispositif consiste à déplacer le mobile à l'aide de deux mouvements rectilignes croisés et à l'orienter mécaniquement en direction du centre de la sphère. Cette solution présente plusieurs inconvénients. En effet, elle nécessite 4 guidages, 2 rotations et 2 rotations, ce qui implique un coût d'achat et de maintenance important. Ce coût est d'autant plus important que le dispositif est robotisé, c'est à dire actionné par des moteurs associés à des transmissions et piloté automatiquement par un calculateur. Le but de l'invention est de résoudre ces problèmes en proposant un système peu encombrant, précis, limité à deux guidages, économique et de mise en oeuvre rapide. A cet effet le système selon l'invention comporte un guide circulaire fixe relié à un deuxième guide circulaire mobile, qui lui est perpendiculaire, par une liaison du type glissière circulaire. Sur ce deuxième guide se déplace un support mobile qui lui est lié par une liaison glissière circulaire. L'axe du premier guide est une portion de parallèle d'une sphère, tandis que l'axe du second guide est une portion de méridien de la même sphère. Ces deux guides sont positionnés entre eux selon leurs positions respectives sur la sphère. La combinaison de ces deux mouvements concourt à orienter le mobile de sorte que le centre de la sphère possède des angles constants dans le référentiel du mobile. Le principe de guidage étant symétrique le premier guide pourra être un méridien et le second un parallèle.Le guide fixe est relié à son environnement par un dispositif de réglage afin de permettre un réglage fin de la position du système par rapport au centre de la sphère, généralement prédéterminé. Dans un mode de réalisation économique les deux guides seront identiques ou ont des rayons de courbure identiques. Dans ce cas le parallèle est un parallèle particulier, l'équateur de la sphère, et le centre de la sphère est donc dans son plan et dans celui du méridien. Dans un autre mode de réalisation, le guide mobile est guidé par deux guides fixes, de même courbure et parallèles, à chacune de ses extrémités. Les deux guides fixes sont alors fixés sur un même châssis. Le deuxième guide fixe est redondant mais peut conférer une plus grande rigidité dans le plan normal au plan des guides. Selon une variante dégradée du cas précédent les deux guides fixes sont identiques. Apparaît alors un défaut de pointage, défaut d'autant plus faible que le rayon de la sphère est grand relativement à la longueur de guidage. Dans un mode de réalisation robotisé le support mobile et le guide mobile sont animés de mouvements coordonnés, de façon à décrire une trajectoire déterminée, par deux moteurs reliés aux mobiles par une transmission de mouvement, commandés par un calculateur. De façon alternative à la liaison du système à son environnement, le ou les guides fixes sont liés à une structure rigide qui assure alors l'interface avec l'environnement et est équipé de dispositifs de réglages fins. Selon une autre caractéristique de l'invention on peut utiliser pour tout ou partie des guides et du support mobile un matériau transparent au rayonnement électromagnétique de façon à pouvoir utiliser l'invention dans un champ électromagnétique sans perturbation de ce champ. Ce matériau peut être un sandwich fibre/résine avec une âme transparente aux rayonnement électromagnétique. Selon une variante de l'invention, la semelle de liaison entre la poutre mobile et le boitier de guidage coulissant sur le guide fixe comporte une articulation horizontale perpendiculaire au déplacement munie d'un dispositif de verrouillage de telle sorte que la poutre mobile puisse se rabattre parallèlement à la poutre fixe. Cette dernière disposition occupe alors un espace très réduit autorisant un transport facile. Selon une variante de l'invention le guide fixe est rectiligne. Le guide mobile est lié au précédent par une liaison pivot perpendiculaire au plan du guide fixe et par une transmission à la démultiplication judicieusement choisie de façon à ce que le plan du guide mobile passe toujours par le centre de la sphère où se trouve l'objet à viser. Cette disposition est utilisable lorsque la longueur de déplacement sur le guide fixe est petite devant la distance à l'objet visé de telle façon que soit valide l'approximation alpha=tangente alpha=sinus alpha. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perpective du système de guidage. La figure 2 représente, en perpective une variante du système. La figure 3 représente en perpective une variante de la liaison entre le guide fixe et le guide mobile. La figure 4 représente en coupe prependiculaire au guide fixe, une variante du guide fixe. Le système présenté sur la figure 1 comporte un support mobile 1 lié au guide circulaire mobile 2 par une liaison glissière. Cette liaison glissière est réalisée par un boîtier de guidage 5 équipé de galets ou de patins en contact avec le guide mobile. Le guide mobile est lié au guide fixe par une liaison glissière. Cette liaison glissière est réalisée par un boîtier de guidage 4 équipé de galets ou de patins en contact avec le guide mobile. Les 2 guides forment entre eux un angle de 90 degrés et leur axes respectifs sont situés à une distance R1 et R2 d'un même point où est situé le récepteur 7 de telle façon qu ' un guide soit situé sur un méridien et l'autre guide soit situé sur un parallèle d'un même sphère, les deux guides étant positionnés entre eux selon leur position respective sur la sphère. Le guide fixe comporte des vérins de réglages 6. Le support mobile porte un dispositif émetteur 8. Dans une forme de réalisation selon la figure 2 le système comporte deux guides fixes 3. Ces guides sont fixés sur une structure 9, l'ensemble étant positionné relativement au centre de la sphère par des vérins 6. La figure 3 représente une forme particulière de réalisation de la figure 1. Les deux guides 3 et 4 sont relié par une liaison charnière d'axe 10 de direction perpendiculaire aux axes des 2 guides. Cette liaison charnière est présentée ici en position ouverte les 2 guides sont donc rabattus l'un sur l'autre. La liaison peut être verrouillée grâce à des vis 11, le système est dans ce cas dans la configuration de la figure 1. La figure 4 représente une forme particulière de réalisation du guide fixe 3. Celui-ci est rectiligne et il est lié au guide mobile par une liaison pivot 13 qui lui est perpendiculaire et par une démultiplication convenablement calculée de façon à ce que le plan du guide mobile 2 contienne en permanence le point visé. Cet effet est obtenu grâce à une prise de mouvement sur le guide fixe 2 par un galet ou un engrenage 15, le mouvement de cette pièce est transmis à un bras d'entraînement 14 via un réducteur. Ce bras entraîne un bras 16 lié au guide mobile, par l'intermédiaire d'un doigt 17. REVENDICATIONS 1 - Système de guidage permettant le déplacement d'un support mobile qui conserve une orientation fixe par rapport à un point fixe caractérisé en ce qu'il est constitué d'un guide circulaire fixe 3 relié à un deuxième guide circulaire mobile 2, qui lui est perpendiculaire, par une liaison du type glissière circulaire, sur le guide mobile 2 se déplace un support mobile 1 qui lui est lié par une liaison glissière circulaire, l'axe du premier guide étant une portion de parallèle d'une sphère, tandis que l'axe du second guide est une portion de méridien de la même sphère, les deux guides étant positionnés entre eux selon leurs positions respectives sur la sphère 2 - Système de guidage selon la revendication 1 caractérisée en ce que le guide fixe 3 pourra être un méridien et le guide mobile 2 un parallèle d'une même sphère. 3 - Système de guidage selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le guide fixe 2 est relié à son environnement par un dispositif de réglage 6 afin de permettre un réglage fin de la position du système par rapport au centre de la sphère, généralement prédéterminé. 4 - Système de guidage selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les deux guides 2 et 3 ont des rayons de courbure identiques. 5 - Système de guidage selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que tout ou partie des guides 2et 3 et du support mobile 1 sont fabriqués avec un matériau transparent au rayonnement électromagnétique 6 - Système de guidage selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le support mobile 1 et le guide mobile 2 sont animés de mouvements coordonnés de façon à décrire une trajectoire déterminée par deux moteurs, reliés à ces mobiles par une transmission de mouvement, et commandés par un calculateur. 7 - Système de guidage selon la revendication 1 caractérisé en ce le guide mobile 2 est guidé par deux guides fixes 3 , de même courbure et parallèles, à chacune de ses extrémités, les deux guides fixes sont alors fixés sur un même châssis 9 8 - Système de guidage selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la semelle de liaison 18 entre la poutre mobile et le boîtier de guidage 4 coulissant sur le guide fixe comporte une articulation horizontale 10 perpendiculaire aux déplacements munie d'un dispositif de verrouillage 11 de telle sorte que la poutre mobile puisse se rabattre parallèlement à la poutre fixe 9 - Système de guidage selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le ou les guides fixes sont liés à une structure rigide 9 qui assure alors l'interface avec l'environnement et est équipé de dispositifs de réglages fins. 10 - Système de guidage selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le guide fixe 3 est rectiligne et le guide mobile 2 lié au précédent par une liaison pivot et par une transmission 12, 13, 14, 15, 16, 17 à la démultiplication judicieusement choisie de façon à ce que son plan passe toujours par le centre de la sphère où se trouve l'objet à viser.