Brevet FR2747819A1 — publié le 19971024

Simulateur de véhicule, maritime,terrestre, aérien ou spatial. La présente invention consiste en une cabine sphérique pouvant intégrer un simple siège ou une cellule de conduite complète interchangeable dotée de ses propres commandes capable d'accueillir une ou plusieurs personnes en fonction du diamètre et de simuler la totalité des positions en reproduisant les figures tournoyantes d un véhicule aérien. terrestre. maritime ou spatial sur n'importe quel axe et sans aucune limitation. Il peut être utilisé seul ou compléter les dispositifs actuels (voir figure 6. en enveloppe solo du 04/07,'96). L'originalité consiste à utiliser une sphère totalement fermée non figée sur un bâtit pour effectuer des mouvements mécaniques rotatifs tout en utilisant sa parois interne pour la projection d'un visuel avec les systèmes disponibles sur le marché aujourd'hui. Les simulateurs conventionnels utilisent une sphère partielle fixée sur un bâtit mobile ou fixe dans laquelle on intègre une cabine de pilotage. mais ne permettent en aucune façon la réalisation de rotations. il est donc impossible de faire du combat tournosant, des tonneaux. vrilles. et autres réellement. Ce manque dynamique est systématiquement compensé par un visuel panoramique suggérant les rotations de l'avion. On interdit donc à un pilote de décoller avant un délai de 6h00 après une simulation en raison du mal du simulateur ou flash-back. La raison semble liée à la forte évolution de la qualité des visuels sans augmentation de la qualité dynamique des mouvements. Cela donne un déséquilibre sensoriel, une sécrétion anormale de la sérotonine. la ferritine du sang ou l'hématite du cerveau ne sont pas sollicités correctement puisque les simulateurs d'avions actuels sont incapables de réaliser des rotations. Ces derniers s'ils existent n'intègrent pas une cellule d'avion avec son cockpit et repose sur l'utilisation d'un siège au centre d'anneaux. de cadres montés sur roulements et cardans avec un nombre d'axes limités à 4 au départ. De plus, la pression intérieure d'une cabine ne peut être simulée et ce type de système n'autorise pas une projection sur une surface plane comme les simulateurs professionnels. Les autres mouvements des cabines sont assurés par des gros serrions hydrauliques de dimension importante augmentant fortement les coûts de mise en oeuvre et la maintenance. Il est de plus impossible de simuler des montées ou descentes supérieures à cinq mètres arec un maximum aujourd'hui de 6 degrés de liberté. Le système selon l insention permet de remédier à ces problèmes ou de les atténuer. Sa première caractéristique principale consiste en un berceau d accueil circulaire sur lequel on fixe deux ensembles identiques de moteurs ou plus selon le poids de la sphère à installer et que l'on doit faire tourner par friction sur n'importe quel axe. Sa deuxième caractéristique consiste en une sphère dont la partie haute s'ouvre afin de permettre l'échange de cellule réelle d'avion dotée de leur cockpit de pilotage par une autre ou celle d'un véhicule terrestre. Sa troisième caractéristique consiste en l'ensemble berceau sphère qui est fixé à l extrémité du câble d un treuil installé au sommet d un portique ce qui autorise un mouvement vertical simulant ainsi l'altitude. Sa quatrième caractéristique innovante consiste à prendre en compte la pression de l'air à l'intérieur de la sphère. Selon des modes particuliers de réalisation: - Dans le berceau repose par le biais de jeux de billes une sphère équipée d un cockpit d'avion en fonction de son diamètre constitue la cabine libre de toutes attaches physiques qui pourraient empêcher sa rotation. - Un ensemble de microverrins permet les variations de faibles amplitudes verticaux et horizontaux d'une cellule d'avion avec son cockpit ou autre. Ils permettent aussi de changer son centre de gravité. - Le berceau est équipé de deux ensembles moteurs pas à pas ou plus pivotant chargés de faire entrer en rotation par friction sur n'importe quel axe la cabine sphérique, simulant ainsi. lacet. roulis et tangage, vrille. - L ensemble berceau et sphère est fixé sur l extrémité du câble d un treuil ou machinerie d'ascenceur positionné au sommet d un portique. Chaque côté du portique a des glissières verticales recevant l extrémité des barres fixées transversalement sur le berceau afin d empêcher tous mouvements latéraux mais permettant les mouvements verticaux. Un verrin hydraulique facultatif peut être installé à la base pour aider la sphère à monter ou descendre à la verticale dans le cas d'une forte charge. Les dessins annexés illustrent l invention: La figure 1 représente la vue de dessus de la cabine. La figure 2 représente la vue de dessus de la cabine et du portique. La figure 3 représente la vue de face de la cabine et ensembles moteurs. La figure 4 représente la vue de profil cabine et moteurs après rotation. La figure 5 représente le synoptique des équipements électroniques. La figure 6 représente une plate-forme connentionnelle sur laquelle on rajoute l'ensemble sphérique ac-ec ses ensembles moteurs pour la rotation. En référence à ces dessins le dispositif comporte: * un portique (01 ) d une hauteur adaptée aux besoins. aux coûts. ou à la situation du moment supportant une machinerie d'ascenceur ou un treuil (02) dont lextrémité du câble (03) est fixé par un crochet (04) sur la potence (5) qui prolonge et est fixé sur le berceau (06). * Le berceau (06) comporte fixé horizontalement un premier ensemble moteurs (07) et un deuxième ensemble moteur (08) identique disposé verticalement sous la sphère (10 > . Il sera possible d'enlever la partie haute (09) au niveau des renforts(58) de la sphère (10) pour remplacer la cellule de pilotage (29) par une autre ou celle d'un véhicule terrestre ou autre. * Sur le berceau (06) sont fixés les 2 ensembles moteurs (07-08) qui se composent dune première caoe circulaire (1 1) qui contient fixé perpendiculairement sur le côté un moteur pas à pas (12) dont l axe comporte une vis sans fin (13) qui entraîne I'engrenage (14) fixé sur une deuxième cage circulaire (15) provoquant ainsi la rotation de cette dernière (15). Elle contient par rapport à l axe central fixé parallèlement sur le côté par le biais dune charnière (16) vissée d un côté sur la base du moteur pas à pas (17) pendant que le côté opposé repose sur un penne triangulaire (20) dont laxe rentre dans un électro-aimant double (19) permettant ainsi l embrayage et le débrayage de la vis sans fin (21) du moteur (17) sur l engrenage (22) fixé sur laxe (23). L élément (26) vu de dessus sert de ressort de rappel et de buttoir au moteur (17). En tournant l axe (23) sur lequel est fixé une roue caoutchouté (24) permet la rotation de la sphère (10) par friction. La roue (24) est débrayable si le piston (18) se rétracte dans lélectro-aimant (19) attirant un longeron (25) supportant l axe 22. * Cette sphère repose dans le berceau (06) par le biais plusieurs jeux de billes (27) ce qui facilite sa rotation. La sphère (10) est équipée à son sommet dune trappe (28) permettant à un passager de s'y introduire et de s'installer dans la cellule ou le cockpit d'un engin volant ou terrestre (29). La cabine (29) repose sur un tablier (30) chargé de faire des mouvements de lacet de faibles amplitudes en étant fixée par le côté à des verrins latéraux (31 ) dont les côtés opposés par le corps sont fixés à des équerres (32) fixées à leur tour au tablier (33). Ce dernier (33) est fixée sur des microverrins verticaux (34) afin de permettre des vibrations. tangages ou roulis de faible variation. La base de ces microverrins (34) est fixée sur un autre tablier (35) comportant en dessous une glissière horizontale (36) permettant le coulissement horizontale des têtes (37) des xerrin (38) dont le rôle est de changer le centre de gravité de la position du pilote sur le plan vertical. Le tablier (35) coulisse serticalement dans un double rail (39) fixé à des microserrins horizontaux (40) dont la base du corps est fixée sur la sphère (10). permettent d'avancer ou reculer le tablier (35) afin de changer faiblement le centre de granité sur le plan horizontal ou d'affiner la distance par rapport à la parois interne (41) qui peut faire office d'écran pour les dispositifs de projection (4') généralement utilisé à ce jour. Un minicompresseur hndraulique (4) permettra l'asservissement de tous les microverrins. Un compresseur d'air (44) permettra la modification de la pression d'air à l'intérieur de la sphère (10) par le biais de soupapes télécommandables (45) par l'ordinateur (47). Elles (45) seront judicieusement disposées sur toute la surface de la sphère (10).En fonction du type de véhicule à simuler I aménagement de la sphère (10) peut se faire avec diverses cabines de pilotage (29) interchangeables dotées de leurs propres organes de commande et avec un casque (46) doté de son écran en fonction du type de véhicule à simuler. Dans tous les cas les organes de commande de la cabine (29) se raccordent sur l'ordinateur (47) chargé de communiquer avec l'extérieur de la sphère par un système de transmission émission réception (48) sans fil afin de transmettre les instructions de commande du pilote vers un deuxième équipement de transmission émission réception (49) au sol raccordé sur un deuxième ordinateur (50) au sol chargé de délivrer les instructions de commande par fils aux deux ensembles moteurs (07 et 08) fixés sur le berceau (06) et au treuil (02) situé au sommet du portique (01) et au compresseur hydraulique (5 1) alimentant le verrin vertical(59) dont la base est fixée sur le sol et l'autre extrémité sur un batit carré de renfort (53) fixé lui-même sous le berceau (06). Les longerons (54) fixés latéralement sur le berceau (06) glissent dans les rails verticaux (55) du portique (01) pour empêcher tous mouvements latéraux du berceau (6). En secours indépendemment de l'ordinateur (47). un poste de radiotélécommande (56) de modèle réduit facultatif peut être utilisé afin d'émettre des ordres de commande vers le récepteur radio (57) couplé parallèlement à l'ordinateur (50) pour contrôler les éléments mécaniques externes de la sphère (0 7-08 +02t51tZ2). L'ordinateur (47) et son dispositif de transmission (48) peut aussi transmettre des ordres de commande vers un ou plusieurs dispositifs ( > 9) équipant des engins ou systèmes fixes ou mobiles. RE'EDIC.TIOS. 1) Dispositif consistant en un simulateur de véhicule constituée dune cabine de type sphérique équipée dune trappe (28) permettant l accueil d un ou plusieurs passagers. prouvant tourner sur n'importe quel axe à l intérieur d un berceau pour simuler des vrilles ou figures tournQantes. 2) Dispositif selon la resendication 1 se caractérise par une cabine du type sphérique mobile (10)-- pouvant recevoir un ou plusieurs passagers - poser dans un berceau (06) afin d'effectuer des rotations sur n'importe quel axe sans limitation. à n'importe quel N itesse. 3) Dispositif selon la revendication 2 se caractérise par une cabine du type sphérique mobile (10)-- pouvant recevoir une cellule mobile de conduite ou pilotage (29) de n'importe quel type d'engin mobile. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la partie supérieure (09) de la cabine sphérique (10) peut être ouverte pour facilité l'échange des cellules de pilotage interchangeable (29) de véhicule divers. 5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la rotation de la cabine (10) effectue par un entraînement par la friction dune ou plusieurs roues caoutchoutées (24) fixées sur le ou les axes (93) d un ou des réducteurs d un ou plusieurs moteur ( 17). 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que la cabine sphérique (10) devant émettre et recevoir des énergies informatiques ou analogiques est équipée de dispositifs d'un transmission sans fils (48-49) ou de radiotélécommande conventionnel (56-57). 7) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que la simulation de l altitude s'effectue grace à l utilisation d'une machinerie d'ascenceur ou d un treuil (02) positionné en hauteur dont l extrémité du câble est fixé sur le sommet de la potence (05) du berceau (06) contenant la cabine sphérique (09) autorise un mouvement vertical. aidé par le verrin (52). 8) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que le dispositif berceau (06) et sphère (10) peut être utilisé seul ou installé sur des plateformes d'accueils mobiles existantes de divers constructeur. 9) Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que la sphère (10) est équipée d'un compresseur d'air (44) et de soupapes télécommandables (45) afin d'augmenter ou diminuer la pression de l'air dans la sphère (10). 10) Dispositif selon l'une des revendications de I à 8 caractérisé en ce que le dispositif de transmission (48) interne de la cabine ( 10) est apte à transmettre sers un ou plusieurs ensemble(s) de transmission sans fils (59) situé(s) au sol ou embarqué(s) sur des véhicules aériens ou terrestres à des fins de téléguidage.