Brevet FR2822525A1 — publié le 20020927

DISPOSITIF DE FIXATION ET DE REGLAGE D'UN ORGANE A SUPPORTER La présente invention concerne un dispositif de fixation et de réglage d'un organe à supporter, tel qu'un miroir satellisé. On connaît déjà un certain nombre de dispositifs utilisés pour le positionnement et l'orientation dans l'espace d'organes divers par rapport à une base quelconque. On peut citer à titre d'exemples les dispositifs isostatiques de type tri-bipodes ou les plates-formes de Stewart. Ces dernières sont constituées de six entretoises de longueur réglable reliant l'organe à positionner et à orienter à la base. Ces six longueurs réglables fournissent six degrés de liberté correspondant à trois coordonnées de position et à trois angles d'orientation. Les propriétés essentielles de ces dispositifs sont la précision du réglage susceptible d'être obtenue, l'amplitude du domaine de réglage, ainsi que leur raideur. La présente invention vise à fournir un dispositif de fixation et de réglage à deux degrés de liberté qui, assemblé par groupe de trois, donne un ensemble de fixation et de réglage à six degrés de liberté du type ci-dessus. Plus particulièrement, l'invention vise à fournir un tel dispositif donnant une grande précision de réglage. A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet un dispositif de fixation et de réglage d'un organe à supporter, tel qu'un miroir satellisé, caractérisé par le fait qu'il comprend : - une base de support ; - deux leviers triangulaires, chacun desdits leviers comportant deux bras disposés en triangle et reliés entre eux à un des sommets du triangle, chacun desdits leviers étant articulé sur ladite base au niveau de son sommet respectif, un premier des deux bras de chaque levier étant extensible et relié à son extrémité libre à des moyens de fixation audit organe ; et - des moyens de réglage montés sur ladite base et agencés pour faire pivoter le deuxième bras de chaque levier dans le plan dudit levier. Ce dispositif fournit donc deux degrés de liberté correspondant chacun aux moyens de réglage d'un des leviers. On verra ci-après qu'il permet une grande démultiplication entre les moyens de réglage et la position des moyens de fixation. Dans un mode de réalisation particulier, chacun desdits leviers est articulé sur la base autour d'un axe sensiblement perpendiculaire au plan dudit levier. Plus particulièrement, chacun desdits leviers peut être articulé sur la base par l'intermédiaire d'une lame sensiblement perpendiculaire au plan du levier respectif. Egalement dans un mode de réalisation particulier, les deux leviers sont sensiblement dans un même plan. Egalement dans un mode de réalisation particulier, le premier bras de chaque levier est articulé sur le deuxième bras au niveau du sommet respectif du levier. Egalement dans un mode de réalisation particulier, le premier bras de chaque levier est articulé sur lesdits moyens de fixation. Les articulations mentionnées ci-dessus peuvent être des articulations du type rotule. Plus particulièrement, chacune des articulations peut comporter au moins deux lames, dont l'une est sensiblement dans le plan du levier respectif et l'autre est sensiblement perpendiculaire à ce plan. Encore plus particulièrement, ladite autre lame peut être dans un plan sensiblement parallèle au premier bras du levier respectif. La lame d'articulation du levier sur la base peut en particulier être dans un plan sensiblement parallèle à celui de ladite autre lame. On réalise ainsi une double articulation. D'une manière générale, lesdites lames peuvent être réalisées d'une seule pièce avec le levier respectif. Les articulations sont donc sans jeu. Par ailleurs, les lames assurent le filtrage opto-mécanique du réglage et des perturbations. Dans un mode de réalisation particulier, lesdits moyens de réglage sont des moyens de réglage sans jeu. Plus particulièrement, lesdits moyens de réglage peuvent comprendre un doigt de poussée actionné par un moteur et agissant sur ledit deuxième bras du levier respectif contre l'action de moyens élastiques. Encore plus particulièrement, ledit moteur peut être un actionneur piézo-électrique. Ledit moteur peut être amovible. L'invention a également pour objet un ensemble de fixation et de réglage d'un organe à supporter, tel qu'un miroir satellisé, caractérisé par le fait qu'il comprend trois dispositifs tels que décrits ci-dessus, dont les moyens de fixation respectifs sont agencés pour être fixé audit organe en trois points distincts. Plus particulièrement, les trois dispositifs peuvent être disposés autour d'un axe central en symétrie de rotation de sensiblement 120 . On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif de fixation et de réglage selon l'invention ; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail Il de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue selon la flèche III de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 2 illustrant le fonctionnement du dispositif ; et - la figure 5 est un schéma d'un ensemble de fixation et de réglage selon l'invention. Le dispositif de la figure 1 comprend en premier lieu une base de support 1 fixée rigidement par tout moyen convenable à une plateforme de montage 2. La base 1 supporte deux actionneurs piézo- électriques 3 alimentés par des conducteurs électriques 4 et agencés chacun pour déplacer un doigt de poussée 5. Après réglage, les doigts 5 peuvent être bloqués par des moyens non représentés et les actionneurs peuvent éventuellement être retirés. On observera que ce blocage ne dérègle pas le dispositif. Deux leviers triangulaires 6 sensiblement symétriques sont montés chacun à une des extrémités de la base 1, sensiblement dans le même plan. Chaque levier 6 est formé de deux bras 7 et 8 à section généralement carrée reliés entre eux à un des sommets 9 du triangle qu'ils délimitent. L'extrémité de chaque bras 8 adjacente au bras 7 est articulée sur la base 1 autour d'un axe sensiblement perpendiculaire au plan des leviers 6. A cet effet, cette extrémité du bras 8 est reliée à la base 1 par une lame 10 sensiblement perpendiculaire au plan des leviers 6 et sensiblement parallèle à l'axe 11 du bras 7. La courbure de cette lame assure le degré de liberté de rotation du bras 8 dans le plan du levier 6. Un agencement analogue relie le bras 7 au bras 8. Une lame 12 est disposée entre ces deux bras dans un plan parallèle au plan de la lame 10 et situé à une certaine distance de ce dernier plan. Un autre agencement analogue est formé à l'extrémité du bras 7 adjacente au bras 8, mais avec une lame 13 située dans le plan des leviers 6. La lame 13 donne donc au bras 7 un degré de liberté de rotation dans un plan perpendiculaire au plan des leviers 6. L'extrémité de chaque bras 7 opposée au bras 8 est relié à une pièce de fixation 14 par un agencement similaire à deux lames perpendiculaires. Une première lame 15 est intercalée sur l'extrémité du bras 7 dans le plan des leviers 6 et une deuxième lame 16 relie cette extrémité à la pièce 14. La lame 16 est perpendiculaire au plan des leviers 6 et passe par l'axe 11. L'extrémité de chaque bras 8 opposée au sommet 9 du levier 6 respectif est sollicitée par un des doigts 5 contre l'action d'un ressort 17. Le doigt 5 est agencé pour pousser l'extrémité du bras 8 de manière à l'entraîner en rotation autour de l'articulation constituée par la lame 10. On voit à la figure 4 qu'une telle rotation, permise par les deux lames souples 10 et 12 ainsi que par la lame 16 du levier respectif et par les lames homologues de l'autre levier, provoque un allongement de la distance entre la lame 10 et la pièce 14, correspondant au déplacement du doigt 5 démultiplié dans le rapport de la distance d entre les lames à la longueur du bras 8. Il en résulte un déplacement de la pièce 14 dans le plan des leviers 6, l'action combinée de ces leviers fournissant les deux degrés de liberté dans ce plan. Le réglage est donc démultiplié dans la quantité voulue à la conception. De plus, ce réglage ne dégrade pas l'élément à régler, les lames 10,12, 13,15 et 16 assurant à la fois la cinématique du dispositif et le filtrage mécanique des forces et mouvements appliqués au niveau de la pièce de fixation 14. On voit à la figure 5 trois dispositifs tels que celui qui vient d'être décrit. Les trois bases 1, 1 a et 1 b sont montées dans un même plan sur une plate-forme 17, à 1200 les unes des autres autour d'un axe 18. Un objet 19 à fixer et dont la position et l'orientation par rapport à la plate-forme doivent être réglées, par exemple un miroir de télescope, est monté sur les pièces de fixation 14,14a et 14b. Chaque couple de bras 7,7a et 7b procure deux degrés de liberté, de sorte que le montage est à six degrés de liberté. La position et l'orientation de l'objet 19 sont réglées à l'aide des six actionneurs 3. Bien entendu, les six réglages ne sont pas indépendants, chaque réglage d'un bras 7 conduisant généralement à une modification de la longueur et/ou de l'orientation des autres bras. L'homme de métier saura adopter l'algorithme de réglage global le plus approprié. Le dispositif assure donc les fonctions de tenue isostatique, classique (en configuration hexapode) et de réglage. La base 1, les leviers 6 et la pièce de fixation 16 sont ici réalisés d'une seule pièce. REVENDICATIONS 1-Dispositif de fixation et de réglage d'un organe à supporter, tel qu'un miroir satellisé, caractérisé par le fait qu'il comprend : - une base de support (1) ; - deux leviers triangulaires (6), chacun desdits leviers comportant deux bras (7,8) disposés en triangle et reliés entre eux à un des sommets (9) du triangle, chacun desdits leviers étant articulé sur ladite base au niveau de son sommet respectif, un premier (7) des deux bras de chaque levier étant extensible et relié à son extrémité libre à des moyens de fixation (14) audit organe ; et - des moyens de réglage (5) montés sur ladite base et agencés pour faire pivoter le deuxième bras (8) de chaque levier dans le plan dudit levier. 2-Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chacun desdits leviers est articulé sur la base autour d'un axe sensiblement perpendiculaire au plan dudit levier. 3-Dispositif selon la revendication 2, dans lequel chacun desdits leviers est articulé sur la base par l'intermédiaire d'une lame (10) sensiblement perpendiculaire au plan du levier respectif. 4-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les deux leviers sont sensiblement dans un même plan. 5-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le premier bras de chaque levier est articulé sur le deuxième bras au niveau du sommet respectif du levier. 6-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le premier bras de chaque levier est articulé sur lesdits moyens de fixation. 7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, dans lequel les articulations sont des articulations du type rotule. 8-Dispositif selon la revendication 7, dans lequel chacune des articulations comporte au moins deux lames (12,13 ; 16,15), dont l'une (13, 15) est sensiblement dans le plan du levier respectif et l'autre (12, 16) est sensiblement perpendiculaire à ce plan. 9-Dispositif selon la revendication 8, dans lequel ladite autre lame est dans un plan sensiblement parallèle au premier bras du levier respectif. 10-Dispositif selon l'ensemble des revendications 3 et 8, dans lequel la lame d'articulation du levier sur la base est dans un plan sensiblement parallèle à celui de ladite autre lame. 11-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 8, dans lequel lesdites lames sont réalisées d'une seule pièce avec le levier respectif. 12-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel lesdits moyens de réglage sont des moyens de réglage sans jeu. 13-Dispositif selon la revendication 12, dans lequel lesdits moyens de réglage comprennent un doigt de poussée (5) actionné par un moteur (3) et agissant sur ledit deuxième bras du levier respectif contre l'action de moyens élastiques (17). 14-Dispositif selon la revendication 13, dans lequel ledit moteur est un actionneur piézo-électrique. 15-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 et 14, dans lequel ledit moteur est amovible. 16-Ensemble de fixation et de réglage d'un organe à supporter (19) tel qu'un miroir satellisé, caractérisé par le fait qu'il comprend trois dispositifs selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dont les moyens de fixation respectifs sont agencés pour être fixé audit organe en trois points distincts. 17-Ensemble selon la revendication 16, dans lequel les trois dispositifs sont disposés autour d'un axe central (18) en symétrie de rotation de sensiblement 120 .