Brevet FR2855090A1 — publié le 20041126

i La présente invention concerne le domaine technique de la manutention d'une charge au sens général, et elle vise plus précisément les appareils ou les dispositifs conçus pour déplacer en état d'équilibre une charge ou analogue. L'objet de l'invention vise plus précisément le déplacement et l'équilibrage d'une charge telle que, par exemple, une source d'éclairage ou un moniteur. Dans l'état de la technique, il est connu de nombreux dispositifs conçus pour supporter une charge dans une position d'équilibre quelle que soit la position prise dans l'espace par la charge. De tels appareils, appelés également manipulateurs auto-équilibrés, permettent de déplacer manuellement la charge dont le poids est 10 repris pour chaque position par l'appareil lui-même. D'une manière classique, un appareil de déplacement et d'équilibrage comporte un bras de liaison oscillant monté à l'une de ses extrémités par un axe d'oscillation, sur un support destiné à être porté par une structure porteuse fixée, par exemple, à un mur ou à un plafond. L'autre extrémité du bras de liaison est montée 15 par un axe d'oscillation, sur un organe de suspension de la charge. Cet appareil comporte également des biellettes montées parallèles entre elles pour former un parallélogramme déformable et articulées chacune à l'une de ses extrémités par un axe d'articulation, au support et à l'autre de ses extrémités, à l'organe de suspension de la charge. Cet appareil comporte également un système d'équilibrage à ressort 20 agissant pour maintenir la charge en position stable lors de son déplacement dans l'espace. D'une manière générale, un appareil de ce type présente dans un plan, une course angulaire limitée, généralement inférieure à 180 . Or, dans de nombreuses applications, notamment visant le déplacement et l'équilibrage d'une source 25 d'éclairage ou d'un moniteur dans le domaine médical, il s'avère que cette course est trop limitée, de sorte qu'il apparaît impossible de placer la charge dans une position lui permettant d'assurer convenablement sa fonctionnalité. L'objet de l'invention vise donc à remédier aux inconvénients énoncés cidessus en proposant un appareil de déplacement et d'équilibrage pour une charge 30 au sens général, conçu pour permettre de déplacer la charge sur une course angulaire supérieure à 180 tout en étant de conception simple et présentant un encombrement réduit. Pour atteindre un tel objectif, l'appareil de déplacement et d'équilibrage pour une charge, conforme à l'invention, comporte: - un bras de liaison oscillant monté à l'une de ses extrémités par un axe d'oscillation, sur un support destiné à être porté par une structure porteuse et à l'autre de ses extrémités par un axe d'oscillation, sur un organe de suspension de l'objet, - deux biellettes montées parallèles entre elles pour former un parallélogramme déformable et articulées chacune à l'une de ses extrémités par un axe d'articulation, au support et, à l'autre de ses extrémités, par un axe d'articulation, à l'organe de suspension, - et un système d'équilibrage à ressort agissant pour maintenir l'objet en position stable lors de son déplacement dans l'espace. Selon l'invention, les deux biellettes sont montées sur le support et l'organe de suspension de manière: * à s'étendre selon deux plans distincts décalés latéralement selon une 15 direction parallèle à la direction d'extension des axes d'articulation, * et qu'à chaque extrémité, les projections dans un plan des axes d'articulation des biellettes et de l'axe d'oscillation définissent un triangle dont l'angle au sommet correspondant à la projection de l'axe d'oscillation, est sensiblement égal à 90 . Selon une caractéristique préférée de réalisation, le système d'équilibrage à ressort comporte un ressort fixé par une première extrémité et dont la deuxième extrémité est reliée à une bielle montée sur le support selon un axe d'application décalé par rapport à l'axe d'oscillation. De préférence, le système d'équilibrage à ressort comporte un moyen de 25 réglage de la position de l'axe d'application du ressort par rapport à l'axe d'oscillation. Selon un exemple de réalisation, le moyen de réglage de la position du point d'application est constitué par un arbre fileté accessible de l'extérieur du support et relié à l'axe d'application monté à coulissement dans une lumière aménagée dans le 30 support. Un autre objet de l'invention est de proposer un appareil conçu pour présenter une structure fermée afin de pouvoir être nettoyé facilement. Pour atteindre un tel objectif, le ressort est monté à l'intérieur du bras de liaison oscillant en s'étendant entre les deux biellettes, la première extrémité étant fixée au voisinage de l'extrémité du bras pourvu de l'organe de suspension, tandis que la deuxième extrémité est fixée sur un coulisseau sur lequel est fixée la bielle. Par ailleurs, le bras de liaison présente entre le support et l'organe de suspension, un profil fermé tandis que le support et l'organe de suspension sont équipés de flasques de protection. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'appareil comporte une butée réglable de limitation du déplacement du coulisseau permettant de régler l'amplitude 10 de mouvement de l'organe de suspension de l'objet. Avantageusement, l'organe de suspension et le support sont constitués chacun par un plateau central à partir duquel s'étendent deux pattes latérales sur lesquelles sont montées les biellettes. Dans le cas o l'objet de l'invention vise à manipuler une charge nécessitant un 15 raccordement électrique, l'appareil comporte un faisceau de raccordement électrique monté à l'intérieur du bras de liaison et traversant l'organe de suspension et le support. Un autre objet de l'invention vise à proposer un mécanisme de déplacement et d'équilibrage pour une charge comportant une structure porteuse pour un appareil 20 conforme à l'invention. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La Figure 1 est une vue schématique montrant un mécanisme de déplacement 25 et d'équilibrage mettant en oeuvre une structure porteuse conforme à l'invention. La Figure 2 est une coupe longitudinale prise sensiblement selon les lignes II-II de la Figure 1. Les Figures 3 et 4 sont des coupes élévation prises respectivement selon les lignes III-III et IV-IV de la Figure 2. La Figure 5 est une coupe transversale prise sensiblement selon les lignes V-V de la Figure 3. La Figure 6 est une vue en coupe transversale prise sensiblement selon les lignes VI-VI de la Figure 4. La Figure 7 illustre une vue analogue à la Figure 4 et montrant l'appareil dans une autre position caractéristique. Tel que cela ressort plus précisément de la Figure 1, l'objet de l'invention concerne un appareil 1 permettant de déplacer en position d'équilibre, une charge 2 au sens général. De préférence, la charge 2 représentée à titre schématique sur les dessins est une source d'éclairage mais peut être par exemple un moniteur ou tout autre objet ou produit. Cet appareil 1 fait partie d'un mécanisme 3 de déplacement et 10 d'équilibrage au sens général qui ne fait pas partie précisément de l'objet de l'invention. Dans l'exemple illustré, ce mécanisme 3 comporte une structure porteuse réalisée par une console 4 à l'extrémité de laquelle est monté, selon un axe de rotation A, un support 6 faisant partie de l'appareil 1 conforme à l'invention. L'autre extrémité de la console 4 est montée également en rotation selon un axe B parallèle à 15 l'axe A sur une colonne 7 fixée à son autre extrémité. Bien entendu, l'appareil 1 selon l'invention peut faire partie d'un mécanisme dont la structure porteuse 4, 7 est différente. Tel que cela apparaît plus précisément aux Figures 2 à 4, l'appareil 1 selon l'invention comporte un bras de liaison oscillant 10 présentant un tube allongé 11 de 20 section rectangulaire fermée. Le bras de liaison 11 est monté à l'une de ses extrémités par un axe d'oscillation 12 sur le support 6 porté comme décrit ci-dessus par la structure porteuse 4, 7. L'autre extrémité du bras de liaison 10 est montée par un axe d'oscillation 13, sur un organe de suspension 14 pour la charge 2. Les axes d'oscillation 12, 13 sont parallèles entre eux et perpendiculaires à un plan 25 d'oscillation P représenté à la Figure 1 dans lequel le bras de liaison 10 effectue son mouvement d'oscillation. Tel que cela ressort plus précisément des Figures 2 à 4, l'organe de suspension 14 présente un plateau central 15 de forme générale circulaire prolongé radialement par une queue 16 permettant le montage d'une charge 2. Cet organe de suspension 14 30 se trouve prolongé transversalement par deux pattes latérales 18 s'étendant de part et d'autre du plateau central 15 et raccordées à ce dernier dans la partie opposée de celle équipée de la queue 16. Tel que cela ressort plus précisément de la Figure 2, les pattes 18 s'étendent parallèlement et de part et d'autre du plateau central 15 à distance de celui-ci, en étant situées à l'intérieur d'une fourchette 11, présentée par l'extrémité du tube 11. En réalité, l'axe d'oscillation 13 est constitué par deux parties coaxiales montées chacune dans une branche de la fourchette 11, et une patte 18. Selon une caractéristique préférée de réalisation, le support 6 présente une forme analogue à l'organe de suspension 14 tel que décrit ci-dessus. Ainsi tel que cela apparaît plus précisément aux Figures 3 à 6, le support 6 présente un plateau central 21 de forme générale circulaire, prolongé radialement par une queue 22 destinée à être portée de préférence à rotation par la structure porteuse telle que 10 décrite ci- dessus. Le plateau central 21 se trouve prolongé transversalement, par deux pattes latérales 23 s'étendant parallèlement au plateau central et à distance de ce dernier en étant situées à l'intérieur d'une fourchette 112 présentée par l'autre extrémité du tube 11. L'axe d'oscillation 12 est ainsi constitué par deux parties coaxiales montées chacune dans une branche de la fourchette 112 et une patte 23. Conformément à l'invention, l'appareil 1 comporte deux biellettes analogues dites respectivement supérieure 24 et inférieure 25 en considération de leur position de montage illustrée sur les dessins. Les deux biellettes 24 et 25 sont montées parallèles entre elles pour former un parallélogramme déformable. La biellette dite supérieure 24 est montée articulée au support 6 par l'intermédiaire d'un axe 20 d'articulation 27 tandis que son autre extrémité est montée articulée par un axe d'articulation 28 à l'organe de suspension 14. La biellette dite inférieure 25 est montée articulée à l'une de ses extrémités au support 6 par un axe d'articulation 29 tandis que son autre extrémité est montée articulée par un axe d'articulation 30 à l'organe de suspension 14. Bien entendu, les axes d'articulation 27 à 30 qui 25 s'étendent parallèlement entre eux et perpendiculairement au plan d'oscillation P sont décalés dans le plan d'oscillation P pour constituer un parallélogramme déformable. Selon une caractéristique de l'invention, les deux biellettes 24, 25 sont montées sur le support 6 et l'organe de suspension 14 de manière à s'étendre selon deux plans 30 distincts parallèles Pl, P2 représentés à la Figure 2 et parallèles au plan d'oscillation P. Ces plans parallèles sont décalés latéralement selon une direction parallèle à la direction d'extension des axes d'articulation 27 à 30. Le montage des deux biellettes 24, 25 selon deux plans distincts autorise une grande course d'oscillation du bras de liaison 10 comme cela sera expliqué dans la suite de la description. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les dessins, les axes d'articulation 27 à 30 sont portés par les pattes latérales 23, 18 respectivement du support 6 et de 5 l'organe de suspension 14 en faisant saillie du côté intérieur pour permettre le montage des biellettes 24 et 25 du côté interne des pattes latérales pour limiter l'encombrement. Les deux biellettes 24 et 25 s'étendent ainsi à l'intérieur du tube fermé 11. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux biellettes 24 et 25 sont 10 montées de manière qu'à chaque extrémité, les projections dans le plan d'oscillation P, des axes d'articulation 27, 29 et de l'axe d'oscillation 12 d'une part, et des axes d'articulation 28, 30 et de l'axe d'oscillation 13 d'autre part, définissent un triangle dont l'angle au sommet correspondant à la projection de l'axe d'oscillation 12, 13 est sensiblement égal à un angle oc égal à 90 . Ainsi, tel que cela ressort de la Figure 7, 15 les biellettes 24, 25 sont montées de manière à former à chaque extrémité du bras de liaison 10, un triangle avec l'axe d'oscillation 12, 13. En d'autres termes, les axes d'articulation 27, 29 d'une part et 28, 30 d'autre part évoluent sur un cercle centré sur les axes d'oscillation respectivement 12, 13 au cours de la course d'oscillation du bras de liaison 10 qui peut être ainsi supérieure à 180 et pouvant atteindre 250 , par 20 exemple. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'appareil 1 comporte un système d'équilibrage à ressort 30 permettant d'équilibrer la charge 2 lors de son déplacement dans l'espace. Le système d'équilibrage à ressort 30 comporte un ressort 31 fixé par une première extrémité 32 tandis que sa deuxième extrémité 33 est 25 reliée à une bielle 34 montée sur le support 6 selon un axe d'application 35 décalé par rapport à l'axe d'oscillation 12. Selon une caractéristique préférée de réalisation, le ressort 31 est monté à l'intérieur du tube fermé 11 en s'étendant entre les deux biellettes 24 et 25. La première extrémité du ressort 31 est fixée au voisinage de l'extrémité du bras pourvu 30 de l'organe de suspension 14. A cet effet, la première extrémité 32 est retenue par un pion 36 fixé transversalement à l'intérieur du tube fermé 11. La deuxième extrémité 33 du ressort 31 est fixée sur un coulisseau 40 sur lequel est fixée la bielle 34. Le coulisseau 40 est monté à coulissement libre à l'intérieur du tube fermé 11. Selon une caractéristique préférée de réalisation, l'appareil 1 comporte une butée 41 réglable de limitation du déplacement du coulisseau 40 permettant ainsi de 5 limiter l'amplitude de mouvement de l'organe de suspension 14. Dans l'exemple illustré, la butée 41 est constituée par une vis accessible de l'extérieur du bras, montée pour coulisser dans une lumière 42 aménagée dans le tube fermé 11 et coopérer avec le coulisseau 42 pour en limiter sa course. Selon une autre caractéristique préférée de réalisation, le système d'équilibrage 10 à ressort 30 comporte un moyen 51 de réglage de la position de l'axe d'application du ressort 33 par rapport à l'axe d'oscillation 12. Tel que cela ressort plus précisément des Figures 3 et 5, le moyen de réglage 51 de la position de l'axe d'application 35 est constitué par un arbre fileté 54 monté à l'intérieur d'un logement 55 aménagé radialement à l'intérieur du plateau central 21 du support 6, en étant 15 accessible de l'extérieur du support 6. Cet arbre fileté 54 coopère avec une bague taraudée 57 montée coulissante dans le logement 55 et sur laquelle est monté l'axe d'application 35 de l'effort du ressort. Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, le bras de liaison 10 constitue une structure fermée facilitant son entretien. A cet effet, le support 6 et 20 l'organe de suspension 14 sont équipés de flasques de protection 60 permettant d'assurer une continuité du tube fermé 11 au niveau du support 6 et de l'organe de suspension 14. Ainsi, tel que cela ressort plus précisément des Figures 2 et 6, le support 6 et l'organe de suspension 14 sont équipés chacun de deux flasques 60 fixées sur les pattes latérales 18, 23, en s'emboîtant autour de chacun d'eux et sur 25 l'extrémité fermée du tube 11. Selon une application préférée de réalisation, l'appareil 1 est destiné à assurer le déplacement d'une charge nécessitant un raccordement électrique. Selon cet exemple, l'appareil selon l'invention permet d'intégrer un faisceau de raccordement électrique 62 à l'intérieur du bras de liaison 10. Tel que cela ressort plus 30 particulièrement des Figures 2, 3 et 5, le faisceau de raccordement 62 traverse le support 6 à travers un canal 63 aménagé dans le plateau central 21 du support 6 en débouchant dans la queue 22 et entre une patte latérale 23 et le plateau central 21. Dans le cas o la queue 22 est montée avec possibilité de rotation, le faisceau de raccordement 62 est relié à des contacts électriques tournants 64. Le faisceau de raccordement 62 s'étend à l'intérieur du tube fermé 11 pour venir déboucher dans la queue 16 de l'organe de suspension 14 en passant à l'intérieur d'une percée 65 aménagée dans le plateau central 15. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1- Appareil de déplacement et d'équilibrage pour une charge (2), cet appareil comportant: - un bras de liaison (10) oscillant monté à l'une de ses extrémités par un axe 5 d'oscillation (12), sur un support (6) destiné à être porté par une structure porteuse et à l'autre de ses extrémités, par un axe d'oscillation (13), sur un organe de suspension (14) de la charge (2), - deux biellettes (24, 25) montées parallèles entre elles pour former un parallélogramme déformable et articulées chacune à l'une de ses extrémités par un 10 axe d'articulation (27, 29), au support (6) et, à l'autre de ses extrémités, par un axe d'articulation (28, 30), à l'organe de suspension (14), - et un système d'équilibrage à ressort (30) agissant pour maintenir la charge en position stable lors de son déplacement dans l'espace, caractérisé en ce que les deux biellettes (24, 25) sont montées sur le support (6) et 15 l'organe de suspension (14) de manière: * à s'étendre selon deux plans distincts (P1, P2) décalés latéralement selon une direction parallèle à la direction d'extension des axes d'articulation (27 - 30), * et qu'à chaque extrémité, les projections dans un plan des axes d'articulation (27, 29 - 28, 30) des biellettes et de l'axe d'oscillation (12, 13) 20 définissent un triangle dont l'angle au sommet correspondant à la projection de l'axe d'oscillation, est sensiblement égal à 90 . 2- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'équilibrage à ressort (30) comporte un ressort (31) fixé par une première extrémité et dont la deuxième extrémité est reliée à une bielle (34) montée sur le support (6) 25 selon un axe d'application (35) décalé par rapport à l'axe d'oscillation (12). 3- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système d'équilibrage à ressort (30) comporte un moyen (51) de réglage de la position de l'axe d'application (35) du ressort par rapport à l'axe d'oscillation (12). 4 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de réglage 30 (51) de la position de l'axe d'application (35) est constitué par un arbre fileté (54) accessible de l'extérieur du support (6) et relié à l'axe d'application (35) monté coulissant dans un logement (55) aménagé dans le support. - Appareil selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le ressort (31) est monté à l'intérieur du bras de liaison oscillant (10) en s'étendant entre les deux biellettes (24, 25), la première extrémité étant fixée au voisinage de l'extrémité du bras pourvu de l'organe de suspension (14) tandis que la deuxième extrémité est fixée sur un coulisseau (40) sur lequel est fixée la bielle (34). 6 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une butée réglable (41) de limitation du déplacement du coulisseau (40) permettant de régler l'amplitude du mouvement de l'organe de suspension (14) de la charge. 7 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le bras 10 de liaison (10) présente entre le support (6) et l'organe de suspension (14), un profil fermé tandis que le support (6) et l'organe de suspension (14) sont équipés de flasques de protection (60). 8 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe de suspension (14) et le support (6) sont constitués chacun par un plateau central (15, 15 21) à partir duquel s'étendent deux pattes latérales (18, 23) sur lesquelles sont montées les biellettes (24, 25). 9- Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un faisceau de raccordement électrique (62) monté à l'intérieur du bras de liaison (10) et traversant l'organe de suspension (14) et le support (6). 10 - Mécanisme de déplacement et d'équilibrage pour une charge, caractérisé en ce qu'il comporte une structure porteuse pour un appareil (1) conforme à l'une des revendications 1 à 9.