Brevet FR2887330A1 — publié le 20061222

DISPOSITIF DE MESURE D'EFFORTS DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine du support de charges lourdes et notamment aux adaptations permettant de mesurer dans les meilleures conditions les efforts transmis par une charge à sa structure support et vice-versa. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Il existe dans l'art antérieur des applications notamment aéronautiques où des ensembles constituant des charges lourdes et volumineuses doivent être soutenus, transportés, positionnés à des fins de fabrication, d'assemblage, etc... Le support de ces ensembles est réalisé au moyen 15 d'une pluralité de points d'appui définis par des structures supports fixes ou mobiles. En regard des précisions requises et des contraintes que peut subir un ensemble lourd de grand volume notamment lors de son déplacement, il est connu de mesurer les efforts transmis au niveau des points d'appui. Pour réaliser cette fonction, l'art antérieur propose qu'un capteur d'efforts multiaxes s'interpose entre chaque point d'appui et la structure support. Les informations transmises en temps réel par de tels capteurs permettent notamment d'optimiser les paramètres liés à la course et au positionnement d'un ensemble en fonction des contraintes qu'il transmet et qu'en conséquence il subit, afin que l'ensemble ne soit pas déformé et autorise par exemple son bon assemblage avec un autre ensemble. La demanderesse a constaté plusieurs inconvénients liés à l'exploitation des capteurs multiaxes utilisés, parmi ceux-ci. - la nécessité d'un calibrage préalable interaxes avant chaque utilisation, - la présence d'efforts parasites, - une information complexe nécessitant un traitement - 2 notamment informatique complexe, - la nécessité de changer le capteur en cas de panne, - etc... DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à solutionner les problèmes de l'art antérieur. Ces recherches ont abouti à la conception d'un dispositif de mesure d'efforts obviant aux inconvénients 10 précités. Selon la caractéristique principale de l'invention, le dispositif de mesure d'efforts disposé entre un ensemble à porter/transporter et sa structure support, est remarquable en ce qu'il est constitué par un module support qui, définissant un point d'appui articulé avec ledit ensemble, est lié à au moins deux capteurs monoaxes de sorte que les efforts auxquels est soumis le point d'appui soient transmis auxdits capteurs. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet une prise de mesure d'effort à partir de sous-ensembles moins complexes que ceux proposés dans l'art antérieur ce qui simplifie aussi bien leur calibrage que le traitement des informations que le dispositif peut fournir. L'utilisation d'un tel dispositif en est grandement simplifiée. En outre, la pluralité de capteurs assure un fonctionnement malgré la panne accidentelle d'un seul. Selon une autre caractéristique, ledit module support est en liaison de type linéaire annulaire avec la structure support. Ainsi, tout en autorisant la mobilité nécessaire à la prise de mesure, la charge est transmise par la liaison aux différents capteurs tout en rendant opératoire la mesure des efforts. Cette liaison linéaire annulaire évite la présence d'efforts parasites qui seraient susceptibles de rendre erronées les informations fournies par le capteur. - 3 - Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le dispositif comporte trois capteurs monoaxes. La présence de trois capteurs a pour avantage d'assurer une prise de mesure idéale sur les trois axes. De plus, en disposant les capteurs en étoile autour de la liaison linéaire annulaire, la panne accidentelle d'un capteur autorise le bon fonctionnement du dispositif sur la base des deux capteurs restants par traitement de leur information par simple calcul trigonométrique. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le module support se décompose en une partie fixe dite embase liée à la structure support et par rapport à laquelle est articulée selon une liaison linéaire annulaire, une partie mobile en contact permanent avec l'ensemble à supporter. Les capteurs monoaxes sont alors en liaison avec l'embase et la partie mobile du module support de sorte que les mouvements de la partie mobile et les contraintes qui sont exercées sur cette 20 dernière soient reportés sur les axes des capteurs aussi bien en traction qu'en compression. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention, La figure 2 est un dessin schématique d'une vue de côté en coupe du mode de réalisation de la figure 1, La figure 3 est un dessin schématique d'une vue de dessus en coupe du mode de réalisation de la figure 1. 10 15 - 4 DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Tel qu'illustré sur le dessin de la figure 2, le dispositif de mesure d'efforts référencé D dans son ensemble est disposé entre un ensemble à porter/transporter E et sa structure support S. Conformément à l'invention, le dispositif D est constitué par un module support 100 qui, définissant un point d'appui articulé référencé A avec ledit ensemble E, est lié à au moins deux capteurs monoaxes 200 de sorte que les efforts auquel est soumis le point d'appui A soit transmis auxdits capteurs 200. Comme illustré, ledit module support 100 est en liaison de type linéaire annulaire avec la structure support S. Pour ce faire, le module support 100 comprend une embase 110 qui, liée à ladite structure support S, présente une partie centrale en saillie 111 sur laquelle se déplace la partie glissante de ladite liaison linéaire annulaire. Plus précisément, l'extrémité de cette partie saillante verticale adopte un profil cylindrique sur lequel glisse un bulbe 112 formant une liaison rotule avec le reste de la partie mobile 120 du dispositif D. La structure support S peut être fixe ou mobile et par exemple, être constituée par l'extrémité d'un pylône de soutien de l'ensemble à transporter /assembler E. En effet, le module support 100 comprend en outre une partie mobile 120 par rapport à l'embase 110 selon ladite liaison linéaire annulaire et restant en contact avec l'ensemble à soutenir E. Fonctionnellement et conformément à l'invention, le module support 100 comporte, disposée angulairement autour de l'axe passant par ledit point d'appui A, une pluralité de bras dont chaque extrémité vient en liaison avec un capteur d'effort monoaxe 200. Cette partie mobile 120 adopte une forme générale sensiblement tronconique et est préformée dans la partie inférieure centrale d'un volume - 5 121 en retrait qui accueille la partie de guidage mobile 122 de la liaison linéaire annulaire. Ainsi, les bras ci- dessus décrits sont tous de longueurs équivalentes et sont compris dans ladite partie mobile 120. Cette liaison linéaire annulaire autorise le mouvement en rotation selon les trois axes X, Y et Z modélisés sur le dessin de la figure 1 ainsi qu'un mouvement en translation selon l'axe Z. Conformément à l'invention, ces mouvements sont limités par la présence d'une pluralité de capteurs 200 disposés autour des axes de rotation définis par la liaison linéaire annulaire dont les parties glissante 112 et glissante/tournante 122 sont référencées. En effet, les capteurs monoaxes 200 sont en liaison avec l'embase 110 et la partie mobile 120 du module support 100 de sorte que les mouvements de la partie mobile 120 et les contraintes qui sont exercées sur cette dernière soient reportés sur les axes 210 des capteurs 200. Ainsi, les efforts transmis à la partie mobile 120 par l'ensemble supporté E sont reportés par un bras de levier aux axes 210 des capteurs monoaxes 200. Pour ce faire, les axes 210 des capteurs 200 sont intégrés dans l'embase 110 et dans la partie mobile 120 au moyen d'alésages 113 et 123 prévus à cet effet. Chaque capteur 200 comprend un câblage 220 d'alimentation électrique et de communication des données relevées. Comme illustrés, lesdits capteurs monoaxes 200 dont disposés de sorte que leur axe de mesure soit parallèle. Selon le mode de réalisation préféré illustré, le dispositif D comporte trois capteurs monoaxes 200 disposés autour d'un axe central vertical définissant ici l'axe de déplacement en translation autorisé par la liaison linéaire annulaire. Comme illustré sur le dessin de la figure 3, les axes des trois capteurs 200 sont disposés à 120 degrés autour dudit axe vertical (axe Z) de la liaison linéaire annulaire. 15 20 25 - 6 - Afin de définir le point d'appui A, ledit module support 100 est préformé pour accueillir une sphère de reprise 300 définissant une liaison ponctuelle au niveau du point A avec l'ensemble à supporter E. Selon le mode de 5 réalisation non limitatif illustré, la partie supérieure de la partie mobile 110 est préformée d'un volume en retrait accueillant ladite sphère 300 sur laquelle vient en contact l'ensemble à supporter E directement ou par l'intermédiaire d'une ferrure classiquement prévue à cet effet. Cette liaison ponctuelle laisse une grande liberté de mouvements entre le module support 100 et l'ensemble E. Selon le mode de réalisation illustré, la partie centrale 111 en saillie de l'embase 110 est préformée pour accueillir le corps des capteurs 200. On comprend que le dispositif D qui vient d'être ci-dessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi par exemple, une géométrie d'intégration mécanique différente peut être imaginée pour s'adapter aux cas particuliers des applications telles des interfaces mécaniques différentes, des charges différentes, des capteurs de mesure différents, etc... - 7 REVENDICATIONS 1. Dispositif (D) de mesure d'efforts disposé entre un ensemble à porter/transporter (E) et sa structure support (S), CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il est constitué par un module support (100) qui, définissant un point d'appui articulé (A) avec ledit ensemble (E), est lié à au moins deux capteurs monoaxes (200) de sorte que les efforts auxquels est soumis le point d'appui (A) soient transmis auxdits capteurs (200). 2. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit module support (100) est en liaison de type linéaire annulaire avec la structure support (S). 3. Dispositif (D) selon la revendication 1, 15 CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comporte trois capteurs monoaxes (200). 4. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit module support (100) est préformé pour accueillir une sphère de reprise (300) définissant une liaison ponctuelle (A) avec l'ensemble à supporter (E). 5. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le module support (100) comporte, disposée angulairement autour de l'axe passant par ledit point d'appui (A), une pluralité de bras dont chaque extrémité vient en liaison avec un capteur d'effort monoaxe (200). 6. Dispositif (D) selon le revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le module support (100) se décompose en une partie fixe dite embase liée (110) à la structure support (S) et par rapport à laquelle est articulée selon une liaison linéaire annulaire, une partie mobile (120) en contact permanent avec l'ensemble à supporter (E). 7. Dispositif (D) selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le module support (100) comprend une embase (110) qui, liée à ladite structure support (S), présente une partie centrale (111) en saillie sur laquelle se déplace la partie glissante (112) de ladite liaison linéaire annulaire. 8. Dispositif (D) selon les revendications 2 et 6, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le module support (100) comprend en outre une partie mobile (120) par rapport à l'embase (110) selon ladite liaison linéaire annulaire et restant en contact avec l'ensemble (E) à soutenir. 9. Dispositif (D) selon les revendications 6, 7 et 8, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les capteurs monoaxes (200) sont en liaison avec l'embase (110) et la partie mobile (120) du module support (100) de sorte que les mouvements de la partie mobile (120) et les contraintes qui sont exercées sur cette dernière soient reportés sur les axes (210) des capteurs (200) aussi bien en traction qu'en compression. 10. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE lesdits capteurs monoaxes (200) dont disposés de sorte que leur axe de mesure soit parallèle.