Brevet FR2932872A1 — publié le 20091225

La présente invention a pour objet une structure articulée déployable. Une telle structure articulée déployable peut trouver de nombreuses applications. Par exemple pour déployer à distance une toile ou analogue, dans une but de protection ou bien de diffusion d'une information. Une structure articulée déployable selon l'invention trouvera, non limitativement, une application particulière dans le domaine spatial, que ce soit pour déployer des pare-soleil de protection des satellites, ou bien des antennes paraboliques pour satellite. Une autre application peut être trouvée dans le domaine de la signalisation routière, pour permettre de déployer, dans les cas d'urgence, et à distance, de grands panneaux de signalisation ou d'information. Dans un but de simplification, la description de l'invention sera placée dans le domaine de l'application au domaiine spatial. On sait que les antennes paraboliques pour satellite, doivent pouvoir être repliées et stockées dans un espace réduit pendant le lancement du satellite, puis pouvoir être déployées une fois ledit satellite en orbite. On connaît de nombreux types d'antenne parabolique déployable, qui diffèrent essentiellement par la technologie utilisée pour permettre le déploiement et le repliement de la parabole. Ainsi ces paraboles comprennent dans la plupart des cas, une structure déployable à la manière d'un parapluie ou d'un éventail, ou elles sont parfois gonflables. De telles antennes paraboliques présentent, de manière évidente, une surface parabolique inégale qui peut être 30 préjudiciable à l'utilisation qui en est faite. La présente invention a pour but de proposer une structure articulée déployable utilisable dans la construction d'une antenne parabolique déployable, et permettant de remédier à l'inconvénient précité. La présente invention ne se limite pas 35 au domaine spatial, mais peut trouver une utilité dans tous les domaines nécessitant le déploiement d'une toile ou analogue. La structure articulée déployable selon l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'elle est constituée de l'assemblage d'éléments articulés deux à deux, chacun desdits éléments comportant à chacune de ses extrémités une articulation permettant de relier l'extrémité d'un autre élément, en sorte de pouvoir former une chaîne continue agencée en boucle fermée, les axes de pivotement desdites articulations étant configurés en sorte que ladite structure puisse prendre deux positions extrêmes, à savoir une position déployée où lesdits éléments sont deux à deux plus ou moins dans le prolongement l'un de l'autre pour former une ellipse, et une position repliée où lesdits éléments sont regroupés les uns contre les autres sensiblement parallèles les uns aux autres; et en ce que lesdits éléments et lesdites articulations sont associés d'une part à des moyens de commande du déploiement desdits éléments, et d'autre part à des moyens d'assistance aptes à assurer une simultanéité du déploiement ou du repliement desdits éléments. Selon une caractéristique additionnelle de la structure articulée déployable selon l'invention, les éléments consistent en des tubes à l'intérieur desquels passent des câbles qui constituent les moyens de commande et les moyens d'assistance. Selon une autre caractéristique additionnelle de la structure articulée déployable selon l'invention, les articulations consistent en des chapes sur les axes desquelles sont montées des poulies dans lesquelles passent les câbles. Les avantages et les caractéristiques de la structure articulée déployable selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. Dans le dessin annexé : - la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une structure articulée déployable selon l'invention, en position intermmédiaire. - la figure 2 représente une vue schématique en perspective d'une partie de la même structure. - la figure 3 représente une vue schématique partielle en perspective d'une autre partie de la même structure. - la figure 4 représente une vue schématique partielle en perspective d'une autre partie de la même structure. - les figures 5a, 5b et 5c représentent des vues partielles en coupes, d'une partie de la même structure dans des configurations différentes d'utilisation. - les figures 6a, 6b et 6c représentent des vues partielles en coupes, de la même partie de la même structure dans des 10 configurations différentes d'utilisation. - la figure 7 représente une vue partielle en coupes, de la même partie de la même structure dans une configuration particulière. - la figure 8 représente une vue partielle en coupes, d'une 15 autre partie de la même structure dans la même configuration particulière. En référence à la figure 1, on peut voir une structure articulée déployable 1 selon l'invention, constituée des l'assemblage de tubes 2, articulés deux à deux par 20 l'intermédiaire d'articulations 3 et 4. Comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, qui représentent respectivement les articulations 3 et 4, ces dernières consistent chacune en deux chapes 30 et 31, respectivement 40 et 41, chacune solidaire d'un tube 2 et réuni 25 par un arbre, 32, respectivement 42, d'axe X, respectivement Y. Comme on peut le voir sur la figure 2, ainsi que sur la figure 1, dans ce mode de réalisation les axes X et Y d'articulation d'un tube 2 sur les deux tubes 2 voisins sont parallèles mais décalés angulairement, le décalage étant dans le 30 cas présent d'un angle d'une valeur égale à 360° divisée par le nombre d'articulations, en l'occurrence 12, soit 30°. On comprendra que la structure articulée déployable 1 peut prendre deux positions extrêmes, l'une où toutes les articulations 3 et 4 sont repliées au maximum et les tubes 2 35 sont accolés les uns sur les autres et sont tous sensiblement parallèles les uns aux autres, et une autre où toutes les articulations sont déployées au maximum, les tubes 2 étant alors dans les prolongement les uns des autres pour former un polygone. Sur la figure 1, où la structure articulée déployable 1 est dans une configuration intermédiaire, les axes X sont radiaux et disposés dans un même plan, tandis que les axes Y sont également radiaux et disposés dans un autre même plan. Le mode de réalisation représenté est un cas particulier où les tubes 2 sont tous de même longueur et où les articulations 2 3 et 4 sont toutes identiques, il pourrait bien entendu en être autrement. Sur la figures 3 et 4, on peut noter que les articulations 3 et 4 présentent de plus des poulies en libre rotation, respectivement, 33 et 43, enfilées sur les arbres,respectivement 32 et 42, ces poulies étant au nombre de trois par articulation. Comme on peut le voir sur les figures 5a, 5b, 5c, 6a, 6b, 6c, 7 et 8, les poulies 33 et 43 constituent des moyens de guidage à trois câbles qui traversent les tubes 2, et qui constituent des moyens de manaeuvrement de la structure articulée déployable 1. On notera que sur ces figures 5a, 5b, 5c, 6a, 6b, 6c, 7 et 8, on a représenté en coupe un tube 2 et deux articulations 3 et 4, et pour une meilleure compréhension, les articulations 3 et 4 sont représentées en coupe selon un même plan, perpendiculaire à leur axe X et Y de pivotement. En référence aux figures 5a, 5b et 5c, de même que sur les figures 6a, 6b et 6c, on peut voir respectivement trois configurations différentes, à savoir, respectivement, repliée, partiellement déployée et déployée. Sur les figures 5a, 5b et 5c on peut voir également un câble 5 qui traverse le tube 2 ainsi que les deux articulations 3 et 4 en passant sur les poulies 33 et 43, et dont les extrémités 50 et 51 sont fixées au-delà des articulations, respectivement 3 et 4. On notera que pour passer de la position repliée à la position déployée, l'articulation 3 doit s'ouvrir d'un angle inférieur à celui dont doit s'ouvrir l'articulation 4, aussi, pour compenser cet écart les poulies 33 et 43 sont de rayons différents, dont le rapport est inversement proportionnel au rapport desdits angles. Le câble 5 passe sur la poulie 33 du côté extérieur, et sur la poulie 43 du côté intérieur, en sorte que son enroulement sur la poulie 33 soit minimum, et au maximum sur la poulie 43 en position repliée, et inversement en position déployée. On notera que l'articulation 3 présente intérieurement à chacune de ses parties articulées un guide, respectivement 34 et 35, sur lesquels passe le câble 5. On comprendra que le déploiement de l'articulation 3 entraîne, sous l'effet de la traction exercée par le câble 5, le déploiement de l'articulation 4, et qu'inversement le repliement de l'articulation 4 entraîne le repliement de l'articulation 3. Sur les figures 6a, 6b et 6c on peut voir également que la structure articulée déployable 1 selon l'invention, comporte un deuxième câble 6 qui traverse le tube 2 ainsi que les deux articulations 3 et 4 en passant sur les poulies 33 et 43, et dont les extrémités 60 et 61 sont fixées au-delà des articulations, respectivement 3 et 4. Le câble 6 passe sur la poulie 33 du côté intérieur, et sur la poulie 43 du côté extérieur, en sorte que son enroulement sur la poulie 33 soit maximum, et au minimum sur la poulie 43 en position repliée, et inversement en position déployée. On notera que l'articulation 4 présente intérieurement à chacune de ses parties articulées un guide, respectivement 44 et 45, sur lesquels passe le câble 6. On comprendra que de déploiement de l'articulation 4 entraîne, sous l'effet de la traction exercée par le câble 6, le déploiement de l'articulation 3, et qu'inversement le repliement de l'articulation 3 entraîne le repliement de l'articulation 4. La structure 1 comporte ainsi plusieurs câbles 5, un par paire d'articulations 3 et 4, et plusieurs câbles 6, un par paire d'articulations 3 et 4, ces câbles 5 et 6 permettent d'obtenir une simultanéité des mouvements de repliement et de déploiement. En référence maintenant aux figures 7 et 8, on peut voir que la structure articulée déployable 1 selon l'invention comprend un troisième câble 7, qui parcourt toute la structure 1, dont une extrémité 70 est fixée à une extrémité dans un tube 2 tandis que l'autre extrémité 71 s'extrait du même tube 2 par un orifice 20, visible sur la figure 8. Le câble 7 passe sur les poulies 33 et 43, du côté intérieur c'est-à-dire en sorte que son enroulement soit maximum en position repliée. On comprendra qu'ainsi une traction T, extérieure à la structure 1, provoque le déploiement de cette dernière, tandis que le maintien du câble 7 sous tension garantit la rigidité de l'ensemble. Dans une application à la réalisation d'une antenne parabolique, une toile est fixée par son bord aux éléments qui composent la structure 1, en sorte que le déploiement de cette dernière assure le déploiement de la toile. REVENDICATIONS1) Structure articulée déployable (1) caractérisée en ce qu'elle est constituée de l'assemblage d'éléments (2) articulés deux à deux, chacun desdits éléments (2) comportant à chacune de ses extrémités une articulation (3, 4) permettant de relier l'extrémité d'un autre élément (2), en sorte de pouvoir former une chaîne continue agencée en boucle fermée, les axes (32, 42) de pivotement desdites articulations (3, 4) étant configurés en sorte que ladite structure (1) puisse prendre deux positions extrêmes, à savoir une position déployée où lesdits éléments (2) sont deux à deux plus ou moins dans le prolongement l'un de l'autre pour former une ellipse, et une position repliée où lesdits éléments (2) sont regroupés les uns contre les autres sensiblement parallèles les uns aux autres; et en ce que lesdits éléments (2) et lesdites articulations (3, 4) sont associés d'une part à des moyens de commande (7) du déploiement desdits éléments, et d'autre part à des moyens (5, 6, 33, 43) d'assistance aptes à assurer une simultanéité du déploiement ou du repliement desdits éléments (2). 2) Structure articulée déployable selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments (2) consistent en des tubes à l'intérieur desquels passent des câbles (5, 6, 7) qui constituent les moyens de commande et les moyens d'assistance. 3) Structure articulée déployable selon la revendication 2, caractérisée en ce que les articulations (3, 4) consistent en des chapes (30, 31, 40, 41) sur les axes (32, 42) desquelles sont montées des poulies (33, 43) dans lesquelles passent les câbles (5, 6, 7).