Brevet FR3035069A1 — publié le 20161021

La présente invention concerne un engin volant, notamment pour la prise de vues aériennes en intérieur. Elle concerne plus particulièrement un engin volant comprenant un ballon apte à être gonflé par un gaz permettant sa sustentation, des moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon, des moyens de commande à distance, par liaison sans fil, des moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon et une nacelle. Un engin volant non captif, apte à se mouvoir à l'intérieur d'un volume fermé réduit, et capable d'embarquer un dispositif de prise de vue, est déjà connu, par exemple du brevet FR 2 835 504. Toutefois, un tel engin ne donne pas satisfaction, notamment en termes de qualité des prises de vues réalisées, en raison de l'instabilité du dispositif de prise de vue résultant des vibrations générées par les moyens de propulsion du dirigeable, d'encombrement dudit engin et de possibilité de décalage du champ de vision du dispositif de prise de vue. Un but de l'invention est donc de proposer un engin du type précité de faible encombrement et, dont la conception permet d'augmenter la stabilité du dispositif de prise de vue lorsqu'un tel dispositif est présent et de disposer, en présence d'un tel dispositif de prise de vue, d'un champ de vision dégagé pour ledit dispositif. À cet effet, l'invention a pour objet un engin volant, notamment pour la prise de vues aériennes en intérieur, ledit engin volant comprenant un ballon apte à être gonflé par un gaz permettant sa sustentation, des moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon, des moyens de commande à distance, par liaison sans fil, des moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon et une nacelle, caractérisé en ce que ledit engin comprend des premiers moyens de liaison du ballon à la nacelle, des deuxièmes moyens de liaison du ballon aux moyens moteurs d'entraînement en 3035069 2 déplacement du ballon, en ce que les premiers et deuxièmes moyens de liaison sont indépendants les uns des autres et en ce que les moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon sont, en configuration de vol de l'engin, disposés entre la nacelle et le ballon. 5 La combinaison d'un ballon et de moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon permet d'augmenter l'autonomie de vol dudit engin. La disposition relative du ballon, des moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon et de la nacelle, et la configuration des liaisons entre lesdits éléments permet au ballon d'absorber les vibrations résultant de la 10 présence des moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon et d'éviter la transmission de ces vibrations à la nacelle, le ballon jouant le rôle de tampon s'interposant entre moyens moteurs et nacelle. Cette configuration permet également à un dispositif de prise de vue monté solidaire de la nacelle de disposer d'un champ de vision dégagé. 15 Enfin, l'encombrement d'un tel engin est réduit et les moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon peuvent être disposés de manière captive dans l'encombrement de l'engin pour limiter le risque de blessure résultant d'un contact avec lesdits moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon. 20 Il doit être noté que l'on entend par nacelle une structure à laquelle un objet devant être embarqué dans l'engin est apte à être couplé, ledit objet pouvant être porté ou suspendu à la structure. De préférence, les moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon comprennent un aéronef de type drone. 25 De préférence, les premiers moyens de liaison du ballon à la nacelle comprennent des haubans. 3035069 3 De préférence, les deuxièmes moyens de liaison sont configurés pour un montage solidaire en rotation du ballon et des moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon autour d'un axe passant par l'axe longitudinal dit vertical du ballon. 5 De préférence, les deuxièmes moyens de liaison comprennent un mât ou une tige couplant de manière solidaire en rotation le ballon et les moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon. De préférence, cette tige ou ce mât est muni(e) à chacune de ses extrémités, d'une liaison cardan reliant l'une, le mât au ballon, l'autre, le mât aux moyens moteurs d'entraînement en 10 déplacement du ballon. De préférence, les axes d'articulation de chaque liaison cardan s'étendent orthogonalement à l'axe longitudinal du mât. De préférence, la nacelle est équipée d'un support d'un dispositif de prise de vue, ce support s'étendant sous la nacelle au moins en configuration de vol de 15 l'engin. De préférence, le support est couplé à la nacelle par une liaison articulée de préférence suivant au moins deux axes orthogonaux entre eux, la ou chaque articulation étant équipée d'un moteur pilotable à distance. De préférence, la nacelle est une plate-forme. 20 De préférence, l'engin comprend un dispositif de prise de vue apte à être couplé de manière directe ou indirecte à la nacelle. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : 25 - La figure 1 représente une vue schématique d'ensemble d'un engin conforme à l'invention. 3035069 4 - La figure 2 représente une vue partielle schématique d'un engin conforme à l'invention. - La figure 3 représente une vue de détail des liaisons du ballon à la nacelle et aux moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon. 5 - La figure 4 représente une vue de détail de la liaison du mât aux moyens moteurs d'entraînement en déplacement du ballon. - La figure 5 représente une vue de détail de la nacelle avec son support d'un dispositif de prise de vue, le dispositif de prise de vue ayant été représenté. - La figure 6 représente une vue de détail de la nacelle avec son support, le 10 dispositif de prise de vue ayant été omis. Comme mentionné ci-dessus, l'invention concerne un engin 1 volant non captif, apte à permettre, à l'état équipé d'un dispositif 14 de prise de vue, tel qu'un appareil-photo ou une caméra, des prises de vues aériennes, en particulier à l'intérieur d'un volume clos, tel qu'une salle de spectacle, de sport ou autres. 15 Cet engin 1 volant comprend un ballon 2 apte à être gonflé par un gaz permettant sa sustentation. Dans l'exemple représenté, ce ballon 2 se présente sous forme d'une enveloppe souple gonflable, gonflée de préférence à l'hélium. Cet engin 1 comprend une nacelle 5 réalisée ici sous forme d'une plate-forme. 20 Cette nacelle 5 est reliée au ballon par des premiers moyens 6 de liaison comprenant des haubans ou des joncs qui permettent, en configuration de vol, le maintien à l'état suspendu de la nacelle au ballon 2. Dans l'exemple représenté, les joncs, formés par de simples tiges en carbone entre nacelle 5 et ballon 2, sont au nombre de quatre. 25 Cet engin 1 volant comprend encore des moyens 3 moteurs d'entraînement en 3035069 5 déplacement du ballon et des moyens 4 de commande à distance par liaison sans fil desdits moyens 3 moteurs. Ces moyens 3 moteurs d'entraînement en déplacement du ballon comprennent des moyens de propulsion et de direction du ballon 2. 5 Ces moyens 3 moteurs d'entraînement en déplacement du ballon sont ici formés par un aéronef, en l'occurrence un drone, qui peut être un drone du commerce. On entend par "drone", un engin volant sans pilote humaine embarqué. Ce drone comprend ici un châssis à quatre bras rayonnants et quatre hélices 10 disposées chacune à une extrémité d'un bras. Ce drone est piloté à distance, à partir par exemple d'un pupitre de commande à disposition d'un utilisateur au sol, ce pupitre de commande formant les moyens 4 de commande à distance par liaison sans fil de l'aéronef formant lui-même les moyens 3 moteurs d'entraînement en déplacement du ballon. 15 À nouveau, le détail de cette commande à distance du drone ne sera pas décrit en détail, car elle est bien connue à ceux versés dans cet art, et classiquement intégrée aux drones vendus dans le commerce. Le drone est, au niveau de son châssis, couplé au ballon par des deuxièmes moyens 7 de liaison. Ces deuxièmes moyens 7 de liaison sont indépendants 20 des premiers moyens 6 de liaison, c'est-à-dire que les premier et deuxième moyens de liaison sont configurés de sorte que la nacelle peut être désolidarisée du ballon sans désolidariser les moyens 3 moteurs d'entraînement en déplacement du ballon, c'est-à-dire le drone du ballon, et inversement. 25 Ainsi, les premier et deuxième moyens de liaison sont configurés de sorte que le poids de la nacelle est repris directement par le ballon et le poids des moyens 3 moteurs d'entraînement en déplacement du ballon directement par le 3035069 6 ballon. Ce montage limite la transmission des vibrations de l'aéronef à la nacelle et permet une meilleure stabilisation de la nacelle. En outre, les haubans constitutifs des premiers moyens 6 de liaison de l'engin pour la liaison du ballon à la nacelle 5 forment une cage à l'intérieur de 5 laquelle l'aéronef est emprisonné, ce qui limite l'accès direct à l'aéronef et en particulier à ses hélices pour réduire tout risque de blessure d'une personne approchant l'engin. Les deuxièmes moyens 7 de liaison de l'engin par la liaison du ballon 2 aux moyens 3 moteurs d'entraînement en déplacement du ballon s'étendent ici 10 entre le châssis du drone et le ballon 2, qui présente un axe longitudinal dit vertical à l'état gonflé. Ces deuxièmes moyens 7 de liaison sont configurés pour un montage solidaire en rotation du ballon 2 et des moyens 3 moteurs d'entraînement en déplacement du ballon 2 autour d'un axe passant par l'axe longitudinal dit 15 vertical du ballon 2. En d'autres termes, lorsque le drone est entraîné à tourner sur lui-même, le ballon tourne simultanément. En variante, et dans une solution non préférée, les deuxièmes moyens de liaison auraient pu permettre une rotation sur lui-même du drone sans action sur le ballon. Dans ce cas, le pilotage des moyens de prise de vue est plus 20 complexe et nécessite la possibilité pour les moyens de prise de tourner sur eux-mêmes. Dans les exemples représentés ici, ces deuxièmes moyens 7 de liaison comprennent un mât 8 qui est muni à chacune de ses extrémités d'une liaison 9 cardan. L'une des liaisons 9 cardan s'étend entre l'extrémité 25 supérieure du mât et le ballon, tandis que l'autre liaison 9 cardan s'étend entre l'extrémité inférieure du mât et le châssis du drone. Chaque liaison 9 cardan présente deux axes d'articulation s'étendant 3035069 7 perpendiculairement entre eux et orthogonalement à l'axe longitudinal du mât. Ainsi, dans l'exemple représenté à la figure 4, le châssis du drone est équipé d'une fourche et l'extrémité du mât, d'un étrier, la fourche et l'étrier étant reliés entre eux par des arbres orthogonaux entre eux à axes concourants. 5 Une telle liaison 9 cardan permet une inclinaison de l'aéronef dans le sens d'un tangage ou d'un roulis dudit drone. Ce drone peut ainsi assurer un déplacement en montée et en descente ou un déplacement latéral du ballon suivant une direction quelconque. En variante, la liaison cardan peut être remplacée directement par les extrémités du mât lorsque le mât est réalisé au 10 moins à ces extrémités de manière deformable. Pour parfaire l'ensemble et permettre notamment des prises de vues dans de bonnes conditions, la nacelle 5 qui se présente sous forme d'une simple plate-forme, est équipée d'un support 10 de dispositif 14 de prise de vues, ce support 10 s'étendant sous la nacelle 5, au moins en configuration de vol de 15 l'engin 1. Dans l'exemple représenté, ce support 10 est couplé à la nacelle par une liaison 11 articulée suivant deux axes X, Y orthogonaux entre eux. Chaque articulation 12 est équipée d'un moteur 13 pilotable à distance. Ainsi, le dessous de la plate-forme consécutive de la nacelle 5 est équipé d'un 20 premier bras 11A orthogonal au plan de la plate-forme. Ce premier bras 11A est équipé à son extrémité libre d'un bras coudé 11 B monté sur le bras 11A à rotation autour d'un axe Y perpendiculaire à l'axe longitudinal du bras 11A par une articulation pivot, et parallèlement à la plate-forme constitutive de la nacelle. 25 Le deuxième bras 11 B est lui-même couplé au support 10 qui se présente sous forme d'une platine, par un bras 11C monté par l'intermédiaire d'une liaison pivot à rotation autour d'un axe X perpendiculaire à l'axe Y et parallèle à la plate-forme formant nacelle dans la position dans laquelle le support 10 3035069 8 s'étend parallèlement à ladite plate-forme. L'entraînement en rotation autour de l'axe X du bras 11C et autour de l'axe Y du bras 11B est commandé à chaque fois à l'aide d'un moteur 13 lui-même piloté à distance par une liaison sans fil. 5 En variante, l'articulation autour de l'axe Y peut être supprimée. Il en est de même de l'articulation autour de l'axe X. Dans ce cas, le support 10 est couplé à la nacelle par une liaison non articulée. Il est également possible d'envisager une liaison articulée entre support 10 et nacelle 5 avec une articulation autour d'un axe Z orthogonal au plan moyen de la plateforme constitutive de la 10 nacelle. Les moyens de commande de ces moteurs 13 peuvent être au moins partiellement communs aux moyens 4 de commande à distance du drone et être intégrés au même pupitre de commande. Le dispositif 14 de prise de vue apte à être positionné sur le support est, quant 15 à lui, formé par une caméra vidéo numérique ou un appareil-photo, de préférence pilotable à distance. Ce dispositif 14 de prise de vue peut avantageusement intégrer des moyens de transmission de la prise de vue enregistrée. Le pupitre de commande au sol du drone et des moteurs 13 peut quant à lui 20 avantageusement comporter ou être associé à un moyen d'affichage des données reçues par les moyens de transmission de données du dispositif de prise de vue, pour permettre une retransmission en direct et de manière instantanée des prises de vues réalisées. À nouveau, le détail de la commande à distance du dispositif de prise de vue et 25 de la transmission des prises de vues ne sera pas décrit, car il est bien connu à ceux versés dans cet art. 3035069 9 La qualité des prises de vues obtenues est particulièrement élevée, en raison de la conception dudit engin. REVENDICATIONS1. Engin (1) volant, notamment pour la prise de vues aériennes en intérieur, ledit engin (1) volant comprenant un ballon (2) apte à être gonflé par un gaz permettant sa sustentation, des moyens (3) moteurs d'entraînement en déplacement du ballon (2), des moyens (4) de commande à distance, par liaison sans fil, des moyens (3) moteurs d'entraînement en déplacement du ballon (2), et une nacelle (5), caractérisé en ce que ledit engin (1) comprend des premiers moyens (6) de liaison du ballon (2) à la nacelle (5), des deuxièmes moyens (7) de liaison du ballon (2) aux moyens (3) moteurs d'entraînement en déplacement du ballon (2), en ce que les premiers et deuxièmes moyens (6, 7) de liaison sont indépendants les uns des autres et en ce que les moyens (3) moteurs d'entraînement en déplacement du ballon (2) sont, en configuration de vol de l'engin (1), disposés entre la nacelle (5) et le ballon (2). 2. Engin (1) volant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (3) moteurs d'entraînement en déplacement du ballon (2) comprennent un aéronef de type drone. 3. Engin (1) volant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premiers moyens (6) de liaison du ballon (2) à la nacelle (5) comprennent des haubans ou des joncs. 4. Engin (1) volant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en les deuxièmes moyens (7) de liaison sont configurés pour un montage solidaire en rotation du ballon (2) et des moyens (3) moteurs d'entraînement en déplacement du ballon (2) autour d'un axe passant par l'axe longitudinal dit vertical du ballon (2). 5. Engin (1) volant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens (7) de liaison comprennent un 3035069 11 mât (8) ou une tige couplant de manière solidaire en rotation le ballon (2) et les moyens (3) moteurs d'entraînement en déplacement du ballon (2). 6. Engin (1) volant selon la revendication 5, 5 caractérisé en ce que la tige ou le mât (8) est muni à chacune de ses extrémités, d'une liaison (9) cardan reliant l'une, le mât (8) au ballon (2), l'autre, le mât (8) aux moyens (3) moteurs d'entraînement en déplacement du ballon (2). 10 7. Engin (1) volant selon la revendication 6, caractérisé en ce que les axes d'articulation de chaque liaison (9) cardan s'étendent orthogonalement à l'axe longitudinal du mât (8). 8. Engin (1) volant selon l'une des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce que la nacelle (5) est équipée d'un support (10) d'un dispositif (14) de prise de vue, ce support (10) s'étendant sous la nacelle (5) au moins en configuration de vol de l'engin (1). 9. Engin (1) volant selon la revendication 8, 20 caractérisé en ce que le support (10) est couplé à la nacelle (5) par une liaison (10) articulée de préférence suivant au moins deux axes (X, Y) orthogonaux entre eux, la ou chaque articulation (12) étant équipée d'un moteur (13) pilotable à distance. 25 10. Engin (1) volant selon l'une des revendications précédente, caractérisé en ce que la nacelle (5) est une plate-forme.