Brevet FR3051928A1 — publié le 20171201

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une télécommande à manette pivotant autour d'un point fixe, les composantes de ce mouvement étant appliquées à deux pivots associés à deux axes passant par le point fixe pour commander des actionneurs d'un équipement. Etat de la technique Selon le document US 4 429 849, on connaît une ma- nette de télécommande de jeux dont les pivots sont reliés à des moteurs générant un couple de réaction s'opposant au mouvement appliqué par l'opérateur à la manette et rappelant également la manette dans sa po- sition de repos lorsque les efforts exercés par l'opérateur sur la manette disparaissent. Mais ce dispositif relativement encombrant pose sur une table ou une tablette ou encore se tient sur les genoux, doit être suffi- samment large pour être stable. Aussi, le problème de l'encombrement latéral ne se poste t-il pas avec un tel dispositif. En outre, la solution consistant à utiliser des moteurs latéraux associés aux pivots pour générer la réaction appliquée à la manette et aussi rappeler cette manette en retour vers la position neutre par les mêmes moteurs est une solu- tion relativement fragile, incompatible avec les conditions d'utilisation brutales d'une télécommande à manette dans des applications industrielles et notamment sur des engins de chantier. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une télé- commande à manette du type défini ci-dessus d'une réalisation simple, robuste et permettant d'assurer une commande précise et fiable et le retour de la manette en position neutre lorsque les efforts exercés sur la manette par l'opérateur disparaissent. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention a pour objet une télé- commande à manette pivotant autour d'un point fixe, les composantes de ce mouvement étant appliquées à deux pivots associés à deux axes passant par le point fixe pour commander des actionneurs d'un équipement. Au moins l'un des pivots est associé à un mécanisme de réac- tion composé d'un dispositif à moteur électrique générant un couple 3051928 2 transmis à ce pivot et d'un dispositif mécanique à ressort rappelant la manette en position neutre lorsque la force externe appliquée à la manette disparait. La télécommande selon l'invention, combinant aux pivots 5 un mécanisme de réaction associant à la fois un dispositif à moteur électrique et un dispositif mécanique à ressort, permet un fonctionnement particulièrement précis et fiable de la télécommande même dans des conditions d'utilisation brutales comme celles des équipements industriels et notamment des équipements associés à des chantiers de 10 constructions. Suivant une autre caractéristique avantageuse, les pivots des deux axes ont chacun un mécanisme de réaction composé d'un dispositif à moteur électrique générant un couple transmis à ce pivot et d'un dispositif mécanique à ressort rappelant la manette en position 15 neutre selon les deux axes lorsque la force externe appliquée à la ma- nette disparait. La télécommande dont les pivots des deux axes sont équipés d'un mécanisme de réaction tel que défini ci-dessus permet un fonctionnement particulièrement équilibré et symétrique de la télécom- 20 mande. Suivant une caractéristique particulière, le dispositif à moteur électrique est composé d'un moteur électrique commandé, relié au pivot par une liaison par engrenage pour recevoir du pivot la composante de mouvement de la manette. 25 Suivant une autre caractéristique particulière, la liaison par engrenage est formée d'un secteur denté solidaire du pivot et d'un pignon solidaire de la sortie du moteur électrique. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le dispo- sitif mécanique à ressort se compose d'un ressort combiné à un bras 30 solidaire en rotation d'un pivot et portant une branche dont les deux extrémités sont munies d'une butée contre lesquelles sont appuyées les extrémités du ressort, ces extrémités étant aussi en appui contre deux butées latérales fixes définissant la position neutre du dispositif. D'une manière particulièrement intéressante, pour sim- 35 plifier la fabrication de la télécommande et limiter son encombrement, 3051928 3 le dispositif à moteur électrique et le dispositif mécanique à ressort sont combinés et la branche du bras de pivot forme un secteur denté coopérant avec le pignon du moteur du dispositif à moteur électrique. Enfin, il est à remarquer que l'engrenage selon l'invention 5 peut englober non seulement l'engrènement de deux pignons mais aussi un train d'engrenages c'est-à-dire un ensemble de plusieurs pignons. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de télécommande à manette, repré- 10 senté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective de la télécommande à manette, la figure 2 est une vue en perspective de dessous de la platine portant l'installation de conversion de mouvement, 15 la figure 3 est une vue en perspective de dessus du mécanisme de transmission de mouvement, la figure 4 est une vue en perspective de la manette de la télécommande, la figure 5 est une vue en perspective du dispositif électrique à 20 moteur du mécanisme de réaction, la figure 6 est une vue en perspective d'un dispositif mécanique à ressort du mécanisme de réaction, la figure 7 est une vue de dessous de la platine sans le mécanisme de transmission de mouvement mais avec le mécanisme de 25 réaction. Description de modes de réalisation de l'invention Selon la figure 1, l'invention a pour objet une télécom- mande 100 à manette 1 dont le mouvement de pivotement autour de l'intersection O des axes X et Y est appliqué à une installation de con- 30 version de mouvement 3 qui se compose d'un mécanisme de transmis- sion 13 du mouvement de la manette 1 vers les pivots correspondant aux deux directions X, Y d'un plan et d'un mécanisme de réaction 14 générant un couple de réaction appliqué à chaque pivot recevant une composante du mouvement de la manette. 3051928 4 De façon plus détaillée, les axes X, Y, coplanaires, et en général perpendiculaires, se coupent en un point O par lequel passe l'axe Z de la manette 1. La manette 1 peut pivoter autour de ce point O dans 5 toutes les directions (flèches F) pour commander un équipement, par exemple des actionneurs, à partir des composantes de rotation du mouvement de la manette 1 autour des axes géométriques X, Y. La télécommande 100 comporte une platine 2 dont le dessous est équipé de l'installation de conversion de mouvement 3 avec son mécanisme de 10 transmission 13 pour transmettre le mouvement de la manette 1 aux pivots d'axe respectif X et Y reliés également au mécanisme de réaction 14 générant une réaction s'opposant au mouvement de la manette 1. Le mécanisme de transmission 13 sera décrit à l'aide des figures 2 à 4 et le mécanisme de réaction 14 à l'aide des figures 5 à 7. 15 De façon schématique selon les figures 2 à 4, le méca- nisme de transmission 13 se compose d'un cadre principal 31 et d'un cadre auxiliaire 32 associés à la manette 1 pour transmettre des composantes de son mouvement vers les pivots des axes X et Y. Le mécanisme de réaction 14 se compose d'un dispositif électrique à moteur 41 20 et d'un dispositif mécanique à ressort 42 associés respectivement à l'un ou l'autre des pivots ou aux deux pivots d'une paire de pivots. La vue de dessous de la platine 2 selon la figure 2 montre le détail du mécanisme de transmission 13 dans les limites nécessaires à la compréhension de l'invention. 25 Le mécanisme de transmission 13 se compose d'une part d'un cadre principal 31 dont deux côtés parallèles 31a, 3 lb sont munis de deux pivots 31X1, 31X2, alignés sur l'axe X et logés dans des paliers 31P1, 31P2 fixés au dessous de la platine 2 et comporte d'autre part d'un cadre auxiliaire 32 en forme de U dont les deux branches 32a, 32b 30 sont munies de pivots 32Y1, 32Y2, alignés sur l'axe Y et logés dans des paliers 32P1, 32P2. La branche médiane 32c a un palier 32P3 pour être relié à la manette 1 représentée à la figure 3. Les axes X, Y définissent un plan sous la platine 2. Le cadre principal 31 peut pivoter autour de son axe X 35 dans le dégagement laissé par la forme en U du cadre auxiliaire 32 et ce 3051928 5 dernier peut pivoter autour de son axe Y autour de l'enveloppe géométrique créée par le pivotement du cadre principal 31. Pour augmenter l'angle de pivotement du cadre auxiliaire 32, le cadre principal 31 est aminci aux extrémités de ses branches 31c, 31d, orientées dans la di- 5 rection X. Les cadres 31, 32 se rencontrent en fin de course de pivotement de l'un ou des deux cadres ; mais ces positions extrêmes ne limitent pas de façon gênante la commande de la manette 1 car elles sont au-delà des limites des commandes activées par la manette 1. 10 La vue de dessous de la platine 2 montre les paires de ta- raudages 24 pour fixer le ou les paliers et les taraudages 25 pour fixer les supports des moteurs. Les extrémités des pivots sont cannelées pour recevoir des pièces solidairement en rotation. 15 La vue de dessus de la figure 3 montre le mécanisme de transmission 13 avec son cadre principal 31 dont les pivots 31X1, 31X2 solidaires en rotation des côtés 31a, 31b sont logés dans les paliers 31P1, 31P2 ainsi que le cadre 32 passant sous le cadre principal et dont les bras 32a, 32b sont munis de pivots 32Y1, 32Y2. 20 Les extrémités des pivots 31X1, 31X2 ; 32Y1, 32Y2 sont cannelées dans leur partie dépassant des paliers. Au coin de la platine 2, des trous oblongs 23 servent de logements de fixation réglable et à l'un des coins, un trou oblong 26 débouche dans la découpe centrale 21 de la platine 2. 25 La figure 3 montre également les paliers 31P3, 31P4 dans les bras 31c, 31d recevant les pivots 12U1, 12U2 de l'organe de transmission 33 (figure 4). La figure 4 montre la manette 1 dont l'extrémité supé- rieure 11 reçoit une poignée non représentée et l'extrémité inférieure 12 30 est munie de deux paires de pivots orthogonaux 12U1, 12U2 et 12V1, 12V2 orientés respectivement dans la direction U et dans la direction V. Les pivots 12V1, 12V2 sont reliés à un organe de trans- mission 33 faisant partie du mécanisme 13 et portant un pivot 33P qui 35 se loge dans le palier 32P3 du cadre auxiliaire 32. 3051928 6 Les pivots 12U1, 12U2 (ce dernier est caché à la figure 3) sont logés dans des paliers du cadre principal 31 des bras 31c, 31d (comme cela a été décrit ci-dessus) de sorte que l'axe U est aligné sur l'axe X lorsque la manette 1 a son axe Z perpendiculaire au plan X, Y. 5 Le palier 12P1 pour le pivot 12U1 apparaît à la figure 3. Ainsi et en résumé : Le mouvement de la manette 1 autour du centre de pivo- tement O est transmis par l'organe de transmission 33 au cadre 32 (mouvement selon l'axe Y) et par ses pivots 12U1, 12U2 au cadre prin- 10 cipal 31 (mouvement autour de l'axe X). Le mécanisme de réaction 14, selon les figures 5, 6, se compose d'un dispositif électrique à moteur 41 générant un couple de réaction appliqué à l'un ou l'autre pivot pour s'opposer au couple de la composante de mouvement de la manette 1 reçu par ce pivot, ainsi que 15 d'un dispositif mécanique à ressort 42 exerçant un couple de rappel sur un pivot, par exemple l'autre pivot associé au même axe X ou Y ou un pivot de l'autre axe de l'installation de conversion de mouvement. Le dispositif électrique à moteur 41 (figure 5) se compose d'un support 411 fixé au dessous de la platine 2 et portant un moteur 20 412 muni d'un pignon 413 en prise avec un secteur denté 14 solidaire d'un pivot 31X1, 31X2 ou 32Y1, 31Y2 du mécanisme de transmission 13 pour exercer un couple sur le pivot en réaction au mouvement de pivotement appliqué au pivot par le déplacement de la manette 1 ou encore, selon une variante, un couple appliqué de manière active sur la 25 manette. Le dispositif mécanique à ressort 42 générant un couple de rappel (figure 6) appliqué à un pivot du mécanisme de transmission 13 se compose d'un bras 421 solidaire en rotation d'un pivot. Le bras 421 est muni pour cela d'un manchon cannelé 422 qui se fixe sur 30 l'extrémité cannelée d'un pivot. Le bras 421 se termine par une branche 423 dont les deux extrémités sont munies d'une butée 424. Le manchon 422 et les deux butées 424 forment un triangle isocèle non plan. Le dispositif mécanique 42 comporte un ressort 425 de rappel formé d'un enroulement de plusieurs spires terminé aux deux 35 extrémités par un bras 426 appuyé chacun contre l'une des butées 424 3051928 7 de la branche 423 lorsque l'enroulement du ressort est en place, notamment librement autour du manchon 422 du bras 421 fixé au pivot. Le ressort de rappel 425 installé sur le bras pivotant 421 vient également en appui par ses deux extrémités 426 contre deux bu- 5 tées latérales 427 solidaires de la platine 2 de sorte que selon le sens de pivotement du bras 421, l'une ou l'autre extrémité du ressort 425 est entraînée et l'autre reste appliquée contre sa butée 427. Lorsque l'effort exercé sur le pivot cesse, le bras 421 est rappelé dans sa position stable par le ressort 425. 10 Les deux pivots d'axe X ou Y étant reliés au mécanisme de réaction 14, le dispositif à moteur électrique 41 applique à l'un des pivots le couple nécessaire à la commande précise par la manette 1 et le mécanisme à ressort 42 rappelle le pivot et donc la manette 1 en position neutre autour de l'axe de ce pivot. Il en est de même de l'autre 15 paire de pivots associés à un dispositif à moteur électrique 41 et à un dispositif mécanique à ressort 42. La vue en perspective de dessus de la platine 2 selon la figure 7 montre les deux dispositifs à moteur électrique 41 et les deux dispositifs mécaniques à ressort 42 associés aux deux paires de pivots 20 31X1, 32Y1 et 31X2, 32Y2. Selon une variante non représentée, le dispositif à moteur électrique 41 et le dispositif mécanique à ressort 42 sont combinés et associés à un même pivot pour rendre la fabrication plus simple et réduire l'encombrement. 25 Dans ce dispositif combiné, le bras de pivot 421 avec sa branche 423 forment le secteur denté par ailleurs combiné au ressort de rappel 425 associé à ce secteur denté comme s'il s'agissait du bras 421 muni de sa branche 423 et de ses butées 424. Comme déjà indiqué, l'engrenage envisagé dans la des- 30 cription ci-dessus englobe également un train d'engrenages, c'est-à-dire d'un ensemble de plusieurs pignons en prise les uns dans les autres. 35 3051928 100 Télécommande Manette 8 1 NOMENCLATURE à manette 5 11 Extrémité supérieure 12 Extrémité inférieure 12U1, 12U2 Pivot d'axe U 12V1, 12V2 Pivot d'axe V 2 Platine 10 20 Cadre 21 Découpe centrale 22 Relief fixant le contour du boîtier 23 Trou oblong de fixation 24 Taraudage pour les paliers 15 25 Taraudage pour les accessoires 26 Trou oblong débouchant 3 Installation de conversion de mouvement 13 Mécanisme de transmission 31 Cadre principal 20 31a,b Coté 31c,d Coté 31X1, 31X2 Pivot 31P1, 31P2 Palier de pivot 32 Cadre auxiliaire 25 32a,b Bras 32c Bras médian 32Y1, 32Y2 Pivot 32P1, 32P2 Palier 32P3 Palier 30 14 Mécanisme de réaction 41 Dispositif à moteur électrique 411 Support 412 Moteur 413 Pignon 35 414 Secteur denté REVENDICATIONS1°) Télécommande à manette pivotant autour d'un point fixe (0), les composantes de ce mouvement étant appliquées à deux pivots associés à deux axes (X, Y) passant par le point fixe (0) pour commander des ac- tionneurs d'un équipement, télécommande caractérisée en ce qu' au moins l'un des pivots est associé à un mécanisme de réaction (14) composé d'un dispositif à moteur électrique (41) générant un couple transmis à ce pivot et d'un dispositif mécanique à ressort (42) rappelant la manette (1) en position neutre lorsque la force externe appliquée à la manette (1) disparait. 2°) Télécommande selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pivots des deux axes (X, Y) ont chacun un mécanisme de réaction (14) composé d'un dispositif à moteur électrique (41) générant un couple transmis à ce pivot et d'un dispositif mécanique à ressort (42) rappelant la manette (1) en position neutre selon les deux axes (X, Y) lorsque la force externe appliquée à la manette (1) disparait. 3°) Télécommande selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif à moteur électrique (41) est composé d'un moteur électrique (412) commandé, relié au pivot par une liaison par engrenage pour re- cevoir du pivot la composante de mouvement de la manette (1). 4°) Télécommande selon la revendication 3, caractérisée en ce que la liaison par engrenage est formée d'un secteur denté (414) solidaire du pivot et d'un pignon (413) solidaire de la sortie du moteur électrique (412). 5°) Télécommande selon la revendication 1, caractérisée en ce que 3051928 11 le dispositif mécanique à ressort (42) se compose d'un ressort (425) combiné à un bras (421) solidaire en rotation d'un pivot et portant une branche (423) dont les deux extrémités sont munies d'une butée (424) contre lesquelles sont appuyées les extrémités (426) du ressort (425), 5 ces extrémités (426) étant aussi en appui contre deux butées latérales fixes (427) définissant la position neutre du dispositif (42). 6°) Télécommande selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que 10 le dispositif à moteur électrique (41) et le dispositif mécanique à ressort (42) sont combinés et la branche (423) du bras de pivot (421) forme un secteur denté coopérant avec le pignon (413) du moteur (412) du dispositif à moteur électrique (41). 15