Brevet FR3050959A1 — publié le 20171110

La présente invention concerne un dispositif robotisé mobile pour dessiner sur une surface verticale avec un instrument de dessin libre. Le dessin robotisé sur surfaces verticales est entravé d'une part par la non parfaite planéité des surfaces ce qui provoque une perte de contact et/ou un écrasement de l'instrument de dessin avec ladite surface, et, d'autre part, du fait de la mobilité du dispositif et sa nécessité de légèreté, par des phénomènes de vibrations qui provoquent une perte de précision, phénomènes qui jusqu'alors étaient comblés par un apport de masse et/ou des systèmes d'ancrages fixes au sol ou dans la surface, ou tout simplement acceptés comme une caractéristique de « style » de la machine. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces deux inconvénients. Pour la gestion de la pression de l'instrument de dessin sur la surface, il comporte une tête d'impression composée de deux caractéristiques : - L'instrument de dessin est relié à un capteur de force pour permettre de connaître en temps réel la pression subie par ce dernier. Cela peut être un capteur de force de pression (6) sur un pivot (8). - La tête d'impression est composée de deux parties mobiles motorisées sur 2 axes parallèles pour permettre une adaptation de la pression selon deux échelles de précision. La première échelle de précision permet un calcul de l'équation cartésienne du plan de la surface, la deuxième échelle de précision permet une adaptation en temps réel de la pression de l'instrument de dessin sur la surface verticale. L'algorithme de la procédure d'étalonnage se fait simplement en cherchant 3 points distincts de contact à pression constante pour permettre le calcul de l'équation cartésienne du plan de la surface verticale et ainsi permettre au dispositif de savoir où est cette dernière en tous points. Cette équation obtenue, le dispositif est en mesure d'utiliser en temps réel la 2e échelle de précision pour gérer la pression de l'instrument de dessin sur la surface. Cela se fait par simple réaction motorisée de l'axe de Z en dépendance des données renvoyées par le capteur de force. La première phase de calcul de l'équation du plan de la surface pourra se faire par le biais d'un capteur de distance (laser, ultrason, infrarouges, etc.) Le dispositif accepte tous les types d'instruments de dessin comme par exemple des crayons à mine carbone, des fusains, des craies pastel, des feutres, etc. Chaque instrument de dessin ayant sa particularité technique, le dispositif est en mesure d'imposer le niveau de pression et la vitesse de retrait de ce dernier en temps réel par une configuration variable. A cela s'ajoute que certains instruments de dessins nécessitent une procédure d'entretien. Par exemple, les crayons à mine carbone nécessitent un aiguisage, et certains feutres une procédure de rechargement. Aussi le dispositif est capable d'interrompre son travail à un temps, ou à un nombre de mètres de dessin effectué, fixé par l'utilisateur et dépendant directement du choix d'instrument de dessin pour sortir de la zone de dessin et aller sur, par exemple un taille-crayon électrique, une surface abrasive ou tout autre support permettant l'entretien de l'instrument de dessin. Pour la mobilité du dispositif : La mobilité du dispositif est assurée par sa modularité en 3 parties. L'inconvénient des phénomènes vibratoires est comblé par des pieds de renforts ciblant l'angle 3050959 entre la surface verticale et le sol. En effet, dans le cadre d'un dessin à la pointe fine par exemple, un manque de précision de l'ordre de 0.1mm est visible. La gestion des vibrations est un point tout aussi essentiel que celui de la réactivité de la tête d'impression. Or, la mobilité du dispositif implique nécessairement une 5 exigence de légèreté pour être transporté facilement par un seul homme. Or la légèreté d'un tel dispositif amplifie nécessairement sa fragilité vibratoire. Par 2 pieds de renforts reliant l'axe des X (1) à l'angle entre la surface verticale et le sol, le dispositif amenuise toutes les vibrations sans pour autant nécessiter de fixation en dur, le dispositif est posé sans être fixé. Les dessins annexés illustrent l'invention : 10 - La figure 1 représente en perspective la structure de l'invention - La figure 2 représente en coupe la structure de la tête d'impression (3) du dispositif Selon des modes particuliers de réalisation : Le dispositif peut être constitué de 4 pièces : Le cadre (1) de l'axe X qui permet à la barre de l'axe Y du dispositif un déplacement 15 latéral. Ce cadre qui assure l'assise du dispositif au sol est celui qui reçoit à ses extrémités les deux pieds de renfort (4) visant l'angle entre la surface et le sol. La largeur de ce cadre est libre et déterminera la largeur de surface de travail. La barre (2) de l'axe Y est mobile sur Le cadre et permet à la tête d'impression du dispositif un déplacement en hauteur. La hauteur de cette barre est libre. 20 La tête d'impression (3) est mobile sur la barre et permet un déplacement de l'instrument de dessin sur l'axe Z de l'instrument de dessin en profondeur vers la surface verticale. La tête d'impression (3) peut être constituée : 25 D'un système télescopique à double contrainte par deux systèmes motorisés (5) D'une pièce mobile (6) sur pivot pour la fixation de l'instrument (7) de dessin et la perception de la pression exercée sur ce dernier par un capteur de force. REVENDICATIONS1) Dispositif robotisé mobile constitué d'un Cadre (1) sur lequel se déplace une barre verticale (2) sur laquelle se déplace une tête d'impression (3) pour dessiner sur les surfaces verticales caractérisé en ce qu'il accepte un instrument de dessin libre (7) dont la pression sur la surface verticale est ajustée automatiquement en temps réel par un capteur de force (6). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif atténue les phénomènes vibratoires par des barres de renfort (4) qui relient le cadre (1) et l'angle entre la surface verticale et le sol. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la tête d'impression (3) est constituée de 2 pièces mobiles selon des directions parallèles et donc 2 échelles de précision de mouvement indépendantes.