Brevet FR3063186A1 — publié le 20180824

Système de connexion utilisable dans un engin spatial La présente invention concerne un système de connexion utilisable dans des systèmes embarqués notamment dans un engin mobile, tel qu'un engin spatial. De tels systèmes embarqués sont disposés dans un milieu subissant des contraintes fortes. Ces contraintes sont principalement dues à la présence d'un fort champ électromagnétique ou d'un champ thermique ou encore de vibrations mécaniques importantes. Le système de connexion selon l'invention permet notamment de connecter électriquement un équipement embarqué à un autre équipement embarqué via un câble de raccordement flexible. L'engin spatial est par exemple un satellite ou un lanceur. L'engin spatial présente un milieu d'exploitation particulièrement contraignant. Les contraintes imposées par ce milieu sont principalement de nature mécanique comme par exemple des vibrations mécaniques lors des phases de test ou de lancement de l'engin spatial, ou de nature thermique comme par exemple la différence de température lors de différentes phases d'exploitation de l'engin spatial. Un autre type de contraintes est dû à un espace intérieur réduit de l'engin spatial. Différents types de systèmes de connexion comportant notamment un équipement embarqué sont connus dans l'état de la technique. De manière générale, dans ces systèmes de connexion, l'équipement embarqué tel qu'un calculateur embarqué, définit un boitier ayant la forme de parallélépipède rectangle. Un tel boitier comporte une face de connexion abritant une ou plusieurs prises de connexion aptes à coopérer avec un connecteur de type adapté. Le connecteur est disposé sur une extrémité d'un câble de raccordement pour raccorder électriquement l'équipement embarqué à un autre équipement embarqué via une liaison filaire. Le câble de raccordement est par exemple un câble d'alimentation apte à conduire de l'électricité ou encore un câble de transmission de données informatiques. Toutefois, les systèmes de connexion existants ne sont pas complètement satisfaisants. En particulier, ces systèmes peuvent devenir inadaptés lorsque les contraintes du milieu augmentent. Ces contraintes sont par exemple présentées par un fort taux de confinement, des vibrations élevées, un champ électromagnétique élevé, etc. Un exemple d'un tel milieu est milieu contraignant d'un engin spatial tel qu'un satellite ou un lanceur. 3063186 2 En effet, durant des phases de test ou de lancement de l'engin spatial, ces systèmes subissent des vibrations mécaniques importantes. Plus le câble est lourd, plus il est susceptible d'être fragilisé. Ces systèmes de connexion présentent aussi une surface importante de captation 5 de toute onde électromagnétique ce qui augmente la sensibilité de l'équipement embarqué connecté au câble. Finalement, les systèmes de connexion existants sont relativement encombrants. La présente invention a pour but de proposer un système de connexion adapté pour être exploité dans des systèmes embarqués fonctionnant dans un milieu 10 contraignant, tel qu'un engin spatial. À cet effet, la présente invention a pour objet un système de connexion utilisable dans des systèmes embarqués, comprenant : un équipement embarqué disposé sur une embase et définissant un boitier comportant une face de connexion comprenant une prise de connexion ; un câble flexible pour raccorder électriquement l'équipement 15 embarqué à un autre équipement embarqué ; et un connecteur disposé sur une extrémité du câble et comportant une face de connexion apte à entrer en contact avec la face de connexion du boitier pour brancher le connecteur à la prise de connexion, le connecteur étant mobile entre une position débranchée dans laquelle le connecteur est à l'écart de la prise et une position branchée dans laquelle le connecteur est branché à la prise, la face 20 de connexion du connecteur étant perpendiculaire à une direction normale. Lorsque le connecteur est dans la position branchée, le câble forme, successivement à partir du boitier, une portion courbée dans une première zone adjacente à la face de connexion du boitier, puis une portion sensiblement rectiligne selon un axe de câble dans une deuxième zone adjacente à la première zone, l'axe de câble 25 étant situé à l'écart de la prise. Lorsque le connecteur est dans la position branchée, la portion courbée du câble est dépourvue de point d'inflexion. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le système comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les 30 combinaisons techniquement possibles : - lorsque le connecteur est dans la position branchée, l'axe de câble s'écarte de la direction normale d'un angle d'écartement ; - le connecteur définit un axe de connecteur tangent à la courbe formée par le câble au point de sortie du câble du connecteur ; et l'axe de connecteur s'écarte de la 35 direction normale d'un angle d'écartement ; - l'angle d'écartement est supérieur à 5°, de préférence supérieur à 10° ; 3063186 3 - le boitier comporte en outre au moins deux faces parallèles entre elles, une direction perpendiculaire à la face de connexion du boitier formant l'angle d'écartement avec chacune des faces parallèles ; - le boitier comporte en outre au moins une face perpendiculaire à chacune des 5 faces parallèles, la face perpendiculaire comportant un support de connexion faisant saillie par rapport à la face perpendiculaire, la face de connexion du boitier formant une face du support de connexion ; - le connecteur définit un axe de connecteur tangent à la courbe formée par le câble au point de sortie du câble du connecteur ; et le connecteur a une forme allongée 10 selon l'axe de connecteur ; - le connecteur a une forme coudée ; - lorsque le connecteur est dans la position branchée, la face de connexion du boitier est perpendiculaire à l'axe de câble ; - la portion courbée du câble s'étend de la face de connexion jusqu'à un premier 15 point contact du câble avec l'embase et dans lequel la portion sensiblement rectiligne du câble s'étend à partir du premier point de contact du câble avec l'embase ; et - le système tel que décrit précédemment est embarqué dans un engin spatial. Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en 20 référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un système de connexion selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique de côté du système de connexion de la figure 1 ; 25 - la figure 3 est une vue schématique de côté d'une autre variante de réalisation du système de connexion de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue schématique de côté d'un système de connexion selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 5 est une vue schématique de côté d'une autre variante de réalisation du 30 système de connexion de la figure 4. Le système de connexion 10 de la figure 1 est utilisable des systèmes embarqués fonctionnant dans un milieu contraignant. Un tel milieu contraignant présente par exemple des contraintes dues à la présence d'un fort champ électromagnétique ou d'un champ thermique ou encore de 35 vibrations mécaniques importantes. 3063186 4 Un tel milieu contraignant correspond par exemple à un engin spatial tel qu'un satellite ou un lanceur. Le système de connexion 10 comprend un équipement embarqué 12, un câble flexible 14, et un connecteur 16 disposé sur une extrémité du câble 14. 5 L'équipement embarqué 12 est par exemple un calculateur embarqué. Selon d'autres exemples de réalisation, l'équipement 12 comprend tout autre équipement embarqué, tel qu'un boitier électronique, un panneau solaire, une antenne, un actionneur ou encore une batterie de l'engin spatial. Selon un exemple de réalisation particulier, l'équipement 12 comporte un moyen 10 de connexion de câbles de la même nature ou de natures différentes. L'équipement 12 est fixé sur une embase 20 reliée par exemple à la masse de l'engin spatial. Sur la figure 1, l'embase 20 présente une surface sensiblement plate. L'équipement 12 définit un boitier 22 comportant des composants internes de l'équipement 12. 15 Le boitier 22 se présente sous la forme d'un prisme droit comportant notamment deux faces parallèles 24A et 24B l'une à l'autre, une face 25 perpendiculaire aux faces parallèle et une face oblique 26 disposée en regard de la face perpendiculaire 25. Selon la figure 1, la face parallèle 24B du boitier 22 est fixée à l'embase 20 de sorte que l'autre face parallèle 24A est parallèle à l'embase 20. 20 La direction N perpendiculaire à la face oblique 26 forme un angle d'écartement a avec chacune des faces parallèles 24A, 24B et donc avec l'embase 20. La valeur de l'angle d'écartement a est strictement supérieure à 0°, de préférence supérieure à 5°, encore de préférence supérieure à 10°, et est inférieure à 90°. Sur la figure 2, la valeur de l'angle d'écartement a est égale à environ 45°. 25 Selon l'invention, la face oblique 26 est une face de connexion du boitier 22 comportant une prise de connexion 30. La prise de connexion 30 est par exemple une prise d'alimentation de type mâle adapté pour coopérer avec le connecteur 16. Ainsi, selon cet exemple de réalisation, le câble 14 est un câble d'alimentation de l'équipement 12. 30 Le connecteur 16 est par exemple un connecteur de type multibroche, a sensiblement une forme de parallélépipède rectangle et définit un axe de connecteur A (visible sur la figure 2). Le connecteur 16 comporte deux faces parallèles, à savoir une face de connexion 32 et une face d'entrée 34 du câble 14. 3063186 5 La face de connexion 32 définit des moyens de branchement du connecteur 16 à la prise de connexion 30 et lorsque le connecteur 16 est branché à la prise 30, entre en contact avec la face de connexion 26 du boitier 22. Ainsi, dans cet exemple de réalisation, les moyens de branchement forment une 5 prise de type femelle apte à coopérer avec la prise de type mâle 30 de la face de connexion 26 du boitier 22. La face de connexion 32 de connecteur 16 est perpendiculaire à l'axe de connecteur A. En entrant en contact, les faces de connexion 26, 32 respectivement du boitier 22 10 et du connecteur 16 forment une surface de contact 39 comprenant une portion sensiblement plat. Dans l'exemple de réalisation illustré, la surface de contact coïncide avec chacune des faces de connexion 26, 32. La face d'entrée 34 définit un orifice de passage du câble 14 dans le connecteur 16. L'orifice de passage forme alors le point d'entrée du câble 14 dans le connecteur 16. 15 Lorsque le connecteur 16 est branché à la prise 30, le câble 14 forme une portion courbée au voisinage du point d'entrée dans le connecteur 16 dans une première zone 40. En particulier, la portion courbée du câble 14 s'étend à partir du point d'entrée dans le connecteur 16 jusqu'un premier point de contact avec l'embase 20. 20 Puis, dans une deuxième zone 41 adjacente à la première zone 40, le câble 14 forme une portion sensiblement rectiligne s'étendant selon un axe de câble B en suivant l'embase 20. Ainsi, la portion sensiblement rectiligne du câble 14 s'étend à partir du premier point de contact avec l'embase 20. L'axe de câble B forme ainsi l'angle d'écartement a avec l'axe de connecteur A. 25 L'axe de câble B est écarté de la prise 30 d'une valeur d'écartement supérieure par exemple à 0,1 m. On entend par «sensiblement rectiligne » une courbe s'écartant d'une ligne droite formée, d'une valeur maximale inférieure à 10%, de préférence inférieure à 1%, de la longueur totale du câble. Cette valeur maximale est par exemple inférieure à 10 cm, de 30 préférence inférieure à 1 cm. La longueur de la partie du câble 14 s'étendant dans la première zone 40 est par exemple supérieure à 0,1 m, de préférence supérieure à 0,5 m, avantageusement inférieure à 2 m, et de préférence inférieure à 1 m. La longueur de la partie du câble 14 s'étendant dans la deuxième zone 41 est par 35 exemple supérieure à 0,1 m, de préférence supérieure à 0,5 m, avantageusement inférieure à 2 m, et de préférence inférieure à 1 m. 3063186 6 Dans la première zone 40, le câble 14 s'étend selon une courbe formant un « C ». Autrement dit, dans la première zone 40, la courbe selon laquelle s'étend le câble a une courbure du même signe. Ainsi, dans cette zone, le câble 14 est dépourvu de point d'inflexion. 5 Un point de la courbe est un point d'inflexion lorsqu'au voisinage de ce point d'inflexion, la courbure de la courbe change le signe. Autrement dit, dans un point d'inflexion, la courbe s'étend des deux côtés de la tangente à la courbe dans ce point. Dans la deuxième zone 41, le câble 14 s'étend selon une ligne sensiblement rectiligne de sorte que la courbure de la courbe selon laquelle le câble s'étend au 10 voisinage de la frontière avec la première zone 40 est également du même signe. Une autre variante de réalisation du système de connexion 10 selon le premier mode de réalisation est illustrée sur la figure 3. Selon cette variante de réalisation, le boitier 22 a une forme de parallélépipède rectangle comportant notamment deux faces parallèles 45 et 46 perpendiculaire à 15 l'embase 20. La face 46 comporte un support de connexion 50 faisant saillie par rapport à cette face 46 et comportant une face oblique formant un angle 90 ° -a avec l'embase 20 et avec l'axe de câble B. Selon cette variante de réalisation, la face de connexion 26 du boitier 22 telle que 20 décrite précédemment est formée par la face oblique du support de connexion 50. Notamment, comme dans le cas précédent, la face de connexion 26 comporte la prise de connexion 30 apte à coopérer avec le connecteur 16. Dans les deux variantes de réalisation décrites, l'axe de câble B s'écarte de la direction N perpendiculaire à la surface de contact 39, et en particulier à la portion 25 sensiblement plate de cette surface, et donc à la face de connexion 26 du boitier 22 de l'angle d'écartement a. On conçoit alors que le système de connexion selon le premier mode de réalisation présente un certain nombre d'avantages. En effet, les systèmes de connexion existants sont configurés de sorte que le 30 connecteur est branché à la prise correspondante perpendiculairement. Dans ce cas, les axes de connecteur et de câble sont perpendiculaires à la surface de connexion comportant la prise. Ceci impose alors au câble d'avoir un point d'inflexion lors de son cheminement. Le câble s'étend ainsi selon un « S » dans la première zone. Contrairement aux systèmes existants, aucun point d'inflexion ne se forme dans le 35 système selon l'invention lorsque le connecteur est branché à la prise. Autrement dit, le câble dans le système de connexion selon l'invention est dépourvu de point de flexion. 3063186 7 Ceci permet alors de rendre le système de connexion plus compact et évite la fragilisation du câble lors des vibrations importantes. En outre, cela diminue la surface de captation d'ondes électromagnétiques, ce qui diminue la sensibilité de l'équipement embarqué. 5 La diminution de la surface totale du câblage diminue le nombre de contraintes imposées sur les matériaux utilisés, ce qui a par ailleurs un avantage thermique. Un système de connexion 110 selon un deuxième mode de réalisation est illustré sur la figure 4. Ce système est sensiblement analogue au système de connexion décrit 10 précédemment en référence aux figures 1 et 2. Contrairement au système des figures 1 et 2, la face de connexion 26 du boitier 22 de la figure 4 est perpendiculaire à l'embase 20. Le boitier 22 forme un parallélépipède rectangle. Selon ce mode de réalisation, l'axe de connecteur A forme l'angle d'écartement a 15 avec l'embase 20 et donc avec l'axe de câble B. Ainsi, selon ce mode de réalisation, l'axe de connecteur A s'écarte de la direction N perpendiculaire à face de connexion 32 du connecteur 16 de l'angle d'écartement a. Le connecteur 16 a par exemple une forme de cylindre tronqué par une surface formant un angle 90°-a avec l'axe de connecteur A. 20 Une autre variante de réalisation du système de connexion 110 selon le deuxième mode de réalisation est illustrée sur la figure 5. Selon cette variante de réalisation, le connecteur 16 comporte une partie 60 ayant une forme de parallélépipède rectangle et une partie cylindrique 61 définissant un axe de connecteur A. 25 Lorsque le connecteur 16 est branché à la prise 30, la partie 60 est adjacente à la prise 30 et forme une partie coudée de ce connecteur 16 par rapport à l'axe de connecteur A. La partie cylindrique 61 comporte une face adjacente à la partie 60 et une face opposée à celle-ci qui forme la face d'entrée 34 du câble 14 telle que décrite 30 précédemment. Une autre variante de réalisation du système de connexion 110 selon le deuxième mode de réalisation est illustrée sur la figure 6. Selon cet exemple de réalisation, le système de connexion 110 de la figure 6 diffère du système de connexion 110 de la figure 4 uniquement en ce qu'il comporte en 35 outre un support de câble 70. 3063186 8 Le support de câble 70 est disposé sur l'embase 20 au-dessous de la partie courbée du câble 14. Ce support 70 comporte notamment des moyens de guidage du câble 14 permettant de guider le câble 14 afin d'éviter l'apparition d'un point d'inflexion dans la première zone 41. 5 Le système de connexion selon le deuxième mode de réalisation permet également d'éviter l'apparition d'un point d'inflexion du câble 14 lorsque le connecteur 16 est branché à la prise 30. La forme particulière du connecteur du système selon le deuxième mode de réalisation présente un avantage technique supplémentaire, car elle permet de conserver 10 la forme conventionnelle du boitier 22 tout en résolvant le problème technique de l'invention. En particulier, la forme conventionnelle du boitier rend le système plus compact par rapport à celui selon le premier mode de réalisation. Bien entendu, d'autres modes de réalisation de l'invention sont également 15 possibles. Ainsi, il est possible de mélanger les deux modes de réalisation précités en munissant simultanément le boitier 22 et le connecteur 16 d'une face de connexion oblique par rapport à l'axe de câble B et à l'axe de connecteur A. Dans ce cas, il convient de veiller à ce que la surface de contact 39 obtenue soit non-perpendiculaire à l'axe de 20 connecteur A ou à l'axe de câble B. Le boitier 22 et le connecteur 14 peuvent être fabriqués selon toutes les méthodes convenables selon l'état de l'art. Ainsi, des méthodes de l'usinage conventionnelles peuvent être utilisées pour fabriquer le boitier 22. 25 Pour fabriquer le connecteur 14 comportant une face de connexion oblique, il est possible soit de fabriquer un connecteur droit et de la couder par la suite, soit de souder directement un tel connecteur avec une face oblique. Dans tous les modes et variantes de réalisation précités, la valeur de l'angle d'écartement a est choisie suffisamment éloignée de 0° pour éviter l'apparition d'un point 30 d'inflexion lorsque le connecteur est branché à la prise. REVENDICATIONS1.- Système de connexion (10 ; 110) utilisable dans des systèmes embarqués, comprenant : - un équipement embarqué (12) disposé sur une embase (20) et définissant un boitier (22) comportant une face de connexion (26) comprenant une prise de connexion (30) ; - un câble flexible (14) pour raccorder électriquement l'équipement embarqué (12) à un autre équipement embarqué ; - un connecteur (16) disposé sur une extrémité du câble (14) et comportant une face de connexion (32) apte à entrer en contact avec la face de connexion (26) du boitier (22) pour brancher le connecteur (16) à la prise de connexion (30), le connecteur (16) étant mobile entre une position débranchée dans laquelle le connecteur est à l'écart de la prise (30) et une position branchée dans laquelle le connecteur est branché à la prise (30), la face de connexion (32) du connecteur (16) étant perpendiculaire à une direction normale (N) ; lorsque le connecteur (16) est dans la position branchée, le câble (14) formant, successivement à partir du boitier (22), une portion courbée dans une première zone (40) adjacente à la face de connexion (26) du boitier (22), puis une portion sensiblement rectiligne selon un axe de câble (B) dans une deuxième zone (41) adjacente à la première zone (40), l'axe de câble (B) étant situé à l'écart de la prise (30) ; le système (10; 110) étant caractérisé en ce que lorsque le connecteur (16) est dans la position branchée, la portion courbée du câble est dépourvue de point d'inflexion. 2.- Système (10) selon la revendication 1, dans lequel, lorsque le connecteur (16) est dans la position branchée, l'axe de câble (B) s'écarte de la direction normale (N) d'un angle d'écartement (a). 3.- Système (110) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - le connecteur (16) définit un axe de connecteur (A) tangent à la courbe (C) formée par le câble (14) au point de sortie du câble (14) du connecteur (16) ; et - l'axe de connecteur (A) s'écarte de la direction normale (N) d'un angle d'écartement (a). 3063186 10 4.- Système (10 ; 110) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'angle d'écartement (a) est supérieur à 5°, de préférence supérieur à 10? 5.- Système (10 ; 110) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans 5 lequel le boitier (22) comporte en outre au moins deux faces parallèles (24A, 24B) entre elles, une direction perpendiculaire à la face de connexion (26) du boitier (22) formant l'angle d'écartement (a) avec chacune des faces parallèles (24A, 24B). 6.- Système (10 ; 110) selon la revendication 5, dans lequel le boitier (22) 10 comporte en outre au moins une face perpendiculaire à chacune des faces parallèles (24A, 24B), la face perpendiculaire comportant un support de connexion (50) faisant saillie par rapport à la face perpendiculaire, la face de connexion (26) du boitier (22) formant une face du support de connexion (50). 15 7.- Système (10 ; 110) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - le connecteur (16) définit un axe de connecteur (A) tangent à la courbe (C) formée par le câble (14) au point de sortie du câble (14) du connecteur (16) ; et - le connecteur (16) a une forme allongée selon l'axe de connecteur (A). 20 8.- Système (10 ; 110) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le connecteur (16) a une forme coudée. 9.- Système (110) selon la revendication 8, dans lequel, lorsque le connecteur (16) 25 est dans la position branchée, la face de connexion (26) du boitier est perpendiculaire à l'axe de câble (B). 10.- Système (10 ; 110) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la portion courbée du câble (14) s'étend de la face de connexion (26) jusqu'à 30 un premier point contact du câble (14) avec l'embase (20) et dans lequel la portion sensiblement rectiligne du câble (14) s'étend à partir du premier point de contact du câble (14) avec l'embase (20). 11.- Système (10 ; 110) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 35 embarqué dans un engin spatial.