INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’onde plane ainsi déphasée se propage ensuite selon la direction (Ox) dans la seconde section rectiligne, 243, du guide d’onde 240. Elle est distribuée, via un réseau de stubs, à une seconde surface de déphasage 220. La seconde surface de déphasage comprend une seconde pluralité, , de bandes élémentaires de déphasage, chaque bande élémentaire de déphasage étant associée à un stub transverse continu 230 et disposée directement sur ce dernier. Les stubs font au moins partiellement saillie hors du plan supérieur du guide PPW, leurs extrémités ouvertes étant tournées dans la direction Oz. Les stubs transverses continus s’étendent dans la seconde direction (Oy), dite aussi direction transverse. Selon une variante, les stubs pourront avoir une hauteur nulle et donc assimilés à des fentes rayonnantes. Dans la suite, le terme « stub » comprendra le cas particulier d’une fente rayonnante.
Dans tous les cas, les stubs sont arrangés périodiquement selon la première direction avec, de préférence, un pas sensiblement égal à la longueur d’onde guidée dans le guide d’onde, soit .
Le cas échéant chaque bande élémentaire peut être constituée d’une troisième pluralité de secondes cellules élémentaires de déphasage, 231, toutes les secondes cellules élémentaires de déphasage d’une même bande élémentaire appliquant alors le même déphasage à l’onde émise par le stub associé à ladite bande.
Avantageusement, la troisième pluralité sera choisie égale à la seconde pluralité, autrement dit .
Les bandes de déphasage élémentaires de la seconde surface de déphasage appliquent une loi de déphasage permettent d’orienter le faisceau dans le plan (xz).
Si l’on note et respectivement l’élévation et l’azimut correspondants à l’orientation souhaitée du faisceau, on peut montrer que l’application des déphasages , par les cellules élémentaires de la première surface de déphasage et des déphasages , par les bandes élémentaires de la seconde surface de déphasage, permet d’orienter le faisceau dans la direction souhaitée. Les valeurs des déphasages , et , sont définies par :
où est le nombre d’onde dans le vide de l’onde émise par la source micro-onde, est la constante de propagation selon l’axe x du mode fondamental guidé par le guide d’onde, est le pas entre les bandes élémentaires de déphasage de la seconde surface et est le pas entre les cellulaires élémentaires de déphasage de la première surface. Comme indiqué plus haut, on choisira avantageusement et .
Selon une première variante, chaque (première ou seconde) cellule élémentaire, voire bande élémentaire de déphasage, peut être réalisée à partir d’une succession de couches métalliques alternant avec des couches diélectriques. Une ou plusieurs couches métalliques comporte(nt) un ou plusieurs commutateurs électroniques, par exemple des diodes PIN, permettant de faire varier la réponse fréquentielle, en particulier la phase du coefficient de transmission de la cellule élémentaire parmi un ensemble de valeurs discrètes.
Alternativement, selon une seconde variante, chaque (première ou seconde) cellule élémentaire, voire chaque bande élémentaire de déphasage, peut être réalisée au moyen d’une capacité variable de type varactor. Cette seconde variante présente l’avantage de pouvoir effectuer une variation continue du déphasage, alors que la première variante ne permet qu’une commutation entre valeurs discrètes.
Un avantage important de la présente invention est de ne nécessiter qu’un faible nombre de lignes de contrôle des déphasages et donc de simplifier l’électronique de commande.
Le banc de mesures comprend une alimentation électrique pouvant être raccordée à un réseau électrique, une protection électrique par au moins un disjoncteur et une protection électronique comprenant au moins un ventilateur pour le refroidissement de composants du banc de mesures.
Le banc de mesures peut ainsi être simplement raccordé à une prise de courant électrique pour être directement opérationnel.
De plus, l’usage du protocole EtherCAT P permet de conduire l’alimentation et la communication entre le banc de mesures et la machine dans un seul câble, ce qui permet de réduire le besoin en câblage pour tester une machine.
Le banc de mesures comprend un port pour son raccordement à un ordinateur. L’usage d’un ordinateur connecté au banc de mesures ajoute des fonctionnalités supplémentaires et facilite l’exploitation du banc de mesures par l’usage de logiciels embarqués dans l’ordinateur.
Selon un second aspect de l’invention, il est proposé un système de diagnostic d’une machine industrielle comprenant un banc de mesures compact et transportable sous la forme d’une valise tel que décrit précédemment, celui-ci étant raccordé à un ordinateur, le système de diagnostic étant apte à être raccordé à ladite machine.
Le système de diagnostic selon l’invention est simple et rapide de mise en œuvre, car l’ensemble des appareils nécessaires au diagnostic de la machine est préinstallé et câblé dans le banc de mesures en forme de valise. De plus, l’ordinateur et ses logiciels embarqués sont préconfigurés pour un fonctionnement avec le banc de mesures d’où un gain de temps pour le diagnostic de la machine.
Ainsi, l’ordinateur comprend un programme d’ordinateur pour le paramétrage du banc de mesures, notamment du module d’acquisition de signaux analogiques, de l’ordinateur industriel et de la passerelle, ainsi qu’un programme d’ordinateur pour l’affichage sur l’écran de l’ordinateur d’informations illustrant le fonctionnement de la machine.
Ces programmes d’ordinateur sont très faciles d’usage. Les difficultés habituellement rencontrées sur des systèmes selon l’état de la technique ont été anticipées et résolues. Ils permettent de faire des acquisitions simplement à partir d’une interface graphique dans laquelle l’opérateur n’a qu’à sélectionner des objets représentant les capteurs et les autres dispositifs délivrant des données d’entrées en provenance de la machine ou de son environnement. Il n’est ainsi pas nécessaire de faire la moindre programmation pour obtenir l’acquisition des données, le stockage et l’affichage de celles-ci. Le banc de mesures et les programmes d’ordinateur permettent ainsi à des non-spécialistes de se comporter comme des experts en collecte et traitement de données. Cela facilite l'exercice de leur métier.
Avantageusement selon l’invention, le système de diagnostic comprend un capteur ajouté sur la machine et raccordé au banc de mesures. Pour un diagnostic complet de la machine, il peut en effet être nécessaire d’ajouter un ou plusieurs capteurs sur la machine pour disposer de données complémentaires, notamment si la machine est peu instrumentée.
Selon un troisième aspect de l’invention, il est proposé un procédé de diagnostic d’une machine industrielle en utilisant un système tel que décrit précédemment, le procédé comprenant une étape E1 de raccordement de capteurs analogiques présents sur la machine à des ports de raccordements analogiques du banc de mesures et de raccordement du système de commande de la machine au port de raccordement numérique du banc de mesures, une étape E2 de paramétrage de la passerelle en fonction de la nature des données numériques en provenance de la machine et de l’ordinateur industriel, une étape E3 de traitement des données reçues par la passerelle et de génération de données illustrant le fonctionnement de la machine, et une étape E4 d’affichage des d’informations illustrant le fonctionnement de la machine sur l’écran de l’ordinateur connecté au banc de mesures.
La mise en œuvre du procédé selon l’invention permet ainsi de réaliser rapidement un diagnostic sur l’état d’une machine industrielle, en exploitant toutes les données disponibles en provenance de celle-ci.
Selon l’invention, l’étape E2 de paramétrage de la passerelle est réalisée à partir du programme d’ordinateur pour le paramétrage de la passerelle présent sur l’ordinateur connecté au banc de mesures.
De plus, l’étape E4 d’affichage d’informations illustrant le fonctionnement de la machine sur l’écran de l’ordinateur est réalisée à partir du programme d’ordinateur pour l’affichage sur l’écran d’informations illustrant le fonctionnement de la machine présent sur l’ordinateur connecté au banc de mesures.
Réaliser le paramétrage du banc de mesures et l’affichage des informations à partir de programmes de l’ordinateur permet de bénéficier des possibilités offertes par des fonctionnalités supplémentaires liées aux logiciels ainsi qu’à la qualité et l’ergonomie des interfaces graphiques sur un écran d’ordinateur.
Avantageusement selon l’invention, les informations illustrant le fonctionnement de la machine sont utilisées pour assurer un diagnostic de l’état de la machine. En effet, les informations illustrant le fonctionnement de la machine, générées par le système de diagnostic selon l’invention peuvent être facilement comparées à celles attendues pour un fonctionnement normal de la machine. Ainsi, un écart entre ces valeurs pourrait être révélateur d’un dysfonctionnement de la machine ou d’une dérive du fonctionnement de la machine. À partir de ces informations, des actions pourront être engagées pour assurer la maintenance de la machine ou un recalibrage de celle-ci.
Avantageusement, les informations illustrant le fonctionnement de la machine sont utilisées pour assurer une maintenance prédictive de la machine. À cet effet, le banc de mesures selon l’invention est capable de collecter un ensemble d’informations, de les traiter, de les visualiser et/ou de les mettre à disposition dans le but de bâtir un modèle de maintenance prédictive.
Avant la transmission des données d’autorisation 122 par le deuxième ordinateur client 600, le logiciel 123 peut être validé, à partir des données d’installation obtenues du serveur 400, par exemple par un acteur (l’acteur est par exemple : une entreprise, un utilisateur, un groupe d’utilisateur, un utilisateur, par exemple un développeur informatique du fabricant du véhicule automobile ) détenteurs du compte (ou utilisant le compte) identifié par les deuxièmes données d’identification 610 et authentifié par les deuxièmes données d’authentification 620.
Par exemple, les données d’autorisation 122 comprennent par exemple un premier identifiant du logiciel, et le premier bloc 131 comprend un deuxième identifiant du logiciel.
Le premier bloc 131 dans la chaine de bloc 130 comprend par exemple une empreinte (autrement dit : un condensat) cryptographique des données d’installation 121. Par exemple, l’empreinte cryptographique est obtenue à partir d’une fonction de hachage.
Le deuxième ordinateur client 600 peut avoir signé, préalablement à l’étape S20, le premier identifiant, à partir d’une clef privée. Ainsi, les données d’autorisation 122 produites et envoyées au serveur 400 par le deuxième ordinateur client 600 peuvent comprendre la signature ainsi obtenue.
A l’étape S30, le dispositif électronique 110 de l’égo véhicule envoi une requête d’autorisation d’installation du logiciel 123 au serveur 400.
A l’étape S40, le dispositif électronique 110 de l’égo véhicule 100 reçoit les données d’autorisation 122, et éventuellement les données d’installation 121, en réponse à la requête d’autorisation, et mémorise ces données en mémoire 120.
La requête est par exemple envoyée, suite à une sélection du logiciel 123 (parmi d’autres logiciels présents dans le serveur 400), par l’interface homme machine 150 (le serveur 400 peut comprendre pour cela en mémoire 420 une liste de logiciels mise à jour au moment de la réception des données d’installation par le serveur 400).
De son côté, le serveur 400 reçoit la requête d’autorisation d’installation du logiciel 123 et répond en renvoyant au dispositif électronique 110 de l’égo véhicule 100 les données d’autorisation 122 et éventuellement des données d’installation 121.
A l’étape S50, dans le dispositif électronique 110 de l’égo véhicule 100, la chaine de bloc 130 peut être mis à jour par des connexions périodiques ou en réponse à la requête d’autorisation ci-dessus. Le serveur 400 envoi alors la chaine de bloc 130 à l’égo véhicule 100 qui la reçoit et la mémorise dans sa mémoire 120. En variante, la chaine de bloc 130 et les données d’installation 121 peuvent être mis à jour dans la mémoire 120 lorsqu’un deuxième véhicule 200 comprenant une chaine de bloc à jour est proche de l’égo véhicule 100. La chaine de bloc 130 et/ou les données d’installation 121 peuvent alors être communiquées par le deuxième véhicule 200 à l’égo véhicule 100 et mémorisée dans la mémoire 120 de l’égo véhicule 100. Ainsi, la chaine de blocs et/ou les données d’installation 121 peuvent être présentes dans la mémoire 120 de l’égo véhicule préalablement à la réception des données d’autorisation 122.
Ou inversement, les données d’installation 121 et/ou le premier bloc 131 sont reçues par l’égo véhicule 100 alors que les données d’autorisation 122 sont déjà dans la mémoire 120 de l’égo véhicule 100.
A l’étape S60, le dispositif électronique 110 vérifie l’autorisation de l’installation à partir des données d’autorisation 122 et du premier bloc 131.
L’installation est par exemple autorisée à condition que le premier identifiant et le deuxième identifiant soient égaux.
Par exemple, l’installation est autorisée à condition que la signature soit en outre conforme. Par exemple, la mémoire 120 de l’égo véhicule mémorise une clef publique pour vérifier la signature. Ainsi, la signature est encryptée avec la clef privée, la clef privée formant avec la clef publique une paire de clefs asymétrique.
A l’étape S70, le dispositif électronique 110 installe le logiciel 123 en mémoire 120 à partir des données d’installation 121 à condition que l’installation soit autorisée et que l’empreinte corresponde aux données d’installation 121 (par exemple, une autre empreinte est calculée par le dispositif électronique à partir des données d’installation 121 et est comparée à l’empreinte reçu dans le premier bloc).
Une fois le logiciel 123 installé en mémoire 120, il peut être exécuté par un processeur de l’égo véhicule 100, par exemple à l’étape S80.
Un choc (mouvement brusque de l’utilisateur ou une erreur de manipulation, par exemple) peut entraîner un déplacement intempestif du ou des modules(s) d’entraînement 16 et donc du module de calibration 14 qui y est connecté, par rapport au système d’affichage 12. Ceci peut mener à une rupture de calibration entre l’environnement virtuel 100 et la position de l’utilisateur. Ceci peut être évité par l’utilisation d’un système électronique comportant un accéléromètre permettant, d’une part, de détecter ce type de mouvements intempestifs et, d’autre part, d’adapter le positionnement numérique de l’environnement virtuel 100 à la nouvelle position du module de calibration 14 avec l’outil de calibration mobile 22.
Les différents modules d’entraînement 16 peuvent être connectés entre eux, de manière à former une console de pilotage 26 (voir ). La console de pilotage 26 comprend ainsi au moins un module d’entraînement 16 (voir ). Plus particulièrement, l’ensemble des modules 14, 16 sont configurés pour être fixés les uns aux autres de manière réversible dans une configuration connue (voir figures 4A et 4B). Ceci permet la modularité de la plateforme 10 selon l’invention.
Le(s) module(s) d’entraînement 16 formant la console de pilotage 26 peuvent être soit connectés directement les uns aux autres, soit connectés entre eux au moyen de modules d’espacement 28 (voir figures 4A et 4B). Les modules d’espacements 28 sont en plastique et sont préférentiellement réalisées par impression 3D, en dépôt de couche ou en frittage. Selon d’autres modes de réalisations, elles peuvent être fabriqué par moulage ou autre procédé ultérieurement. Les modules d’espacement 28 sont des pièces de connexion permettant de créer un espacement (donc un positionnement) connu entre les différents modules 14, 16 de la plateforme 10.
Chaque module de calibration 14 ou d’entraînement 16 comprend à cet effet, une base 30 présentant une forme spécifique (voir ). Les formes des différentes bases 30 des différents modules 14, 16 sont complémentaires les unes des autres, de manière à obtenir un emboîtement stable et adapté des différents modules 14, 16, 28 entre eux. L’aspect connu des bases 30 des différents modules 14, 16, 28 permet de déterminer facilement la position relative des modules 14, 16, 28 dans l’espace. De préférence, les modules de calibration 14 et d’entraînement 16 sont connectés entre eux au moyen des modules d’espacement 28 afin d’augmenter la stabilité de la console de pilotage et de la plateforme 10 dans son ensemble lorsque celle-ci est assemblée.
Selon le mode de réalisation représenté en figures 1, 2, 7 et 8A, la connexion physique des différents modules 14, 16, 28 entre eux se fait au moyen un système d’emboîtement magnétique permettant l’emboîtement facile de différents modules 14, 16, 28 entre eux. Plus précisément, chaque base 30 de chaque module 14, 16, 28 comporte au moins un aimant 32 destiné à coopérer avec un aimant 32 correspondant d’une base 30 d’un module 14, 16, 28 complémentaire, formant ainsi un point de connexion magnétique. Préférentiellement, les aimants 32 sont regroupés par trois à chaque point de connexion magnétique. Dans le cas de figure où les modules de la console de pilotage 26 et le module de calibration sont reliés entre eux par des modules d’espacement 28, la polarité des aimants 32 est choisie de sorte que les modules d’espacement 28 et les autres modules (modules de calibration 14 et modules d’entraînement 16) s’attirent. La présence d’un système d’emboîtement magnétique permet de stabiliser l’emboîtement entre les différents modules 14, 16, 28 et de limiter les désemboîtements intempestifs en cas de maladresse de l’utilisateur ou de secousse involontaire.
La connexion physique peut, en outre, inclure un connecteur électronique 34 permettant la communication électronique entre les différents modules 14, 16, 28 et le système de contrôle 20 (voir figures 1, 2, 7 et 8A). Optionnellement, dans le cas où les modules de calibration 14 et les modules d’entraînement 16 sont reliés entre eux au moyen de modules d’espacement 28, chaque module d’espacement 28 peut accueillir au niveau de chaque point de connexion magnétique, en sus, un connecteur électronique 34 destiné à coopérer avec un connecteur électronique de la base 30 des modules de calibrations et/ou d’entraînement 16. La communication électronique entre les différents modules 14, 16, 28 est donc assurée, que les modules de calibration 14 et d’entraînement 16 soient reliés entre eux directement au moyen d’un module d’espacement 28.
Chaque connecteur électronique 34 peut être connecté à un câble pour relier le connecteur électronique du module connecté correspondant. Ces connecteurs électroniques 34 peuvent, par exemple, prendre la forme de connecteurs à pins sur ressort/pin rétractables. Dans certains modes de réalisation, chaque connecteur électronique 34 associé à un module d’entraînement 16 comporte par exemple, un pont diviseur de tension générant une tension spécifique à chaque module d’entraînement 16. Ceci permet d’identifier le module d’entraînement 16 par la lecture de la tension générée par le pont diviseur de tension. Dans d’autres modes de réalisation, le connecteur électronique 34 fait partie d’un circuit électronique plus complexe capable d'engager une communication numérique (par exemple répondant à la norme « UART »).
De nombreuses technologies permettant d’identifier des modules physiques à la connexion à l’aide de technologies électroniques existent, mais elles ne sont toutefois pas utilisées dans un cadre de réalité virtuelle pour l’éducation à la chirurgie.
En résumé, cette connexion électronique permet :
l’identification des modules 14, 16 par le système de contrôle 20, et/ou la transmission des informations de déplacement du contrôleur haptique 18 (voir plus bas).
Le système de contrôle 20 comporte un microcontrôleur lui-même connecté électriquement, à travers les connecteurs 34 et potentiellement les modules d'espacements 28, aux modules de calibration 14 et d’entraînement 16. Dans un premier mode de réalisation/fonctionnement les différents modules de calibration 14 et/ou d’entraînement 16 intègrent un système diviseur de tension. Le microcontrôleur lit alors la tension et est capable d'identifier le(s) module(s) 14, 16 qui répond(ent) par cette tension. Dans un mode de réalisation/fonctionnement alternatif, les modules de calibration 14 et/ou d’entraînement 16 comportent chacun une carte électronique 42 permettant une communication numérique avec le microcontrôleur du module d’entraînement 16. Ils s'identifient et sont capables d'échanger des informations concernant une action de l'utilisateur mais aussi un retour vers l'utilisateur du système de contrôle 20 (on peut imaginer par exemple un module qui s'illumine en rouge si une erreur est faite dans la manipulation).
Comme mentionné ci-dessus et comme visible en figures 1, 2 et 3, chaque module d’entraînement 16 comporte un contrôleur haptique 18.
Comme visible sur les figures 2 et 3. Chaque contrôleur haptique 18 comporte un système de connexion 35 configuré pour connecter mécaniquement, de manière réversible, un outil chirurgical d’entraînement 36.
Pour rendre le dispositif d’apprentissage de chirurgie par réalité virtuelle proposé par la plateforme 10 selon la présente invention plus immersif et plus réaliste il est intéressant que l’utilisateur puisse manipuler des outils physiques pour contrôler la simulation qui s’affiche dans le système d’affichage 12. De manière bien connue en soi, plus ces outils physiques sont proches de l’outil chirurgical original, plus la simulation est immersive.
C’est pourquoi la présente invention fonctionne, en kit, avec une série d’outils chirurgicaux d’entraînement 36 (voir ). Le kit d'entraînement chirurgical ainsi formé (voir figures 5 et 6), comprend donc une plateforme modulaire 16 d'entraînement chirurgical selon la présente invention et au moins un outil chirurgical d'entraînement 36 configuré pour être connecté au contrôleur haptique 18 de ladite plateforme 10. Le kit selon la présente invention peut comporter deux types d’outils chirurgicaux d’entrainement : les outils dit « simples » et les outils dit « complexes ». Les outils complexes sont des outils électronisés complexes qui intègrent un microcontrôleur capable de communiquer directement avec le système de contrôle 20.
Ces outils chirurgicaux d’entraînement 36, simples ou complexes, sont des outils chirurgicaux modifiés ou des copies de ceux-ci. La simulation permise par la plateforme 10 selon la présente invention, fait ainsi correspondre tout ou partie des actions physiques auxquelles ces objets sont soumis avec des comportements des jumeaux virtuels dans l’environnement virtuel 100 affiché par le dispositif d’affichage 12 (voir figures 5 et 6).
est une autre vue schématique du mode de réalisation dans lequel l’élément d’appui consiste en une barre métallique.
est une vue schématique agrandie illustrant en particulier un premier mode de connexion entre le conduit de circulation et un collecteur à l’aide d’un raccord coudé.
est une vue schématique en coupe d’un raccord coudés tel que visible sur la .
est une vue schématique agrandie illustrant en particulier un deuxième mode de connexion entre le conduit de circulation et un collecteur à l’aide d’un raccord coudé.
est une vue schématique d’un mode de réalisation d’un échangeur thermique dans lequel les ailettes comportent des orifices pour l’introduction ou le passage du conduit de circulation à travers ou par lesdits orifices.
est une vue schématique d’un mode de réalisation de l’échangeur thermique dans lequel l’élément d’appui consiste en le conduit de circulation, ce dernier étant fixé directement au cadre rigide.
est une vue schématique en coupe d’un mode de réalisation d’un élément d’appui lorsque celui-ci consiste en une barre métallique.
est une illustration schématique du troisième mode de réalisation de l’invention.
est une vue schématique d’un élément de maintien du conduit de circulation dans le cadre du premier mode de réalisation.
est une illustration schématique de l’élément de maintien fixé autour d’une portion de conduit, toujours dans le cadre du premier mode de réalisation.