EP2301112A2 - Structure articulee deployable - Google Patents

Structure articulee deployable

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Publication number
EP2301112A2
EP2301112A2 EP09766016A EP09766016A EP2301112A2 EP 2301112 A2 EP2301112 A2 EP 2301112A2 EP 09766016 A EP09766016 A EP 09766016A EP 09766016 A EP09766016 A EP 09766016A EP 2301112 A2 EP2301112 A2 EP 2301112A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
elements
articulated
hinge
deployable
pulley
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09766016A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Guy Valembois
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Conseil et Technique SAS
Original Assignee
Conseil et Technique SAS
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Filing date
Publication date
Priority claimed from FR0854006A external-priority patent/FR2932872A1/fr
Application filed by Conseil et Technique SAS filed Critical Conseil et Technique SAS
Publication of EP2301112A2 publication Critical patent/EP2301112A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal
    • H01Q15/161—Collapsible reflectors
    • H01Q15/162—Collapsible reflectors composed of a plurality of rigid panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/222—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles for deploying structures between a stowed and deployed state
    • B64G1/2221—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles for deploying structures between a stowed and deployed state characterised by the manner of deployment
    • B64G1/2222—Folding
    • B64G1/2224—Folding about multiple axes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F15/00—Boards, hoardings, pillars, or like structures for notices, placards, posters, or the like
    • G09F15/0068—Modular articulated structures, e.g. stands, and articulation means therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08—Means for collapsing antennas or parts thereof
    • H01Q1/084—Pivotable antennas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/42—Arrangements or adaptations of power supply systems
    • B64G1/44—Arrangements or adaptations of power supply systems using radiation, e.g. deployable solar arrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64G1/52—Protection, safety or emergency devices; Survival aids
    • B64G1/54—Protection against radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/66—Arrangements or adaptations of apparatus or instruments, not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a deployable articulated structure.
  • a deployable articulated structure can find many applications. For example to deploy remotely a canvas or the like, for the purpose of protection or dissemination of information.
  • a deployable articulated structure according to the invention will find, without limitation, a particular application in the field of space, whether to deploy sun shields for satellite protection, or satellite dishes for satellite, or photovoltaic solar panels.
  • Another application can be found in the field of road signs, to allow to deploy, in emergencies, and remotely, large signs or information.
  • the satellite dish antennas must be able to be folded and stored in a small space during the launching of the satellite, and then be able to be deployed once said satellite is in orbit.
  • Many types of deployable parabolic antenna are known, which differ essentially in the technology used to allow the parabola to be deployed and folded. Thus these parables include in most cases, a deployable structure in the manner of an umbrella or a fan, or they are sometimes inflatable.
  • Such satellite dishes obviously have an uneven parabolic surface which may be detrimental to the use made of them.
  • Articulated deployable structures are already known, of the type comprising a set of segments abutted two by two through articulation means, and shaped in a loop, each said articulation means having two joints on each of which articulates a segment. These structures have disadvantages, on the one hand the multiplication of the axes of articulation harms the rigidity of the assembly, and on the other hand they are not intended to deploy automatically.
  • the present invention aims to provide a deployable articulated structure used in the construction of a deployable parabolic antenna, and to overcome the various aforementioned drawbacks.
  • the present invention is not limited to the space domain, but may find utility in all areas requiring the deployment of a web or the like.
  • the articulated deployable structure consists of the assembly of articulated elements in pairs through hinge means, and it is essentially characterized in that each of said elements has at each of its ends a joint allowing connecting the end of another element through a hinge axis, all the pivot axes of said hinges being constructed so that said structure can take two extreme positions, namely an extended position where said elements are two to two more or less in the extension of one another to form an ellipse, and a folded position where said elements are grouped against each other substantially parallel to each other; and in that said elements and said hinges are associated on the one hand with means for controlling the deployment of said elements, and on the other hand with assistance means able to ensure simultaneity of the deployment or folding of said elements.
  • the pivot axes of said hinges are arranged so that for each of the elements constituting the structure, the two pivot axes that it comprises, one at each end, s' extend in parallel planes, perpendicular to the main axis of said element.
  • said two axes of each of said elements being offset angularly with respect to said main axis, and the sum of all the angular offsets of all said elements is equal to 360 °.
  • some offsets may be nil, while others may be negative.
  • the elements that compose it are all of the same length, and the offsets are all of the same value.
  • the elements consist of tubes inside which pass cables which constitute the control means and the assistance means.
  • the joints consist of clevises on whose axes are mounted pulleys in which the cables pass.
  • the control means consist of a cable which travels the entire structure passing over a pulley at each of the joints.
  • each of the axes of the articulations comprises, axially threaded, pulleys in free rotation, which constitute guides for the cables which pass through the elements
  • each of the joints comprises two cable guide means constituting the assistance means, each disposed integral with one end of the connected elements and offset transversely to said axes of the joints; and in that said cables constituting the assistance means are two in number per pair of successive articulations, that on the one hand one passes on the pulley of a first articulation of the outer side in cooperation with said guide means, and on the pulley of the second hinge on the inner side, so that its winding on the pulley of the first hinge is minimum, and at most on the pulley of the second hinge in folded position, and vice versa in the
  • the deployable articulated structure according to the invention because of the simplicity of its construction and the ease of its handling, makes it possible to consider using it in many applications, and particularly, but not exclusively in the space field.
  • the elements that make up the structure are in the form of bar or tube, they can serve as winding shafts to flexible panels interconnected by their free end, and during deployment of the structure, the unfolding of these panels and their juxtaposition results in the formation of a surface to the dimensions of the structure.
  • the panels are not stored folded, so there is no need for the structure to exert a strong tension to eliminate storage folds.
  • This technology is not limited to the manufacture of an antenna, it can also make it possible to make a photovoltaic sensor. Indeed, there are flexible solar panels, but they can not be folded, by cons they can be rolled.
  • a panel consisting of the combination of several parts, each wound on a mandrel, can thus be envisaged, each of the mandrels being secured to the elements of a deployable structure, and said parts being secured to each other by their free end, minus two to two, so that the deployment of said structure causes the unwinding of said parts until the constitution of a panel.
  • Such a configuration can be applied to all existing deployable structures, even for an open deployable structure, however the application to a deployable structure according to the invention has many advantages.
  • each of the elements that compose it can be shaped into a winding mandrel, so as to be able to receive a piece of flexible or semi-rigid material, which can be partly to be wound on said element when the structure is folded, and secondly to be unwound when said structure is deployed, being connected to at least one other room vis-à-vis, so to constitute with the others parts, a panel extending inside said structure.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a deployable articulated structure according to the invention, in the intermediate position.
  • FIG. 3 shows a partial schematic perspective view of another part of the same structure.
  • FIG. 4 shows a partial schematic perspective view of another part of the same structure.
  • FIG. 5a, 5b and 5c show partial views in sections, of a part of the same structure in different configurations of use.
  • FIG. 7 shows a partial sectional view of the same part of the same structure in a particular configuration.
  • Figure 8 shows a partial sectional view of another part of the same structure in the same particular configuration.
  • Figures 9a, 9b, 9c and 9d show schematic perspective views of another structure according to the invention, in a particular application and in successive positions of a deployment.
  • Figure 10 shows a schematic perspective view of a variant of the same structure, in the deployed position.
  • Figure 11 shows a schematic perspective view of a portion of the same structure.
  • a deployable articulated structure 1 consisting of the assembly of tubes 2 articulated in pairs by means of joints 3 and 4.
  • joints 3 and 4 which respectively represent the joints 3 and 4
  • the latter each consist of two yokes 30 and 31, respectively 40 and 41, each secured to a tube 2 and joined by a shaft 32, respectively 42, of axis X, respectively Y.
  • the X and Y axes of articulation of a tube 2 on the two neighboring tubes 2 are in parallel planes but angularly offset by relative to the main axis of the tube 2, the offset being in the present case an angle of a value equal to 360 ° divided by the number of joints 3 and 4, or tubes 2, in this case twelve , an angle of 30 °.
  • the articulated deployable structure 1 can take two extreme positions, one where all the joints 3 and 4 are folded to the maximum and the tubes 2 are attached to one another and are all substantially parallel to each other, and another where all the joints are deployed to the maximum, the tubes 2 then being in the extension of each other to form a polygon.
  • the X axes are radial and arranged in the same plane, while the Y axes are also radial and arranged in another same plane.
  • joints 3 and 4 moreover have freely rotatable pulleys, respectively, 33 and 43, threaded on the shafts, respectively 32 and 42, these pulleys being three in number by articulation. .
  • the pulleys 33 and 43 constitute guides for three cables which pass through the tubes 2, and which constitute means of maneuvering the deployable articulated structure 1. It will be noted that in these figures 5a, 5b, 5c, 6a, 6b, 6c, 7 and
  • joints 3 and 4 are shown in section in the same plane, perpendicular to their axis X and Y of pivoting.
  • FIGS. 5a, 5b and 5c show three different configurations, namely, respectively, folded, partially deployed and deployed.
  • FIGS. 5a, 5b and 5c also show a cable 5 passing through the tube 2 as well as the two joints 3 and 4 passing over the pulleys 33 and 43, the ends 50 and 51 of which are fixed beyond the joints, respectively 3 and 4.
  • the hinge 3 must open at an angle less than that which must open the hinge 4, also to compensate this difference the pulleys 33 and 43 are of different radii, whose ratio is inversely proportional to the ratio of said angles.
  • the cable 5 passes on the pulley 33 on the outer side, and on the pulley 43 on the inner side, so that its winding on the pulley 33 is minimum, and at most on the pulley 43 in the folded position, and vice versa in the deployed position.
  • the hinge 3 internally has at each of its articulated parts a guide, respectively 34 and 35, over which the cable 5 passes.
  • FIGS. 6a, 6b and 6c also show that the deployable articulated structure 1 according to the invention comprises a second cable 6 which passes through the tube 2 as well as the two joints 3 and 4 while passing over the pulleys 33 and 43, and whose ends 60 and 61 are fixed beyond the joints, respectively 3 and 4.
  • the cable 6 passes on the pulley 33 on the inner side, and on the pulley 43 on the outer side, so that its winding on the pulley 33 is maximum, and at least on the pulley 43 in the folded position, and vice versa in the deployed position.
  • the hinge 4 has internally to each of its hinged portions a guide, respectively 44 and 45, which passes the cable 6. It will be understood that the deployment of the hinge 4 causes, under the effect of the traction exerted by the cable 6, the deployment of the articulation 3, and that inversely the folding of the articulation 3 causes the folding of the articulation 4.
  • the structure 1 thus comprises several cables 5, one per pair of joints 3 and 4, and several cables 6, one per pair of joints 3 and 4, these cables 5 and 6 make it possible to obtain simultaneity of the folding movements and deployment.
  • the deployable articulated structure 1 comprises a third cable 7, which traverses the entire structure 1, one end 70 of which is fixed at one end in a tube 2 while the other end 71 exits the same tube 2 through an orifice 20, visible in Figure 8.
  • the cable 7 passes on the pulleys 33 and 43, on the inner side that is to say that its winding is maximum in folded position. It will be understood that thus a traction T, external to the structure 1, causes the deployment of the latter, while the maintenance of the cable 7 under tension ensures the rigidity of the assembly.
  • a fabric In an application to the realization of a satellite dish, a fabric is fixed by its edge to the elements that make up the structure 1, so that the deployment of the latter ensures the deployment of the fabric.
  • mistletoe differs only in that the number of tube 2 is six and not twelve.
  • the tubes 2 are assembled by means of articulation 3 and 4, and are also traversed by cables not shown.
  • Each of the tubes 2 is equipped with a housing device 21, in the form of a tube threaded onto the tube 2, and provided with a longitudinal slot 22 through which a piece 8 of flexible material passes, which is capable of to be wound on the tube 2, inside the housing 21.
  • the parts 8 are triangular in shape, so that their juxtaposition can reproduce the inner shape of the structure 1 deployed.
  • the free end points 80 of the parts 8 are interconnected by means of a link 81 shown only in FIG. 9d.
  • the links 81 the parts 8 are unwound to form a panel 82, of course the dimensions of the parts 8 are chosen so as to have a certain tension in the deployed position, knowing that each piece 8 is provided with stop means, not shown, consisting of means for securing either the tube 2 or the housing 21.
  • each of the parts 8 is secured to a sleeve threaded on a tube 2 and in free rotation of it.
  • the parts 8 can be secured to the tubes 2 through resilient return means capable of promoting the winding of the parts 8 on the tubes 2, which return means can contribute to the folding of the structure 1.
  • the parts 8 of flexible material may be of different natures depending on the application for which the structure is intended.
  • an occultation screen it may be a simple opaque canvas, in the case of a solar panel it may be a canvas provided with photovoltaic sensors, and in the case of an antenna it may be a canvas provided with reflective elements.
  • FIG. 10 it is possible to see a deployed structure 1, equipped with parts 8 of flexible material, sufficiently flexible to be able to be rolled up, or semi-rigid, which form a panel 82 having a concave shape, namely a parabola .
  • the shape of this panel 82 is obtained through the characteristics of the parts 8 that compose it, and one of which is shown in FIG.
  • each of the parts 8 is preformed and has at rest a certain concavity, materialized by two curved axes V and W.

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Abstract

Structure articulée déployable (1), constituée de l'assemblage d'éléments (2) articulés deux à deux au travers de moyens d'articulation (3, 4), où chacun des éléments (2) comporte à chacune de ses extrémités une articulation (3, 4) permettant de relier l'extrémité d'un autre élément (2) au travers d'un axe d'articulation (X, Y), tous les axes de pivotement des articulations (3, 4) étant construits en sorte que la structure (1) puisse prendre deux positions extrêmes, à savoir une position déployée où les éléments (2) sont deux à deux plus ou moins dans le prolongement l'un de l'autre pour former une ellipse, et une position repliée où les éléments (2) sont regroupés les uns contre les autres sensiblement parallèles les uns aux autres. Les éléments (2) et les articulations (3, 4) sont associés d'une part à des moyens de commande du déploiement des éléments (2), et d'autre part à des moyens d'assistance aptes à assurer une simultanéité du déploiement ou du repliement des éléments (2).

Description

STRUCTURE ARTICULEE DEPLOYABLE.
La présente invention a pour objet une structure articulée déployable . Une telle structure articulée déployable peut trouver de nombreuses applications. Par exemple pour déployer à distance une toile ou analogue, dans une but de protection ou bien de diffusion d'une information.
Une structure articulée déployable selon l'invention trouvera, non limitativement, une application particulière dans le domaine spatial, que ce soit pour déployer des pare-soleil de protection des satellites, ou bien des antennes paraboliques pour satellite, ou bien des panneaux solaires photovoltaïques .
Une autre application peut être trouvée dans le domaine de la signalisation routière, pour permettre de déployer, dans les cas d'urgence, et à distance, de grands panneaux de signalisation ou d ' information .
Dans un but de simplification, la description de 1 ' invention sera placée dans le domaine de l ' application au domaine spatial .
On sait que les antennes paraboliques pour satellite, doivent pouvoir être repliées et stockées dans un espace réduit pendant le lancement du satellite, puis pouvoir être déployées une fois ledit satellite en orbite. On connaît de nombreux types d'antenne parabolique déployable, qui diffèrent essentiellement par la technologie utilisée pour permettre le déploiement et le repliement de la parabole. Ainsi ces paraboles comprennent dans la plupart des cas, une structure déployable à la manière d'un parapluie ou d'un éventail, ou elles sont parfois gonflables.
De telles antennes paraboliques présentent, de manière évidente, une surface parabolique inégale qui peut être préjudiciable à l'utilisation qui en est faite.
On connaît déjà des structures articulées déployables, du type comprenant un ensemble de segments aboutés deux à deux au travers de moyens d'articulation, et conformés en boucle, chacun desdits moyens d'articulation comportant deux articulations sur chacune desquelles s'articule un segment. Ces structures présentent des inconvénients, d'une part la multiplication des axes d'articulation nuit à la rigidité de l'ensemble, et d'autre part elles ne sont pas prévues pour se déployer automatiquement.
La présente invention a pour but de proposer une structure articulée déployable utilisable dans la construction d'une antenne parabolique déployable, et permettant de remédier aux divers inconvénients précités. La présente invention ne se limite pas au domaine spatial, mais peut trouver une utilité dans tous les domaines nécessitant le déploiement d'une toile ou analogue .
La structure articulée déployable selon l'invention est constituée de l'assemblage d'éléments articulés deux à deux au travers de moyens d'articulation, et elle se caractérise essentiellement en ce que chacun desdits éléments comporte à chacune de ses extrémités une articulation permettant de relier l'extrémité d'un autre élément au travers d'un axe d'articulation, tous les axes de pivotement desdites articulations étant construits en sorte que ladite structure puisse prendre deux positions extrêmes, à savoir une position déployée où lesdits éléments sont deux à deux plus ou moins dans le prolongement l'un de l'autre pour former une ellipse, et une position repliée où lesdits éléments sont regroupés les uns contre les autres sensiblement parallèles les uns aux autres; et en ce que lesdits éléments et lesdites articulations sont associés d'une part à des moyens de commande du déploiement desdits éléments, et d'autre part à des moyens d'assistance aptes à assurer une simultanéité du déploiement ou du repliement desdits éléments .
Selon une caractéristique additionnelle de la structure articulée déployable selon l'invention, les axes de pivotement desdites articulations sont agencés en sorte que pour chacun des éléments constituant la structure, les deux axes de pivotement qu'il comporte, un à chaque extrémité, s'étendent dans des plans parallèles, perpendiculaires à l'axe principal dudit élément. lesdits deux axes de chacun desdits éléments étant décalés angulairement par rapport audit axe principal, et la somme de tous les décalages angulaires de tous lesdits éléments est égale à 360°. En, fonction de la forme déployée de la structure, gui peut être non régulière, il est possible que certains décalages soient nuls, tandis que d'autres peuvent être négatifs.
Selon un mode de réalisation particulier de la structure articulée déployable selon l'invention, les éléments qui la composent sont tous de même longueur, et les décalages sont tous de même valeur.
Selon une autre caractéristique additionnelle de la structure articulée déployable selon l'invention, les éléments consistent en des tubes à l'intérieur desquels passent des câbles qui constituent les moyens de commande et les moyens d'assistance.
Selon une autre caractéristique additionnelle de la structure articulée déployable selon l'invention, les articulations consistent en des chapes sur les axes desquelles sont montées des poulies dans lesquelles passent les câbles.
Selon une autre caractéristique additionnelle de la structure articulée déployable selon l'invention, les moyens de commande consistent en un câble qui parcours toute la structure en passant sur une poulie à chacune des articulations. Selon une autre caractéristique additionnelle de la structure articulée déployable selon l'invention d'une part chacun des axes des articulations comporte, enfilées axialement, des poulies en libre rotation, qui constituent des guides pour les câbles qui traversent les éléments, d'autre part chacune des articulations comporte deux moyens de guidage des câbles constituant les moyens d'assistance, chacun disposé solidaire d'une extrémité des éléments raccordés et décalés transversalement par rapport auxdits axes des articulations; et en ce que lesdits câbles qui constituent les moyens d'assistance sont au nombre de deux par paire d'articulations successives, que d'une part l'un passe sur la poulie d'une première articulation du côté extérieur en coopération avec lesdits moyens de guidage, et sur la poulie de la seconde articulation du côté intérieur, en sorte que son enroulement sur la poulie de la première articulation soit minimum, et au maximum sur la poulie de la seconde articulation en position repliée, et inversement en position déployée, et que d'autre part l'autre câble passe sur la poulie de ladite première articulation du côté intérieur, et sur la poulie de ladite seconde articulation du côté extérieur, en sorte que son enroulement sur la poulie de ladite première articulation soit maximum, et au minimum sur la poulie de ladite seconde articulation en position repliée, et inversement en position déployée.
La structure articulée déployable selon l'invention, du fait de la simplicité de sa construction et de la facilité de sa manipulation, permet d'envisager de l'utiliser dans de nombreuses applications, et particulièrement, mais non limitativement dans le domaine spatial.
On connaît déjà des toiles susceptibles d'être déployées au travers d'une structure déployable, ces toiles devant constituer le réflecteur d'une antenne par exemple. L'inconvénient de ces toiles consiste en ce qu'elles sont stockées repliées, et, après déploiement, pour supprimer les plis issus du stockage la structure doit exercer une forte tension, ce qui nécessite que ladite structure soit dimensionnée à ce niveau d'effort ce qui augmente de fait son poids comme celui des actionneurs permettant son déploiement, ce qui peut être rédhibitoire dans le domaine spatial.
Or, de manière avantageuse, lorsque les éléments qui composent la structure se présentent sous la forme de barre ou tube, ceux-ci peuvent servir d'arbres d'enroulement à des panneaux souples reliés entre eux par leur extrémité libre, et lors du déploiement de la structure, le déroulement de ces panneaux et leur juxtaposition aboutit à la formation d'une surface aux dimensions de la structure. Les panneaux ne sont pas stockés plies, il n'y a donc aucune nécessité à ce que la structure exerce une forte tension pour éliminer des plis de stockage.
Cette technologie n'est pas limitée à la fabrication d'une antenne, elle peut également permettre de réaliser un capteur photovoltaïque. En effet, il existe des panneaux solaires souples, mais ceux-ci de peuvent pas être plies, par contre ils peuvent être roulés.
On peut donc envisager un panneau constitué de l'association de plusieurs pièces, chacune enroulée sur un mandrin, chacun des mandrins étant rendu solidaire des éléments d'une structure déployable, et lesdites pièces étant solidarisées les unes aux autres par leur extrémité libre, au moins deux à deux, en sorte que le déploiement de ladite structure entraîne le déroulement desdites pièces jusqu'à la constitution d'un panneau. Une telle configuration peut être appliquée à toutes les structures déployables existantes, même pour une structure déployable ouverte, par contre l'application à une structure déployable selon l'invention présente de nombreux avantages.
En effet, sur une structure articulée déployable selon l'invention, chacun des éléments qui la composent peut être conformé en un mandrin d'enroulement, en sorte de pouvoir recevoir une pièce de matériau souple ou semi-rigide, susceptible d'une part d'être enroulée sur ledit élément lorsque la structure est repliée, et d'autre part d'être déroulée lorsque ladite structure est déployée, en étant liée à au moins une autre pièce en vis-à-vis, en sorte de constituer avec les autres pièces, un panneau s 'étendant à l'intérieur de ladite structure.
Les avantages et les caractéristiques de la structure articulée déployable selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif.
Dans le dessin annexé : - la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une structure articulée déployable selon l'invention, en position intermédiaire.
- la figure 2 représente une vue schématique en perspective d'une partie de la même structure.
- la figure 3 représente une vue schématique partielle en perspective d'une autre partie de la même structure.
- la figure 4 représente une vue schématique partielle en perspective d'une autre partie de la même structure. - les figures 5a, 5b et 5c représentent des vues partielles en coupes, d'une partie de la même structure dans des configurations différentes d'utilisation.
- les figures 6a, 6b et 6c représentent des vues partielles en coupes, de la même partie de la même structure dans des configurations différentes d'utilisation.
- la figure 7 représente une vue partielle en coupes, de la même partie de la même structure dans une configuration particulière .
- la figure 8 représente une vue partielle en coupes, d'une autre partie de la même structure dans la même configuration particulière . les figures 9a, 9b, 9c et 9d représentent des vues schématiques en perspective d'une autre structure selon l'invention, dans une application particulière et dans des positions successives d'un déploiement. la figure 10 représente une vue schématique en perspective d'une variante de la même structure, en position déployée . la figure 11 représente une vue schématique en perspective d'une partie de la même structure.
En référence à la figure 1, on peut voir une structure articulée déployable 1 selon l'invention, constituée des l'assemblage de tubes 2, articulés deux à deux par l'intermédiaire d'articulations 3 et 4. Comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, qui représentent respectivement les articulations 3 et 4, ces dernières consistent chacune en deux chapes 30 et 31, respectivement 40 et 41, chacune solidaire d'un tube 2 et réuni par un arbre, 32, respectivement 42, d'axe X, respectivement Y.
Comme on peut le voir sur la figure 2, ainsi que sur la figure 1, dans ce mode de réalisation les axes X et Y d'articulation d'un tube 2 sur les deux tubes 2 voisins sont dans des plans parallèles mais décalés angulairement par rapport à l'axe principal du tube 2, le décalage étant dans le cas présent d'un angle d'une valeur égale à 360° divisé par le nombre d'articulations 3 et 4, ou de tubes 2, en l'occurrence douze, soit un angle de 30°.
On comprendra que la structure articulée déployable 1 peut prendre deux positions extrêmes, l'une où toutes les articulations 3 et 4 sont repliées au maximum et les tubes 2 sont accolés les uns sur les autres et sont tous sensiblement parallèles les uns aux autres, et une autre où toutes les articulations sont déployées au maximum, les tubes 2 étant alors dans les prolongement les uns des autres pour former un polygone . Sur la figure 1, où la structure articulée déployable 1 est dans une configuration intermédiaire, les axes X sont radiaux et disposés dans un même plan, tandis que les axes Y sont également radiaux et disposés dans un autre même plan.
Le mode de réalisation représenté est un cas particulier où les tubes 2 sont tous de même longueur et où les articulations 2 3 et 4 sont toutes identiques, il pourrait bien entendu en être autrement .
Sur la figures 3 et 4 , on peut noter que les articulations 3 et 4 présentent de plus des poulies en libre rotation, respectivement, 33 et 43, enfilées sur les arbres, respectivement 32 et 42, ces poulies étant au nombre de trois par articulation.
Comme on peut le voir sur les figures 5a, 5b, 5c, 6a, 6b, 6c, 7 et 8, les poulies 33 et 43 constituent des guides pour trois câbles qui traversent les tubes 2, et qui constituent des moyens de manœuvrement de la structure articulée déployable 1. On notera que sur ces figures 5a, 5b, 5c, 6a, 6b, 6c, 7 et
8, on a représenté en coupe un tube 2 et deux articulations 3 et
4, et pour une meilleure compréhension, les articulations 3 et 4 sont représentées en coupe selon un même plan, perpendiculaire à leur axe X et Y de pivotement.
En référence aux figures 5a, 5b et 5c, de même que sur les figures 6a, 6b et 6c, on peut voir respectivement trois configurations différentes, à savoir, respectivement, repliée, partiellement déployée et déployée. Sur les figures 5a, 5b et 5c on peut voir également un câble 5 qui traverse le tube 2 ainsi que les deux articulations 3 et 4 en passant sur les poulies 33 et 43, et dont les extrémités 50 et 51 sont fixées au-delà des articulations, respectivement 3 et 4. On notera que pour passer de la position repliée à la position déployée, l'articulation 3 doit s'ouvrir d'un angle inférieur à celui dont doit s'ouvrir l'articulation 4, aussi, pour compenser cet écart les poulies 33 et 43 sont de rayons différents, dont le rapport est inversement proportionnel au rapport desdits angles.
Le câble 5 passe sur la poulie 33 du côté extérieur, et sur la poulie 43 du côté intérieur, en sorte que son enroulement sur la poulie 33 soit minimum, et au maximum sur la poulie 43 en position repliée, et inversement en position déployée. On notera que l ' articulation 3 présente intérieurement à chacune de ses parties articulées un guide, respectivement 34 et 35, sur lesquels passe le câble 5.
On comprendra que le déploiement de l ' articulation 3 entraîne, sous l'effet de la traction exercée par le câble 5, le déploiement de l'articulation 4, et qu'inversement le repliement de l'articulation 4 entraîne le repliement de l'articulation 3.
Sur les figures 6a, 6b et 6c on peut voir également que la structure articulée déployable 1 selon l'invention, comporte un deuxième câble 6 qui traverse le tube 2 ainsi que les deux articulations 3 et 4 en passant sur les poulies 33 et 43, et dont les extrémités 60 et 61 sont fixées au-delà des articulations, respectivement 3 et 4.
Le câble 6 passe sur la poulie 33 du côté intérieur, et sur la poulie 43 du côté extérieur, en sorte que son enroulement sur la poulie 33 soit maximum, et au minimum sur la poulie 43 en position repliée, et inversement en position déployée.
On notera que l ' articulation 4 présente intérieurement à chacune de ses parties articulées un guide, respectivement 44 et 45, sur lesquels passe le câble 6. On comprendra que le déploiement de l'articulation 4 entraîne, sous l'effet de la traction exercée par le câble 6, le déploiement de l'articulation 3, et qu'inversement le repliement de l ' articulation 3 entraîne le repliement de l ' articulation 4.
La structure 1 comporte ainsi plusieurs câbles 5, un par paire d'articulations 3 et 4, et plusieurs câbles 6, un par paire d'articulations 3 et 4, ces câbles 5 et 6 permettent d'obtenir une simultanéité des mouvements de repliement et de déploiement.
En référence maintenant aux figures 7 et 8, on peut voir que la structure articulée déployable 1 selon l'invention comprend un troisième câble 7, qui parcourt toute la structure 1, dont une extrémité 70 est fixée à une extrémité dans un tube 2 tandis que l'autre extrémité 71 s'extrait du même tube 2 par un orifice 20, visible sur la figure 8. Le câble 7 passe sur les poulies 33 et 43, du côté intérieur c'est-à-dire en sorte que son enroulement soit maximum en position repliée. On comprendra qu'ainsi une traction T, extérieure à la structure 1, provoque le déploiement de cette dernière, tandis que le maintien du câble 7 sous tension garantit la rigidité de l'ensemble.
Dans une application à la réalisation d'une antenne parabolique, une toile est fixée par son bord aux éléments qui composent la structure 1, en sorte que le déploiement de cette dernière assure le déploiement de la toile. A cet effet, en référence aux figures 9a, 9b, 9c et 9d, on peut voir une structure 1 déployable, conforme à celle décrite précédemment, gui diffère uniquement en ce que le nombre de tube 2 est de six et non de douze. Les tubes 2 sont assemblés au moyen n d'articulation 3 et 4, et sont également parcourus par des câbles non représentés. Chacun des tubes 2 est équipé d'un dispositif de boîtier 21, se présentant sous la forme d'un tube enfilé sur le tube 2, et munie d'une fente longitudinale 22 par laquelle passe une pièce 8 de matériau souple, laquelle est susceptible d'être enroulée sur le tube 2, à l'intérieur du boîtier 21. Comme cela est visible sur la figure 9d, les pièces 8 sont de forme triangulaire, en sorte que leur juxtaposition puisse reproduire la forme intérieure de la structure 1 déployée.
On notera que les différentes pièces sont dimensionnées en sorte que dans la surface obtenue elles soient dissociées, jointives, ou présentent une partie de recouvrement, en fonction de la nécessité correspondant à la fonction souhaitée.
En pratique, les pointes extrêmes libres 80 des pièces 8 sont reliées entre elles au moyen d'un lien 81 représenté uniquement sur la figure 9d. Lors du déploiement de la structure 1, du fait du lien 81, les pièces 8 sont déroulées jusqu'à former un panneau 82 , bien entendu les dimensions des pièces 8 sont choisies en sorte de présenter une certaine tension en position de déployée, sachant que chaque pièce 8 est munie de moyens d'arrêt, non représentés, consistant en des moyens de solidarisation soit au tube 2, soit au boîtier 21.
On notera que l'utilisation d'un boîtier 21 n'est pas indispensable, que les pièces 8 peuvent être simplement enroulées sur les tubes 2. Il est également possible que chacune des pièces 8 soit solidaire d'un manchon enfilé sur un tube 2 et en libre rotation du celui-ci.
On notera également que les pièces 8 peuvent être solidarisées aux tubes 2 au travers de moyens de rappel élastique aptes à favoriser l'enroulement des pièces 8 sur les tubes 2, lesquels moyens de rappel peuvent contribuer au repliement de la structure 1. Les pièces 8 en matériau souple peuvent être de différentes natures selon l'application à laquelle est destinée la structure.
Dans le cas de la réalisation d'un écran d'occultation, il peut s'agir d'une simple toile opaque, dans le cas d'un panneau solaire il peut s'agir d'une toile munie de capteurs photovoltaïques, et dans le cas d'une antenne il peut s'agir d'une toile munie d'éléments réflecteurs.
En référence maintenant la figure 10, on peut voir une structure 1 déployée, équipée de pièces 8 en matériau souple, suffisamment souple pour pouvoir être enroulé, ou bien semi- rigide, qui forment un panneau 82 présentant une forme concave, à savoir une parabole. La forme de ce panneau 82 est obtenue au travers des caractéristiques des pièces 8 qui le composent, et dont l'une est représentée sur la figure 11.
Ainsi, chacune des pièces 8 est préformée et présente au repos une certaine concavité, matérialisée par deux axes courbes V et W.

Claims

REVENDICATIONS
1) Structure articulée déployable (1) , constituée de l'assemblage d'éléments (2) articulés deux à deux au travers de moyens d'articulation (3, 4), caractérisée en ce chacun desdits éléments (2) comporte à chacune de ses extrémités une articulation (3, 4) permettant de relier l'extrémité d'un autre élément (2) au travers d'un axe d'articulation (X, Y), tous les axes (32, 42) de pivotement desdites articulations (3, 4) étant construits en sorte que ladite structure (1) puisse prendre deux positions extrêmes, à savoir une position déployée où lesdits éléments (2) sont deux à deux plus ou moins dans le prolongement l'un de l'autre pour former une ellipse, et une position repliée où lesdits éléments (2) sont regroupés les uns contre les autres sensiblement parallèles les uns aux autres; et en ce que lesdits éléments (2) et lesdites articulations (3, 4) sont associés d'une part à des moyens de commande (7) du déploiement desdits éléments (2), et d'autre part à des moyens (5, 6, 33, 43) d'assistance aptes à assurer une simultanéité du déploiement ou du repliement desdits éléments (2) .
2) Structure articulée déployable (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les axes de pivotement
(32, 42) des articulations (3, 4) sont agencés en sorte que pour chacun des éléments (2) constituant la structure (1) , les deux axes d'articulation (X, Y) qu'il comporte, un à chaque extrémité, s'étendent dans des plans parallèles, perpendiculaires à l'axe principal dudit élément (2), lesdits deux axes d'articulation (X, Y) de chacun desdits éléments (2) étant décalés angulairement par rapport audit axe principal, et la somme de tous les décalages angulaires de tous lesdits éléments (2) est égale à 360°. 3) Structure articulée déployable (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que les éléments (2) qui la composent sont tous de même longueur, et les décalages sont tous de même valeur.
4) Structure articulée déployable (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les éléments (2) consistent en des tubes à l'intérieur desquels passent des câbles de traction (5, 6, 7) qui constituent les moyens de commande et les moyens d'assistance.
5) Structure articulée déployable selon la revendication 4, caractérisée en ce que les articulations (3, 4) consistent en des chapes (30, 31, 40, 41) sur les axes (32, 42) desquelles sont montées des poulies (33, 43) dans lesquelles passent les câbles (5, 6, 7) .
6) Structure articulée déployable selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de commande consistent en un câble (7) qui parcours toute la structure en passant sur une poulie (33, 43) à chacune des articulations (3, 4).
7) Structure articulée déployable selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisée en ce que d'une part chacun des axes (32, 42) des articulations (3, 4) comporte, enfilées axialement, des poulies en libre rotation (33, 43) , qui constituent des guides pour les câbles (5, 6, 7) qui traversent les éléments (2), d'autre part chacune des articulations (3, 4) comporte deux moyens de guidage (34, 35, 44, 45) des câbles (5, 6) constituant les moyens d'assistance, chacun disposé solidaire d'une extrémité des éléments (2) raccordés et décalés transversalement par rapport auxdits axes (32, 42) des articulations; et en ce que lesdits câbles (5, 6) qui constituent les moyens d'assistance sont au nombre de deux par paire d'articulations successives, que d'une part l'un (5) passe sur la poulie (33) d'une première articulation (3) du côté extérieur en coopération avec lesdits moyens de guidage (34, 35) , et sur la poulie (43) de la seconde articulation (4) du côté intérieur, en sorte que son enroulement sur la poulie (33) de la première articulation (3) soit minimum, et au maximum sur" 1 la poulie (43) de la seconde articulation (4) en position j repliée, et inversement en position déployée, et que d'autre part l'autre câble (6) passe sur la poulie (33) de ladite première articulation (3) du côté intérieur, et sur la poulie (43) de ladite seconde articulation (4) du côté extérieur, en sorte que son enroulement sur la poulie (33) de ladite première articulation (3) soit maximum, et au minimum sur la poulie (43) de ladite seconde articulation (4) en position repliée, et inversement en position déployée.
8) Structure articulée déployable selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que chacun des éléments qui la composent est conformé en un mandrin d'enroulement, en sorte de pouvoir recevoir une pièce (8) de matériau souple ou semi-rigide, susceptible d'une part d'être enroulée sur ledit élément (2) lorsque la structure (1) est repliée, et d'autre part d'être déroulée lorsque ladite structure (1) est déployée, en étant liée à au moins une autre pièce (8) en vis-à-vis, en sorte de constituer avec les autres pièces (8) un panneau (82) s 'étendant à l'intérieur de ladite structure (1) .
9) Structure articulée déployable selon la revendication 8, caractérisée en ce que chacun des éléments (2) qui la composent comporte un boîtier (21) , se présentant sous la forme d'un tube enfilé sur le tube (2) , et munie d'une fente longitudinale (22) par laquelle passe la pièce (8) de matériau souple qui est enroulée sur l'élément (2), à l'intérieur dudit boîtier (21) . 10) Structure articulée déployable selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisée en ce que les pièces (88) en matériau souple sont préformées et présentent une certaine concavité, en sorte que le panneau (82) constitué du rapprochement de toutes lesdites pièces (8) présente, lorsqu'il est déployé, une forme concave.
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