EP3390211A1 - Mobile a mouvement combine - Google Patents

Mobile a mouvement combine

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Publication number
EP3390211A1
EP3390211A1 EP16819480.1A EP16819480A EP3390211A1 EP 3390211 A1 EP3390211 A1 EP 3390211A1 EP 16819480 A EP16819480 A EP 16819480A EP 3390211 A1 EP3390211 A1 EP 3390211A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cam
mobile
horizontal plane
axis
contact
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Withdrawn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
EP16819480.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Vincent CLERC
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.)
Aldebaran SAS
Original Assignee
SoftBank Robotics Europe SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SoftBank Robotics Europe SAS filed Critical SoftBank Robotics Europe SAS
Publication of EP3390211A1 publication Critical patent/EP3390211A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/56—Accessories
    • G03B17/561—Support related camera accessories
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B35/00—Stereoscopic photography
    • G03B35/02—Stereoscopic photography by sequential recording
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B37/00—Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe
    • G03B37/02—Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe with scanning movement of lens or cameras
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/51—Housings
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/28—Mobile studios
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B19/00—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group
    • B60B19/12—Roller-type wheels

Definitions

  • the invention lies in the field of the setting in motion of an object and relates to a moving mobile combined with a simple structure.
  • the invention consists in rotating an object about two axes of rotation: rotation around itself along a vertical axis and rotation about an axis perpendicular to the vertical axis.
  • the invention consists in putting an object in motion so that it can rotate about its cumulative axis at a second rotation.
  • the invention can find an application in the shooting. For example, it may be desirable to shoot 360 ° around an object. This may be the case for a security device which consists of visualizing a space such as a room in which it is desired to ensure that there is no intrusion. To do this, it is then enough to make the moving object in rotation on itself.
  • the object provided with an image sensor can produce, in the form of images, a representation of its environment in the form of a band (the height of this band depends on the height of view that the image sensor is capable of to do).
  • the object can perform a vertical scan, for example by translating vertically to obtain a three-dimensional graphical representation of its environment.
  • a motor can make a moving object rotate about its axis.
  • Another motor may allow the object to be movable in translation along a predefined axis. This solution therefore requires the presence of two motors, which can be cumbersome, complex and expensive.
  • Another solution is to use a single motor to rotate and translate.
  • the motor makes the moving object rotate around its axis and thanks to a mechanism including a cam and a camshaft, the same motor can cause a translation of the object.
  • This solution certainly requires only one engine but nevertheless requires a multi-part mechanism, sometimes complex to implement.
  • the invention aims to overcome all or part of the problems mentioned above by providing a mobile structure very simple, compact and inexpensive, requiring no special maintenance, allowing an object to be mobile in rotation around itself around a vertical axis, and add to this rotation another rotation along an axis perpendicular to the vertical axis.
  • the rotation around the vertical axis makes it possible to scan a part in the horizontal plane
  • the second rotation about an axis perpendicular to the vertical axis makes it possible to scan in the vertical plane, and this can be done in turn by succeeding both types of rotation.
  • the subject of the invention is a mobile that can move on a horizontal plane comprising a body comprising a contact zone on the horizontal plane, a cam that is rotatable relative to the body about a cam axis, the cam having a contact surface with the horizontal plane during its rotation, characterized in that the contact surface of the cam comprises a first portion and a second distinct portion, each of the first and second portions having a coefficient of friction distinct, the coefficient of friction of the first portion being greater than the coefficient of friction of the second portion, the first portion being configured to roll without sliding on the horizontal plane, the second portion being configured to slide without rolling on the horizontal plane, and in that the body is configured to rotate relative to the horizontal plane about a vertical axis perpendicular to the cam axis d the first portion rolls without sliding on the horizontal plane and to rotate relative to the horizontal plane about a horizontal axis perpendicular to the cam axis and to the vertical axis when the second portion slides without rolling on the plane horizontal.
  • the cam is eccentric about the cam
  • the cam is a cylindrical wheel around a wheel axle, the cam axis being off-center with respect to the wheel axle.
  • the first portion extends over a first angular sector around the cam axis, and the first angular sector has a constant radius around the cam axis.
  • the second portion extends over a second angular sector around the cam axis distinct from the first angular sector, defining two junction zones between the first and second angular sectors, and the radii with respect to the axis of rotation. cam of the first and second angular sectors vary continuously at the two junction areas.
  • the second angular sector comprises two zones of linear variation of the radius with respect to an angle made by the radius around the axis of cam, a first of the two zones having a radius which grows linearly and a second of the two zones having a radius which decreases linearly.
  • the contact zone forms two point contact points with the horizontal plane.
  • the contact zone comprises two rollers, and the two rollers form the two point contact points with the horizontal plane.
  • the body is configured such that the contact area forms a point of contact with the horizontal plane.
  • the center of gravity of the mobile is located on a vertical axis passing between the surface of contact of the cam with the horizontal plane and the contact zone when the first portion rolls without sliding on the horizontal plane.
  • the first and second portions of the rolling surface of the cam each having a width, the width of the first portion is greater than the width of the second portion.
  • the mobile comprises at least one image sensor oriented along an axis of orientation, able to produce an image of a sector located around the axis of orientation.
  • the mobile comprises a digital image storage medium.
  • the digital image storage medium belongs to the cam.
  • the cam is removable.
  • the body comprises a port
  • USB located substantially on the cam axis, and the cam forms a USB key to be connected to the USB port.
  • the digital image storage medium is able to save a succession of images produced as and when the cam is rotated about the cam axis.
  • FIGS. 1a and 1b diagrammatically represent an embodiment of a combined motion mobile according to the invention
  • FIGS. 2a and 2b schematically represent another embodiment of the combined movement mobile according to the invention
  • FIGS. 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h show diagrammatically an operating cycle of the combined motion mobile according to the invention
  • FIGS. 4a and 4b schematically represent the views taken by the combined motion mobile according to the invention, after two cycles of operation
  • FIG. 5 diagrammatically represents all the views taken by the combined-movement mobile device according to the invention, after several operating cycles, corresponding to a rotation of 360 ° of the mobile around itself,
  • FIGS. 6, 7 and 8 schematically represent another embodiment of the combined movement mobile according to the invention.
  • the invention relates to a mobile with combined movement.
  • Mobile means any object able to move.
  • the mobile can be for example a vehicle.
  • Figures 1a and 1b schematically show an embodiment of a mobile 10 combined movement of the invention.
  • FIG. 1a represents a rear view
  • FIG. 1b represents a profile view of the mobile 10.
  • the mobile 10 with combined movement can move on a horizontal plane 14.
  • the mobile 10 comprises a body 9 comprising a contact zone 17 on the horizontal plane 14.
  • the mobile 10 combined movement comprises a cam 1 1 rotatable relative to the body 9 about a cam axis X.
  • the cam 1 1 has a contact surface 12 in contact with the plane horizontal 14 during its rotation.
  • the cam 1 1 may also include a motorization unit for rotating the cam 1 1 about the cam axis X so that the mobile 10 moves on the reference plane 14, or any other means allowing the rotation of the cam 1 1.
  • the contact surface 12 of the cam 1 1 comprises a first portion 15 and a second portion 16 distinct, each of the first and second portions 15, 16 having a distinct coefficient of friction, the coefficient of friction from the first portion 15 being greater than the coefficient of friction of the second portion 1 6, the first portion 15 being configured to roll without sliding on the horizontal plane 14, the second portion 1 6 being configured to slide without rolling on the horizontal plane 14 when the cam 1 1 is rotated about the second axis of rotation X.
  • the body 9 is configured to rotate relative to the horizontal plane 14 about a vertical axis Z perpendicular to the cam axis X when the first portion 15 rolls. without sliding on the horizontal plane 14 and to rotate relative to the horizontal plane 14 about a horizontal axis Y perpendicular to the cam axis X and the vertical axis Z when the second portion 1 6 slides without rolling on the horizontal plane 14.
  • the contact zone 17 of the combined motion mobile 10 is configured to move on the horizontal plane 14 when the first portion 15 rolls without sliding on the horizontal plane 14 and to adhere to the horizontal plane 14 when the second portion 16 slide without rolling on the horizontal plane 14.
  • first portion 15 may be rough and the second portion 166 may be smooth.
  • the fact that the first portion 15 is configured to roll without sliding on the horizontal plane 14 and the contact zone 17 of the mobile 10 is configured to move on the horizontal plane 14 when the first portion 15 rolls without sliding on the horizontal plane 14 means that the force F1 that the cam exerts on the horizontal plane is greater than the force F which would cause the resultant to come out of one of the points of the contact zone 17 of their respective friction cone.
  • the force F1 that the cam exerts on the horizontal plane is less than the effort F.
  • the resultant of each of the points of the contact zone 17 does not come out of their respective friction cone. And the contact zone 17 adheres to the horizontal plane 14 when the second portion 1 6 slides without rolling on the horizontal plane 14.
  • the cam 1 1 may be eccentric about the cam axis X.
  • the cam 1 1 may be a cylindrical wheel about a wheel axle, the cam axis X being off-center with respect to the axis of the wheel, as shown in FIG. point O being the center of the wheel and the point C being the point of intersection of the cam axis X with the cam 1 1.
  • This embodiment has the advantage of being simple to manufacture.
  • the first portion 15 extends over a first angular sector 18 around the cam axis X, and the first angular sector 18 has a constant radius around the cam axis X.
  • the second portion 16 extends over a second angular sector 19 around the cam axis X distinct from the first angular sector 18, defining two junction zones between the first and second angular sectors 18, 19, and the radii. relative to the cam axis X of the first and second angular sectors 18, 19 vary continuously at the two junction areas.
  • the rotation of the cam 1 1 occurs smoothly when there is a transition in the contact of the cam 1 1 with the horizontal plane 14 from the first angular sector 18 to the second angular sector 19.
  • the contact zone 17 forms two point contact points with the horizontal plane.
  • the contact zone 17 may comprise two wheels, and the two wheels form the two point contact points with the horizontal plane 14.
  • the two rollers 17 in contact with the reference plane 14 facilitate the rotational mobility of the mobile 10 when the first portion 15 of the cam 1 1 rolls on the horizontal plane 14.
  • the two wheels may have a contact surface whose coating is adapted according to the roughness of the horizontal plane 14 so as to obtain the desired mobility of the mobile 10 with combined movement. It is not beyond the scope of the invention with a contact zone 17 with three or more points of contact, these contact points can be either only wheels, or only point supports or a combination of both.
  • the contact zone 17 may also be a surface contact zone or even several areas of surface contact, for example a pedestal-like foot of parallelepiped shape, the coating of which is adapted to allow the rolling and sliding of this zone on the horizontal plane 14.
  • FIGs 2a and 2b schematically show another embodiment of a mobile 30 combined movement of the invention.
  • the mobile 30 is identical to the mobile 10 shown in Figures 1a and 1b. Indeed, the mobile 30 with combined movement can move on a horizontal plane 14.
  • the mobile 30 comprises a body 9 comprising a contact zone 17 on the horizontal plane 14.
  • the mobile 30 with combined movement comprises a cam 31 rotatable relative to the body 9 about a cam axis X.
  • the cam 31 has a contact surface 32 in contact with the horizontal plane 14 during its rotation.
  • the cam 31 may also comprise a motorization unit designed to rotate the cam 31 around the cam axis X in such a way that the mobile 30 moves on the reference plane 14, or any other means allowing the setting in rotation of the cam 31.
  • the contact surface 32 of the cam 31 comprises a first portion 35 and a second portion 36 distinct, each of the first and the second portions 35, 36 having a distinct coefficient of friction, the coefficient of friction of the first portion 35 being greater than the coefficient of friction of the second portion 36, the first portion 35 being configured to roll without sliding on the horizontal plane 14, the second portion 36 being configured to slide without rolling on the horizontal plane 14 when the cam 31 is rotated around the second axis of rotation X.
  • the contact zone 17 of the combined motion mobile 30 is configured to move on the horizontal plane 14 when the first portion 35 rolls without sliding on the horizontal plane 14 and to adhere to the horizontal plane 14 when the second portion 36 slides without rolling on the horizontal plane 14.
  • the body 9 is therefore configured to rotate relative to the horizontal plane 14 about a vertical axis Z perpendicular to the cam axis X when the first portion 35 rolls without sliding on the horizontal plane 14 and to rotate relative to the horizontal plane 14 about a horizontal axis Y perpendicular to the cam axis X and to the vertical axis Z when the second portion 36 slides without rolling on the horizontal plane 14.
  • the mobile 30 differs from the mobile 10 in that the cam 31 is not circular. Indeed, it is not beyond the scope of the invention considering a cam 31 of elliptical or ovoid shape.
  • the contact surface 32 must just be curved so as to allow rotation of the cam 31.
  • the first portion 35 extends over a first angular sector 38 around the cam axis X, and the first angular sector 38 has a constant radius.
  • the second portion 36 extends over a second angular sector 39 around the cam axis X distinct from the first angular sector 38, defining two junction zones between the first and the second angular sectors 38, 39, and the radii 40, 41 of the first and second angular sectors 38, 39 vary continuously at the two junction areas, allowing the rotation of the cam 31 smoothly despite the different radii between the two angular sectors 38, 39.
  • the second angular sector 39 may comprise two zones of linear variation of the radius with respect to an angle made by the radius around the cam axis X, a first of the two zones having a radius that grows linearly and a second of the two zones having a ray that decreases linearly.
  • the second angular sector 39 has, starting from the first angular sector 38 and going towards the vertical represented by a vertical axis Z perpendicular to the cam axis X, a succession of increasing radii.
  • This configuration is particularly advantageously as explained below, but the invention also relates to any other cam configuration with different evolutions of its rays.
  • the second angular sector 39 may comprise a junction zone between the two zones of linear variation for which the radius is constant.
  • the mobile 10 is rotatable about the vertical axis Z when the cam 1 1, rotatable about the cam axis X, is in contact with the reference plane 14 at its first portion 15, by friction effect by adhesion of the cam 1 1 on the reference plane 14, the contact zone 17 of the mobile 10 being configured to move on the horizontal plane 14 when the first portion 15 rolls without sliding on the plane horizontal 14.
  • the cam 1 1 is in contact with the reference plane 14 at its second portion 1 6.
  • the contact surface 12 of the cam 1 1 is configured to slide in rolling, there is no more friction by adhesion, the contact area 17 of the mobile 10 being configured to adhere to the horizontal plane 14 when the second portion 1 6 slips without rolling on the horizontal plane 14
  • the cam 1 1 slides at the point of contact.
  • the mobile 10 is no longer rotatable about the vertical axis Z.
  • the cam 1 1 is eccentric and the second angular sector 19 has two zones of linear radius variation, it follows that when the cam 1 1 is rotatable about the cam axis X and in contact with the horizontal plane 14 at the second portion 1 6, the cam 1 1 slides without rolling on the horizontal plane 14 and the body 9 connected to the cam 1 1 at the cam axis of the cam 21 rotates around the Y axis. More precisely, since the contact with the horizontal plane 14 is at the level of the cam 1 1 and the contact zone 17, the upper part of the mobile 10 performs a translation. The translation performed is determined by the shift of the point C with respect to the point O.
  • the invention also applies to a cam of circular shape and non-eccentric, that is to say for a wheel.
  • the second phase is a immobilization phase of the mobile 10.
  • FIGS. 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h show schematically an operating cycle of the mobile 10 with combined movement according to the invention, corresponding to a cycle of rotation of the cam 1 1 around the axis of cam.
  • the mobile device 10 may comprise at least one image sensor 50 oriented along an orientation axis 51, able to produce an image of a sector located around the orientation axis 51.
  • the invention is described here with the axis of orientation substantially parallel to the axis of cam X, but it is obvious that the invention applies by analogy to any axis of orientation parallel or not to the axis Cam X.
  • Figures 3a and 3b show the first phase of rotation.
  • the cam 1 1 is in contact with the horizontal plane 14 at the first portion 15.
  • the cam 1 1 and therefore the mobile 10 roll on the horizontal plane 14, without sliding.
  • the mobile 10 is at the end of the first phase of rotation.
  • the cam 1 1 terminates its rotation on the first portion 15.
  • the orientation axis 51 swept the sector 52 during the rotation of the cam 1 1 on the first portion 15.
  • the image sensor 50 produced one or advantageously several images of the area around the axis of orientation 51.
  • the imaging frequency may be adapted to obtain a series of images representative of the environment of the mobile 10.
  • the frequency may for example be adapted according to the angular velocity of the cam 1 1.
  • Figures 3c to 3h show the second phase of rotation of the body about the Y axis.
  • the cam 1 1 is in contact with the horizontal plane 14 at the second portion 1 6.
  • the cam 1 1 and therefore the mobile 10 slide on the horizontal plane 14, without rolling.
  • the upper part of the mobile 10 performs a vertical translation. In other words, the mobile 10 is in the tilted position.
  • the mobile 10 is in the middle of the second phase of rotation, corresponding to obtaining a maximum translation.
  • the axis of orientation 51 swept the sector 53 during the rotation of the cam 1 1 on the second portion 1 6.
  • the image sensor 50 produced a or advantageously several images of the zone situated around the axis of orientation 51.
  • the imaging frequency can be adapted to obtain a series of images representative of the environment of the mobile 10.
  • the frequency can for example be adapted according to the angular velocity of the cam 1 1, and n ' is not necessarily the same frequency as that implemented during the first phase of rotation.
  • Figures 3f to 3h show the return of the mobile 10 from its tilted position to its vertical position.
  • the image sensor 50 can produce images during the entire duration of the second phase of rotation or only during the first part of this phase when the mobile 10 goes from a vertical position to a tilted position or only during the second part of this phase when the mobile 10 goes from a tilted position to a vertical position.
  • FIGS. 4a and 4b show schematically the views taken by the mobile 10 combined movement according to the invention after two cycles of operation. Each cycle is composed of two rotations, one resulting in a vertical translation and the other in a rotation.
  • the mobile 10 has carried out a first cycle making it possible to scan sector 53 vertically and to scan sector 54 by rotation.
  • FIG. 4b mobile 10 has carried out a second cycle enabling sector 55 and FIG. to sweep sector 56 by rotation.
  • the second phase is a phase of immobilization of the mobile 10.
  • the mobile 10 only scans the sectors 54 and 56.
  • the immobilization phases of the mobile 10 can then serve as a control loop. delay for example to allow the mobile 10 to transmit the images produced during the rotation phase to an external storage medium wireless connection.
  • FIG. 5 diagrammatically represents the totality of the views taken by the combined movement mobile device 10 according to the invention, after several cycles of operation, corresponding to a rotation of 360 ° of the mobile 10 around itself.
  • the mobile 10 has carried out a first cycle for vertically scanning the sector 53 and rotatingly scanning the sector 54.
  • the mobile 10 has carried out a second cycle for vertically scanning the sector 55 and to scan by rotation sector 56.
  • the image sensor 50 of the mobile 10 has scanned the sectors shown in FIG. the mobile 10 provides a three-dimensional graphical representation of its environment. This graphic representation may be more or less refined depending on the ability of the image sensor to produce a more or less wide image around the axis of orientation 51.
  • the mobile 10 may include several other image sensors positioned at different locations, to produce images under another or other orientation (s).
  • the combined motion mobile may comprise a digital image storage medium.
  • the digital image storage medium belongs to the cam 1 1.
  • the cam can be removable.
  • the body 9 may comprise a USB port substantially located on the cam axis (X), and the cam 1 1 forms a USB key intended to be connected to the port USB, for example located inside the shaft connecting the cam to the engine group.
  • the digital image storage medium is able to save a succession of images produced as and when the cam 1 1 rotates about the cam axis X. It is then possible to have the digital image storage medium mobile 10 several cycles of operation so that it saves the succession of corresponding images. After carrying out the operating cycles, the storage medium (possibly the cam 1 1) containing the succession of images may be used elsewhere to make the succession of images available to a user.
  • the mobile 10 may comprise wired or wireless communication means able to transmit the succession of images to a support outside the mobile 10.
  • Figures 6, 7, 8 show schematically another embodiment of the combined movement mobile according to the invention.
  • This embodiment of the mobile 60 with a combined movement differs from the embodiment shown in FIGS. 3a to 3h by the shape of its body 9.
  • the body 9 has a substantially rounded base so that that the contact zone 17 on the horizontal plane 14 forms a point of contact, whatever the phase in which the mobile 60 with combined movement, ie in phase of rotation about the axis, is located.
  • vertical Z as shown in Figures 6 and 7, or in phase of rotation about the Y axis, as shown in Figure 8.
  • the body 9 is configured to rotate relative to the horizontal plane 14 around the vertical axis Z perpendicular to the cam axis X when the first portion 15 rolls without sliding on the horizontal plane 14 and to rotate relative to the horizontal plane 14 about the horizontal axis Y perpendicular to the cam axis X and to the vertical axis Z when the second portion 1 6 slides without rolling on the horizontal plane 14.
  • the center of gravity of the mobile is situated on a vertical axis passing between the contact surface of the cam 1 1 with the horizontal plane 14 and the contact zone 17 when the first portion 15 rolls without sliding on the horizontal plane 14. So when the second portion 16 slides without rolling on the horizontal plane 14, the body 9 sways forward, as shown in Figure 8, without risk of falling forward.
  • This embodiment is particularly advantageous since the contact zone 17 with the horizontal plane 14 is always a point, which makes it possible to obtain a natural pivot effect at the center of the mobile and not at the edge of the mobile. This results in a better stability of the mobile.
  • the natural pivot effect decreases the lever arm approximately by a factor of two, and thus the power of the motor required for rotating the cam can be divided by this factor.
  • FIGS 9a, 9b, 9c, 9d schematically show different cam configurations according to the invention.
  • the cam 1 1 is shown in a substantially flattened shape such as a disc. It is not beyond the scope of the invention with a two-dimensional or three-dimensional cam, for example of geometric shape with three dimensions of uniform or non-uniform contour
  • the first 15 and the second 1 6 portions of the rolling surface 12 of the cam 1 1 each having a width, in an advantageous configuration, the width of the first portion 15 is greater than the width of the second portion 1 6, as shown in Figure 9b.
  • the first portion 15 is wider in order to produce a greater contact force when this portion is in contact with the horizontal plane 14.
  • the second portion 1 6 may be narrower to minimize the contact between the cam 1 1 and the plane horizontal 14 and promote the sliding of the cam 1 1 on the horizontal plane 14.
  • FIGS. 9c and 9d represent cams whose first 15 and second 16 portions of the rolling surface 12 of the cam 1 1 have a fairly large width, the width of the first portion 15 being greater than the width of the second portion 16 to promote contact with the horizontal plane 14.
  • the width of the second portion 1 6 is minimized as much as possible so that the cam 1 1 forms a point contact with the horizontal plane 14 when the second portion 16 is in contact with the horizontal plane 14.
  • the width of the first portion 15 is greater than the width of the second portion 1 6.
  • the invention thus comprises any cam of any shape having a first portion and a second distinct portion, each of the first and second portions having a distinct coefficient of friction, the coefficient of friction of the first portion being greater than the coefficient friction of the second portion.
  • the invention makes it possible to obtain a mobile of very simple structure, little bulky and inexpensive, requiring no particular maintenance, being able to be rotated around itself and to translate vertically.
  • an image sensor With an image sensor, such a mobile device makes it possible to obtain a three-dimensional graphical representation of its environment.

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Abstract

L'invention concerne un mobile (60) pouvant se déplacer sur un plan horizontal (14) comprenant un corps (9) comprenant une zone de contact (17) sur le plan horizontal (14), une came (11) mobile en rotation par rapport au corps (9) autour d'un axe de came X, la came (11) présentant une surface de contact (12) avec le plan horizontal (14) lors de sa rotation. Selon l'invention, la surface de contact (12) de la came (11) comprend une première portion (15) et une seconde portion (16) distinctes, chacune de la première (15) et de la seconde (16) portions ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion (15) étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion (16), la première portion (15) étant configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal (14), la seconde portion (16) étant configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal (14), et en ce que le corps (9) est configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal (14) autour d'un axe vertical (Z) perpendiculaire à l'axe de came (X) quand la première portion (15) roule sans glisser sur le plan horizontal (14) et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal (14) autour d'un axe horizontal (Y) perpendiculaire à l'axe de came (X) et à l'axe vertical (Z) quand la seconde portion (16) glisse sans rouler sur le plan horizontal (14).

Description

MOBILE A MOUVEMENT COMBINE
L'invention se situe dans le domaine de la mise en mouvement d'un objet et concerne un mobile à mouvement combiné avec une structure simple. De manière générale, l'invention consiste à faire tourner un objet autour de deux axes de rotation : rotation autour de lui-même selon un axe vertical et rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'axe vertical. Autrement dit, l'invention consiste à mettre un objet en mouvement de façon à ce qu'il puisse faire une rotation autour de son axe cumulée à une seconde rotation.
L'invention peut trouver une application dans la prise de vues. Par exemple, il peut être souhaitable d'obtenir une prise de vue à 360° autour d'un objet. Cela peut être le cas pour un dispositif de sécurité qui consiste à visualiser un espace tel qu'une pièce dans laquelle on souhaite s'assurer qu'il n'y a pas d'intrusion. Pour ce faire, il suffit alors de rendre l'objet mobile en rotation sur lui-même. L'objet muni d'un capteur d'images peut produire sous forme d'images une représentation de son environnement sous la forme d'une bande (la hauteur de cette bande dépendant de la hauteur de vue que le capteur d'images est apte à faire). Afin d'avoir une prise de vue représentative de l'espace tridimensionnel environnant, il est avantageux, en plus de la vue à 360° autour de l'objet, d'avoir des informations supplémentaires, au-delà de la hauteur de la bande. En plus de la rotation sur lui-même, il faut alors que l'objet puisse effectuer un balayage vertical, par exemple en se translatant verticalement pour permettre d'obtenir une représentation graphique tridimensionnelle de son environnement.
Il existe différentes solutions de mise en rotation et translation d'un objet. Par exemple, un moteur peut rendre un objet mobile en rotation autour de son axe. Un autre moteur peut permettre à l'objet d'être mobile en translation selon un axe prédéfini. Cette solution nécessite donc la présence de deux moteurs, ce qui peut être encombrant, complexe et coûteux.
Une autre solution consiste à utiliser un seul moteur pour faire la rotation et la translation. Le moteur rend l'objet mobile en rotation autour de son axe et grâce à un mécanisme incluant une came et un arbre à came, le même moteur peut engendrer une translation de l'objet. Cette solution ne requiert certes qu'un seul moteur mais nécessite néanmoins un mécanisme à plusieurs pièces, parfois complexe à mettre en œuvre.
L'invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant un mobile de structure très simple, peu encombrant et peu coûteux, ne nécessitant aucun entretien particulier, permettant à un objet d'être mobile en rotation autour de lui-même, autour d'un axe vertical, et d'ajouter à cette rotation une autre rotation selon un axe perpendiculaire à l'axe vertical. La rotation autour de l'axe vertical permet de scanner une pièce dans le plan horizontal, la seconde rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'axe vertical permet de scanner dans le plan vertical, et on peut procéder ainsi à tour de rôle en se faisant succéder les deux types de rotation.
A cet effet, l'invention a pour objet un mobile pouvant se déplacer sur un plan horizontal comprenant un corps comprenant une zone de contact sur le plan horizontal, une came mobile en rotation par rapport au corps autour d'un axe de came, la came présentant une surface de contact avec le plan horizontal lors de sa rotation, caractérisé en ce que la surface de contact de la came comprend une première portion et une seconde portion distinctes, chacune de la première et de la seconde portions ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion, la première portion étant configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal, la seconde portion étant configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal, et en ce que le corps est configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal autour d'un axe vertical perpendiculaire à l'axe de came quand la première portion roule sans glisser sur le plan horizontal et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal autour d'un axe horizontal perpendiculaire à l'axe de came et à l'axe vertical quand la seconde portion glisse sans rouler sur le plan horizontal. Avantageusement, la came est excentrique autour de l'axe de came.
Selon un mode de réalisation, la came est une roue cylindrique autour d'un axe de roue, l'axe de came étant décentré par rapport à l'axe de roue.
Avantageusement, la première portion s'étend sur un premier secteur angulaire autour de l'axe de came, et le premier secteur angulaire a un rayon constant autour de l'axe de came.
Avantageusement, la seconde portion s'étend sur un second secteur angulaire autour de l'axe de came distinct du premier secteur angulaire, définissant deux zones de jonction entre le premier et le second secteurs angulaires, et les rayons par rapport à l'axe de came des premier et second secteurs angulaires varient de façon continue au niveau des deux zones de jonction.
Avantageusement, le second secteur angulaire comprend deux zones de variation linéaire du rayon par rapport à un angle que fait le rayon autour de l'axe de came, une première des deux zones ayant un rayon qui croît linéairement et une seconde des deux zones ayant un rayon qui décroît linéairement. Selon un autre mode de réalisation, la zone de contact forme deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal.
Avantageusement, la zone de contact comprend deux roulettes, et les deux roulettes forment les deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal.
Selon un autre mode de réalisation, le corps est configuré de façon à ce que la zone de contact forme un point de contact ponctuel avec le plan horizontal.
Selon ce mode de réalisation, avantageusement, le centre de gravité du mobile est situé sur un axe vertical passant entre la surface de contact de la came avec le plan horizontal et la zone de contact quand la première portion roule sans glisser sur le plan horizontal.
Avantageusement, la première et la seconde portions de la surface de roulement de la came ayant chacune une largeur, la largeur de la première portion est supérieure à la largeur de la seconde portion.
Selon un autre mode de réalisation, le mobile comprend au moins un capteur d'image orienté selon un axe d'orientation, apte à produire une image d'un secteur situé autour de l'axe d'orientation.
Avantageusement, le mobile comprend un support de stockage d'images numériques. Avantageusement, le support de stockage d'images numériques appartient à la came.
Avantageusement, la came est amovible. Selon un autre mode de réalisation, le corps comprend un port
USB sensiblement situé sur l'axe de came, et la came forme une clé USB destinée à être branchée sur le port USB.
Avantageusement, le support de stockage d'images numériques est apte à sauvegarder une succession d'images produites au fur et à mesure de la rotation de la came autour de l'axe de came.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel :
- les figures 1 a et 1 b représentent schématiquement un mode de réalisation d'un mobile à mouvement combiné selon l'invention,
- les figures 2a et 2b représentent schématiquement un autre mode de réalisation du mobile à mouvement combiné selon l'invention,
- les figures 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h représentent schématiquement un cycle de fonctionnement du mobile à mouvement combiné selon l'invention, - les figures 4a et 4b représentent schématiquement les vues prises par le mobile à mouvement combiné selon l'invention, après deux cycles de fonctionnement,
- la figure 5 représente schématiquement la totalité des vues prises par le mobile à mouvement combiné selon l'invention, après plusieurs cycles de fonctionnement, correspondant à une rotation de 360° du mobile autour de lui-même,
- les figures 6, 7, 8 représentent schématiquement un autre mode de réalisation du mobile à mouvement combiné selon l'invention,
- les figures 9a, 9b, 9c, 9d représentent schématiquement différentes configurations de came selon l'invention.
Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.
L'invention concerne un mobile à mouvement combiné. On entend par mobile tout objet apte à se déplacer. Le mobile peut être par exemple un véhicule. Les figures 1a et 1 b représentent schématiquement un mode de réalisation d'un mobile 10 à mouvement combiné selon l'invention. La figure 1 a représente une vue de derrière, la figure 1 b représente une vue de profil du mobile 10. Le mobile 10 à mouvement combiné peut se déplacer sur un plan horizontal 14. Le mobile 10 comprend un corps 9 comprenant une zone de contact 17 sur le plan horizontal 14. Le mobile 10 à mouvement combiné comprend une came 1 1 mobile en rotation par rapport au corps 9 autour d'un axe de came X. La came 1 1 présente une surface de contact 12 en contact avec le plan horizontal 14 lors de sa rotation. La came 1 1 peut aussi comprendre un groupe de motorisation destiné à entraîner en rotation la came 1 1 autour de l'axe de came X de façon à ce que le mobile 10 se déplace sur le plan de référence 14, ou tout autre moyen permettant la mise en rotation de la came 1 1 . Selon l'invention, la surface de contact 12 de la came 1 1 comprend une première portion 15 et une seconde portion 16 distinctes, chacune de la première et de la seconde portions 15, 16 ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion 15 étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion 1 6, la première portion 15 étant configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal 14, la seconde portion 1 6 étant configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal 14 lorsque la came 1 1 est entraînée en rotation autour du deuxième axe de rotation X. Le corps 9 est configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour d'un axe vertical Z perpendiculaire à l'axe de came X quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour d'un axe horizontal Y perpendiculaire à l'axe de came X et à l'axe vertical Z quand la seconde portion 1 6 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14.
Autrement dit, la zone de contact 17 du mobile 10 à mouvement combiné est configurée pour se déplacer sur le plan horizontal 14 quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 et pour adhérer au plan horizontal 14 quand la seconde portion 1 6 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14.
Par exemple, la première portion 15 peut être rugueuse et la seconde portion 1 6 peut être lisse.
Si on considère l'effort F que la came exerce sur le plan horizontal, il existe un vecteur résultante R formant un angle Phi avec le vecteur poids du mobile. L'angle Phi définit le cône de frottement. Le coefficient de frottement du mobile sur le plan horizontal est donc défini par tan Phi (tangente de l'angle Phi). Le mobile se déplace si un effort F0 exercé par la came sur le plan horizontal devient supérieur à la valeur F de l'effort de façon à ce que le vecteur résultante R0 forme avec le vecteur poids un angle PhiO supérieur à Phi, c'est-à-dire pour que le vecteur résultante R0 sorte du cône de frottement.
Autrement dit, le fait que la première portion 15 soit configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal 14 et la zone de contact 17 du mobile 10 soit configurée pour se déplacer sur le plan horizontal 14 quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 signifie que l'effort F1 que la came exerce sur le plan horizontal est supérieur à l'effort F qui ferait sortir la résultante d'un des points de la zone de contact 17 de leur cône de frottement respectif. En ce qui concerne la seconde portion 16 configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal 14 lorsque la came 1 1 est entraînée en rotation autour du deuxième axe de rotation X, l'effort F1 que la came exerce sur le plan horizontal est inférieur à l'effort F. La résultante de chacun des points de la zone de contact 17 ne sort pas de leur cône de frottement respectif. Et la zone de contact 17 adhère au plan horizontal 14 quand la seconde portion 1 6 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14.
Selon un mode de réalisation, la came 1 1 peut être excentrique autour de l'axe de came X.
Selon un mode de réalisation, la came 1 1 peut être une roue cylindrique autour d'un axe de roue, l'axe de came X étant décentré par rapport à l'axe de la roue, comme représenté sur la figure 1 a, le point O étant le centre de la roue et le point C étant le point d'intersection de l'axe de came X avec la came 1 1 . Ce mode de réalisation présente l'avantage d'être simple à fabriquer.
La première portion 15 s'étend sur un premier secteur angulaire 18 autour de l'axe de came X, et le premier secteur angulaire 18 a un rayon constant autour de l'axe de came X.
La seconde portion 1 6 s'étend sur un second secteur angulaire 19 autour de l'axe de came X distinct du premier secteur angulaire 18, définissant deux zones de jonction entre le premier et le second secteurs angulaires 18, 19, et les rayons par rapport à l'axe de came X des premier et second secteurs angulaires 18, 19 varient de façon continue au niveau des deux zones de jonction. Ainsi, malgré la variation des rayons entre les deux secteurs angulaires 18, 19, la rotation de la came 1 1 s'effectue sans à-coup lorsqu'il y a une transition dans le contact de la came 1 1 avec le plan horizontal 14 du premier secteur angulaire 18 vers le second secteur angulaire 19.
Selon un mode de réalisation, la zone de contact 17 forme deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal. Avantageusement, la zone de contact 17 peut comprendre deux roulettes, et les deux roulettes forment les deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal 14. Les deux roulettes 17 en contact avec le plan de référence 14 facilitent la mobilité en rotation du mobile 10 lorsque la première portion 15 de la came 1 1 roule sur la plan horizontal 14. Les deux roulettes peuvent avoir une surface de contact dont le revêtement est adapté en fonction de la rugosité du plan horizontal 14 de façon à obtenir la mobilité souhaitée du mobile 10 à mouvement combiné. On ne sort pas du cadre de l'invention avec une zone de contact 17 avec trois points de contact ou plus, ces points de contact pouvant être soit uniquement des roulettes, soit uniquement des appuis ponctuels ou bien une combinaison des deux. La zone de contact 17 peut également être une zone de contact surfacique ou même plusieurs zones de contact surfacique, par exemple un pied de forme parallélépipédique de type pied de chaise et dont le revêtement est adapté pour permettre le roulement et le glissement de cette zone sur le plan horizontal 14.
Les figures 2a et 2b représentent schématiquement un autre mode de réalisation d'un mobile 30 de mouvement combiné selon l'invention. Le mobile 30 est identique au mobile 10 présenté sur les figures 1 a et 1 b. En effet, le mobile 30 à mouvement combiné peut se déplacer sur un plan horizontal 14. Le mobile 30 comprend un corps 9 comprenant une zone de contact 17 sur le plan horizontal 14. Le mobile 30 à mouvement combiné comprend une came 31 mobile en rotation par rapport au corps 9 autour d'un axe de came X. La came 31 présente une surface de contact 32 en contact avec le plan horizontal 14 lors de sa rotation. La came 31 peut aussi comprendre un groupe de motorisation destiné à entraîner en rotation la came 31 autour de l'axe de came X de façon à ce que le mobile 30 se déplace sur le plan de référence 14, ou tout autre moyen permettant la mise en rotation de la came 31 . Selon l'invention, la surface de contact 32 de la came 31 comprend une première portion 35 et une seconde portion 36 distinctes, chacune de la première et de la seconde portions 35, 36 ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion 35 étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion 36, la première portion 35 étant configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal 14, la seconde portion 36 étant configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal 14 lorsque la came 31 est entraînée en rotation autour du deuxième axe de rotation X. La zone de contact 17 du mobile 30 à mouvement combiné est configurée pour se déplacer sur le plan horizontal 14 quand la première portion 35 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 et pour adhérer au plan horizontal 14 quand la seconde portion 36 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14. Le corps 9 est donc configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour d'un axe vertical Z perpendiculaire à l'axe de came X quand la première portion 35 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour d'un axe horizontal Y perpendiculaire à l'axe de came X et à l'axe vertical Z quand la seconde portion 36 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14.
Le mobile 30 se différencie du mobile 10 en ce que la came 31 n'est pas de forme circulaire. En effet, on ne sort pas du cadre de l'invention en considérant une came 31 de forme elliptique ou ovoïde. La surface de contact 32 doit juste être courbe de façon à permettre une rotation de la came 31 . La première portion 35 s'étend sur un premier secteur angulaire 38 autour de l'axe de came X, et le premier secteur angulaire 38 a un rayon constant.
La seconde portion 36 s'étend sur un second secteur angulaire 39 autour de l'axe de came X distinct du premier secteur angulaire 38, définissant deux zones de jonction entre le premier et le second secteurs angulaires 38, 39, et les rayons 40, 41 des premier et second secteurs angulaires 38, 39 varient de façon continue au niveau des deux zones de jonction, permettant la rotation de la came 31 sans à-coup malgré les rayons différents entre les deux secteurs angulaires 38, 39.
Le second secteur angulaire 39 peut comprendre deux zones de variation linéaire du rayon par rapport à un angle que fait le rayon autour de l'axe de came X, une première des deux zones ayant un rayon qui croît linéairement et une seconde des deux zones ayant un rayon qui décroît linéairement. Comme représenté sur la figure 2a, le second secteur angulaire 39 a, en partant du premier secteur angulaire 38 et en allant vers la verticale représentée par un axe vertical Z perpendiculaire à l'axe de came X, une succession de rayons croissants. Cette configuration est particulièrement avantageusement comme expliqué plus loin, mais l'invention concerne aussi toute autre configuration de came avec différentes évolutions de ses rayons.
En outre, le second secteur angulaire 39 peut comprendre une zone de jonction entre les deux zones de variation linéaire pour laquelle le rayon est constant. Il en résulte, pendant que la came 31 glisse sans rouler quand cette zone est en contact avec le plan horizontal 14, que le corps n'est plus en mouvement pendant la durée de contact entre le plan horizontal 14 et cette zone de la came 31 . Autrement dit, pendant cette durée, le mobile 30 n'effectue ni rotation ni translation. Cette configuration peut permettre au mobile 30 d'avoir une boucle de temporisation dans son cycle de fonctionnement.
Il en résulte que le mobile 10 est mobile en rotation autour de l'axe verticale Z quand la came 1 1 , mobile en rotation autour de l'axe de came X, est en contact avec le plan de référence 14 au niveau de sa première portion 15, par effet de frottement par adhérence de la came 1 1 sur le plan de référence 14, la zone de contact 17 du mobile 10 étant configurée pour se déplacer sur le plan horizontal 14 quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14. En tournant autour de l'axe de came X, il arrive un moment où la came 1 1 est en contact avec le plan de référence 14 au niveau de sa seconde portion 1 6. Comme la surface de contact 12 de la came 1 1 est configurée pour glisser dans rouler, il n'y a plus de frottement par adhérence, la zone de contact 17 du mobile 10 étant configurée pour adhérer au plan horizontal 14 quand la seconde portion 1 6 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14. La came 1 1 glisse au niveau du point de contact. De ce fait, le mobile 10 n'est plus mobile en rotation autour de l'axe vertical Z.
Comme la came 1 1 est excentrique et que le second secteur angulaire 19 a deux zones de variation linéaire de rayon, il s'ensuit que, lorsque la came 1 1 est mobile en rotation autour de l'axe de came X et en contact avec le plan horizontal 14 au niveau de la seconde portion 1 6, la came 1 1 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14 et le corps 9 relié à la came 1 1 au niveau de l'axe de came de la came 21 effectue une rotation autour de l'axe Y. Plus précisément, comme le contact avec le plan horizontal 14 se fait au niveau de la came 1 1 et de la zone de contact 17, la partie supérieure du mobile 10 effectue une translation. La translation effectuée est déterminée par le décalage du point C par rapport au point O.
On distingue ainsi deux phases de mouvement lors d'un cycle de rotation autour de l'axe de came: une première phase de rotation autour de l'axe vertical Z quand la première portion 15 est en contact avec le plan horizontal 14 et une seconde phase de rotation du corps 9 autour de l'axe Y quand la seconde portion 1 6 est en contact avec le plan horizontal.
A noter que l'invention s'applique aussi pour une came de forme circulaire et non-excentrique, c'est-à-dire pour une roue. Dans ce cas, la seconde phase est une phase d'immobilisation du mobile 10.
Les figures 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h représentent schématiquement un cycle de fonctionnement du mobile 10 à mouvement combiné selon l'invention, correspondant à un cycle de rotation de la came 1 1 autour de l'axe de came. Le mobile 10 peut comprendre au moins un capteur d'image 50 orienté selon un axe d'orientation 51 , apte à produire une image d'un secteur situé autour de l'axe d'orientation 51 . L'invention est décrite ici avec l'axe d'orientation sensiblement parallèle à l'axe de came X, mais il est bien évident que l'invention s'applique par analogie à tout axe d'orientation parallèle ou non à l'axe de came X.
Les figures 3a et 3b représentent la première phase de rotation. La came 1 1 est en contact avec le plan horizontal 14 au niveau de la première portion 15. La came 1 1 et donc le mobile 10 roulent sur le plan horizontal 14, sans glisser. En figure 3b, le mobile 10 est en fin de première phase de rotation. La came 1 1 termine sa rotation sur la première portion 15. L'axe d'orientation 51 a balayé le secteur 52 pendant la rotation de la came 1 1 sur la première portion 15. Pendant la rotation de la came 1 1 sur la première portion 15, le capteur d'images 50 a produit une ou avantageusement plusieurs images de la zone située autour de l'axe d'orientation 51 . La fréquence de prise d'images peut être adaptée de façon à obtenir une série d'images représentative de l'environnement du mobile 10. La fréquence peut par exemple être adaptée en fonction de la vitesse angulaire de la came 1 1 .
Les figures 3c à 3h représentent la seconde phase de rotation du corps autour de l'axe Y. La came 1 1 est en contact avec le plan horizontal 14 au niveau de la seconde portion 1 6. La came 1 1 et donc le mobile 10 glissent sur le plan horizontal 14, sans rouler. La partie haute du mobile 10 effectue une translation verticale. Autrement dit, le mobile 10 est en position basculée. En figure 3e, le mobile 10 est en milieu de seconde phase de rotation, correspondant à l'obtention d'une translation maximale. L'axe d'orientation 51 a balayé le secteur 53 pendant la rotation de la came 1 1 sur la seconde portion 1 6. Pendant la rotation de la came 1 1 sur la seconde portion 16, le capteur d'images 50 a produit une ou avantageusement plusieurs images de la zone située autour de l'axe d'orientation 51 . La fréquence de prise d'images peut être adaptée de façon à obtenir une série d'images représentative de l'environnement du mobile 10. La fréquence peut par exemple être adaptée en fonction de la vitesse angulaire de la came 1 1 , et n'est pas nécessairement la même fréquence que celle mise en œuvre pendant la première phase de rotation.
Les figures 3f à 3h représentent le retour du mobile 10 de sa position basculée à sa position verticale. Le capteur d'images 50 peut produire des images pendant toute la durée de la seconde phase de rotation ou bien seulement pendant la première partie de cette phase quand le mobile 10 va d'une position verticale à une position basculée ou bien seulement pendant la seconde partie de cette phase quand le mobile 10 va d'une position basculée à une position verticale.
Les figures 4a et 4b représentent schématiquement les vues prises par le mobile 10 à mouvement combiné selon l'invention, après deux cycles de fonctionnement. Chaque cycle est composé de deux rotations, l'une résultant en une translation verticale et l'autre en une rotation. Sur la figure 4a, le mobile 10 a effectué un premier cycle permettant de balayer verticalement le secteur 53 et de balayer par rotation le secteur 54. Sur la figure 4b, le mobile 10 a effectué un deuxième cycle permettant de balayer verticalement le secteur 55 et de balayer par rotation le secteur 56.
On peut rappeler que l'invention s'applique aussi pour une came de forme circulaire et non-excentrique, c'est-à-dire pour une roue. Dans ce cas, la seconde phase est une phase d'immobilisation du mobile 10. Dans ce cas particulier, le mobile 10 ne balaie que les secteurs 54 et 56. Les phases d'immobilisation du mobile 10 peuvent alors servir de boucle de temporisation par exemple pour permettre au mobile 10 de transmettre les images produites lors de la phase de rotation à un support de stockage extérieur par connexion sans fil. La figure 5 représente schématiquement la totalité des vues prises par le mobile 10 à mouvement combiné selon l'invention, après plusieurs cycles de fonctionnement, correspondant à une rotation de 360° du mobile 10 autour de lui-même. Comme expliqué précédemment, le mobile 10 a effectué un premier cycle permettant de balayer verticalement le secteur 53 et de balayer par rotation le secteur 54. Puis, le mobile 10 a effectué un deuxième cycle permettant de balayer verticalement le secteur 55 et de balayer par rotation le secteur 56. Après une succession de plusieurs cycles de fonctionnement, c'est-à-dire après plusieurs rotations complètes de la came 1 1 , le capteur d'images 50 du mobile 10 a balayé les secteurs représentés sur la figure 5. Ainsi le mobile 10 permet d'obtenir une représentation graphique tridimensionnelle de son environnement. Cette représentation graphique peut être plus ou moins raffinée selon la capacité du capteur d'images à produire une image plus ou moins large autour de l'axe d'orientation 51 . De même, il est possible d'adapter la forme de la came 1 1 pour obtenir un balayage vertical importante et une rotation sur un petit secteur angulaire afin d'avoir une représentation graphique plus fine de l'environnement. Enfin, le mobile 10 peut comprendre plusieurs autres capteurs d'images positionnés à différents endroits, pour produire des images sous une autre ou des autres orientation(s).
Selon un autre mode de réalisation, le mobile 10 à mouvement combiné peut comprendre un support de stockage d'images numériques. Le support de stockage d'images numériques appartient à la came 1 1 . Selon un autre mode de réalisation, la came peut être amovible.
Dans ce cas, si le support de stockage appartient à la came, le corps 9 peut comprendre un port USB sensiblement situé sur l'axe de came (X), et la came 1 1 forme une clé USB destinée à être branchée sur le port USB, par exemple située à l'intérieur de l'arbre reliant la came au groupe de motorisation. Avantageusement, le support de stockage d'images numériques est apte à sauvegarder une succession d'images produites au fur et à mesure de la rotation de la came 1 1 autour de l'axe de came X. Il est alors possible de faire effectuer au mobile 10 plusieurs cycles de fonctionnement de façon à ce qu'il sauvegarde la succession d'images correspondantes. Après la réalisation des cycles de fonctionnement, le support de stockage (éventuellement la came 1 1 ) contenant la succession d'images peut être utilisé par ailleurs pour mettre la succession d'images à disposition d'un utilisateur.
Alternativement, le mobile 10 peut comprendre des moyens de communication filaires ou sans fil apte à transmettre la succession d'images à un support extérieur au mobile 10.
Les figures 6, 7, 8 représentent schématiquement un autre mode de réalisation du mobile à mouvement combiné selon l'invention. Ce mode de réalisation du mobile 60 à mouvement combiné se différencie du mode de réalisation présenté sur les figures 3a à 3h par la forme de son corps 9. Sur les figures 6, 7, 8, le corps 9 a une base sensiblement arrondie de façon à ce que la zone de contact 17 sur le plan horizontal 14 forme un point de contact, quelque soit la phase dans laquelle se trouve le mobile 60 à mouvement combiné, c'est-à-dire en phase de rotation autour de l'axe vertical Z, comme représenté sur les figures 6 et 7, ou en phase de rotation autour de l'axe Y, comme représenté sur la figure 8. Le corps 9 est configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour de l'axe vertical Z perpendiculaire à l'axe de came X quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour de l'axe horizontal Y perpendiculaire à l'axe de came X et à l'axe vertical Z quand la seconde portion 1 6 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14.
Avantageusement, le centre de gravité du mobile est situé sur un axe vertical passant entre la surface de contact de la came 1 1 avec le plan horizontal 14 et la zone de contact 17 quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14. Ainsi, lorsque la seconde portion 16 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14, le corps 9 se balance vers l'avant, comme représenté sur la figure 8, sans risque de chute vers l'avant.
Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux puisque la zone de contact 17 avec le plan horizontal 14 est toujours un point, ce qui permet d'obtenir un effet de pivot naturel au centre du mobile et non pas sur le bord du mobile. Il en résulte une meilleure stabilité du mobile. De plus, l'effet de pivot naturel diminue le bras de levier approximativement d'un facteur deux et donc la puissance du moteur nécessaire pour la mise en rotation de la came peut être divisée par ce facteur.
Les figures 9a, 9b, 9c, 9d représentent schématiquement différentes configurations de came selon l'invention. Dans les représentations précédentes, la came 1 1 est représentée dans une forme sensiblement aplatie tel un disque. On ne sort pas du cadre de l'invention avec une came bidimensionnelle ou tridimensionnelle, par exemple de forme géométrique à trois dimensions de contour uniforme ou non-uniforme
La première 15 et la seconde 1 6 portions de la surface de roulement 12 de la came 1 1 ayant chacune une largeur, dans une configuration avantageuse, la largeur de la première portion 15 est supérieure à la largeur de la seconde portion 1 6, comme représenté sur la figure 9b. La première portion 15 est plus large afin de produire une force de contact plus importante lorsque cette portion est en contact avec le plan horizontal 14. La seconde portion 1 6 peut être moins large afin de minimiser le contact entre la came 1 1 et le plan horizontal 14 et favoriser le glissement de la came 1 1 sur le plan horizontal 14.
Les figures 9c et 9d représentent des cames dont les première 15 et la seconde 1 6 portions de la surface de roulement 12 de la came 1 1 ont une largeur assez importante, la largeur de la première portion 15 étant supérieure à la largeur de la seconde portion 16 pour favoriser le contact avec le plan horizontal 14. A l'extrême, on peut aussi considérer une came comme celle représentée sur la figure 9a. La largeur de la seconde portion 1 6 est minimisée autant que possible de façon à ce que la came 1 1 forme un contact ponctuel avec le plan horizontal 14 quand la seconde portion 16 est en contact avec le plan horizontal 14. La largeur de la première portion 15 est supérieure à la largeur de la seconde portion 1 6.
Enfin, l'invention comprend ainsi toute came de toute forme ayant une première portion et une seconde portion distinctes, chacune de la première et de la seconde portions ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion.
L'invention permet d'obtenir un mobile de structure très simple, peu encombrant et peu coûteux, ne nécessitant aucun entretien particulier, pouvant être mobile en rotation autour de lui-même et de se translater verticalement. Avec un capteur d'images, un tel mobile permet l'obtention d'une représentation graphique tridimensionnelle de son environnement.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Mobile (10, 30, 60) pouvant se déplacer sur un plan horizontal (14) comprenant :
- un corps (9) comprenant une zone de contact (17) sur le plan horizontal (14),
- une came (1 1 , 31 ) mobile en rotation par rapport au corps (9) autour d'un axe de came (X), la came (1 1 , 31 ) présentant une surface de contact (12, 32) avec le plan horizontal (14) lors de sa rotation,
caractérisé en ce que la surface de contact (12, 32) de la came (1 1 , 31 ) comprend une première portion (15, 35) et une seconde portion (1 6, 36) distinctes, chacune de la première (15, 35) et de la seconde (16, 36) portions ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion (15, 35) étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion (1 6, 36), la première portion (15, 35) étant configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal (14), la seconde portion (1 6, 36) étant configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal (14), et en ce que le corps (9) est configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal (14) autour d'un axe vertical (Z) perpendiculaire à l'axe de came (X) quand la première portion (15, 35) roule sans glisser sur le plan horizontal (14) et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal (14) autour d'un axe horizontal (Y) perpendiculaire à l'axe de came (X) et à l'axe vertical (Z) quand la seconde portion (1 6, 36) glisse sans rouler sur le plan horizontal (14).
2. Mobile (10, 30, 60) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la came (1 1 , 31 ) est excentrique autour de l'axe de came (X).
3. Mobile (10, 60) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la came (1 1 ) est une roue cylindrique autour d'un axe de roue, l'axe de came (X) étant décentré par rapport à l'axe de roue.
4. Mobile (10, 30, 60) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première portion (15, 35) s'étend sur un premier secteur angulaire (18, 38) autour de l'axe de came (X), et en ce que le premier secteur angulaire (18, 38) a un rayon (20, 40) constant autour de l'axe de came (X).
5. Mobile (10, 30, 60) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la seconde portion (1 6, 36) s'étend sur un second secteur angulaire (19,
39) autour de l'axe de came (X) distinct du premier secteur angulaire (18, 38), définissant deux zones de jonction entre le premier (18, 38) et le second (19, 39) secteurs angulaires, et en ce que les rayons par rapport à l'axe de came (X) des premier (18, 38) et second (19, 39) secteurs angulaires varient de façon continue au niveau des deux zones de jonction.
6. Mobile (10, 30, 60) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second secteur angulaire (19, 39) comprend deux zones de variation linéaire du rayon par rapport à un angle que fait le rayon autour de l'axe de came (X), une première des deux zones ayant un rayon qui croît linéairement et une seconde des deux zones ayant un rayon qui décroît linéairement.
7. Mobile (10, 30) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la zone de contact (17) forme deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal (14).
8. Mobile (10, 30) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la zone de contact (17) comprend deux roulettes (17), et en ce que les deux roulettes (17) forment les deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal (14).
9. Mobile (60) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps (9) est configuré de façon à ce que la zone de contact (17) forme un point de contact ponctuel avec le plan horizontal (14).
10. Mobile (60) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le centre de gravité du mobile est situé sur l'axe vertical (Z) passant entre la surface de contact de la came (1 1 ) avec le plan horizontal (14) et la zone de contact (17) quand la première portion (15) roule sans glisser sur le plan horizontal (14).
1 1 . Mobile (10, 30, 60) selon l'une quelconque des revendications précédentes, la première (15, 35) et la seconde (1 6, 36) portions de la surface de roulement (12, 32) de la came (1 1 , 31 ) ayant chacune une largeur, caractérisé en ce que la largeur de la première portion (15, 35) est supérieure à la largeur de la seconde portion (1 6, 36).
12. Mobile (10, 30, 60) selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur d'image (50) orienté selon un axe d'orientation (51 ), apte à produire une image d'un secteur situé autour de l'axe d'orientation (51 ).
13. Mobile (10, 30, 60) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un support de stockage d'images numériques.
14. Mobile (10, 30, 60) selon la revendication 13, caractérisé en ce que le support de stockage d'images numériques appartient à la came (1 1 , 31 ).
15. Mobile (10, 30) selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que la came (1 1 , 31 ) est amovible.
16. Mobile (10, 30, 60) selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que le corps (9) comprend un port USB sensiblement situé sur l'axe de came (X), et en ce que la came (1 1 , 31 ) forme une clé USB destinée à être branchée sur le port USB.
17. Mobile (10, 30, 60) selon l'une quelconque des revendications 13 à 1 6, caractérisé en ce que le support de stockage d'images numériques est apte à sauvegarder une succession d'images produites au fur et à mesure de la rotation de la came autour de l'axe de came (X).
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