ES2402406T3

ES2402406T3 - Procedimiento de orientación de una torreta hexápoda

Info

Publication number: ES2402406T3
Application number: ES02743335T
Authority: ES
Inventors: Jean-Pierre Gaechter
Original assignee: Zodiac Data Systems SAS
Current assignee: Safran Data Systems SAS
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2013-05-03
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: KR100880290B1; US7081866B2; EP1396046B9; FR2825445A1; US20040244525A1; EP1396046A1; EP1396046B1; WO2002097920A8; KR20030051608A; WO2002097920A1; FR2825445B1

Abstract

Procedimiento de desplazamiento del plato móvil (2Procedimiento de desplazamiento del plato móvil (20) de un hexápodo (100) cuyas patas (1, 2, 3, 4, 50) de un hexápodo (100) cuyas patas (1, 2, 3, 4, 5, 6) estánprovistas de un dispositivo de regulació, 6) estánprovistas de un dispositivo de regulación de la longitud, a partir de una orientación V1 dn de la longitud, a partir de una orientación V1 definida por sus coordenadasazimut-elevación (&alphefinida por sus coordenadasazimut-elevación (α1, ß1) hacia una orientación Vi+1 definida por sa;1, ß1) hacia una orientación Vi+1 definida por sus coordenadas azimut-elevación (α1+1, ß1+1)us coordenadas azimut-elevación (α1+1, ß1+1), quecomprende las etapas según las cuales: - se d, quecomprende las etapas según las cuales: - se define una ley que define una distancia de desviaciefine una ley que define una distancia de desviación d en función de la orientación del plato (20); ón d en función de la orientación del plato (20); - se determina la distancia de desviación d corres- se determina la distancia de desviación d correspondiente a la orientación Vi+1; - se mandan los dpondiente a la orientación Vi+1; - se mandan los dispositivos de regulación para modificar las longiispositivos de regulación para modificar las longitudes L1 a L6 de las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6)para tudes L1 a L6 de las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6)para desplazar el plato móvil (20) de la orientación V desplazar el plato móvil (20) de la orientación V a la orientación Vi+1 y desviarlo con respecto a la la orientación Vi+1 y desviarlo con respecto a laperpendicular al zócalo fijo (10) del hexápodo (1aperpendicular al zócalo fijo (10) del hexápodo (100) que pasa por el centro OA de este zócalo (10),00) que pasa por el centro OA de este zócalo (10), en elplano azimutal de Vi+1, en la distancia d; c en elplano azimutal de Vi+1, en la distancia d; caracterizado porque comprende además unas etapas saracterizado porque comprende además unas etapas según las cuales se verifica permanentemente que laegún las cuales se verifica permanentemente que larotación global del plato móvil (20) con respecto rotación global del plato móvil (20) con respecto a la vertical al zócalo fijo (10) sea nula y, cuana la vertical al zócalo fijo (10) sea nula y, cuando se detecta que larotación global del plato móvido se detecta que larotación global del plato móvil (20) con respecto a la vertical al zócalo fijo (l (20) con respecto a la vertical al zócalo fijo (10) ya no es nula, se genera una orden demando par10) ya no es nula, se genera una orden demando para detener el movimiento del hexápodo (100). a detener el movimiento del hexápodo (100).

Description

Procedimiento de orientación de una torreta hexápoda.

5 La invención se refiere la aplicación de torretas hexápodas a los dispositivos de orientación de equipos tales como antenas, aparatos optrónicos o telescopios, dispositivos ópticos de medida o de telecomunicación o cualquier dispositivo cuya función necesita una orientación en el espacio.

Las torretas hexápodas o plataformas de Stewart o de Gough son unos dispositivos utilizados generalmente como

10 soportes de antenas o de telescopios que permiten una regulación de su orientación. La patente EP 0 515 888, solicitada el 12 de mayo de 1992, a nombre de ANT NACHRICHTENTECH describe un ejemplo de dispositivo de orientación que comprende una torreta hexápoda. Una torreta hexápoda comprende una plataforma o zócalo fijo, un plato móvil sobre el que está fijado el dispositivo que debe ser orientado y seis patas de longitud regulable que unen el plato móvil con el zócalo. Los extremos de las patas están fijados por pares, mediante enlaces de tipo cardán,

15 sobre el plato móvil y el zócalo de tal modo que las patas forman triángulos. Cada pata comprende dos tubos encajados que se pueden deslizar el uno con relación al otro. Dichos tubos están accionados mediante motores piezoeléctricos lineales que permiten regular la longitud de la pata. Un dispositivo tal permite desplazar el plato móvil con seis grados de libertad.

20 En la patente EP 0 515 888, la torreta hexápoda descrita está fijada sobre un satélite y su función consiste esencialmente en "sacar" el equipo del volumen del satélite para obtener una mira despejada, y, accesoriamente, en orientarlo pero con una carrera débil.

El objetivo de la invención es utilizar un dispositivo hexápodo para orientar un equipo con una gran carrera y una 25 mira de por lo menos ZI estereorradián, de modo que cubra por lo menos la mitad del espacio por encima del horizonte.

El problema que plantea la utilización de una estructura hexápoda es que ésta pierde su rigidez cuando los ángulos entre dos patas de una misma articulación y la normal en el plano del zócalo fijo o del plato móvil alcanzan cerca de 30 90º; ese fenómeno se conoce habitualmente con el nombre de efecto "rodillera".

Otro objetivo de la invención es poder orientar el equipo en todas las direcciones de la mitad del espacio conservando permanentemente una buena rigidez.

35 El documento EP 0 266 026 A1 describe un procedimiento de desplazamiento del plato móvil de un hexápodo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

La invención propone un procedimiento de desplazamiento del plato móvil de una torreta hexápoda de acuerdo con la reivindicación 1.

40 Este procedimiento permite posicionar ventajosamente el plato de la torreta hexápoda con una desviación que permite evitar los puntos singulares, es decir las posiciones en que la torreta hexápoda pierde su rigidez.

De forma muy preferida, se define una ley de desviación que da una posición única del centro OB del plato en el 45 espacio, en función de su orientación. Dicha ley define una superficie geométrica llamada "superficie de desviación" sobre la que evoluciona el centro OB del plato.

Según unas variantes de dicho procedimiento:

50 − la ley de desviación define una superficie geométrica continua; − la superficie de desviación es un plano; − la superficie de desviación es una porción de esfera.

El desplazamiento del plato móvil se puede efectuar al mandar una rotación del plato móvil según un eje 55 perpendicular al plano que contiene los vectores de mira V1 y Vi+1.

La variación de longitud de las patas de la torreta hexápoda se puede determinar ventajosamente según las siguientes etapas:

60 − se define una posición de referencia de la torreta hexápoda según la cual todas las patas están reguladas a la misma longitud L0;

− se determina la variación de longitud de cada pata para que el plato móvil de la torreta hexápoda se desplace de la posición de referencia a la dirección de mira Vi+1 mediante una rotación virtual en el plano azimutal ai+1

y mediante una traslación virtual del centro OB del plato hacia una superficie de desviación definida por la ley de desviación;

− de ello se deduce una variación de longitud total para cada pata, para pasar de la dirección V1 a la dirección

V.

i+1

Este procedimiento de mando de la variación de longitud de las patas permite evitar configuraciones de la torreta

hexápoda que podrían disminuir su rigidez y dañar los mecanismos de las patas si colisionaran. En un procedimiento de realización de la invención, el movimiento global de orientación del plato móvil se descompone en una sucesión de desplazamientos unitarios en azimut ta y elevación t{ del plato móvil. Para cada desplazamiento unitario, se reproduce el procedimiento global de desplazamiento (determinación de una rotación virtual seguida de una traslación virtual).

Esta descomposición en tay t{ unitarias evita que el plato pase por un punto singular durante su movimiento de paso de una posición a la siguiente. De ese modo, se garantiza que durante el movimiento del plato móvil, la torreta hexápoda se encuentre siempre en una configuración estable.

El procedimiento puede ventajosamente ser completado mediante las etapas siguientes: − se mandan los dispositivos de regulación en función de las longitudes Li de las patas que hay que obtener, teniendo a la vez ese cálculo en cuenta los ángulos relativos entre los elementos constitutivos de los enlaces que unen las patas al plato y al zócalo fijo; − los ángulos formados por los ejes de las patas y la normal en el plano del zócalo fijo y los ángulos formados por los ejes de las patas y la normal en el plano del plato móvil son siempre inferiores a un ángulo máximo definido entre 40 y 80 grados.

La invención propone, además, un dispositivo de desplazamiento del plato móvil de una torreta hexápoda de acuerdo con la reivindicación 13. Se puede completar el dispositivo con las siguientes características:

− el dispositivo comprende medios de medición de la posición del eje del motor; − se colocan enlaces en el zócalo fijo según un primer círculo con radio RA y se colocan enlaces en el plato móvil según un segundo círculo con radio RB, siendo la relación RA/RB sustancialmente igual a 1,5; − se colocan los enlaces a pares en el plato móvil o en el zócalo fijo según un círculo con radio R, siendo la

distancia entre dos enlaces de un mismo par sustancialmente igual a R/10; − el alargamiento máximo de una pata es inferior a 2; − el alargamiento máximo de una pata es superior a 1,7.

Estas diferentes características permiten, en particular, obtener carreras importantes. Otras características y ventajas sobresaldrán asimismo de la siguiente descripción, que es puramente ilustrativa y no

limitativa y debe ser leída con respecto a las figuras adjuntas en que: − la figura 1 es un esquema cinemático de una torreta hexápoda; − la figura 2 es un esquema de la repartición, en el zócalo fijo, de los enlaces entre las patas y el zócalo fijo; − la figura 3 es un esquema de la repartición, en el plato móvil, de los enlaces entre las patas y el plato móvil; − la figura 4 representa un ejemplo de enlace entre el plato móvil y un par de patas; − la figura 5 representa un ejemplo de enlace entre el zócalo fijo y un par de patas; − las figuras 6 a 8 representan los diferentes elementos mecánicos utilizados en los enlaces de las figuras 4 y

5; − la figura 9 es una vista en sección de un dispositivo de regulación de la longitud de un gato;

− la figura 9 bis es una vista en sección del dispositivo de regulación de la figura 9 según el corte A-A;

− las figuras 10 y 11 son representaciones gráficas de los ángulos de rotación de los elementos constitutivos de un enlace entre un gato y el zócalo, en función de la orientación del plato móvil; 5 − la figura 12 es una representación gráfica del ángulo de rotación relativa entre los dos elementos constitutivos de una pata, en función de la orientación del plato móvil;

− la figura 13 representa una torreta hexápoda sobre la que se ha montado una antena parabólica, en su 10 posición de referencia;

− la figura 14 representa el sistema de acotaciones azimut-elevación utilizados para definir la orientación del plato móvil en el espacio;

15 − la figura 15 representa una torreta hexápoda sobre la que se ha montado una antena parabólica, encontrándose la susodicha torreta en una posición cercana a una configuración inestable;

− las figuras 16 y 17 representan ejemplos de leyes de desviación del plato móvil en función de su elevación;

20 − la figura 18 ilustra un principio de desplazamiento del plato móvil de la torreta;

− las figuras 19 y 20 ilustran posibles trayectorias de desplazamiento de la torreta;

− la figura 21 representa un ejemplo de procedimiento de realización de unos medios de control del 25 funcionamiento de la torreta hexápoda.

En la figura 1, la torreta hexápoda 100 comprende un zócalo 10 y un plato móvil 20, unidos mediante seis gatos idénticos 1, 2, 3, 4, 5 y 6 que constituyen patas. Cada gato i enlaza un punto Ai del zócalo fijo 10 con un punto Bi del plato móvil 20 y está regulado en una longitud Li correspondiente a la distancia AiBi.. Los enlaces entre los gatos y el

30 zócalo 10 así como los enlaces entre los gatos y el plato móvil 20 se materializan mediante doce juntas de tipo cardán (o junta universal). Cada una de esas juntas comprende dos ejes elementales de rotación que se cortan en los puntos A1, A2, A3, A4, A5, A6, B1, B2, B3, B4, B5 y B6.

Como se representa en la figura 2, los puntos Ai están situados a una distancia RA del centro OA del zócalo fijo 10 y

35 están repartidos en tres pares, estando los pares (A1, A2), (A3, A4) y (A5, A6) colocados a 120º los unos de los otros. De forma similar, en la figura 3, los puntos Bi están situados a una distancia RB del centro OB del plato móvil 20 y están repartidos en tres pares, estando los pares (B2, B3), (B4, B5), (B6, B1) colocados a 120º los unos de los otros. Dos gatos originados en un par de puntos, en el zócalo 10 están siempre enlazados con puntos de pares distintos, en el plato móvil 20. De esa manera, los gatos 1 a 6 convergen de dos en dos alternativamente hacia el zócalo 10 o

40 hacia el plato móvil 20.

En la figura 4, se ha representado más detalladamente un enlace a altura de los puntos B2 y B3, entre el par de gatos 2 y 3 y el plato móvil 20. Un enlace tal comprende un soporte central 41 atornillado en el plato 10 que soporta simétricamente dos ejes cilíndricos 42 orientados según la dirección B2B3. Se montan unas juntas 43 pivotantes

45 sobre los ejes 42.

Cada junta 43 comprende un orificio mecanizado que permite meterla en uno de los ejes 42 del soporte central 41. En ese caso, se efectúa un enlace pivotante mediante el contacto directo entre una junta 43 y la superficie de un eje

42. Se puede optar por fabricar los elementos con materiales que permiten limitar el rozamiento: por ejemplo, hacer

50 los ejes 42 de acero y las juntas 43 de bronce. Para limitar aún más el rozamiento, este enlace se puede fabricar también intercalando elementos de tipo cojinete deslizante insertado en la junta 43 o rodamiento de bolas o de agujas. Cada junta 43 se fija en translación, en el eje 42, mediante un anillo 44 montado en una ranura del eje 42 o mediante una tuerca montada en el extremo roscado del eje 42.

55 Las juntas 43 comprenden, además, dos ejes 45 perpendiculares a su orificio mecanizado. Los extremos 46 de los gatos 2 y 3 presentan una forma general de horquilla, constituida por dos partes simétricas para insertar la junta 43 y presentan unos orificios mecanizados en los que se introducen los ejes 45 de la junta 43. Los extremos 46 en horquilla de los gatos 2 y 3 presentan unos biseles de manera que puedan tener una carrera máxima con relación a la junta 43, en todas las configuraciones de orientación de ésta.

60 En la figura 5, se ha representado más detalladamente un enlace a altura de los puntos A1 y A2 entre el par de gatos 1 y 2 y el zócalo fijo 10. Este enlace es comparable al enlace entre gatos y plato móvil representado en la figura 4. Comprende un soporte central 51 atornillado sobre el zócalo 10 y soporta simétricamente dos ejes cilíndricos 52 concéntricos orientados según la dirección A1A2. Unas juntas pivotantes 53 presentan un orificio mecanizado y dos

65 ejes 55 perpendiculares están montados sobre los ejes 52. Los extremos 56 de los gatos 1 y 2 presentan una forma

general de horquilla, constituida por dos partes simétricas para insertar una junta 52 y presentan unos orificios mecanizados en los que se introducen los ejes de la junta 52.

Las partes extremas 56 de los gatos 1 y 2 soportan un dispositivo 57 que permite mandar sobre las longitudes L1 y L2 de los gatos 1 y 2.

En la figura 9, se ha representado el gato 1 que comprende dos conjuntos LA y LB que se pueden deslizar el uno con relación al otro de modo a hacer variar la longitud L1 del gato 1. El dispositivo 57 de regulación de la longitud comprende un motor por pasos 61 cuyo eje de salida 62 soporta un tornillo sin fin 63 que permite arrastrar en rotación una rueda dentada 64 dispuesta perpendicularmente al eje 62. Esa rueda dentada 64 arrastra un tornillo de bolas 65 que se extiende toda la longitud del conjunto LA. El conjunto LB comprende una tuerca 66 montada solidaria en la que pivota el tornillo de bolas 65. La rotación del tornillo de bolas 65 dentro de la tuerca 66 engendra la traslación de la tuerca 66 a lo largo del tornillo 65.

En este dispositivo de regulación, el tornillo 65 tiene una velocidad de rotación proporcional a la del motor por pasos

61. Para determinar el coeficiente de proporcionalidad entre estas velocidades, basta con conocer las características geométricas de las diferentes piezas mecánicas (en particular los pasos del tornillo 65, de la rueda 64 y del tornillo sin fin 63). Teóricamente, controlando la posición angular del eje 62 de salida del motor 61, se obtiene la longitud L1 del gato 1. Para mandar sobre esa longitud, se puede utilizar, por ejemplo, un servomecanismo de posición del motor 61 de bucle abierto o una medición absoluta de la posición del eje 62 mediante un transformador de coordenadas, para un servomecanismo de bucle cerrado. También es posible utilizar codificadores ópticos, incrementales o absolutos, monovuelta o multivuelta.

Sin embargo, el alargamiento del gato 1 no es directamente proporcional a la magnitud angular medida por ese dispositivo. En efecto, durante las variaciones de posición del plato móvil 20, se produce una rotación relativa de los conjuntos LA y LB. Esa rotación suplementaria es para modificar la longitud L1 del gato 1 mediante el enlace helicoidal, independientemente de la acción del motor 61. Por lo tanto, se tiene en cuenta ese efecto para establecer la consigna dada al motor. Las rotaciones relativas son determinadas analíticamente a partir de las posiciones calculadas de los puntos B1 a B6. Los cálculos intermedios permiten determinar las rotaciones de los elementos de las juntas cardán.

Las figuras 6 a 8 representan los ejes de rotación de los diferentes elementos constitutivos de los enlaces cardán. El eje RPJ está vinculado al soporte central 41 o 51 y los ejes RSJ a las juntas 43 o 53.

La figura 10 es una representación gráfica del ángulo de rotación de la junta 43 a altura del punto A1 alrededor de RPJ en función del azimut a para una elevación � fijada, del plato móvil 20. Asimismo, la figura 11 es una representación gráfica del ángulo de rotación del gato 1, a altura del punto A1 alrededor de RSJ en función del azimut a para una elevación � fijada, del plato móvil 20. Finalmente, la figura 12 da el ángulo de rotación relativa entre los dos elementos LA y LB del gato 1 en función del azimut a para una elevación � fijada, del plato móvil 20.

En la figura 13, la torreta hexápoda 100 soporta una antena parabólica 30; está representada en posición de referencia. En esa posición, los gatos 1, 2, 3, 6, 5 y 6 están regulados todos ellos en la misma longitud L0. En esta configuración, el centro OB está situado verticalmente con respecto al centro OA en el eje vertical z0. La posición de referencia también se puede elegir como una posición virtual para la torreta. Por ejemplo, la posición de referencia se puede definir como una posición en que los gatos tendrían una longitud L0 superior a la longitud que pueden alcanzar mecánicamente.

Como se representa en la figura 14, se define una acotación R0 vinculada al zócalo 10, con centro OA y ejes (x0, y0, z0). En esa acotación R0, la posición del plato móvil 20 puede estar completamente determinada por la posición de su centro OB y una dirección de mira V definida por un azimut a y una elevación �. Se define la acotación R01, con centro OB y ejes (x01, y01, z01) como que es la imagen por rotación de la acotación R0 con respecto al eje z0 y el ángulo a. Del mismo modo, se define la acotación R02 con centro OB y ejes (x02, y02, z02) como que es la imagen por rotación de la acotación R01 con respecto al eje y01 y al ángulo �. La acotación R02 es una acotación fija con respecto al plato móvil 20. La dirección x02 define la dirección de mira V en la acotación R0.

La estructura hexápoda permite teóricamente posicionar el plato móvil 20 en el espacio según seis grados de libertad. Sin embargo, determinadas posiciones conducen a configuraciones inestables de la estructura hexápoda. La figura 15 representa una torreta hexápoda 100 en una configuración cercana a la inestabilidad. En esa figura, el plato móvil 20 está prácticamente alineado con los gatos 1 y 2 (el ángulo entre pata y la normal al plato alcanza el valor límite de 80 grados). La estructura 100 pierde su rigidez cuando los ángulos entre sus elementos (ángulos entre ejes de los gatos 1 a 6 y la normal al plano del zócalo fijo 10 o plato móvil 20) se acercan a 90 grados. Ese fenómeno es especialmente perjudicial cuando la estructura está colocada en el exterior y es susceptible de ser expuesta a condiciones climáticas difíciles.

Dado que se utiliza la torreta hexápoda 100 para orientar equipos hacia elementos situados a gran distancia con respecto a las dimensiones de la torreta, a uno sólo le interesa la orientación del plato 20 de ésta, no su posición en la acotación R0.

La dirección de orientación V fija los dos parámetros de orientación a y . Se define una ley de desviación d del plato móvil 20 en función de la dirección de mira V dónde que hay que dirigir la orientación. Por ejemplo, se puede mandar la variación de las longitudes L1 a L6 de las patas 1 a 6 para que el centro OB del plato móvil 20 se desplace según un plano perpendicular al eje z0 es decir a una altura z constante con respecto al zócalo 10. Ese plano define la "superficie de desviación" sobre la que se deberá encontrar siempre el punto OB. Para una dirección de mira V dada, el punto OB se desvía a una determinada distancia d, en la dirección x01 con respecto a su configuración de referencia ilustrada en la figura 13. La dirección x01 de desviación depende, por lo tanto, del ángulo azimutal a, y la distancia d de desviación va en función de la elevación del plato.

Las figuras 16 y 17 dan ejemplos de leyes de desviación en función de la elevación . Cuando esas leyes de posicionamiento del plato móvil 20 son respetadas, la torreta hexápoda 100 se encuentra en configuraciones dónde los ángulos entre los ejes de los gatos 1 a 6 y la normal al plano del zócalo fijo 10 o plato móvil 20 son siempre inferiores a 45 grados por ejemplo (lo que da un margen de seguridad de 45 grados). Esas leyes permiten posicionar la torreta 100 lejos de los puntos singulares con poca rigidez.

Claro está, existen numerosas maneras de definir la desviación d que hay que aplicar:

− según el tipo de superficie de desviación sobre la que se desplaza el punto OB: Se puede elegir una superficie de desviación que no sea un plano, por ejemplo una porción de esfera o de elipsoide,

− según la ley de posicionamiento sobre esa superficie: se puede por ejemplo fijar una ley de desviación d en función del ángulo de elevación .

A pesar de todo, existen condiciones para esas elecciones. De una parte, las longitudes Li de los gatos i que se pueden obtener son limitadas. En efecto, se deben tener en cuenta los alargamientos mínimo y máximo posibles. De otra parte, se debe respetar el margen de seguridad elegido para los ángulos entre elementos. Se puede elegir un ángulo máximo de 135 o 150 grados, por ejemplo.

En la figura 18, se ha representado un desplazamiento del plato móvil 20 de la torreta 100. Para desplazar el plato móvil 20 de la torreta hexápoda 100 a partir de una dirección de mira V1 = (a1,{1) hacia una dirección de mira V2 = (a2,{2) cercana a V1 se procede de la siguiente manera:

En una primera etapa, se considera la acotación R02 orientada de tal manera que X02 = V2. En esta acotación R02 se considera un eje de rotación virtual RH de dirección y02 y que pasa por un punto PRH fijo en el eje z0. Se efectúa una rotación virtual del plato móvil 20 con eje RH y ángulo 90º − {2. Esta rotación permite pasar de la posición de referencia de la torreta (plato orientado al cénit) a la posición correspondiente a la dirección de mira V2. Como se ha descrito más arriba, la posición de referencia puede ser virtual.

En una segunda etapa, se determina la desviación del plato móvil (20) según la dirección azimutal a2 gracias a la ley de desviación y de ella se deduce la posición de los puntos A1 a A6 y B1 a B6 en esta configuración. Para ello, se efectúa una traslación virtual del plato móvil 20 que permite traer el punto OB sobre la superficie de desviación. Se determinan las longitudes L1 a L6 de las patas 1 a 6 de la torreta hexápoda 100 en esta posición del plato 20. A partir de ellas se deduce el alargamiento necesario de cada pata 1 a 6 para pasar de la orientación V1 a V2 con desviación.

Para desplazar el plato 20 de V1 a V2 en un tiempo t determinado (por ejemplo, t = 1 segundo), cada dispositivo de regulación de la longitud de pata i debe mandar un alargamiento de los gatos de fLi . Se efectúa una interpolación

de la longitud de las patas: Por ejemplo, se manda una velocidad de alargamiento de cada gato de tLi/

t

(interpolación lineal).

Cuando el desplazamiento del plato 20 se torna demasiado importante (por ejemplo, el desplazamiento de V1 a V2 es superior a 1º), la torreta 100 puede pasar por un punto singular. Par evitar esos puntos singulares, el desplazamiento del plato 20 de V1 a V2 se puede descomponer en una sucesión de desplazamientos unitarios de azimut ta y elevación t{. Cada desplazamiento unitario permite pasar de una dirección de mira Vi a una dirección de mira Vi+1 cercana a Vi. Para cada desplazamiento unitario, se calculan los alargamientos de los gatos gracias a dos transformaciones virtuales sucesivas (una rotación virtual seguida de una traslación virtual) como se ha descrito más arriba. De este modo, se desplaza el plato 20 según una sucesión de posiciones correspondientes a direcciones de mira V1,…VI Vi+1...V2 que presentan una desviación de ta y t{. Los valores de ta y t{ se eligen suficientemente pequeños para que el plato 20 no pase nunca por puntos singulares o configuraciones imposibles de realizar físicamente. En efecto, cuanto más pequeños son ta y t{ tanto menos se podrán acercar las posiciones sucesivas OB del plato 20 de un punto singular.

En las figuras 19 y 20, se han ilustrado las posiciones sucesivas de la dirección de mira Vi. Esas posiciones son elegidas, por ejemplo, con desviaciones sucesivas de 1º. La trayectoria unitaria del vector orientación Vi, entre dos posiciones sucesivas corresponde a una rotación de eje perpendicular al plano que contiene las dos orientaciones sucesivas. Las posiciones sucesivas de Vi pueden seguir una trayectoria global directa correspondiente a una rotación de eje, perpendicular a V1 y V2, como se ilustra en la figura 19, o una trayectoria global cualquiera, como se ilustra en la figura 20.

Claro está, existen infinitas maneras de caracterizar la dirección de mira V según los sistemas de acotación y las convenciones usadas. Además, aunque se utilice ese sistema de coordenadas para definir la dirección de mira V, no necesariamente se reproducen las rotaciones azimut y elevación mecánicamente. Se pueden mandar rotaciones y traslaciones diferentes que conducen a la dirección de mira definida en azimut y en elevación.

El procedimiento de desplazamiento del plato móvil 20 de la torreta hexápoda 100 descrito anteriormente tiene como efecto vincular la rotación del plato móvil 20 alrededor de su eje X02 propio de su rotación azimutal alrededor del eje Z0 vinculado al zócalo 10. Cuando se desplaza el plato móvil 20 de una dirección de mira V1 = (a1,{1) hacia una dirección de mira V2 = (a2,{2) aquella gira alrededor del eje Z0 con ángulo azimutal a2 −a1. Con el procedimiento descrito anteriormente, el plato móvil 20 compensa permanentemente esta rotación azimutal efectuando una rotación alrededor de su propio eje Z02 con ángulo −(a2 −a1). Resulta de ello que la rotación global del plato móvil 20 alrededor del eje Z0 es siempre nula.

Este procedimiento tiene la ventaja, por ejemplo de que unos cables eléctricos vinculados al dispositivo 30 montado sobre el plato móvil 20 y que enlazan este dispositivo con el suelo no son nunca sometidos a torsión, durante el desplazamiento del plato móvil 20. Esta característica permite poder mandar una rotación continua del plato móvil 20 alrededor del eje azimutal Z0 si correr el riesgo de dañar el mecanismo de la torreta hexápoda 100. Además, el dispositivo de desplazamiento del plato móvil no necesita junta giratoria.

Otra ventaja de este procedimiento es que permite controlar permanentemente el buen funcionamiento del dispositivo de desplazamiento. En efecto, en caso de que uno de los dispositivos de regulación de la longitud de pata o uno de los gatos sufriera un fallo es difícil, a veces, darse cuenta de una anomalía en el funcionamiento de la torre hexápoda, en cuyo caso los topes de los gatos son las únicas medidas capaces de parar el dispositivo de desplazamiento en su movimiento. Sin embargo, al no respetarse más la ley de movimiento, la estructura hexápoda es susceptible de pasar por puntos singulares que llevan a dañar de forma inevitable las juntas universales.

Para evitar esos riesgos, el dispositivo de orientación comprende medios para controlar que la rotación global del plato móvil 20 alrededor del eje Z0 sea siempre nula.

Al efecto, la figura 21 representa un ejemplo de dichos medios de control. Esos medios comprenden un cable 80 que enlaza el centro OB del plato móvil 20 con el centro OA del zócalo fijo 10. Ese cable 80 tiene la propiedad de ser blando en flexión y rígido en torsión. Está enlazado con un primer extremo, en el centro OB del plato móvil 20, mediante un enlace rígido, y con un segundo extremo, en el centro OA del zócalo fijo 10, mediante un enlace pivotante 82. El cable 80 está provisto, a la altura de este segundo extremo, de un elemento indicador 84. En funcionamiento normal del dispositivo de orientación de la torre hexápoda 100, el segundo extremo del cable 80 siempre es fijo con respecto al zócalo 10, y el elemento indicador 84 está en contacto con un circuito de detección

86.

En caso de fallo de uno de los dispositivos de regulación de la longitud de las patas 1, 2, 3, 4, 5 o 6 o bien de fallo de uno de los gatos, la rotación del plato 20 alrededor del eje Z0 genera una rotación del cable 80 con respecto al zócalo

10. Esta rotación produce la rotación del elemento indicador 84 el cual ya no está en contacto con el circuito de detección 86. El circuito de detección 86 detecta dicho corte de contacto y envía una señal de alerta a un dispositivo de mando de los dispositivos de regulación de las patas. En respuesta a esa señal, el dispositivo de mando para el movimiento de la torre hexápoda 100.

Evidentemente, se podrían utilizar otros tipos de medios de control.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de desplazamiento del plato móvil (20) de un hexápodo (100) cuyas patas (1, 2, 3, 4, 5, 6) están provistas de un dispositivo de regulación de la longitud, a partir de una orientación Vi definida por sus coordenadas

5 azimut-elevación (Ui,Pi) hacia una orientación Vi+1 definida por sus coordenadas azimut-elevación (Ui+1,Pi+1), que comprende las etapas según las cuales:

− se define una ley que define una distancia de desviación d en función de la orientación del plato (20);

10 − se determina la distancia de desviación d correspondiente a la orientación Vi+1;

− se mandan los dispositivos de regulación para modificar las longitudes L1 a L6 de las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6) para desplazar el plato móvil (20) de la orientación Vi a la orientación Vi+1 y desviarlo con respecto a la perpendicular al zócalo fijo (10) del hexápodo (100) que pasa por el centro OA de este zócalo (10), en el

15 plano azimutal de Vi+1, en la distancia d;

caracterizado porque comprende además unas etapas según las cuales se verifica permanentemente que la rotación global del plato móvil (20) con respecto a la vertical al zócalo fijo (10) sea nula y, cuando se detecta que la rotación global del plato móvil (20) con respecto a la vertical al zócalo fijo (10) ya no es nula, se genera una orden de

20 mando para detener el movimiento del hexápodo (100).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se define una ley de desviación que da una posición única del centro OB del plato en el espacio en función de su orientación.

25 3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la ley de desviación define una superficie geométrica continua.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la superficie de desviación es un plano.

30 5. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la superficie de desviación es una porción de esfera.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se desplaza el plato móvil (20)

mandando una rotación del plato móvil (20) según un eje perpendicular al plano que contiene los vectores de mira Vi 35 y Vi+1.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la variación de longitud de las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6,) del hexápodo (100) se determina según las etapas siguientes:

40 − se define una posición de referencia del hexápodo (100) según la cual todas las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6) están reguladas a la misma longitud L0;

− se determina la variación de longitud de cada pata (1, 2, 3, 4, 5, 6) para que el plato móvil (20) del hexápodo

(100) se desplace de la posición de referencia a la dirección de mira Vi+1 mediante una rotación virtual en el

45 plano azimutal Ui+1 y mediante una traslación virtual del centro OB del plato (20) hacia una superficie de desviación definida por la ley de desviación;

− de ello se deduce una variación de longitud total para cada pata (1, 2, 3, 4, 5, 6) para pasar de la dirección V1 a la dirección Vi+1. 50
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el movimiento global de orientación del plato móvil (20) se descompone en una sucesión de desplazamientos unitarios de azimut ta y de elevación t{ del plato móvil (20).

55 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se mandan los dispositivos de regulación en función de las longitudes Li de las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6) a obtener y porque este cálculo tiene en cuenta los ángulos relativos entre los elementos constitutivos de los enlaces que unen las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6) al plato (20) y al zócalo (10).

60 10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque se determinan los ángulos relativos entre los elementos constitutivos de los enlaces que unen las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6) al plato (20) y al zócalo (10) a partir de las posiciones calculadas de los puntos de enlace entre las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6,) y el plato (20), y de ello se deducen las rotaciones relativas entre los conjuntos deslizantes de los gatos.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque como cada pata (1, 2, 3, 4, 5, 6) del hexápodo

(100) comprende un gato constituido por dos conjuntos deslizantes uno con respecto al otro y un accionador (61) cuyo eje de salida (62) arrastra en rotación un tornillo (65) constitutivo de un enlace helicoidal entre los conjuntos deslizantes, se deduce un alargamiento suplementario de cada gato debido a las rotaciones relativas entre sus conjuntos deslizantes (LA, LB) en función de las características geométricas del enlace helicoidal; y porque se tiene en cuenta este alargamiento suplementario para establecer una consigna para mandar el accionador (61).
12.

Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los ángulos formados por los ejes de las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6) y la normal al plano del zócalo fijo (10) y los ángulos formados por los ejes de las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6) y la normal al plano del plato móvil (20) son siempre inferiores a un ángulo máximo definido entre 40 y 80 grados.
13.

Dispositivo de desplazamiento del plato móvil (20) de un hexápodo (100) cuyas patas (1, 2, 3, 4, 5, 6) están provistas de un dispositivo de regulación de la longitud, a partir de una orientación Vi definida por sus coordenadas azimut-elevación (ai,{i) hacia una orientación Vi+1 definida por sus coordenadas azimut-elevación (ai+1,{i+1), que comprende unos medios de mando adaptados para efectuar las etapas siguientes:

− definir una ley que define una distancia de desviación d en función de la orientación del plato (20);

− determinar la distancia de desviación d correspondiente a la orientación Vi+1;

− mandar los dispositivos de regulación para modificar las longitudes L1 a L6 de las patas (1, 2, 3, 4, 5, 6) para desplazar el plato móvil (20) de la orientación Vi a la orientación Vi+1 y desviarlo con respecto a la perpendicular al zócalo fijo (10) del hexápodo (100) que pasa por el centro OA de este zócalo (10), en el plano azimutal de Vi+1, en la distancia d, estando el dispositivo caracterizado porque comprende unos medios para verificar que la rotación global del plato móvil (20) con respecto a la vertical al zócalo fijo (10) es nula, y porque los medios de mando están adaptados para generar una orden para detener el movimiento del hexápodo cuando la rotación global del plato móvil (20) con respecto a la vertical al zócalo fijo (10) ya no es nula.
14.

Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque cada pata (1, 2, 3, 4, 5, 6) del hexápodo (100) comprende un gato que comprende un primer y un segundo conjuntos (LA, LB) que pueden deslizarse uno con respecto al otro, un accionador (61) cuyo eje de salida (62) arrastra en rotación un tornillo (65) dispuesto perpendicularmente al eje (62) del motor (61), extendiéndose dicho tornillo (65) en la longitud del primer conjunto (LA) y pudiendo pivotar en el interior de una tuerca (66) montada solidaria al segundo conjunto (LB), arrastrando la rotación del tornillo (65) dentro de la tuerca (66) la traslación del segundo conjunto (LB) con respecto al primer conjunto (LA).
15.

Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque los medios de mando son aptos para determinar un alargamiento suplementario de cada gato debido a las rotaciones relativas entre sus conjuntos deslizantes (LA, LB) en función de las características geométricas del enlace helicoidal, y para tener en cuenta este alargamiento suplementario destinado a establecer una consigna para mandar el accionador (61).
16.

Dispositivo según una de las reivindicaciones 14 o 15, caracterizado porque comprende unos medios de medición de la posición del eje (62) del accionador (61).
17.

Dispositivo según una de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque unos enlaces están dispuestos en el zócalo fijo (10) según un primer círculo de radio RA y unos enlaces están dispuestos en el plato móvil (20) según un segundo círculo de radio RB, siendo la relación RA/RB sustancialmente igual a 1,5.
18.

Dispositivo según una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque los enlaces están dispuestos por pares en el plato móvil (20) o en el zócalo (10) fijo según un círculo de radio R, siendo la distancia entre dos enlaces de un mismo par sustancialmente igual a R/10.
19.

Dispositivo según una de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado porque el alargamiento máximo de una pata es inferior o igual a 2.
20.

Dispositivo según una de las reivindicaciones 13 a 19, caracterizado porque el alargamiento máximo de una pata es superior o igual a 1,7.
21.

Dispositivo según una de las reivindicaciones 13 a 20, caracterizado porque comprende un elemento rígido en torsión conectado por un primer extremo al plato móvil (20) mediante un enlace rígido, y por un segundo extremo al zócalo fijo (10) mediante un enlace pivotante, así como unos medios para detectar una rotación del segundo extremo del elemento con respecto al zócalo (20).
22.

Dispositivo según la reivindicación 21, caracterizado porque los medios de detección comprenden un elemento indicador fijado al segundo extremo del cable así como un circuito de detección, y porque cuando el segundo extremo del cable está fijo con respecto al zócalo (10), el elemento indicador establece un contacto con un circuito de detección y cuando el segundo extremo del cable gira con respecto al zócalo fijo (10), el elemento indicador rompe este contacto.