FR2517106A1 - Dispositif a plots magnetiques pour se deplacer le long de surfaces verticales ou surplombantes - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF A PLOTS MAGNETIQUES POUR SE DEPLACER LE LONG DE SURFACES VERTICALES OU SURPLOMBANTES. DEUX PLOTS 11 AFFECTES AUX MAINS ET DEUX PLOTS 12 AFFECTES AUX GENOUX SONT REUNIS DEUX A DEUX EN DIAGONALE PAR DEUX CABLES 9, 10 QUI PASSENT DANS DEUX ANNEAUX 7A, 8A, 8B FIXES A UN HARNAIS 1 CHAQUE PLOT 11 ETANT POURVU DE BOUTONS DE COMMANDE PROVOQUANT ALTERNATIVEMENT LE DETACHEMENT D'UNE PAIRE 11, 12 DE PLOTS EN DIAGONALE POUR PERMETTRE LA PROGRESSION.

Description

L'invention a pour objet un dispositif, comprenant des plots magnétiques, qui permet à une personne quelconque qui en est équipée de se déplacer le long de surfaces verticales, ou inclinées, ou surplombantes comme un plafond. Bien entendu, ces surfaces doivent être en matière sensible à l'attraction magnétique.

On connaît déjà des équipements comprenant des moyens adhérents que l'on se fixe aux pieds et qui rendent possible la marche au plafond, la tête en bas. Ces moyens adhérents peuvent être des plots magnétiques ou des ventouses à dépression dont la force d'adhérence est modifiable à volonté entre une valeur maximum et une valeur minimum. Cette dernière est assez faible pour rendre possible le détachement d'un pied et liaccomplissement d'un pas.

L'usage d'un tel équipement est assez surprenant mais il s'accompagne de deux inconvénients. Le corps étant vertical et la tête en bas, le sang afflue à celle-ci et la position devient assez vite difficile à supporter. De plus, dans cette position, il est pratiquement impossible à une personne d'exécuter un travail utile sur la surface à laquelle elle est suspendue la tête en bas.

Le but principal de l'invention est d'apporter un dispositif, comprenant des plots magnétiques d'adhérence, qui permette de se déplacer le long d'un plafond, ou d'une surface verticale ou inclinée, sans éprouver de gêne insupportable et qui permette aussi l'exécution d'un travail sur cette surface, même pendant une durée prolongée.

On atteint ce but, selon l'invention, grâce à un équipement qui comprend un harnais ayant au moins deux anneaux, des plots magnétiques d'adhérence appropriés à leur emploi avec les mains, des plots magnétiques d'adhérence appropriés à leur emploi aux genoux, deux câbles ou des moyens analogues passant chacun dans ur anneau du harnais et reliant respectivement deux plots opposés, un circuit électrique de commande et de sécurité permettant de modifier à volonté l'adhérence d'un plot au moins entre une valeur maximum et une valeur minimum autorisant le décollement de ce plot.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le harnais est muni de deux paires d'anneaux situés sur la partie avant du corps en des points opposés deux à deux en diagonale et chaque câble passe respectivement dans deux anneaux opposés pour relier deux plots opposé s en diagonale. De plus, chaque plot d'adhérence affecté à une main est pourvu d'un bouton électrique de commande provoquant le décollement du plot intéressé et du plot affecté au genou opposé en diagonale. Chaque bouton est associé à une barrette mobile er.tre deux paires de contacts et les quatre paires de contacts sont placées deux à deux respectivement dans le circuit d'alimentation en courant électrique de décollement de deux plots opposé s en diagonale.De préférence deux contacts associés à un premier circuit d'un premier ensemble de deux plots sont montés en série, de façon croisée, avec deux contacts associés à un second circuit du second ensemble de deux plots.

Un bouton de décollement général, et de préférence deux boutons montés en série, de décollement général, permettent de supprimer simultanément l'adhérence des quatre plots.

Chaque plot d'adhérence magnétique comprend une semelle qui contient un aimant permanent et un bobinage apte à produire un champ magnétique s'opposant à celui de l'aimant permanent. A l'opposé de l'aimant, la semelle est pourvue de deux oreilles portant un axe autour duquel une plaque est montée oscillante. A cette plaque se fixe une poignée ou une genouillère.

De préférence, au moins un détecteur d'adhérence est fixé à chaque plot magnétique, ce détecteur comprenant un contact qui est fermé quand le plot est appliqué correctement contre une surface. Le contact du ou des détecteurs d'un plot est monté en série dans le circuit des plots opposés de sorte qu'on ne peut annuler l'adhérence de ceux -ci que lorsque le premier plot est mis en position correcte d'adhérence.

Pour bien faire comprendre l'invention, on donnera maintenant une description d'un exemple préféré de réalisation et de plusieurs variantes susceptibles d'y être apportées. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels;
- la figure 1 est une vue générale d'un dispositif selon l'invention en cours d'utilisation pour une marche au plafond en quadrupédie
- la figure 2 est une vue simplifiée d'un harnais faisant partie du dispositif de la figure 1
- la figure 3 est une vue en coupe par un plan transversal d'un plot magnétique d'adhérence muni d'une poignée,
- la figure 4 est une vue partielle en coupe selon
IV-IV de la fig. 3, sans poignée représentée ,
- la figure 5 est une vue d'une genouillère ouverte pouvant être montée sur un plot d'adhérence à la place de la poignée de la figure 3
- la figure 6 est un schéma des circuits électriques du dispositif de la figure 1
- la figure 7 est un schéma d'une variante de réalisation des circuits électriques.

On se référera d'abord à la figure 1 qui illustre un mode de réalisation préféré de l'invention. Le dispositif représenté comprend un harnais 1 mieux visible sur la figure 2, se fermant sur le devant du corps, en 2 grâce à une première ceinture 3 qui entoure le bassin, et en 4 sur la poitrine grâce à une seconde ceinture 5 qui passe sous les bras et qui est pourvue d'épaulettes 6 passant sur les épaules. Un harnais plus élaboré, ayant des bretelles dorsales et des sangles supplémentaires de maintien, pourrait également être utilisé dans le cadre de l'invention.

Le harnais 1 est équipé sur le devant du corps de quatre anneaux dont deux, 7A-7B, sont fixés à la ceinture abdominale 3 et deux, 8A-8B, sont fixés à la ceinture pectorale 5. Ces anneaux sont espacés en travers du corps et sont associés deux à deux en diagonale pour recevoir un premier câble 9 qui passe par les anneaux 8A-7B et un second câble 10 qui passe par les anneaux 8B-7A. Ces câbles 9, 10 sont remplaçables par tout moyen analogue tel qu'une corde, une chaîne, etc..

Les extrémités opposées des câbles 9, 10 sont fixées solidement chacune respectivement à un plot magnétique d'adhérence 11 ou 12. I1 existe deux plots ll appropriés à leur emploi avec les mains et deux plots 12 appropriés à leur emploi aux genoux. Chaque câble 9, 10 relie deux plots d'adhérence 11, 12 opposés en diagonale, ceux de la main droite et du genou gauche, ou inversement, en passant par deux anneaux 8B-7A ou 8A-7B également opposés en diagonale.

Les deux câbles 9, 10 se croisent donc sur le devant du corps.

Une personne équipée du dispositif que l'on vient de décrire peut donc être suspendue à un plafond, comme le montre la figure 1, à condition que la surface de ce plafond soit en matière sensible l'attraction magnétique. On remarquera que cette personne peut lâcher ses mains des plots 11 et disposer de ses bras pour exécuter un travail au plafond même puisqu'elle est suspendue par les plots 12 fixés à ses genoux et par les câbles 9, 10 qui passent dans les anneaux 7A-8B et 7B-8A et qui sont fixés aux plots ll, 12.

On pourrait faire passer les câbles 9, 10 dans les anneaux 8A, 7A ou 8B, 7B situés d'un même côté du corps mais il est préférablè de les croiser comme on l'a expliqué pour un meilleur équilibre de la suspension.

On décrira maintenant les plots magnétiques d'adhérence 11, 12 en se reportant aux figures3, 4. On rappellera d'abord que les plots magnétiques à adhérence modifiable sont connus en soi; on en trouve dans le commerce.

Ils sont utilisés dans les engins de levage ou de manutention de pièces métalliques et, fréquemment, de ferraille.

I1 n'est donc pas nécessaire de les décrire en détail.

Chaque plot 11, 12 a une semelle creuse qui contient un aimant permanent 14 associé à un bobinage 15.

Ce dernier est relié par des conducteurs 16 à une source de courant électrique. Quand on envoie du courant dans le sens convenable au bobinage 15, il donne naissance à un champ magnétique qui s'oppose au champ de l'aimant permanent 14 et qui le neutralise jusqu'à un point où l'adhérence est suffisamment diminuée pour que le plot 11, 12 puisse être décollé de la surface à laquelle il adhère.

Dans un plot d'adhérence conforme à l'invention, sur le côté de la semelle 13 opposé à l'aimant 14, il existe un volume creux 17 limité par deux parois extrêmes 18 qui contiennent entre elles un axe 19. Autour de celui-ci est montée oscillante une plaque 20 grâce à deux oreilles espacées 21 qui sont percées en prolongement pour recevoir cet axe 19. Les deux oreilles 21 se trouvent sur un même côté de la plaque 20 et cella-ci est en dehors du volume creux 17.

Deux trous espacés 22 sont percés dans la plaque 20, de préférence sur une ligne parallèle à l'axe 19, mais cette disposition n'est pas obligatoire. Les trous 22 pourraient être orientés de façon quelconque par rapport à l'axe 19.

Quand il s'agit d'un plot 11 affecté à une main, les trous 22 servent à la fixation sur la plaque 20, sur sa face extérieure 23 opposée aux oreilles 21, d'une poignée 24 dessinée en trait mixte sur la figure 3.

Quand il s'agit d'un plot 12 affecté à un genou, les trous 22 servent à la fixation d'une genouillère 25 en cuir ou en toile forte, rembourrée convenablement (fig. 5).

La fixation peut se faire à l'aide d'une plaquette 26 représentée en trait mixte sur cette figure 5. La genouillère 25 et la plaquette 26 sont percés de trous 27 en correspondance avec les trous 22 et ia genouillère est prise entre ia plaque 20 et la plaquette 26, le rembourrage recouvrant cette dernière et les moyens de fixation (vis, boulons, etc...). La genouillère 25 comprend à ses extrémités opposées deux sangles 28 avec boucles permettant leur serrage sur le genou, au-dessus et en dessous deoelui-ci.

En variante, chaque genouillère pourrait être réalisée sous forme d'une demi-coquille moulée, rigide, fixée à la plaque 20, rembourrée intérieurement, avec des sangles de serrage se fermant à l'arrière du genou.

Les conducteurs i6 associés à chaque plot 11,12 ne sont pas représentés sur les figures 1, 2 pour la clarté du dessin. Ils s'étendent entre les plots 11, 12 et le harnais l; ce dernier peut être pourvu d'une source 29 de courant électrique à 24 V sous forme de piles attachées à la ceinture abdominale 3 ou, en variante, d'un cordon d'alimentation assez long partant de cette ceinture 3 pour aboutir à une source extérieure. Dans les deux cas, les plots 11 affectés aux mains sont pourvus chacun à proximité de la poignée 24 ou sur cette dernière même, d'un bouton de commande (non représenté sur les figures 1 et 2). Ces boutons sont visibles sur la figure 6 et sont désignés respectivement par les références MG pour le plot 11 de la main gauche et MD pour le plot 11 de la main droite.

A chaque bouton MG, MD est associée une barrette 30 mobile entre une première paire de contacts 31 et une seconde paire de contacts 32, contre l'action d'un ressort 33. Quand on appuie sur le bouton, on isole l'un de l'autre les deux contacts 31 d'une paire et on réunit à l'aide de la barrette 30 les deux contacts 32 de la seconde paire.

A partir de la source 29, un conducteur 34 aboutit à deux plots 11, 12, opposés en diagonale, d'une main, llG, et dl deux genou, 12D, dont les bobinages 15 sont branchés en parallèle, puis un conducteur 35 s'étend jusqu'à l'un des contacts 31 du bouton MD et un autre conducteur 36 part du second contact 31 de ce bouton MD pour atteindre l'un des contacts 32 du second bouton MG, après quoi un conducteur 37 repart du second contact 32 de ce bouton MG pour revenir à la source 29. Un circuit analogue inverse part de la source 29, passe par les boutons MD et MG et par les plots llD et 12G pour revenir à la source 29. On notera que chaque bouton MD ou MG permet de commander la suppression de l'adhérence de deux plots associés en diagonale : un plot 11 d'une main et un plot 12 du genou opposé.On notera aussi que les contacts 31 et 32 des deux boutons sont montés en série de façon croisée dans le circuit relatif à deux plots llG-12D ou llD-12G. De cette manière, si l'utilisateur actionne, par erreur, simultanément les deux boutons MD, MG, quand il ferme les contacts 32 d'un circuit avec le bouton MD, il ouvre les contacts 31 du même circuit avec le bouton MG de sorte que les bobinages 15 ne sont pas alimentés. Seule la manoeuvre a d'un seul bouton a pour effet de décoller deux plots 11, 12 opposés en diagonale. Ceci permet d'avancer simultanément un bras et le genou opposé (figure 1), le câble coulissant alors dans les anneaux qui le contiennent.

Quand l'utilisateur veut se détacher de la surface à laquelle il est suspendu par les plots, il doit supprimer simultanément l'adhérence des quatre plots 11, 12.

A cet effet, chaque plot 11 est également pourvu d'un bouton 38, dit de décollement général, analogue à un bouton MD ou
MG mais avec deux barrettes mobiles 39 associées chacune à une paire de contacts 40, 41, qui sont réunis simultanément par les barrettes 39 quand on enfonce le bouton. Les contacts 40 sont reliés en série avec les bornes de la source 29 et avec deux plots en parallèle llD et 12G grâce à un conducteur 42. I1 en est de même pour les contacts 41 et les plots en parallèle llG, 12G grâce à un conducteur 43 qui devient commun avec le conducteur 34 déjà cité après les plots llG, 12D. Quand on appuie en même temps sur les deux boutons 38, les quatre plots se détachent de la surface.

Cette opération est exécutée quand l'utilisateur se trouve à une faible distance au-dessus d'un berceau de réception (non représenté) dans lequel il tombe sans mal. Toutes les précautions habituelles de sécurité sont prises en relation avec les boutons 38 pour qu'ils ne puissent pas être actionnés accidentellement ou involontairement.

Des moyens supplémentaires de sécurité sont prévus, selon l'invention, sur les plots d'adhérence 11, 12.

Chaque plot est muni de deux détecteurs d'adhérence 44 (figure 4) qui sont placés à l'extérieur de la semelle 13, sur une ligne médiane transversale par rapport à l'axe d'oscillation 19. Chaque détecteur 44 comprend une douille 45 ouverte en direction de la surface S à laquelle doit adhérer l'aimant 14. Un piston 46 coulissant dans la douille 45 est repoussévers l'extérieur par un ressort 47. Il est prolongé par une tige 48 qui s'étend en dehors, au-delà d'une plaque de retenue 49 qui empêche la sortie du piston 46. Deux contacts 50 sont disposés à l'intérieur de la douille 45 de façon à être réunis par le piston 46 quand celui-ci est repoussé sous l'effet de la poussée de la tige 48 rencontrant la surface S à laquelle adhère l'aimant 14.

Quand un plot 11, 12 est correctement appliqué contre une surface S, les contacts 50 de deux détecteurs 44 de ce plot sont réunis par les pistons 46. Sur la figure 6, on peut constater que les détecteurs d'adhérence 44 de deux plots opposés en diagonale (llD, 12G par exemple) sont branchés en série sur le conducteur 35 du circuit contenant les deux autres plots llG, 12D opposés en diagonale. Il en résulte que l'on ne peut pas décoller deux plots opposés tant que les deux autres plots ne sont pas correctement appliqués contre une surface à laquelle ils doivent adhérer. En effet, tant que l'adhérence n'est pas convenable, la tige 48 n'est pas repoussée suffisamment et le piston 46 ne relie pas les contacts 50 de sorte que le circuit reste ouvert.

Bien entendu, il est possible de ne monter qu'un seul détecteur 44, ou, au contraire, d'en monter plus de deux sur chaque plot d'adhérence 11, 12. I1 est possible aussi de les disposer autrement à la périphérie des plots afin de vérifier l'adhérence dans butes les directions.

Le dispositif de l'invention peut s'utiliser aussi le long de surfaces verticales contre lesquelles l'adhérence des aimants 14 atteint une moins grande valeur puisque ces derniers travaillent alors en cisaillement et non plus en arrachement par traction. I1 est préférable dans ce cas de décoller les plots un à un, pour progresser, et non plus deux à deux, de façon à avoir toujours trois plots en état d'adhérence à la surface.

La figure 7 montre le circuit électrique qui correspond à cette variante. Les boutons de commande sont au nombre de quatre; deux (MDl et MD2) se trouvent sur le plot llD de la main droite et deux (MG1 et MG2) se trouvent sur le plot llG de la main gauche. Chaque bouton comprend quatre paires de contacts 51, 52, 53, 54 et quatre barrettes mobiles 55. Le branchement est fait à partir de la source 29 par croisements des fils de telle sorte qu'en appuyant sur un bouton quelconque, on ferme le circuit du bobinage 15 d'un seul plot en ouvrant le circuit des trois autres plots.

On ne peut donc pas décoller plus d'un plot à la fois pendant l'utilisation du dispositif.

Chaque poussoir 38 de décollement général de tous les plots 11, 12 (un seul poussoir 38 est représenté sur la figure 7) est agencé aussi avec quatre paires de contacts 56 et quatre barrettes mobiles 57 pour fermer simultanément les quatre circuits desquatre plots 11, 12.

De la même façon, chaque détecteur d'adhérence 44 (dont quatre seulement sont représentés) est muni de trois paires de contacts 58 et de trois pistons 59 pour fermer le circuit des trois plots autres que celui sur lequel il est monté.

On ne sortirait pas du cadre de l'invention en remplaçant certains contacteurs décrits ci-dessus par des composants électroniques à portes ET, OU remplissant les mêmes fonctions d'interdiction ou d'autorisation dc fonctionnement.

On remarquera aussi qu'il est possible, dans certaines circonstances, de perfectionner le harnais 1 en le munissant d'une partie dorsale rigide 60 fixée solidement aux ceintures 3 et 5 s'etendant dans le dos jusque sous la tête afin de soutenir celle-ci quand un usage prolongé du dispositif est prévu en dessous d'un plafond, comme dessiné en trait mixte sur la figure 1.

Bien entendu, tout détecteur de contact de type connu pourrait être utilisé à la place des détecteurs d'adhérence 44 décrits plus haut à titre d'exemple.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   I. Dispositif pour déplacement le long de surfaces verticales ou surplombantes, comprenant des plots magnétiques d'adhérence à force d'adhérence modifiable grâce à l'envoi d'un courant électrique dans un bobinage, caractérisé en ce qu'il comprend un harnais (1) muni au moins de deux anneaux espacés dans lesquels passent respectivement deux câbles (9, 10) fixés solidement à leurs extrémités respectivement chacun à un plot d'adhérence (11, 12), deux plots (11) étant appropriés à leur usage avec les mains et deux plots (12) étant appropriés à leur emploi aux genoux, chaque câble (9, 10) étant fixé à un plot (11) affecté aux mains et à un plot 12) affecté aux genoux, des boutons (MD, MG) de commande du courant électrique étant placés sur les plots (Il) affectés aux mains et étant branchés de telle sorte que la manoeuvre de l'un de ces boutons n'agit, au plus, que sur deux plots (11, 12) tandis que leur manoeuvre simultanée n'agit sur aucun des plots (11, 12).
2. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le harnais (1) comprend une ceinture abdominale (3) et une ceinture pectorale (5) et les anneaux de passage des câbles (9, 10) sont fixés au moins à l'une de ces ceintures (3, 5).
3. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que chaque ceinture (3, 5) est pourvue de deux anneaux (7A-7B, 8A-8B) espacés transversalement sur le devant du corps et chaque câble (9, 10) passe en diagonale à travers un anneau d'un coté (7A ou 7B) et un anneau de l'autre coté (8B ou 8A) pour réunir un plot affecté aux genoux (12) au plot affecté aux mains (11) disposé en diagonale.
4. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que chaque bouton de commande (MD, MG) est branché pour commanaer le décollement simultané d'un plot (11) affecté à une main d'un côté et d'un plot (12) affecté au genou de l'autre cté
5. 5. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que chaque plot (MD, MG) comprend une barrette (30) mobile entre une paire de contacts (31) faisant partie du circuit contenant deux plots en diagonale (llG, 12D) et une paire de contacts (32) faisant partie du circuit contenant les deux autres plots en diagonale (llD, 12G) de sorte que la fermeture d'un circuit provoque l'ouverture de l'autre circuit.
6. 6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les plots (11) affectés aux mains comprennent une plaque (20) montée oscillante autour d'un axe (19) et pourvue sur sa face opposée (23) d'une poignée (24).
7. 7. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les plots (12) affectés aux genoux comprennent une plaque (20) montée oscillante autour d'un axe (19) et pourvue sur sa face opposée (23) d'une genouillère (25) à sangles de serrage (28).
8. 8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque plot (11, 12) est pourvu d'au moins un détecteur d'adhérence (44) comprenant deux contacts (50) réunis par un piston mobile (46) quand le plot considéré est correctement appliqué contre une surface (S), le ou les détecteurs (44) d'un plot étant branchés en série dans les circuits de commande des autres plots de sorte que ceux-ci ne peuvent être détachés de la surface (S) quand le plot considéré n'adhère pas correctement à cette surface (S).
9. 9. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque plot affecté aux mains (11) est muni d'un bouton (38) dit de décollement général, protégé contre les manoeuvres accidentelles, les deux boutons (38) étant branchés en série sur les circuits de commande des plots (11,12) de sorte que seule leur manoeuvre simultanée provoque le décollement de tous les plots (11, 12).
10. 10. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les boutons de commande (MD1, MD2, MG1, MG2) sont en nombre égal à celui des plots et n'agissent chacun que sur un seul plot (llG, 1lD, 12G, l2D), la fermeture du circuit de ce seul plot provoquant l'ouverture du circuit des autres plots.
11. 11. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le harnais (1) est muni d'une partie dorsale rigide (60) fixée aux ceintures (3, 5) et s'étendant dans le dos jusque sous la tête afin de soutenir celle-ci.