FR2618920A1 - Device for recopying a movement for preserving the coupling between two shafts which can move in a plane - Google Patents

Device for recopying a movement for preserving the coupling between two shafts which can move in a plane Download PDF

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    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/32—Devices for testing or checking
    • F41G3/323—Devices for testing or checking for checking the angle between the muzzle axis of the gun and a reference axis, e.g. the axis of the associated sighting device

Abstract

The device for recopying the movement of a shaft A1 which can move around a shaft A2 via a shaft A3 which can move around a shaft A4, the shafts A1 and A3 being mechanically coupled by means of a deformable parallelogram-type system CR1, RO, CR2 has added, to enhance substantially the recopy precision, an additional system consisting of two angular sensors AS1, AS2 and of a comparator circuit COM comparing the output signals OS1 and OS2 from the two sensors and applying the difference signal DS to calculating and control means CCM which correct the recopy error by means of the DELTA signal as a function of DS. Application: enhancement of the parallelism of two mechanically coupled shafts.

Description

"Dispositif de recopie d'un mouvement pour la conservation du couplage entre deux axes mobiles dans un plan."
La présente invention concerne un dispositif pour la recopie du mouvement d'un organe orienté suivant un premier axe Al et mobile autour d'un second axe A2 par un moyen de visée orienté suivant un troisième axe A3 et mobile autour d'un quatrième axe A4, les premier et troisième axes Al et A3 étant couplés mécaniquement dans leur mouvement angulaire dans un même plan, au moyen d'un système de type parallélogramme déformable, alors que le mouvement est obtenu par l'intermédiaire de moyens de commande associés à des moyens de calcul."Device for copying a movement for preserving the coupling between two moving axes in a plane."
The present invention relates to a device for copying the movement of a member oriented along a first axis A1 and movable around a second axis A2 by sighting means oriented along a third axis A3 and movable around a fourth axis A4 , the first and third axes A1 and A3 being mechanically coupled in their angular movement in the same plane, by means of a deformable parallelogram type system, while the movement is obtained by means of control means associated with means Calculation.

Pour résoudre le problème de la recopie d'un mouvement en conservant le couplage entre deux axes mobiles dans un plan, il est couramment fait appel à une solution mécanique du type à parallélogramme déformable. Un dispositif pour lequel est mise en oeuvre une telle solution est généralement simple, fiable et peu onéreux et offre de plus un excellent comportement inertiel relativement aux chocs et aux vibrations. Cependant, lorsqu'il est recherché une grande précision, par exemple de l'ordre du dixième de mrad, un tel dispositif présente des inconvénients.En effet la présence des jeux d'articulation limite la précision de recopie des mouvements d'une valeur qui dans le veilleur des cas est de l'ordre de 0,3 à 0,4 mrad, de plus l'usure des rotules dans le temps entraine une dégradation progressive de la recopie des mouvements. Enfin lorsqu'un tel dispositif est utilisé dans un environnement hostile, d'une part chocs et vibrations en accélérent l'usure et d'autre part les variations de température engendrent des dilatations différentielles entre parties fixes et parties mobiles entrainant des désharmonisations. To solve the problem of copying a movement while preserving the coupling between two moving axes in a plane, it is commonly used a mechanical solution of the deformable parallelogram type. A device for which such a solution is implemented is generally simple, reliable and inexpensive and also offers excellent inertial behavior with respect to shocks and vibrations. However, when high precision is sought, for example of the order of a tenth of a mrad, such a device has drawbacks. Indeed, the presence of articulation games limits the precision of copying movements by a value which in the watch case is of the order of 0.3 to 0.4 mrad, more wear of the ball joints over time leads to a gradual deterioration of the copying of movements. Finally, when such a device is used in a hostile environment, on the one hand shocks and vibrations accelerate its wear and on the other hand the temperature variations generate differential expansions between fixed parts and mobile parts causing disharmony.

La présente invention propose un dispositif du genre précité qui ne présente pas les inconvénients du dispoSitif. connu.  The present invention provides a device of the aforementioned type which does not have the drawbacks of the device. known.

Pour cela le dispositif de recopie d'un mouvement pour la conservation du couplage entre deux axes mobiles dans un plan mentionné dans le préambule est remarquable en ce qu'il comporte, en outre, un système additionnel de correction, par action différentielle, de la recopie du mouvement pour la conservation et l'amélioration de la précision du couplage entre les deux axes Al et A3 mobiles angulairement dans un même plan, système de correction par action différentielle coopérant directement avec les moyens de calcul et de commande. For this, the device for copying a movement for preserving the coupling between two movable axes in a plane mentioned in the preamble is remarkable in that it further comprises an additional system for correcting, by differential action, the copy of the movement for the conservation and improvement of the coupling precision between the two axes Al and A3 angularly movable in the same plane, correction system by differential action cooperating directly with the calculation and control means.

Selon un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, le système additionnel est constitué de deux capteurs angulaires équivalents pour mesurer les variations angulaires des axes A2 et A4 et d'un circuit comparateur, les signaux de sortie des capteurs angulaires étant appliqués au circuit comparateur fournissant à sa sortie un signal de différence qui est le signal d'erreur de recopie, signal d'erreur directement appliqué aux moyens de calcul et de commande pour la correction différentielle sur l'axe A3. According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the additional system consists of two equivalent angular sensors for measuring the angular variations of the axes A2 and A4 and of a comparator circuit, the output signals of the angular sensors being applied to the comparator circuit providing at its output a difference signal which is the feedback error signal, error signal directly applied to the calculation and control means for the differential correction on the axis A3.

Ainsi le système additionnel de correction permet d'améliorer la précision du dispositif tout en conservant les avantages d'une solution simple et fiable et peut se monter sans difficulté sur le dispositif connu. Le surcoût entraîné par une telle correction est minime puisque se limitant à deux capteurs angulaires et à un circuit comparateur. Thus the additional correction system makes it possible to improve the accuracy of the device while retaining the advantages of a simple and reliable solution and can be mounted without difficulty on the known device. The additional cost resulting from such a correction is minimal since it is limited to two angular sensors and to a comparator circuit.

La description suivante en regard du dessin annexé, le tout donné à titre d'exemple fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. The following description with reference to the appended drawing, all given by way of example will make it clear how the invention can be implemented.

La figure unique représente de manière schématique un dispositif connu muni du système additionnel selon l'invention. The single figure schematically represents a known device provided with the additional system according to the invention.

Un organe (non représenté) orienté suivant l'axe Al est mobile dans un plan P par exemple vertical autour d'un axe
A2 sensiblement perpendiculaire à l'axe AI. Un moyen de visée (partiellement représenté) est orienté suivant un axe A3 et mobile dans un plan parallèle ou confondu avec le plan P autour d'un axe A4 sensiblement perpendiculaire à l'axe A3, alors que les axes A2 et A4 sont parallèles.Afin que le mouvement de l'axe A3 recopie le mouvement de l'axe Al, ce qui signifie que l'axe A3 doit de manière idéale rester parallèle à l'axe Al, lesdits axes AI et A3 sont mécaniquement couplés dans leur mouvement angulaire dans un meme plan au moyen d'un système du type parallélogramme déformable composé sur le dessin, et de manière non limitative, de deux manivelles CR1 et
CR2 solidaires, à l'une de leurs extrémités respectivement de l'axe A2 et d'un axe A'4 idéalement parallèle à l'axe A4 et à l'autre de leurs extrémités à une bielle R0. Ainsi la variation angulaire autour de l'axe A2 est imposée, à la précision du système près, à l'axe A'4.La variation angulaire de l'axe
A'4 est à son tour imposée dans un rapport moitié à l'axe A4 et donc au moyen de visée par l'intermédiaire d'une roue BP1 solidaire de l'axe A'4, d'une roue BP2 solidaire de l'axe A4 de diamètre deux fois supérieur au diamètre de la roue BP1 et d'une courtoise BE reliant les roues BP1 et BP2. Sur l'axe de la roue BP2 est fixé un miroir plan M, mobile ainsi autour de l'axe A4 et assujetti à suivre dans le rapport b le mouvement angulaire de l'axe A'4 et donc de l'axe A2.Le rapport 4 est bien entendu choisi pour compenser la déviation 2 d'un miroir mobile incliné d'un angle a. Le moyen de visée comporte un réticule dont le déplacement permet de modifier la position de l'organe orienté suivant l'axe Al, le mouvement du réticule est contrôlé par des moyens de commande associés à des moyens de calcul CCM.A member (not shown) oriented along the axis A1 is movable in a plane P, for example vertical around an axis
A2 substantially perpendicular to the axis AI. A sighting means (partially shown) is oriented along an axis A3 and movable in a plane parallel or coincident with the plane P around an axis A4 substantially perpendicular to the axis A3, while the axes A2 and A4 are parallel. So that the movement of the A3 axis mirrors the movement of the Al axis, which means that the A3 axis should ideally remain parallel to the Al axis, said axes AI and A3 are mechanically coupled in their angular movement in the same plane by means of a system of the deformable parallelogram type composed on the drawing, and in a nonlimiting manner, of two cranks CR1 and
CR2 integral, at one of their ends respectively with the axis A2 and with an axis A'4 ideally parallel to the axis A4 and at the other of their ends with a connecting rod R0. Thus the angular variation around the axis A2 is imposed, with the accuracy of the system close, to the axis A'4. The angular variation of the axis
A'4 is in turn imposed in a half ratio to the axis A4 and therefore by aiming by means of a wheel BP1 secured to the axis A'4, a wheel BP2 secured to the axis A4 with a diameter twice as large as the diameter of the wheel BP1 and a courtesy BE connecting the wheels BP1 and BP2. On the axis of the wheel BP2 is fixed a plane mirror M, thus mobile around the axis A4 and subject to follow in the ratio b the angular movement of the axis A'4 and therefore of the axis A2. ratio 4 is of course chosen to compensate for the deviation 2 of a movable mirror inclined by an angle a. The sighting means comprises a reticle the displacement of which makes it possible to modify the position of the member oriented along the axis Al, the movement of the reticle is controlled by control means associated with CCM calculation means.

Le réticule qui doit coïncider avec l'objet visé est déplacé par exemple par l'intermédiaire d'un moteur (non représenté sur la figure par souci de clarté.) porté par l'axe
A4 commandant la rotation du miroir M, le moteur était luimême commandé par un signal S fourni par les moyens CCM, signal S calculé et délivré à partir d'un signal d'ajustage du réticule FS appliqué aux moyens CCM. Le moteur peut tout aussi bien être remplacé par un dispositif électronique connu en soi, dispositif permettant directement de modifier la position du réticule.The reticle which must coincide with the targeted object is moved for example by means of a motor (not shown in the figure for the sake of clarity.) Carried by the axis
A4 controlling the rotation of the mirror M, the motor was itself controlled by a signal S supplied by the CCM means, signal S calculated and delivered from a reticle adjustment signal FS applied to the CCM means. The motor can just as easily be replaced by an electronic device known per se, a device allowing the position of the reticle to be directly modified.

Les moyens CCM sont par exemple élaborés autour d'un microprocesseur et existent déjà dans le dispositif de départ à améliorer. The CCM means are for example developed around a microprocessor and already exist in the starting device to be improved.

Conformément à l'idée de l'invention pour améliorer de façon simple efficace et peu onéreuse la précision du dispositif de recopie, ledit dispositif comporte avantageusement un système additionnel de correction par action différentielle de la recopie du mouvement pour la conservation et l'amélioration de la précision du couplage entre les deux axes Al et A3 mobiles angulairement dans un même plan, système de correction par action différentielle coopérant directement avec les moyens- de calcul et de commande. Le système additionnel est représenté sur la figure en traits pointillés. Il est constitué de deux capteurs angulaires équivalents AS1 pour mesurer les variations angulaires de l'axe A2 et AS2 pour mesurer les variations angulaires de l'axe A'4 et donc de l'axe A4 et d'un circuit comparateur COM.Les signaux de sortie OS1 du capteur angulaire AS1 et 0S2 du capteur angulaire AS2 sont appliqués aux entrées du circuit comparateur COM qui fournit à sa sortie un signal de différence DS qui est le signal d'erreur de recopie. Le signal d'erreur de recopie DS est appliqué aux moyens de calcul et de commande CCM pour la correction différentielle sur l'axe A3. Les moyens CCM calculent et introduisent alors un signal a fonction de DS corrigeant le mouvement du réticule du moyen de visée. Le signal est en fait ajouté par exemple au moyen d'un sommateur AD au signal déjà présent S contrôlant la position du réticule pour corriger ladite position du réticule et ainsi améliorer la précision de recopie du mouvement de l'axe Al relativement à l'axe A3. In accordance with the idea of the invention to improve the accuracy of the feedback device in a simple effective and inexpensive manner, said device advantageously comprises an additional system for correction by differential action of the feedback of the movement for the conservation and improvement of the precision of the coupling between the two axes Al and A3 angularly movable in the same plane, correction system by differential action cooperating directly with the means of calculation and control. The additional system is shown in the figure in dotted lines. It consists of two equivalent angular sensors AS1 to measure the angular variations of the axis A2 and AS2 to measure the angular variations of the axis A'4 and therefore of the axis A4 and a comparator circuit COM. OS1 of the angular sensor AS1 and 0S2 of the angular sensor AS2 are applied to the inputs of the comparator circuit COM which provides at its output a difference signal DS which is the feedback error signal. The feedback error signal DS is applied to the calculation and control means CCM for the differential correction on the axis A3. The CCM means then calculate and introduce a signal with DS function correcting the movement of the reticle of the sighting means. The signal is in fact added for example by means of an adder AD to the signal already present S controlling the position of the reticle to correct said position of the reticle and thus improve the accuracy of copying the movement of the axis Al relative to the axis A3.

Le sommateur AD est en principe inclus dans les moyens CCM, cependant pour mieux faire ressortir l'idée de l'invention qui est d'ajouter un signal de correction ,, au signal déjà existant S, il est représenté à l'extérieure des moyens CCM. The adder AD is in principle included in the means CCM, however to better highlight the idea of the invention which is to add a correction signal ,, to the already existing signal S, it is represented outside the means CCM.

De même, il est bien évident que le capteur AS2 peut etre placé directement sur A4, il faut alors, soit tenir compte de la multiplication par 2 à effectuer sur le signal de sortie du capteur avant de le comparer au signal de sortie OS1 du capteur AS1, soit diviser par 2 la valeur du signal OS1 pour la comparer au signal de sortie du capteur AS2 ainsi placé sur l'axe A4. Une telle mesure de variation angulaire directement réalisée sur le capteur porté par l'axe A4 améliore encore la précision de la recopie des mouvements. Similarly, it is obvious that the AS2 sensor can be placed directly on A4, it is then necessary either to take into account the multiplication by 2 to be carried out on the sensor output signal before comparing it to the sensor's OS1 output signal. AS1, or divide the value of the signal OS1 by 2 to compare it with the output signal from the AS2 sensor thus placed on the A4 axis. Such an angular variation measurement carried out directly on the sensor carried by the axis A4 further improves the precision of the copying of the movements.

Enfin, il apparaît à l'évidence que le nombre d'éléments "bielle-manivelle" peut être augmenté et que la précision est alors indépendante du nombre de ces éléments, les variations angulaires étant mesuréés aux deux extrémités d'une telle chaine d'éléments. Les jeux mécaniques et les dérives angulaires sont alors compensés avec plus de précision et la fidélité de recopie est augmentée sans passer par des systèmes d'asservissement compliqués et coûteux. Un tel système confère de plus au dispositif une importante stabilité dans le temps  Finally, it is obvious that the number of “connecting rod-crank” elements can be increased and that the precision is then independent of the number of these elements, the angular variations being measured at the two ends of such a chain of elements. The mechanical clearances and the angular drifts are then compensated with more precision and the copying fidelity is increased without going through complicated and expensive servo systems. Such a system also gives the device significant stability over time

Claims (2)

A3 et mobile autour d'un quatrième axe A4, les premier et troisième axes AI et A3 étant couplés mécaniquement dans leur mouvement angulaire dans un même plan au moyen d'un système de type parallélogramme déformable alors que le mouvement est obtenu par l'intermédiaire de moyens de commande associés à des moyens de calcul, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, un système additionnel de correction, par action différentielle, de la recopie du mouvement pour la conservation et l'amélioration de la précision du couplage entre les deux axes Al et A3 mobiles angulairement dans un même plan, système de correction par action différentielle coopérant directement avec les moyens de calcul et de commande.A3 and mobile around a fourth axis A4, the first and third axes AI and A3 being mechanically coupled in their angular movement in the same plane by means of a deformable parallelogram type system while the movement is obtained via control means associated with calculation means, characterized in that it further comprises, an additional system for correction, by differential action, of the copying of the movement for the conservation and improvement of the precision of the coupling between the two axes A1 and A3 angularly movable in the same plane, correction system by differential action cooperating directly with the calculation and control means. REVENDICATIONS : 1. Dispositif pour la recopie du mouvement d'un organe orienté suivant un premier axe Al et mobile autour d'un second axe A2 par un moyen de visée orienté suivant un troisième axeCLAIMS: 1. Device for copying the movement of an organ oriented along a first axis A1 and movable around a second axis A2 by sighting means oriented along a third axis 2. Dispositif pour la recopie d'un mouvement pour la conservation du couplage entre deux axes mobiles dans un plan selon la revendication I caractérisé en ce que le système additionnel est constitué de deux capteurs angulaires équivalents pour mesurer les variations angulaires des axes A2 et A4 et d'un circuit comparateur, les signaux de sortie des capteurs angulaires étant appliqués au circuit comparateur fournissant à sa sortie un signal de différence qui est le signal d'erreur de recopie, signal d'erreur directement appliqué aux moyens de calcul et de commande pour la correction différentielle sur l'axe A3. 2. Device for copying a movement for preserving the coupling between two movable axes in a plane according to claim I characterized in that the additional system consists of two equivalent angular sensors for measuring the angular variations of the axes A2 and A4 and of a comparator circuit, the output signals of the angular sensors being applied to the comparator circuit supplying at its output a difference signal which is the feedback error signal, error signal directly applied to the calculation and control means for differential correction on the A3 axis.
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