FR2757440A1 - Plateforme hexapode et dispositifs d'articulation spherique utilisables pour sa realisation - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif du type dit "plate-forme STEWART", ainsi que deux dispositifs d'articulation sphérique utilisables pour sa réalisation. La plate-forme STEWART (1) comporte deux structures rigides (2, 3) raccordées entre elles par six jambes télescopiques rigides (4 à 9) dont chacune est articulée respectivement sur chaque structure (2, 3) par l'intermédiaire d'une articulation sphérique (16, 18, 20, 22, 24, 26) et qui convergent deux à deux alternativement vers une structure (2) et vers l'autre structure (3). Les articulations sphériques (16, 18, 20, 22, 24, 26), sur chaque structure (2, 3), de deux jambes télescopiques (4 à 9) qui convergent mutuellement vers cette structure (2, 3) présentent un centre commun (17, 19, 21, 23, 25, 27) de telle sorte que le nombre de centres d'articulation (17, 19, 21, 23, 25, 27) sur chaque structure (2, 3) soit de trois, respectivement. La liaison entre les deux structures (2, 3) est géométriquement la plus simple, ce qui autorise des calculs de commande ou de mesure en temps réel.
Description
La présente invention concerne un dispositif du type dit "plateforme STEWART", comportant deux structures rigides à raison d'une base et d'une plateforme et six jambes télescopiques rigides dont chacune est articulée respectivement sur chaque structure par l'intermédiaire d'une articulation sphérique et qui convergent deux à deux alternativement vers une structure et vers l'autre structure.
On entend ici par "articulation sphérique" une articulation en tout sens, dans des limites compatibles avec l'accession à une large gamme de positions de la plateforme par rapport à la base et avec les applications que l'on peut envisager pour le dispositif.
On connaît déjà différents modes de réalisation et différentes applications des plateformes Stewart.
De telles plateformes sont par exemple intégrées à des machines outils dans lesquelles la base reçoit et retient, par des moyens appropriés, une pièce à usiner alors que la plateforme reçoit et retient, par un porte outil approprié, un outil qu'une variation commandée de la longueur des jambes télescopiques entre leurs articulations respectivement sur la base et la plateforme permet de placer dans une large gamme de positions choisies à volonté par rapport à la pièce à usiner, et de déplacer de façon prédéterminée par rapport à cette dernière pour effectuer un usinage.
Parmi d'autres applications actuellement connues, on peut citer les tables vibrantes, dans lesquelles des variations corrélées de la longueur des jambes télescopiques entre leurs articulations respectivement sur la base, fixée sur un massif assurant son immobilisation, et la plateforme, sur laquelle est fixé par exemple un engin tel qu'une voiture dont on désire essayer les réactions aux vibrations, permettent d'imprimer à la plateforme des vibrations rigoureusement commandées en termes de direction, d'amplitude et de fréquence, ou encore les simulateurs de vol dans lesquels des variations corrélées de la longueur des jambes télescopiques entre leurs articulations respectivement sur la base, fixée au sol, et sur la plateforme, portant par exemple une maquette de cabine d'avion, permettent de reconstituer diverses configurations de vol, commandées ou accidentelles.
On connaît également des applications en robotique, dans lesquelles plusieurs dispositifs sont placés en série, la plateforme de l'un constituant de façon courante la base d'un autre.
Dans le mode de réalisation actuellement le plus répandu des plateformes Steward, illustré par exemple aux figures 1 et 6 de la demande internationale de brevet WO 91/03145, les articulations des différentes jambes télescopiques aussi bien sur la base que sur la plateforme sont mutuellement dissociées, méme s'il s'agit des articulations de deux jambes télescopiques qui convergent mutuellement respectivement vers cette base ou cette plateforme. Une telle solution permet d'adopter pour chaque articulation sphérique une structure particulièrement simple, par exemple celle d'une rotule engagée dans un palier sphérique. Cependant, les articulations respectivement sur la base et sur la plateforme sont au nombre de six, disposées par exemple selon un hexagone respectif, et l'ensemble formé par la base, la plate forme et les six jambes télescopiques qui les raccordent mutuellement est tel que les calculs de la position de la plateforme par rapport à la base pour des longueurs déterminées de chaque jambe télescopique entre ces articulations respectivement sur la base et sur la plateforme et, dans une moindre mesure, les déterminations de ces longueurs lorsqu'on choisit une position de la plateforme par rapport à la base présentent de grandes difficultés de calcul en temps réel.
On a proposé plus récemment, dans la demande internationale de brevet WO92/17313, un mode de réalisation dans lequel les aniculations des jambes télescopiques sur la base restent dissociées, c'est-à-dire au nombre de six disposées en hexagone, mais les articulations des jambes sur la plateforme sont groupées par paires correspondant à deux jambes qui convergent mutuellement vers la plateforme. Un tel dispositif pose les mêmes problèmes de calcul que le dispositif connu précédemment commenté. En outre, le mode de réalisation proposé pour l'articulation sphérique, sur la plateforme, de deux jambes télescopiques qui convergent mutuellement vers cette dernière peut donner satisfaction sur un dispositif de type expérimental, ou sur un dispositif dans lequel les efforts à transmettre entre la plateforme et les jambes sont réduits, mais il est incompatible avec la réalisation de dispositifs dans lesquels des efforts importants doivent être transmis, comme ce peut être le cas dans les machines-outils, les tables vibrantes ou les simulateurs de vol.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et, à cet effet, la présente invention propose un dispositif du type dit "plateforme STEWART", indiqué en préambule, caractérisé en ce que les articulations sphériques, sur chaque structure, de deux jambes télescopiques qui convergent mutuellement vers cette structure présentent un centre commun de telle sorte que le nombre de centres d'articulation sur chaque structure soit de 3, respectivement.
On observera que non seulement les centres d'articulation sur chaque structure définissent les sommets d'un triangle respectif, mais aussi chaque centre d'articulation, commun à deux bras, sur l'une des structures définit avec les centres d'articulation de ces deux bras sur l'autre structure les sommets d'un triangle respectif, si bien que l'on qualifiera par la suite de "triangulaire" le caractère géométrique du dispositif selon l'invention.
Un tel dispositif, comportant seulement trois centres d'articulation des jambes télescopiques respectivement sur la base et sur la plateforme, permet d'exécuter en temps réel les calculs précités, en mettant en oeuvre un programme de calcul simple, direct, ce qui augmente considérablement les possibilités d'application de la plate forme
STEWART et, en particulier, lui permet d'intervenir plus efficacement dans les montages dans lesquels on a déjà envisagé de l'utiliser avec plus ou moins de succès.
STEWART et, en particulier, lui permet d'intervenir plus efficacement dans les montages dans lesquels on a déjà envisagé de l'utiliser avec plus ou moins de succès.
Les calculs précités sont encore facilités si, selon un mode de réalisation préféré, les centres d'articulation sur chaque structure définissent les sommets d'un triangle équilatéral respectif.
Il est cependant possible de réaliser de façon simple et robuste chaque articulation sphérique, commune à deux jambes télescopiques.
Ainsi, selon un mode de réalisation, chaque articulation comporte: - deux organes d'articulation sphérique à raison d'un palier sphérique et d'une rotule sphérique centrés au centre correspondant, en prise mutuelle et pouvant tourner en tout sens, I'un par rapport à l'autre, autour du centre correspondant, un premier desdits organes étant solidaire de la structure correspondante, et - des moyens d'articulation des deux jambes télescopiques, indépendamment l'une de l'autre, autour d'un même axe passant au centre correspondant, sur le deuxième desdits organes,
et chaque jambe télescopique est en outre susceptible de subir, entre ses articulations respectivement sur l'un et l'autre des deuxièmes organes correspondants, une rotation autour d'un axe perpendiculaire aux axes d'articulation sur les deuxièmes organes correspondants et passant par les centres correspondants, par rapport à l'un, au moins, des deuxièmes organes correspondants.
et chaque jambe télescopique est en outre susceptible de subir, entre ses articulations respectivement sur l'un et l'autre des deuxièmes organes correspondants, une rotation autour d'un axe perpendiculaire aux axes d'articulation sur les deuxièmes organes correspondants et passant par les centres correspondants, par rapport à l'un, au moins, des deuxièmes organes correspondants.
Par exemple, les premier et deuxième organes sont constitués respectivement par le palier et par la rotule.
Selon un autre mode de réalisation, chaque articulation comporte: - un premier organe articulé sur la structure correspondante autour d'un premier axe passant par le centre correspondant et sensiblement perpendiculaire à un plan géométrique passant par les trois centres correspondant à ladite structure, - un deuxième organe articulé sur le premier organe autour d'un deuxième axe passant par le centre correspondant et perpendiculaire au premier axe, et - des moyens d'articulation des deux jambes télescopiques, indépendamment l'une de l'autre, autour d'un même axe passant au centre correspondant et perpendiculaire au deuxième axe correspondant, sur ledit deuxième organe.
et chaque jambe télescopique est en outre susceptible de subir, entre ses articulations respectivement sur l'un et l'autre des deuxièmes organes correspondants, une rotation autour d'un axe perpendiculaire aux axes d'articulation sur les deuxièmes organes correspondants et passant par les centres correspondants, par rapport à l'un, au moins, des deuxièmes organes correspondants.
Dans l'un et l'autre cas, les moyens d'articulation des deux jambes télescopiques, indépendamment l'une de l'autre, autour d'un même axe sur ledit deuxième organe peuvent être réalisés de façon particulièrement simple et robuste puisque, selon un mode de réalisation préféré, ledit deuxième organe porte solidairement deux tourillons disposés suivant ledit même axe, respectivement de part et d'autre du deuxième organe, et chacune des jambes télescopiques correspondantes porte une chape respective articulée sur les deux tourillons autour dudit axe commun de ceux-ci.
Dans la mesure où de telles conceptions d'un dispositif d'articulation sphérique, autour d'un centre, entre trois éléments sont originales et avantageuses et pourraient se retrouver dans des dispositifs autres qu'une plateforme STEWART, la présente invention s'étend également à de tels dispositifs d'articulation sphérique.
L'un de ces dispositifs d'articulation sphérique, autour d'un centre, entre trois éléments, comportant deux organes d'articulation sphérique à raison d'un palier sphérique et d'une rotule sphérique centrés audit centre, en prise mutuelle et pouvant tourner en tout sens, l'un par rapport à l'autre, autour dudit centre, un premier de ces organes étant solidaire de l'un des éléments et des moyens de liaison du deuxième organe avec chacun des deux autres éléments étant prévus, se caractérisc en ce que les moyens de liaison comportent - des moyens d'articulation de chacun desdits autres éléments indépendamment l'un de l'autre, autour d'un méme axe passant par ledit centre, sur le deuxième organe, - des moyens de guidage de chacun desdits autres éléments à la rotation autour d'un axe respectif perpendiculaire audit même axe et passant par ledit centre, par rapport aux moyens respectifs d'articulation.
Avantageusement, les premier et deuxième organes sont constitués respectivement pour le palier par la rotule.
L'autre de ces dispositifs d'articulation sphérique, autour d'un centre, entre trois éléments, comportant un premier organe articulé sur l'un des éléments autour d'un premier axe passant par ledit centre et un deuxième organe articulé sur le premier organe autour d'un deuxième axe passant par ledit centre et perpendiculaire au premier axe, des moyens de liaison du deuxième organe avec chacun des deux autres éléments étant prévus, se caractérise quant à lui en ce que les moyens de liaison comportent: - des moyens d'articulation de chacun desdits autres éléments indépendamment l'un de l'autre, autour d'un même axe passant par ledit centre et perpendiculaire au deuxième axe, sur le deuxième organe, - des moyens de guidage de chacun desdits autres éléments à la rotation autour d'un axe respectif perpendiculaire audit même axe et passant par ledit centre, par rapport aux moyens respectifs d'articulation.
Dans l'un ou l'autre cas, avantageusement, ledit deuxième organe porte solidairement deux tourillons disposés suivant ledit même axe, respectivement de part et d'autre du deuxième organe, et chacun des moyens d'articulation comporte une chape respective articulée sur les deux tourillons autour dudit axe commun de ceux-ci.
La grande facilité de calcul, en temps réel, à laquelle permet d'accéder le caractère géométrique triangulaire d'une plateforme
STEWART selon l'invention permet d'envisager une large gamme d'applications dans lesquelles - soit chaque jambe télescopique est motrice et raccordée à des moyens communs de commande sélective de grandeurs choisies parmi sa longueur entre les centres correspondants, la vitesse et/ou l'accélération de variation de cette longueur, L'effort appliqué entre les deux centres correspondants, - soit chaque jambe télescopique est réceptrice et raccordée à des moyens communs de mesure sélective de grandeurs choisies parmi sa longueur entre les centres correspondants, la vitesse et/ou l'accélération de variation de cette longueur, L'effort subi entre les deux centres correspondants.
STEWART selon l'invention permet d'envisager une large gamme d'applications dans lesquelles - soit chaque jambe télescopique est motrice et raccordée à des moyens communs de commande sélective de grandeurs choisies parmi sa longueur entre les centres correspondants, la vitesse et/ou l'accélération de variation de cette longueur, L'effort appliqué entre les deux centres correspondants, - soit chaque jambe télescopique est réceptrice et raccordée à des moyens communs de mesure sélective de grandeurs choisies parmi sa longueur entre les centres correspondants, la vitesse et/ou l'accélération de variation de cette longueur, L'effort subi entre les deux centres correspondants.
Dans des limites dépendant des dimensions de la base et de la plate forme, notamment entre les articulations respectives des jambes télescopiques, des longueurs respectivement minimales et maximales des jambes télescopiques entre leurs articulations respectivement sur la base et sur la plateforme et de la réalisation pratique des articulations sphériques, un dispositif selon l'invention permet tout mouvement de la plateforme par rapport à la base, en translation suivant une direction quelconque, en rotation autour d'un axe quelconque, en translation circulaire, en hélice ou suivant une courbe quelconque, comme le permet également la plupart des dispositifs de l'Art antérieur. En outre, son caractère géométrique autorise un calcul en temps réel soit de la longueur à donner à chaque jambe entre ses articulations respectivement sur la base et sur la plateforme pour placer cette dernière dans une position déterminée, par rapport à la base, si les jambes sont motrices, soit de la position de la plateforme par rapport à la base pour des longueurs mesurées de chaque jambe entre ses articulations respectivement sur la base et sur la plateforme, alors que le caractère "hexagonal" des dispositifs de l'Art antérieur n'autorise pas un tel calcul en temps réel. De même, un dispositif selon l'invention permet, avec calcul en temps réel, soit d'appliquer des vitesses ou accélérations déterminées à des points déterminés de la plateforme, par rapport à la base, ou encore d'appliquer un torseur déterminé à la plateforme, par rapport à la base, si les jambes sont motrices, soit de calculer les vitesses ou accélérations appliquées à des points déterminés de la plateforme par rapport à la base ou encore un torseur appliqué à la plateforme par rapport à la base, si les jambes sont réceptrices.
On peut ainsi élargir considéralement le champ des applications des plateformes STEWART, par exemple au domaine des balances aérodynamiques, ou encore améliorer leurs performances dans les applications déjà connues, comme celles des plate formes vibrantes, par la possibilité de calcul en temps réel. Naturellement, ces deux exemples d'applications d'un dispositif selon l'invention ne sont nullement limitatifs, et un dispositif selon l'invention peut connaître en particulier toutes les applications des plateformes STEWART de l'Art antérieur, par exemple en robotique ou dans le domaine de la machine-outil.
En fonction des applications envisagées, on peut choisir différents modes de réalisation des jambes télescopiques.
Ainsi, chacune de celles-ci peut être constituée par un vérin à fluide, notamment hydraulique. Un tel choix permet de réaliser sans difficulté des jambes aussi bien motrices que réceptrices.
Chaque jambe télescopique peut également être constituée par un dispositif vis-écrou, où l'on entend par là non seulement un dispositif dans lequel une vis et un écrou coopèrent directement mais également des dispositifs de vis à billes ou de vis à rouleaux, ces exemples n'étant nullement limitatifs. Un tel choix convient plus particulièrement à la réalisation de jambes motrices mais, dans les limites de la réversibilité du dispositif vis-écrou, il permet également de réaliser des jambes réceptrices.
Qu'elle soit ainsi constituée par un vérin ou par un dispositif vis-écrou, ou encore par un autre dispositif, chaque jambe peut-être intégralement disposée entre ses articulations respectivement sur la base et sur la plateforme mais on peut également prévoir qu'elle comporte un prolongement au-delà de l'une de ces articulations, par exemple sous la forme du corps d'un vérin dont la tige est quant à elle située entre les articulations ou encore sous la forme d'une partie momentanément inactive d'une vis d'un dispositif vis-écrou, auquel cas on prévoit que chaque articulation sphérique présente un passage la traversant de part en part et entourant le centre correspondant, avec une orientation et un dimensionnement propres à permettre sa traversée par un prolongement d'une jambe télescopique correspondante, pour une gamme déterminée de positions relatives desdites structures. Une telle disposition permet, en comparaison avec une disposition selon laquelle chaque jambe est intégralement située entre ses articulations respectivement sur la base et sur la plateforme, d'augmenter considérablement la différence entre les longueurs respectivement minimales et maximales de chaque jambe entre ces articulations, c'est-à-dire d'augmenter considérablement la course possible dans les déplacements de la plateforme par rapport à la base, aussi bien lorsque les jambes sont motrices que lorsqu'elles sont réceptrices.
D'autres caractéristiques et avantages d'un dispositif selon l'invention ressortiront de la description ci-dessous, relative à deux exemples non limitatifs de mise en oeuvre, utilisant respectivement l'un et l'autre des dispositifs d'articulation sphérique selon l'invention, ainsi que des dessins annexés qui font partie intégrante de cette description.
La figure 1 montre une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'une plateforme STEWART selon l'invention.
La figure 2 illustre schématiquement, en une vue en perspective, les différentes possibilités de mouvement mises en oeuvre dans cette plateforme.
La figure 3 montre, sous forme d'un détail repéré en III à la figure 1 et illustré à plus grande échelle, un premier exemple de réalisation d'un dispositif d'articulation sphérique selon l'invention, mis en oeuvre dans ce premier mode de réalisation d'une plateforme STEWART selon l'invention.
La figure 4 montre, en une vue en perspective, un deuxième mode de réalisation d'une plateforme STEWART selon l'invention.
La figure 5 montre, sous forme d'un détail repéré en V à la figure 4 et à plus grande échelle, mais sous un angle différent, un deuxième dispositif d'articulation sphérique selon l'invention, mis en oeuvre dans ce deuxième exemple de plate forme STEWART selon l'invention.
La figure 6 montre une vue de ce dispositif d'articulation dans un sens repéré par une flèche VI à la figure 5.
On se réfèrera en premier lieu aux figures 1 à 3, qui montrent dans son ensemble et dans le détail une plateforme STEWART 1 comportant une base 2 et une plateforme 3, I'une et l'autre rigides et illustrées sous la forme respective d'un disque bien que toute autre forme puisse être choisie, ainsi que six jambes télescopiques rigides 4, 5, 6, 7, 8, 9, rectiligncs et d'axe respectif 10, 11, 12, 13, 14, 15. Chacune de ces jambes 5 à 9 est articulée respectivement sur la base 2 et sur la plateforme 3 par l'intermédiaire d'une articulation sphérique détaillée par la suite et ces jambes 4 à 9 convergent deux à deux, alternativement vers la base 2 ou vers la plateforme 3.
Plus précisément, les jambes voisines 4 et 5 convergent mutuellement vers la base 2, sur laquelle elles sont articulées par une même articulation sphérique 16 dont le centre 17 est situé à l'intersection des axes 10 et 11, les jambes voisines 6 et 7 convergent vers la base 2 sur laquelle elles sont articulées par une même articulation sphérique 18 dont le centre 19 coïncide avec l'intersection des axes 12 et 13 et les jambes voisines 8 et 9 convergent vers la base 2 sur laquelle elles sont articulées par l'intermédiaire d'une même articulation sphérique 20 dont le centre 21 est situé à l'intersection des axes 14 et 15. De même, les jambes voisines 5 et G convergent mutuellement vers la plateforme 3, sur laquelle elles sont articulées par une même articulation sphérique 22 dont le centre 23 coïncide avec l'intersection des axes 1 1 et 12, les jambes voisines 7 et 8 convergent vers la plateforme 3 sur laquelle elles sont articulées par une même articulation sphérique 24 de centre 25 situé à l'intersection des axes 13 et 14, et les deux jambes voisines 9 et 4 convergent à la plateforme 3 sur laquelle elles sont articulées par une même articulation sphérique 26 de centre 27 situé à l'intersection des axes 15 et 10.
Ainsi, de façon caractéristique de la présente invention, le nombre des centres ou points d'articulation des jambes 4 à 9 aussi bien sur la base 2 que sur la plateforme 3 est limité à trois, respectivement, si bien que la liaison entre la plateforme 3 et la base 2, par l'intermédiaire des jambes 4 à 9, est isostatique et forme six triangles non référencés dont chacun est défini par deux jambes voisines, articulées en un meme centre soit sur la base 2, soit sur la plateforme 3, et, respectivement, soit par la plateforme 3, soit par la base 2.
Chacune des jambes 4 à 9 est télescopique suivant son axe, respectivement 10 à 15, c'est-à-dire susceptible de subir une variation de longueur entre les centres d'articulation correspondants respectivement sur la base 2 et sur la plateforme 3.
Dans l'exemple illustré, à cet effet, chacune des jambes 4 à 9 est constituée par un vérin hydraulique comportant un corps respectif 28, 29, 30, 31, 32, 33, rectiligne, disposé suivant l'axe respectif 10, 11, 12, 13, 14, 15 et articulé sur la base 2, et une tige coaxiale respective 34, 35, 36, 37, 38, 39, apte à coulisser coaxialement dans ce corps et quant à elle articulée sur la plateforme 3. Naturellement, d'autres dispositions des vérins pourraient être choisies sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention, de même que ces vérins pourraient être remplacés par d'autres organes télescopiques, par exemple à vis et écrou comme on le décrira en référence aux figures 4 à 6.
Les vérins hydrauliques constituant ainsi les jambes 4 à 9 peuvent être moteurs, en ce sens que chacun d'entre eux peut être raccordé, par l'intermédiaire de moyens non illustrés mais dont le choix relève des aptitudes normales d'un Homme du métier, à des moyens communs 40, dont la réalisation relève également des aptitudes normales d'un Homme du métier, pour commander sélectivement, c'est-à-dire pour chacun d'entre eux, au moins une grandeur choisie parmi sa longueur entre les centres d'articulation correspondants, une vitesse et/ou une accélération de variation de cette longueur et l'effort appliqué suivant l'axe respectif 10 à 9 entre les deux centres correspondants, de façon à permettre de placer de façon déterminée ou de déplacer de façon déterminée en direction, sens, vitesse et accélération, la plateforme 3 par rapport à la base 2, ou encore d'appliquer à la plateforme 3 un torseur déterminé par rapport à la base 2.
Chacun des vérins constituant ainsi les jambes télescopiques 4 à 9 peut également être récepteur, c'est-à-dire être raccordé, par des moyens non illustrés dont le choix relève des aptitudes normales d'un
Homme du métier, à des moyens communs 40, dont la réalisation relève également des aptitudes normales d'un Homme du métier, qui permettent de mesurer sélectivement au moins une grandeur choisie parmi sa longueur entre les centres correspondants, une vitesse et/ou une accélération de variation de cette longueur, ou encore l'effort subi entre les deux centres correspondants afin de permettre de déterminer la position qu'occupe la plateforme 3 par rapport à la base 2 sous l'effet d'influences autres que celles des jambes télescopiques 4 à 9, la vitesse et/ou l'accélération que subit cette plate forme 3 dans une direction quelconque par rapport à la base 2, également sous l'effet d'influences autres que celles des jambes télescopiques 4 à 9, ou encore un torseur d'effort subi par la plateforme 3 en référence à la base 2, également sous l'effet de telles influences extérieures.
Homme du métier, à des moyens communs 40, dont la réalisation relève également des aptitudes normales d'un Homme du métier, qui permettent de mesurer sélectivement au moins une grandeur choisie parmi sa longueur entre les centres correspondants, une vitesse et/ou une accélération de variation de cette longueur, ou encore l'effort subi entre les deux centres correspondants afin de permettre de déterminer la position qu'occupe la plateforme 3 par rapport à la base 2 sous l'effet d'influences autres que celles des jambes télescopiques 4 à 9, la vitesse et/ou l'accélération que subit cette plate forme 3 dans une direction quelconque par rapport à la base 2, également sous l'effet d'influences autres que celles des jambes télescopiques 4 à 9, ou encore un torseur d'effort subi par la plateforme 3 en référence à la base 2, également sous l'effet de telles influences extérieures.
Naturellement, dans l'un et l'autre cas, les moyens communs 40 respectivement de commande sélective ou de mesure sélective sont informatisés et le caractère isostatique de la relation entre la plateforme 3 et la base 2, caractéristique de la présente invention, permet dans l'un et l'autre cas un calcul en temps réel.
Un logiciel a été élaboré, à cet effet, par Messieurs LASSAU, WU et JORREF ; ce logiciel est disponible auprès du Déposant, le Conservatoire
National des Arts et Métiers, et complète si nécessaire la présente description.
National des Arts et Métiers, et complète si nécessaire la présente description.
Afin de simplifier le calcul en temps réel, c'est-à-dire également ce logiciel, les trois centres 17, 19, 21 d'articulation sur la base 2 constituent dans un plan 86 les sommets d'un triangle équilatéral 84, fixe par rapport à la base 2, et les trois centres 23, 25, 27 d'articulation sur la plateforme 3 sont disposés dans un plan 87 aux sommets d'un autre triangle équilatéral 85 quant à lui fixe par rapport à la plateforme 3, ces deux triangles équilatéraux 84, 85 pouvant être différents mais étant de préférence identiques.
Les articulations 16 des deux corps de vérin 28 et 29, 18 des deux corps de vérin 30 et 31, 20 des deux corps de vérin 32 et 33 sur la base 2 et les articulations 22 des deux tiges de vérin 35 et 36, 24 des deux tiges de vérin 37 et 38, 26 des deux tiges de vérin 34 et 39 sur la plateforme 3 sont identiques, et l'on ne décrira dans le détail que l'articulation 26, en se référant à la figure 3, étant entendu qu'un Homme du métier pourra transposer sans difficulté les dispositions ainsi décrites à la réalisation des autres articulations 16, 18, 20, 22, 24.
L'articulation 26 illustrée à la figure 3 constitue l'articulation commune, sur la plateforme 3, autour du centre 27, des tiges 34 et 39 des vérins constituant respectivement les jambes 4 et 9, dont les axes 10 et 15 passent l'un et l'autre par le centre 27.
Pour définir le centre 27, fixe par rapport à la plateforme 3, celle-ci porte solidairement un palier sphérique 41 d'un type connu, comportant une zone annulaire 42 définissant intérieurement une couronne sphérique concave centrée en 27 et présentant une symétrie de révolution autour d'un axe non illustré, coïncidant avec une bissectrice, médiane ou hauteur du triangle équilatéral 85 dont les centres 23, 25, 27 constituent les sommets, la zone annulaire 42 étant ouverte dans l'un et l'autre sens de cet axe.
A l'intérieur de la zone annulaire 42 est guidée, à la rotation en tout sens autour du centre 27, une rotule sphérique 43 concentrique et de même diamètre que la couronne sphérique précitée et, respectivement de part et d'autre de la zone annulaire 42, suivant un même axe 44 qui peut coïncider avec l'axe précité de la zone annulaire 42 ou être décalé angulairement par rapport à celui-ci, en tout sens, la rotule 43 porte solidairement deux tourillons 45, 46 par l'intermédiaire desquels les deux tiges 34, 39 s'articulent indépendamment l'une de l'autre, autour de l'axe 44, sur la rotule sphérique 43.
A cet effet, chacune des tiges 34, 39 porte solidairement une chape respective 47, 48, la chape 47 présentant deux bras 49, 50 s'articulant autour de l'axe 44 respectivement sur le tourillon 45 et sur le tourillon 46, dans des zones d'extrémité libre de ces derniers alors que la chape 48 comporte un premier bras 51 articulé autour de l'axe 44, sur le tourillon 45, entre le bras 49 de la chape 47 et la rotule 43 et un deuxième bras 52 articulé autour de l'axe 44 sur le tourillon 46 entre le bras 50 de la chape 47 et la rotule 43 ; les deux bras de chaque chape 47, 48 sont maintenus dans une relation de symétrie mutuelle par rapport au centre 27, assurant le passage des axes 10 et 15 par ce centre 27, par tout moyen de calage approprié, non illustré et aisément concevable par un 1Homme du métier.
Aux figures 1 et 2, on a désigné respectivement par 53, 54, 55 les paliers, identiques aux paliers 41, fixés à la base 2 pour faire partie des articulations sphériques 16, 18, 20 respectivement, et par 56 et 57 les paliers, identiques aux paliers 41, solidaires de la plateforme 3 pour faire partie des articulations sphériques 22 et 24 respectivement. On y a illustré ou schématisé respectivement en 58, 59, 60, 61, 62 les rotules respectivement correspondantes, identiques à la rotule 43, et respectivement par 63, 64, 65, 66, 67 les axes correspondant à l'axe 44, en référence à ces rotules 58 à 62 respectivement, chacun de ces axes étant défini comme l'axe 44 par deux tourillons solidaires de la rotule considérée et placés dans le prolongement l'un de l'autre, respectivement de part et <RTI ID=1 télescopique 8 alors que la seconde, entourant la première à la façon dont la chape 47 entoure la chape 48, est solidaire du corps 33 du vérin constituant la jambe télescopique 9. De même, autour de l'axe 66 s'articulent sur la rotule 61, indépendamment l'une de l'autre, deux chapes 74, 75 dont la première est solidaire de la tige 35 du vérin constituant la jambe télescopique 5 alors que la seconde, entourant la première à la manière dont la chape 47 entoure la chape 48, est solidaire de la tige 36 du vérin constituant la jambe télescopique 6 ; autour de l'axe 67 s'articulent sur la rotule 62, indépendamment l'une de l'autre, deux chapes 76, 77 dont la première est solidaire de la tige 37 du vérin constituant la jambe télescopique 7 et dont la seconde, entourant la première à la façon dont la chape 47 entoure la chape 48, est solidaire de la tige 38 du vérin constituant la jambe télescopique 8.
On remarquera que, au même titre que les axes 10 et 15 se coupent, avec l'axe 44, au centre 27 de l'articulation sphérique 26, les axes 10, 11, 63 se coupent au centre 17 de l'articulation sphérique 1G, les axes 12, 13, 64 se coupent au centre 19 de l'articulation sphérique 18, les axes 14, 15, 65 se coupent au centre 21 de l'articulation sphérique 20, les axes 11, 12, 66 se coupent au centre 23 de l'articulation sphérique 22 et les axes 13, 14, 67 se coupent au centre 25 de l'articulation sphérique 24. I.es axes 10 et 11, 12 et 13, 14 et 15, 11 et 12,13 et 14,15 et 10 qui convergent deux à deux sont perpendiculaires à l'axe, respectivement G3, 64, 65, 66, G7, 44, dont ils sont ainsi sécants en un centre d'articulation sphérique 17 19 21, 23, 25, 27.
En outre, la tige 34, 35, 36, 37, 38, 39 de chaque vérin peut tourner autour de l'axe correspondant 10, 11, 12, 13, 14, 15 à l'intérieur du corps correspondant 28,29,30,31,32,33. A défaut, le corps 28, 29, 30, 31, 32, 33 et/ou la tige 34, 35, 36, 37, 38, 39 de chaque vérin peut tourner autour de l'axe respectif 10, 11, 12, 13, 14, 15 par rapport à la chape respectivement correspondante 68, 69, 70, 71, 72, 73, 47, 74, 75, 76, 77, 48, sans autre possibilité de déplacement relatif ; le choix de moyens permettant d'assurer cette rotation relève des aptitudes normales d'un Homme du métier.
Cette possibilité de rotation relative des deux chapes associées respectivement à chaque jambe télescopique 4, 5, 6, 7, 8, 9, autour de l'axe respectif 10, 11, 12, 13, 14, 15, a été schématisée à la figure 2 respectivement en 78, 79, 80, 81, 82, 83, indépendamment du mode de réalisation concret des moyens prévus à cet effet.
La conception des articulations sphériques 16, 18, 20, 22, 24, 26 qui vient d'être décrite, associée au choix de vérins hydrauliques pour constituer les jambes télescopiques 4, 5, 6, 7, 8, 9, permet de développer des efforts particulièrement importants suivant les différents axes 10, 11, 12, 13, 14, 15 et, en particulier, se prête particulièrement bien à l'application de vibrations à la plateforme 3 par rapport à la base 2 lorsque les vérins sont moteurs, ou à l'étude de vibrations imprimées à la plate forme 3 par rapport à la base 2, par des moyens autres que les vérins, lorsque ces derniers sont récepteurs, étant entendu que ces exemples d'application de la plateforme STEWART 1 selon l'invention ne sont nullement limitatifs, même dans ce mode de réalisation.
On a cependant illustré aux figures 4 à 6 un autre mode de réalisation d'une plateforme STEWART selon l'invention, offrant plus de mobilité à la plateforme par rapport à la base lorsque les efforts à transmettre dans les jambes télescopiques sont moindres, grâce à un mode de réalisation différent aussi bien des jambes télescopiques que de leurs articulations respectivement sur la base et sur la plateforme ; il doit cependant être bien entendu que l'un ou l'autre des modes de réalisation des jambes télescopiques, décrits respectivement en référence aux figures 1 à 3 et en référence aux figures 4 à 6, pourrait être utilisé indifféremment avec l'un ou l'autre des modes de réalisation des articulations de ces jambes respectivement sur la base et sur la plateforme, décrits respectivement en référence aux figures 1 à 3 et aux figures 4 à 6.
Le mode de réalisation des figures 4 à 6 présentant cependant dc grandes analogies avec celui des figures 1 à 3 en ce qui concerne les composants de la plate forme STEWART 1 considérés dans leur généralité, on a conservé les mêmes références numériques pour désigner la base 2, la plateforme 3, les jambes télescopiques 4, 5, 6, 7, 8, 9, leurs axes 10, 11, 12, 13, 14, 15, et leurs articulations sphériques, deux à deux, respectivement 16, 18, 20 sur la base 2 et 22, 24, 26 sur la plateforme 3, en des centres ou points d'articulation sphérique respectifs 17, 19, 21, 23, 25, 27, définissant de préférence les sommets de deux triangles équilatéraux 84, 85 ici identiques, liés respectivement à la base 2 et à la plateforme 3 et situés respectivement dans un plan 86 et dans un plan 87.
Dans ce mode de réalisation de la plateforme STEWART 1 selon l'invention, au lieu d'être constituées par des vérins hydrauliques, les jambes télescopiques 4, 5, 6, 7, 8, 9 sont respectivement constituées par un dispositif vis-écrou, de préférence du type vis à billes ou vis à rouleaux.
Un tel mode de réalisation des jambes télescopiques 4, 5, 6, 7, 8, 9 se prête plus particulièrement au cas de jambes télescopiques motrices, c'est-à-dire agissant pour imposer à la plateforme 3 par rapport à la base 2, sous la commande sélective de moyens communs 40, soit une position déterminée par rapport à la base 2, par commande de la longueur de chaque jambe 4, 5, 6, 7, 8, 9 entre ses centres d'articulation respectivement sur la base 2 et sur la plateforme 3, soit des déplacements à vitesse ou accélération déterminée dans l'un ou l'autre sens de toute direction par commande de la vitesse et/ou de l'accélération de variation de la longueur de chaque jambe télescopique 4, 5, 6, 7, 8, 9 entre ses centres d'articulation respectivement sur la base 2 et sur la plateforme 3, soit encore un torseur déterminé, par application d'un effort de valeur déterminée, dans chaque jambe télescopique 4, 5, 6, 7, 8, 9, suivant son axe 10, 11, 12, 13, 14, 15, entre les centres d'articulation correspondants.
Dans ce mode de réalisation, aucune des articulations sphériques 16, 18, 20, 22, 24, 26 ne comporte de rotule, contrairement au cas du mode de réalisation décrit en référence aux figures I à 3.
Dans cet exemple des figures 4 à 6, chacune des articulations sphériques 16, 18, 20 sur la base 2 et 22, 24, 2G sur la plateforme 3 comporte un palier de butée respectif tel qu'un roulement à rouleaux 88, 89, 90, 91, 92, 93, propre à assurer un guidage à la rotation, respectivement par rapport à la base 2 ou à la plateforme 3, autour d'un premier axe respectif 94, 95, 96, 97, 98, 99, passant par le centre d'articulation respectivement correspondant 17, 19, 21, 23, 25, 27 et perpendiculaire au plan 86, 87 du triangle 84, 85 respectivement correspondant.
Ainsi, si l'on se réfère plus particulièrement aux figures 5 et 6 qui illustrent l'articulation sphérique 16 à laquelle les articulations sphériques 18, 20, 22, 24, 26 sont identiques, on voit que le palier 88 comporte une cage extérieure 100 solidaire de la base 2 et une cage intérieure 101 guidée à la rotation par rapport à la cage extérieure 100, autour de l'axe 94, sans autre possibilité de déplacement relatif. De même, de façon non détaillée, les paliers 89 et 90 comportent une cage extérieure solidaire de la base 2 et une cage intérieure montée à la rotation par rapport à cette cage extérieure, respectivement autour de l'axe 95 ou de l'axe 96, sans autre possibilité de déplacement relatif, et les paliers 91, 92, 93 comportent une cage extérieure fixe par rapport à la plate forme 3 et une cage intérieure montée à la rotation par rapport à cette cage extérieure, autour de l'axe respectif 97, 98, 99, sans autre possibilité de déplacement relatif.
Intérieurement, chaque cage intérieure telle que 101 porte solidairement deux paliers de butée tels que 102, 103, disposés symétriquement l'un de l'autre par rapport au centre d'articulation respectif 17, 19, 21, 23, 25, 27 et ces deux paliers tels que 102, 103 définissent un deuxième axe de rotation respectif 104,105, 106, 107, 108, 109, pour un arbre tel que 110, sans autre possibilité de mouvement relatif.
Chaque deuxième axe de rotation 104, 105, 106, 107, 108, 109 coupe perpendiculairement le premier axe de rotation respectivement correspondant 94, 95, 96, 97, 98, 99, et ceci au centre d'articulation respectivement correspondant 17, 19, 21, 23, 25, 27.
Entre les deux paliers tels que 102, 103 d'articulation sur la cage intérieure telle que 101, chaque arbre tel que 110 porte solidairement, respectivement de part et d'autre du centre d'articulation respectif 17, 19, 21, 23, 25, 27, deux tourillons tels que 111, 112 intégralement logés, sans contact, à l'intérieur de la cage intérieure telle que 101 correspondante, et ces deux tourillons tels que 111, 112 sont disposés suivant un même axe, respectivement 113, 114, 115, 116,117, 118, passant lui-même par le centre d'articulation sphérique respectivement correspondant 17, 19, 21, 23, 25, 27 et sécant perpendiculairement, au niveau de ce centre d'articulation respectif, de l'axe 104, 105, 106, 107, 108, 109 respectivement correspondant.
Les trois axes précités 94 à 99, 104 à 109 et 113 à 118 de chaque articulation sphérique 16, 18, 20, 22, 24, 26 sont ainsi mutuellement sécants au centre 17, 19, 21, 23, 25, 27 de cette articulation, et chacun des axes 113 à 118 peut pivoter autour de l'axe 104, 105, 106,107,108, 107, 108, 109 respectivement correspondant tout en lui restant perpendiculaire, cet axe pouvant luimême pivoter autour de l'axe 94, 95, 96, 97, 98 respectivement correspondant tout en lui restant perpendiculaire ; la rotation des axes 104 à 106 s'entend ici par référence à la base 2 et la rotation des axes 107 à 109 s'entend ici par référence à la plate forme 3.
Les tourillons tels que 111 et 112 sont en tout point comparables aux tourillons 45 et 46 décrits en référence aux figures 1 à 3 et, comme eux, servent au guidage en rotation autour de l'axe 113,114, 115, 116, 117, 118 respectivement correspondant, par rapport à l'arbre tel que 110 respectivement correspondant, sans autre possibilité de déplacement relatif, pour deux chapes qui sont mutuellement indépendantes vis-à-vis de cette rotation et qui sont en tout point similaires aux chapes 47, 48, 68 à 77 décrites en référence aux figures 1 à 3, dans leur constitution comme dans leur raccordement avec les deux jambes qui convergent vers
I'articulation sphérique respectivement correspondante, si bien que l'on a repris les mêmes références numériques pour désigner les deux chapes correspondant respectivement à chaque articulation sphérique 16, 18, 20, 22, 24, 26, même si seules les chapes 68 et 69 correspondant à l'articulation sphérique 16 ont été effectivement illustrées.
I'articulation sphérique respectivement correspondante, si bien que l'on a repris les mêmes références numériques pour désigner les deux chapes correspondant respectivement à chaque articulation sphérique 16, 18, 20, 22, 24, 26, même si seules les chapes 68 et 69 correspondant à l'articulation sphérique 16 ont été effectivement illustrées.
Plus précisément, les chapes G8 et 69 raccordent à l'arbre 110, avec possibilité de rotation autour de l'axe 113 par rapport à cet arbre 110, respectivement une extrémité de la jambe 4 et une extrémité de la jambe 5, en assurant un passage des axes respectifs 10 et il par le centre d'articulation 17. De même, les chapes non illustrées 70 ct 71 raccordent une extrémité des jambes 6 et 7, respectivement, à l'arbre correspondant à l'arbre 110 au niveau de l'articulation sphérique 18 en autorisant exclusivement une rotation relative autour de l'axe 114, avec maintien d'un passage des axes 12 et 13 par le centre d'articulation 19, les chapes non illustrées 72 et 73 raccordent une extrémité des jambes 8 et 9, respectivement, à l'arbre correspondant à l'arbre 110 au niveau de l'articulation sphérique 20, exclusivement avec possibilité de rotation relative autour de l'axe 115, avec maintien d'un passage des axes 14 et 15 par le centre 21 de l'articulation sphérique, les chapes non illustrées 74 et 75 raccordent une extrémité des jambes 5 et 6, respectivement, à l'arbre correspondant à l'arbre 110 au niveau de l'articulation sphérique 22 en autorisant exclusivement une rotation relative autour de l'axe 116, avec maintien d'un passage des axes 11 et 12 par le centre d'articulation 23, les chapes non illustrées 67 et 77 raccordent une extrémité des jambes 7 et 8 à l'arbre correspondant à l'arbre 110 au niveau dc l'articulation sphérique 24 en autorisant exclusivement une rotation relative autour de l'axe 1 17 avec maintien d'un passage des axes 13 et 14 par le centre d'articulation 25, et les chapes non illustrées 47 et 48 raccordent une extrémité des jambes 4 et 9 à un arbre correspondant à l'arbre 110, au niveau de l'articulation sphérique 26, en autorisant exclusivement une rotation relative autour de l'axe 118 avec maintien d'un passage des axes 10 et 15 par le centre d'articulation 27.
En outre, chacune des jambes 4 à 9 est dotée d'une possibilité de rotation, autour de l'axe respectif 10, 11, 12, 13, 14, 15, par rapport à l'une au moins, des chapes respectivement correspondantes, soit au niveau de sa liaison avec cette chape, présentant alors la forme d'un palier autorisant exclusivement une rotation relative autour de l'axe respectif 10, 11, 12, 13, 14, 15, soit sous forme d'un tel palier intercalé entre deux composants de la jambe considérée 4, S, 6, 7, 8, 9, entre les liaisons alors rigides de cette dernière avec les chapes respectivement correspondantes. Ces dispositions n'ont pas été illustrées mais leur réalisation relève des aptitudes normales d'un Homme du métier; elles correspondent aux dispositions schématisées respectivement en 78, 79, 80, 81, 82, 83 à la figure 2.
On comprendra aisément qu'un tel mode d'articulation de chacune des jambes 4 à 9 respectivement sur la base 2 et sur la plateforme 3 autorise les mêmes possibilités de mouvement relatif que le mode d'articulation décrit en référence aux figures 1 à 3.
Les figures 5 et 6 illustrent une possibilité supplémentaire offerte par le mode d'articulation décrit en référence aux figures 4 à 6, étant entendu qu'une telle possibilité pourrait également être prévue, cependant au prix d'unc plus grande complexité de réalisation, lorsqu'on adopte le mode d'articulation décrit en référence aux figures 1 à 3.
Conformément aux figures 5 et 6, qui montrent l'articulation sphérique 16 à laquelle les articulations sphériques 18, 20, 22, 24, 26 sont identiques si bien que l'on pourra leur transposer directement la description qui va être faite en référence à l'articulation 16, L'arbre 110 est percé de part en part d'un passage 119 présentant un axe 120 passant par le centre d'articulation 17 et orienté perpendiculairement aux axes
104 et 113. Dans la base 2, ce passage 119 se prolonge par un passage 121 traversant celle-ci de part en part suivant l'axe 94 et correspondant, par exemple, à l'intérieur de la cage intérieure 101 du pallier ou roulement 88.
104 et 113. Dans la base 2, ce passage 119 se prolonge par un passage 121 traversant celle-ci de part en part suivant l'axe 94 et correspondant, par exemple, à l'intérieur de la cage intérieure 101 du pallier ou roulement 88.
De même, les arbres correspondant à l'arbre 110, au niveau des articulations sphériques 18, 20, 22, 24, 26, présentent un passage analogue au passage 119, et traversant de part en part suivant un axe respectif non référencé, perpendiculaire aux axes 105 et 114, 1 ou et 115,107 et 116, 108 et 117, 109 et 118 respectivement, et la base 2 est percée de part en part, suivant les axes 95 et 96, d'un passage respectif correspondant à l'intérieur de la cage intérieure du palier 89, 90 respectivement correspondant, de même que la plateforme 3 est percée de part en part, suivant les axes 97, 98, 99, d'un passage respectif correspondant à l'intérieur de la cage intérieure du palier 91, 92, 93 respectivement correspondant.
Dans ces conditions, l'une des deux jambes telles que 4, 5 convergeant mutuellement vers l'articulation sphérique telle que 16 considérée peut traverser cette dernière ainsi que la chape correspondante de part en part, pour présenter un prolongement à travers cette articulation sphérique et, respectivement, soit la base 2, soit la plateforme 3. Ainsi, si l'on se réfère à l'articulation sphérique 16 illustrée aux figures 5 et 6, la jambe 5 se termine, du côté de l'articulation sphérique 16, à son raccordement avec la chape 69 mais la jambe 4 se prolonge suivant son axe 10 au-delà de son raccordement avec la chape G8, qu'elle traverse de part en part ainsi que l'arbre 110, par le passage 119, et la base 2, par le passage 121 ; par contre, de façon non illustrée, la jambe 4 se termine vers l'articulation sphérique 26 au niveau de son raccordement avec la chape correspondante, à savoir la chape 47 par analogie avec le mode de réalisation décrit en référence aux figures 1 à 3, mais la jambe 5 traverse de part en part l'articulation sphérique 22 et la plateforme 3, audelà de son raccordement avec la chape la chape 74,par la même analogie.
De même, les jambes 6, 7, 8, 9 traversent respectivement l'articulation sphérique 18, 24, 20, 26 ainsi que, respectivement, la base 2 ou la plateforme 3 à laquelle correspond cette articulation, mais ne traversent pas l'autre articulation sphérique correspondante, à savoir respectivement l'articulation sphérique 22, 18, 24, 2G, de façon non illustrée mais aisément compréhensible par un Homme du méticr.
Cette disposition permet de bénéficier d'une plus grande amplitude de variation possible de la longueur de chaque jambe 4 à 9 entre les centres d'articulation correspondant 17, 19, 21, 23, 25, 27 que lorsque la jambe est intégralement située entre ses deux articulations. En effet, si les jambes 4 à 9 sont constituées de dispositifs vis-écrou, par exemple comportant une vis à billes ou à rouleaux, il est possible de faire traverser l'une des articulations sphériques de chaque jambe par la vis, en orientant convenablement la jambe entre les deux articulations sphériques correspondantes, pour disposer d'une plus grande course possible de la tige par rapport à l'écrou que dans le cas où la tige et l'écrou sont intégralement logés entre les deux articulations sphériques correspondantes. Lorsque chaque jambe 4 à 9 est constituée par un vérin comme on l'a décrit en référence aux figures 1 à 3, le corps du vérin peut être disposé à travers l'une des articulations correspondantes, c'est-à-dire traverser cette articulation et respectivement la base 2 ou la plateforme 3, ce qui permet également d'allonger considérablement la course possible de la tige de vérin. Dans l'un et l'autre cas, il devient possible de rapprocher chacune des articulations sphériques 22, 24, 26 dc l'une ou l'autre des deux articulations sphériques 16, 18, 20 auxquelles elle est raccordée par les jambes 4 à 9 sans autre limite que les limites imposées par la réalisation pratique des articulations sphériques 16, 18, 19, 20, 22, et de les éloigner de ces deux articulations sphériques 16, 18, 20 respectivement correspondantes sans autre limite que celles que peuvent imposer la réalisation pratique des vérins ou dispositifs vis-écrou constituant les différentes jambes 4 à 9, ou encore des conditions d'implantation de la plateforme STEWART 1, qui peuvent obliger à limiter le porte-à-faux formé par rapport à la base 2 et à la plateforme 3 par des prolongements des jambes 4 à 9 à travers les articulations sphériques et à travers cette base 2 et cette plate forme 3.
Naturellement, bien que les deux modes de mise en oeuvre de l'invention qui ont été décrits correspondent à des exemples actuellement préférés, un Homme du métier comprendra aisément que de nombreux autres modes de mise en oeuvre pourront être choisis sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention.
Claims (15)
1. Dispositif du type dit "plateforme STEWART", comportant deux structures rigides (2, 3) à raison d'une base (2) et d'une plateforme (3) et six jambes télescopiques rigides (4 à 9) dont chacune est articulée respectivement sur chaque structure (2, 3) par l'intermédiaire d'une articulation sphérique (16, 18, 20, 22, 24, 26) et qui convergent deux à deux alternativement vers une structure (2) et vers l'autre structure (3),
caractérisé en ce que les articulations sphériques (16, 18, 20, 22, 24, 26), sur chaque structure (2, 3), de deux jambes télescopiques (4 à 9) qui convergent mutuellement vers cette structure (2, 3) présentent un centre commun (7, 19, 21, 23, 25, 27) de telle sorte que le nombre de centres d'articulation (17, 19, 21, 23, 25, 27) sur chaque structure soit de 3, respectivement.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les centres d'articulation (17,19, 21, 23, 25, 27) sur chaque structure (2, 3) définissent les sommets d'un triangle équilatéral respectif (84, 85).
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 et 2, caractérisé en ce que chaque articulation ( 16,18, 20, 22, 24, 26) comporte - deux organes d'articulation sphérique (41, 43, 53 à 62) à raison d'un palier sphérique (41, 53 à 57) et d'une rotule sphérique (43, 58 à 62) centrés au centre correspondant (17, 19, 21, 23, 25, 27), en prise mutuelle et pouvant tourner en tout sens, l'un par rapport à l'autre, autour du centre correspondant (17, 19, 21, 23, 26, 27), un premier (41, 53 à 57) desdits organes étant solidaire de la structure correspondante (23), et - des moyens (45, 46, 47, 48, 62 à 77) d'articulation des deux jambes télescopiques (4 à 9), indépendamment l'une de l'autre, autour d'un même axe (44, 63 à 67) passant au centre correspondant (17, 19,21, 23,25, 27), sur le deuxième (43, 58 à 62) desdits organes,
et en ce que chaque jambe télescopique (4 à 9) est en outre susceptible de subir, entre ses articulations respectivement sur l'un et l'autre des deuxièmes organes correspondants (43, 58 à 62), une rotation autour d'un axe (10 à 15) perpendiculaire aux axes (44, 63 à 67) d'articulation sur les deuxièmes organes correspondants et passant par les centres correspondants (17, 19, 21, 23, 25, 27), par rapport à l'un, au moins, des deuxièmes organes correspondants (43, 58 à 62).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les premier et deuxième organes sont constitués respectivement par le palier (41, 53 à 57) et par la rotule (43, 58 à 62).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque articulation (16,18, 20, 22, 24, 26) comporte: - un premier organe (101) articulé sur la structure correspondante (2, 3) autour d'un premier axe (94 à 99) passant par le centre correspondant (17, 19, 21, 23, 25, 27) et sensiblement perpendiculaire à un plan géométrique (86, 87) passant par les trois centres (17, 19, 21, 23, 25, 27) correspondant à ladite structure (2, 3), - un deuxième organe (110) articulé sur le premier organe (101) autour d'un deuxième axe (104 à 109) passant par le centre correspondant (17, 19, 21, 25, 27) et perpendiculaire au premier axe (9 à 99), et - des moyens (111, 112, 68, 69) d'articulation des deux jambes télescopiques (4 à 9), indépendamment l'une de l'autre, autour d'un même axe (113 à 118) passant au centre correspondant (17, 19, 21, 23, 25, 27) et perpendiculaire au deuxième axe correspondant (104 à 109), sur ledit deuxième organe (110),
et en ce que chaque jambe télescopique (4 à 9) est en outre susceptible de subir, entre ses articulations respectivement sur l'un et l'autre des deuxièmes organes correspondants (110), une rotation autour d'un axe (10 à 15) perpendiculaire aux axes (113 à 118) d'articulation sur les deuxièmes organes correspondants (110) et passant par les centres correspondants (17, 19, 21, 23 25, 27), par rapport à l'un, au moins, des deuxièmes organes correspondants (110).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit deuxième organe (43, 58 à 62,110) porte solidairement deux tourillons (45, 46,111,112) disposés suivant ledit même axe (44, 63 à 67,113 à 118), respectivement de part et d'autre du deuxième organe (43, 58 à 62, 110), et en ce que chacune des jambes télescopiques correspondantes (4 à 9) porte une chape respective (47, 48, 68 à 77) articulée sur les deux tourillons (45, 46,111, 112) autour dudit axe commun (44, 63 à 67,113 à 118) de ceux-ci.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque jambe télescopique (4 à 9) est motrice et raccordée à des moyens communs (40) de commande sélective de grandeurs choisies parmi sa longueur entre les centres correspondants, la vitesse et/ou l'accélération de variation de cette longueur, l'effort appliqué entre les deux centres correspondants.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque jambe télescopique (4 à 9) est réceptrice et raccordée à des moyens communs (40) de mesure sélective de grandeurs choisies parmi sa longueur entre les centres correspondants, la vitesse et/ou l'accélération de variation de cette longueur, l'effort subi entre les deux centres correspondants.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque jambe télescopique (4 à 9) est constituée par un vérin.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque jambe télescopique (4 à 9) est constituée par un dispositif vis-écrou.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que chaque articulation sphérique (16, 18, 20, 22, 24, 26) présente un passage (119) la traversant de part en part et entourant le centre correspondant (17, 19, 21, 23, 25, 27), avec une orientation et un dimensionnement propres à permettre sa traversée par un prolongement d'une jambe télescopique correspondante (4 à 9), pour une gamme déterminée de positions relatives desdites structures (23).
12. Dispositif d'articulation sphérique, autour d'un centre (27), entre trois éléments (3, 4, 9), comportant deux organes (41, 43) d'articulation sphérique à raison d'un palier sphérique (41) et d'une rotule sphérique (43) centrés audit centre (17), en prise mutuelle et pouvant tourner en tout sens, l'un par rapport à l'autre, autour dudit centre (17), un premier (41) de ces organes étant solidaire de l'un (3) des éléments et des moyens (45 à 48, 78, 89) de liaison du deuxième organe (43) avec chacun des deux autres éléments (4, 9) étant prévus,
caractérisé en ce que les moyens de liaison (45 à 48, 78, 83) comportent: - des moyens (45 à 48) d'articulation de chacun desdits autres éléments (4, 9) indépendamment l'un de l'autre, autour d'un même axe (44) passant par ledit centre (27), sur le deuxième organe (43), - des moyens (78, 83) de guidage de chacun desdits autres éléments (4, 9) à la rotation autour d'un axe respectif (10, 15) perpendiculaire audit même axe (44) et passant par ledit centre (27), par rapport aux moyens respectifs d'articulation (45 à 48).
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les premier et deuxième organes sont constitués respectivement par le palier (41) et par la rotule (43).
14. Dispositif d'articulation sphérique, autour d'un centre (17), entre trois éléments (2, 4, 5), comportant un premier organe (101) articulé sur l'un (2) des éléments autour d'un premier axe (94) passant par ledit centre (17) et un deuxième organe (110) articulé sur le premier organe (101) autour d'un deuxième axe (104) passant par ledit centre (17) et perpendiculaire au premier axe (94), des moyens (111, 112, 68, 69, 78, 79) de liaison du deuxième organe (110) avec chacun des deux autres éléments (4, 5) étant prévus,
caractérisé en ce que les moyens de liaison (111, 112, 68, 69, 78, 79) comportent: - des moyens (111, 112, 68, 69) d'articulation de chacun desdits autres éléments (4, 5) indépendamment l'un de l'autre, autour d'un même axe (113) passant par ledit centre (17) et perpendiculaire au deuxième axe (104), sur le deuxième organe (110), - des moyens (78, 79) de guidage de chacun desdits autres éléments (4, 5) à la rotation autour d'un axe respectif (10, 11) perpendiculaire audit même axe (13) et passant par ledit centre (17), par rapport aux moyens respectifs d'articulation (111,112,68,69).
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que ledit deuxième organe (43, 110) porte solidairement deux tourillons (45, 46, 111, 112) disposés suivant ledit même axe (44, 113), respectivement de part et d'autre du deuxième organe (43, 110), et en ce que chacun des moyens d'articulation comporte une chape respective (48, 49, 68, 69) articulée sur les deux tourillons (45, 46, 111, 112) autour dudit axe commun (44, 113) de ceux-ci.
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