FR2884590A1 - Dispositif de creation de mouvements d'une cabine selon 4 ou 6 axes - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de création de mouvements d'une cabine (ou nacelle) selon 4 ou 6 axes, permettant la réalisation d'un simulateur dynamique, simple à réaliser, léger et de faible encombrement vertical.Il est constitué d'une structure (7) destinée à recevoir la cabine dont le mouvement est contrôlé par des bras passifs et actifs agissant en traction/compression reliés au bâti (1). La figure montre une version 4 axes avec 4 bras actifs (2)(4)(5)(6) et 2 bras passifs (3) (8). On peut passer de 4 à 6 axes de mouvement en rendant actifs les bras (8) et (3) et de 4 à 3 axes en rendant passif le bras (2).Dans certaines réalisations, les bras actifs sont mécanisés par des bielles actionnés par des moteurs rotatifs ou des vérins.

Description

traction et compression, rendant ainsi le système simple à réaliser. Le

coût de ce type de plate-forme reste néanmoins très élevé par suite de l'obligation d'utiliser des vérins avec des

courses ou des capacités d'efforts importantes par rapport au besoin axe par axe du fait même de la cinématique de la table. De plus, dans l'utilisation courante dans l'aéronautique, l'encombrement maximum de la plate forme placée sous la cabine est important et n'est compatible que de bâtiments de très grande hauteur sous plafond ce qui limite de façon encore beaucoup plus sévère les utilisations.

Pour certaines applications, le besoin de représentation du mouvement est anisotrope et devient compatible soit d'un simulateur à 3 ou 4 axes, tout en exigeant une bonne représentation des mouvements désirés sans mouvement parasite majeur au niveau de la cabine, soit d'un simulateur 6 axes dont trois axes, ci après désignés comme axes primaires de mouvement correspondants à 2 translations et à la rotation autour de l'axe perpendiculaire (ou presque perpendiculaire) ont des amplitudes et des caractéristiques dynamiques requises plus importantes que les trois autres ci après désignés comme axes complémentaires . Pour les applications aéronautiques notamment, les axes de mouvements les plus importants à représenter, ou nécessitant les amplitudes ou les caractéristiques dynamiques les plus élevées sont de l'avis de la plupart des spécialistes, les rotations autour d'axes horizontaux et la translation verticale. On cherche alors à réaliser des dispositifs répondant au plus près aux exigences en minimisant le nombre d'éléments actifs et leurs contraintes de dimensionnement et en plaçant le plus fidèlement possible les axes de mouvement en repère simulateur. On cherche ensuite à minimiser l'encombrement vertical de l'ensemble plate forme dynamique et cabine tout en respectant les amplitudes de mouvements demandées, et à réaliser un mécanisme simple et léger de manière à minimiser les coûts de réalisation, d'assemblage, d'utilisation, d'entretien et de transport. Par rapport à cette recherche, les deux inconvénients de la plate-forme de Stewart sont d'une part le grand encombrement vertical et d'autre part l'incapacité à tirer profit de l'anisotropie du besoin de représentation de mouvement notamment pour limiter le nombre d'éléments actifs (vérins) dans les version 3 axes ou 4 axes du simulateur.

Beaucoup de réalisations connues de tables dynamiques avec des mouvements sur moins de 6 axes présentent le défaut d'imposer à la cabine, en plus des mouvements désirés, un fort mouvement de translation parasite lors de la création des mouvements de rotation. D'autres réalisations représentent correctement les mouvements, mais au prix d'une sévère limitation de l'amplitude du mouvement primaire de translation , ou d'une mécanisation lourde ou complexe utilisant par exemple des ensembles en glissement relatif linéaire.

La demande de brevet 0500868 déposée le 28 janvier 2005 concerne un dispositif de création de mouvement d'une cabine mobile selon 3 axes prédéfinis, dont deux rotations autour d'axes orthogonaux (ou presque orthogonaux), sans translation parasite au niveau de la cabine, et une translation le long de l'axe orthogonal (ou presque orthogonal) au deux premiers, au moyen, d'une part de trois bras de longueur constante (bras passifs) articulés à un bout sur le bâti et à l'autre bout sur la partie mobile et sollicités seulement en traction/compression, et d'autre part de trois bras actifs, chaque bras actif étant activé par l'action directe ou indirecte d'un vérin hydraulique, électrique ou pneumatique, ou encore par l'action d'un moteur-réducteur à l'aide d'un renvoi par système bielle-manivelle .

Dans l'un des modes de réalisation, le dispositif est caractérisé en ce qu'il est constitué d'une structure qui porte la cabine mobile et dont les efforts dus au poids et aux mouvements sont transmis au bâti uniquement au travers de 3 bras passifs et de 3 bras actifs (vérins ou bielles) sollicités seulement en traction et compression, les 3 bras passifs étant caractérisés en ce qu'ils possèdent un axe géométrique commun d'articulation sur le bâti, deux des bras passifs formant un triangle non déformable articulé autour d'un seul axe dit axe géométrique commun d'articulation sur le bâti , l'autre bras passif étant articulé sur le bâti autour de deux axes dont l'axe géométrique commun d'articulation tout en restant proche du plan perpendiculaire à cet axe géométrique pour les mouvements de la cabine dans la limite des amplitudes tolérées pour les mouvements. Les deux bras passifs formant triangle d'une part et le troisième bras passif d'autre part sont reliés chacun au moyen d'une liaison à 3 degrés de liberté en un point de la structure porte cabine situé sur l'un des axes de rotation souhaité pour la cabine, les points de liaison étant par ailleurs approximativement à la même distance de l'axe géométrique commun d'articulation des bras sur le bâti . Chacun des 3 bras actifs est relié d'un coté à la cabine et de l'autre au bâti ou à une bielle au moyen de liaisons comportant chacune jusqu'à trois degrés de liberté afin de n'échanger que des efforts de traction/compression, les bras dits actifs agissant de façon globale et déterministe sur les 3 axes de mouvement.

Comme indiqué brièvement dans la demande de brevet 0500868, ce dispositif se prête bien à l'addition de degrés de liberté complémentaires. Il peut notamment être étendu à des dispositifs de création de mouvement d'une cabine selon 4 axes incluant deux rotations et deux translations, constitué des 3 axes primaires (deux rotations et une translation le long de l'axe perpendiculaire aux axes de rotations) et d'une translation complémentaire, ledit dispositif étant dérivé de la version 3 axes à 3 bras passifs ci-dessus en rendant actif l'un des trois bras précédemment passifs. Il se prête bien aussi à l'addition de plusieurs degrés de liberté de faible amplitude selon des axes de mouvements complémentaires des trois axes déjà décrits en rendant mobile selon les axes complémentaires désirés la seule partie du bâti qui supporte les bras passifs.

En analysant les extensions possibles du dispositif faisant l'objet de la demande de brevet 0500868 déposée le 28 janvier 2005, on s'est rendu compte que l'addition de degrés de liberté pouvait se faire de façon simple par remplacement de l'un des trois bras passifs (précisément celui formant la diagonale du triangle défini ci dessus) ou des trois bras passifs de la table trois axes par un ou trois bras actifs constitués de modules identiques (ou presque identiques) aux trois bras déjà actifs.

On s'est rendu compte de plus, que dans les réalisations de tables 3, 4 ou 6 axes avec l'axe primaire de translation vertical pour les applications aéronautiques notamment, et faisant appel à des motorisations de type moteurs-réducteurs ou vérins avec renvoi par des ensembles bielle-manivelle afin de minimiser l'encombrement vertical de l'ensemble mécanisme et cabine, tous les axes d'articulation des manivelles sur le bâti peuvent être idéalement placés parallèlement au plan horizontal ce qui permet une implantation et une installation particulièrement simple de tous les ensembles moteurs-réducteurs ou vérins. Cette propriété résulte des caractéristiques de la table 3 axes qui fait l'objet de la demande de brevet 0500868 du 28 janvier 2005 et de ses extensions potentielles qui font l'objet de la présente demande de brevet.

La présente invention concerne l'extension du dispositif de création de mouvement selon 3 axes décrit dans la demande de brevet 0500868 du 28 janvier 2005, à des dispositifs de création de mouvement selon 4 axes ou selon 6 axes.

Le dispositif de création de mouvement selon 4 axes est caractérisé en ce qu'il permet de générer 2 rotations autour d'axes orthogonaux ou presque orthogonaux et deux translations dont l'une est perpendiculaire ou presque perpendiculaire aux 2 axes de rotations, et en ce qu'il est constitué d'une structure qui porte la cabine mobile et dont les efforts dus au poids et aux mouvements sont transmis au bâti uniquement au travers de 2 bras passifs et de 4 bras actifs (vérins ou bielles) sollicités seulement en traction et compression, les 2 bras passifs étant caractérisés en ce qu'ils sont articulés sur le bâti chacun autour de deux axes dont un axe géométrique commun d'articulation sur le bâti auquel ils sont perpendiculaires lorsque la cabine est dans la position moyenne (rotations et translations nulles), les bras passifs étant, de plus, reliés à la structure porte cabine au moyen de liaisons à 3 degrés de liberté en 2 points situés approximativement à la même distance de l'axe géométrique commun d'articulation des bras sur le bâti. La ligne géométrique reliant les points d'appuis des deux bras passifs sur la structure porte cabine est de par la cinématique imposée par le mécanisme, l'un des 2 axes de rotation de la table. Chacun des 4 bras actifs est relié d'un coté à la cabine et de l'autre au bâti ou à une manivelle au moyen de liaisons comportant chacune jusqu'à trois degrés de liberté afin de n'échanger que des efforts de traction/compression, lesdits bras actifs agissant de façon globale et déterministe sur les 4 axes de mouvement. De plus, l'un des bras actifs forme avec l'un des bras passifs, un triangle déformable dont le plan contient l'axe géométrique commun d'articulation des bras passifs sur le bâti pour la position moyenne de la cabine et en reste proche lors des mouvements dans la limite des amplitudes de mouvements autorisées. Cette dernière condition permet d'assurer que l'action du bras actif concerné sur la structure porte cabine (ou à l'extrémité du bras passif) résulte en une force principalement de translation avec un faible bras de levier par rapport au centre de rotation de l'équipage mobile. Il est reconnu que le bras actif formant triangle avec l'un des bras passifs peut indifféremment être relié directement à la structure porte cabine comme indiqué ci dessus ou à l'extrémité du bras passif en un point proche du point de liaison de ce bras avec la structure porte cabine.

205 Le dispositif de création de mouvement selon 6 axes est caractérisé en ce qu'il permet de générer 3 rotations autour d'axes orthogonaux ou presque orthogonaux et 3 translations le long d'axes orthogonaux ou presque orthogonaux, et en ce qu'il est constitué d'une structure qui porte la cabine et dont les 210 efforts dus au poids et aux mouvements sont transmis au bâti uniquement au travers de 6 bras actifs (vérins ou bielles) sollicités seulement en traction et compression, les 6 bras actifs étant disposés, pour la position moyenne de la cabine (rotations et translations nulles) comme les 4 bras actifs et le 215 2 bras passifs de la configuration de la table 4 axes ci dessus.

Dans la configuration table 4 axes , l'invention permet la réalisation d'un simulateur dynamique 4 axes avec seulement 4 éléments actifs et présentant de plus, un faible encombrement vertical, ainsi que des caractéristiques de simplicité 220 (dimensionnement, assemblage, utilisation, entretien, transport) et qui, pour des caractéristiques imposées de la cabine (masse, inertie) et de mouvements dynamiques (accélérations, vitesses, orientations et amplitudes) permet de minimiser les contraintes sur le choix et les caractéristiques des éléments moteurs (vérins 225 ou moteurs-réducteurs).

Dans la configuration table 6 axes avec l'axe de translation primaire vertical, l'invention permet la réalisation d'un simulateur dynamique 6 axes avec 6 éléments actifs présentant un faible encombrement vertical et imposant des 230 contraintes minimum sur le dimensionnement des éléments actifs. Il offre en effet les possibilités d'utiliser divers types d'actionneurs pour différentes classes de tables dynamiques, et de différencier les actionneurs pour une même table en tirant profit de l'anisotropie des caractéristiques des mouvements 235 désirés entre les trois axes primaires et les trois axes complémentaires. Enfin grâce au bon découplage entre l'action des bras actifs agissant principalement sur les mouvements primaires et celle des bras actifs agissant principalement sur les mouvements complémentaires il évite le surdimensionnement des 240 actionneurs qui apparaît dans les systèmes à fort couplage entre axes, et il offre de plus la possibilité de compenser partiellement les effets dus à la gravité par des systèmes passifs associés à ces seuls bras verticaux .

L'invention permet aussi l'équipement progressif d'une 245 table depuis une version 3 axes initiale, jusqu'à une version 4 puis potentiellement 6 axes, par simple addition d'éléments actifs et ceci même postérieurement à la mise en service de la première version. Selon une réalisation préférée ( ci après désignée par dispositif à vérins à action directe ) pour une 250 version 4 axes dérivée de la version 3 axes avec deux axes de rotation proches du plan horizontal et une translation proche de l'axe vertical, par l'addition d'un axe de translation horizontal complémentaire, les deux bras passifs (de longueur utile supérieure à 2 fois l'amplitude de déplacement vertical de la 255 cabine),et l'un des bras actif (ci après désigné 4eme bras actif) ont en commun un axe géométrique horizontal d'articulation sur le bâti, (ci après désigné par: axe commun d'articulation sur le bâti ), les deux bras passifs et ce bras actif étant articulés indépendamment sur le bâti autour de cet axe commun et autour 260 d'un deuxième axe orthogonal à l'axe commun et aux bras eux mêmes. Les deux bras passifs sont de plus placés, lorsque la cabine est en position moyenne, perpendiculairement (ou presque perpendiculairement) à l'axe commun d'articulation sur le bâti et dans le même plan horizontal. Les deux bras passifs 265 sont de même longueur de sorte qu'en première approximation la distance des deux points de liaisons des bras passifs sur la structure porte cabine à l' axe commun d'articulation sur le bâti est et reste identique lors des mouvements dans la limite des amplitudes autorisées. Le triangle formé par le quatrième 270 bras actif et l'un des deux bras passifs se déforme sous l'action du vérin qui équipe le bras actif, résultant en un déplacement du point d'articulation du bras passif sur la structure porte cabine, assimilable pour les mouvements dans la limite des amplitudes autorisées, à une translation parallèle 275 à l'axe commun d'articulation sur le bâti . Les trois autres bras actifs sont mécanisés par des vérins en position verticale ou presque verticale pour la position moyenne de la cabine. Ils sont reliés à la structure porte cabine par des liaisons sphériques ou au minimum à 2 degrés de liberté à une extrémité et 280 3 degrés de liberté à l'autre extrémité. On voit bien dans cette réalisation que lorsque les deux bras passifs tournent d'un même angle depuis la position horizontale autour de l'axe commun d'articulation sur le bâti, la droite joignant les points de liaison des bras avec la structure porte mobile (ci après 285 désignée par axe longitudinal de la cabine ) se déplace selon une génératrice d'un cylindre dont l'axe est l' axe commun d'articulation sur le bâti . Ce déplacement est assimilable à une translation verticale dès lors que le rayon du cylindre est significativement supérieur à l'amplitude maximum de la 290 translation recherchée. Avec, par exemple, une amplitude de translation verticale maximum de +/- 0,2 mètre et une longueur utile de bras passifs de 2 mètres, la translation parasite lors de la translation verticale de 0 à 0,2 mètre ou de 0 à -0,2 mètre est de seulement 0,01 mètre. Lorsque le triangle formé par le 295 couple bras actif et bras passif d'une part et le bras passif isolé d'autre part tournent en sens opposé autour de l'axe commun d'articulation sur le bâti, la rotation résultante de la cabine est en première approximation, une rotation autour d'un rayon du précédent cylindre s'appuyant sur l' axe longitudinal cabine , 300 la position de ce rayon le long de cet axe dépendant de la valeur relative des rotations des bras. Le degré de liberté laissé par les bras passifs autour de 1' axe longitudinal cabine permet le deuxième mouvement de rotation. A tout moment, l'axe de translation et les deux axes de rotation sont orthogonaux ou 305 presque orthogonaux. Enfin le déplacement de chacun des 2 bras passifs dans un plan contenant l'axe commun d'articulation sur le bâti est, pour les mouvements d'amplitude limitée autour de la position moyenne, une translation parallèle à cet axe commun d'articulation sur le bâti. On voit bien aussi dans cette 310 réalisation, que 3 vérins reprennent presque tous les efforts de poids et de création de mouvement autour des 3 axes primaires, et que le quatrième vérin est surtout sollicité pour la création de mouvement et le maintien du mobile le long du deuxième axe de translation. On voit aussi que les 2 bras passifs ne sont 315 sollicités que de façon limitée lors des mouvements selon les axes primaires ou pour les orientations et positions du mobile correspondant aux angles de rotation et aux translations non nuls.

Selon une autre réalisation préférée de l'invention,(ci 320 après désignée par dispositif à moteurs rotatifs ) applicable ( outre le cas des dispositifs de création de mouvement selon 3 axes), à des dispositifs de création de mouvement selon 4 ou 6 axes, la mécanisation des bras actifs est réalisées par des ensembles de type bielle-manivelle , chaque manivelle étant 325 articulée autour d'un seul axe sur le bâti, de sorte que la position angulaire de la manivelle détermine complètement la position du pied de bielle, chaque manivelle étant, de plus, motorisée directement au moyen d'un ensemble moteur rotatif-réducteur agissant sur son axe. Cette réalisation permet 330 notamment de limiter la hauteur totale du simulateur pour des mouvements de translation verticale d'amplitude imposée en s'affranchissant de la contrainte sévère d'encombrement qu'introduisent les vérins à action directe montés dans une position verticale ou même oblique. Elle permet aussi de choisir 335 les types de motorisation (moteurs rotatifs) potentiellement mieux adaptées et moins chères pour certaines applications.

Selon une autre réalisation préférée de l'invention,(ci après désignée par dispositif à vérins à action indirecte ) la mécanisation des bras actifs est réalisée par des ensembles de 340 type bielle-manivelle , chaque manivelle étant articulée autour d'un seul axe sur le bâti, de sorte que la position angulaire de la manivelle détermine complètement la position du pied de bielle, chaque manivelle étant motorisée au moyen d'un vérin électrique, hydraulique voire pneumatique agissant sur un 345 levier solidaire de la manivelle. Cette réalisation permet elle aussi de limiter la hauteur totale du simulateur pour des mouvements de translation verticale d'amplitude imposée.

L'invention sera mieux comprise au vu des dessins annexés 1 à 8 qui illustrent différents types de réalisation.

350 La figure 1 illustre la réalisation d'un mécanisme de création de mouvement selon quatre axes de type dispositif à vérins à action directe avec axe primaire de translation de la cabine vertical. En référence à ce dessin, le bâti 1 est constitué d'un plancher horizontal et d'un mur vertical 355 supportant les articulations 5, 6,et 19. L'articulation 5 du bras 2 sur le bâti comprend un pivot 1 axe pour la rotation autour de l'axe géométrique 4 et un pivot 1 axe pour la rotation autour de la direction perpendiculaire à l'axe 4 et au bras 2. L'articulation 6 du bras 3 sur le bâti comprend un pivot 360 1 axe pour la rotation autour de l'axe géométrique 4 et un pivot 1 axe pour la rotation autour de la direction perpendiculaire à l'axe 4 et au bras 3. Les bras 2 et 3 sont parallèles lorsqu'ils sont dans un même plan (qui contient alors l'axe 4). Ils sont perpendiculaires à l'axe 4 pour la position 365 moyenne de la cabine en translation le long de l'axe parallèle à l'axe 4. Ils sont de même longueur. La structure porte cabine 7 est équipée de points d'appuis 8 et 9 qui lui sont solidaires. Les bras passifs 2 et 3 sont reliés aux points d'appui 8 par des articulations de type rotules sphériques 10 et 11. L'axe 370 géométrique reliant les centres des rotules 10 et 11 a été dénommé précédemment axe longitudinal cabine . Les 4 bras actifs 12, 13, 14 et 15 sont des vérins linéaires électriques. Les bras 12, 13 et 14 sont reliés au plancher horizontal du bâti par des articulations 16, 17 et 18 de type cardan 2 axes et 375 aux points d'appui 9 par des articulations 20, 21 et 22 de type rotules sphériques . L'articulation 19 du bras actif 15 sur le bâti est de type cardan 2 axes pour assurer les rotations autour de l'axe géométrique 4 et autour de la direction perpendiculaire à l'axe 4 et au bras 15. Le bras actif 15 est 380 relié au point d'appui 8 par l'articulation 23 de type rotule sphérique. Chacun des vérins agit par variation de longueur en réponse à des commandes externes. Chaque longueur peut être modifiée de façon continue indépendamment des trois autres, de sorte que la structure porte cabine peut être déplacée en 385 rotation et en translation sous l'effet des vérins et de la réaction des bras passifs. Afin d'illustrer les mouvements, on peut analyser l'effet de variations de longueur des vérins depuis la position moyenne de la structure porte cabine correspondant à une position des deux bras 2 et 3 horizontale et perpendiculaire 390 à l'axe 4. Depuis cette position moyenne et en première approximation: un allongement de même signe et de même valeur des 3 vérins 12,13et 14 se traduit par une translation verticale de la structure 7.

395. un allongement des vérins 12 et 13, et un raccourcissement du vérin 14 se traduit notamment par une rotation de la structure 7 autour d'une direction horizontale perpendiculaire à l'axe 4 et dont la position le long de l'axe 4 dépend de l'amplitude relative allongement/raccourcissement 400. un allongement du vérins 12 et un raccourcissement du vérin 13, se traduit notamment par une rotation de la structure 7 autour de l' axe longitudinal cabine 24.

un allongement ou raccourcissement du vérin 15 seul, se traduit par une translation parallèlement à l'axe 4.

405 La figure 2 illustre les possibilités de mouvements obtenus avec le dispositif à vérins à action directe . Avec ce dispositif, toute position de la structure 7 compatible de la cinématique imposée par les bras passifs peut être obtenue par une combinaison et une seule des quatre longueurs de vérins 12, 410 13, 14 et 15.

La figure 3 illustre la réalisation d'un mécanisme de création de mouvement selon quatre axes de type dispositif à moteurs rotatifs avec un axe de translation de la cabine vertical. En référence à ce dessin, le bâti, la structure porte 415 cabine et les bras passifs sont disposés comme dans le cas de la figure 1. Les bras actifs sont constitués d'une part de bielles 25, 26 et 27 de longueurs constantes articulées sur les appuis 9 solidaires de la structure porte cabine, au moyen de liaisons sphériques 20, 21 et 22, et articulées sur trois manivelles 29, 420 30 et 31 au moyen d'articulations 33, 34 et 35 de type cardan 2 axes et d'autre part de la bielle 28 de longueur constante articulée sur l'appui 8 solidaire de la structure porte cabine, au moyen de la liaison sphérique 23, et articulées sur la manivelle 32 au moyen de l'articulation 36 de type cardan 2 425 axes. Chaque manivelle est elle même articulée sur le plancher horizontal du bâti au moyen d'une articulation 1 axe de type pivot. Les quatre pivots 37, 38, 39 et 40 ont des axes horizontaux. Les trois pivots 37, 38 et 39 sont surélevés par rapport au plancher du bâti de manière à permettre un débattement 430 des manivelles depuis -30 jusqu'à +30 par rapport au plan horizontal. Les manivelles sont entraînées en rotation par quatre ensembles moteurs rotatifs et réducteurs 41, 42, 43 et 44 au travers des liaisons assurant le découplage des efforts radiaux entre les axes mécaniques des ensembles moteurs-réducteurs et les 435 pivots. Avec ce dispositif, toute position de la structure 7 compatible de la cinématique imposée par les bras passifs peut être obtenue par une combinaison et une seule des quatre positions angulaires des manivelles.

La figure 4 illustre l'un des sous ensembles moteur 440 rotatif, réducteur et manivelle de la figure 3.

La figure 5 illustre une réalisation particulière de chaque ensemble moteur-réducteur et manivelle dans laquelle l'axe de la manivelle est distinct de l'axe du réducteur et où le renvoi du mouvement est assuré par une biellette 50. Dans cette 445 réalisation, l'ensemble moteur- réducteur 48 peut être posé sur le bâti 1, tandis que la structure 49 qui supporte l'axe de la manivelle assure l'élévation désirée pour cet axe. Grâce à ce système de renvoi, et en choisissant un rapport de bras de levier adéquat, on augmente aussi la sécurité globale du mécanisme 450 puisque quelque soit la rotation autour de l'axe de sortie du moteur- réducteur, l'angle de la manivelle peut être borné.

La figure 6 illustre la mise en oeuvre d'un système de compensation passive, partielle des efforts dus à la gravité. Le ressort de compression 51 agit entre le bâti 1 et la manivelle 52 455 de telle sorte que le bras de levier d'action du ressort diminue lorsque le ressort devient plus comprimé, donc que son effort augmente.

La figure 7 illustre la réalisation particulière d'un ensemble vérinmanivelle utilisable pour un dispositif de type à 460 vérins à action indirecte . La manivelle 53 est solidaire du levier 54, lui même actionné par le vérin linéaire 55. Le vérin est articulé sur le plancher du bâti au moyen du pivot horizontal 56 de type un axe .

La figure 8 illustre la réalisation d'un mécanisme de 465 création de mouvement selon six axes de type dispositif à moteurs rotatifs . En référence à ce dessin, le bâti 1 est constitué d'un support horizontal. La structure porte cabine 7 est équipée de points d'appuis 8 et 9 qui lui sont solidaires. Le dispositif comprend 6 bras actifs actionnés par des ensembles 470 moteurs - réducteurs - manivelles comme illustré aussi à la figure 5. Les bras actifs sont constitués d'une part des bielles 57, 58 et 59 de longueurs constantes articulées sur les appuis 9 solidaires de la structure porte cabine, au moyen de liaisons sphériques, et articulées sur trois manivelles 60, 61 et 62 au 475 moyen d'articulations 63, 64 et 65 de type cardan 2 axes, d'autre part des bielles 66, 67 de longueurs constantes articulées sur l'un des appuis 8 solidaires de la structure porte cabine, au moyen des liaisons sphériques 68 et 69, et articulées sur les manivelles 70 et 71 au moyen des articulations 72 et 73 480 de type cardan 2 axes, et enfin de la bielle 74 de longueur constante articulée sur l'autre appui 8 solidaire de la structure porte cabine, au moyen d'une liaison sphérique 75, et articulée sur la manivelle 76 au moyen de l'articulation 77 de type cardan 2 axes. Chaque manivelle est elle même articulée sur le 485 plancher horizontal du bâti au moyen d'une articulation un axe de type pivot. Les six pivots 78, 79, 80, 81, 82 et 83 ont des axes horizontaux. Les axes 78, 79 et 80 des 3 manivelles 60, 61, 62 sont surélevés par rapport au plancher du bâti de manière à permettre un débattement des manivelles depuis -30 jusqu'à +30 490 par rapport auplan horizontal. Les 6 manivelles sont entraînées en rotation par six ensembles moteurs rotatifs et réducteurs 84, 85, 86, 87, 88 et 89 au moyen d'un système de renvoi de mouvement entre les axes mécaniques des ensembles moteurs-réducteurs et les axes des manivelles tel que le sous ensemble 90. Avec ce 495 dispositif, toute position de la structure 7 compatible des débattements du mécanisme peut être obtenue par une combinaison et une seule des six positions angulaires des manivelles. -15

Claims (8)

REVENDICATIONS

1) Dispositif de création de mouvements d'une structure porte cabine selon 4 axes incluant deux axes de rotations autour d'axes orthogonaux ou presque orthogonaux et deux axes de translation le long d'axes orthogonaux ou presque orthogonaux dont l'un est selon une direction perpendiculaire ou presque perpendiculaire aux deux axes de rotation, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte deux bras passifs limitant, au premier ordre, la possibilité de mouvement de la cabine aux quatre axes de mouvement ainsi décrits, et quatre bras actifs générant ou transmettant les efforts pour déplacer et positionner la structure porte cabine autour et le long de ces axes selon des valeurs désirées définies par ailleurs, ledit dispositif étant de plus caractérisé en ce que chacun des deux bras passifs est articulé séparément sur le bâti autour d'un axe géométrique commun aux deux bras et autour d'un deuxième axe permettant de modifier l'angle entre les bras et l'axe géométrique commun d'articulation, les deux bras passifs étant de plus placés selon une direction perpendiculaire ou presque perpendiculaire à leur axe géométrique commun d'articulation sur le bâti lorsque la structure porte cabine est en position moyenne correspondant à des déplacements nuls de la cabine et les deux bras passifs étant de longueurs égales ou presque égales et fixés chacun en un point sur la structure porte cabine par l'intermédiaire de liaisons à trois degrés de liberté, ledit dispositif étant de plus caractérisé en ce que l'un des bras actifs forme avec l'un des deux bras passifs un triangle déformable dans un plan mobile qui contient ou reste proche de l'axe géométrique commun d'articulation des bras passifs sur le bâti.

2) Dispositif de création de mouvement d'une structure porte cabine selon 6 axes incluant des rotations autour de n'importe quelle direction de l'espace et des translations selon n'importe quelle direction de l'espace, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte six bras actifs générant ou transmettant les efforts pour déplacer et positionner la structure porte cabine autour et le long des directions choisies à chaque instant et selon des valeurs définies par ailleurs dans la limite des amplitudes pour lesquelles le dispositif a été conçu, ledit dispositif étant de plus caractérisé en ce que lorsque la structure porte cabine est en position moyenne correspondant à des déplacements nuls, trois des bras actifs sont coplanaires ou presque coplanaires, les trois autres bras étant non coplanaires et perpendiculaires ou presque perpendiculaires au plan contenant les trois premiers, ledit dispositif étant caractérisé de plus en ce que lorsque la structure porte cabine est en position moyenne correspondant à des déplacements nuls, les trois bras actifs coplanaires ou presque coplanaires possèdent une articulation autour d'un même axe géométrique ou autour d'axes voisins, ces trois bras actifs étant fixés l'un en un point et les deux autres en un autre point ou en deux points proches sur la structure porte cabine par l'intermédiaire de liaisons à trois degrés de liberté, l'axe géométrique passant par ces deux points de fixation étant parallèle ou presque parallèle à l'axe géométrique commun d'articulation, ledit dispositif étant caractérisé de plus en ce que les deux bras attachés au même point ou en deux points proches de la structure porte cabine forment, lors de la création de mouvements un triangle déformable dans un plan mobile qui contient ou reste proche de l'axe géométrique commun d'articulation.

3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé de plus en ce que les bras actifs sont constitués de vérins linéaires électriques ou hydrauliques ou pneumatiques chacun de ces vérins agissant directement selon des valeurs de consigne en force, vitesse ou position définies par ailleurs, par extension/rétraction entre un point de liaison à 2 ou trois degrés de liberté sur le bâti et un autre point de liaison à 3 ou 2 degrés de liberté sur la structure porte cabine, le nombre total de degrés de libertés pour un bras étant possiblement limité à 5.

4) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé de plus en ce que les bras actifs sont constitués chacun d'une bielle de longueur constante activée par une manivelle elle même articulée par une liaison à un degré de liberté de type pivot sur le bâti ou sur une structure auxiliaire, ledit dispositif étant caractérisé de plus en ce que chaque bielle est articulée sur la structure porte cabine par une liaison à 2 ou 3 degrés de liberté et sur la manivelle par une liaison à 3 ou 2 degrés de liberté, le nombre total de degrés de liberté pour un bras étant possiblement limité à 5.

5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé de plus en ce que chacune des manivelles est couplée à un ensemble moteur rotatif réducteur qui lui délivre les efforts nécessaires pour assurer sa rotation et son positionnement angulaire selon des valeurs de consigne définies par ailleurs.

6) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé de plus en ce que chacune des manivelles est solidaire d'un levier qui est lui même mû par un vérin linéaire électrique ou hydraulique ou pneumatique

7) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé de plus en ce que chacune des manivelles ou un levier qui lui est solidaire reçoit un effort délivré par un système passif de mise en tension ou compression destiné à compenser tout ou partie des efforts statiques provenant des parties mobiles sous l'effet de la gravité.

8) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 7 caractérisé de plus en ce que les degrés de libertés des articulations sont matérialisés par des liaisons de type rotule sphérique, ou liaison à la cardan ou pivot un axe.