FR3045763A1 - Mobile a mouvement combine - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un mobile (60) pouvant se déplacer sur un plan horizontal (14) comprenant un corps (9) comprenant une zone de contact (17) sur le plan horizontal (14), une came (11) mobile en rotation par rapport au corps (9) autour d'un axe de came X, la came (11) présentant une surface de contact (12) avec le plan horizontal (14) lors de sa rotation. Selon l'invention, la surface de contact (12) de la came (11) comprend une première portion (15) et une seconde portion (16) distinctes, chacune de la première (15) et de la seconde (16) portions ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion (15) étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion (16), la première portion (15) étant configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal (14), la seconde portion (16) étant configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal (14), et en ce que le corps (9) est configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal (14) autour d'un axe vertical (Z) perpendiculaire à l'axe de came (X) quand la première portion (15) roule sans glisser sur le plan horizontal (14) et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal (14) autour d'un axe horizontal (Y) perpendiculaire à l'axe de came (X) et à l'axe vertical (Z) quand la seconde portion (16) glisse sans rouler sur le plan horizontal (14).

Description

MOBILE A MOUVEMENT COMBINE L’invention se situe dans le domaine de la mise en mouvement d’un objet et concerne un mobile à mouvement combiné avec une structure simple.
De manière générale, l’invention consiste à faire tourner un objet autour de deux axes de rotation : rotation autour de lui-même selon un axe vertical et rotation autour d’un axe perpendiculaire à l’axe vertical. Autrement dit, l’invention consiste à mettre un objet en mouvement de façon à ce qu’il puisse faire une rotation autour de son axe cumulée à une seconde rotation. L’invention peut trouver une application dans la prise de vues. Par exemple, il peut être souhaitable d’obtenir une prise de vue à 360° autour d’un objet. Cela peut être le cas pour un dispositif de sécurité qui consiste à visualiser un espace tel qu’une pièce dans laquelle on souhaite s’assurer qu’il n’y a pas d’intrusion. Pour ce faire, il suffit alors de rendre l’objet mobile en rotation sur lui-même. L’objet muni d’un capteur d’images peut produire sous forme d’images une représentation de son environnement sous la forme d’une bande (la hauteur de cette bande dépendant de la hauteur de vue que le capteur d’images est apte à faire). Afin d’avoir une prise de vue représentative de l’espace tridimensionnel environnant, il est avantageux, en plus de la vue à 360° autour de l’objet, d’avoir des informations supplémentaires, au-delà de la hauteur de la bande. En plus de la rotation sur lui-même, il faut alors que l’objet puisse effectuer un balayage vertical, par exemple en se translatant verticalement pour permettre d’obtenir une représentation graphique tridimensionnelle de son environnement.
Il existe différentes solutions de mise en rotation et translation d’un objet. Par exemple, un moteur peut rendre un objet mobile en rotation autour de son axe. Un autre moteur peut permettre à l’objet d’être mobile en translation selon un axe prédéfini. Cette solution nécessite donc la présence de deux moteurs, ce qui peut être encombrant, complexe et coûteux.
Une autre solution consiste à utiliser un seul moteur pour faire la rotation et la translation. Le moteur rend l’objet mobile en rotation autour de son axe et grâce à un mécanisme incluant une came et un arbre à came, le même moteur peut engendrer une translation de l’objet. Cette solution ne requiert certes qu’un seul moteur mais nécessite néanmoins un mécanisme à plusieurs pièces, parfois complexe à mettre en oeuvre. L’invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant un mobile de structure très simple, peu encombrant et peu coûteux, ne nécessitant aucun entretien particulier, permettant à un objet d’être mobile en rotation autour de lui-même, autour d’un axe vertical, et d’ajouter à cette rotation une autre rotation selon un axe perpendiculaire à l’axe vertical. La rotation autour de l’axe vertical permet de scanner une pièce dans le plan horizontal, la seconde rotation autour d’un axe perpendiculaire à l’axe vertical permet de scanner dans le plan vertical, et on peut procéder ainsi à tour de rôle en se faisant succéder les deux types de rotation. A cet effet, l’invention a pour objet un mobile pouvant se déplacer sur un plan horizontal comprenant un corps comprenant une zone de contact sur le plan horizontal, une came mobile en rotation par rapport au corps autour d’un axe de came, la came présentant une surface de contact avec le plan horizontal lors de sa rotation, caractérisé en ce que la surface de contact de la came comprend une première portion et une seconde portion distinctes, chacune de la première et de la seconde portions ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion, la première portion étant configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal, la seconde portion étant configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal, et en ce que le corps est configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal autour d’un axe vertical perpendiculaire à l’axe de came quand la première portion roule sans glisser sur le plan horizontal et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal autour d’un axe horizontal perpendiculaire à l’axe de came et à l’axe vertical quand la seconde portion glisse sans rouler sur le plan horizontal. came.
Selon un mode de réalisation, la came est une roue cylindrique autour d’un axe de roue, l’axe de came étant décentré par rapport à l’axe de roue.
Avantageusement, la première portion s’étend sur un premier secteur angulaire autour de l’axe de came, et le premier secteur angulaire a un rayon constant autour de l’axe de came.
Avantageusement, la seconde portion s’étend sur un second secteur angulaire autour de l’axe de came distinct du premier secteur angulaire, définissant deux zones de jonction entre le premier et le second secteurs angulaires, et les rayons par rapport à l’axe de came des premier et second secteurs angulaires varient de façon continue au niveau des deux zones de jonction.
Avantageusement, le second secteur angulaire comprend deux zones de variation linéaire du rayon par rapport à un angle que fait le rayon autour de l’axe de came, une première des deux zones ayant un rayon qui croît linéairement et une seconde des deux zones ayant un rayon qui décroît linéairement.
Selon un autre mode de réalisation, la zone de contact forme deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal.
Avantageusement, la zone de contact comprend deux roulettes, et les deux roulettes forment les deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal.
Selon un autre mode de réalisation, le corps est configuré de façon à ce que la zone de contact forme un point de contact ponctuel avec le plan horizontal.
Selon ce mode de réalisation, avantageusement, le centre de gravité du mobile est situé sur un axe vertical passant entre la surface de contact de la came avec le plan horizontal et la zone de contact quand la première portion roule sans glisser sur le plan horizontal.
Avantageusement, la première et la seconde portions de la surface de roulement de la came ayant chacune une largeur, la largeur de la première portion est supérieure à la largeur de la seconde portion.
Selon un autre mode de réalisation, le mobile comprend au moins un capteur d’image orienté selon un axe d’orientation, apte à produire une image d’un secteur situé autour de l’axe d’orientation.
Avantageusement, le mobile comprend un support de stockage d’images numériques.
Avantageusement, le support de stockage d’images numériques appartient à la came.
Avantageusement, la came est amovible.
Selon un autre mode de réalisation, le corps comprend un port USB sensiblement situé sur l’axe de came, et la came forme une clé USB destinée à être branchée sur le port USB.
Avantageusement, le support de stockage d’images numériques est apte à sauvegarder une succession d’images produites au fur et à mesure de la rotation de la came autour de l’axe de came. L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d’un mode de réalisation donné à titre d’exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : - les figures 1 a et 1 b représentent schématiquement un mode de réalisation d’un mobile à mouvement combiné selon l’invention, - les figures 2a et 2b représentent schématiquement un autre mode de réalisation du mobile à mouvement combiné selon l’invention, - les figures 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h représentent schématiquement un cycle de fonctionnement du mobile à mouvement combiné selon l’invention, - les figures 4a et 4b représentent schématiquement les vues prises par le mobile à mouvement combiné selon l’invention, après deux cycles de fonctionnement, - la figure 5 représente schématiquement la totalité des vues prises par le mobile à mouvement combiné selon l’invention, après plusieurs cycles de fonctionnement, correspondant à une rotation de 360° du mobile autour de lui-même, - les figures 6, 7, 8 représentent schématiquement un autre mode de réalisation du mobile à mouvement combiné selon l’invention, - les figures 9a, 9b, 9c, 9d représentent schématiquement différentes configurations de came selon l’invention.
Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. L’invention concerne un mobile à mouvement combiné. On entend par mobile tout objet apte à se déplacer. Le mobile peut être par exemple un véhicule.
Les figures 1a et 1b représentent schématiquement un mode de réalisation d’un mobile 10 à mouvement combiné selon l’invention. La figure 1a représente une vue de derrière, la figure 1b représente une vue de profil du mobile 10. Le mobile 10 à mouvement combiné peut se déplacer sur un plan horizontal 14. Le mobile 10 comprend un corps 9 comprenant une zone de contact 17 sur le plan horizontal 14. Le mobile 10 à mouvement combiné comprend une came 11 mobile en rotation par rapport au corps 9 autour d’un axe de came X. La came 11 présente une surface de contact 12 en contact avec le plan horizontal 14 lors de sa rotation. La came 11 peut aussi comprendre un groupe de motorisation destiné à entraîner en rotation la came 11 autour de l’axe de came X de façon à ce que le mobile 10 se déplace sur le plan de référence 14, ou tout autre moyen permettant la mise en rotation de la came 11. Selon l’invention, la surface de contact 12 de la came 11 comprend une première portion 15 et une seconde portion 16 distinctes, chacune de la première et de la seconde portions 15, 16 ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion 15 étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion 16, la première portion 15 étant configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal 14, la seconde portion 16 étant configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal 14 lorsque la came 11 est entraînée en rotation autour du deuxième axe de rotation X. Le corps 9 est configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour d’un axe vertical Z perpendiculaire à l’axe de came X quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour d’un axe horizontal Y perpendiculaire à l’axe de came X et à l’axe vertical Z quand la seconde portion 16 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14.
Autrement dit, la zone de contact 17 du mobile 10 à mouvement combiné est configurée pour se déplacer sur le plan horizontal 14 quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 et pour adhérer au plan horizontal 14 quand la seconde portion 16 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14.
Par exemple, la première portion 15 peut être rugueuse et la seconde portion 16 peut être lisse.
Si on considère l’effort F que la came exerce sur le plan horizontal, il existe un vecteur résultante R formant un angle Phi avec le vecteur poids du mobile. L’angle Phi définit le cône de frottement. Le coefficient de frottement du mobile sur le plan horizontal est donc défini par tan Phi (tangente de l’angle Phi). Le mobile se déplace si un effort FO exercé par la came sur le plan horizontal devient supérieur à la valeur F de l’effort de façon à ce que le vecteur résultante RO forme avec le vecteur poids un angle PhiO supérieur à Phi, c’est-à-dire pour que le vecteur résultante RO sorte du cône de frottement.
Autrement dit, le fait que la première portion 15 soit configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal 14 et la zone de contact 17 du mobile 10 soit configurée pour se déplacer sur le plan horizontal 14 quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 signifie que l’effort F1 que la came exerce sur le plan horizontal est supérieur à l’effort F qui ferait sortir la résultante d’un des points de la zone de contact 17 de leur cône de frottement respectif.
En ce qui concerne la seconde portion 16 configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal 14 lorsque la came 11 est entraînée en rotation autour du deuxième axe de rotation X, l’effort F1 que la came exerce sur le plan horizontal est inférieur à l’effort F. La résultante de chacun des points de la zone de contact 17 ne sort pas de leur cône de frottement respectif. Et la zone de contact 17 adhère au plan horizontal 14 quand la seconde portion 16 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14.
Selon un mode de réalisation, la came 11 peut être excentrique autour de l’axe de came X.
Selon un mode de réalisation, la came 11 peut être une roue cylindrique autour d’un axe de roue, l’axe de came X étant décentré par rapport à l’axe de la roue, comme représenté sur la figure 1a, le point O étant le centre de la roue et le point C étant le point d’intersection de l’axe de came X avec la came 11. Ce mode de réalisation présente l’avantage d’être simple à fabriquer.
La première portion 15 s’étend sur un premier secteur angulaire 18 autour de l’axe de came X, et le premier secteur angulaire 18 a un rayon constant autour de l’axe de came X.
La seconde portion 16 s’étend sur un second secteur angulaire 19 autour de l’axe de came X distinct du premier secteur angulaire 18, définissant deux zones de jonction entre le premier et le second secteurs angulaires 18, 19, et les rayons par rapport à l’axe de came X des premier et second secteurs angulaires 18, 19 varient de façon continue au niveau des deux zones de jonction. Ainsi, malgré la variation des rayons entre les deux secteurs angulaires 18, 19, la rotation de la came 11 s’effectue sans à-coup lorsqu’il y a une transition dans le contact de la came 11 avec le plan horizontal 14 du premier secteur angulaire 18 vers le second secteur angulaire 19.
Selon un mode de réalisation, la zone de contact 17 forme deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal. Avantageusement, la zone de contact 17 peut comprendre deux roulettes, et les deux roulettes forment les deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal 14. Les deux roulettes 17 en contact avec le plan de référence 14 facilitent la mobilité en rotation du mobile 10 lorsque la première portion 15 de la came 11 roule sur la plan horizontal 14. Les deux roulettes peuvent avoir une surface de contact dont le revêtement est adapté en fonction de la rugosité du plan horizontal 14 de façon à obtenir la mobilité souhaitée du mobile 10 à mouvement combiné. On ne sort pas du cadre de l’invention avec une zone de contact 17 avec trois points de contact ou plus, ces points de contact pouvant être soit uniquement des roulettes, soit uniquement des appuis ponctuels ou bien une combinaison des deux. La zone de contact 17 peut également être une zone de contact surfacique ou même plusieurs zones de contact surfacique, par exemple un pied de forme parallélépipédique de type pied de chaise et dont le revêtement est adapté pour permettre le roulement et le glissement de cette zone sur le plan horizontal 14.
Les figures 2a et 2b représentent schématiquement un autre mode de réalisation d’un mobile 30 de mouvement combiné selon l’invention. Le mobile 30 est identique au mobile 10 présenté sur les figures 1a et 1b. En effet, le mobile 30 à mouvement combiné peut se déplacer sur un plan horizontal 14. Le mobile 30 comprend un corps 9 comprenant une zone de contact 17 sur le plan horizontal 14. Le mobile 30 à mouvement combiné comprend une came 31 mobile en rotation par rapport au corps 9 autour d’un axe de came X. La came 31 présente une surface de contact 32 en contact avec le plan horizontal 14 lors de sa rotation. La came 31 peut aussi comprendre un groupe de motorisation destiné à entraîner en rotation la came 31 autour de l’axe de came X de façon à ce que le mobile 30 se déplace sur le plan de référence 14, ou tout autre moyen permettant la mise en rotation de la came 31. Selon l’invention, la surface de contact 32 de la came 31 comprend une première portion 35 et une seconde portion 36 distinctes, chacune de la première et de la seconde portions 35, 36 ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion 35 étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion 36, la première portion 35 étant configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal 14, la seconde portion 36 étant configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal 14 lorsque la came 31 est entraînée en rotation autour du deuxième axe de rotation X. La zone de contact 17 du mobile 30 à mouvement combiné est configurée pour se déplacer sur le plan horizontal 14 quand la première portion 35 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 et pour adhérer au plan horizontal 14 quand la seconde portion 36 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14. Le corps 9 est donc configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour d’un axe vertical Z perpendiculaire à l’axe de came X quand la première portion 35 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour d’un axe horizontal Y perpendiculaire à l’axe de came X et à l’axe vertical Z quand la seconde portion 36 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14.
Le mobile 30 se différencie du mobile 10 en ce que la came 31 n’est pas de forme circulaire. En effet, on ne sort pas du cadre de l’invention en considérant une came 31 de forme elliptique ou ovoïde. La surface de contact 32 doit juste être courbe de façon à permettre une rotation de la came 31. La première portion 35 s’étend sur un premier secteur angulaire 38 autour de l’axe de came X, et le premier secteur angulaire 38 a un rayon constant.
La seconde portion 36 s’étend sur un second secteur angulaire 39 autour de l’axe de came X distinct du premier secteur angulaire 38, définissant deux zones de jonction entre le premier et le second secteurs angulaires 38, 39, et les rayons 40, 41 des premier et second secteurs angulaires 38, 39 varient de façon continue au niveau des deux zones de jonction, permettant la rotation de la came 31 sans à-coup malgré les rayons différents entre les deux secteurs angulaires 38, 39.
Le second secteur angulaire 39 peut comprendre deux zones de variation linéaire du rayon par rapport à un angle que fait le rayon autour de l’axe de came X, une première des deux zones ayant un rayon qui croît linéairement et une seconde des deux zones ayant un rayon qui décroît linéairement. Comme représenté sur la figure 2a, le second secteur angulaire 39 a, en partant du premier secteur angulaire 38 et en allant vers la verticale représentée par un axe vertical Z perpendiculaire à l’axe de came X, une succession de rayons croissants. Cette configuration est particulièrement avantageusement comme expliqué plus loin, mais l’invention concerne aussi toute autre configuration de came avec différentes évolutions de ses rayons.
En outre, le second secteur angulaire 39 peut comprendre une zone de jonction entre les deux zones de variation linéaire pour laquelle le rayon est constant. Il en résulte, pendant que la came 31 glisse sans rouler quand cette zone est en contact avec le plan horizontal 14, que le corps n’est plus en mouvement pendant la durée de contact entre le plan horizontal 14 et cette zone de la came 31. Autrement dit, pendant cette durée, le mobile 30 n’effectue ni rotation ni translation. Cette configuration peut permettre au mobile 30 d’avoir une boucle de temporisation dans son cycle de fonctionnement.
Il en résulte que le mobile 10 est mobile en rotation autour de l’axe verticale Z quand la came 11, mobile en rotation autour de l’axe de came X, est en contact avec le plan de référence 14 au niveau de sa première portion 15, par effet de frottement par adhérence de la came 11 sur le plan de référence 14, la zone de contact 17 du mobile 10 étant configurée pour se déplacer sur le plan horizontal 14 quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14. En tournant autour de l’axe de came X, il arrive un moment où la came 11 est en contact avec le plan de référence 14 au niveau de sa seconde portion 16. Comme la surface de contact 12 de la came 11 est configurée pour glisser dans rouler, il n’y a plus de frottement par adhérence, la zone de contact 17 du mobile 10 étant configurée pour adhérer au plan horizontal 14 quand la seconde portion 16 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14. La came 11 glisse au niveau du point de contact. De ce fait, le mobile 10 n’est plus mobile en rotation autour de l’axe vertical Z.
Comme la came 11 est excentrique et que le second secteur angulaire 19 a deux zones de variation linéaire de rayon, il s’ensuit que, lorsque la came 11 est mobile en rotation autour de l’axe de came X et en contact avec le plan horizontal 14 au niveau de la seconde portion 16, la came 11 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14 et le corps 9 relié à la came 11 au niveau de l’axe de came de la came 21 effectue une rotation autour de l’axe Y. Plus précisément, comme le contact avec le plan horizontal 14 se fait au niveau de la came 11 et de la zone de contact 17, la partie supérieure du mobile 10 effectue une translation. La translation effectuée est déterminée par le décalage du point C par rapport au point O.
On distingue ainsi deux phases de mouvement lors d’un cycle de rotation autour de l’axe de came: une première phase de rotation autour de l’axe vertical Z quand la première portion 15 est en contact avec le plan horizontal 14 et une seconde phase de rotation du corps 9 autour de l’axe Y quand la seconde portion 16 est en contact avec le plan horizontal. A noter que l’invention s’applique aussi pour une came de forme circulaire et non-excentrique, c’est-à-dire pour une roue. Dans ce cas, la seconde phase est une phase d’immobilisation du mobile 10.
Les figures 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h représentent schématiquement un cycle de fonctionnement du mobile 10 à mouvement combiné selon l’invention, correspondant à un cycle de rotation de la came 11 autour de l’axe de came. Le mobile 10 peut comprendre au moins un capteur d’image 50 orienté selon un axe d’orientation 51, apte à produire une image d’un secteur situé autour de l’axe d’orientation 51. L’invention est décrite ici avec l’axe d’orientation sensiblement parallèle à l’axe de came X, mais il est bien évident que l’invention s’applique par analogie à tout axe d’orientation parallèle ou non à l’axe de came X.
Les figures 3a et 3b représentent la première phase de rotation. La came 11 est en contact avec le plan horizontal 14 au niveau de la première portion 15. La came 11 et donc le mobile 10 roulent sur le plan horizontal 14, sans glisser. En figure 3b, le mobile 10 est en fin de première phase de rotation. La came 11 termine sa rotation sur la première portion 15. L’axe d’orientation 51 a balayé le secteur 52 pendant la rotation de la came 11 sur la première portion 15. Pendant la rotation de la came 11 sur la première portion 15, le capteur d’images 50 a produit une ou avantageusement plusieurs images de la zone située autour de l’axe d’orientation 51. La fréquence de prise d’images peut être adaptée de façon à obtenir une série d’images représentative de l’environnement du mobile 10. La fréquence peut par exemple être adaptée en fonction de la vitesse angulaire de la came 11.
Les figures 3c à 3h représentent la seconde phase de rotation du corps autour de l’axe Y. La came 11 est en contact avec le plan horizontal 14 au niveau de la seconde portion 16. La came 11 et donc le mobile 10 glissent sur le plan horizontal 14, sans rouler. La partie haute du mobile 10 effectue une translation verticale. Autrement dit, le mobile 10 est en position basculée. En figure 3e, le mobile 10 est en milieu de seconde phase de rotation, correspondant à l’obtention d’une translation maximale. L’axe d’orientation 51 a balayé le secteur 53 pendant la rotation de la came 11 sur la seconde portion 16. Pendant la rotation de la came 11 sur la seconde portion 16, le capteur d’images 50 a produit une ou avantageusement plusieurs images de la zone située autour de l’axe d’orientation 51. La fréquence de prise d’images peut être adaptée de façon à obtenir une série d’images représentative de l’environnement du mobile 10. La fréquence peut par exemple être adaptée en fonction de la vitesse angulaire de la came 11, et n’est pas nécessairement la même fréquence que celle mise en oeuvre pendant la première phase de rotation.
Les figures 3f à 3h représentent le retour du mobile 10 de sa position basculée à sa position verticale. Le capteur d’images 50 peut produire des images pendant toute la durée de la seconde phase de rotation ou bien seulement pendant la première partie de cette phase quand le mobile 10 va d’une position verticale à une position basculée ou bien seulement pendant la seconde partie de cette phase quand le mobile 10 va d’une position basculée à une position verticale.
Les figures 4a et 4b représentent schématiquement les vues prises par le mobile 10 à mouvement combiné selon l’invention, après deux cycles de fonctionnement. Chaque cycle est composé de deux rotations, l’une résultant en une translation verticale et l’autre en une rotation. Sur la figure 4a, le mobile 10 a effectué un premier cycle permettant de balayer verticalement le secteur 53 et de balayer par rotation le secteur 54. Sur la figure 4b, le mobile 10 a effectué un deuxième cycle permettant de balayer verticalement le secteur 55 et de balayer par rotation le secteur 56.
On peut rappeler que l’invention s’applique aussi pour une came de forme circulaire et non-excentrique, c’est-à-dire pour une roue. Dans ce cas, la seconde phase est une phase d’immobilisation du mobile 10. Dans ce cas particulier, le mobile 10 ne balaie que les secteurs 54 et 56. Les phases d’immobilisation du mobile 10 peuvent alors servir de boucle de temporisation par exemple pour permettre au mobile 10 de transmettre les images produites lors de la phase de rotation à un support de stockage extérieur par connexion sans fil.
La figure 5 représente schématiquement la totalité des vues prises par le mobile 10 à mouvement combiné selon l’invention, après plusieurs cycles de fonctionnement, correspondant à une rotation de 360° du mobile 10 autour de lui-même. Comme expliqué précédemment, le mobile 10 a effectué un premier cycle permettant de balayer verticalement le secteur 53 et de balayer par rotation le secteur 54. Puis, le mobile 10 a effectué un deuxième cycle permettant de balayer verticalement le secteur 55 et de balayer par rotation le secteur 56. Après une succession de plusieurs cycles de fonctionnement, c’est-à-dire après plusieurs rotations complètes de la came 11, le capteur d’images 50 du mobile 10 a balayé les secteurs représentés sur la figure 5. Ainsi le mobile 10 permet d’obtenir une représentation graphique tridimensionnelle de son environnement. Cette représentation graphique peut être plus ou moins raffinée selon la capacité du capteur d’images à produire une image plus ou moins large autour de l’axe d’orientation 51. De même, il est possible d’adapter la forme de la came 11 pour obtenir un balayage vertical importante et une rotation sur un petit secteur angulaire afin d’avoir une représentation graphique plus fine de l’environnement. Enfin, le mobile 10 peut comprendre plusieurs autres capteurs d’images positionnés à différents endroits, pour produire des images sous une autre ou des autres orientation(s).
Selon un autre mode de réalisation, le mobile 10 à mouvement combiné peut comprendre un support de stockage d’images numériques. Le support de stockage d’images numériques appartient à la came 11.
Selon un autre mode de réalisation, la came peut être amovible. Dans ce cas, si le support de stockage appartient à la came, le corps 9 peut comprendre un port USB sensiblement situé sur l’axe de came (X), et la came 11 forme une clé USB destinée à être branchée sur le port USB, par exemple située à l’intérieur de l’arbre reliant la came au groupe de motorisation.
Avantageusement, le support de stockage d’images numériques est apte à sauvegarder une succession d’images produites au fur et à mesure de la rotation de la came 11 autour de l’axe de came X. Il est alors possible de faire effectuer au mobile 10 plusieurs cycles de fonctionnement de façon à ce qu’il sauvegarde la succession d’images correspondantes. Après la réalisation des cycles de fonctionnement, le support de stockage (éventuellement la came 11) contenant la succession d’images peut être utilisé par ailleurs pour mettre la succession d’images à disposition d’un utilisateur.
Alternativement, le mobile 10 peut comprendre des moyens de communication filaires ou sans fil apte à transmettre la succession d’images à un support extérieur au mobile 10.
Les figures 6, 7, 8 représentent schématiquement un autre mode de réalisation du mobile à mouvement combiné selon l’invention. Ce mode de réalisation du mobile 60 à mouvement combiné se différencie du mode de réalisation présenté sur les figures 3a à 3h par la forme de son corps 9. Sur les figures 6, 7, 8, le corps 9 a une base sensiblement arrondie de façon à ce que la zone de contact 17 sur le plan horizontal 14 forme un point de contact, quelque soit la phase dans laquelle se trouve le mobile 60 à mouvement combiné, c’est-à-dire en phase de rotation autour de l’axe vertical Z, comme représenté sur les figures 6 et 7, ou en phase de rotation autour de l’axe Y, comme représenté sur la figure 8. Le corps 9 est configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour de l’axe vertical Z perpendiculaire à l’axe de came X quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14 et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal 14 autour de l’axe horizontal Y perpendiculaire à l’axe de came X et à l’axe vertical Z quand la seconde portion 16 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14.
Avantageusement, le centre de gravité du mobile est situé sur un axe vertical passant entre la surface de contact de la came 11 avec le plan horizontal 14 et la zone de contact 17 quand la première portion 15 roule sans glisser sur le plan horizontal 14. Ainsi, lorsque la seconde portion 16 glisse sans rouler sur le plan horizontal 14, le corps 9 se balance vers l’avant, comme représenté sur la figure 8, sans risque de chute vers l’avant.
Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux puisque la zone de contact 17 avec le plan horizontal 14 est toujours un point, ce qui permet d’obtenir un effet de pivot naturel au centre du mobile et non pas sur le bord du mobile. Il en résulte une meilleure stabilité du mobile. De plus, l’effet de pivot naturel diminue le bras de levier approximativement d’un facteur deux et donc la puissance du moteur nécessaire pour la mise en rotation de la came peut être divisée par ce facteur.
Les figures 9a, 9b, 9c, 9d représentent schématiquement différentes configurations de came selon l’invention. Dans les représentations précédentes, la came 11 est représentée dans une forme sensiblement aplatie tel un disque. On ne sort pas du cadre de l’invention avec une came bidimensionnelle ou tridimensionnelle, par exemple de forme géométrique à trois dimensions de contour uniforme ou non-uniforme
La première 15 et la seconde 16 portions de la surface de roulement 12 de la came 11 ayant chacune une largeur, dans une configuration avantageuse, la largeur de la première portion 15 est supérieure à la largeur de la seconde portion 16, comme représenté sur la figure 9b. La première portion 15 est plus large afin de produire une force de contact plus importante lorsque cette portion est en contact avec le plan horizontal 14. La seconde portion 16 peut être moins large afin de minimiser le contact entre la came 11 et le plan horizontal 14 et favoriser le glissement de la came 11 sur le plan horizontal 14.
Les figures 9c et 9d représentent des cames dont les première 15 et la seconde 16 portions de la surface de roulement 12 de la came 11 ont une largeur assez importante, la largeur de la première portion 15 étant supérieure à la largeur de la seconde portion 16 pour favoriser le contact avec le plan horizontal 14. A l’extrême, on peut aussi considérer une came comme celle représentée sur la figure 9a. La largeur de la seconde portion 16 est minimisée autant que possible de façon à ce que la came 11 forme un contact ponctuel avec le plan horizontal 14 quand la seconde portion 16 est en contact avec le plan horizontal 14. La largeur de la première portion 15 est supérieure à la largeur de la seconde portion 16.
Enfin, l’invention comprend ainsi toute came de toute forme ayant une première portion et une seconde portion distinctes, chacune de la première et de la seconde portions ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion. L’invention permet d’obtenir un mobile de structure très simple, peu encombrant et peu coûteux, ne nécessitant aucun entretien particulier, pouvant être mobile en rotation autour de lui-même et de se translater verticalement. Avec un capteur d’images, un tel mobile permet l’obtention d’une représentation graphique tridimensionnelle de son environnement.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS
    1. Mobile (10, 30, 60) pouvant se déplacer sur un plan horizontal (14) comprenant : - un corps (9) comprenant une zone de contact (17) sur le plan horizontal (14), - une came (11, 31) mobile en rotation par rapport au corps (9) autour d’un axe de came (X), la came (11, 31) présentant une surface de contact (12, 32) avec le plan horizontal (14) lors de sa rotation, caractérisé en ce que la surface de contact (12, 32) de la came (11, 31) comprend une première portion (15, 35) et une seconde portion (16, 36) distinctes, chacune de la première (15, 35) et de la seconde (16, 36) portions ayant un coefficient de frottement distinct, le coefficient de frottement de la première portion (15, 35) étant supérieur au coefficient de frottement de la seconde portion (16, 36), la première portion (15, 35) étant configurée pour rouler sans glisser sur le plan horizontal (14), la seconde portion (16, 36) étant configurée pour glisser sans rouler sur le plan horizontal (14), et en ce que le corps (9) est configuré pour faire une rotation par rapport au plan horizontal (14) autour d’un axe vertical (Z) perpendiculaire à l’axe de came (X) quand la première portion (15, 35) roule sans glisser sur le plan horizontal (14) et pour faire une rotation par rapport au plan horizontal (14) autour d’un axe horizontal (Y) perpendiculaire à l’axe de came (X) et à l’axe vertical (Z) quand la seconde portion (16, 36) glisse sans rouler sur le plan horizontal (14).
  2. 2. Mobile (10, 30, 60) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came (11,31 ) est excentrique autour de l’axe de came (X).
  3. 3. Mobile (10, 60) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la came (11) est une roue cylindrique autour d’un axe de roue, l’axe de came (X) étant décentré par rapport à l’axe de roue.
  4. 4. Mobile (10, 30, 60) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première portion (15, 35) s’étend sur un premier secteur angulaire (18, 38) autour de l’axe de came (X), et en ce que
  5. 5. Mobile (10, 30, 60) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la seconde portion (16, 36) s’étend sur un second secteur angulaire (19, 39) autour de l’axe de came (X) distinct du premier secteur angulaire (18, 38), définissant deux zones de jonction entre le premier (18, 38) et le second (19, 39) secteurs angulaires, et en ce que les rayons par rapport à l’axe de came (X) des premier (18, 38) et second (19, 39) secteurs angulaires varient de façon continue au niveau des deux zones de jonction.
  6. 6. Mobile (10, 30, 60) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second secteur angulaire (19, 39) comprend deux zones de variation linéaire du rayon par rapport à un angle que fait le rayon autour de l’axe de came (X), une première des deux zones ayant un rayon qui croît linéairement et une seconde des deux zones ayant un rayon qui décroît linéairement.
  7. 7. Mobile (10, 30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la zone de contact (17) forme deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal (14).
  8. 8. Mobile (10, 30) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la zone de contact (17) comprend deux roulettes (17), et en ce que les deux roulettes (17) forment les deux points de contact ponctuels avec le plan horizontal (14).
  9. 9. Mobile (60) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps (9) est configuré de façon à ce que la zone de contact (17) forme un point de contact ponctuel avec le plan horizontal (14).
  10. 10. Mobile (60) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le centre de gravité du mobile est situé sur l’axe vertical (Z) passant entre la surface de contact de la came (11) avec le plan horizontal (14) et la zone de contact (17) quand la première portion (15) roule sans glisser sur le plan horizontal (14).
  11. 11. Mobile (10, 20, 60) selon l’une quelconque des revendications précédentes, la première (15, 35) et la seconde (16, 36) portions de la surface de roulement (12, 32) de la came (11, 31) ayant chacune une largeur, caractérisé en ce que la largeur de la première portion (15, 35) est supérieure à la largeur de la seconde portion (16, 36).
  12. 12. Mobile (10, 30, 60) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un capteur d’image (50) orienté selon un axe d’orientation (51), apte à produire une image d’un secteur situé autour de l’axe d’orientation (51).
  13. 13. Mobile (10, 30, 60) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu’il comprend un support de stockage d’images numériques.
  14. 14. Mobile (10, 30, 60) selon la revendication 13, caractérisé en ce que le support de stockage d’images numériques appartient à la came (11, 31).
  15. 15. Mobile (10, 30) selon l’une quelconque des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que la came (11,31) est amovible.
  16. 16. Mobile (10, 30, 60) selon l’une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que le corps (9) comprend un port USB sensiblement situé sur l’axe de came (X), et en ce que la came (11, 31) forme une clé USB destinée à être branchée sur le port USB.
  17. 17. Mobile (10, 30, 60) selon l’une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que le support de stockage d’images numériques est apte à sauvegarder une succession d’images produites au fur et à mesure de la rotation de la came autour de l’axe de came (X).
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