FR3125279A1

FR3125279A1 - Aérogyre télécommandé de mesure par établissement de points de contact

Info

Publication number: FR3125279A1
Application number: FR2107705A
Authority: FR
Inventors: David PERINET; Zhewei YU; Sebastien Arnould
Original assignee: Supairvision
Current assignee: Supairvision
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2023-01-20
Anticipated expiration: 2041-07-16
Also published as: EP4370793A1; WO2023286037A1; FR3125279B1; CN117693629A

Abstract

Aérogyre sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique de type drone comportant un élément de contact (10) électriquement conducteur, comportant au moins une plaque (11) conductrice. Une face de la plaque conductrice (11) de l’élément de contact (10) est revêtue d’une couche matelassée (12) externe comportant au moins une bande (13) en mousse synthétique souple entourée d’un revêtement en matériau souple conducteur. Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Aérogyre télécommandé de mesure par établissement de points de contact

L'invention concerne un aéronef sans pilote de type aérogyre télécommandé prévu pour effectuer des mesures de paramètres électriques sur un objet, notamment des mesures de résistance sur des édifices dont la hauteur conséquente rend les contrôles difficiles à mettre en œuvre. Plus précisément, et selon un exemple préférentiel qui sera développé plus en détail dans le présent texte, l’invention trouve particulièrement à s’appliquer au domaine des éoliennes, pour le contrôle de leur chemin de foudre.

Pour être conforme aux normes en vigueur, une éolienne doit impérativement être équipée de protections contre les frappes de foudre. En pratique, ces protections prennent la forme d’un chemin de foudre dont toutes les éoliennes sont dotées, et qui relie chaque pale au sol au moyen d’un câble conducteur. Des pastilles métalliques sont implantées en plusieurs endroits le long de la pale d’éolienne, fixées en surface et connectées au câble constituant ledit chemin de foudre. Ce câble est le plus souvent en cuivre, et relié à la terre en bas de l’éolienne. Dans la plupart des cas, la défaillance d’un chemin de foudre résulte soit d’un défaut de fabrication, soit d’un endommagement consécutif à une frappe de foudre. Lors d’une mesure, la conséquence du défaut ou de l’endommagement est une augmentation de la résistance électrique du chemin de foudre.

Dans l’industrie des éoliennes, le contrôle des chemins de foudre s’effectue encore souvent en utilisant une procédure lourde consistant à envoyer un cordiste qui teste avec un ohmmètre les pastilles conductrices implantées le long des pales. Le principe est de mesurer de place en place la résistance électrique du chemin de foudre, de manière à vérifier s’il est en bon état ou non. Le travail des cordistes est cependant à risque, et les opérateurs doivent notamment être harnachés pour pouvoir se mouvoir encordés le long des surfaces des pales de l’éolienne. Les opérations de contrôle prennent dès lors beaucoup de temps. Elles nécessitent par ailleurs des équipements externes, pour tracter le cordiste, qui sont lourds et onéreux. En bref, de telles opérations sont coûteuses à réaliser.

En réponse à ces problématiques, il a été proposé d’utiliser des engins volants sans pilotes, de type drones, qui permettent d’alléger sensiblement la facture totale des opérations de contrôle, de les effectuer plus rapidement, et surtout de les rendre plus sécuritaires. C’est par exemple le cas de la solution proposée dans le document EP 2 985 459 qui décrit un drone quadri-coptère dirigé au moyen d’une caméra à CCD, et muni d’une tige au bout de laquelle de la laine de cuivre conductrice rapportée à une plaque située à l’extrémité de ladite tige permet l’établissement d’une liaison conductrice avec un point de contact connecté au chemin de foudre d’une pale d’éolienne. Dans le document EP 3 211 226, une solution alternative est présentée, dans laquelle un capuchon ou une plaque, prévu(e) en matériau magnétique, permet au drone d’entrer en contact avec un tel point de contact conducteur, toujours dans l’exemple d’une pale d’éolienne.

Ces solutions différentes visant à l’établissement d’une connexion avec l’éolienne pointent une des difficultés de l’exercice : réaliser un contact électrique suffisant, mécaniquement et temporellement, pour effectuer une mesure de qualité apte à pouvoir être exploitée par un instrument de mesure. Ce dernier, pour ne pas alourdir le drone, reste en général aux mains de la personne ou de l’équipe en charge de la réalisation des opérations de contrôle de la validité du chemin de foudre, demeurée au bas du mât de l’éolienne. L’instrument de mesure est connecté d’une part à la terre au bas de l’éolienne, et d’autre part à un câble qui provient de l’engin volant et est relié électriquement au chemin de foudre via la connexion électrique établie par l’intermédiaire du drone avec le point de contact sur l’éolienne.

C’est l’établissement d’un contact électriquement fiable entre un aéronef sans pilote et un objet de type pale d’éolienne qui constitue le problème auquel répond la présente invention. La solution proposée permet notamment de répondre à la double problématique que pose l’établissement d’une part d’une liaison mécanique qui soit répétitivement stable sans porter atteinte à la pérennité de la structure de l’engin volant, et d’autre part d’une liaison électrique correcte pour prendre au moins une mesure.

La question de la liaison mécanique répétitivement stable renvoie à la structure même du drone et plus particulièrement à la liaison entre d’une part l’élément de contact à l’extrémité d’un bras dépassant du périmètre dudit drone et d’autre part le châssis de ce dernier. La question de la liaison électrique n’est pas moins importante, puisqu’elle doit garantir la possibilité d’obtenir un signal correct dès lors qu’un contact mécanique, plus ou moins stable, a été établi. Dans le document US 2016/0047850, les principes mécaniques auxquels l’élément de contact relié au drone doit souscrire sont mentionnés (montage avec des moyens ressort), mais sans description d’une configuration technique qui y répond précisément. Pour l’aspect électrique, le texte n’est guère plus disert, se contentant de mentionner le recours à de la laine de cuivre, sans qu’on sache précisément comment elle est implantée dans la configuration, qui est elle-même décrite de manière très générale. L’un des objectifs de l’invention est par conséquent de proposer une configuration aboutie sur le plan technique.

A cet effet, il est proposé d’utiliser un aérogyre sans pilote télécommandé de type drone comportant essentiellement :

- un élément de contact électriquement conducteur, comportant au moins une plaque conductrice ;

- un mécanisme de liaison de l’élément de contact au bras ;

- ledit bras et le mécanisme de liaison maintenant l’élément de contact à une distance du châssis supérieure à la distance de l’axe de rotation d’au moins un rotor de l’aérogyre au châssis dans la direction de l’axe de roulis augmenté du rayon du disque balayé par les pales dudit rotor ;

- un câble électriquement conducteur dont une première extrémité est reliée à l’élément de contact et une seconde extrémité est raccordable à une borne de dispositif de mesure électrique, par exemple de mesure de résistance ohmique.

Selon l’invention, une face de la plaque conductrice de l’élément de contact est revêtue d’une couche matelassée externe comportant au moins une bande en mousse synthétique souple entourée d’un revêtement en matériau souple conducteur.

Pour répondre aux problématiques particulières mises en exergue ci-dessus, le revêtement de la plaque conductrice, en un côté externe en charge du contact avec une pastille de l’objet à contrôler, comporte donc un revêtement particulier qui remplit une double fonction : électrique du fait de la nature conductrice d’une partie du revêtement au contact de la plaque elle-même conductrice, et mécanique - protectrice de la structure qui subit les chocs à chaque approche - du fait de l’utilisation d’une mousse souple, qui est par conséquent résiliente.

La nature spécifique de la couche externe confère à l’ensemble une possibilité de première absorption superficielle des contraintes mécaniques qui naissent au moment des premiers contacts physiques entre le drone et une pastille de l’objet de la mesure, contacts qui impliquent dans nombre de cas des heurts, sans que la liaison électrique pâtisse trop d’un contact qui peut être instable. Étant donné que c’est le revêtement extérieur de la plaque qui réalise la première approche technique de la double fonction mécanique et électrique, il constitue un constituant important de l’élément de contact.

Plus précisément, chaque bande de la couche matelassée externe peut être constituée d’un noyau de mousse de polyéther-uréthane recouvert d’un revêtement de tissu composé de fibres de polyester densément tissées avec des fibres de cuivre et de nickel. Chaque bande étant complètement recouverte de ce matériau, ce dernier est présent dans une face extérieure de la bande en contact avec l’objet à mesurer et dans une face intérieure en contact avec la plaque conductrice, et elle est ainsi apte à transmettre l’état électrique dudit objet vers les opérateurs.

Selon une possibilité, la plaque conductrice est de préférence en aluminium, dont le poids réduit est plus facilement transportable par un drone. Dans cette hypothèse, au moins un brin du câble conducteur peut être fixé sur une face de la plaque conductrice faisant face au châssis de l’aérogyre, c’est-à-dire la face « interne »de l’élément de contact.

Dans certaines hypothèses, les pastilles au contact desquelles on prend la mesure sont enfoncées dans l’enveloppe externe de l’objet, et la mesure à effectuer est alors plus compliquée. Dans ce cas, il est prévu qu’au moins un plot conducteur déformable élastiquement au moins dans la direction de l’axe du bras dépasse de la couche matelassée selon ledit axe du bras, chaque plot étant relié électriquement à au moins une bande de la couche matelassée. Suivant une possibilité, chaque plot est en pratique constitué d’un ressort conducteur fixé à la plaque, chaque ressort étant entouré par un ruban conducteur souple qui le recouvre au moins partiellement, au moins une portion desdits ressorts proximale de la plaque étant en contact avec le revêtement conducteur d’au moins une bande recouvrant la plaque conductrice. Lorsque la pastille est enfoncée, ces plots ou ressorts qui constituent autant de protubérances axiales élastiques dépassant du matelassage conducteur sont chargés d’établir de contact avec les pastilles enfoncées. Il est à noter que dans cette configuration aussi, on traite ensemble le problème électrique et le problème mécanique lié au premier amortissement superficiel des chocs survenant éventuellement lors des contacts.

Dans la plupart des configurations, la plaque conductrice est fixée, via le mécanisme de liaison, perpendiculairement au bras de liaison, la couche matelassée revêtant alors une face de la plaque conductrice de l’élément de contact distale du châssis de l’aérogyre. Il s’agit en fait de la face de la plaque qui est orientée vers l’extérieur de l’ensemble drone/bras/élément de contact, et qui fait face à l’objet à mesurer.

Pour faire face à encore un autre type de mesure, par exemple en bout de pales d’une éolienne, la plaque conductrice peut cependant comporter deux pans fixés perpendiculairement l’un à l’autre en L, un premier pan d’allure parallèle à l’axe du bras comportant, sur sa face intérieure, la couche matelassée, le second pan d’allure perpendiculaire à l’axe du bras comportant le mécanisme de liaison de la plaque conductrice au bras. Le revêtement externe est le même que dans les configurations précédentes. La configuration permet par exemple une approche selon l’axe d’une pale, qui peut nécessiter un guidage différent pour obtenir un positionnement plus précis, sachant que le déplacement du drone se fait alors dans une autre direction que précédemment, plutôt perpendiculairement à l’axe du bras portant l’élément de contact.

Selon une configuration possible, le mécanisme de liaison de la plaque conductrice au bras peut comporter d’une part une double liaison à rotule et à coulissement selon l’axe du bras, et d’autre part des premiers moyens de rappel de la plaque en position perpendiculaire à l’axe du bras et des seconds moyens de rappel sollicitant la plaque en une position déployée distale du châssis.

La plaque conductrice revêtue du matelassage conducteur de l’invention bénéficie alors de 4 degrés de liberté lorsque des contraintes mécaniques s’y exercent, dans la plupart des cas quand elle entre en contact avec un objet à tester. De plus, les moyens de rappel améliorent la pression de contact et par conséquent le contact électrique, permettant de réaliser la mesure dans les meilleures conditions.

Plus précisément, selon l’invention, le mécanisme de liaison peut comporter un support fixé à la plaque conductrice et muni d’un logement pour une rotule placée à l’extrémité d’une perche apte à coulisser dans un coulisseau prévu dans le bras, ledit support comportant n pieds de fixation auxquels sont fixés les premières extrémités de n ressorts de compression identiques dont les secondes extrémités sont fixées à une bague fixée à la perche, selon une configuration à symétrie axiale par rapport à l’axe de coulissement dans le bras.

De préférence, les pieds et les ressorts de compression sont au nombre de quatre (4). La symétrie axiale signifie, au sens de l’invention, que les ressorts fixés aux pieds exercent ensemble un effort résultant dont la composante dans un plan perpendiculaire à l’axe du bras est nulle.

Il est à noter que la perche peut comporter, au voisinage de la rotule, une articulation motorisée actionnable par commande à distance entre un état rectiligne de la perche et au moins un état coudé dans lequel un tronçon de la perche comportant la rotule est plié par rapport au reste de la perche et au bras. Une telle articulation permet de donner une direction encore plus franche à l’élément de contact qui présente alors un angle par rapport au reste du bras relié au drone. Les degrés de liberté liés à l’existence de la rotule s’appliquent toujours, avec un mode d’approche par l’élément de contact de l’objet à mesurer qui est différent du fait du coudage.

Plus précisément, le mécanisme de liaison est tel que la perche peut coulisser dans un tube de coulissement lié au bras de l’aérogyre, et elle présente à son extrémité opposée à la rotule un chariot coulissant sur au moins deux arbres d’un ensemble d’arbres parallèles formant le bras, une platine dudit bras placée au voisinage de son extrémité proximale de la plaque conductrice servant de butée à un premier ressort de compression interposé entre ladite platine et la bague de la perche ou l’articulation.

Ce premier ressort est prévu pour absorber les composantes axiales des efforts résultant des contacts et notamment des chocs, tout en garantissant qu’une fois passé les effets mécaniques transitoires liés à ces derniers, la liaison électrique puisse être établie de manière optimale, puisque l’élément de contact est alors en permanence repoussé contre la pastille à tester.

De préférence, pour affiner encore le mécanisme d’absorption des chocs, cette platine est apte à coulisser sur au moins deux arbres du bras, un second ressort de compression étant interposé entre ladite platine et une butée intermédiaire fixée aux arbres du bras. Les deux ressorts n’ont pas la même raideur, de sorte que leurs effets mécaniques se cumulent et agissent temporellement de façon décalée, leur capacité d’absorption distincte s’exprimant de préférence au moins partiellement séquentiellement. Ladite platine peut d’ailleurs comporter, selon l’invention, le tube de coulissement de la perche, ledit tube étant lui-même apte à coulisser dans un orifice de la butée intermédiaire.

Le guidage axial est donc multiple, d’une part pour la perche dans le tube et d’autre part pour le tube dans l’orifice, reflétant l’existence des deux ressorts de raideurs différentes qui permettent un contrôle différencié des déplacements de la perche et par conséquent de l’élément de contact d’une part, et de la platine formant butée du premier ressort d’autre part. Ce guidage en coulissement est également tributaire du chariot, du guidage de la platine etc.

Selon une configuration possible, la butée intermédiaire peut par ailleurs servir de support à un mât à l’extrémité supérieure duquel sont solidarisées des moyens optiques de type au moins une caméra et/ou au moins émetteur de rayon laser de guidage. Il s’agit de moyens d’aide au pilotage embarqués dans le drone, et qui sont dans ce cas fixés au niveau du bras, c’est-à-dire très en avant par rapport au châssis. La ou les caméras peuvent fonctionner en combinaison avec des pointeurs laser prévus pour aider le pilote à mieux viser, en vol, la pastille surfacique qui signale l’existence d’une connexion avec le chemin de foudre d’une pale d’éolienne. Avec cette aide visuelle, ledit pilote peut gérer l’approche de la cible située sur l’objet de manière optimale.

L’invention va à présent être décrite plus en détail au moyen de figures annexées, qui ne représentent que des modes de conception non limitatifs de l’invention, et pour lesquelles :

représente une vue schématisée d’un système global de mesure de la défaillance du chemin de foudre d’une éolienne à aide d’un drone selon l’invention ;

montre en vue perspective une partie d’un bras solidarisé à un drone et comportant un élément de contact selon l’invention ;

illustre en vue perspective une première variante d’élément de contact ;

représente une seconde variante d’élément de contact plus particulièrement adapté dans le cas de pastilles de mesure du chemin de foudre enfoncées ;

montre une troisième variante d’élément de contact pour la prise de mesures plutôt axiales, par exemple en bout de pales d’éoliennes ;

illustre une variante dont le mécanisme de liaison de l’élément de contact au bras est articulable, dont l’articulation conserve l’état rectiligne du bras ;

montre la même variante avec le bras à l’état coudé ;

représente une vue perspective d’une partie du mécanisme de liaison de la plaque conductrice au bras, comportant plus particulièrement la rotule et les premiers moyens de rappel de ladite plaque en position perpendiculaire à l’axe du bras ;

montre une vue de dessus d’une partie du mécanisme de liaison de la plaque conductrice au bras, illustrant de manière plus complète les seconds moyens de rappel de l’élément de contact, l’ensemble élément de contact/perche en position de repos axialement déployé ; et

représente une vue perspective de ce mécanisme, l’ensemble élément de contact/perche en position axialement contractée, lorsque les seconds moyens de rappel sont sollicités par des contraintes mécaniques appliquées à l’élément de contact.

En référence à la , le système de mesure complet représenté très schématiquement comporte un drone A dirigé par un opérateur, par exemple au moyen d’une caméra à CCD, et muni d’une perche au bout de laquelle un élément de contact permet l’établissement d’une liaison électrique avec une pastille, en l’occurrence placée sur une pale P de l’éolienne E. Ledit élément de contact, qui sera décrit plus substantiellement dans la suite, doit réaliser un contact électrique suffisant pour effectuer une mesure de qualité apte à pouvoir être exploitée par un instrument de mesure C qui peut être couplé à un ordinateur O sur lequel tourne une application spécifiquement prévue pour le traitement des signaux mesurés. La mesure et l’exploitation des résultats restent donc aux mains d’un opérateur en charge de la réalisation des opérations de contrôle de la validité du chemin de foudre, demeuré au bas du mât de l’éolienne E, et qui peut le cas échéant être celui qui pilote le drone A. L’instrument de mesure est connecté d’une part à la masse au bas de l’éolienne E, et d’autre part à un câble qui provient de l’engin volant A et est reliée électriquement au chemin de foudre via la connexion électrique établie par l’intermédiaire du drone A avec le point de contact sur l’éolienne E.

L’élément de contact 10, tel que représenté en particulier aux figures 2 à 5 comporte une plaque 11 revêtue, sur sa face opposée au bras 40, d’une couche matelassée 12 constituée d’une pluralité de bandes 13 dont le noyau est en mousse synthétique souple, par exemple en polyéther-uréthane. Ce noyau est entouré d’un revêtement en tissu également souple, par exemple composé de fibres de polyester tissées avec des fibres de cuivre et de nickel, fibres métalliques qui le rendent conducteur. Toutes ces bandes 13, individuellement et collectivement, conduisent l’électricité vers la plaque 11, sur laquelle elles sont par exemple collées au moyen d’un adhésif conducteur.

Compte tenu de leur déformabilité, toutes les bandes 13, dont les surfaces libres sont destinées à être potentiellement au contact de l’objet à mesurer, peuvent entrer en contact avec par exemple une pastille surfacique d’une pale P d’éolienne E reliée à un chemin de foudre, comme sur l’exemple de la . La zone de contact effective réalise dès lors une liaison électrique avec un câble qui raccorde l’élément de contact 10 avec les instruments de mesure C, également connectés à la masse pour fermer le circuit.

L’élément de contact 10 de la est standard, alors qu’il comprend des composants supplémentaires dans la configuration de la : des protubérances conductrices 14 se développant parallèlement à l’axe du bras 40, et qui sont par exemple et de préférence réalisées sous forme de plots 14 déformables élastiquement, au moins dans l’axe du bras 40, par exemple des ressorts recouverts d’un ruban conducteur. Ces plots conducteurs 14 présentent une déformabilité qui rend la surface externe du matelassage 12, lorsqu’elle est agrémentée desdits plots 14, apte à toucher des pastilles enfoncées dans une surface et à y réaliser une connexion électrique appropriée, rendant l’élément de contact 10 performant même lorsque les pastilles de test n’affleurent pas à la surface de l’objet à contrôler, par exemple une pale P d’éolienne E.

La réalisation de la mesure est également un peu particulière pour des points de mesure situés dans des zones spécifiques comme les extrémités des pales P de l’éolienne E. Un élément de contact 10 spécifique a été développé en réponse aux problématiques qui se posent alors, dont la configuration apparaît en . Dans ce cas, la plaque conductrice 11 est constituée en L, ce qui signifie qu’elle comporte deux pans 11’ et 11’’ fixés perpendiculairement l’un à l’autre, de manière à permettre des approches adaptées à des géométries par exemple de bouts de pales P. En pratique, un premier pan 11’ de la plaque 11 est orienté sensiblement parallèlement à l’axe du bras 40. C’est ce pan 11’ qui présente, sur sa face intérieure, c’est-à-dire la face du volume intérieur partiellement délimité par les deux pans 11’ et 11’’, la couche matelassée 12. Le second pan 11’’ est par conséquent orienté sensiblement perpendiculairement à l’axe du bras 40, et comporte le mécanisme de liaison de cette partie 11’’ de la plaque conductrice 11 au bras 40, qui sera expliqué plus en détail dans la suite.

Avec cet élément de contact 10, l’orientation de la couche matelassée 12 conductrice par rapport au reste du drone A est différente de celle des figures 3 et 4. Cela s’explique notamment par le fait que l’approche se fait, dans ces configurations particulières de mesures, dans la direction de l’axe de la pale P, et que le drone A se déplace dès lors dans une direction qui est également d’allure perpendiculaire à la direction des approches faites avec les éléments de contact 10 des figures 3 et 4 : en substance, le drone A se déplace globalement verticalement pour la réalisation des mesures, et non plus sensiblement horizontalement comme dans les configurations précédentes.

Les figures 6 et 7 illustrent l’existence d’une articulation 60 placée sur la perche 21 au voisinage de la rotule 22 et de la bague 25, qui divise par conséquent la perche entre un tronçon principal 21 et un tronçon d’extrémité 21’ qui peuvent être disposées de manière coudée, comme montré en dans une configuration munie de la variante de l’élément de contact 10 à tiges 14 déformables de la . La configuration purement rectiligne de la , avec la variante d’élément de contact 10 de la , permet un fonctionnement tel que les dispositifs dépourvus d’articulation 60. Cette articulation est motorisée, c’est-à-dire qu’elle peut être commandée à distance, depuis l’opérateur placé par exemple en bas d’une éolienne E, qui peut lui donner un angle dépendant de la configuration de l’objet à contrôler. Cet angle est quelconque, le réglage étant continu dans un intervalle angulaire dépendant de la configuration de l’articulation 60. Dans les figures 6 et 7, le secteur angulaire couvert par ladite articulation 60 est de l’ordre de 90°.

La montre de manière plus précise le mécanisme de liaison à quatre degrés de liberté qui relie l’élément de contact 10 au bras 40, dont la compréhension résulte également des figures 2, 6 à 10. Un support 20 est fixé à la plaque conductrice 11 en aluminium, dont un manchon central comporte un logement pour une rotule 22 constituant l’extrémité d’une perche 21 agencée à coulissement dans le bras 40. Ce support 20 comporte par ailleurs quatre pieds 23 de fixation à la plaque 11, dont les extrémités libres présentent des moyens de fixation de ressorts de compression 24 identiques par ailleurs fixés à une bague 25 de la perche 21. L’ensemble présente une symétrie par rapport à l’axe du bras 40, nécessaire pour garantir le rappel permanent de la perche 21 en position de repos perpendiculaire à la plaque 11.

Le mécanisme de coulissement de la perche 21 dans le bras 40, visible de manière plus complète dans les figures 2, 9 et 10, comporte un tube de coulissement 30 solidarisé à une platine 31 mobile en translation sur trois arbres 41, 42, 43 formant le bras 40. Un premier ressort de compression 33 est placé entre la bague 25 et la platine 31. Un second ressort de compression 34, de raideur différente du ressort de compression 33, est interposé entre la platine 31 et une butée intermédiaire 35, comportant un orifice dans lequel le tube 30 est apte à coulisser librement.

La perche 21 est fixée, au niveau de son extrémité opposée à la rotule 22, à un chariot 36 coulissant sur les arbres 41, 42 du bras 40. Le fonctionnement du coulissement contrôlé par les ressorts de compression 33, 34 est alors le suivant : lorsqu’une contrainte s’exerce sur l’élément de contact 10, par exemple au moment d’un contact avec la pastille d’une pale P d’éolienne E, la composante de cette contrainte d’allure parallèle à l’axe du bras 40 entraîne le déplacement dudit élément de contact 10 vers le châssis du drone A, l’ensemble drone A/bras 40/élément de contact 10 subissant alors une rétractation. L‘effort s’appliquant sur l’élément de contact 10 est absorbé par les ressorts 33, 34, qui peuvent le cas échéant se contracter séquentiellement, du fait de leur raideur différente, selon l’intensité de la contrainte.

Lorsque l’élément de contact 10 se déplace en direction du châssis du drone A (non représenté), la perche 21 coulisse dans le tube 30, qui assure un certain guidage pour ledit coulissement, dont le guidage principal est cependant assuré par le chariot 36 qui coulisse sur les arbres 41, 42 du bras 40. Le ressort 34 se contracte, et la platine 31 se déplace : c’est ce qui est illustré par la . Dans ce cas, le tube 30 se déplace dans un orifice de la butée intermédiaire 35. Le cas échéant, notamment si la contrainte axiale est élevée, le ressort 33 est également sollicité en compression. Les contraintes s’appliquant sur l’élément de contact 10 étant rarement uniquement orientées selon l’axe du bras, d’autres composantes de contraintes s’appliquent, qui aboutissent à faire tourner la rotule 22 dans son logement.

Dès que la contrainte cesse de s’appliquer, par exemple si la mesure est faite et que le contact de l’élément de contact 10 avec une pastille cesse, le système doit retrouver son état de repos : à cet effet, les ressorts 24 rappellent la perche 21 en position perpendiculaire à la plaque 11 et les ressorts 33, 33 retrouvent leur forme initiale, rappelant le mécanisme de liaison entre l’élément de contact 10 et le bras 40 à sa position déployée, montrée en figures 2, 8 et 9. Il est à noter que ledit mécanisme, lorsqu’il s’applique à la version de la de l’élément de contact 10, ne comporte pas le dispositif à rotule 22 et ressorts 24. Seul subsiste la partie gérant le coulissement. Pour cette variante, le mécanisme de liaison est fixé au pan 11’’ de la plaque 11.

Selon l’invention, des moyens d’aide au pilotage sont embarqués dans le drone, qui sont en l’occurrence fixés en partie supérieure d’une pièce comportant la butée intermédiaire 35 et présentant à cet effet un mât 50 : il s’agit selon une configuration possible et comme déjà mentionné d’au moins une caméra 51 pouvant fonctionner en combinaison avec des pointeurs laser 52, qui sont par exemple géré par le système pour se croiser devant l’élément de contact 10 en vue d’aider le pilote à mieux viser, en vol, une pastille surfacique, de manière à permettre une connexion avec le chemin de foudre d’une pale d’éolienne.

De nombreuses solutions sont possibles à cet égard, et plus précisément, les moyens d’aide au pilotage pourraient être remplacés par l’implémentation d’un guidage par lidar. Les signaux et images qu’ils fournissent au pilote situé en bas de l’éolienne permettent une aide substantielle pour le pilotage du drone, le pilote pouvant gérer de manière optimale l’approche de la cible située sur l’objet, après avoir choisi, selon la nature de ladite cible, l’un des trois éléments de contact décrits auparavant.

Les exemples de technologies donnés ci-dessus ne sont pas exhaustifs de l’invention, qui englobe au contraire de multiples variantes de formes et de structure, comme par exemple pour le mécanisme de liaison entre l’élément de contact 10 et le bras 40, ou les modes de conception du revêtement conducteur matelassé de l’élément de contact 10, comme cela a été montré de manière illustrative dans les configurations décrites plus en détail auparavant.

Claims

Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique de type drone comportant :
un élément de contact (10) électriquement conducteur, comportant au moins une plaque (11) conductrice ;

un mécanisme de liaison de l’élément de contact (10) à un bras (40) de liaison de l’élément de contact (10) au châssis de l’aérogyre (A) ;

ledit bras (40) et le mécanisme de liaison maintenant l’élément de contact (10) à une distance du châssis supérieure à la distance de l’axe de rotation d’au moins un rotor de l’aérogyre (A) au châssis dans la direction de l’axe de roulis augmenté du rayon du disque balayé par les pales dudit rotor ;

un câble électriquement conducteur dont une première extrémité est reliée à l’élément de contact (10) et une seconde extrémité est raccordable à une borne de dispositif de mesure électrique (C), par exemple de mesure de résistance ohmique,

au moins 4 rotors à pales,
caractérisé en ce qu’une face de la plaque conductrice (11) de l’élément de contact (10) est revêtue d’une couche matelassée (12) externe comportant au moins une bande (13) en mousse synthétique souple entourée d’un revêtement en matériau souple conducteur.
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque bande (13) est constituée d’un noyau de mousse de polyéther-uréthane recouvert d’un revêtement de tissu composé de fibres de polyester densément tissées avec des fibres de cuivre et de nickel.
Aérogyre (B) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque conductrice (11) est en aluminium, au moins un brin du câble conducteur étant fixé sur une face de la plaque conductrice (11) faisant face au châssis de l’aérogyre (A).
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins un plot (14) conducteur déformable élastiquement au moins dans la direction de l’axe du bras (40) dépasse de la couche matelassée (12) selon ledit axe du bras (40), chaque plot (14) étant relié électriquement à au moins une bande (13) de la couche matelassée (12).
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le plot (14) est constitué d’un ressort conducteur fixé à la plaque (11), chaque ressort étant entouré par un ruban conducteur souple qui le recouvre au moins partiellement, au moins une portion desdits ressorts proximale de la plaque (11) étant en contact avec le revêtement conducteur d’au moins une bande (13) recouvrant la plaque conductrice (11).
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque conductrice (11) est fixée, via le mécanisme de liaison, perpendiculairement au bras (40) de liaison, la couche matelassée (12) revêtant une face de la plaque conductrice (11) de l’élément de contact (10) distale du châssis de l’aérogyre (A).
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la plaque conductrice (11) comporte deux pans (11’, 11’’) fixés perpendiculairement l’un à l’autre en L, un premier pan (11’) d’allure parallèle à l’axe du bras (40) comportant, sur sa face intérieure, la couche matelassée (12), le second pan (11’’) d’allure perpendiculaire à l’axe du bras (40) comportant le mécanisme de liaison de la plaque conductrice (11) au bras (40).
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme de liaison de la plaque conductrice (11) au bras (40) comporte d’une part une double liaison à rotule (22) et à coulissement selon l’axe du bras (40), et d’autre part des premiers moyens de rappel (24) de la plaque (11) en position perpendiculaire à l’axe du bras (40) et des seconds moyens de rappel (33, 34) sollicitant la plaque (11) en une position déployée distale du châssis.
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le mécanisme de liaison comporte un support (20) fixé à la plaque conductrice (11) et muni d’un logement pour une rotule (22) placée à l’extrémité d’une perche (21) apte à coulisser dans un coulisseau prévu dans le bras (40), ledit support (20) comportant n pieds (23) de fixation auxquels sont fixés les premières extrémités de n ressorts (24) de compression identiques dont les secondes extrémités sont fixées à une bague (25) fixée à la perche (21), selon une configuration à symétrie axiale par rapport à l’axe de coulissement dans le bras (40).
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la perche comporte, au voisinage de la rotule (22), une articulation (60) motorisée actionnable par commande à distance entre un état rectiligne de la perche (21) et au moins un état coudé dans lequel un tronçon de la perche (21) comportant la rotule (22) est plié par rapport au reste de la perche (21) et au bras (40).
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon l’une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la perche (21) coulisse dans un tube (30) de coulissement lié au bras (40) de l’aérogyre et présente à son extrémité opposée à la rotule (22) un chariot (36) coulissant sur au moins deux arbres (41, 42) d’un ensemble d’arbres (41, 42, 43) parallèles formant le bras (40), une platine (31) dudit bras (40) placée au voisinage de son extrémité proximale de la plaque conductrice (11) servant de butée à un premier ressort de compression (33) interposé entre ladite platine (31) et la bague (25) de la perche (21) ou l’articulation (60).
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite platine (31) est apte à coulisser sur au moins deux arbres (41, 42, 43) du bras (40), un second ressort de compression (34) étant interposé entre ladite platine (31) et une butée intermédiaire (35) fixée aux arbres (41, 42, 43) du bras (40).
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite platine (31) comporte un tube (30) de coulissement de la perche (21), ledit tube (30) étant lui-même apte à coulisser dans un orifice de la butée intermédiaire (35).
Aérogyre (A) sans pilote télécommandé de mesure de paramètre électrique selon l’une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la butée intermédiaire (35) sert de support à un mât (50) à l’extrémité supérieure duquel sont solidarisées des moyens optiques de type au moins une caméra (51) et/ou au moins émetteur (52) de rayon laser de guidage.