WO1997013938A1 - Dispositif de traitement pour une surface - Google Patents

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WO1997013938A1
WO1997013938A1 PCT/FR1996/001599 FR9601599W WO9713938A1 WO 1997013938 A1 WO1997013938 A1 WO 1997013938A1 FR 9601599 W FR9601599 W FR 9601599W WO 9713938 A1 WO9713938 A1 WO 9713938A1
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cables
head
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dimensioning
cable
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Xavier Rocher
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Xavier Rocher
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    • E04G5/04—Means for fastening, supporting, or bracing scaffolds on or against building constructions
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • E04G3/32—Hoisting devices; Safety devices
    • E04G3/325—Safety devices for stabilising the mobile platform, e.g. to avoid it swinging in the wind

Definitions

  • the present invention relates to an inspection and working device
  • K operating on surfaces and more particularly a device for treating large surfaces present on buildings, on structures, on boats It applies to the treatment of any surface, flat, curved, left, vertical, oblique or horizontal, on floors or ceilings
  • the device which is the subject of the present invention is a device for treating an intervention zone situated on a wall, characterized in that it comprises a working head and at least two cable supports each located in overhang of the intervention zone, and, for each cable, an actuator adapted to fix the length of said dimensioning cable connecting obliquely the working head to the cable support, the actuation of said actuators moving the working head in front the intervention area by fixing the lengths of dimensioning cables.
  • the present invention thus accurately position the • ⁇ work head on the wall in question, in order dy perform repetitive or continuous interventions with great simplicity of installation and advantageously automatically
  • the invention aims to minimize inertia therefore the mass of the equipment used 0
  • the device according to the invention operates in bipolar coordinates, the working head being positioned with respect to the two poles formed by the fixed points connected to the ends of the cables
  • These bipolar coordinates are two values each linked to a center of rotation, representing either a radius or an angle They identify two points, located on either side of the axis connecting the 5 two poles Under the effect of forces exerted on the work head, such as gravity forces, the work head is positioned at one and only one point in the area intervention
  • the displacements of the head are obtained by modifying the lengths of the cables or "strands" by means of at least two independent actuators 0 constituted for example by winches with rotary drums or linear actuators step by step such as hoists with lever Ces cables, called “dimensioning" ensure, in the simplest version, the function of carrying cables
  • the head can be equipped with different tools depending on the tasks to be carried out, in particular a sealing, application or projection tool connected by a beam to a product supply source or even inspection tools.
  • video camera or sensor type Among the applications we will find the inspection of the condition of a structure, the cleaning of the walls with spraying of water with or without the addition of aggregates acting as an abrasive, chemicals, the application of pasty products to standardize the surfaces as well as the application of paint
  • control unit is adapted to control, in addition, the operation of the work head so as to operate the work head only at certain points in the intervention zone .
  • a partial processing such as, for example, the creation of a graphic design, can be carried out quickly, since the working head does not have to be moved in front of the entire intervention area.
  • the working head carries a processing tool and the straight line connecting the point of convergence of two dimensioning cables and the processing tool, ie substantially perpendicular to the plane of said cables.
  • the tool holder and the network of cables thus permanently have a point of common reference whose program defines the trajectory all are articulated on the same reference axis and this so that the two "dimensioning" cables are practically located in the same plane, the point of competition of their traces being placed on this axis
  • the working head advantageously has a carrier shaft to which each of the cables is connected by means of an independent hub whose axis coincides with that of the carrier shaft.
  • a tool holder can be free to rotate relative to each of the "dimensioning" cables In a variant, it could however be made integral with one of them
  • the device according to the invention 10 comprises at least three cables
  • auxiliary cable makes it possible to compensate for the effects of gravity in many cases, to tension the dimensioning cables along the intervention area In the case of oblique surfaces, curved or left, it is better to use multiple
  • the device of it comprises application members made up of action means adapted to position the head close to the wall. Thanks to these provisions the working head is permanently kept at a predetermined distance from the wall, allowing uniform treatment of the intervention area
  • the head is provided with a carriage associated with members capable of pressing it onto the wall in order to allow work at a constant distance from this wall.
  • said carriage is secured to a hub, possibly common to one of the "dimensioning" cables or of a carrying shaft It is, for example, provided with a propeller action system, or with a depression chamber, and maintained at a given distance through of a reaction system with pads, rollers, air cushion or others.
  • a propeller action system or with a depression chamber
  • plating by magnetic or electromagnetic means.
  • the work area must, in many cases as in that of treatment by spraying paint, be located outside the grip of said carriage
  • the working head comprises an actuator adapted to orient a tool support, relative to one of the dimensioning cables.
  • the working head includes a gyroscope adapted to orient a tool support
  • the device according to the invention comprises two so-called “twin” systems, each having dimensioning cables and own actuators, the first moving the head, and the second moving synchronously to the first a nacelle supporting additional loads Thanks to these provisions, the largest mass, for example paint, can be carried by the second positioning system o
  • This second system does not generally require positioning as precise as the first system
  • the first system lightened thanks to the use of the second system, can be positioned with greater precision
  • twin systems each having its own dimensioning cables and actuators
  • the anchor points of the nacelle actuators are generally located in the same area as those of the head, or even on the same axis, but they can, for practical reasons, be located elsewhere. works two similar programs allowing to move in parallel and in a synchronized manner, the head and the nacelle A beam of limited length makes it possible to transfer products, energy and information towards the head This beam 0 can, if necessary, play opposite the head role of auxiliary cable described above
  • control signals of the tools can be transmitted by radio, by ultrasound or by light waves.
  • the nacelle is supported by two "dimensioning" cables and possibly auxiliary cables but is connected to the head by a device making it possible to determine its relative position relative to the latter while an electronic servo-control makes it possible to control its actuators so that it follows the head by always bringing it back within a given range
  • the head thus plays the role of master, the nacelle, which supports most of the loads, playing that of slave
  • the anchor point supports are mounted movable along at least one side of the wall. Thanks to these provisions, several intervention zones located on the same wall can be treated successively without the cables need not be large The accuracy of the treatment is thus improved for each of the treatment zones considered Generally, in the various embodiments of the present invention, the intervention zone in which the head can move is inside the polygon defined by the anchoring points of the "dimensioning" cables and, optionally, of the auxiliary cables
  • FIG. 1 is a general front view of a first embodiment of the device according to the invention, with two "dimensioning" cables placed opposite a wall,
  • FIG. 2 is a bottom view in section of the device shown in FIG. 1
  • - Figure 3 is a general front view, a second embodiment of the device of the invention, comprising auxiliary cables,
  • FIG. 4 is a partial sectional bottom view of a first variant of the devices present in FIGS. 1 to 3,
  • FIG. 5 is a partial front view of a second variant of the devices presented in FIGS. 1 to 3,
  • FIGS. 1 to 3 are bottom views in section, partial of the second variant presented in Figure 5, a movable element being however in a different position than in Figure 5, io - Figure 7 is a bottom view in section , partial of a third variant of the devices presented in FIGS. 1 to 3,
  • FIG. 8 is a front view of a third embodiment of the device of the invention.
  • FIG. 9 is a partial view, in section, of a variant of the device shown in FIG. 8,
  • FIG. 10 is a front view of the variant of the device presented in FIG. 9,
  • FIG. 1 1 is a front view of another variant of the device shown in Figure 8, 0 - ia Figure 12 is a flowchart for positioning a work head and actuating a tool,
  • FIG. 13 is a schematic view of the implantation of a device according to the invention on a building wall, for producing a fresco, and
  • FIG. 14 is a schematic view of implantation of a device ⁇ according to the invention on a hydroelectric dam
  • the cables have been represented as straight lines
  • chain or hyperbolic cosine is a function of the linear mass of the cable and the tension exerted on the cable
  • Each cable is therefore produced with a material with a low linear mass and a low coefficient of elasticity, the section used corresponding to the just fair safety coefficients with regard to the legislation in force, such that the chain is substantially a straight line and that the oscillations around the targeted positioning are extremely limited
  • FIGS. 1 and 2 show, in front of an intervention area 41 of a wall 40, a head 1 suspended by two so-called “dimensioning" cables 2a, 2b with two actuators, respectively 3a and 3b, fitted with drums and placed
  • the cable 2a (respectively 2b) is connected to a hub 5a (respectively 5b) at an attachment point 6a (respectively 6b) located on an arm 7a (respectively 7b)
  • the cables can be mono or multib ⁇ ns, of any shape, made of metal, steel or synthetic materials, such as polyamides or
  • the actuators 3a and 3b are HERE rotary motors of the stepping type, according to known techniques They operate under the control of at least two signals having phase-shifted pulses, the number
  • the cylindrical drums which are connected to the shafts of the actuators have a length sufficient to wind the entire length of the cables sizing, without two towers of cable overlapping on the drum
  • the actuator supports 4a and 4b are placed in front of the intervention area, generally in overhang with respect to the intervention area
  • the head 1 carries a shaft 8
  • the hubs 5a, 5b receiving the "dimensioning" cables have their common axis XX, which coincides with the axis of the shaft 8 secured to a tool holder 9 (FIG. 2)
  • a tool 10 is mounted on said tool holder 9 io Figure 2 shows the offset of the attachment point 6b of one of the hubs, 5b, so that the cables 2a and 2b remain substantially in the same plane 43 and that their directions are concurrent at point 0 located on said axis XX
  • the tool 10 is suitable for the treatment of the intervention area which will be carried out, according to choices known to those skilled in the art of this treatment.
  • a control unit 42 is adapted to control the actuators in order to move the working head 1 in front of the intervention area by fixing the lengths of dimensioning cables.
  • the control unit consists of a microcomputer whose memories contain a program described below, in particular with regard to FIG.
  • the treatment device comprises the working head 1 and at least two actuator supports 4a and 4b each located in cantilever of the area of intervention, and for each actuator support, an actuator 3a, 3b adapted to set the length of a cable sizing 2 obliquely connecting the working head 1 to the actuator unit comma nde 42 being adapted to control said actuators in order to move the working head 1 in front of the intervention zone by fixing the lengths of dimensioning cables
  • Ra square root of x 2 + y 2
  • Rb square root of (Lx) 2 + y 2 (1)
  • Ra is the length of the cable 2a between the actuator drum 3a and the attachment point 6a plus the constant distance which separates the attachment point 6a from the axis XX
  • Rb is the length of the cable 2b between the actuator drum 3b and 5 the attachment point 6b plus the constant distance which separates the attachment point 6b from the axis XX, and
  • L is the distance between the points where the cables leave the actuator drums
  • FIG. 3 shows an embodiment of a device similar to that presented in FIGS. 1 and 2, to which auxiliary cables 1 1 have been added making it possible to stabilize the head by exerting balancing forces
  • auxiliary cables 1 1 can be exerted through either of tension-controlled actuators 12c or of counterweight 12d, or of springs 12e, illustrated diagrammatically on three separate cables, respectively 1 1 c, 1 1 d and 1 1e
  • the auxiliary cables will preferably be fixed to additional hubs, for example the cable 1 1 c to the hub 5c
  • auxiliary cable also allows move the work head on inclined walls, whatever the inclination
  • FIG 4 shows, in section from below a first variant of the device shown in Figures 1 to 3
  • a trolley 13 secured to the shaft 8 of the tool holder 9
  • the trolley 13 is equipped with castors 14 It keeps the working head 1 at a constant distance from the wall 40
  • a tool 10, which consumes at least one chemical and electrical energy in the control signals is installed to the axis of the carrier> tools 9, all the equipment being powered by a beam 16 connected to a central (not shown) providing consumable products and energy and signals for controlling the operation of the tool 10.
  • This central is. in the case of treatment of building walls, preferably located on the ground.
  • Figures 5 and 6 partially show, respectively in front view and in section view from below, a second variant of the modes of
  • FIG. 7 shows, in section and from below, a third variant of the embodiments of the device presented in FIGS. 1 to 3
  • a carriage 13 provided with a roller 14, presented in FIG. 4, as well as a system of locking on the wall, consisting of electrically controlled suction cups 22 and making it possible to fix in position the carrying shaft 8 while the tool 10, mounted on a multi-axis arm 23, performs with great precision a given treatment of an area limited part of intervention area 41
  • the tools are mounted on the tool holder via a plotter with the same operation and advantages as with the multi-axis arm
  • FIG. 8 shows from the front a third embodiment of the device according to the invention, to which all the variants described above apply in particular.
  • This embodiment presents two positioning systems according to the invention. These systems are said to be “twins”. because they jointly move on the one hand a working head 1 and, on the other hand, a nacelle 101 carrying accessory loads whose positioning does not have to be as precise as that of the working head These two systems positioning devices are linked together by a beam (not shown) allowing the load of the nacelle 101 to be progressively transmitted to the working head 1, in order to be consumed there.
  • the first positioning system comprises a working head 1 as described above
  • the second positioning system comprises a nacelle 101 situated below the working head 1
  • the nacelle 101 carries a load 24 secured to a shaft 108
  • the poi nts for anchoring the nacelle actuators are generally located in the same zone as those of the head, or even on the same axis, but they can, for practical reasons, be located elsewhere
  • the control unit implements two programs similar allowing the head and the nacelle to be moved in parallel and in synchronized fashion
  • a beam of limited length makes it possible to transfer energy and information products to the head This beam can, if necessary, play opposite the head the role of auxiliary cable described above
  • Two "dimensioning" cables 102a, 102b are connected to actuators 103a, 103b located on actuator supports 104a and 104b, respectively
  • the cables are fixed at the attachment points 106a, respectively 106b, to arms 107a, respectively 107b, integral with hubs 105a, i respectively
  • Said nacelle supports the load 24 constituted here of the stock of products, energy sources, information transmission means It is pressed against the wall 41 by a propeller propeller 1 15, the distance to said facade being maintained by a carriage 1 13 fitted with rollers 1 14
  • the axis AA of the articulation 28 is parallel to the axis YY of the shaft 108, therefore substantially perpendicular to the wall 0 and thus only allows the movements of the door -tools 8 located in a plane parallel to that formed by the rollers 1 14
  • This variant makes it possible to position the tool-holder shaft 8 at a substantially constant distance from the wall 41, without any contact with the latter in the area close to the tool.
  • the tool holder forms a receiving tool 29, actuator 10, is secured to the shaft 8 a sensor 30, integral with the tool, its contactless distance measurement the wall, electronics not shown adjusts the position of the tool in real time
  • FIG. 10 shows in front view the device according to FIG. 9 io
  • Figure 1 1 shows an alternative of the mechanical link between slave and master, comprising an articulated arm 31 in two parts connected together by an articulation 32 of axis BB and articulates, on the one hand on the nacelle along the axis AA to level of I articulation 28, on the other hand on the carrier shaft of the head 1 along the axis 5 XX at the level of a hub 33
  • the axes YY, AA, BB and XX are mutually parallel, the head 1 is then moves in a plane parallel to the movements of the nacelle 101
  • FIG. 12 represents the flowchart of a calculation program relating to the production of a drawing and comprising a set of corrections aimed at improving the accuracy of the positioning of the work head.
  • the coordinates (x, y) are matched with bipolar coordinates the radii Ra and Rb
  • the first 0 value of the cables 2a and 2b is set to these values Ra and Rb
  • the device is preferably provided with a temperature sensor, not shown.
  • the calculation of the cable lengths is completed
  • the values of the cable lengths are transmitted to the electronic control circuits associated respectively with each of the motors of the dimensioning actuators in such a way 5 work head 1 take a new position in front of the intervention area, position corresponding to the coordinates (x, y)
  • the painting point is achieved by the opening of a nozzle (in the case of a monochrome drawing) or of several nozzles (in the case of polychrome drawings) constituting the tool 10 of the head of lf) work 1
  • the coordinates (x, y) of the point of the image are incremented, by traversing this image, preferably line by line starting, for example from the bottom of the image, left
  • Figure 13 shows a facade 50 at the top of which are installed 1 5 two metal structures 4a and 4b respectively supporting two winches 3a and 3b and connected respectively to the working head 1 by two dimensioning cables 2a and 2b
  • the drawing is HERE in progress, the device according to the invention operating from the bottom up, successively processing horizontal lines 0, like a printer
  • FIG. 14 represents a device according to the invention installed on a crown 60 of a water dam 61
  • Motor supports 4a and 4b are movable on a rail 63 and can thus be moved to successively reach all the points of the dam to be inspected
  • a working head 1 5 suspended from dimensioning cables 2a and 2b is designed to be able to operate in water 66, both in clear water and in muddy water
  • the various anchoring points are mounted on at least one movable support, adapted to be moved, for example on rails io.
  • the actuators which control the length of a dimensioning cable are shipped with the working head 1
  • the set of anchor points to which supports, "dimensioning" cable motors and auxiliary cables are fixed can be at different levels and in different planes
  • the propellant could thus be a motorization coupled to a propeller with variable pitch
  • the fine adjustment of the pitch of the propeller making it possible to stabilize the head at a substantially constant distance from the wall
  • the thrust force being balanced by the decomposition of ia resulting from the forces of gravity and possibly the reaction forces of the auxiliary cables, acting on the head
  • At least one laser beam transmitter and receiver are used.
  • the laser signal received by the receiver is representative of the position of the print head and a processing of this signal provides this position, according to known techniques
  • the tensioning of the dimensioning cables is advantageously carried out using thruster type action means which will then exert a force in a preferred direction.
  • the working head is advantageously fitted with an additional dimensioning cable situated in a different plane from the dimensioning cables described above, which has the effect of positioning the tool with extreme precision in space

Abstract

Dispositif de traitement d'une zone d'intervention située sur une paroi, caractérisé en ce qu'il comporte une tête de travail (1) et au moins deux supports de câbles (2) situés chacun en porte-à-faux de la zone d'intervention, et, pour chaque câble, un actionneur (3) adapté à fixer la longueur dudit câble dimensionnant (2) reliant obliquement la tête de travail (1) au support de câble, l'actionnement desdits actionneurs déplaçant la tête de travail devant la zone d'intervention en fixant les longueurs de câbles dimensionnants.

Description

"Dispositif de traitement pour une surface"
La présente invention concerne un dispositif d'inspection et de travail
K) opérant sur des surfaces et plus particulièrement un dispositif de traitement de grandes surfaces présentes sur des bâtiments, sur des ouvrages d'art, sur des bateaux Elle s'applique au traitement de toute surface, plane, courbe, gauche, verticale, oblique ou horizontale, aux sols ou aux plafonds
Au sens de la présente invention, le mot "traitement" est à
1 5 considérer comme recouvrant toute activité effectuée sur une partie de la surface considérée, que cette activité soit une prise de vue, une inspection utilisant des rayonnements électromagnétiques ou autres, ou une modification d'apparence ou de caractéristiques techniques
De nombreux moyens ont été développés pour intervenir sur des 0 parois de grande surface telles que façades de bâtiments et ouvrages d'art II est connu, par exemple, d'installer un échafaudages pour permettre à des opérateurs humains d accéder à tous les niveaux de la paroi pour effectuer les interventions d'inspection, de nettoyage, de réparation, de modification, ou de finition
Il est connu, par ailleurs, d'installer en toiture une bigue supportant ^ une passerelle suspendue par deux câbles , un système de treuils manuels ou électriques permet alors à l'opérateur de se déplacer verticalement Une variante consiste a suspendre une telle passerelle aux bras en porte-à-faux d'un portique se déplaçant sur des rails, ce qui lui permet de balayer toute la façade
On observe que ces différents moyens travaillent en coordonnées ">o rectangulaires D'autres systèmes connus, comme des grues équipées d'une nacelle installées sur un bras télescopique articulé, travaillent en coordonnées polaires On connaît un dispositif, décrit dans le brevet GB 2 251 594, qui constitue une variante de la passerelle suspendue à une bigue par deux câbles, dans lequel lesdits câbles sont reliés de manière oblique à deux points fixes situés au sommet d'une façade. Il est alors possible de déplacer la passerelle s verticalement et horizontalement sur la quasi totalité de la surface de la façade en jouant sur les longueurs desdits câbles. Dans ce dernier cas, on opère en coordonnées dites "bipolaires". Ce dispositif est destiné à positionner une nacelle qui porte un opérateur humain
Une autre variante du même dispositif destiné à positionner une 0 nacelle porteuse d'un opérateur humain est décrite dans le brevet DE 2 302 807.
Tous ces systèmes présentent l'inconvénient de requérir le transport d'au moins un opérateur humain D'une part, cela implique un coût de main d'oeuvre élevé, d'autre part, cela implique une masse embarquée importante, ce qui impose la mise en oeuvre de moyens lourds et, enfin, cela implique des règles 5 de sécurité très rigoureuses qui augmentent encore le coût et le poids de ces systèmes. En effet, les contraintes techniques engendrées par tous les systèmes de sécurité que les réglementations du travail rendent obligatoires, augmentent de manière considérable les masses embarquées et ceci au détriment de la précision recherchée pour la tâche à accomplir. De plus, le positionnement effectué par ces 0 systèmes est approximatif, l'opérateur étant nécessaire pour exécuter avec précision la tâche considérée
La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, le dispositif objet de la présente invention est un dispositif de traitement d'une zone d'intervention située sur une paroi, caractérisé en ce qu'il comporte une tête de 5 travail et au moins deux supports de câbles situés chacun en porte-à-faux de la zone d'intervention, et, pour chaque câble, un actionneur adapté à fixer la longueur dudit câble dimensionnant reliant obliquement la tête de travail au support de câble, l'actionnement desdits actionneurs déplaçant la tête de travail devant la zone d'intervention en fixant les longueurs de câbles dimensionnants. M) Grâce à ces dispositions, la tête de travail peut être déplacée avec une grande précision en tout point de la zone d'intervention De plus, en évitant d'embarquer un opérateur humain, la charge déplacée et donc celle de chacun des composants du dispositif sont limités Les coûts de transport, d'installation, de sécurisation et d'utilisation du dispositif sont donc beaucoup plus faible que pour les dispositif connus succinctement exposes ci-dessus
La présente invention permet ainsi de positionner avec précision la •^ tête de travail sur la paroi considérée, en vue d y effectuer des interventions répétitives ou continues avec une grande simplicité d installation et avantageusement de manière automatique Dans ce dernier cas, pour les travaux fins, l'invention vise à minimiser les inerties donc la masse des équipements mis en oeuvre 0 Le dispositif selon l'invention opère en coordonnées bipolaires, la tête de travail étant positionnée par rapport aux deux pôles constitués par les points fixes liés aux extrémités des câbles Ces coordonnées bipolaires sont deux valeurs liées chacune à un centre de rotation, représentant soit un rayon, soit un angle Elles identifient deux points, situés de part et d'autre de l'axe reliant les 5 deux pôles Sous l'effet de forces exercées sur la tête de travail, comme, par exemple des forces de pesanteur, la tête de travail se positionne en un et un seul point de la zone d'intervention
Les déplacements de la tête sont obtenus en modifiant les longueurs des câbles ou "brins" au moyen d'au moins deux actionneurs indépendants 0 constitués par exemple de treuils à tambours rotatifs ou d'actionneurs linéaires pas à pas tels que des palans à levier Ces câbles, dits "dimensionnants" assurent, dans la version la plus simple, la fonction de câbles porteurs
Le déplacement de la tête, pour lui permettre de suivre toute trajectoire déterminée d'avance est donc normalement obtenu par ς fonctionnement simultané des deux actionneurs Un operateur peut effectuer cette manoeuvre manuellement et même à distance, mais on utilisera avantageusement un système d'asservissement de type numérique ou analogique, pour piloter la position de manière automatique
La tête peut être équipée d'outils différents selon les tâches a o réaliser, en particulier d'un outil de scellement, d'application ou de projection relie par un faisceau à une source d'alimentation en produits ou encore d'outils d'inspection de type caméra video ou capteur Parmi les applications on trouvera l'inspection de l'état d'un ouvrage, le nettoyage des parois avec projection d eau additionnée ou non de granulats agissant comme abrasif, de produits chimiques, l'application de produits pâteux permettant d uniformiser les surfaces ainsi que I application de peinture
Selon un mode de réalisation préfère, I unité de commande est adaptée a commander, en outre, le fonctionnement de la tête de travail afin de ne faire fonctionner la tête de travail qu'en certains points de la zone d'intervention
Grâce a ces dispositions, un traitement partiel, comme, par exemple, la réalisation d'un graphisme, peut être réalisé rapidement, puisque la tête de travail n'a pas a être déplacée devant toute la zone d'intervention
Selon d'autres caractéristiques, la tête de travail porte un outil de traitement et la droite reliant le point de convergence de deux câbles dimensionnants et l'outil de traitement, soit sensiblement perpendiculaire au plan desdits câbles
Grâce à ces dispositions, le calcul des longueurs des câbles dimensionnants est simplifié, puisqu'il n'y a pas a tenir compte d'un décentrement de l'outil de traitement, par rapport au point de convergence des câbles
Pour assurer une grande précision dans le positionnement des outils, buses de peinture, perceuses munies de forêts, caméras vidéo outils de nettoyage de surfaces vitrées ou autres dispositifs, le porte-outils et le réseau de câbles possèdent ainsi, en permanence, un point de référence commun dont le programme définit la trajectoire tous sont articulés sur un même axe de référence et ceci de manière que les deux câbles "dimensionnants" soient pratiquement situés dans un même plan, le point de concours de leurs traces étant place sur cet axe
La tête de travail possède avantageusement un arbre porteur auquel chacun des câbles est relié par l'intermédiaire d un moyeu indépendant dont I axe coïncide avec celui de l'arbre porteur Ainsi, lors des mouvements de la tête sur la paroi, les angles des deux câbles varient, mais le point de référence des traces des câbles coïncide toujours avec l'axe de l'arbre porteur de la tête de travail Sous I action de la pesanteur l'arbre se place sensiblement de manière perpendiculaire au plan forme par les câbles "dimensionnants" et donc a la paroi si la tête, équipée de ses outils, est correctement équilibrée par rapport au point de référence
Dans le cas d'un outil unique on installe avantageusement celui-ci selon l'axe de référence ^ Dans d'autres configurations ou il est nécessaire d'orienter l'outil un porte-outils peut être libre en rotation par rapport a chacun des câbles "dimensionnants" Dans une variante, il pourrait toutefois être rendu solidaire de I un d entre eux
Selon des caractéristiques particulières, le dispositif selon l'invention 10 comporte au moins trois câbles
L'utilisation d'au moins un câble supplémentaire, dit "câble auxiliaire" permet de suppléer aux effets de la pesanteur dans de nombreux cas, pour tendre les câbles dimensionnants le long de la zone d'intervention Dans le cas des surfaces obliques, courbe ou gauche, il est préférable d'utiliser plusieurs
1 ^ câbles auxiliaires
Grâce a ces dispositions, une paroi inclinée dont la normale est orientée vers le bas, comme la paroi d'un bateau, peut être traitée, puisque le troisième câble permet de plaquer la tête de travail a proximité de cette paroi Ainsi, par exemple dans les positions de la tête ou I un des câbles est proche de 0 la verticale, un ou plusieurs câbles auxiliaires dont les effets se conjuguent a celui du poids de ladite tête exerce(nt), sur la tête de travail une force externe d équilibrage
Dans cette variante deux des câbles de liaison de la tête aux actionneurs, restent "dimensionnants", c est-a-dire ont des longueurs ^ commandées qui définissent de manière univoque la position de la tête sous l'effet de la pesanteur et des autres forces exercées Quoique de longueur également variable, les autres câbles, n'ont qu'un rôle de mise en tension et de stabilisation sous un effort donne
Selon d'autres caractéristiques particulières le dispositif de i l ) l'invention comporte des organes d'application constitués de moyens d action adaptes a positionner la tête a proximité de la paroi Grâce a ces dispositions la tête de travail est en permanence maintenue à une distance prédéterminée de la paroi, ce qui permet un traitement uniforme de la zone d'intervention
A titre d'exemple, la tête est pourvue d'un chariot associé à des organes aptes à la plaquer sur la paroi afin de permettre un travail a distance ^ constante de cette paroi Pour ce faire, ledit chariot est solidaire d'un moyeu, éventuellement commun à l'un des câbles "dimensionnants" ou d'un arbre porteur Il est, par exemple, muni d'un système d'action à hélice, ou encore à caisson en dépression, et maintenu à une distance donnée par le biais d'un système de réaction à patins, à roulettes, à coussin d'air ou autres Pour opérer sur des parois 0 en acier, il est possible de réaliser le placage par des moyens magnétiques ou électromagnétiques. La zone de travail doit, dans de nombreux cas comme dans celui d'un traitement par projection de peinture, se situer en dehors de l'emprise dudit chariot
Selon d'autres caractéristiques particulières 5 - la tête de travail comporte un actionneur adapté à orienter un support d'outil, par rapport à l'un des câbles dimensionnants.
- la tête de travail comporte un gyroscope adapté à orienter un support d outil
Grâce à chacune de ces dispositions, qui s'appliquent en particuliers 0 aux cas ou l'outil doit être déportés par rapport à l'axe du support d'outil, ou lorsque la tête de travail porte plusieurs outils, par exemple plusieurs têtes d'impression, l'orientation de l'outil par rapport à une direction liée à la paroi est sensiblement constante
Selon d'autres caractéristiques particulières, le dispositif selon ^ l'invention comporte deux systèmes dits "jumeaux" possédant chacun des câbles dimensionnants et des actionneurs propres, le premier déplaçant la tête, et le second, déplaçant de manière synchrone au premier une nacelle supportant les charges annexes Grâce a ces dispositions, la masse la plus importante, par exemple de la peinture, peut être portée par le second système de o positionnement Ce second système ne requiert, en général, pas un positionnement aussi précis que le premier système Le premier système, allégé grâce a l'utilisation du second système, peut être positionne avec une plus grande précision
Dans cette variante de la machine, on n'utilise pas de lien entre la tête de travail et une centrale située au sol qui alimenterait la tête de travail en ^ produit Au contraire, on dispose sur la nacelle, a proximité de l'outil toutes les ressources nécessaires à son fonctionnement, c'est-a-dire la reserve en produit, les sources d'énergie et éventuellement les moyens de mesure et de transmission de données vers l'opérateur au sol La nacelle portant les produits et d'autres équipements est placée au dessus ou en dessous de la tête de travail, à une 0 distance susceptible de varier par exemple de 0,5 à 2 mètres
On dispose, par exemple l'un au dessous de l'autre, deux systèmes jumeaux possédant chacun ses câbles dimensionnants et ses actionneurs propres
Les points d'ancrage des actionneurs de la nacelle sont situés en 5 général dans la même zone que ceux de la tête, voire sur le même axe, mais ils peuvent, pour des raisons pratiques, être localisés ailleurs L'unité de commande met en oeuvre deux programmes similaires permettant de déplacer parallèlement et de manière synchronisée, la tête et la nacelle Un faisceau de longueur limitée permet de transférer produits, énergie et informations vers la tête Ce faisceau 0 peut, si nécessaire, jouer vis a vis de la tête le rôle de câble auxiliaire décrit ci- dessus
On observe que les signaux de pilotage des outils peuvent être transmis par radio, par ultrasons ou par ondes lumineuses
Dans une variante, la nacelle est supportée par deux câbles ^ "dimensionnants" et éventuellement des câbles auxiliaires mais est reliée a la tête par un dispositif permettant de déterminer sa position relative par rapport a cette dernière tandis qu'un asservissement électronique permet de commander ses actionneurs pour qu'elle suive la tête en la ramenant toujours dans une plage donnée La tête joue ainsi le rôle de maître, la nacelle, qui supporte l'essentiel des o charges, jouant celui d'esclave
Dans ces dernières variantes, dans le cas de peintures de façades, il est intéressant d'éviter le contact entre la tête et la façade tout en gardant constante la distance entre celles-ci On utilise alors avantageusement une nacelle équipée d'un chariot apte à la maintenir à distance constante de la paroi, tandis qu'un bras formé d'une règle porteuse d'un coulisseau solidaire de l'arbre porteur de l'outil est articulé fou sur la nacelle parallèlement a chacun des deux axes de référence des systèmes jumeaux, donc sensiblement perpendiculairement au plan formé par les câbles dimensionnants Ainsi le bras muni de sa règle se déplace parallèlement audit plan, donc sensiblement dans un plan parallèle à la paroi Lors de ses déplacements relatifs par rapport à la nacelle, la tête, solidaire du coulisseau, est alors à distance constante de la paroi, sans aucun contact direct avec celle-ci Le même résultat peut être obtenu avec un bras à trois articulations, ces dernières étant toutes parallèles aux axes porteurs de la tête et de la nacelle II est à noter qu'un tel bras peut servir d'organe de repérage des positions respectives de la tête et de la nacelle
Selon d'autres caractéristiques, les supports de point d'ancrages sont montés mobiles le long d'au moins un côté de la paroi Grâce à ces dispositions, plusieurs zones d'intervention situées sur une même paroi peuvent être traitées successivement sans que les câbles n'aient à être de grande dimension La précision du traitement est ainsi améliorée pour chacune des zones de traitement considérées D une manière générale, dans les différents modes de réalisation de la présente invention, la zone d'intervention dans laquelle la tête peut évoluer est intérieure au polygone défini par les points d'ancrage des câbles "dimensionnants" et, éventuellement, des câbles auxiliaires
D'autres avantages, buts et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexes dans un but explicatif et nullement limitatif Ces dessins montrent de façon schématique
- ia figure 1 est une vue générale, de face, d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention, à deux câbles "dimensionnants" dispose en regard d'une paroi ,
- la figure 2 est une vue de dessous en coupe du dispositif représenté en figure 1 , - la figure 3 est une vue générale, de face, d'un deuxième mode de réalisation du dispositif de l'invention, comportant des câbles auxiliaires ,
- la figure 4 est une vue de dessous en coupe, partielle, d'une première variante des dispositifs présentes en figures 1 a 3 ,
5 - la figure 5 est une vue de face, partielle, d'une deuxième variante des dispositifs présentés en figures 1 à 3 ,
- la figure 6 est une vue de dessous en coupe, partielle de la deuxième variante présentée en figure 5, un élément mobile se trouvant cependant dans une autre position que sur la figure 5 , i o - la figure 7 est une vue de dessous en coupe, partielle d'une troisième variante des dispositifs présentés en figures 1 à 3 ,
- la figure 8 est une vue de face d'un troisième mode de réalisation du dispositif de l'invention ,
- la figure 9 est une vue partielle, en coupe, d'une variante du 1 5 dispositif présenté en figure 8 ,
- la figure 10 est une vue de face de la variante du dispositif présentée en figure 9 ,
- la figure 1 1 est une vue de face d'une autre variante du dispositif présente en figure 8 , 0 - ia figure 12 est un organigramme de programme de positionnement d'une tête de travail et d'actionnement d'un outil ,
- la figure 13 est une vue schématique d'implantation d'un dispositif selon l'invention sur un mur d'immeuble, pour réaliser une fresque, et
- la figure 14 est une vue schématique d'implantation d'un dispositif ^ selon l'invention sur un barrage hydroélectrique
Dans ces figures, les câbles ont été représentes comme des lignes droites En réalité la courbe décrite par ces câbles, appelée chaînette ou cosinus hyperbolique, est fonction de la masse linéique du câble et de la tension exercée sur le câble Chaque câble est donc réalisé avec un matériau de faible masse lo linéique et de faible coefficient d'élasticité, la section utilisée correspondant aux coefficients de sécurité justes suffisants en regard de la législation en vigueur, de telle manière que la chaînette soit sensiblement une droite et que les oscillations autour du positionnement visés, soient extrêmement limitées
Dans un but de clarté, généralement, les suffixes "a" sont attribués dans la description aux parties se trouvant vers la partie gauche d'une zone 5 d'intervention et les suffixes "b" sont attribués aux parties se trouvant vers la partie droite de ladite zone
On observe, en figures 1 et 2, devant une zone d'intervention 41 d'une paroi 40, une tête 1 suspendue par deux câbles dits "dimensionnants" 2a, 2b à deux actionneurs, respectivement 3a et 3b, équipés de tambours et placés
K) directement sur des supports d'actionneur 4a et 4b, respectivement Le câble 2a (respectivement 2b) est relié à un moyeu 5a (respectivement 5b) en un point d attache 6a (respectivement 6b) situé sur un bras 7a (respectivement 7b)
Les câbles peuvent être mono ou multibπns, de forme quelconque, en métal, en acier ou en matériaux synthétiques, tels que les polyamides ou les
1 5 aramides Ils sont notamment optimisés en regard des contraintes exposées ci- dessus en début de description.
Les actionneurs 3a et 3b sont ICI des moteurs rotatifs de type pas-à- pas, selon des techniques connues Ils fonctionnent sous la commande d'au moins deux signaux présentant des impulsions déphasées, le nombre
20 d'impulsions représentant le nombre de pas à effectuer et le déphasage représentant le sens de rotation à observer Dans le mode de réalisation décrit ICI, les tambours cylindriques qui sont reliés aux arbres des actionneurs possèdent une longueur suffisante pour enrouler toute la longueur des câbles dimensionnant, sans que deux tours de câble ne se chevauchent sur le tambour
2> Les supports d'actionneurs 4a et 4b sont placés en avant de la zone d'intervention en général en porte-à-faux par rapport a la zone d'intervention
La tête 1 porte un arbre 8 Les moyeux 5a, 5b recevant les câbles "dimensionnants", ont leur axe XX commun, lequel coïncide avec l'axe de l'arbre 8 solidaire d'un porte-outils 9 (figure 2) Un outil 10 est monté sur ledit porte-outils 9 io La figure 2 montre le déport du point d'attache 6b de l'un des moyeux, 5b, pour que les câbles 2a et 2b restent sensiblement dans un même plan 43 et que leurs directions soient concourantes au point 0 situe sur ledit axe XX L'outil 10 est adapté au traitement de la zone d'intervention qui va être réalisé, selon des choix connus de l'homme du métier de ce traitement
Une unité de commande 42 est adaptée a commander les actionneurs afin de déplacer la tête de travail 1 devant la zone d intervention en fixant les longueurs de câbles dimensionnant Dans le mode de réalisation décrit et représenté, l'unité de commande est constitué d'un micro-ordinateur dont les mémoires contiennent un programme décrit ci-dessous, notamment en regard de la figure 12, cet ordinateur possédant au moins une interface d'entrée/sortie adaptée à fournir un signal de commande aux actionneurs 2a et 2b Ainsi, d'une manière générale, pour traiter la zone d'intervention 41 de la paroi 40, le dispositif de traitement selon l'invention comporte la tête de travail 1 et au moins deux supports d'actionneur 4a et 4b situés chacun en porte- à-faux de la zone d'intervention, et, pour chaque support d'actionneur, un actionneur 3a, 3b adapté à fixer la longueur d'un câble dimensionnant 2 reliant obliquement la tête de travail 1 à l'actionneur, l'unité de commande 42 étant adaptée à commander lesdits actionneurs afin de déplacer la tête de travail 1 devant la zone d'intervention en fixant les longueurs de câbles dimensionnant
En première approximation, valable lorsque la masse linéique des câbles est négligeable par rapport à la masse de la tête de travail 1 , lorsque l'on utilise un repère orthonormé dont le point d'origine est le point du tambour de l'actionneur 3a où le câble 2a quitte ce tambour, et dont l'axe des x passe par le point du tambour de l'actionneur 3b où le câble 2b quitte ce tambour, et dont l'axe des y est parallèle à la zone d'intervention, on peut déterminer la longueur des câbles pour atteindre un point de coordonnée (x,y) en résolvant le jeu d'équations
Ra = racine carrée de x2 + y2
Rb = racine carrée de (L-x)2 + y2 ( 1 )
où Ra est la longueur du câble 2a entre le tambour de l'actionneur 3a et le point d'attache 6a plus la distance constante qui sépare le point d'attache 6a de l'axe XX
Rb est la longueur du câble 2b entre le tambour de l'actionneur 3b et 5 le point d'attache 6b plus la distance constante qui sépare le point d'attache 6b de l'axe XX, et
L est la distance entre les points où les câbles quittent les tambours d'actionneur
La figure 3 montre un mode de réalisation de dispositif semblable à 10 celui présenté en figures 1 et 2, auquel ont été ajoutes des câbles auxiliaires 1 1 permettant de stabiliser la tête en exerçant des forces d'équilibrage Ces forces peuvent être exercées par le biais soit d'actionneurs a tension contrôlée 12c soit de contrepoids 12d, soit de ressorts 12e, illustres de façon schématique sur trois câbles distincts, respectivement 1 1 c, 1 1 d et 1 1e Pour que le positionnement du l ^ porte-outils soit optimal, on fixera de préférence les câbles auxiliaires a des moyeux supplémentaires, par exemple le câble 1 1 c au moyeu 5c Dans certaines configurations on pourra être amené a grouper les points d'attache de plusieurs câbles auxiliaires, par exemple les câbles 1 1d et 1 1 e sur un moyeu commun 5d
Dans ce mode de réalisation, deux des câbles de liaison de la tête 20 aux actionneurs, restent "dimensionnants", c'est-a-dire ont des longueurs commandées qui définissent de manière univoque la position de la tête sous l'effet de la pesanteur et des autres forces exercées Quoique de longueur également variable les autres câbles ont un rôle de mise en tension et de stabilisation sous un effort donne 2^ L'utilisation d'au moins un troisième câble, dit câble auxiliaire permet, en outre, de déplacer la tête de travail sur des parois inclinées, quelque soit l'inclinaison
La figure 4 montre, en coupe de dessous une première variante du dispositif présente en figures 1 a 3 A l'un de ces dispositifs est ajoute un chariot io 13 solidaire de l'arbre 8 du porte-outils 9 Le chariot 13 est équipe de roulettes 14 Il maintient la tête de travail 1 a distance constante de la paroi 40 Un propulseur à hélice 15, solidaire du moyeu 5b, plaque l'ensemble de la tête de travail et du chariot 13 sur ladite paroi
Un outil 10, qui consomme au moins un produit chimique et de l'énergie électrique sous la commande de signaux, est installé à l'axe du porte- > outils 9, l'ensemble des équipements étant alimenté par un faisceau 16 relié à une centrale (non représentée) fournissant des produits et de l'énergie consommables et des signaux de commande du fonctionnement de l'outil 10. Cette centrale est. dans le cas du traitement de parois de bâtiment, située préférentiellement au sol. Pour la clarté des autres figures, le faisceau 16 reliant la tête de
10 travail 1 à la centrale n'a été représenté que sur la figure 4 bien qu'il soit nécessaire au bon fonctionnement de l'ensemble, dans la majorité des applications
Les figures 5 et 6 montrent partiellement, respectivement en vue de face et en vue de dessous en coupe, une deuxième variante des modes de
15 réalisation du dispositif présentés en figures 1 à 3, équipé d'une série d'outils 17a, 17b, 17c et 17d, dont un support 18 est fixé sur l'arbre 8 du porte-outils 9, est libre en rotation. Un actionneur 19 articulé sur un gousset 20 solidaire du bras 7a et donc du moyeu 5a relatif au câble "dimensionnant" 2a, d'une part et sur un gousset 21 solidaire du support 18, d'autre part, permet d'ajuster l'angle φ entre le
20 câble dimensionnant 2a et l'axe du support 18, de telle manière que le support 18 reste parallèle à une direction donnée, laquelle est la verticale sur la figure 5 et l'horizontale sur la figure 6.
La figure 7 montre, en coupe et de dessous, une troisième variante des modes de réalisation du dispositif présentés en figures 1 à 3 A ces dispositifs ^ sont ajoutés un chariot 13 muni de roulette 14, présenté en figure 4, ainsi qu'un système de verrouillage sur la paroi, constitué de ventouses 22 commandées électriquement et permettant de fixer en position l'arbre porteur 8 pendant que I outil 10, monté sur un bras multi-axes 23, effectue avec une grande précision un traitement donné d'une zone limitée faisant partie de la zone d'intervention 41
K) Les ventouses commandées électriquement et les bras multi-axes étant bien connus de l'homme du métier, ils ne sont pas détaillés ICI. Les outils sont montés sur le porte-outils par l'intermédiaire du bras multi-axes Ainsi la tête est positionnée globalement sur la paroi par les câbles dimensionnants et "verrouillée" sur ladite paroi dans cette position, par les ventouses, pendant que le bras multi-axes effectue le mouvement nécessitant la plus grande précision, sur une zone d'intervention limitée A la fin de la séquence opératoire, les ventouses sont relâchées et la tête est de nouveau, mise en mouvement par action sur les câbles "dimensionnants" pour atteindre une nouvelle zone d'intervention limitée
Selon une variante non représentée, les outils sont montés sur le porte-outils par l'intermédiaire d'une table traçante avec les mêmes fonctionnement et avantages qu'avec le bras multi-axes
La figure 8 montre de face un troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, auquel s'appliquent notamment toutes les variantes exposées ci-dessus Ce mode de réalisation présente deux systèmes de positionnement selon l'invention Ces systèmes sont dits "jumeaux" parce qu'ils déplacent conjointement d'une part une tête de travail 1 et, d'autre part, une nacelle 101 portant des charges accessoires dont le positionnement n'a pas à être aussi précis que celui de la tête de travail Ces deux systèmes de positionnement sont reliés entre eux par un faisceau (non représente) permettant à la charge de la nacelle 101 d'être progressivement transmise à la tête de travail 1 , afin d'y être consommée Le premier système de positionnement comprend une tête de travail 1 comme décrit ci-dessus Le second système de positionnement comprend une nacelle 101 située au dessous de la tête de travail 1 La nacelle 101 porte une charge 24 solidaire d'un arbre 108 Les points d'ancrage des actionneurs de la nacelle sont situés en gênerai dans la même zone que ceux de la tête, voire sur le même axe mais ils peuvent, pour des raisons pratiques, être localisés ailleurs L'unité de commande met en oeuvre deux programmes similaires permettant de déplacer parallèlement et de manière synchronisée la tête et la nacelle Un faisceau de longueur limitée permet de transférer produits énergie et informations vers la tête Ce faisceau peut si nécessaire jouer vis a vis de ia tête le rôle de câble auxiliaire décrit ci- dessus Deux câbles "dimensionnants" 102a, 102b sont reliés à des actionneurs 103a, 103b situés sur des supports d'actionneur 104a et 104b, respectivement Les câbles sont fixés aux points d'attache 106a, respectivement 106b, à des bras 107a, respectivement 107b, solidaires de moyeux 105a, i respectivement 105b concentriques à l'arbre 108 La mesure de la distance L et de l'angle 0 permettent à des moyens électroniques (non représentés) de synchroniser la nacelle 101 en fonction de la position de la tête de travail 1 La nacelle 101 joue alors le rôle d'esclave et suit la tête de travail 1 qui joue le rôle de maître i o La figure 9 montre en coupe, vu de côté, un dispositif selon la figure
8 dans lequel la tête 1 et la nacelle 101 sont reliées par un lien mécanique, constitué d'un bras 25 , celui-ci comprend un coulisseau 26 solidaire de l'arbre porte-outils 8 et équipé de roulettes de guidage 26a coopérant avec une règle 27 solidaire d'une articulation 28 fixée sur l'arbre porte-outils 108 de la nacelle. Ladite l ^ nacelle supporte la charge 24 constituée ici du stock de produits, des sources d'énergie, des moyens de transmission d'informations Elle est plaquée contre la paroi 41 par un propulseur à hélice 1 15, la distance à ladite façade étant maintenue par un chariot 1 13 muni de roulettes 1 14 L'axe AA de l'articulation 28 est parallèle à l'axe YY de l'arbre 108, donc sensiblement perpendiculaire à la 0 paroi et n'autorise ainsi que les seuls mouvements du porte-outils 8 situés dans un plan parallèle à celui formé par les roulettes 1 14
Cette variante permet de positionner l'arbre porte-outils 8 à distance sensiblement constante de la paroi 41 , sans aucun contact avec cette dernière dans la zone proche de l'outil Dans le cas de parois irréguhères ou courbes, pour ς assurer une distance constante entre l'outil et ladite paroi, le porte-outils, forme d'un actionneur 29 recevant l'outil 10, est rendu solidaire de l'arbre 8 Un capteur 30, solidaire de l'outil, mesure sans contact sa distance à la paroi, une électronique non représentée ajuste en temps réel la position de l'outil
La figure 10 montre en vue de face le dispositif selon la figure 9 io Pour la clarté du dessin, seuls les épures des câbles "dimensionnants" et les axes de référence XX et YY, ont été représentés La mesure des grandeurs θ et L permet de réaliser l'asservissement entre esclave et maître La figure 1 1 montre une alternative du lien mécanique entre esclave et maître, comprenant un bras articulé 31 en deux parties reliées entre elles par une articulation 32 d'axe BB et articule, d'une part sur la nacelle selon l'axe AA au niveau de I articulation 28, d'autre part sur l'arbre porteur de la tête 1 selon l'axe 5 XX au niveau d'un moyeu 33 Les axes YY, AA, BB et XX sont parallèles entre eux, la tête 1 se déplace alors dans un plan parallèle aux déplacements de la nacelle 101
La figure 12 représente le logigramme d'un programme de calcul relatif à la réalisation d'un dessin et comportant un ensemble de corrections visant 0 à améliorer la précision du positionnement de la tête de travail Le dispositif électronique et informatique nécessaire au fonctionnement du dispositif de l'invention, de type ordinateur, bien connu de l'homme du métier, n'est pas représenté ici
Après avoir initialisé les valeurs de coordonnées (x,y) à (0,0), au 5 cours de l'opération 70, le programme ht dans la mémoire vive de l'ordinateur, dans un fichier dont le format est connu sous le nom de "BITMAP", la valeur du prochain point de l'image, ou pixel, dont les coordonnées sont (x,y)
Au cours de l'opération 71 , les coordonnées (x,y) sont mises en correspondance avec des coordonnées bipolaires les rayons Ra et Rb La 0 première valeur des câbles 2a et 2b est mise à ces valeurs Ra et Rb
Respectivement au cours des opérations 72, 73 74, 75 et 76, les longueurs des câbles 2a et 2b sont corrigées pour tenir compte
- du fait que les câbles sont tangents a des tambours ,
- du fait que la câble s'allonge d'une longueur proportionnelle a la ^ tension provenant du poids de la tête ,
- du fait que le câble s'allonge d'une longueur proportionnelle à la tension provenant du poids de l'ombilical et de la résultant des forces s'exerçant sur les éventuels câbles auxiliaires ,
- du fait que le câble est en forme de chaînette , et
K) - de la variation de température au cours de l'exécution du travail (a cet effet, le dispositif est préférentiellement muni d'un capteur de température, non représenté) Au cours de l'opération 77, le calcul des longueurs de câble est achevé Au cours de l'opération 78, les valeurs des longueurs de câbles sont transmises aux circuits électroniques de commande associes respectivement à chacun des moteurs des actionneurs de dimensionnement de telle manière que 5 la tête de travail 1 prennent une nouvelle position devant la zone d'intervention, position correspondant aux coordonnées (x,y)
Au cours de l'opération 79, le point de peinture est réalisé par l'ouverture d'une buse (dans le cas d'un dessin monochrome) ou de plusieurs buses (dans le cas de dessins polychromes) constituant l'outil 10 de la tête de l f) travail 1 A la fin de l'opération 79, les coordonnées (x,y) du point de l'image sont incrémentées, en parcourant cette image, préférentiellement ligne à ligne en partant, par exemple du bas de l'image, à gauche
Enfin, le programme retourne à l'opération 70
La figure 13 représente une façade 50 au sommet de laquelle sont 1 5 installées deux structures métalliques 4a et 4b supportant respectivement deux treuils 3a et 3b et reliés respectivement à la tête de travail 1 par deux câbles dimensionnants 2a et 2b
Le dessins est ICI en cours d'exécution, le dispositif selon l'invention fonctionnant du bas vers le haut, en traitant successivement des lignes 0 horizontales, à la manière d'une imprimante
La figure 14 représente un dispositif selon l'invention installé sur un couronnement 60 d'un barrage en eau 61 Des supports de moteurs 4a et 4b sont mobiles sur un rail 63 et peuvent ainsi être déplaces pour atteindre successivement tous les points du barrage à inspecter Une tête de travail 1 5 suspendue à des câbles dimensionnants 2a et 2b est conçue pour pouvoir évoluer dans l'eau 66, aussi bien en eau claire qu'en eau vaseuse
Ici pour un ensemble tel que ceux décrits ci-dessus les divers points d'ancrage sont montés sur au moins un support mobile, adapté a être déplacé, par exemple sur des rails io Selon une variante de tous les modes de réalisation présentes ci- dessus, les actionneurs qui commandent la longueur d'un câble dimensionnant sont embarques avec la tête de travail 1 L'ensemble des points d'ancrage auxquels sont fixes supports, moteurs câbles "dimensionnants" et câbles auxiliaires peuvent être a des niveaux différents et dans des plans différents
Dans le cas, par exemple, d'une tête de peinture ou d un nettoyage a l'eau avec ou sans abrasif l'approvisionnement en produits et en énergie électrique, pneumatique ou hydraulique sera en général réalisé par l'intermédiaire d'un faisceau reliant la tête a une centrale située au sol Ce faisceau pourra aussi comporter les moyens de transmission des signaux de surveillance et de pilotage des outils Bien entendu son poids viendra s'ajouter au poids de la tête de travail Dans le cas de parois de grande dimension, pour améliorer la précision du positionnement, on pourra être amené à prévoir un nombre important de points d'ancrage et à déplacer la tête en changeant de manière séquentielle de câble "dimensionnant" et/ou de câble auxiliaire lorsque la tête passe d'un secteur donné de la paroi, au secteur voisin Dans le cas d'inspections vidéos de parois, il sera avantageux d'équiper la tête d'un système de propulseur dont on pourra faire varier l'action, soit en plaquant la tête sur la paroi, soit en l'écartant par inversion du flux
Le propulseur pourrait ainsi être une motorisation accouplée à une hélice a pas variable L'ajustement fin du pas de l'hélice permettant de stabiliser la tête a une distance sensiblement constante de la paroi L'effort de poussée se trouvant équilibre par la décomposition de ia résultante des forces de pesanteur et éventuellement des forces de reaction des câbles auxiliaires, agissant sur la tête
Il est ainsi possible d'effectuer des inspections vidéo à des distances de plusieurs mètres de la paroi, tout en se gardant la possibilité de se rapprocher de la paroi pour l'examiner de très près
En exerçant une poussée maximale dirigée vers la paroi il sera possible d'effectuer dans la même séquence, toute tâche telle que des perçages ou du buπnage Ces équipements spécifiques seront alors embarqués au même titre que la caméra d'inspection Selon une variante non représentée, pour mesurer le positionnement exact de la tête de travail, on utilise au moins un émetteur et un récepteur de rayon laser Le signal laser reçu par le récepteur est représentatif de la position de la tête d'impression et un traitement de ce signal fournit cette position, selon des techniques connues
Dans le cas ou le système est utilisé en apesanteur réelle ou apparente, comme c'est le cas pour un système entièrement immergé dans lequel chacun des composants possède une flottabilité exactement égale à son poids, ou encore dans l'espace dans les stations orbitales, la mise en tension des câbles dimensionnants est avantageusement effectuée à l'aide de moyens d'action de type propulseurs qui exerceront alors une force dans une direction privilégiée.
En l'absence de paroi stabilisatrice, on équipe avantageusement la tête de travail d'un câble dimensionnant supplémentaire situé dans un plan différent des câbles dimensionnants décrits précédemment, ce qui a pour effet de positionner avec une précision extrême l'outil dans l'espace
Dans le cas de stations orbitales, il sera ainsi possible de positionner a très grande distance un outil quelconque servant par exemple à manipuler, puis a assembler des éléments de manière très précise et ceci avec un équipement dont le poids peut être extrêmement faible. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas des applications spatiales, car un tel système réduit considérablement les coûts d'acheminement des équipements en orbite
Les applications de l'invention présentées ci-dessus et ci-dessous ne sont pas limitatives Ci-dessous, des exemples d'application sont caractérisés par le traitement effectué, d'une part, et la paroi traitée, d'autre part
- réalisation de fresque sur bâtiment ou sur bateaux commerciaux ,
- ravalement de façade (nettoyage, sablage ragréage enduits ciments ou chaux, peinture, finitions, ravalement laser de monuments historiques) ,
- décoration de façade, de pignons aveugles et de bâtiments industriels ou commerciaux (bardage d'usine, dessins de logos géants, rénovation et décoration de réservoirs, de châteaux d'eau, de silos, de tours de refroidissement , - inspection et maintenance de façades, de barrages et d'ouvrages d'art (contrôle non destructif, prélèvements, traitements de fissures et micro- fissures, perçages en coordonnées, marquage, repérage) - inspection sous-manne de barrages ,
- inspection carottage, forages, tirs de mines en montagne falaise, carrière
- tournage cinématographiques ou videographiques (films, téléfilms, spectacles, manifestations sportives) ,
- secours en spéléologie et en montagne sur parois dangereuses ,
- nettoyage et maintenance de volumes vitrés (façades vitrées d'immeuble)
- construction navale (sablage, mise en peinture de bordés ou de fond de navire, décoration de bordés, nettoyage ou inspection de coques de bateaux) l'utilisation de trois câbles permettant le traitement de la sous-face ,
- manipulation d'objets graphiques sur des parois (mots croisés, jeu de go. de dames, d'échecs) ,
- publicités (géantes, évolutives quotidiennement, affichage de salons professionnels)
- magasinage industriel automatisé (transstockeurs) ,
- levage (ponts roulants, grues à tour) ,
- entretien d'espace verts (tonte de gazons en pente, réalisation de décoration ou de logos par plantation en coordonnées ou tonte localisée)

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Dispositif de traitement d'une zone d'intervention située sur une paroi caractérisé en ce qu'il comporte une tête de travail (1 ) et au moins deux supports de câbles (2) situes chacun en porte-a-faux de la zone d intervention et,
5 pour chaque câble, un actionneur (3) adapté a fixer la longueur dudit câble dimensionnant (2) reliant obliquement la tête de travail (1 ) au support de câble, l'actionnement desdits actionneurs déplaçant la tête de travail devant la zone d'intervention en fixant les longueurs de câbles dimensionnants
2) Dispositif de traitement selon la revendication 1 caractérisé en ce 10 que l'unité de commande est adaptée à commander, en outre, le fonctionnement de la tête de travail (1 ) afin de ne faire fonctionner la tête de travail qu'en certains points de la zone d'intervention
3) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la tête de travail porte un outil de traitement et en ce
1 5 que la droite reliant le point de convergence de deux câbles dimensionnants et l'outil de traitement, soit sensiblement perpendiculaire au plan desdits câbles
4) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 a 3 caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois câbles
5) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 0 1 a 4, caractérisée en ce qu'il comporte des organes d'application constitues de moyens d action (15) adaptés à positionner la tête a proximité de la paroi
6) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 a 5 caractérisé en ce que la tête de travail comporte un actionneur adapté à orienter un support d'outil, par rapport à l'un des câbles dimensionnants (2)
25 7) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications
1 à 6 caractérisé en ce que la tête de travail comporte un gyroscope adapte à orienter un support d'outil
8) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications
1 a 7 caractérisé en ce qu'il comporte deux systèmes dits "jumeaux" possédant K) chacun des câbles dimensionnants et des actionneurs propres, le premier déplaçant la tête (1 ), et le second déplaçant de manière synchrone au premier une nacelle (101 ) supportant les charges annexes 9) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 a 8 caractérise en ce que les supports de point d'ancrages sont montés mobiles le long d'au moins un côté de la paroi
10) Dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'il comporte une unité de commande (42) adaptée à commander lesdits actionneurs (3)
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