WO2007060327A1 - Dispositif de commande comportant des moyens d'indexation de la position des moyens de commande - Google Patents

Dispositif de commande comportant des moyens d'indexation de la position des moyens de commande Download PDF

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WO2007060327A1
WO2007060327A1 PCT/FR2006/002570 FR2006002570W WO2007060327A1 WO 2007060327 A1 WO2007060327 A1 WO 2007060327A1 FR 2006002570 W FR2006002570 W FR 2006002570W WO 2007060327 A1 WO2007060327 A1 WO 2007060327A1
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WO
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magnetic
control device
magnetic element
indexing
notched
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PCT/FR2006/002570
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English (en)
Inventor
Pierre Giroud
Denis Flandin
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Crouzet Automatismes
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/02—Details
    • H01H19/10—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H19/11—Movable parts; Contacts mounted thereon with indexing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/50—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts with indexing or locating means, e.g. indexing by ball and spring
    • H01H2003/506—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts with indexing or locating means, e.g. indexing by ball and spring making use of permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H5/00—Snap-action arrangements, i.e. in which during a single opening operation or a single closing operation energy is first stored and then released to produce or assist the contact movement
    • H01H5/02—Energy stored by the attraction or repulsion of magnetic parts

Definitions

  • the invention relates to a control device comprising a manual control member connected to control means for sending commands, and comprising first indexing means of the position of said manual control member .
  • control devices comprising a manual control member
  • aeronautical applications such as the control handles of aircraft or helicopters.
  • the control devices may generally comprise one or more means for detecting the movements of the control lever.
  • the detection means comprise in particular Hall effect sensors associated with permanent magnets or inductive systems based on coils.
  • control devices may also include means for indexing the position of the control means.
  • the indexing means allow the user to have a tactile rendering of the position of the control lever.
  • the indexing means are more particularly associated with the rotary movement of the control lever.
  • the magnetic poles of the crowns FR2804240, FR1167718 documents are made of sintered magnetic material.
  • the crowns are magnetized so as to alternately form north poles and south poles at the facing surfaces.
  • the magnetic corona described in US3458840 is composed of a circular body on which is fixed a number of magnets. Given the relative complexity of the crowns and whatever the chosen solution for their realization, the manufacture of the latter is relatively complex and expensive.
  • the US6182370 solution describes a control device with magnetic indexing means provided with a permanent magnet whose poles are arranged in the axial direction.
  • this type of indexing means is used simultaneously with means for detecting the position of the control device, the permanent magnet can not be used for the detection of the rotary movement. Additional means must be added.
  • the solution FR2698720 describes a variety of magnetic indexing principles that do not allow analog detection of a rotational movement, even less combined with translation detection along the same axis.
  • the current means may have a significant amount of space.
  • the invention therefore aims to overcome the disadvantages of the state of the art, so as to provide a control device comprising indexing means.
  • the control device comprises first indexing means comprising at least one magnetic magnetic element comprising at least one of the magnetic poles having a perimeter cut according to a first notched profile, and comprising a ferromagnetic indexing support. having at least one second serrated profile. Said respective notched profiles of the magnetic magnetic element and of the indexing support are intended to be placed facing each other so that a magnetic flux circulating between said magnetic magnetic element and said indexing support varies during the course of the moving manual control means.
  • the magnetic flux varies between two values, a maximum value where at least one notch of the magnetized magnetic element is positioned opposite with at least one notch of the indexing support and a minimum value where at least a notch of the magnetic magnetic element is positioned opposite with at least one hollow of the indexing support.
  • each magnetic pole of the magnetic magnetic element comprises a perimeter cut according to a notched profile, said notched profiles of the magnetic poles being intended to be placed respectively opposite with at least one notched profile of the support of FIG. ferromagnetic indexing.
  • the indexing support comprises at least two notched profiles intended to be placed respectively opposite with the notched profiles of the magnetic poles.
  • the indexing support is composed of a circular ring.
  • said at least one notched profile of the ferromagnetic indexing support is disposed on the outer periphery of the ring.
  • said at least one notched profile of the ferromagnetic indexing support is disposed on the inner periphery of the ring, the magnetic magnetic element placed inside said ring being rotated by manual control means. .
  • the notched profiles of the magnetic magnetic element are substantially identical to the notched profiles of the ferromagnetic indexing support.
  • the magnetized magnetic element guided in translation is intended to be attracted by a ferromagnetic zone of a cup, the translation of the manual control means driving that of said magnetic magnetic element.
  • elastic means exert a repulsion force opposing the attraction of the magnetized magnetic element by a ferromagnetic zone of the cup.
  • control means comprise first means for detecting the magnetic field variations of the magnetic magnetic element.
  • first detection means comprise at least one magnetic sensor for detecting the magnetic field variations due to the rotation of the magnetic magnetic element.
  • the first detection means comprise at least one magnetic sensor for detecting magnetic field variations due to the translation of the magnetic magnetic element.
  • control means comprise second means for detecting angular displacements of the manual control member.
  • the second detection means comprise at least one magnetic sensor for measuring the magnetic field variations of a second magnetic magnetic element.
  • FIG. 1 represents a detailed perspective view of a control device according to a first preferred embodiment of the invention
  • FIG. 2 represents a detailed perspective view of a control device according to a second preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 3 represents a detailed perspective view of a control device in a control position according to FIG. 2;
  • FIG. 4 represents a detailed perspective view of a control device according to a third preferred embodiment of the invention
  • FIG. 5 represents a detailed perspective view of a control device in a control position according to FIG. 4;
  • FIG. 6 represents an overall perspective view of a control device according to FIGS. 1 to 5;
  • FIGS 7 and 8 show an alternative embodiment of the embodiments of the invention according to Figures 1 to 5.
  • the control device 1 comprises a manual control member 2 intended to be maneuvered by a user.
  • this manual control member 2 is intended to be directly connected to mechanical control means 4 such as a gear ei / or a worm screw not shown.
  • the control device 1 comprises first indexing means of the movement of the manual control member 2 in an XY plane. These indexing means allow the user to feel a tactile effect at each indexing position associated with the sending of a command order.
  • the indexing means 3 comprise at least a first magnetic magnetic element 6. At least one of the magnetic poles (N, S) of said magnetic magnetic element has a periphery cut out according to a first notched profile. .
  • the indexing means 3 also comprise at least one ferromagnetic indexing support 7 comprising a portion having a second notched profile. Said respective notched profiles of the magnetic magnetic element 6 and the indexing support 7 are substantially identical in order to collaborate during the movement of the manual control member 2.
  • At least one of the notches 6A of the magnetic magnetic element 6 is respectively facing with a notch 7A of the indexing support 7.
  • the flow magnetic magnetic element 6 can then flow to the indexing support 7 via at least one pair of notches 6A, 7A.
  • the notches 6A, 7A of the magnetic magnetic element 6 and the indexing support 7 are however not in direct contact.
  • An air gap is observed between the notches 7A of the indexing support 7 and the notches 6A of the magnetic magnetic element 6. This gap makes it possible on the one hand to avoid any friction during the movements of the magnetic magnetic element 6 and the indexing support 7 and on the other hand allows the flow of the magnetic flux of the first magnetized magnetic element towards the indexing support.
  • the magnetic magnetic element 6 is connected to the manual control member 2.
  • the rotation of the manual control member 2 along an axis Z causes a rotation of the magnetic poles N, S of the magnetic magnetic element 6 around the same axis Z.
  • each magnetic pole N, S of the magnetic magnetic element 6 comprises a periphery cut according to the same notched profile.
  • the said notched profiles of the magnetic poles N, S are intended to collaborate respectively with the said at least one notched profile of the ferromagnetic indexing support -7.
  • the indexing support 7 comprises a notched profile of circular shape disposed on a ring.
  • the magnetic magnetic element 6 is placed inside said ring whose notches are arranged on an inner periphery. There is thus a periodic distribution of the notches 7A on the inner profile of the ring 7.
  • the longitudinal crown axis 7 is substantially coincident with the axis of rotation Z of the magnetized magnetic element 6. This periodic distribution of the notches of the support of indexing is substantially identical to the periodic distribution of the notches 6A observed on the magnetic poles of the magnetic magnetic element 6.
  • the indexing means 3 When the notches 6A of the magnetic poles of the magnetized magnetic element 6. are placed facing each other with notches 7A of the support indexing means, the indexing means 3 are in a stable state. A maximum magnetic flux 1 flows between said magnetic magnetic element and said indexing support. The magnetized magnetic element 6 and the indexing support 7 are held relative to one another by a magnetic force of attraction which is then maximum.
  • the indexing support comprises a ring having a notched profile
  • loops of the magnetic field of said magnetic magnetic element can be closed via the notches 6A of the North magnetic pole collaborating on the first notches 7A of the indexing support. 7, the notches 6A of the south magnetic pole collaborating second notches 7A of the indexing support 7 and the ferromagnetic structure of the indexing support 7.
  • the magnetic flux between the magnetic magnetic element 6 and the indexing support 7 tends to decrease to reach a minimum value when the notches 6A of the magnetic magnetic element 6 are respectively located with a hollow of the notched profile of the indexing support 7:
  • the magnetic system seeking to maximize the magnetic flux between the magnetic magnetic element 6 and the indexing support 7, a return torque around the Z axis tends to oppose displacement.
  • the magnetic flux between the magnetic magnetic element 6 and the indexing support 7 tends to increase to reach a maximum value when all the notches 6A of said magnetized magnetic element. found face to face with a notch 7A notched profile of said indexing support.
  • the magnetic system seeking to maximize the magnetic flux between the magnetic magnetic element 6 and the indexing support 7, a return torque around the Z axis tends to promote displacement.
  • the user feels an opposition to its action and suddenly this opposition ceases and is transformed into a displacement aid. This tactile effect can be felt particularly with each passage of a notch of the magnetic magnetic element 6 facing a notch of the indexing support 7.
  • the number of notches 7A and the provision of said notches on the indexing support 7 condition the number of indexing steps and therefore the number of tactile effects felt by the user rotating the control device 2 along the Z axis.
  • the magnetic magnetic element 6 comprises a permanent magnet on which two magnetic parts are attached.
  • the magnetic parts placed respectively on each of the poles of the magnet then comprise a notched profile.
  • Other embodiments may be envisaged for the realization of the magnetic magnetic element 6.
  • said magnetic element may in particular comprise a permanent magnet whose poles are cut according to a notched profile as described above.
  • the manual control member 2 may be connected to electrical control means 5.
  • the electrical control means 5 comprise first detection means 8 for detecting the movement of the manual control member 2 in at least one direction. These detection means 5 are connected to unrepresented processing means that can in particular send a control command.
  • first detection means 8 of the movement of the magnetic magnetic element 6 are positioned near said magnetic magnetic element.
  • the first detection means 8 comprise a magnetic sensor placed substantially on the axis of rotation Z of the magnetic magnetic element 6 at a distance H.
  • the first detection means 8 are positioned on a first face 9A of a shielding cup 9.
  • the cup 9, preferably cylindrical, has a longitudinal axis substantially coincident with the longitudinal axis of the control member 2.
  • the manual control member 2 does not cause the shielding cup 9 to rotate about the axis Z, the latter being connected to the indexing support 7.
  • the fixed magnetic sensor of the first detection means 8 detects the variations of the magnetic field 11 of the magnetized magnetic element 6 which is rotational along the longitudinal axis Z.
  • the first detection means 8 are capable of to provide positioning information of the manual control member 2 in rotation around the Z axis. Positioning information may be associated with each indexing step.
  • said first detection means can also detect the translational movement of the manual control member 2 along the Z axis.
  • the first detection means then detect the variations. the magnetic field 11 of the magnetic magnetic element 6 in translation along the longitudinal axis Z.
  • the manual control member 2 Under the action of a manual actuating force FA, the manual control member 2 can move a distance Z1.
  • Elastic means 20 keep spreading the magnetic magnetic element 6 of the first detection means 8 by exerting a repulsive force. The repulsive force then tends to oppose the action of a manual actuating force FA. To move the manual control member 2, the manual operating force FA is greater than the repulsive force of the elastic means 20. Under the action of the manual operating force FA, the distance H tends to be reduced and the magnetic field 11 measured by the first detection means 8 varies. This magnetic field variation is interpreted by unrepresented processing means.
  • the longitudinal axis of the manual control member 2 remains coincident with the Z axis.
  • the permanent magnetic magnetic element 6 thus has three distinct functions. First, it is an integral part of the first indexing means 3 of the rotation of the manual control member about the Z axis. Secondly, it is an integral part of the first detection means 8. Finally, thirdly, i! is an integral part of the second indexing means of the translation of the manual control member 2 along the axis Z.
  • the manual control member 2 comprises a first end connected to the housing 10 by a ball joint and has a second end intended to rotate relative to the first end. by moving in at least one control direction.
  • the alignment of the two ends defines a longitudinal axis of the manual control member 2.
  • the control device 1 comprises second detection means 16 of the solid angular displacements ⁇ of the longitudinal axis of the manual control member 2 with respect to the axis Z.
  • the second detection means 16 are intended to detect the displacement of the second end of the manual control member in a direction of the XY plane.
  • the longitudinal axis of the manual control member 2 can indeed rotate about the Z axis after angular displacement ⁇ .
  • the second detection means 16 composed of at least one magnetic sensor are intended to measure the variations of a magnetic field 22 produced by a second magnetic magnetic element 12.
  • the second magnetic magnetic element 12 is fixed on the housing 10 of the control device 1 and is immobile with respect to the manual control member 2.
  • the magnetic sensor of the second detection means 16 is positioned on a second face 9B of the shielding cup 9. The angular displacement of the longitudinal axis of the manual control member 2 relative to the Z axis, causes the angular displacement of the shielding cup 9. The sensor magnetic 16 is then movable relative to the magnetic magnetic element 12.
  • the magnetic sensor could be fixed and the magnetic magnetic element mobile. The magnetic sensor would then be connected to the housing 10 while the magnetized magnetic element 12 would move with the manual control member 2.
  • the magnetic sensor of the first detection means 8 does not detect the magnetic field variations 22 of the second magnetic magnetic element 12 and vice versa.
  • magnetic sensor of the second detection means 16 does not detect the magnetic field variations 11 of the first magnetic magnetic element 6.
  • a not shown return spring allows to align the longitudinal axis of the manual control member 2 with the Z axis.
  • the control device 1 comprises a connecting plate 90 connected to the control lever 2 by means of a sliding ball joint connection.
  • the connection plate 90 comprises a first bearing face 91 in contact with a bearing zone of the control lever 2.
  • the binding plate 90 comprises a second bearing face 92 in contact with the housing 10 by means of By means of resilient holding means 100.
  • the connecting plate 90 takes the form of a disc.
  • the elastic holding means 100 preferably consist of an elastic washer. This washer has a first radial face bearing on the housing 10. This washer has a second face resting on the second bearing surface 92 of the connecting plate 90. The elastic means 100 then exert a holding force tending to keep in contact the first bearing face 91 of the connecting plate 90 against the control lever 2.
  • the first bearing face 91 comprises at least two contact ramps 93, 95.
  • said ramps are composed of planar portions having respectively the shape of a flat ring. A point of inflection is observed between the second ramp 95 and the first ramp 93.
  • the rings are concentric.
  • the bearing zone of the control lever 2 comprises at least one protrusion 21 in contact with at least one of the ramps of the first bearing face 91.
  • control device The operation of the control device is as follows. When the control lever 2 is at rest, as shown in FIG. 7, the holding force exerted by the elastic means 100 holds said at least one protuberance 21 in contact with the first contact ramp 93.
  • the displacement of the protuberance on the first ramp 93 tends to increase the holding force of the elastic means 100.
  • the elastic holding means 100 relax suddenly and the holding force decreases.
  • the user then feels a tactile perception at the control lever 2. This tactile perception is caused by the passage of the protuberance at the point of inflection between the two ramps. Indeed, at the time of said crossing, the holding force which increased suddenly decreases.
  • the angle of inclination between the first ramp and the second ramp conditions the importance of the tactile perception felt at the moment of actuation of the control lever.
  • the value of the inclination angle conditions the importance of the gradient of the holding force at the moment of the passage of the first ramp 93 to the second ramp 95.
  • the holding force depends in particular on the stiffness of the spring of the elastic means 100.
  • the first bearing face 91 comprises at least three separate contact ramps.
  • the contact ramps 93, 95 may comprise curved profiles containing a portion of a circle, ellipse or parabola.
  • the holding force of the elastic holding means 100 then varies according to the curve of said ramps.

Landscapes

  • Mechanical Control Devices (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Dispositif de commande (1) comprenant un organe manuel de commande (2) relié à des moyens de commande (4, 5) destinés à envoyer des ordres de commande, et comprenant des premiers moyens d'indexation (3) de la position dudit organe manuel de commande (2). Les premiers moyens d'indexation (3) comportent au moins un élément magnétique aimanté (6) comportant au moins un des pôles magnétiques (N, S) ayant un pourtour découpé selon un premier profil cranté, et comporte un support d'indexation ferromagnétique (7) comportant au moins un second profil cranté. Lesdits profils crantés respectifs de l'élément magnétique aimanté (6) et du support d'indexation (7) sont destinés à être placés en vis à vis de manière à ce qu'un flux magnétique circulant entre ledit élément magnétique aimanté et ledit support d'indexation varie au cours du déplacement des moyens manuels de commande (2).

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE COMPORTANT DES MOYENS D'INDEXATION DE LA POSITION DES MOYENS DE COMMANDE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
[0001] L'invention est relative à un dispositif de commande comprenant un organe manuel de commande relié à des moyens de commande destinés à envoyer des ordres, de commande, et comprenant des premiers moyens d'indexation de la position dudit organe manuel de commande.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
[0002] L'utilisation de dispositifs de commande comportant un organe manuel de commande est largement répandue notamment pour des applications aéronautiques telles que les poignées de commande d'avions ou d'hélicoptères.
On observe aussi -ce type de dispositif de commande dans l'automobile, l'informatique ou des applications de manutention ou de levage.
[0003] De nombreux brevets décrivent des dispositifs de commande où un levier de commande .comporte un ou plusieurs degré de liberté. Le basculement ou la rotation du levier de commande permet notamment d'envoyer un ordre de commande.
[0004] Les dispositifs de commande peuvent comporter généralement un ou plusieurs moyens de détection des mouvements du levier de commande. Les moyens de détection comportent notamment des capteurs à effet Hall associés à des aimants permanents ou des systèmes inductifs à base de bobinages.
[0005] En outre les dispositifs de commande peuvent aussi comporter des moyens d'indexation de la position des moyens de commande. Les moyens d'indexation permettent à l'utilisateur d'avoir un rendu tactile de la position du levier de commande. Les moyens d'indexation sont plus particulièrement associés au mouvement rotatif du levier de commande. [0006] Des solutions existantes telles que présentées dans les brevets FR2392479, FR2495373 utilisent un ou plusieurs plongeurs mobiles collaborant avec des crans placés dans un corps. On peut aussi observer des ensembles billes/ressorts. Ces solutions présentent notamment l'inconvénient d'être bruyantes compte tenu du déplacement du plongeur contre les crans. La demande de brevet FR2654898 propose une solution moins bruyante que les précédentes mais nécessite la présence de pièces supplémentaires.
[0007] De manière générale, toutes ces solutions mécaniques présentent une endurance réduite car les pièces en mouvement peuvent notamment casser après un certain nombre d'utilisations ou de contraintes cycliques. En outre, la présence de contacts entre différentes pièces mécaniques introduit des frottements pouvant nuire au déplacement des leviers de commande.
[0008] Les solutions des demandes de brevet FR2804240, FR1167718 et US3458840 décrivent l'utilisation de deux couronnes magnétiques concentriques multi-polaires. Lorsque l'utilisateur tourne le bouton ou le levier de commande, les pôles magnétiques de la couronne intérieure et extérieure sont placés en regard. L'effet tactile que l'utilisateur ressent est proche de celui qui serait obtenu par des crans ou des cames. La répulsion et/ou l'attraction des pôles magnétiques en regard sont à l'origine de l'effet tactile.
[0009] Les pôles magnétiques des couronnes des documents FR2804240, FR1167718 sont réalisés en matériau magnétique fritte. Les couronnes sont aimantées de façon à former alternativement des pôles nord et des pôles sud au niveau des surfaces en regard. La couronne magnétique décrite dans le document US3458840 est composée d'un corps circulaire sur lequel est fixé un certain nombre d'aimants. Compte tenu de la relative complexité des couronnes et quelle que soit la solution choisie pour leur réalisation, la fabrication de ces dernières est relativement complexe et onéreuse.
[0010] La solution US6182370 décrit un dispositif de commande avec des moyens d'indexation magnétique munis d'un aimant permanent dont les pôles sont disposées dans le sens axial. Lorsque ce type de moyen d'indexation est utilisé concomitamment avec des moyens de détection de la position du dispositif de commande, l'aimant permanent ne peut pas être utilisé pour la détection du mouvement rotatif. Des moyens supplémentaires doivent être ajoutés.
[0011] La solution FR2698720 décrit une variété de principes d'indexation magnétique qui ne permettent pas de détection analogique d'un mouvement de rotation, encore moins combinée avec la détection de translation suivant le même axe.
[0012] Enfin les moyens actuels peuvent présenter un encombrement non négligeable.
EXPOSE DE L'INVENTION
[0013] L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer un dispositif de commande comportant des moyens d'indexation.
[0014] Le dispositif de commande selon l'invention comprend des premiers moyens d'indexation comportant au moins un élément magnétique aimanté comportant au moins un des pôles magnétiques ayant un pourtour découpé selon un premier profil cranté, et comportant un support d'indexation ferromagnétique comportant au moins un second profil cranté. Lesdits profils crantés respectifs de l'élément magnétique aimanté et du support d'indexation sont destinés à être placés en vis à vis de manière à ce qu'un flux magnétique circulant entre ledit élément magnétique aimanté et ledit support d'indexation varie au cours du déplacement des moyens manuels de commande.
[0015] Avantageusement, le flux magnétique varie entre deux valeurs, une valeur maximale où au moins un cran de l'élément magnétique aimanté est positionné en vis à vis avec au moins un cran du support d'indexation et une valeur minimale où au moins un cran de l'élément magnétique aimanté est positionné en vis à vis avec au moins un creux du support d'indexation. W
[0016] De Préférence, chaque pôle magnétique de l'élément magnétique aimanté comporte un pourtour découpé selon un profil cranté, lesdits profils crantés des pôles magnétiques étant destinés à être placés respectivement en vis à vis avec au moins un profil cranté du support d'indexation ferromagnétique.
[0017] Selon un mode développement de l'invention, le support d'indexation comporte au moins deux profils crantés destinés à être placés respectivement en vis à vis avec les profils crantés des pôles magnétiques.
[0018] De préférence, le support d'indexation est composé d'une couronne circulaire.
[0019] Avantageusement, ledit au moins un profil cranté du support d'indexation ferromagnétique est disposé sur le pourtour extérieur de la couronne.
[0020] Avantageusement, ledit au moins un profil cranté du support d'indexation ferromagnétique est disposé sur le pourtour intérieur de la couronne, l'élément magnétique aimanté placé à l'intérieur de ladite couronne étant entraîné en rotation par les moyens manuels de commande.
[0021] Avantageusement, les profils crantés de l'élément magnétique aimanté sont sensiblement identiques aux profils crantés du support d'indexation ferromagnétique.
[0022] Selon un mode développement de l'invention, l'élément magnétique aimanté guidé en translation, est destiné à être attiré par une zone ferromagnétique d'une coupelle, la translation des moyens manuels de commande entraînant celle dudit élément magnétique aimanté.
[0023] Avantageusement, des moyens élastiques exercent une force de répulsion s'opposant à l'attraction de l'élément magnétique aimanté par une zone ferromagnétique de la coupelle.
[0024] Dans un mode de réalisation particulier, les moyens de commande comprennent des premiers moyens de détection des variations de champ magnétique de l'élément magnétique aimanté. [0025] Avantageusement, les premiers moyens de détection comprennent au moins un capteur magnétique destiné à détecter les variations de champ magnétique dues à la rotation de l'élément magnétique aimanté.
[0026] Avantageusement, les premiers moyens de détection comprennent au moins un capteur magnétique destiné à détecter les variations de champ magnétique dues la translation de l'élément magnétique aimanté.
[0027] Dans un mode de réalisation particulier, les moyens de commande comprennent des seconds moyens de détection des déplacements angulaire de l'organe manuel de commande.
[0028] Avantageusement, les seconds moyens de détection comportent au moins un capteur magnétique destiné à mesurer les variations de champ magnétique d'un second élément magnétique aimanté.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0029] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels :
[0030] la figure 1 représente une vue de détail en perspective d'un dispositif de commande suivant un premier mode de réalisation préférentiel de l'invention ;
[0031] la figure 2 représente une vue de détail en perspective d'un dispositif de commande suivant un second mode de réalisation préférentiel de l'invention ;
[0032] la figure 3 représente une vue de détail en perspective d'un dispositif de commande dans une position de commande selon la figure 2 ;
[0033] la figure 4 représente une vue de détail en perspective d'un dispositif de commande suivant un troisième mode de réalisation préférentiel de l'invention ; [0034] la figure 5 représente une vue de détail en perspective d'un dispositif de commande dans une position de commande selon la figure 4 ;
[0035] la figure 6 représente une vue d'ensemble en perspective d'un dispositif de commande suivant les figures 1 à 5 ;
[0036] les figures 7 et 8 représentent une variante de réalisation des modes de réalisation de l'invention suivant les figures 1 à 5.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
[0037] Le dispositif de commande 1 comporte un organe manuel de commande 2 destiné à être manœuvré par un utilisateur.
[0038] Dans un premier mode de réalisation préférentiel de l'invention tel que représenté sur la figure 1 , cet organe manuel de commande 2 est destiné à être relié directement à des moyens mécaniques de commande 4 tels qu'un engrenage ei/ou une vis sans fin non représenté.
[0039] Le dispositif de commande 1 comporte des premiers moyens d'indexation du mouvement de l'organe manuel de commande 2 dans un plan XY. Ces moyens d'indexation permettent à l'utilisateur de ressentir un effet tactile à chaque position d'indexation associée à l'envoi d'un ordre de commande.
[0040] Comme représenté sur la figure 1, les moyens d'indexation 3 comportent au moins un premier élément magnétique aimanté 6. Au moins un des pôles magnétiques (N, S) dudit élément magnétique aimanté a un pourtour découpé selon un premier profil cranté. Les moyens d'indexation 3 comportent aussi au moins un support d'indexation 7 ferromagnétique comportant une portion ayant un second profil cranté. Lesdits profils crantés respectifs de l'élément magnétique aimanté 6 et du support d'indexation 7 sont sensiblement identiques afin de collaborer au cours du déplacement de l'organe manuel de commande 2.
[0041] Dans au moins une position de l'organe manuel de commande 2, au moins un des crans 6A de l'élément magnétique aimanté 6 se trouve respectivement en vis à vis avec un cran 7A du support d'indexation 7. Le flux magnétique de l'élément magnétique aimanté 6 peut alors s'écouler vers le support d'indexation 7 via au moins une paire de crans 6A, 7A.
[0042] Les crans 6A, 7A de l'élément magnétique aimanté 6 et du support d'indexation 7 ne sont cependant pas en contact direct. Il est observé un entrefer entre les crans 7A du support d'indexation 7 et les crans 6A de l'élément magnétique aimanté 6. Cet entrefer permet d'une part d'éviter tous frottements au moment des déplacements de l'élément magnétique aimanté 6 et du support d'indexation 7 et d'autre part permet l'écoulement du flux magnétique du premier élément magnétique aimanté vers le support d'indexation.
[0043] Dans cet exemple de réalisation, l'élément magnétique aimanté 6 est lié à l'organe manuel de commande 2. Ainsi la rotation de l'organe manuel de commande 2 selon un axe Z provoque une rotation des pôles magnétiques N, S de l'élément magnétique aimanté 6 autour du même axe Z.
[0044] Selon un mode de réalisation, chaque pôle magnétique N, S de l'élément magnétique aimanté 6 comporte un pourtour découpé selon un même profil cranté. Lesdits profils crantés des pôles magnétiques N, S sont destinés à collaborer respectivement avec ledit au moins un profil cranté du support d'indexation -7 ferromagnétique. Dans l'exemple de réalisation, compte tenu de la rotation des pôles magnétiques N, S de l'élément magnétique aimanté 6 autour de l'axe Z, le support d'indexation 7 comporte un profil cranté de forme circulaire disposé sur une couronne. L'élément magnétique aimanté 6 est placé à l'intérieur de ladite couronne dont les crans sont disposés sur un pourtour intérieur. On observe ainsi une répartition périodique des crans 7A sur le profil intérieur de la couronne 7. L'axe longitudinal de couronne 7 est sensiblement confondu avec l'axe de rotation Z de l'élément magnétique aimanté 6. Cette répartition périodique des crans du support d'indexation est sensiblement identique à la répartition périodique des crans 6A observés sur les pôles magnétiques de l'élément magnétique aimanté 6.
[0045] Lorsque les crans 6A des pôles magnétiques de l'élément magnétique aimanté 6. sont placés en vis à vis avec des crans 7A du support d'indexation, les moyens d'indexation 3 se trouvent dans un état stable. Un flux magnétique maximum1 circule entre ledit élément magnétique aimanté et ledit support d'indexation.. L'élément magnétique aimanté 6 et le support d'indexation 7 sont maintenus l'un par-rapport à l'autre par une force magnétique d'attraction qui est alors maximale.
[0046] Selon cette configuration où le support d'indexation comporte une couronne ayant un profil cranté, des boucles du champ magnétique dudit élément magnétique aimanté peuvent se refermer via les crans 6A du pôle magnétique Nord collaborant des premiers crans 7A du support d'indexation 7, les crans 6A du pôle magnétique sud collaborant des seconds crans 7A du support d'indexation 7 et par la structure ferromagnétique du support d'indexation 7.
[0047] Dès qu'un déplacement de l'élément magnétique aimanté 6 est observé, les crans 6AV 7A dudit élément magnétique aimanté et du support ne vont plus être totalement en vis en vis. Il existe un décalage entre lesdits crans.
[0048] Dans une première partie du déplacement, le flux magnétique entre l'élément magnétique aimanté 6 et le support d'indexation 7 tend à diminuer pour atteindre une valeur minimale lorsque les crans 6A de l'élément magnétique aimanté 6 se trouvent respectivement vis à vis avec un creux du profil cranté du support d'indexation 7: Dans cette première partie du déplacement, le système magnétique cherchant à maximiser le flux magnétique entre l'élément magnétique aimanté 6 et le support d'indexation 7, un couple de rappel autour de l'axe Z tend à s'opposer au déplacement.
[0049] Dans une seconde partie du déplacement, le flux magnétique entre l'élément magnétique aimanté 6 et le support d'indexation 7 tend à augmenter pour atteindre une valeur maximale lorsque tous les crans 6A dudit élément magnétique aimanté se. retrouvent en vis à vis avec un cran 7A du profil cranté dudit support d'indexation. Dans cette seconde partie du déplacement, le système magnétique cherchant à maximiser le flux magnétique entre l'élément magnétique aimanté 6 et le support d'indexation 7, un couple de rappel autour de l'axe Z tend à favoriser le déplacement. [0050] Ainsi, dans la première partie du déplacement, l'utilisateur ressent une opposition à son action puis brusquement cette opposition cesse et se transforme en une aide au déplacement. Cet effet tactile peut être ressenti notamment à chaque passage d'un cran de l'élément magnétique aimanté 6 face à un cran du support d'indexation 7.
[0051] Le nombre de crans 7A ainsi que la disposition desdits crans sur le support d'indexation 7 conditionnent le nombre de pas d'indexation et donc le nombre d'effets tactiles ressentis par l'utilisateur faisant tourner l'organe manuel de commande 2 selon l'axe Z.
[0052] A tire d'exemple, l'élément magnétique aimanté 6 comporte un aimant permanent sur lequel est rapporté deux pièces magnétiques. Les pièces magnétiques placées respectivement sur chacun des pôles de l'aimant comportent alors un profil cranté. D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés pour la réalisation de l'élément magnétique aimanté 6. En effet, ledit élément magnétique peut notamment comporter un aimant permanent dont les pôles sont taillés selon un profil cranté tel que décrit précédemment.
[0053] Selon un second mode préférentiel de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 2, l'organe manuel de commande 2 peut-être relié à des moyens électriques de commande 5. Les moyens électriques de commande 5 comportent des premiers moyens de détection 8 destinés à la détection du mouvement de l'organe manuel de commande 2 dans au moins une direction. Ces moyens de détection 5 sont reliés à des moyens de traitement non représentés pouvant notamment envoyer un ordre de commande.
[0054] Comme cela est représenté sur la figure 2, des premiers moyens de détection 8 du mouvement de l'élément magnétique aimanté 6 sont positionnés à proximité dudit élément magnétique aimanté. Dans l'exemple de réalisation, les premiers moyens de détection 8 comprennent un capteur magnétique placé sensiblement sur l'axe de rotation Z de l'élément magnétique aimanté 6 à une distance H. En pratique, les premiers moyens de détection 8 sont positionnés sur une première face 9A d'une coupelle de blindage 9. La coupelle 9, de préférence cylindrique, comporte un axe longitudinal sensiblement confondu avec l'axe longitudinal de l'organe de commande 2.
[0055] Dans ce mode de réalisation, l'organe manuel de commande 2 n'entraîne pas la coupelle de blindage 9 en rotation autour de l'axe Z, cette dernière étant liée au support d'indexation 7.
[0056] Dans cette disposition, le capteur magnétique fixe des premiers moyens de détection 8 détecte les variations du champ magnétique 11 de l'élément magnétique aimanté 6 permanent en rotation selon l'axe longitudinal Z. Ainsi les premiers moyens de détection 8 sont aptes à fournir des informations de positionnement de l'organe manuel de commande 2 en rotation autour de l'axe Z. Une information de positionnement peut être notamment associée à chaque pas d'indexation.
[0057] Par ailleurs, comme représenté sur la figure 3, lesdits premiers moyens de détection peuvent aussi détecter le mouvement de translation de l'organe manuel de commande 2 le long de l'axe Z. Les premiers moyens de détection détectent alors les variations du champ magnétique 11 de l'élément magnétique aimanté 6 en translation selon l'axe longitudinal Z. Sous l'action d'une force manuelle d'actionnement FA, l'organe manuel de commande 2 peut se déplacer sur une distance Z1.
[0058] Des moyens élastiques 20 maintiennent écarter l'élément magnétique aimanté 6 des premiers moyens de détection 8 en exerçant une force de répulsion. La force de répulsion tend alors à s'opposer à l'action d'une force manuelle d'actionnement FA. Pour déplacer l'organe manuel de commande 2, la force manuelle d'actionnement FA est supérieure à la force de répulsion des moyens élastiques 20. Sous l'action de la force manuelle d'actionnement FA, la distance H tend à se réduire et le champ magnétique 11 mesuré par les premiers moyens de détection 8 varie. Cette variation de champ magnétique est interprétée par des moyens de traitement non représentés.
[0059] En outre, au cours du déplacement de l'élément magnétique aimanté 6 en direction des premiers moyens de détection 8 selon l'axe Z, ledit élément magnétique aimanté est attiré par une zone ferromagnétique placée sur la première face 9a de la coupelle 9. La force magnétique d'attraction entre l'élément magnétique aimanté 6 et la zone ferromagnétique de la coupelle de blindage 9 augmente plus rapidement que Ia force de répulsion des moyens élastiques 20. Ainsi, au-delà d'un certain déplacement selon l'axe Z, l'élément magnétique aimanté vient brusquement se coller sur la zone ferromagnétique de la coupelle 9. L'utilisateur ressent alors une perception tactile dite de basculement. L'élément magnétique aimanté 6 et la zone ferromagnétique de coupelle 9 forment alors des seconds moyens d'indexation du mouvement de l'organe manuel de commande 2 selon l'axe Z. Ces seconds moyens d'indexation comportent un seul pas d'indexation.
[0060] Ainsi, à chaque validation d'un ordre de commande envoyé en appliquant une force d'actionnement FA sur l'organe manuel de commande 2, l'utilisateur ressent, selon cette direction de commande Z, un effet tactile.
[0061] Au cours de la rotation ou de la translation de l'organe manuel de commande 2, l'axe longitudinal de l'organe manuel de commande 2 reste confondu avec l'axe Z.
[0062] L'élément magnétique aimanté 6 permanent a donc trois fonctions distinctes. Premièrement, il fait partie intégrante des premiers moyens d'indexation 3 de la rotation de l'organe manuel de commande autour de l'axe Z. Deuxièmement, il fait partie intégrante des premiers moyens de détection 8. Enfin, troisièmement, i! fait partie intégrante des seconds moyens d'indexation de la translation de l'organe manuel de commande 2 selon l'axe Z.
[0063] Selon un troisième mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'organe manuel de commande 2 comporte une première extrémité reliée au boîtier 10 par une liaison rotule et comporte une seconde extrémité destinée à effectuer une rotation par rapport à la première extrémité en se déplaçant selon au moins une direction de commande. L'alignement des deux extrémités définit un axe longitudinal de l'organe manuel de commande 2. [0064] Le dispositif de commande 1 comporte des seconds moyens de détection 16 des déplacements angulaires solides α de l'axe longitudinal de l'organe manuel de commande 2 par rapport à l'axe Z. Autrement dit, les seconds moyens de détection 16 sont destinés à détecter le déplacement de la seconde extrémité de l'organe manuel de commande selon une direction du plan XY. Comme représenté sur la figure 5, l'axe longitudinal de l'organe manuel de commande 2 peut en effet effectuer une rotation autour de l'axe Z après avoir effectué un déplacement angulaire α.
[0065] Les seconds moyens de détection 16 composés d'au moins un capteur magnétique sont destinés à mesurer les variations d'un champ magnétique 22 produit par un second élément magnétique aimanté 12.
[0066] Selon ce mode de réalisation, le second élément magnétique aimanté 12 est fixé sur le boîtier 10 du dispositif de commande 1 et est immobile par rapport à l'organe manuel de commande 2. Le capteur magnétique des seconds moyens de détection 16 est positionné sur une seconde face 9B de la coupelle de blindage 9. Le déplacement angulaire de l'axe longitudinal de l'organe manuel de commande 2 par rapport à l'axe Z, entraîne le déplacement angulaire de la coupelle de blindage 9. Le capteur magnétique 16 est alors mobile par rapport à l'élément magnétique aimanté 12.
[0067] Selon un autre mode de réalisation, le capteur magnétique pourrait être fixe et l'élément magnétique aimanté mobile. Le capteur magnétique serait alors lié au boîtier 10 tandis que Péiément magnétique aimanté 12 se déplacerait avec l'organe manuel de commande 2.
[0068] Compte tenu du positionnement respectif des deux éléments magnétiques aimantés 6, 12 sur les faces de la coupelle de blindage 9, il n'y a pas d'interaction magnétique entre les champs magnétiques 11, 22 produits par les deux éléments magnétiques aimantés 6, 12. Cette rondelle de blindage 9 délimite ainsi deux zones magnétiques indépendantes. Le capteur magnétique des premiers moyens de détection 8 ne détecte pas les variations de champ magnétique 22 du second élément magnétique aimanté 12 et réciproquement le capteur magnétique des seconds moyens de détection 16 ne détecte pas les variations de champ magnétique 11 du premier élément magnétique aimanté 6.
[0069] Lorsque le dispositif de commande n'est pas utilisé, un ressort de rappel non représenté permet d'aligner l'axe longitudinal de l'organe manuel de commande 2 avec l'axe Z.
[0070] Selon une variante de réalisation, le dispositif de commande 1 comporte une assiette de liaison 90 reliée au levier de commande 2 par l'intermédiaire d'une liaison rotule glissante. L'assiette de liaison 90 comporte une première face d'appui 91 en contact avec une zone d'appui du levier de commande 2. L'assiette de liaison 90 comporte une seconde face d'appui 92 en contact avec le boîtier 10 par l'intermédiaire de moyens de maintien élastiques 100. Selon ce mode de réalisation de l'invention, l'assiette de liaison 90 reprend la forme d'un disque.
[0071] Les moyens de maintien élastiques 100 se composent de préférence d'une rondelle élastique. Cette rondelle comporte une première face radiale en appui sur le boîtier 10. Cet rondelle comporte une seconde face en appui sur la seconde face d'appui 92 de l'assiette de liaison 90. Les moyens élastiques 100 exercent alors une force de maintien tendant à maintenir en contact la première face d'appui 91 de l'assiette de liaison 90 contre le levier de commande 2.
[0072] La première face d'appui 91 comporte au moins deux rampes de contact 93, 95. Dans cet exemple de réalisation, lesdites rampes sont composées de portions planes ayant respectivement la forme d'un anneau plat. Un point d'inflexion est observé entre la seconde rampe 95 et la première rampe 93. En outre, selon cet exemple de réalisation, les anneaux sont concentriques.
[0073] La zone d'appui du levier de commande 2 comporte au moins une protubérance 21 en contact avec au moins une des rampes de la première face d'appui 91.
[0074] Le fonctionnement du dispositif de commande est le suivant. Lorsque le levier de commande 2 est au repos, comme représenté sur la figure 7, la force de maintien exercée par les moyens élastiques .100 maintient ladite au moins une protubérance 21 en contact avec la première rampe de contact 93.
[0075] Lorsque le levier de commande 2 est actionné dans une des directions de commande, le déplacement dudit levier entraîne le déplacement de ladite au moins une protubérance 21 sur les rampes de la première face d'appui de l'assiette de liaison 90.
[0076] Selon le mode de réalisation particulier tel que représenté sur la figure 8, le déplacement de la protubérance sur la première rampe 93 tend à accroître la force de maintien des moyens élastiques 100. Lorsque, la protubérance passe de la première rampe 93 à la seconde rampe 95, les moyens de maintien élastiques 100 se relâchent brusquement et la force de maintien diminue. L'utilisateur ressent alors une perception tactile au niveau du levier de commande 2. Cette perception tactile est provoquée par le passage de la protubérance au niveau du point d'inflexion entre les deux rampes. En effet, au moment dudit franchissement, la force de maintien qui augmentait décroît de manière brusque.
[0077] L'angle d'inclinaison entre la première rampe et la seconde rampe conditionne l'importance de la perception tactile ressentie au moment de l'actionnement du levier de commande. En outre, la valeur de l'angle d'inclinaison conditionne l'importance du gradient de la force de maintien au moment du passage de la première rampe 93 à la seconde rampe 95. La force de maintien dépend notamment de la raideur du ressort des moyens élastiques 100.
[0078] Selon une autre variante de réalisation, la première face d'appui 91 comporte au moins trois rampes de contact distinctes.
[0079] Selon une autre variante de réalisation des modes de réalisation de l'invention, les rampes de contact 93, 95 peuvent comporter des profils courbes reprenant une portion de cercle, d'ellipse ou de parabole. La force de maintien des moyens de maintien élastiques 100 varie alors en fonction de la courbe desdites rampes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande (1 ) comprenant
• un organe manuel de commande (2) relié à des moyens de commande (4, 5) destinés à envoyer des ordres de commande, • des premiers moyens d'indexation (3) de la position dudit organe manuel de commande (2), caractérisé en ce que les premiers moyens d'indexation (3) comportent
• au moins un élément magnétique aimanté (6) comportant au moins un des pôles magnétiques (N, S) ayant un pourtour découpé selon un premier profil cranté,
• un support d'indexation ferromagnétique (7) comportant au moins un second profil cranté, lesdits profils crantés respectifs de l'élément magnétique aimanté (6) et du support d'indexation (7) étant destinés à être placés en vis à vis de manière à ce qu'un flux magnétique circulant entre ledit élément magnétique aimanté et ledit support d'indexation varie au cours du déplacement des moyens manuels de commande (2).
2. Dispositif de commande selon la revendication 1 caractérisé en ce que le flux magnétique varie entre deux valeurs, • une valeur maximale où au moins un cran de l'élément magnétique aimanté (6) est positionné en vis à vis avec au moins un cran du support d'indexation (7),
• une valeur minimale où au moins un cran de l'élément magnétique aimanté (6) est positionné en vis à vis avec au moins un creux du support d'indexation (7).
3. Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que chaque pôle magnétique (N, S) de l'élément magnétique aimanté (6) comporte un pourtour découpé selon un profil cranté, lesdits profils crantés des pôles magnétiques (N, S) étant destinés à être placés respectivement en vis à vis avec au moins un profil cranté du support d'indexation ferromagnétique (7).
4. Dispositif de commande selon la revendication 3 caractérisé en ce le support d'indexation (7) comporte au moins deux profils crantés destinés à être placés respectivement en vis à vis avec les profils crantés des pôles magnétiques (N, S).
5. Dispositif de commande selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce le support d'indexation (7) est composé d'une couronne circulaire.
6. Dispositif de commande selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit au moins un profil cranté du support d'indexation ferromagnétique (7) est disposé sur le pourtour extérieur de la couronne.
7. Dispositif de commande selon la revendication 5 caractérisé en ledit au moins un profil cranté du support d'indexation ferromagnétique (7) est disposé sur le pourtour intérieur de la couronne, l'élément magnétique aimanté (6) placé à l'intérieur de ladite couronne étant entraîné en rotation par les moyens manuels de commande (2).
8. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les profils crantés de l'élément magnétique aimanté (6) sont sensiblement identiques aux profils crantés du support d'indexation ferromagnétique (7).
9. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément magnétique aimanté (6) guidé en translation, est destiné à être attiré par une zone ferromagnétique d'une coupelle (9), la translation des moyens manuels de commande (2) entraînant celle dudit élément magnétique aimanté.
10. Dispositif de commande selon la revendication 9 caractérisé en ce que des moyens élastiques (20) exercent une force de répulsion s'opposant à l'attraction de l'élément magnétique aimanté (6) par une zone ferromagnétique de la coupelle (9).
11. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de commande (5) comprennent des premiers moyens de détection (8) des variations de champ magnétique (11) de l'élément magnétique aimanté (6).
12. Dispositif de commande la revendication 11 caractérisé en ce que les premiers moyens de détection (8) comprennent au moins un capteur magnétique destiné à détecter les variations de champ magnétique (11) dues à la rotation de l'élément magnétique aimanté (6);
13. Dispositif de commande la revendication 11 caractérisé en ce que les premiers moyens de détection (8) comprennent au moins un capteur magnétique destiné à détecter les variations de champ magnétique (11 ) dues la translation de l'élément magnétique aimanté (6).
14. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de commande (5) comprennent des seconds moyens de détection (16) des déplacements angulaire (α) de l'organe manuel de commande (2).
15. Dispositif de commande selon la revendication 14 caractérisé en ce les seconds moyens de détection (16) comportent au moins un capteur magnétique destiné à mesurer les variations de champ magnétique (22) d'un second élément magnétique aimanté (12).
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