WO2011086257A2 - Actionneur fluidique et dispositif d'affichage à actionneurs fluidiques - Google Patents

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WO2011086257A2
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actuator
passage
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Samuel Roselier
Gwénaël CHANGEON
José LOZADA
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Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
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    • Y10T137/2082—Utilizing particular fluid

Definitions

  • the present invention relates to a fluid actuator. It also relates to a display device comprising a plurality of fluidic actuators.
  • the invention relates to a fluidic actuator comprising a chamber filled with a fluid, a member movable relative to the chamber and in contact with the fluid, and a fluid circulation passage between the interior and the fluid. outside the chamber to vary the amount of fluid in the chamber and thereby cause the displacement of the movable member.
  • Such a fluidic actuator is used in particular in two-dimensional display devices with a deformable screen, such as that described in the patent published under the number US 5,222,895.
  • the mechanism implemented in this document is based on the electro-rheological properties of the fluid used.
  • a fluidic valve is formed by the arrangement of electrodes around a fluid circulation passage, closing the passage by increasing the apparent viscosity of the fluid when these electrodes are sufficiently supplied with current.
  • opening or closing the passage the movement of the movable element is allowed or blocked to change or maintain a distortion of the display screen.
  • This technology requires a significant power of the electrodes when it is desired to close the passage, that is to say when it is desired to maintain a certain distortion of the display screen. It thus becomes essential, for reasons of safety, to provide good electrical insulation between the inside of the actuator and the outer surface of the display device. Finally, it is observed that the energization of the electrodes must be maintained as long as it is desired to block the passage, in other words as long as it is desired to maintain the fluidic valve in the closed position, which implies a certain amount of consumption. 'energy.
  • This type of actuator can in particular be used for the design of a display device with a deformable surface, such as for example an information display screen for blind persons in braille or the like, a plurality of actuators then being distributed on the surface of the display screen.
  • Various forms can thus be displayed on the screen in a reconfigurable manner. Achieving this type of screen requires low cost actuators and simple assembly methods to maintain a reasonable manufacturing price. Indeed, a touch interface of size 32 cm x 24 cm having a resolution of 1 mm has 76,800 actuators to operate independently or in groups. In addition, many actuators may have to be activated simultaneously, which poses problems of energy consumption. With the technology proposed in the aforementioned documents, the energy consumption is not optimized.
  • actuators to be integrated into a deformable surface display device, but they generally do not provide a satisfactory solution in terms of either the complexity of the structure, or the power consumption, or both.
  • pneumatic actuators are known, but the design of the valves and the connections are complex.
  • Piezoelectric bimetallic actuators are also known, but these are very expensive. They are also very bulky. Solutions based on shape memory alloy wires are also known, but the actuation is done by thermal transfer and the wire must be kept at a predetermined temperature, which consumes a lot of energy. It is the same for the solutions using the thermal expansion of materials to inflate a cavity: it is necessary to maintain a certain temperature in the cavity.
  • the response time of each actuator depends on the cooling time of the active elements which considerably limits the dynamic performance of the system.
  • the subject of the invention is therefore a fluidic actuator comprising a chamber filled with a fluid, a member movable with respect to the chamber and in contact with the fluid, a fluid circulation passage between the inside and the outside of the chamber. chamber for varying the amount of fluid in the chamber and thereby causing displacement of the movable member, wherein the fluid is magneto-rheological and wherein the fluidic actuator comprises magnetic field generation means arranged to generate, in the passage, a controlled magnetic field.
  • a magneto-rheological fluid comprises ferromagnetic particles suspended in a liquid solvent. Under the action of a magnetic field, these particles form chains of resistance to the breakage proportional to the intensity of the field. The apparent viscosity of the magneto-rheological fluid is thus modified. It is then possible to control the flow of the fluid in the passage in which a controlled magnetic field is generated.
  • a fluidic actuator according to the invention in which the magnetic field generation means comprise an electromagnet, may comprise a device for supplying electric current to the electromagnet designed to:
  • a fluidic actuator according to the invention may further comprise a permanent magnet generator, in the passage, a permanent magnetic field whose intensity is sufficient to maintain the closed passage by action on the viscosity of the magnetoid fluid rheological located in the passage, and the magnetic field generating means can be configured so that the controlled magnetic field at least partially compensates for the effect of the permanent magnetic field, when activated.
  • a permanent magnet generator in the passage, a permanent magnetic field whose intensity is sufficient to maintain the closed passage by action on the viscosity of the magnetoid fluid rheological located in the passage, and the magnetic field generating means can be configured so that the controlled magnetic field at least partially compensates for the effect of the permanent magnetic field, when activated. In this case, only the moments when it is desired to open the passage to cause movement of the movable element require consuming energy, which also makes the actuator energy-hungry.
  • a fluidic actuator according to the invention may comprise two electromagnets arranged on either side of the permanent magnet so as to channel, between the two electromagnets, the permanent magnetic field generated by the permanent magnet when the two electromagnets are electrically powered.
  • a fluidic actuator according to the invention may comprise a plate provided with a conduit passing through and forming one of the walls of the chamber, the movable element comprising a piston movable in the conduit.
  • a fluidic actuator according to the invention may comprise a plate provided with a through conduit and forming one of the walls of the chamber, the movable element comprising a deformable membrane hermetically fixed on a surface of the opposite plate. inside the chamber, the membrane covering the conduit.
  • the invention also relates to a deformable surface display device comprising a plurality of fluid actuators such as that defined above, the movable elements of which are distributed, in particular regularly matrix, on the deformable surface.
  • a display device may comprise a display screen comprising a plate, this plate being provided with a plurality of through ducts vis-à-vis which are arranged chambers filled with magneto fluid rheological fluidic actuators.
  • a display device may comprise a network of common supply lines chambers fluidic actuators magneto-rheological fluid under an adjustable pressure.
  • a display device may comprise an electronic control circuit of each individual magnetic field generation means of each fluidic actuator and common control of the pressure of the magneto-rheological fluid in the pipes of the common network.
  • FIG. 1 schematically represents a fluidic actuator according to a first embodiment of the invention
  • FIGS. 2 to 5 represent the fluidic actuator of FIG. 1 in several operating situations
  • FIG. 6 schematically represents a fluidic actuator according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 7 is a diagrammatic perspective view of a deformable surface display device according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 8 represents a detail of a part of the display device of FIG. 7,
  • FIG. 9 diagrammatically shows in perspective the display device of FIG. 7 when it is mounted.
  • FIG. 10 shows schematically in perspective a portable device provided with a deformable surface display device according to one embodiment of the invention.
  • the fluidic actuator 12 shown in FIG. 1 comprises an enclosure 14 designed in a material capable of guiding magnetic field lines, for example iron or steel, or more generally a soft ferromagnetic material.
  • This enclosure 14 comprises for example a circular solid base 16, a cylindrical side wall 18 and a circular full upper plate 20 pierced with a through hole 22 centered on the longitudinal axis of symmetry D of the cylindrical side wall 18.
  • a cylindrical permanent magnet 24 is disposed on the base 16, centered around the axis D. Its radius is significantly smaller than the inner radius of the wall cylindrical side 18.
  • a central cylindrical core 26 of the same radius, also centered about the axis D and extending along this axis to a certain height H inside the enclosure 14.
  • This central core 26 is for example also made of iron or steel, more generally of a soft ferromagnetic material, so as to guide field lines in a direction parallel to the axis D.
  • a coil 28 extends between the outer surface of the central core and the inner surface of the side wall 18, without however reach the latter.
  • the coil 28 is made of an electrically conductive yarn wound around the central core 26 to form therewith an electromagnet.
  • the permanent magnet 24 generates a first permanent magnetic field B1 whose field lines can be guided by the central core 26, the upper plate 20, the side wall 18 and the base 16, while the electromagnet 26 , 28 is capable of generating, on electrical control, a second controlled magnetic field B2 whose field lines can also be guided by the central core 26, the upper plate 20, the side wall 18 and the base 16.
  • the height H which extends from the base 16 to the free upper face of the central core 26 inside the enclosure 14 defines a first interior volume 30, in which there is the permanent magnet 24, the core central 26 and the coil 28, filled with a dielectric medium. Beyond this height H, in a reserve 32 whose volume is complementary to the first internal volume 30 in the overall volume of the chamber 14, the latter is filled with a magneto-rheological fluid.
  • the magneto-rheological fluid is introduced under an adjustable pressure into the reserve 32 by a duct 34 pierced in the side wall 18 beyond the height H. Finally, despite the presence of the through hole 22 in the upper plate 20, the reserve 32 is isolated from the outside of the enclosure 14 by the hermetic disposition of a movable element on the through hole 22, this movable element thus being in contact with the magneto-rheological fluid of the reserve 32.
  • the movable member is a deformable membrane 36 hermetically fixed on the outer surface 38 of the upper plate 20 opposite to the inside of the chamber 14.
  • This deformable membrane 36 covers the through hole 22. It is for example a thin elastic membrane, such as a nitrile membrane, both flexible and resistant to corrosion caused by the magneto-rheological fluid.
  • the dielectric medium filling the first interior volume 30 of the enclosure 14 is for example a resin or glue that drowns the permanent magnet 24, the central core 26 and the coil 28. It can also be simply air but in this case a rigid and hermetic separation 40 must be provided between the first internal volume 30 and the reserve 32.
  • This separation 40 may consist of a plastic or aluminum membrane, more generally of a membrane made of a rigid material and not driving the magnetic field.
  • the dielectric medium filling the first interior volume 30 may also be magneto fluid rheological. In this case there is no separation between the reserve 32 and the first interior volume 30.
  • the field lines 42 generated by the field B1 or B2 are guided by the central core 26, the upper plate 20, the side wall 18 and the base 16.
  • an annular air gap 44 is defined between the upper plate 20 and the upper face of the central core 26, the radius of the through hole 22 being smaller than the radius of the central core 26.
  • This gap 44 constitutes a circulation passage of the magneto-rheological fluid in the reserve 32, between a first fluid supply chamber 32A via the duct 34 and a second chamber 32B for actuating the deformable membrane 36.
  • the second chamber 32B is thus delimited by the upper plate 20, the deformable membrane 36, the gap 44 and the upper face of the central core 26.
  • the magnetorheological fluid it contains is in contact with the deformable membrane 36 and can therefore deform more or less this last according to its volume.
  • the volume of fluid in the second chamber 32B is indeed adjustable under the effect of the fields B1 and / or B2 and the fluid supply pressure in the supply 32 through the duct 34.
  • the presence of the permanent magnet 24 ensures by default the presence of a permanent magnetic field B1 of sufficient intensity to block the flow of magnetorheological fluid in the passage / gap 44.
  • the volume of fluid in the second chamber 32B is by default kept constant so that the deformable membrane is maintained in a first position of constant deformation without any consumption of energy. electric energy.
  • the permanent magnet 24 is not essential to the embodiment of the invention, the blocking and unblocking of the passage 44 can be completely managed by the electromagnet 26, 28, but thanks to its presence a quantity Substantial electrical energy is saved since it is consumed only during changes in deformation of the deformable membrane 36.
  • a pressure greater than the pressure in the second chamber 32B is provided at the inlet (ie at the duct 34) of the first chamber 32A and an electric intensity crosses the coil 28 so as to generate a controlled magnetic field B2 whose effect compensates at least partially, preferably completely, the effect of the permanent magnetic field B1 in the passage 44.
  • the controlled magnetic field B2 compensating the field B1 the passage 44 opens to the flow of magneto-rheological fluid and thanks to the overpressure provided at the duct 34, the flow is from the first chamber 32A to the second chamber 32B.
  • the deformable membrane 36 deforms to a second high position.
  • the magnetic field B2 causes the channeling of the field lines B1 between the base of the electromagnet 26, 28 and the base 16 of the enclosure 14.
  • a pressure lower than the pressure in the second chamber 32B is provided at the inlet (ie at the duct 34) of the first chamber 32A and an electric intensity is supplied. in the coil 28 so as to generate a controlled magnetic field B2 whose effect compensates for the effect of the permanent magnetic field B1 in the passage 44.
  • the passage 44 opens again at the flow of magneto-rheological fluid and thanks to the depression provided at the duct 34, the flow is from the second chamber 32B to the first chamber 32A.
  • the deformable membrane 36 deforms to its first position or to a third lower position.
  • the magnetic field B2 causes at this stage the channeling of the field lines B1 between the base of the electromagnet 26, 28 and the base 16 of the enclosure 14.
  • this fourth step can be executed as follows: the passage 44 is first opened by compensation of the magnetic field B1 by the magnetic field B2; then the input pressure 34 of the first chamber 32A is gradually lowered to reduce deformation of the deformable membrane 36 in a controlled manner.
  • the blocking and unblocking of the passage 44 can be completely managed by the electromagnet 26, 28.
  • the following protocol using the remanence properties of a magnetic field, can be implemented to close and open passage 44:
  • the coercive demagnetization excitation may for example consist in the supply of an electric current of direction opposite to that which is provided to close the passage or of a sinusoidal alternating electric current damped logarithmically.
  • This protocol is implemented by a power device electric current (not shown) electrically connected to the coil 28.
  • the fluidic actuator 12 'shown in FIG. 6 differs from the actuator 12 previously described in two aspects. Note that these two aspects are independent of each other so that they could be the subject of separate embodiments, but only one embodiment including these two aspects will now be described for the sake of brevity.
  • the deformable membrane 36 is replaced by a piston 36 'that is hermetically displaceable in the through hole 22 of the upper plate 20, as a movable element of the actuator 12'.
  • the actuator 12 comprises two electromagnets 26A, 28A and 26B, 28B disposed on either side of the permanent magnet 24 so as to channel between these two electromagnets 26A, 28A and 26B, 28B , the permanent magnetic field B1 generated by the permanent magnet 24 when the two electromagnets are electrically powered.
  • a central cylindrical core 26A is disposed on the base 16, centered around the axis D. Its radius is significantly smaller than the inner radius of the cylindrical side wall 18.
  • This central core 26A is for example made of iron or steel, more generally of a soft ferromagnetic material, so as to guide field lines in a direction parallel to the axis D.
  • a coil 28A is extends between the outer surface of the central core 26A and the inner surface of the side wall 18, without reaching the latter.
  • the coil 28A consists of an electrically conductive yarn wound around the central core 26A to form therewith a first electromagnet 26A, 28A.
  • first electromagnet 26A, 28A is disposed the cylindrical permanent magnet 24 of the same radius as the central core 26A, also centered around the axis D.
  • This central core 26B is for example, like the central core 26A, made of iron or steel, more generally of a soft ferromagnetic material, so as to guide field lines in a direction parallel to the axis D.
  • a coil 28B extends between the outer surface of the central core 26B and the inner surface of the side wall 18, without reaching the latter.
  • the coil 28B consists of an electrically conductive yarn wound around the central core 26B to form therewith the second electromagnet 26B, 28B.
  • the permanent magnet 24 generates the permanent magnetic field B1 whose field lines can be guided by the central cores 26A and 26B, the upper plate 20, the side wall 18 and the base 16, while the electromagnets 26A, 28A and 26B, 28B are capable of generating, on electrical control, controlled magnetic fields B2A and B2B whose field lines can also be guided by the central cores 26A and 26B, the upper plate 20, the side wall 18 and the base 16.
  • the field lines are better channeled, between the two electromagnets when they are supplied with current, than in the first embodiment.
  • a deformable surface display device comprising a plurality of such actuators whose movable elements are distributed over the deformable surface.
  • These mobile elements are for example regularly distributed in a matrix manner on the deformable surface of the display device.
  • a display device 50 made from actuators such as that of FIG. 1 is for example illustrated in exploded perspective in FIG. 7. It is mounted for example according to a multi-layer design (which is one of the possible methods matrix assembly) by assembling the following elements:
  • a first rectangular plate 52 made of iron or steel, more generally a soft ferromagnetic material so as to guide magnetic field lines, forming all of the bases 16 of the actuators of the display device 50,
  • a rectangular frame 54 pierced with through-hole cylindrical holes, made of iron or steel, more generally of a soft ferromagnetic material so as to guide magnetic field lines, forming all of the side walls 18 of the actuators of the device; 50 display,
  • a second rectangular plate 56 made of iron or steel, more generally of a soft ferromagnetic material so as to guide magnetic field lines, forming all of the upper plates 20 of the actuators of the display device 50,
  • a rectangular deformable membrane 58 placed on the outer face opposite to the frame 54 of the second rectangular plate 56, and a third rectangular plate 60 whose function is to keep the display device 50 assembled and to hold the membrane hermetically under pressure deformable 58 against the second rectangular plate 56, while allowing this membrane to locally deform through holes regularly arranged in a matrix manner on the third plate 60 vis-à-vis the chambers in the cylindrical holes through the chassis 54 .
  • the third rectangular plate 60 is for example provided with rods regularly disposed on its surface and intended to pass through corresponding holes formed in the plates 52, 56, the frame 54 and the membrane 58 for holding the assembly under pressure. . Holding under pressure can be ensured by screwing when for example at least a portion of the rods is threaded and that the dimensions of the device allow, or by any other conventional technique appropriate to the scope of those skilled in the art.
  • the hermetic pressure hold of the membrane 58 between the second and third plates 56 and 60, as well as the possible local deformation of this membrane 58 through each hole of the third plate 60 ensures both the sealing of the actuators and the presence of movable elements in contact with the magneto-rheological fluid of each actuator.
  • each through-hole drilled in the frame 54 are disposed a permanent magnet 24, a central core 26 and a coil 28 to form the corresponding actuator.
  • Figure 8 shows a detail of the frame 54 in a view from below. It illustrates an embodiment of a network 62 of common supply lines of the actuator chambers magneto-rheological fluid under a predetermined adjustable pressure.
  • This network 62 of pipes is dug in the bottom of the frame 54 and feeds each actuator chamber arranged in each through-hole drilled in the frame 54 magneto-rheological fluid. It is connected to lateral ducts 64 drilled on the edges of the frame 54 for the supply of magneto-rheological fluid under pressure.
  • Figure 9 shows the display device 50 of Figure 7 in mounted position. Thanks to the technology used for the actuators, a compact device can be obtained, in particular of thickness less than 5 mm. In addition, due to the low number of moving mechanical parts, the device is reliable.
  • this display device and some elements that compose it have been presented as having a rectangular shape, it can more generally be of any shape.
  • FIG. 10 schematically shows a portable device 70 provided with a deformable surface display device such as that (50) of FIG. 9.
  • the portable device 70 which is by extension itself a device of FIG. display, is for example a telecommunication device, a personal digital assistance device or any other portable electronic device.
  • an electronic control circuit 72 for the display device 50, associated with it, can also be integrated into the portable device 70. More specifically, this electronic circuit 72 is designed to individually control each electromagnet 26, 28 of each fluid actuator 12 and to jointly control the pressure of the magnetorheological fluid in the pipes of the common network 62.
  • An almost infinite number of configurations of the deformable surface and therefore of the shapes on the screen of the portable device 70 can thus be obtained by playing on the differentiated supply of the electromagnets and on the pressure of the magnetorheological fluid used to modify the position of the mobile element ( deformable membrane or piston) of each actuator, between a high position (maximum local deformation of the surface) and a low position (for example, locally flat surface), passing through all the intermediate positions between these two extreme positions.
  • the plan of a geographical area can thus be represented in relief on the deformable surface of the portable device 70, with for example its routes 74, its selected routes 76, its structural elements such as buildings 78, a current position indicator 80 and a destination position indicator 82.

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Abstract

Cet actionneur fluidique (12) comporte une chambre (32B) remplie d'un fluide, un élément mobile (36) par rapport à la chambre (32B) et en contact avec le fluide, ainsi qu'un passage (44) de circulation du fluide entre l'intérieur et l'extérieur de la chambre (32B) pour faire varier la quantité de fluide dans la chambre et provoquer ainsi le déplacement de l'élément mobile (36). Le fluide est magnéto rhéologique et l'actionneur fluidique (12) comporte des moyens de génération de champ magnétique (26, 28) disposés pour engendrer, dans le passage (44), un champ magnétique commandé.

Description

Actionneur fluidique et dispositif d'affichage à actionneurs fluidiques
La présente invention concerne un actionneur fluidique. Elle concerne également un dispositif d'affichage comportant une pluralité d'actionneurs fluidiques.
Plus précisément, l'invention concerne un actionneur fluidique comportant une chambre remplie d'un fluide, un élément mobile par rapport à la chambre et en contact avec le fluide, ainsi qu'un passage de circulation du fluide entre l'intérieur et l'extérieur de la chambre pour faire varier la quantité de fluide dans la chambre et provoquer ainsi le déplacement de l'élément mobile.
Un tel actionneur fluidique est notamment utilisé dans des dispositifs d'affichage bidimensionnels à écran déformable, tels que celui décrit dans le brevet publié sous le numéro US 5,222,895. Le mécanisme mis en œuvre dans ce document repose sur les propriétés électro rhéologiques du fluide utilisé. Une valve fluidique est réalisée par la disposition d'électrodes autour d'un passage de circulation du fluide, fermant le passage par augmentation de la viscosité apparente du fluide lorsque ces électrodes sont suffisamment alimentées en courant. Ainsi, en ouvrant ou fermant le passage, on permet ou on bloque le déplacement de l'élément mobile, pour changer ou maintenir une déformation de l'écran d'affichage.
Cette technologie nécessite une mise sous tension significative des électrodes lorsque l'on souhaite fermer le passage, c'est-à-dire lorsque l'on souhaite maintenir une certaine déformation de l'écran d'affichage. Il devient ainsi indispensable, par souci de sécurité, de prévoir une bonne isolation électrique entre l'intérieur de l'actionneur et la surface extérieure du dispositif d'affichage. Enfin, on observe que la mise sous tension des électrodes doit être maintenue tant que l'on souhaite bloquer le passage, en d'autres termes tant que l'on souhaite maintenir la valve fluidique en position fermée, ce qui implique une certaine consommation d'énergie.
Un actionneur fluidique utilisant la même technologie est également décrit dans le brevet publié sous le numéro US 5,496,174.
Ce type d'actionneur peut notamment être utilisé pour la conception d'un dispositif d'affichage à surface déformable, tel que par exemple un écran d'affichage d'informations pour personnes aveugles en braille ou autre, une pluralité d'actionneurs étant alors répartie sur la surface de l'écran d'affichage. Différentes formes peuvent ainsi être affichées à l'écran de manière reconfigurable. La réalisation de ce type d'écran nécessite des actionneurs à faible coût et des procédés d'assemblage simples pour maintenir un prix de fabrication raisonnable. En effet, une interface tactile de taille 32 cm x 24 cm ayant une résolution de 1 mm compte 76800 actionneurs à actionner indépendamment ou par groupes. De plus, de nombreux actionneurs peuvent devoir être activés simultanément, ce qui pose des problèmes de consommation d'énergie. Avec la technologie proposée dans les documents précités, la consommation d'énergie n'est pas optimisée.
D'autres technologies peuvent être envisagées pour la fabrication d'actionneurs à intégrer dans un dispositif d'affichage à surface déformable, mais elles n'apportent généralement pas de solution satisfaisante en termes soit de complexité de la structure, soit de consommation électrique, soit des deux. Ainsi, on connaît des actionneurs pneumatiques, mais la conception des valves et la connectique sont complexes. On connaît également des actionneurs bilames piézoélectriques, mais ces derniers sont très onéreux. Ils sont en plus très volumineux. On connaît également des solutions à base de fils d'alliage à mémoire de forme, mais l'actionnement se fait par transfert thermique et il faut maintenir le fil à une température prédéterminée, ce qui consomme beaucoup d'énergie. Il en est de même pour les solutions utilisant la dilatation thermique de matériaux pour faire gonfler une cavité : il faut maintenir une certaine température dans la cavité. Par ailleurs, le temps de réponse de chaque actionneur dépend du temps de refroidissement des éléments actifs ce qui limite considérablement les performances dynamiques du système.
Il peut ainsi être souhaité de prévoir un actionneur fluidique qui permette de s'affranchir d'au moins une partie des problèmes et contraintes précités.
L'invention a donc pour objet un actionneur fluidique comportant une chambre remplie d'un fluide, un élément mobile par rapport à la chambre et en contact avec le fluide, un passage de circulation du fluide entre l'intérieur et l'extérieur de la chambre pour faire varier la quantité de fluide dans la chambre et provoquer ainsi le déplacement de l'élément mobile, dans lequel le fluide est magnéto rhéologique et dans lequel l'actionneur fluidique comporte des moyens de génération de champ magnétique disposés pour engendrer, dans le passage, un champ magnétique commandé.
Un fluide magnéto rhéologique comporte des particules ferromagnétiques en suspension dans un solvant liquide. Sous l'action d'un champ magnétique, ces particules forment des chaînes de résistance à la casse proportionnelle à l'intensité du champ. La viscosité apparente du fluide magnéto rhéologique est ainsi modifiée. On peut alors contrôler l'écoulement du fluide dans le passage dans lequel un champ magnétique commandé est engendré.
La conception d'un tel actionneur est très simple et nécessite peu de pièces mécaniques en mouvement, ce qui permet d'obtenir un mécanisme robuste. En outre une tension d'alimentation inférieure à celle des fluides électro rhéologiques est suffisante. Enfin, le problème d'isolation électrique entre l'intérieur de l'actionneur et la surface extérieure du dispositif est moins sensible en présence d'un champ magnétique que lorsqu'un champ électrique est engendré.
De façon optionnelle, un actionneur fluidique selon l'invention, dans lequel les moyens de génération de champ magnétique comprennent un électro-aimant, peut comporter un dispositif d'alimentation en courant électrique de l'électro-aimant conçu pour :
- fournir temporairement, à une bobine de l'électro-aimant, un courant électrique d'intensité suffisamment élevée pour engendrer un champ magnétique de saturation d'éléments magnétisables de l'actionneur, générateur d'un champ magnétique rémanent subsistant après la fourniture du courant électrique et dont l'intensité est suffisante pour maintenir le passage fermé par action sur la viscosité du fluide magnéto rhéologique situé dans le passage,
- fournir temporairement, à la bobine de l'électro-aimant, une excitation coercitive de désaimantation des éléments magnétisables de l'actionneur par annulation du champ magnétique rémanent.
Dans ce cas, seuls les moments où l'on souhaite ouvrir et fermer le passage pour provoquer un déplacement de l'élément mobile nécessitent de consommer de l'énergie électrique, ce qui rend l'actionneur particulièrement peu gourmand en énergie.
De façon optionnelle également, un actionneur fluidique selon l'invention peut en outre comporter un aimant permanent générateur, dans le passage, d'un champ magnétique permanent dont l'intensité est suffisante pour maintenir le passage fermé par action sur la viscosité du fluide magnéto rhéologique situé dans le passage, et les moyens de génération de champ magnétique peuvent être configurés pour que le champ magnétique commandé compense au moins partiellement l'effet du champ magnétique permanent, lorsqu'ils sont activés. Dans ce cas, seuls les moments où l'on souhaite ouvrir le passage pour provoquer un déplacement de l'élément mobile nécessitent de consommer de l'énergie, ce qui rend également l'actionneur peu gourmand en énergie.
De façon optionnelle également, un actionneur fluidique selon l'invention peut comporter deux électro-aimants disposés de part et d'autre de l'aimant permanent de manière à canaliser, entre les deux électro-aimants, le champ magnétique permanent engendré par l'aimant permanent lorsque les deux électro-aimants sont alimentés électriquement.
De façon optionnelle également, un actionneur fluidique selon l'invention peut comporter une plaque munie d'un conduit traversant et formant l'une des parois de la chambre, l'élément mobile comportant un piston déplaçable dans le conduit.
De façon optionnelle également, un actionneur fluidique selon l'invention peut comporter une plaque munie d'un conduit traversant et formant l'une des parois de la chambre, l'élément mobile comportant une membrane déformable fixée hermétiquement sur une surface de la plaque opposée à l'intérieur de la chambre, la membrane recouvrant le conduit.
L'invention a également pour objet un dispositif d'affichage à surface déformable comportant une pluralité d'actionneurs fluidiques tels que celui défini précédemment, dont les éléments mobiles sont répartis, notamment régulièrement de façon matricielle, sur la surface déformable.
De façon optionnelle, un dispositif d'affichage selon l'invention peut comporter un écran d'affichage comprenant une plaque, cette plaque étant munie d'une pluralité de conduits traversants en vis-à-vis desquels sont disposées les chambres remplies de fluide magnéto rhéologique des actionneurs fluidiques.
De façon optionnelle également, un dispositif d'affichage selon l'invention peut comporter un réseau de canalisations commun d'alimentation des chambres des actionneurs fluidiques en fluide magnéto rhéologique sous une pression réglable.
De façon optionnelle également, un dispositif d'affichage selon l'invention peut comporter un circuit électronique de commande individuelle de chacun des moyens de génération de champ magnétique de chaque actionneur fluidique et de commande commune de la pression du fluide magnéto rhéologique dans les canalisations du réseau commun.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un actionneur fluidique selon un premier mode de réalisation de l'invention,
- les figures 2 à 5 représentent l'actionneur fluidique de la figure 1 dans plusieurs situations de fonctionnement,
- la figure 6 représente schématiquement un actionneur fluidique selon un second mode de réalisation de l'invention,
- la figure 7 représente schématiquement en perspective éclatée un dispositif d'affichage à surface déformable selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 8 représente un détail d'une pièce du dispositif d'affichage de la figure 7,
- la figure 9 représente schématiquement en perspective le dispositif d'affichage de la figure 7 lorsqu'il est monté, et
- la figure 10 représente schématiquement en perspective un dispositif portable muni d'un dispositif d'affichage à surface déformable selon un mode de réalisation de l'invention.
L'actionneur fluidique 12 représenté sur la figure 1 comporte une enceinte 14 conçue dans un matériau capable de guider des lignes de champ magnétique, par exemple du fer ou de l'acier, ou plus généralement un matériau ferromagnétique doux. Cette enceinte 14 comporte par exemple une base pleine circulaire 16, une paroi latérale cylindrique 18 et une plaque supérieure pleine circulaire 20 percée d'un trou traversant 22 centré sur l'axe longitudinal de symétrie D de la paroi latérale cylindrique 18.
Dans un mode de réalisation de l'invention, à l'intérieur de l'enceinte 14 un aimant permanent cylindrique 24 est disposé sur la base 16, centré autour de l'axe D. Son rayon est nettement inférieur au rayon intérieur de la paroi latérale cylindrique 18. Sur cet aimant permanent 24 est disposé un noyau central cylindrique 26 de même rayon, également centré autour de l'axe D et s'étendant le long de cet axe jusqu'à une certaine hauteur H à l'intérieur de l'enceinte 14. Ce noyau central 26 est par exemple également constitué de fer ou d'acier, plus généralement d'un matériau ferromagnétique doux, de manière à guider des lignes de champ dans une direction parallèle à l'axe D.
Autour du noyau central 26, une bobine 28 s'étend entre la surface extérieure du noyau central et la surface intérieure de la paroi latérale 18, sans pour autant atteindre cette dernière. La bobine 28 est constituée d'un fil conducteur d'électricité s'enroulant autour du noyau central 26 pour former avec celui-ci un électro-aimant.
Ainsi, l'aimant permanent 24 engendre un premier champ magnétique permanent B1 dont les lignes de champ peuvent être guidées par le noyau central 26, la plaque supérieure 20, la paroi latérale 18 et la base 16, tandis que l'électro- aimant 26, 28 est capable d'engendrer, sur commande électrique, un second champ magnétique commandé B2 dont les lignes de champ peuvent également être guidées par le noyau central 26, la plaque supérieure 20, la paroi latérale 18 et la base 16.
La hauteur H qui s'étend de la base 16 jusqu'à la face supérieure libre du noyau central 26 à l'intérieur de l'enceinte 14 définit un premier volume intérieur 30, dans lequel se trouvent l'aimant permanent 24, le noyau central 26 et la bobine 28, rempli d'un milieu diélectrique. Au-delà de cette hauteur H, dans une réserve 32 dont le volume est complémentaire du premier volume intérieur 30 dans le volume global de l'enceinte 14, celle-ci est remplie d'un fluide magnéto rhéologique.
Le fluide magnéto rhéologique est introduit sous une pression réglable dans la réserve 32 par un conduit 34 percé dans la paroi latérale 18 au-delà de la hauteur H. Enfin, malgré la présence du trou traversant 22 dans la plaque supérieure 20, la réserve 32 est isolée de l'extérieur de l'enceinte 14 par la disposition hermétique d'un élément mobile sur le trou traversant 22, cet élément mobile étant ainsi en contact avec le fluide magnéto rhéologique de la réserve 32.
Plus précisément, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1 , l'élément mobile est une membrane déformable 36 fixée hermétiquement sur la surface extérieure 38 de la plaque supérieure 20 opposée à l'intérieur de l'enceinte 14. Cette membrane déformable 36 recouvre le trou traversant 22. Il s'agit par exemple d'une membrane fine élastique, telle qu'une membrane de nitrile, à la fois souple et résistante à la corrosion provoquée par le fluide magnéto rhéologique.
Le milieu diélectrique remplissant le premier volume intérieur 30 de l'enceinte 14 est par exemple une résine ou une colle qui noie l'aimant permanent 24, le noyau central 26 et la bobine 28. Il peut s'agir également tout simplement d'air, mais dans ce cas une séparation 40 rigide et hermétique doit être prévue entre le premier volume intérieur 30 et la réserve 32. Cette séparation 40 peut être constituée d'une membrane plastique ou en aluminium, plus généralement d'une membrane en un matériau rigide et ne conduisant pas le champ magnétique. Le milieu diélectrique remplissant le premier volume intérieur 30 peut également être du fluide magnéto rhéologique. Dans ce cas il n'y a pas de séparation entre la réserve 32 et le premier volume intérieur 30.
Comme cela est illustré sur la figure 2, les lignes de champ 42 engendrées par le champ B1 ou B2 sont guidées par le noyau central 26, la plaque supérieure 20, la paroi latérale 18 et la base 16. Dans ce parcours des lignes de champ, un entrefer annulaire 44 est défini entre la plaque supérieure 20 et la face supérieure du noyau central 26, le rayon du trou traversant 22 étant inférieur au rayon du noyau central 26.
Cet entrefer 44 constitue un passage de circulation du fluide magnéto rhéologique dans la réserve 32, entre une première chambre 32A d'amenée de fluide par le conduit 34 et une seconde chambre 32B d'actionnement de la membrane déformable 36. La seconde chambre 32B est ainsi délimitée par la plaque supérieure 20, la membrane déformable 36, l'entrefer 44 et la face supérieure du noyau central 26. Le fluide magnéto rhéologique qu'elle contient est en contact avec la membrane déformable 36 et peut donc déformer plus ou moins cette dernière en fonction de son volume. Comme cela va maintenant être détaillé en référence à la figure 2, mais également aux figures 3, 4 et 5, le volume de fluide dans la seconde chambre 32B est en effet réglable sous l'effet des champs B1 et/ou B2 et de la pression d'amenée de fluide dans la réserve 32 par le conduit 34.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 5, la présence de l'aimant permanent 24 assure par défaut la présence d'un champ magnétique permanent B1 d'intensité suffisante pour bloquer l'écoulement de fluide magnéto rhéologique dans le passage/entrefer 44.
Ainsi, comme illustré sur la figure 2, lors d'une première étape, le volume de fluide dans la seconde chambre 32B est par défaut maintenu constant de sorte que la membrane déformable est maintenue dans une première position de déformation constante sans aucune consommation d'énergie électrique.
Bien sûr, l'aimant permanent 24 n'est pas indispensable à la réalisation de l'invention, le blocage et le déblocage du passage 44 pouvant être complètement gérés par l'électro-aimant 26, 28, mais grâce à sa présence une quantité substantielle d'énergie électrique est économisée puisque celle-ci n'est consommée que lors de changements de déformation de la membrane déformable 36.
Comme illustré sur la figure 3, lors d'une deuxième étape, une pression supérieure à la pression dans la seconde chambre 32B est fournie en entrée (i.e. au niveau du conduit 34) de la première chambre 32A et une intensité électrique traverse la bobine 28 de manière à engendrer un champ magnétique commandé B2 dont l'effet compense au moins partiellement, de préférence totalement, l'effet du champ magnétique permanent B1 dans le passage 44. Grâce au champ magnétique commandé B2 compensant le champ B1 , le passage 44 s'ouvre à l'écoulement de fluide magnéto rhéologique et grâce à la surpression fournie au niveau du conduit 34, l'écoulement se fait de la première chambre 32A vers la seconde chambre 32B. Il en résulte que la membrane déformable 36 se déforme vers une seconde position haute. Concrètement, le champ magnétique B2 provoque la canalisation des lignes de champ B1 entre la base de l'électro-aimant 26, 28 et la base 16 de l'enceinte 14.
Comme illustré sur la figure 4, lors d'une troisième étape, la bobine 28 n'est plus alimentée en courant de sorte que le passage 44 se referme. La membrane déformable 36 est ainsi maintenue, sans consommation électrique, dans sa seconde position haute.
Enfin, comme illustré sur la figure 5, lors d'une quatrième étape, une pression inférieure à la pression dans la seconde chambre 32B est fournie en entrée (i.e. au niveau du conduit 34) de la première chambre 32A et une intensité électrique est fournie dans la bobine 28 de manière à engendrer un champ magnétique commandé B2 dont l'effet compense l'effet du champ magnétique permanent B1 dans le passage 44. Grâce au champ magnétique commandé B2 compensant le champ B1 , le passage 44 s'ouvre de nouveau à l'écoulement de fluide magnéto rhéologique et grâce à la dépression fournie au niveau du conduit 34, l'écoulement se fait de la seconde chambre 32B vers la première chambre 32A. Il en résulte que la membrane déformable 36 se déforme vers sa première position ou vers une troisième position basse. De nouveau, le champ magnétique B2 provoque à cette étape la canalisation des lignes de champ B1 entre la base de l'électro-aimant 26, 28 et la base 16 de l'enceinte 14.
Séquentiellement, cette quatrième étape peut être exécutée de la façon suivante : le passage 44 est tout d'abord ouvert par compensation du champ magnétique B1 par le champ magnétique B2 ; puis la pression fournie en entrée 34 de la première chambre 32A est progressivement abaissée pour réduire la déformation de la membrane déformable 36 de façon régulée.
En l'absence d'aimant permanent 24, comme indiqué précédemment, le blocage et le déblocage du passage 44 peuvent être complètement gérés par l'électro-aimant 26, 28. Dans ce cas, pour ne pas avoir besoin de consommer d'énergie électrique en permanence tant que l'on souhaite maintenir le passage 44 fermé, le protocole suivant, utilisant les propriétés de rémanence d'un champ magnétique, peut être mis en œuvre pour fermer puis ouvrir le passage 44 :
- fourniture temporaire, à la bobine 28, d'un courant électrique d'intensité suffisamment élevée pour engendrer un champ magnétique de saturation des éléments magnétisables de l'actionneur, générateur d'un champ magnétique rémanent subsistant après la fourniture du courant électrique et dont l'intensité est suffisante pour maintenir le passage 44 fermé, - fourniture temporaire, à la bobine 28, d'une excitation coercitive de désaimantation des éléments magnétisables de l'actionneur par annulation du champ magnétique rémanent.
L'excitation coercitive de désaimantation peut par exemple consister en la fourniture d'un courant électrique de sens inversé par rapport à celui qui est fourni pour fermer le passage ou d'un courant électrique alternatif sinusoïdal amorti de façon logarithmique.
Ainsi, grâce à ce protocole, une quantité substantielle d'énergie électrique est économisée puisque celle-ci n'est consommée que lors des commandes d'ouverture et de fermeture du passage 44. Ce protocole est mis en œuvre par un dispositif d'alimentation en courant électrique (non représentée) relié électriquement à la bobine 28.
Selon un autre mode de réalisation possible de l'invention, l'actionneur fluidique 12' représenté sur la figure 6 diffère de l'actionneur 12 décrit précédemment sur deux aspects. On notera que ces deux aspects sont indépendants l'un de l'autre de sorte qu'ils pourraient faire l'objet de modes de réalisations distincts, mais un seul mode de réalisation incluant ces deux aspects va maintenant être décrit par souci de concision.
Tout d'abord, la membrane déformable 36 est remplacée par un piston 36' déplaçable hermétiquement dans le trou traversant 22 de la plaque supérieure 20, en tant qu'élément mobile de l'actionneur 12'.
Ensuite, l'actionneur 12' comporte deux électro-aimants 26A, 28A et 26B, 28B disposés de part et d'autre de l'aimant permanent 24 de manière à canaliser, entre ces deux électro-aimants 26A, 28A et 26B, 28B, le champ magnétique permanent B1 engendré par l'aimant permanent 24 lorsque les deux électro-aimants sont alimentés électriquement. Concrètement, à l'intérieur de l'enceinte 14, un noyau central cylindrique 26A est disposé sur la base 16, centré autour de l'axe D. Son rayon est nettement inférieur au rayon intérieur de la paroi latérale cylindrique 18. Ce noyau central 26A est par exemple constitué de fer ou d'acier, plus généralement d'un matériau ferromagnétique doux, de manière à guider des lignes de champ dans une direction parallèle à l'axe D. Autour de ce noyau central 26A, une bobine 28A s'étend entre la surface extérieure du noyau central 26A et la surface intérieure de la paroi latérale 18, sans pour autant atteindre cette dernière. La bobine 28A est constituée d'un fil conducteur d'électricité s'enroulant autour du noyau central 26A pour former avec celui-ci un premier électro-aimant 26A, 28A.
Sur ce premier électro-aimant 26A, 28A est disposé l'aimant permanent cylindrique 24 de même rayon que le noyau central 26A, également centré autour de l'axe D.
Sur l'aimant permanent 24 est disposé un autre noyau central cylindrique 26B de même rayon, également centré autour de l'axe D et s'étendant le long de cet axe jusqu'à la hauteur H définie précédemment à l'intérieur de l'enceinte 14. Ce noyau central 26B est par exemple, comme le noyau central 26A, constitué de fer ou d'acier, plus généralement d'un matériau ferromagnétique doux, de manière à guider des lignes de champ dans une direction parallèle à l'axe D. Autour de ce noyau central 26B, une bobine 28B s'étend entre la surface extérieure du noyau central 26B et la surface intérieure de la paroi latérale 18, sans pour autant atteindre cette dernière. La bobine 28B est constituée d'un fil conducteur d'électricité s'enroulant autour du noyau central 26B pour former avec celui-ci le second électro-aimant 26B, 28B.
Ainsi, l'aimant permanent 24 engendre le champ magnétique permanent B1 dont les lignes de champ peuvent être guidées par les noyaux centraux 26A et 26B, la plaque supérieure 20, la paroi latérale 18 et la base 16, tandis que les électroaimants 26A, 28A et 26B, 28B sont capables d'engendrer, sur commande électrique, des champs magnétiques commandés B2A et B2B dont les lignes de champ peuvent également être guidées par les noyaux centraux 26A et 26B, la plaque supérieure 20, la paroi latérale 18 et la base 16. Dans ce second mode de réalisation, on peut s'attendre à ce que les lignes de champ soient mieux canalisées, entre les deux électro-aimants lorsque ceux-ci sont alimentés en courant, que dans le premier mode de réalisation. A partir d'un actionneur tel que l'un de ceux décrits précédemment, il est possible de concevoir un dispositif d'affichage à surface déformable comportant une pluralité de tels actionneurs dont les éléments mobiles sont répartis sur la surface déformable. Ces éléments mobiles sont par exemple répartis régulièrement de façon matricielle sur la surface déformable du dispositif d'affichage.
Un dispositif d'affichage 50 réalisé à partir d'actionneurs tels que celui de la figure 1 est par exemple illustré en perspective éclatée sur la figure 7. Il est monté par exemple selon une conception multi couches (qui est l'une des méthodes possibles d'assemblage en matrice) par assemblage des éléments suivants :
- une première plaque rectangulaire 52, constituée de fer ou d'acier, plus généralement d'un matériau ferromagnétique doux de manière à guider des lignes de champ magnétique, formant l'ensemble des bases 16 des actionneurs du dispositif d'affichage 50,
- un châssis 54 rectangulaire percé de trous cylindriques traversants, constitué de fer ou d'acier, plus généralement d'un matériau ferromagnétique doux de manière à guider des lignes de champ magnétique, formant l'ensemble des parois latérales 18 des actionneurs du dispositif d'affichage 50,
- une deuxième plaque rectangulaire 56, constituée de fer ou d'acier, plus généralement d'un matériau ferromagnétique doux de manière à guider des lignes de champ magnétique, formant l'ensemble des plaques supérieures 20 des actionneurs du dispositif d'affichage 50,
- une membrane déformable rectangulaire 58 posée sur la face extérieure opposée au châssis 54 de la seconde plaque rectangulaire 56, et - une troisième plaque rectangulaire 60 dont la fonction est de maintenir assemblé le dispositif d'affichage 50 et de maintenir hermétiquement sous pression la membrane déformable 58 contre la deuxième plaque rectangulaire 56, tout en permettant à cette membrane de se déformer localement au travers de trous disposés régulièrement de façon matricielle sur cette troisième plaque 60 en vis-à-vis des chambres aménagées dans les trous cylindriques traversants du châssis 54.
Plus précisément, la troisième plaque rectangulaire 60 est par exemple munie de tiges disposées régulièrement sur sa surface et destinées à traverser des trous correspondants aménagés dans les plaques 52, 56, le châssis 54 et la membrane 58 pour un maintien sous pression de l'ensemble. Le maintien sous pression peut être assuré par vissage lorsque par exemple au moins une partie des tiges est taraudée et que les dimensions du dispositif le permettent, ou par toute autre technique classique appropriée à la portée de l'homme de l'art.
Dans ce mode de réalisation, le maintien hermétique sous pression de la membrane 58 entre les deuxième et troisième plaques 56 et 60, ainsi que la déformation possible localement de cette membrane 58 au travers de chaque trou de la troisième plaque 60 assure à la fois l'étanchéité des actionneurs et la présence d'éléments mobiles en contact avec le fluide magnéto rhéologique de chaque actionneur.
On notera qu'à l'intérieur de chaque trou cylindrique traversant percé dans le châssis 54 sont disposés un aimant permanent 24, un noyau central 26 et une bobine 28 pour former l'actionneur correspondant.
La figure 8 représente un détail du châssis 54 en vue de dessous. Elle illustre un mode de réalisation d'un réseau 62 de canalisations commun d'alimentation des chambres des actionneurs en fluide magnéto rhéologique sous une pression prédéterminée réglable.
Ce réseau 62 de canalisations est creusé dans le fond du châssis 54 et alimente chaque chambre d'actionneur aménagée dans chaque trou cylindrique traversant percé dans le châssis 54 en fluide magnéto rhéologique. Il est relié à des conduits latéraux 64 percés sur les bords du châssis 54 pour la fourniture de fluide magnéto rhéologique sous pression.
La figure 9 représente le dispositif d'affichage 50 de la figure 7 en position montée. Grâce à la technologie utilisée pour les actionneurs, un dispositif compact peut être obtenu, notamment d'épaisseur inférieure à 5 mm. De plus, en raison du faible nombre de pièces mécaniques en mouvement, le dispositif est fiable.
On notera que, bien que ce dispositif d'affichage et certains éléments qui le composent aient été présentés comme étant de forme rectangulaire, il peut plus généralement être de forme quelconque.
Enfin, la figure 10 représente de façon schématique un dispositif portable 70 muni d'un dispositif d'affichage à surface déformable tel que celui (50) de la figure 9. Le dispositif portable 70, qui est par extension lui-même un dispositif d'affichage, est par exemple un dispositif de télécommunication, un dispositif d'assistance numérique personnel ou tout autre dispositif électronique portable. Dans ce cas, un circuit électronique 72 de commande du dispositif d'affichage 50, associé à celui-ci, peut être également intégré dans le dispositif portable 70. Plus précisément, ce circuit électronique 72 est conçu pour commander individuellement chaque électro-aimant 26, 28 de chaque actionneur fluidique 12 et pour commander de façon commune la pression du fluide magnéto rhéologique dans les canalisations du réseau commun 62. Un nombre quasi infini de configurations de la surface déformable et donc de formes sur l'écran du dispositif portable 70 peut ainsi être obtenu en jouant sur l'alimentation différenciée des électro-aimants et sur la pression du fluide magnéto rhéologique utilisées pour modifier la position de l'élément mobile (membrane déformable ou piston) de chaque actionneur, entre une position haute (déformation locale maximale de la surface) et une position basse (par exemple, surface localement plane), en passant par toutes les positions intermédiaires entre ces deux positions extrêmes.
Comme cela est d'ailleurs illustré à titre d'exemple non limitatif, le plan d'une zone géographique peut ainsi être représenté en relief sur la surface déformable du dispositif portable 70, avec par exemple ses routes 74, ses itinéraires sélectionnés 76, ses éléments de structure tels que des bâtiments 78, un indicateur 80 de position actuelle et un indicateur 82 de position de destination.
D'autres applications sont évidemment envisageable telles que l'affichage dynamique de boutons tactiles en fonction de l'évolution d'un menu contextuel ou l'affichage d'images, de vidéos en relief. Ces applications peuvent être envisagées dans des contextes d'affichage public, d'accessibilité aux handicapés, d'écran Braille, d'interfaces homme-machine dans le secteur de l'automobile, etc.
Il apparaît clairement qu'un actionneur tel que l'un de ceux décrits précédemment est de conception simple et à consommation d'énergie réduite. Son intégration dans un dispositif d'affichage à surface déformable est donc avantageuse.
On notera par ailleurs que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci- dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Notamment, les électro-aimants décrits précédemment peuvent être remplacés par d'autres moyens techniques équivalents, c'est-à-dire capables comme eux d'engendrer sur commande un champ magnétique non permanent.
Dans les revendications qui suivent, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant les revendications aux modes de réalisation exposés dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents que les revendications visent à couvrir du fait de leur formulation et dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Actionneur fluidique (12 ; 12') comportant une chambre (32B) remplie d'un fluide, un élément mobile (36 ; 36') par rapport à la chambre (32B) et en contact avec le fluide, un passage (44) de circulation du fluide entre l'intérieur et l'extérieur de la chambre (32B) pour faire varier la quantité de fluide dans la chambre et provoquer ainsi le déplacement de l'élément mobile (36 ; 36'), caractérisé en ce que le fluide est magnéto rhéologique et en ce que l'actionneur fluidique (12 ; 12') comporte des moyens de génération de champ magnétique (26, 28 ; 26A, 26B, 28A, 28B) disposés pour engendrer, dans le passage (44), un champ magnétique commandé.
2. Actionneur fluidique (12) selon la revendication 1 , dans lequel les moyens de génération de champ magnétique comprennent un électro-aimant, comportant un dispositif d'alimentation en courant électrique de l'électro-aimant (26, 28) conçu pour :
- fournir temporairement, à une bobine (28) de l'électro-aimant, un courant électrique d'intensité suffisamment élevée pour engendrer un champ magnétique de saturation d'éléments magnétisables de l'actionneur, générateur d'un champ magnétique rémanent subsistant après la fourniture du courant électrique et dont l'intensité est suffisante pour maintenir le passage (44) fermé par action sur la viscosité du fluide magnéto rhéologique situé dans le passage, fournir temporairement, à la bobine (28) de l'électro-aimant, une excitation coercitive de désaimantation des éléments magnétisables de l'actionneur par annulation du champ magnétique rémanent.
3. Actionneur fluidique (12 ; 12') selon la revendication 1 , comportant en outre un aimant permanent (24) générateur, dans le passage (44), d'un champ magnétique permanent dont l'intensité est suffisante pour maintenir le passage (44) fermé par action sur la viscosité du fluide magnéto rhéologique situé dans le passage, et dans lequel les moyens de génération de champ magnétique (26, 28 ; 26A, 26B, 28A, 28B) sont configurés pour que le champ magnétique commandé compense au moins partiellement l'effet du champ magnétique permanent, lorsqu'ils sont activés.
4. Actionneur fluidique (12') selon la revendication 3, comportant deux électro-aimants (26A, 26B, 28A, 28B) disposés de part et d'autre de l'aimant permanent (24) de manière à canaliser, entre les deux électro-aimants (26A, 26B, 28A, 28B), le champ magnétique permanent engendré par l'aimant permanent (24) lorsque les deux électro-aimants (26A, 26B, 28A, 28B) sont alimentés électriquement.
5. Actionneur fluidique (12 ; 12') selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant une plaque (20) munie d'un conduit traversant (22) et formant l'une des parois de la chambre (32B), et dans lequel l'élément mobile (36') comporte un piston déplaçable dans le conduit.
6. Actionneur fluidique (12 ; 12') selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant une plaque (20) munie d'un conduit traversant (22) et formant l'une des parois de la chambre (32B), et dans lequel l'élément mobile (36) comporte une membrane déformable fixée hermétiquement sur une surface de la plaque opposée à l'intérieur de la chambre, la membrane recouvrant le conduit (22).
7. Dispositif d'affichage (50, 70) à surface déformable comportant une pluralité d'actionneurs fluidiques (12 ; 12') selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dont les éléments mobiles (36 ; 36') sont répartis, notamment régulièrement de façon matricielle, sur la surface déformable.
8. Dispositif d'affichage (50, 70) à surface déformable selon la revendication 7, comportant un écran d'affichage (58, 60) comprenant une plaque (60), cette plaque étant munie d'une pluralité de conduits traversants en vis-à-vis desquels sont disposées les chambres (32B) remplies de fluide magnéto rhéologique des actionneurs fluidiques (12 ; 12').
9. Dispositif d'affichage (50, 70) à surface déformable selon la revendication 7 ou 8, comportant un réseau (62) de canalisations commun d'alimentation des chambres (32B) des actionneurs fluidiques en fluide magnéto rhéologique sous une pression réglable.
10. Dispositif d'affichage (50, 70) à surface déformable selon la revendication 9, comportant un circuit électronique (72) de commande individuelle de chacun des moyens de génération de champ magnétique (26, 28 ; 26A, 26B, 28A, 28B) de chaque actionneur fluidique (12 ; 12') et de commande commune de la pression du fluide magnéto rhéologique dans les canalisations du réseau commun (62).
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