WO2016135348A1 - Interface tangible pour environnement virtuel - Google Patents

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WO2016135348A1
WO2016135348A1 PCT/EP2016/054254 EP2016054254W WO2016135348A1 WO 2016135348 A1 WO2016135348 A1 WO 2016135348A1 EP 2016054254 W EP2016054254 W EP 2016054254W WO 2016135348 A1 WO2016135348 A1 WO 2016135348A1
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WO
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base plane
legs
support
leg
subject
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Application number
PCT/EP2016/054254
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Paul YVAIN
Damien Chablat
François GUILLAUME
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut de Recherche Technologique Jules Verne
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut de Recherche Technologique Jules Verne
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    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/006—Simulators for teaching or training purposes for locating or ranging of objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F7/00—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts
    • B66F7/06—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts with platforms supported by levers for vertical movement
    • B66F7/065—Scissor linkages, i.e. X-configuration
    • B66F7/0666—Multiple scissor linkages vertically arranged
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
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    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes

Definitions

  • the invention relates to a tangible interface for a virtual environment.
  • the invention is more particularly dedicated to the field of simulation of assembly operations or installation of systems in the aeronautical field, implementing an operator operating in a virtual environment.
  • the device and the method that are the subject of the invention are applicable to the simulation of assembly or installation operations of systems in any field presenting a similar configuration, in particular, but not exclusively, in the fields of shipbuilding. , car manufacturing or railway construction.
  • a tangible interface is a device allowing a subject evolving spatially in a virtual visual environment, to feel the interaction with objects of this virtual environment.
  • said device consists of passive objects, representative of a part of the subject's physical environment, which when they come into tactile contact with said subject, give him a tactile impression similar to that which he would produce the actual object as it is projected in the virtual environment.
  • said objects are of similar shape, dimension, rigidity or texture, but not necessarily identical, to a real object whose image is represented in the virtual environment of the subject. For example, there are obstacles or supports.
  • the device comprises a haptic interface that is to say a mechanism reproducing the resistance opposed by a medium or an object to the actions of the subject on said medium or said object.
  • the invention aims to solve the disadvantages of the prior art and concerns for this purpose a device for the constitution of a tangible interface, particularly for the reproduction of the environment of an aircraft fuselage, adapted to be installed on a support, said base plane, which device comprises:
  • the deployable structure can reproduce different configurations corresponding to different portions of section.
  • the two separate legs and the action of the actuator means in the transverse direction allow clear visibility and reduce interference with vision systems detecting the movements and positions of the subject.
  • the device which is the subject of the invention comprises:
  • vs. means related to the legs fixing ends and able to adjust the spacing of said legs in a direction, called longitudinal, parallel to the base plane and perpendicular to the transverse direction
  • said device allows easy adjustment of several intercadre distances or intercouple.
  • the device which is the subject of the invention comprises: d. a platform tied to the ends of leg support
  • This embodiment is more particularly adapted to the reproduction of a covered floor.
  • the device which is the subject of the invention comprises:
  • a set of profiles linked to the support ends of the legs and reproducing part of a structure, including a floor structure.
  • This embodiment is more particularly adapted to the reproduction of an uncovered floor structure, comprising, for example, sleepers and rails.
  • the device which is the subject of the invention comprises: f. on each support end of each leg, a section articulated with respect to said end.
  • This variant embodiment is more particularly adapted to the reproduction of a fuselage or shell wall between two frames or between two pairs.
  • each leg comprises:
  • the device according to the invention comprises, according to this embodiment variant, means for moving the position of the link connecting the connecting rods in a chisel.
  • the support interface of each leg is orientable along an axis parallel to the longitudinal axis by modifying the point of articulation of the scissors.
  • the platform of the device according to the invention consists of a transparent material.
  • said platform does not obstruct the visibility of the position and motion sensors.
  • the device according to the third embodiment of the invention comprises:
  • said gantry support makes it possible to simulate the presence of a rail extending between two frames of a fuselage or a cabin between two pairs of a hull of a ship.
  • the device which is the subject of the invention comprises:
  • the relative positions of the device object of the invention and the subject are determinable by optical sensors.
  • the invention also relates to the use of a device according to any one of the embodiments of the invention, for the creation of a tangible interface for a subject operating in a virtual environment.
  • the invention also relates to a method for creating a tangible interface for a subject operating in a virtual visual environment, which method comprises the steps of:
  • this method makes it possible to mimic the obstacles of the real environment of the operator and to reconfigure this environment easily.
  • the cooperation of several devices according to the three embodiments makes it possible to mimic most of the evolution patterns of the subject in an aircraft section or in a ship's hull.
  • the method which is the subject of the invention comprises a step consisting of: adjusting the height and orientation of the connecting rods of the legs and the gantry support of a device according to the third embodiment of the invention, in particular so as to reproduce an inter-deck space of an aircraft fuselage.
  • the method which is the subject of the invention comprises a step of:
  • This mode of implementation of the method of the invention allows to mimic the environment of most assembly conditions at an aircraft floor.
  • FIG. 1 shows in a perspective view, an embodiment of a device object of the invention
  • FIG. 2 represents an embodiment of the device that is the subject of the invention, comprising means for simulating a floor, linked to the support interface of the device according to the embodiment of FIG. 1;
  • FIG. 3 is an exemplary embodiment, in a perspective view, of the device according to the invention comprising legs as represented in FIG. 1 and comprising a platform;
  • FIG. 4 represents, in a perspective view, another embodiment of embodiment of the device of the invention, comprising profiles individually linked to each leg and a gantry support between said legs.
  • the device of the invention comprises two legs (101, 102) deployable, extending in a direction (1 1 1) transverse and fixed in a base plane (100).
  • Said two legs (101, 102) are, according to this embodiment, substantially parallel and spaced in a direction, called longitudinal, perpendicular to the base plane, a distance (1 12) corresponding, for example, to the inter-deck distance in an aircraft fuselage section.
  • the distance (112) longitudinal between said legs (101, 102) is adjusted during attachment thereof to the base plane.
  • each leg (101, 102) comprises a plurality of rods (121, 122) articulated in a chisel in their center.
  • the end (131) of one of the links (121) is connected to the base plane by a pivot connection axis parallel to the longitudinal axis.
  • the end (131) of the other link (122) is connected to the base plane by a sliding pivot connection whose pivot axis is parallel to the longitudinal direction, and whose direction of translation is parallel to the direction (11). 1) transverse.
  • An actuator (150) for example a screw jack, acts on this sliding pivot connection so as to move in translation the end (132) of the link (122) and to obtain the deployment of the leg (101) in the direction vertical, perpendicular to the base plane (100).
  • the deployment of each leg (101, 102) is controlled separately.
  • the two legs (101, 102) are alternately linked together so that only one actuator is needed to move the two legs.
  • each leg (101, 102) has a support interface (140) for attaching environment mimicking pieces.
  • these parts consist of a transparent material such as poly (methyl methacrylate), or PMMA.
  • an assembly (260) of profiles mimicking the structure of a floor is fixed on the support interface of the device according to the embodiment of FIG.
  • the separate control of the height of each leg (101, 102) makes it possible to modify the orientation of this set (260) of profiles around an axis (21 1) parallel to the transverse axis.
  • the hinge (220) of the scissors is displaceable so that said hinge (220) is not made in the center of the connecting rods.
  • this displacement of the position of the hinge (220) of the scissors is carried out during assembly or during the configuration of the device, each connecting rod comprising for this purpose, a plurality of bores (221) adapted to receiving the articulation means (220).
  • the position of the articulation point is controlled continuously by means (not shown) motorized.
  • the modification of the position of the hinge (220) of the scissors makes it possible to modify the orientation of the assembly (260) of profiles around an axis (212) parallel to the longitudinal direction of the device object of the invention.
  • a platform (360) made of a transparent material is bonded to the support interface of the legs so as to mimic a floor.
  • the position of the hinge (320) of the scissors is also modifiable by placing this hinge (320) in one of the bores (321) provided for this purpose in the connecting rods constituting the legs.
  • FIGS. 2 and 3 the elements linked to the leg support interfaces connect the two legs.
  • the nature of the connection between these elements and the support interfaces of the legs is a function of the degrees of freedom in the positioning of these elements, and more particularly the possibilities of orientation along the longitudinal and transverse axes.
  • each element (460) mimicking the actual structure is individually connected to one of the legs.
  • This embodiment makes it possible to imitate, for example, two fuselage frames, or more generally transverse stiffeners.
  • the device of the invention also comprises a support (470) portal between the legs to mimic the presence of a longitudinal stiffener such as a smooth.
  • the vertical position, perpendicular to the base plane, of the device which is the subject of the invention is determined by the position of the actuator.
  • a plurality of targets (380) placed on the platform (360) makes it possible to define the position in the space of the device that is the subject of the invention by detecting said targets (380) by means (390) for optical measurement of the environment.
  • Figure 3 schematically represents these optical measuring means by a camera (390).
  • the device of the invention comprises as many cameras as necessary.
  • the elementary targets are in the form of reflective circles or circles linked to the objects.
  • Each target is advantageously composed of several spheres, in practice 3 to 4 spheres, linked and oriented together according to a particular configuration, called constellation.
  • constellation a particular configuration
  • the invention achieves the desired objectives, in particular it enables the creation of a reconfigurable tangible interface capable of mimicking a large variety of environments with a reduced number of means and retaining significant visibility of the scene and subject involved in this scene.
  • the device and the method which are the subject of the invention are advantageously used in the design assistance of assembly stations by anticipating the postures of the operators and by optimizing the tools accordingly.
  • the device and the method that are the subject of the invention make it possible to reduce the development time of tools and assembling ranges while reducing, by a better anticipation of the postures, the musculoskeletal disorders of the operators using the tools thus designed.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif pour la constitution d'une interface tangible, notamment pour la reproduction de l'environnement d'un fuselage d'aéronef, apte à être installé sur un support dit plan de base (100), caractérisé en ce qu'il comprend : a. deux jambes (101, 102) s'étendant dans le plan de base (100) selon une direction (111) dite transversale, aptes à être déployées selon une direction d'extension comprenant la direction normale au plan de base, lesquelles jambes comportent une extrémité (131, 132) de fixation apte à être fixée dans le plan de base et une extrémité (140) de support, déployable par rapport à l'extrémité de fixation, ladite extrémité de support étant apte à porter un accessoire; b. des moyens (150) actionneurs agissant sur chaque jambe (101, 102) pour commander le déploiement de ladite jambe, lesdits moyens actionneurs agissant sur ladite jambe selon une direction parallèle à la direction transversale.

Description

INTERFACE TANGIBLE POUR ENVIRONNEMENT VIRTUEL
L'invention concerne une interface tangible pour environnement virtuel. L'invention est plus particulièrement dédiée au domaine de la simulation d'opérations d'assemblage ou d'installation de systèmes dans le domaine aéronautique, mettant en œuvre un opérateur évoluant dans un environnement virtuel. Cependant, le dispositif et le procédé objets de l'invention sont applicables à la simulation d'opérations d'assemblage ou d'installation de systèmes dans tout domaine présentant une configuration similaire, notamment, mais non exclusivement, dans les domaines de la construction navale, de la construction automobile ou de la construction ferroviaire.
Une interface tangible est un dispositif permettant à un sujet évoluant spatialement dans un environnement visuel virtuel, de ressentir l'interaction avec des objets de cet environnement virtuel. Selon différents exemples de réalisation, ledit dispositif est constitué d'objets passifs, représentatifs d'une partie de l'environnement physique du sujet, qui lorsqu'ils entrent en contact tactile avec ledit sujet, lui donnent une impression tactile similaire à celle que lui produirait l'objet réel tel qu'il est projeté dans l'environnement virtuel. Selon ce premier exemple, lesdits objets sont de forme, de dimension, de rigidité ou de texture similaires, mais pas nécessairement identiques, à un objet réel dont l'image est représentée dans l'environnement virtuel du sujet. Il s'agit par exemple d'obstacles ou d'appuis.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif comprend une interface haptique c'est-à-dire un mécanisme reproduisant la résistance opposée par un milieu ou un objet aux actions du sujet sur ledit milieu ou ledit objet.
Le document US 5 557 981 décrit un exemple d'un tel dispositif combinant une interface tangible et des dispositifs haptiques.
L'entraînement des opérateurs intervenant dans l'assemblage d'une structure ou dans l'installation de systèmes, par exemple dans des tronçons de fuselage d'aéronef, en reproduisant les conditions d'intervention dans un environnement virtuel, permet de former lesdits opérateurs ou encore de valider des gammes d'assemblage sans nécessiter la présence physique de cet environnement. Ainsi, les opérateurs sont formés sans interférence sur les postes d'assemblage de production et même avant la fabrication réelle du premier tronçon. Cependant, l'environnement dans lequel évoluent les opérateurs intervenant, par exemple, sur un fuselage d'aéronef, est, notamment du fait des formes aérodynamiques, changeant d'une zone à l'autre du fuselage. Ces formes complexes et fermées, interdisent également l'utilisation d'une maquette de fuselage reproduisant tout ou partie d'un sous-ensemble, pour une telle simulation virtuelle, car une telle maquette produit de nombreuses zones d'ombre vis-à-vis du système optique de suivi de l'opérateur qui permet de transcrire sa position et ses mouvements dans l'environnement virtuel. Des situations similaires sont rencontrées en assemblage ou en installation de systèmes en construction navale et dans d'autres domaines dont la configuration des sous-ensembles assemblés est similaire.
L'invention vise à résoudre les inconvénients de l'art antérieur et concerne à cette fin un dispositif pour la constitution d'une interface tangible, notamment pour la reproduction de l'environnement d'un fuselage d'aéronef, apte à être installé sur un support, dit plan de base, lequel dispositif comprenant :
a. deux jambes s'étendant dans le plan de base selon une direction dite transversale, aptes à être déployées selon une direction d'extension comprenant la direction normale au plan de base, lesquelles jambes comportent une extrémité de fixation apte à être fixée dans le plan de base et une extrémité de support, déployable par rapport à l'extrémité de fixation, ladite extrémité de support étant apte à porter un accessoire ; b. des moyens actionneurs agissant sur chaque jambe pour commander le déploiement de ladite jambe, lesdits moyens actionneurs agissant sur ladite jambe selon une direction parallèle à la direction transversale. Ainsi, la structure déployable permet de reproduire différentes configurations correspondant à différentes portions de tronçon. Les deux jambes séparées et l'action des moyens actionneurs selon la direction transversale, permettent de dégager la visibilité et de réduire les interférences avec les systèmes de vision détectant les mouvements et les positions du sujet.
L'invention est avantageusement mise en œuvre selon les modes de réalisation exposés ci-après lesquels sont à considérer individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante.
Avantageusement, le dispositif objet de l'invention comporte :
c. des moyens liés aux extrémités de fixation des jambes et aptes à régler l'écartement desdites jambes selon une direction, dite longitudinale, parallèle au plan de base et perpendiculaire à la direction transversale Ainsi ledit dispositif permet le réglage facile de plusieurs distances intercadre ou intercouple.
Selon un premier mode de réalisation, le dispositif objet de l'invention comporte : d. une plate-forme liée aux extrémités de support des jambes
Ce mode de réalisation est plus particulièrement adapté à la reproduction d'un plancher couvert.
Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif objet de l'invention comprend :
e. un ensemble de profilés, lié aux extrémités de support des jambes et reproduisant une partie d'une structure, notamment une structure de plancher.
Ce mode de réalisation est plus particulièrement adapté à la reproduction d'une structure de plancher non couverte, comprenant par exemple des traverses et des rails.
Selon un troisième mode de réalisation, le dispositif objet de l'invention comporte : f . sur chaque extrémité de support de chaque jambe, un profilé articulé par rapport à ladite extrémité.
Cette variante réalisation est plus particulièrement adapté à la reproduction d'une paroi de fuselage ou de coque, entre deux cadres ou entre deux couples.
Selon un mode de réalisation, chaque jambe comprend :
- deux bielles connectées entre elles en ciseau par une liaison pivot, l'une des extrémités de l'une des bielles étant liée au plan de base par une liaison pivot et l'une des extrémités de l'autre bielle étant liée au plan de base par une liaison pivot glissant.
Cette configuration permet d'obtenir une amplitude de déploiement importante desdites jambes, tout en conservant les actionneurs dans un plan parallèle au plan de base. Ainsi, avantageusement, les moyens actionneurs agissent sur les bielles liées par un pivot glissant au plan de base, par une action parallèle à la direction de glissement de cette liaison, de sorte que lesdits actionneurs n'interfèrent pas avec la zone de visibilité des capteurs de mouvements permettant de placer le sujet dans l'environnement virtuel. Avantageusement, le dispositif objet de l'invention comprend, selon cette dernière variante de réalisation, des moyens pour déplacer la position de la liaison connectant les bielles en ciseau. Ainsi, l'interface de support de chaque jambe est orientable selon un axe parallèle à l'axe longitudinal par la modification du point d'articulation des ciseaux.
Avantageusement, la plate-forme du dispositif objet de l'invention selon le premier mode de réalisation, est constituée d'un matériau transparent. Ainsi, ladite plate-forme n'obstrue pas la visibilité des capteurs de position et de mouvement.
Avantageusement le dispositif selon le troisième mode de réalisation de l'invention comporte :
g. un support en portique entre les jambes, lié au plan de base par une liaison pivot d'axe parallèle au plan de base et perpendiculaire à la direction transversale.
Ainsi, ledit support en portique permet de simuler la présence d'une lisse s'étendant entre deux cadres d'un fuselage ou une carlingue entre deux couples d'une coque de navire.
Avantageusement, le dispositif objet de l'invention comporte :
h. une pluralité de cibles pour la détermination de sa position dans l'espace. Ainsi, les positions relatives du dispositif objet de l'invention et du sujet sont déterminables par des capteurs optiques.
L'invention concerne également l'utilisation d'un dispositif selon l'un quelconque des modes de réalisation de l'invention, pour la création d'une interface tangible destinée à un sujet évoluant dans un environnement virtuel.
L'invention concerne également un procédé pour la création d'une interface tangible destinée à un sujet évoluant dans un environnement visuel virtuel, lequel procédé comprend les étapes consistant à :
i. associer un nombre quelconque de dispositifs objet de l'invention selon l'un quelconque de leurs modes de réalisation ;
ii. ajuster la hauteur de chaque jambe de chaque dispositif au moyen des moyens actionneurs ;
iii. obtenir la position relative du sujet et des dispositifs ;
iv. créer dans l'environnement virtuel du sujet, une image correspondant aux objets réels mimés par les dispositifs.
Ainsi, ce procédé permet de mimer les obstacles de l'environnement réel de l'opérateur et de reconfigurerfacilement cet environnement. La coopération de plusieurs dispositifs selon les trois modes de réalisation permet de mimer la plupart des configurations d'évolution du sujet dans un tronçon d'aéronef ou dans une coque de navire.
Notamment, le procédé objet de l'invention comprend une étape consistant à : v. ajuster la hauteur et l'orientation des bielles des jambes et du support en portique d'un dispositif selon le troisième mode de réalisation de l'invention, notamment de sorte à reproduire un espace intercadre d'un fuselage d'aéronef.
Avantageusement le procédé objet de l'invention comporte une étape consistant à :
vi. ajuster la hauteur et l'orientation relative d'un dispositif selon le premier mode de réalisation de l'invention et d'un dispositif selon le deuxième mode de réalisation de l'invention de sorte à produire une interface tangible reproduisant des conditions d'assemblage sous le plancher, notamment dans un tronçon aéronef
Ce mode de mise en œuvre du procédé objet de l'invention permet de mimer l'environnement de la plupart des conditions d'assemblage au niveau d'un plancher d'aéronef.
L'invention est exposée ci-après selon ses modes de réalisation préférés, nullement limitatifs, et en référence aux figures 1 à 4 dans lesquelles :
- la figure 1 montre selon une vue en perspective, un exemple de réalisation d'un dispositif objet de l'invention ;
- la figure 2 représente un mode de réalisation du dispositif objet de l'invention, comportant des moyens de simulation d'un plancher, liés à l'interface de support du dispositif selon le mode de réalisation de la figure 1 ;
- la figure 3 est un exemple de réalisation, selon une vue en perspective, du dispositif objet de l'invention comprenant des jambes telles que représentées figure 1 et comportant une plate-forme ;
- et la figure 4 représente selon une vue en perspective, un autre mode de réalisation du dispositif objet de l'invention, comportant des profilés liés individuellement à chaque jambe et un support portique entre lesdites jambes. Figure 1 , selon un exemple de réalisation, le dispositif objet de l'invention comprend deux jambes (101 , 102) déployables, s'étendant selon une direction (1 1 1 ) transversale et fixées dans un plan de base (100). Lesdites deux jambes (101 , 102) sont, selon cet exemple de réalisation, sensiblement parallèles et distantes selon une direction, dite longitudinale, perpendiculaire au plan de base, d'une distance (1 12) correspondant, par exemple, à la distance intercadre dans un tronçon de fuselage d'aéronef. Selon cet exemple de réalisation, la distance (112) longitudinale entre lesdites jambes (101 , 102) est réglée lors de la fixation de celles-ci sur le plan de base. Alternativement cette distance (1 12) est réglée par des moyens (non représentés) permettant de déplacer relativement l'une des jambes par rapport à l'autre. Selon cet exemple de réalisation, chaque jambe (101 , 102) comprend une pluralité de bielles (121 , 122) articulées en ciseau en leur centre. L'extrémité (131 ) d'une des bielles (121 ) est liée au plan de base par une liaison pivot d'axe parallèle à l'axe longitudinal. L'extrémité (131 ) de l'autre bielle (122) est liée au plan de base par une liaison pivot glissant dont l'axe de pivot est parallèle la direction longitudinale, et dont la direction de translation est parallèle à la direction (11 1 ) transversale. Un actionneur (150), par exemple un vérin à vis, agit sur cette liaison pivot glissant de sorte à déplacer en translation l'extrémité (132) de la biellette (122) et obtenir le déploiement de la jambe (101 ) dans le sens vertical, perpendiculaire au plan de base (100). Selon cet exemple de réalisation, le déploiement de chaque jambe (101 , 102) est commandé séparément. Selon l'application visée, les deux jambes (101 , 102) sont alternativement liées entre elles de sorte qu'un seul actionneur est nécessaire pour déplacer les deux jambes. À son extrémité distante du plan de base, chaque jambe (101 , 102) comporte une interface (140) de support pour la fixation de pièces mimant l'environnement. Avantageusement ces pièces sont constituées d'un matériau transparent tel que du poly(méthacrylate de méthyle), ou PMMA.
Figure 2, à titre d'exemple non limitatif, un ensemble (260) de profilés mimant la structure d'un plancher est fixé sur l'interface de support du dispositif selon le mode de réalisation de la figure 1 . La commande séparée de la hauteur de chaque jambe (101 , 102) permet de modifier l'orientation de cet ensemble (260) de profilés autour d'un axe (21 1 ) parallèle à l'axe transversal. Selon un mode de réalisation avantageux, l'articulation (220) des ciseaux est déplaçable de sorte que ladite articulation (220) ne soit pas réalisée au centre des bielles. Selon un exemple de réalisation, ce déplacement de la position de l'articulation (220) des ciseaux, est réalisé au montage ou lors de la configuration du dispositif, chaque bielle comportant à cette fin, une pluralité d'alésages (221 ) aptes à recevoir les moyens (220) d'articulation. Alternativement, la position du point d'articulation est pilotée de manière continue par des moyens (non représentés) motorisés. La modification de la position de l'articulation (220) des ciseaux permet de modifier l'orientation de l'ensemble (260) de profilés autour d'un axe (212) parallèle à la direction longitudinale du dispositif objet de l'invention.
Figure 3, selon un autre exemple de réalisation, une plate-forme (360) constituée d'un matériau transparent est liée à l'interface de support des jambes de sorte à mimer un plancher. Selon cet exemple de réalisation, la position de l'articulation (320) des ciseaux est également modifiable en plaçant cette articulation (320) dans l'un des alésages (321 ) prévu à cet effet dans les bielles constituant les jambes.
Selon les exemples de réalisation précédents, figures 2 et 3, les éléments liés aux interfaces de support des jambes relient les deux jambes. La nature de la liaison entre ces éléments et les interfaces de support des jambes est fonction des degrés de liberté dans le positionnement de ces éléments, et plus particulièrement des possibilités d'orientation selon les axes longitudinaux et transversaux.
Figure 4, selon un autre mode de réalisation, chaque élément (460) mimant la structure réelle est connecté individuellement à l'une des jambes. Ce mode de réalisation permet de mimer, par exemple, deux cadres de fuselage, ou plus généralement des raidisseurs transversaux. Selon ce mode de réalisation, le dispositif objet de l'invention comporte également un support (470) portique entre les jambes pour mimer la présence d'un raidisseur longitudinal tel qu'une lisse.
La position verticale, perpendiculaire au plan de base, du dispositif objet de l'invention, est déterminée par la position de l'actionneur.
En revenant à la figure 3, une pluralité de cibles (380), placées sur la plate-forme (360) selon cet exemple de réalisation, permet de définir la position dans l'espace du dispositif objet de l'invention par la détection desdites cibles (380) par les moyens (390) de mesure optique de l'environnement. La figure 3 représente schématiquement ces moyens de mesure optique par une caméra (390). En pratique le dispositif objet de l'invention comprend autant de caméras que nécessaire. Selon des exemples de réalisation, les cibles élémentaires se présentent sous la forme de sphères ou de ronds réfléchissants liés aux objets. Chaque cible est avantageusement constituée de plusieurs sphères, en pratique 3 à 4 sphères, liées et orientées entre elles selon une configuration particulière, dite constellation. Ainsi, chaque arrangement, ou constellation, est représentatif d'un objet particulier ce qui permet au système de mesure optique de discriminer chaque élément du dispositif objet de l'invention présent dans la scène, et également de discriminer ces éléments de l'opérateur y intervenant.
La description ci-avant et les exemples de réalisation montrent que l'invention atteint les objectifs visés, en particulier elle permet la création d'une interface tangible reconfigurable, apte à mimer une grande variété d'environnements avec un nombre réduit de moyens et en conservant une visibilité importante de la scène et du sujet intervenant dans cette scène. Le dispositif et le procédé objets de l'invention, sont avantageusement utilisés dans l'aide à la conception des postes d'assemblage en anticipant les postures des opérateurs et en optimisant les outillages en conséquence. Ainsi, le dispositif et le procédé objets de l'invention permettent de réduire les délais de développement des outillages et des gammes d'assemblage tout réduisant, par une meilleure anticipation des postures, les risques de troubles musculosquelettiques des opérateurs utilisant les outillages ainsi conçus.

Claims

REVENDICATIONS
Dispositif pour la constitution d'une interface tangible, notamment pour la reproduction de l'environnement d'un fuselage d'aéronef, apte à être installé sur un support dit plan de base (100), caractérisé en ce qu'il comprend :
a. deux jambes (101 , 102) s'étendant dans le plan de base (100) selon une direction (11 1 ) dite transversale, aptes à être déployées selon une direction d'extension comprenant la direction normale au plan de base, lesquelles jambes comportent une extrémité (131 , 132) de fixation apte à être fixée dans le plan de base et une extrémité (140) de support, déployable par rapport à l'extrémité de fixation, ladite extrémité de support étant apte à porter un accessoire ;
b. des moyens (150) actionneurs agissant sur chaque jambe (101 , 102) pour commander le déploiement de ladite jambe, lesdits moyens actionneurs agissant sur ladite jambe selon une direction parallèle à la direction transversale.
Dispositif selon la revendication 1 , comprenant :
c. des moyens liés aux extrémités (131 , 132) de fixation des jambes (101 , 102) et aptes à régler l'écartement (1 12) desdites jambes selon une direction, dite longitudinale, parallèle au plan de base (100) et perpendiculaire à la direction (1 1 1 ) transversale.
Dispositif selon la revendication 1 , comprenant :
d. une plate-forme (360) liée aux extrémités de support des jambes.
Dispositif selon la revendication 1 , comprenant :
e. un ensemble (260) de profilés, lié aux extrémités de support des jambes et reproduisant une partie de structure, notamment la structure d'un plancher d'aéronef.
Dispositif selon la revendication 1 , comprenant : f . sur chaque extrémité de support de chaque jambe, un profilé (460) articulé par rapport à ladite extrémité.
6. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel chaque jambe comprend :
deux bielles (121 , 122) connectées entre elles en ciseau par une liaison pivot, l'une des extrémités (131 ) de l'une des bielles (121 ) étant liée au plan de base par une liaison pivot et l'une des extrémités (132) de l'autre bielle (122) étant liée au plan de base par une liaison pivot glissant.
7. Dispositif selon la revendication 6, comprenant des moyens (220, 320;
221 , 321 ) pour déplacer la position de la liaison connectant les bielles en ciseau.
8. Dispositif selon les revendications 6 ou 7, dans lequel les moyens (150) actionneurs agissent sur les bielles liées par un pivot glissant au plan de base en agissant parallèlement à la direction de glissement de cette liaison.
9. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la plate-forme (360) est constituée d'un matériau transparent.
10. Dispositif selon a revendication 4, dans lequel l'ensemble (260) de profilés liés à l'interface de support sont constitué d'un matériau transparent. 11. Dispositif selon la revendication 5, comprenant :
g. un support en portique (470) entre les jambes, lié au plan de base par une liaison pivot d'axe parallèle au plan de base et perpendiculaire à la direction transversale.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , comprenant :
h. une pluralité de cibles (380) pour la détermination de sa position dans l'espace.
13. Utilisation d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, pour la création d'une interface tangible destinée à un sujet évoluant dans un environnement virtuel.
Procédé pour la création d'une interface tangible destinée à un sujet évoluant dans un environnement visuel virtuel, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :
i. associer un nombre quelconque de dispositifs selon la revendication 12 ;
ii. ajuster la hauteur de chaque jambe de chaque dispositif au moyens des moyens actionneurs ;
iii. obtenir la position relative du sujet et des dispositifs ;
iv. créer dans l'environnement virtuel du sujet, une image correspondant aux objets réels mimés par les dispositifs.
Procédé selon la revendication 14 comprenant une étape consistant à : v. ajuster la hauteur et l'orientation des bielles des jambes et du support portique d'un dispositif selon la revendication 10 de sorte à reproduire un espace intercadre d'un fuselage d'aéronef.
Procédé selon la revendication 14, comprenant une étape consistant à : vi. ajuster la hauteur et l'orientation relative d'un dispositif selon la revendication 3 et d'un dispositif selon la revendication 4 de sorte à produire une interface tangible reproduisant des conditions d'assemblage sous plancher d'un aéronef.
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