Stimulateur vestibulaire tridimensionnel robotisé

La présente invention concerne un stimulateur vestibulaire tridimensionnel robotisé. Elle a des applications dans le domaine de la recherche, des tests et des études, notamment de la fonction vestibulaire chez des sujets d'études.

On connaît déjà des dispositifs de positionnement automatisés selon trois axes comme par exemple les appareils de la série AC3350 de la société ACUTRONIC qui permettent des positionnements angulaires quelconques en lacet (« yaw »), tangage (« pitch ») et roulis (« roll »). Ces dispositifs sont toutefois relativement volumineux, coûteux et destinés à tester des appareils de mesure comme les gyroscopes. La présente invention propose la mise en œuvre de moyens aboutissant à une réduction de coûts tout en permettant d'obtenir de bonnes performances dans les positionnements possibles. Elle peut être déclinée de diverses manières notamment en ce qui concerne les capacités d'emport sur le plateau porte-sujet.

L'invention concerne donc un simulateur vestibulaire tridimensionnel robotisé comportant un plateau pour un sujet à stimuler, ledit plateau pouvant être mis en mouvement par des actionneurs selon des évolutions cinétiques dans un espace à trois dimensions au cours du temps et par rapport à un référentiel fixe.

De préférence les évolutions sont contrôlées par un moyen informatique.

Selon l'invention, le plateau est mobile en rotation (pour le mouvement de lacet), un actionneur de plateau, fixé sur un support de plateau sensiblement parallèle audit plateau, pouvant mettre en rotation dans un sens ou l'autre ledit plateau autour d'un axe de rotation perpendiculaire au plateau, le support de plateau est fixé (par la périphérie) à un

premier bras de levier rigide sensiblement perpendiculaire au support de plateau par une première extrémité dudit premier bras de levier, la seconde extrémité dudit premier bras de levier étant fixée par une première rotule à un chariot vertical, un deuxième bras de levier perpendiculaire au premier bras de levier étant fixé rigidement à la seconde extrémité du premier bras de levier, l'extrémité libre du deuxième bras de levier étant fixée par une deuxième rotule à une première extrémité d'un premier actionneur linéaire de roulis disposé latéralement par rapport au support de plateau et dont la seconde extrémité est reliée par une troisième rotule à un premier point du référentiel, le premier bras de levier et le deuxième bras de levier ayant ainsi une forme en L (dans un même plan, avec une extrémité libre du deuxième bras de levier éventuellement repliée à 90° vers l'avant), le premier actionneur de roulis permettant lors de ses mouvements au moins une rotation de la première rotule et au moins un mouvement de balançoire (en roulis) du support de plateau sensiblement dans le plan du premier actionneur linéaire de roulis, le chariot vertical est actionné par un actionneur linéaire de translation verticale (de tangage et/ou verticalité) de direction générale sensiblement verticale lui- même fixé rigidement sur un chariot horizontal afin de permettre lors des mouvements du chariot vertical au moins une rotation de la seconde rotule (et de la quatrième rotule dans le cas où un second actionneur linéaire de roulis est mis en oeuvre) et au moins un mouvement de balançoire (de tangage) du support de plateau dans le plan de l'actionneur linéaire vertical, le chariot horizontal étant actionné par un actionneur linéaire de translation horizontale de direction générale sensiblement horizontale fixé rigidement en au moins un troisième point du référentiel afin de permettre lors des mouvements du chariot horizontal un déplacement en translation horizontale de l'actionneur linéaire de translation verticale (de tangage et/ou verticalité).

Dans divers modes de mise en œuvre de l'invention, les moyens suivants pouvant être utilisés seuls ou selon toutes les combinaisons techniquement envisageables, sont employés : - l'extrémité libre du deuxième bras de levier est recourbée à 90° (vers l'avant) dans le plan général dudit deuxième bras de levier afin que la deuxième rotule soit sensiblement dans un plan perpendiculaire au plateau comprenant l'axe de rotation dudit plateau et parallèle au premier bras de levier, - un troisième bras de levier perpendiculaire au premier bras de levier est fixé rigidement à la seconde extrémité du premier bras de levier du coté opposé et dans le prolongement du deuxième bras de levier, l'extrémité libre du troisième bras de levier étant fixée par une quatrième rotule à une première extrémité d'un second actionneur linéaire de roulis disposé latéralement et à l'opposé du premier actionneur linéaire de roulis par rapport au support de plateau et dont la seconde extrémité est reliée par une cinquième rotule à un deuxième point du référentiel, le premier bras de levier, le second bras de levier et le troisième bras de levier ayant ainsi une forme en T, le premier actionneur linéaire de roulis et le second actionneur linéaire de roulis fonctionnant complémentairement l'un de l'autre, - l'extrémité libre du troisième bras de levier est recourbée à 90° (vers l'avant) dans le plan général dudit troisième bras de levier afin que la quatrième rotule soit sensiblement dans un plan perpendiculaire au plateau comprenant l'axe de rotation dudit plateau et parallèle au premier bras de levier, - de préférence les deux extrémités libres du deuxième et du troisième bras de levier sont recourbées à 90° (vers l'avant), - les extrémités libres des deuxième et troisième bras de levier sont recourbées à 90° dans le plan général desdits deuxième et troisième bras de levier afin que les deuxième et quatrième rotules soient sensiblement dans un plan

perpendiculaire au plateau, comprenant l'axe de rotation dudit plateau et parallèle au premier bras de levier,

- le support de plateau, les premier, deuxième et troisième bras de levier forment une nacelle au moins ouverte sur l'avant et le dessus, deux renforts étant disposés entre les extrémités libres recourbées des deuxième et troisième bras de levier et le support de plateau,

- les actionneurs sont débrayables,

- les actionneurs sont blocables dans une position prédéfinie, - la deuxième rotule et l'éventuelle quatrième rotule sont démontables afin de pouvoir désolidariser le premier actionneur linéaire de roulis et l'éventuel second actionneur linéaire de roulis des extrémités libres de leurs bras de levier correspondants, - les évolutions cinétiques peuvent être choisies parmi les mouvements en lacet, en roulis, en tangage, en translation verticale et en translation horizontale éventuellement en combinaison,

- au moins une connexion électrique tournante est mise en œuvre entre le plateau et le support de plateau,

- l'actionneur de plateau est omis, le plateau étant directement fixé rigidement au support de plateau,

- les actionneurs linéaires comportent en parallèle un moteur rotatif sur crémaillère en parallèle d'un vérin à gaz, - la surface sujet du plateau porte-sujet est orientée vers le haut, vers le premier bras de levier,

- la surface sujet du plateau porte-sujet est orientée vers le bas, à l'opposé du premier bras de levier, (le sujet peut être mis tête en bas) - le plateau porte-sujet est amovible pour pouvoir être installé de manière à ce que la surface sujet du plateau porte-sujet soit orientée vers le haut, vers le premier bras de levier, ou de manière à ce que la surface sujet du plateau porte-sujet soit orientée vers le bas, à l'opposé du premier bras de levier, (le sujet peut être mis tête en bas)

- le plateau porte sujet est interchangeable,

- au moins un des points du référentiel pour fixation de la seconde extrémité du premier et/ou de l'éventuel second actionneur linéaire de roulis est déplaçable, (correspond à la troisième rotule et/ou cinquième rotule)

- le sujet est un animal d'expérience d'un poids maximum d'environ 35Kg,

- la translation horizontale maximale de l'actionneur horizontal est d'environ 400mm, - la translation verticale maximale de l'actionneur vertical est d'environ 400mm,

- la rotation est illimitée,

- le roulis est limité à environ +/- 20° par rapport à la verticale, - le tangage est limité entre environ +80° vers l'avant et -20° vers l'arrière par rapport à la verticale,

- les actionneurs comportent en outre des codeurs de position.

La présente invention va maintenant être exemplifiée sans pour autant en être limitée avec la description qui suit en relation avec les figures suivantes: la Figure 1 qui représente vue de face par l'avant un exemple de réalisation du stimulateur vestibulaire selon l'invention avec deux actionneurs linéaires de roulis, la Figure 2 qui représente vue latéralement le même exemple de réalisation du stimulateur vestibulaire selon l'invention avec deux actionneurs linéaires de roulis, la Figure 3 qui représente schématiquement un actionneur linéaire, les Figures 4 à 6 qui donnent des courbes de réponse du stimulateur, les Figures 7 à 12 qui donnent des représentations géométriques des positions des organes du stimulateur pour analyse des capacités et disposition des organes du stimulateur.

Le stimulateur de l'invention permet de mouvoir un sujet, en pratique un animal, placé sur un plateau d'expérimentation pour effectuer des stimulations vestibulaires ou d'autres types. Les mouvements élémentaires permis du plateau qui supporte le sujet de l'expérimentation sont : un mouvement lacet, un mouvement selon la verticale, un mouvement selon l'horizontale, un mouvement de roulis autour d'un axe fixe et un mouvement de tangage autour d'un axe virtuel. Certaines combinaisons de ces mouvements élémentaires sont possibles.

Dans la description qui suit des mouvements élémentaires possibles d'un exemple de réalisation de l'invention, on utilise le terme axe pour nommer les actions de chacun des actionneurs. Ainsi, le stimulateur ici présenté en relation avec les Figures comportant cinq actionneurs, on parlera de cinq axes, un axe en rotation pour l'actionneur de plateau et quatre axes en translation selon diverses orientations selon les combinaisons possibles pour les actionneurs linéaires. Ainsi, un mode de fonctionnement utilisant les cinq axes est possible avec un mouvement horizontal combiné selon trois axes, un mouvement vertical combiné selon trois axes, un mouvement de roulis combiné selon deux axes, un mouvement de tangage combiné selon trois axes et un mouvement de lacet pur combiné selon quatre axes. Les actionneurs potentiellement fonctionnellement efficaces sont alors : l'actionneur de plateau (rotation : lacet), le premier actionneur linéaire de roulis, le second actionneur linéaire de roulis, l'actionneur linéaire de translation verticale et l'actionneur linéaire de translation horizontale.

Un mode de fonctionnement utilisant trois axes est également possible avec un mouvement horizontal pur, un mouvement vertical pur et un mouvement de lacet pur horizontal. Dans ce mode trois axes, les premier et second actionneurs linéaires de roulis disposés latéralement par

rapport au plateau sont débrayés et, préférentiellement, sont déconnectés des extrémités libres des deuxièmes et troisièmes bras de levier au niveau des deuxièmes et quatrièmes rotules, il ne reste alors de potentiellement fonctionnellement efficace que l'actionneur de plateau (rotation : lacet), l'actionneur linéaire de translation verticale et l'actionneur linéaire de translation horizontale.

Sur la Figure 1 , vue de face, et la Figure 2, vue latérale, le stimulateur 1 met en œuvre deux actionneurs linéaires de roulis, un premier 1 1 et un second 19, reliés à leurs premières extrémités d'une manière amovible par des deuxième 10 et quatrième 18 rotules à la partie supérieure d'une cage comportant à sa partie inférieure un support de plateau 4, un actionneur en rotation 3 d'un plateau porte- sujet 2. La cage est formée d'un premier bras de levier 5 et de deux autres bras de levier perpendiculaires au premier, soit un deuxième 8 et un troisième 16 à extrémités libres recourbées vers l'avant 9, 17 pour fixation aux rotules 10, 18, cet ensemble ayant une forme générale en T vue de face. Des renforts latéraux parallèles au premier bras de levier complètent et renforcent la cage. Une première rotule 6 relie l'extrémité supérieure du premier bras de levier 5 à un chariot 7 d'actionneur linéaire vertical 13, ce dernier étant lui-même solidaire d'un chariot 14 d'actionneur linéaire horizontal 15. Les secondes extrémités du premier 1 1 et du second 19 actionneurs de roulis sont reliées à des points du référentiel par une troisième 12 rotule et cinquième 20 rotule.

Pour les exemples de valeurs de caractéristiques dynamiques du stimulateur qui sont données par la suite on a considéré un stimulateur présentant approximativement un empâtement latéral en largeur de 1 ,20m, en profondeur de 1 ,30m et en hauteur de 1 , 10m comme représenté sur les Figures 1 (vue de face) et 2 (vue latérale) et des actionneurs linéaires de 400mm de course.

Figure 1 , la dimension B, distance entre la deuxième 10 rotule (à la première extrémité du premier actionneur linéaire de roulis) et la quatrième 18 rotule (à la première extrémité du second actionneur linéaire de roulis), est d'environ 40cm. Figure 2, la dimension A, distance entre la première rotule 6 et l'axe joignant la deuxième 10 rotule à la quatrième 18 rotule, est d'environ 20cm.

Figure 2, la dimension C, distances entre le plateau porte-sujet et l'axe joignant la deuxième 10 rotule à la quatrième 18 rotule (soit sensiblement la longueur du premier bras de levier moins la distance entre le support de plateau et le plateau porte sujet), est d'environ 20cm.

Pour ce qui est du mouvement de lacet pur correspondant à la rotation du plateau par rapport au support de plateau par l'actionneur de plateau, la rotation est infinie (>360°) et, de préférence un encodeur angulaire est mis en œuvre afin de connaître la position angulaire (modulo 360°) du plateau par rapport au support de plateau. Le plateau et le support de plateau sont sensiblement parallèles entre eux et l'axe de rotation perpendiculaire au plan du plateau. La vitesse de rotation maximale du plateau est d'environ 1636°/sec mais dépend de l'actionneur mis en œuvre (et éventuellement de l'encodeur au cas où un rétro-contrôle de la rotation est mis en œuvre). Les deux sens de rotation sont possibles. De préférence le plateau est en aluminium ou matière plastique pour un allégement maximal. Le plateau peut comporter des points ou lignes d'ancrage (rainure de fixation) pour y attacher le sujet et des appareillages de mesure. De préférence, un joint tournant à 18 circuits électriques est intégré au plateau avec un connecteur pour branchement des circuits de mesure (résistance d'insertion 10mω @ 6Volts - 5OmA et une capacité de 2A maximum par circuit pour 6.10 ⁶ manœuvres). Dans une variante, la mise en œuvre d'un appareillage à transmission radio et alimentation autonome voire par induction (une bobine émettrice dans le

support de plateau et une bobine réceptrice dans le plateau) permet de se passer du joint tournant.

Pour ce qui est du mouvement de roulis pur qui consiste à ce que le plateau ait un mouvement de balançoire latéral (de droite à gauche) sensiblement dans le plan passant par les premier 1 1 et second 19 actionneurs linéaires de roulis disposés latéralement par rapport au plateau on peut mettre en œuvre une combinaison de deux axes avec rotation autour de la première 6 rotule en un point vertical fixe. On peut également mettre en œuvre une combinaison de trois axes avec rotation autour de la première 6 rotule en un point quelconque d'une droite verticale ou horizontale selon que l'actionneur linéaire de translation verticale 13 ou l'actionneur linéaire de translation horizontale 15 est utilisé. On peut enfin mettre en œuvre une combinaison de quatre axes avec rotation autour de la première 6 rotule en un point quelconque d'un plan vertical avant-arrière (perpendiculaire au plan passant par les premier et second actionneurs linéaires de roulis) en utilisant à la fois l'actionneur linéaire de translation verticale et l'actionneur linéaire de translation horizontale. Dans cet exemple, le balancement est limité à environ +/- 20° par rapport à la verticale.

Pour ce qui est du mouvement de tangage pur qui consiste à ce que le plateau ait un mouvement de balançoire avant-arrière (antéro-postérieur) c'est l'actionneur linéaire de translation verticale 13 qui permet ce mouvement, les extrémités libres recourbées 9, 17 des deuxième et troisième 16 bras de leviers étant en rotation au niveau des deuxième 8 et quatrième 18 rotules. Ici encore, on peut mettre en œuvre plusieurs combinaison d'axes selon de l'on fait agir ou non l'actionneur linéaire de translation horizontale 15 et/ou en outre les premier et second actionneurs linéaires de roulis pour déplacer le point de rotation des deuxième 10 et quatrième 18 rotules à d'autres positions verticales (en déplaçant également parallèlement le point de position moyen

de l'actionneur linéaire de translation verticale dans le cas où l'axe joignant la deuxième et quatrième rotules reste fixe, et dans une variante celui-ci peut également osciller). Dans cet exemple, le balancement est limité à environ +50° vers l'avant et -20° vers l'arrière par rapport à la verticale.

Pour ce qui est du mouvement de translation pur plusieurs possibilités existent en fonction du nombre d'axes mis en œuvre : l'actionneur linéaire de translation verticale seul pour déplacer verticalement le plateau (mouvement de translation verticale), l'actionneur linéaire de translation horizontale seul pour déplacer horizontalement le plateau (mouvement de translation horizontale) ou, encore, l'actionneur linéaire de translation verticale et l'actionneur linéaire de translation horizontale ensembles pour déplacer le plateau dans un plan vertical antéro-postérieur. Si l'on souhaite un tel mouvement de translation pur, il est possible soit de débrayer les premier et second actionneurs linéaires de roulis disposés latéralement par rapport au plateau, ou, préférentiellement, de les déconnecter des extrémités libres des deuxièmes et troisièmes bras de levier au niveau des deuxièmes et quatrièmes rotules.

La vitesse maximale par axe (actionneurs linéaires) est d'environ 1 m/s pour une précision de 1 /10mm. Un actionneur linéaire est représenté sur la Figure 3 et il comporte deux extrémités pouvant être éloignées ou rapprochées linéairement. A chaque extrémité est fixée une rotule 20 permettant la transmission du mouvement linéaire et des mouvements de rotation. L'actionneur linéaire comporte un boîtier 26 dans lequel coulisse une crémaillère 21 guidée à billes 23 et actionnée par le pignon 22 d'un moteur électrique. Un vérin à gaz 25 en parallèle de la crémaillère permet l'amortissement et l'équilibrage des charges mécaniques et embarquées. Une butée de retenue 24 est fixée à une extrémité de la crémaillère 21 . Un moyen de mesure de la course (non représenté) à type de codeur

incrémental (dans l'exemple : 1024 points soit une précision de 1 /10mm sur la course de 400mm) permet de connaître la position d'une extrémité par rapport à l'autre. Pour l'actionneur en rotation du plateau porte-sujet, un codeur angulaire est également mis en œuvre.

On comprend que les valeurs données pour angles de balancement sont liées aux caractéristiques physiques de l'appareil et notamment la longueur des bras de levier et la longueur des actionneurs linéaires. D'autre part, les caractéristiques dynamiques, en particulier fréquences maximales en rotation et linéaire, dépendent notamment des capacités des actionneurs et de la charge embarquée sur le plateau porte-sujet. Des courbes de réponse donnant les fréquences maximales de certains mouvements (tangage, roulis, lacet/rotation, translation), en fonction de la charge embarquée peuvent être déterminées. On donne à titre d'exemple sur la Figure 4 la fréquence maximale en rotation en degrés/s en fonction de la charge (triangle) embarquée en Kg pour un plateau porte-sujet de diamètre 180mm en mouvement de tangage (carreaux), roulis (carrés) et lacet (croix) à différentes fréquences en Hz. La Figure 5, pendante de la précédente, concerne le cas d'un plateau porte-sujet de 380mm. Ces trois mouvements correspondent à des rotations autour d'un point à mi-chemin entre les points d'attaches. La Figure 6 concerne les actionneurs linéaires en général et donne l'amplitude maximale de la translation en m (course) en fonction de la fréquence oscillatoire en Hz.

Le stimulateur est sous le contrôle d'un microordinateur qui comporte une interface graphique utilisateur permettant de programmer et/ou enregistrer les types de mouvement souhaités (roulis, tangage, lacet, translations et combinaisons), leurs caractéristiques (notamment amplitudes, fréquences) et évolutions au cours du temps. Grâce aux retours donnés par les codeurs linéaires et en rotation, le système stimulateur et micro-ordinateur peut fonctionner en

boucle fermée. De plus, lors de la programmation des mouvements, le programme peut, dans une phase d'évaluation ou lors de la saisie, déterminer des incompatibilités ou impossibilités de mouvements ou caractéristiques de mouvement (par exemple amplitude de tangage trop importante vers l'arrière risquant d'amener le plateau porte-sujet vers l'arrière contre l'actionneur linéaire vertical). Grâce à l'interface graphique de saisie, l'utilisateur peut choisir isolément ou en combinaison le/les mouvements : rotation du plateau porte-sujet, le roulis gauche, le roulis droit, la translation verticale, la translation horizontale. Il peut également choisir les vitesses selon les axes et en rotation ainsi que les évolutions combinées ou non: sinusoïdale, rampe, carré, triangle ou autres (un module AUTOMATISME de programmation d'évolution est disponible qui permet de créer, enregistrer et récupérer des scénarios/scripts d'évolutions de mouvement) et leurs caractéristiques (amplitudes en mm ou degrés selon les cas, fréquence, durée...). Par exemple, il est possible de créer un automatisme pour faire monter le plateau de 10cm durant 3s puis lancer un roulis de 3Hz d'amplitude +/-4°.

Par mesure de sécurité, outre les évaluations ou contrôles à la saisie évitant les impossibilités ou incompatibilités, des moyens d'arrêt d'urgence sont disponibles aussi bien sur l'interface graphique que sur un pupitre de contrôle propre du stimulateur avec en particulier un bouton poussoir d'arrêt d'urgence. Le pupitre, dans une version évoluée permet également l'exécution de fonctions simples comme l'exécution du programme saisi sur le micro- ordinateur. Ainsi, les mouvements peuvent être commandés individuellement ou plusieurs en même temps par des boutons sur le pupitre de commande.

En retour, lors de l'exécution des mouvements, il est possible de suivre les évolutions réelles des actionneurs

grâce aux codeurs et de pouvoir enregistrer et/ou afficher ces évolutions sur l'écran du micro-ordinateur.

Outre les possibilités de programmation décrites ci- dessus, le système peut également fonctionner manuellement en fonction de la position d'un capteur de position actionné par un utilisateur. Ce capteur, dans une version simplifiée est la souris du micro-ordinateur, et dans des versions plus évoluées peut être un levier de commande type « joystick », voire un capteur trois dimensions. Dans le mode manuel, les évolutions du stimulateur sont soit en direct, selon les actions de l'utilisateur, soit les actions enregistrées et restituées ultérieurement. De préférence, le programme du mode manuel détecte les incompatibilités et impossibilités de mouvement du stimulateur. On va maintenant détailler les possibilités d'évolution dynamique du stimulateur décrit à titre d'exemple en considérant un référentiel xyz, avec y axe antéro-postérieur (avant-arrière), x axe droite-gauche, z axe vertical, et grâce à des représentations géométriques pour calcul. En ce qui concerne le positionnement des premier et second actionneurs linéaires de roulis (vérins Gauches et Droites), du fait de la présence desdits actionneurs de roulis et en translation verticale, il existe un cône de blocage. Sur la Figure 7, on considère le cas où l'on veut avoir un roulis et tangage de +/-20° (tangage allant jusqu'à 80°) par rapport à la verticale avec, de plus, des déplacements possible en horizontal de 40cm et en vertical de 35cm. Le déplacement minimal Dmin est de 59,8cm. Pour déterminer ce positionnement on considère le plateau dans le pire des cas (à -20° dans le plan (Ox ₁ Oz), à -20° dans le plan (Oy ₁ Oz), déplacement Horizontal=0, déplacement Vertical=92.5cm minimum) et on peut ainsi voir qu'il faut que les premier et second actionneurs linéaires de roulis soient inclinés d'un angle de 20° dans le plan (Ox, Oz) et donc que les secondes extrémités desdits actionneurs de roulis soient à environ

19cm de part et d'autre de l'axe z sur l'axe x. Le schéma correspondant à ce cas est donné sur la Figure 7 où l'on voit que les points d'attache bas des vérins Gauche et Droit (troisième et cinquième rotules) doivent être fixés à environ 19cm (19,08cm sur Ox) de part et d'autre de Oz. Pour permettre les déplacements en translation on dispose de deux possibilités : (a) on peut encore reculer les points d'attache inférieur (secondes extrémités) des vérins G et D d'environ 21 cm (20,92cm) par rapport à la position précédente ou (b) on peut autoriser les mouvements de la position Horizontale seulement entre 21 cm et 40cm lorsque les vérins G et D sont rattachés à leurs premières extrémités (extrémités supérieures) à la nacelle du plateau. Par contre, les vérins G et D doivent être détachés pour les courses H=O à 21 cm.

En ce qui concerne les déplacement Horizontaux et Verticaux en l'absence de roulis et de tangage et avec les points d'attache bas des vérins G et D (troisième et cinquième rotules) fixés à 19cm (sur Ox), l'axe joignant la deuxième rotule à la quatrième rotule, c'est à dire aux extrémités supérieures des vérins G et D (premières extrémités des deux actionneurs de roulis), peut reculer de 21 cm et avancer de 19cm et monter de 35cm sans obstacle (si on maintient le plateau porte-sujet à l'horizontale, on n'atteint pas la limite du cône de blocage même si l'on recule de 21 cm). Par contre selon que les vérins G et D sont rattachés à leurs premières extrémités (extrémités supérieures) à la nacelle du plateau ou non (les vérins peuvent alors être écartés et ne plus constituer une limite) on peut obtenir des amplitudes maximales différentes. En effet, on peut constater que si les vérins gauches et droits sont accrochés à la nacelle par leurs extrémités supérieures, ces vérins G et D, pour suivre le mouvement, doivent se déplacer de plus de 107,93-70,25= 37,68cm alors que la limite maximale de déplacement est de 35 voire 34,5cm dans cet

exemple. On doit donc limiter la course verticale de 3 cm en privilégiant soit le haut de la course, soit le bas de la course, ou prévoir les accroches entre 73cm à 108cm. Il en résulte que sur la verticale on peut avoir un déplacement de 95,5 à 92, 5+35=127, 5cm (amplitude 32cm). Ces cas sont représentés Figure 8 et 9.

En ce qui concerne le tangage de -20° à +80°, cas représenté Figure 10, il n'est réalisable que si le point virtuel (centre de rotation) est quasiment au milieu du plateau : Ainsi le point d'accroché (blocage) vertical du plateau va t il passer à -15cm et avancer de 13cm tandis que les longueurs des vérins G et D passeront de 85, 12 (-20°) à 1 17,59cm (80°) soit un débattement G et D de 32,5cm. Pour réaliser ce mouvement, l'accroche du plateau doit varier de 85, 1 cm à 1 17,6cm sur les vérins G et D. Etant donné que le débattement peut varier de 34,5cm, le plateau pourra être accroché à 83cm pour aller à 83+34,6=1 17.6cm. Si on y ajoute les déplacements horizontal et vertical, on peut avoir un mouvement horizontal possible entre les hauteurs 83cm(un peu moins en pratique) + 23cm(hauteur plateau) = 106cm et 92.5cm(hauteur minimale) + 35cm(débattement hauteur) = 127,5cm. Cela fait un débattement vertical de 127,5-106=21 ,5cm. Le déplacement horizontal possible est toujours de 40cm. Pour le mouvement tangage -20° à +80°, on ne peut aller ni vers le bas (accroche verticale minimale), ni vers le haut (accroches vérins maximum), ni vers la gauche (risque d'atteindre le cône de blocage), ni vers la droite (augmentation de la longueur maximale des vérins).

En ce qui concerne un mouvement de roulis-tangage de +/-20°, cas représenté Figure 1 1 (l'accroche sur la verticale est à +20cm), on doit noter que pour pouvoir réaliser +/-20° d'angles tant au niveau du roulis que du tangage, la position du point virtuel doit à peu près être au centre du plateau sur l'axe du roulis. Il en résulte que la position selon l'axe Ox (droite-gauche) peut bouger en basse fréquence de 19cm et

selon l'axe Oz (verticale) de 9cm à partir de 92, 5+20=1 12, 5cm.

On peut également considérer les deltas (écarts) maxima pour une fréquence de 2Hz dans le cas de vitesses de déplacements qui sont au maximum de 1 m/s. Le cas correspondant a été représenté Figure 12 (remontée obligatoire de 16cm par rapport à la hauteur minimale). Soit F la Fréquence en Hz et t le Temps en secondes. Pour un déplacement sur Ox (droite-gauche), le delta DX est donné par résolution de P=DX.cos(t.2.PI.F) et Vmax=DX.2.PI.F, soit avec F=2Hz et Vmax=1 m/s, DX=1 /(2.PI.F)=8cm (Débattement de 16cm). De même pour le roulis ou le tangage, on sait que +/-20° entraîne +/-17,5cm. Dans le meilleurs des cas, une fréquence de 2Hz implique donc une variation de +/- 20.8/17,5=9°. Etant donné que l'on veut combiner ces vitesses, on a un DX Max de 5cm et un D°Max de 5° pour 2Hz. Le débattement H est de 19cm. Le débattement V est aussi de 19cm à partir de 92, 5+16=108, 5cm.

En conclusion, les mouvements sur les vérins Gauche et Droit ne seront autorisés que si la position Horizontale varie de 21 cm à 40cm. La course horizontale de 40cm n'est réalisable que si les vérins G et D sont libres (débrayés ou, mieux, déconnectés) et ne produisent pas de mouvement. Le tangage maximum (-20° à 80°) sera réalisé sans roulis, à une position fixe H=21 cm, V=107,5 avec le point virtuel (15,0). Le tangage avec roulis de 20° peut être exécuté entre positions horizontales 21 cm à 40cm (amplitude 19cm) et verticales 1 12,5 à 121 ,5 cm (amplitude 9cm). Les mouvements au-delà de 2Hz ne peuvent varier de plus de +/- 5cm. et +/-5°. Les positions en H et V peuvent varier dans un domaine de 19cm, H de 21 à 40cm et V de 108,5 à 127,5. La longueur des vérins G et D variera de 83 cm à 1 17.6 cm.

On comprend que l'invention peut être déclinée de diverses manières sans sortir du cadre général défini par les revendications. Par exemple, au lieu que le/les actionneurs

linéaires de roulis latéraux soient disposés vers le bras, c'est-à-dire que le plateau est entre ces actionneurs de roulis, on peut disposer lesdits actionneurs vers le haut (par exemple fixation de la troisième et cinquièmes rotules au plafond de la salle d'expérimentation au lieu du sol, ou sur un bâti monté en hauteur), ce qui donne un plus grand débattement en roulis. De même l'utilisation d'autres bras de levier permettrait la mise en œuvre d'actionneur(s) de roulis sensiblement horizontaux. Par exemple en prolongeant le premier bras de levier vers le haut, au-delà de la première rotule.