FR2487133A1

FR2487133A1 - Foldable mast for automatic lunar vehicle - has vertically opposing frames interconnected by hinged struts which are tensioned in unfolded attitude by cables

Info

Publication number: FR2487133A1
Application number: FR8015937A
Authority: FR
Inventors: Daniel Clement Richard
Original assignee: Agence Spatiale Europeenne
Current assignee: Agence Spatiale Europeenne
Priority date: 1980-07-18
Filing date: 1980-07-18
Publication date: 1982-01-22
Also published as: JPS5799005A; FR2487133B1; JPS6349924B2; CA1179768A

Abstract

The mast unit is for use e.g. on automatic lunar vehicles and includes a lever base (n) which may be of triangular shape, formed by a number of interconnected e ments. A number of struts (L) connect the angles of the base with those corresponding angles of a coplanar base (M'). The struts are hinged at their centres and also to the above corners. The corners of one base are also connected to one or more corners of the other base by tensioning cables (C). In its collapsed form, the struts are hinged inwardly of the unit. During unfolding, the strut centres pivot outwards, tensioning the cables before the struts straighten. Movement of the struts is halted once the struts have unfolded through their 'straight' attitude by stops which prevent their collapse outwardly while the cables prevent collapse inwardly. A number of such units may be series connected to provide greater height.

Description

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La présente invention est relative à un mat déplia- The present invention relates to an unfolding mat

ble et repliable de grande rigidité et de grande longueur -desti- ble and foldable of great rigidity and great length -desti-

né notamment, mais non limitativement, à être utilisé dans le domaine spatial, sur des véhicules légers en vue de permettre l'érection d'antennes de télécommunications, etc... Dans le domaine spatial, les exigences des missions n'ont porté jusqu'à présent que sur des mats présentant soit une grande rigidité et une faible longueur, soit une grande born in particular, but not limited to, to be used in the space field, on light vehicles in order to allow the erection of telecommunications antennas, etc. In the space field, the requirements of the missions have not '' now that on mats having either a high rigidity and a short length,

longueur et une faible rigidité.length and low rigidity.

A quelques rares exceptions près, représentées notamment par les bras des véhicules lunaires automatiques, aucune With a few rare exceptions, represented in particular by the arms of automatic lunar vehicles, none

condition de repliage des mats n'a été exigée jusqu'à présent. condition of folding of the masts has not been required so far.

En conséquence, des mécanismes de conception rudimentaire ont- As a result, rudimentary design mechanisms have

pu être utilisés tels que pantographes et autres. could be used such as pantographs and others.

Les missions futures utiliseront des générateurs de Future missions will use generators

grande puissance constitués de panneaux solaires. high power made up of solar panels.

Afin de pouvoir les réutiliser ou éventuellement les réparer sur terre, ces panneaux devront être dépliables et repliables. Ces panneaux seront déployés et repliés à l'aide d'un mat dépliable et repliable. La grande surface des panneaux implique l'utilisation de mâts de grande longueur, In order to be able to reuse or possibly repair them on the ground, these panels must be foldable and foldable. These panels will be deployed and folded using a foldable and foldable mat. The large surface of the panels implies the use of very long masts,

de grande rigidité et ayant un faible volume sous coiffe. of great rigidity and having a small volume under cover.

Ces nouvelles exigences demandent donc de nouveaux concepts. These new requirements therefore require new concepts.

Bien que la description de l'invention se rapporte Although the description of the invention relates

principalement aux applications spatialescelle-ci n'est cependant pas limitée à ces applications; elle pourrait par exemple également être utilisée pour d'autres applications telles que mâts transportables sur véhicules légers permettant l'érection d'antennes de télécommunications ayant des hauteurs mainly for space applications, however, this is not limited to these applications; it could for example also be used for other applications such as masts transportable on light vehicles allowing the erection of telecommunications antennas having heights

de quelques mètres à quelques dizaines de mètres. from a few meters to a few tens of meters.

Des mâts dépliables et repliables ont été proposésdans l'Art antérieur, notamment dans le Brevet des Etats-Unis d'Ameriaue NI 3 486 279. Ces mâts> qui peuvent être déployés rapidement à partir d'un état replié de faible volume, comprennent une pluralité de segments de section triangulaire repliables individuellement, constitués par des membrures, qui sont -2reliés entre eux en tandem et qui comportent trois faces rectangulaires longitudinales maintenues par deux câbles fixés en diagonale à des angles opposés du rectangle, par l'intermédiaire de ressorts. Les surfaces rectangulaires de ces segments sont reliées entre elles de façon pivotante ou bien par l'intermédiaire-de longerons flexibles qui forment des côtés des rectangles qui sont incurvés en cercles lorsque la structure est repliée et qui tendent à se redresser pour prendre une position rectiligne lors du déploiement du mat. Les mâts dépliables et repliables décrits dans ce Brevet présentent toutefois un certain nombre d'inconvénients: ils requièrent une grande dépense d'énergie en raison des Unfoldable and foldable masts have been proposed in the prior art, in particular in the United States Patent of the NI NI 3 486 279. These masts which can be deployed quickly from a folded state of small volume, include a plurality of segments of triangular section individually foldable, constituted by members, which are connected together in tandem and which have three longitudinal rectangular faces held by two cables fixed diagonally to opposite angles of the rectangle, by means of springs. The rectangular surfaces of these segments are connected to one another in a pivoting manner or by means of flexible longitudinal members which form sides of the rectangles which are curved in circles when the structure is folded and which tend to straighten out to assume a rectilinear position. during the deployment of the mast. The unfoldable and foldable masts described in this patent have however a certain number of disadvantages: they require a great expenditure of energy because of the

frottements importants induits dans le mécanisme de déploie- significant friction induced in the deployment mechanism

ment, énergie qui, en général, doit être fournie par des batteries ou d'autres générateurs du même type; un système de grande précision qui s'oppose à la rotation doit être prévu dans le cas d'une application du type des générateurs solaires; par ailleurs, ils sont peu flexibles, ne permettent pas de variantes et limitent, par conséquent, toute possibilité energy, which in general must be supplied by batteries or other generators of the same type; a system of great precision which opposes rotation must be provided in the case of an application of the type of solar generators; moreover, they are not very flexible, do not allow variations and therefore limit any possibility

d'optimisation.optimization.

La présente invention a pour but de pourvoir à un mat dépliable et repliable, présentant une structure légère, et néanmoins une grande rigidité, dans lequel les frottements induits par les opérations de déploiement sont très faibles, dont la stabilité est très grande du fait d'une répartition des efforts suivant les trois axes et dont la facilité de stockage est améliorée par rapport aux structures de l'Art antérieur en lui donnant un encombrement très réduit par The present invention aims to provide a foldable and collapsible mat, having a light structure, and nevertheless a high rigidity, in which the friction induced by the deployment operations are very low, the stability of which is very high due to a distribution of forces along the three axes and whose ease of storage is improved compared to the structures of the prior art by giving it a very small footprint by

réduction du nombre d'éléments empilés les uns sur les autres. reduction in the number of elements stacked on top of each other.

La présente invention a pour objet un mât dépliable et repliable caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par: -une pluralité de parties élémentaires dont chacune comprend une première base à n côtés commune à une partie élémentaire précédente, une seconde base à n côtés commune à une partie élémentaire suivante, un nombre de The present invention relates to a foldable and collapsible mast characterized in that it is essentially constituted by: a plurality of elementary parts, each of which comprises a first base with n sides common to a preceding elementary part, a second base with n sides common to a following elementary part, a number of

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-3- longerons reliant les angles desbases, égal au nombre de côtés desdites bases, lesquels longerons comportent en leur milieu et à leurs extrémités des charnières possédant un degré de liberté, destines à rendre lesdits longerons pliables, lesquelles charnières sont équipées de butées -3- beams connecting the angles of the bases, equal to the number of sides of said bases, which beams have in their middle and at their ends hinges having a degree of freedom, intended to make said beams foldable, which hinges are fitted with stops

-des câbles en croisillonset -un mécanisme de déploiement. -crossed cables and -a deployment mechanism.

Selon un mode de réalisation avantageux du mât dépliable et repliable conforme à la présente invention, les axes de rotation des charnières se trouvent dans According to an advantageous embodiment of the unfoldable and collapsible mast according to the present invention, the axes of rotation of the hinges are in

différents plans et sont inclinés d'un angle prédéterminé. different planes and are tilted at a predetermined angle.

Selon une disposition avantageuse de ce mode de réalisation, les axes de rotation des charnières sont inclinés suivant According to an advantageous arrangement of this embodiment, the axes of rotation of the hinges are inclined according to

des angles différents.different angles.

Suivant une autre disposition avantageuse de ce mode de réalisation, les axes de rotation des charnières d'un mêm longeron, compris entre deux structures élémentaires consécu According to another advantageous arrangement of this embodiment, the axes of rotation of the hinges of the same spar, comprised between two elementary structures consecu

tives,sont inclinés d'un même angle. tives, are inclined at the same angle.

- Conformément à l'invention, la fixation des câbles aux angles opposés d'une structure élémentaire est réalisée par l'intermédiaire de systèmes à mémoire tels que ressorts - According to the invention, the cables are fixed at opposite angles of an elementary structure by means of memory systems such as springs

plats par exemple.dishes for example.

Egalement conformément à l'invention, afin de rendre l'encombrement du mât minimal lors du-stockage, les longeron compris entre deux structures élémentaires consécutives ont une longueur inférieure à deux fois le plus petit côté de la base. Selon un mode de réalisation avantageux du mat confo me à l'invention, pour minimiser au maximum une déflection possible du mât, due notamment à un gradient thermique engen dré par un flux unidirectionnel appliqué au mât, ce dernier est légèrement torsadé en pourvoyant ses charnières de butée dissymétriques et en mettant en place entre deux membrures Also in accordance with the invention, in order to make the overall dimensions of the mast minimal during storage, the spar between two consecutive elementary structures have a length less than twice the smallest side of the base. According to an advantageous embodiment of the mast conforming to the invention, to minimize as much as possible a deflection of the mast, due in particular to a thermal gradient generated by a unidirectional flow applied to the mast, the latter is slightly twisted by providing its hinges asymmetrical stop and by putting in place between two frames

conséçutives, des câbles de longueurs différentes. consecutive, cables of different lengths.

Selon un autre mode de réalisation avantageux du mât conforme à la présente invention celui-ci est pourvu d'un mécanisme de déploiement qui comprend des jeux de cames fixé -4 - à une première couronne dentée, actionnée par un ou plusieurs moteurs, chaque jeu du cames étant composé de deux cames et le nombre des jeux de cames étant égal au nombre de côtés que According to another advantageous embodiment of the mast according to the present invention, it is provided with a deployment mechanism which comprises sets of cams fixed to a first toothed ring, actuated by one or more motors, each set of the cam being made up of two cams and the number of sets of cams being equal to the number of sides that

comporte la base.comprises the base.

Selon une disposition avantageuse de ce mode de réalisation, une deuxième couronne associée à la première couronne entraîne des vis qui sont solidaires d'une plaque de base qui supporte le mat stocké, en vue de la mise à niveau progressive de la partie stockée du mât, laquelle deuxième couronne ne porte des dents que sur certaines According to an advantageous arrangement of this embodiment, a second ring associated with the first ring drives screws which are integral with a base plate which supports the stored mast, with a view to the gradual leveling of the stored part of the mast , which second crown only has teeth on some

parties de sa périphérie afin que les vis ne soient action- parts of its periphery so that the screws are not action-

nées par ladite couronne que pendant les intervalles au cours desquels les cames des jeux de cames susdits ne sont born by said crown only during the intervals during which the cams of the above-mentioned cam sets are not

pas en prise avec les éléments du mat stocké à déployer. not in contact with the elements of the stored mast to be deployed.

Selon une autre disposition avantageuse de ce mode de réalisation, pendant l'action de déploiement des cames, la partie stockée, non déployée, du mât est retenue sur la plaque de base par un système de doigts escamotables actionnés According to another advantageous arrangement of this embodiment, during the action of deploying the cams, the stored, non-deployed part of the mast is retained on the base plate by a system of retractable fingers actuated

par la première couronne.by the first crown.

Selon encore une autre disposition avantageuse de ce mode de réalisation, la base porte une première protubérance sur laquelle se déplace une première came du jeu de cames According to yet another advantageous arrangement of this embodiment, the base carries a first protuberance on which a first cam of the cam set moves

correspondant>pour provoquer un premier déploiement du longe- correspondent> to cause a first deployment of the lanyard

ron. Selon une autre disposition avantageuse de ce mode de réalisation, chacune des charnières milieu des longerons porte une seconde protubérance sur laquelle se déplace la deuxième came du jeu de cames correspondant pour provoquer le Ron. According to another advantageous arrangement of this embodiment, each of the middle hinges of the longitudinal members carries a second protuberance on which the second cam of the corresponding cam set moves to cause the

déploiement total dudit longeron.total deployment of said beam.

Selon encore une autre disposition avantageuse de ce mode de réalisation, la première couronne porte en outre des According to yet another advantageous arrangement of this embodiment, the first ring further carries

cames de repliement décalées par rapport aux cames d'extrac- folding cams offset from the extraction cams

tion progressive de la structure du mat. progressive mat structure.

Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de In addition to the foregoing provisions, the invention also comprises other provisions, which will emerge from

la description qui va suivre.the description which follows.

-5- La présente invention vise plus particulièrement les mats repliables et dépliables conforme aux dispositions The present invention relates more particularly to the foldable and unfoldable masts in accordance with the provisions

qui précèdent, ainsi que les moyens propres à leur réalisa- above, as well as the means specific to their realization

tion et les applications utilisant de tels mâts. tion and applications using such masts.

L'invention sera mieux comprise à l'aide du complé- The invention will be better understood with the help of the

ment de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins description which follows, which refers to the drawings

annexés dans lesquels.:attached in which:

- les figures 1, 2 et 3 représentent de façon schéma- - Figures 1, 2 and 3 show diagrammatically

tique une structure classique de mât rigide, non pliable, conforme à l'Art antérieur; - la figure 4 représente schématiquement les phases successives de déploiement d'un mât conforme à la présente invention (figures 4 à à 4 d); - la figure 5 représente un exemple de structure de mât conforme à l'invention, à base triangulaire; - les figures 6 et 7 représentent schématiquement des modes de réalisation des charnières dans lesquels les axes de rotation de ces dernières sont inclinés d'un angle prédéterminé par rapport à la normale (figures 6 a - 6 b), l'inclinaison pouvant être différente selon les charnières considérées (figures 7 a - 7 b); - la figure 8 est une représentation schématique d'un mécanisoe -dé déploiement du mât conforme à la présente invention, dc - la figure 9 illustre (figures 9 a à 9 f) le mode de fonctionnement; - la figure 10 illustre schématiquement la disposition ticks a conventional rigid mast structure, not foldable, in accordance with the prior art; - Figure 4 shows schematically the successive phases of deployment of a mast according to the present invention (Figures 4 to 4 d); - Figure 5 shows an example of mast structure according to the invention, with a triangular base; - Figures 6 and 7 schematically represent embodiments of the hinges in which the axes of rotation of the latter are inclined at a predetermined angle relative to the normal (Figures 6 a - 6 b), the inclination may be different according to the hinges considered (Figures 7 a - 7 b); - Figure 8 is a schematic representation of a mechanisoe -deployment of the mast according to the present invention, dc - Figure 9 illustrates (Figures 9 a to 9 f) the operating mode; - Figure 10 schematically illustrates the arrangement

d'une came de repliement décalée par rapport à ur- came de dé- a folding cam offset to a release cam

ploiement correspondante, et - la figure Il illustre de façon schématique les différentes phases de maintien et de libération pas à pas des éléments successifs de la structure du mât stockée,à l'aide corresponding bending, and - Figure II schematically illustrates the different phases of holding and release step by step of the successive elements of the structure of the stored mast, using

d'un système de doigts.of a finger system.

Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, It should be understood, however, that these drawings and the corresponding descriptive parts, are given solely by way of illustration of the subject of the invention,

dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. which they in no way constitute a limitation.

- 6- Pour faciliter la compréhension de l'invention, nous nous référons tout d'abord à une structure classique de mât rigide telle que représentée schématiquement aux - 6- To facilitate understanding of the invention, we first refer to a conventional rigid mast structure as shown diagrammatically in

figures 1 à 3.Figures 1 to 3.

La figure 1 représente un mât à base triangulaire non pliable. Ce mât comporte trois longerons (1, 2, 3) et deux bases formées de trois membrures chacune (4, 5, 6, 4', FIG. 1 represents a mast with a non-folding triangular base. This mast has three beams (1, 2, 3) and two bases formed by three frames each (4, 5, 6, 4 ',

', 6').', 6').

Ce mât élémentaire peut être rigidifié à l'aide de This elementary mast can be stiffened using

membrures supplémentaires (4", 5", 6") placées à des distan- additional frames (4 ", 5", 6 ") placed at a distance

ces définies, comme le montre la figure 2. Ces membrures remplissent le rôle de l'âme en transportant les efforts de cisaillement d'un longeron à l'autre et en contraignant these defined, as shown in Figure 2. These members fulfill the role of the core by transporting the shearing forces from one beam to the other and by constraining

les déplacements et rotations relatifs entre les longerons. relative displacements and rotations between the side members.

La rigidité d'un tel mât est fonction de la distance entre les membrures; elle est inférieure à celle d'un mât à âme The rigidity of such a mast is a function of the distance between the members; it is lower than that of a mast with soul

continue mais supérieure à la rigidité du mât élémentaire. continuous but greater than the rigidity of the elementary mast.

La rigidité peut encore être augmentée en pourvoyant Rigidity can be further increased by providing

chacune des structures élémentaires (7, 7') du mâtde croi- each of the elementary structures (7, 7 ') of the cross mast

sillons (C1, C2, C3), qui relient en diagonale les angles opposés des deux bases de chacune desdites structures et dont la disposition augmente l'hyperstaticité du système en grooves (C1, C2, C3), which connect diagonally the opposite angles of the two bases of each of said structures and whose arrangement increases the hyperstaticity of the system in

accroissant les contraintes entre les noeuds: cf figure 3. increasing the stresses between the nodes: see figure 3.

Ces croisillons peuvent être des éléments continus tels que des poutres ou des éléments "discontinus" tels que These braces can be continuous elements such as beams or "discontinuous" elements such as

des câbles. Dans ce dernier cas, les applications sont limi- Cables. In the latter case, the applications are limited

tées parce que les câbles n'acceptent aucune contrainte de compression. L'utilisation de câbles pré-tendus peut cependant augmenter les possibilités d'application. En effet, dans ce cas, l'instabilité n'apparaît que lorsque la contrainte totale dans le câble s'annule. Bien entendu la pré-contrainte du câble doit être compatible avec la stabilité (flambage) locale because the cables accept no compression stress. The use of pre-tensioned cables can however increase the possibilities of application. Indeed, in this case, the instability only appears when the total stress in the cable is canceled. Of course the pre-stress of the cable must be compatible with the local stability (buckling)

du reste de la structure.from the rest of the structure.

Le mât qui fait l'objet de la présente invention se The mast which is the subject of the present invention is

compose également de longerons L,L', de nmabrures M, M' et de croi- also consists of beams L, L ', nmabrures M, M' and cross

sillons tels que des câbles C,C'.Toutefois, la conception de ! -7 - ces différents éléments est telle que contrairement au mat rigide de type classique représenté aux figures 1 à 3, elle grooves such as C, C cables. However, the design of! -7 - these different elements is such that, unlike the rigid mat of the conventional type shown in FIGS. 1 to 3, it

permet d'obtenir un mât pliable.provides a foldable mast.

Le mât pliable sera décrit ci-après dans son princi] en se référant aux figures 4 a à 4 d. Ces figures représente The foldable mast will be described below in its principle, with reference to FIGS. 4 a to 4 d. These figures represent

les différentes phases de déploiement d'un mât bi-dimension- the different deployment phases of a two-dimensional mast-

nel. Ce mât comprend deux membrures (M', M), deux câbles (C', C) et deux longerons (L', L) qui sont rendus pliables en leur milieu et à leurs extrémités à l'aide de charnières nel. This mast includes two frames (M ', M), two cables (C', C) and two side rails (L ', L) which are made foldable in their middle and at their ends using hinges

(respectivement H1, H2 et Hl, Hi, Hj, Hi). (respectively H1, H2 and Hl, Hi, Hj, Hi).

La figure 4 a montre le début du déploiement: les longerons (L'L) sont déplacés de façon continue dans le sene des flèches, à l'aide d'un mécanisme de déploiement, non représenté sur cette figure. Lors du déploiement, les câbleî (C', C) se tendent petit à petit (figure 4 b). La figure 4 Figure 4a shows the start of deployment: the side members (L) are moved continuously in the direction of the arrows, using a deployment mechanism, not shown in this figure. During deployment, the cablesî (C ', C) gradually tighten (Figure 4b). Figure 4

représente une position dans laquelle les câbles sont tout- represents a position in which the cables are all-

à-fait tendus; la position finale n'a pourtant pas encore été atteinte. Le déplacement des longerons est poursuivi, ce qui entraîne une déformation élastique des câbles. Cette quite tense; however, the final position has not yet been reached. The displacement of the side members is continued, which results in elastic deformation of the cables. This

déformation est maximale lorsque les deux parties des longe- maximum deformation when both parts of the lanyard

rons forment une droite. Un nouveau déplacement des longeroi détend légèrement les câbles. La position finale est atteini lorsqu'un déplacement-supplémentaire est rendu impossible pi des butées (B1, Bi, Bj', B2' B, Be) intégrées aux charnières (H1, H2, Hi, H, Hj', H') (cf Figure 4 d). La position des butées est choisie de façon à ce qu'une contrainte subsiste rons form a straight line. A new displacement of the beam slightly relaxes the cables. The final position is reached when an additional displacement is made impossible pi of the stops (B1, Bi, Bj ', B2' B, Be) integrated into the hinges (H1, H2, Hi, H, Hj ', H') ( see Figure 4 d). The position of the stops is chosen so that a constraint remains

dans les câbles.in the cables.

La stabilité de la structure ainsi obtenue est tota En effet le déplacement des longerons (L, L') vers l'extéri( est rendu impossible par la présence des butées et un déplac ment vers 1' intérieur est rendu difficile par la présence d< The stability of the structure thus obtained is total. In fact, the displacement of the longitudinal members (L, L ') towards the exterior (is made impossible by the presence of the stops and movement towards the interior is made difficult by the presence of <

câbles pré-contraints (C', C).prestressed cables (C ', C).

A partir du "concept plan" du mât tel que représent{ aux figures 4 a à 4 d, il est possible de créer une structu: tridimensionnelle en juxtaposant côte à côte plusieurs élém 8it?7 1 3 - 8 - From the "concept plan" of the mast as shown in FIGS. 4 a to 4 d, it is possible to create a three-dimensional structure by juxtaposing several elements side by side. 8 1 3 - 8 -

La Figure 5 représente un mât à base triangulaire. Figure 5 shows a triangular base mast.

Ce mât n'est nullement limité à une structure à base triangulaire. Il est possible de créer à partir du "concept plan", une structure tridimensionnelle à base de n côtés, par exemple: triangle, carré, rectangle, pentagone, hexagone. La base du mat ne doit pas nécessairement être régulière et ceci contrairement à l'état de la technique, This mast is in no way limited to a structure with a triangular base. It is possible to create from the "concept plan", a three-dimensional structure based on n sides, for example: triangle, square, rectangle, pentagon, hexagon. The base of the mat does not necessarily have to be regular and this, contrary to the state of the art,

ce qui représente un avantage supplémentaire non négligeable. which represents a significant additional advantage.

La stabilité du mat peut être améliorée par rotation The stability of the mat can be improved by rotation

des axes des charnières. En effet, au lieu d'être perpendicu- hinge pins. Indeed, instead of being perpendicular-

laires au plan de la feuille comme montré sur les figures 4 a - 4 d, les axes des charnières sont inclinés d'un angle in the plane of the sheet as shown in FIGS. 4 a - 4 d, the axes of the hinges are inclined at an angle

prédéterminé par rapport à la normale (Figures 6 a - 6 b). predetermined compared to normal (Figures 6 a - 6 b).

Il n'est pas non plus nécessaire que tous les axes de rotation des charnières soient inclinés du même angle; seuls les axes d'un même longeron et compris entre deux membrures consécutives doivent être inclinés d'un même angle Nor is it necessary that all the axes of rotation of the hinges be inclined by the same angle; only the axes of the same spar and between two consecutive members must be inclined at the same angle

(par exemple H1, Hi, HI' H2, Hg, H1). (e.g. H1, Hi, HI 'H2, Hg, H1).

Cette variante de réalisation, en détruisant les symétries, permet une distribution des efforts dans les trois axes au niveau des charnières d'o une plus grande stabilité This variant, by destroying the symmetries, allows a distribution of the forces in the three axes at the hinges where greater stability

de l'ensemble.from the whole.

Les Figures 7 a et 7 b illustrent cette variante de réalisation: dans la Figure 7 a,l'axe de rotation des charnières H1,, Hi, Hj' est perpendiculaire au plan de la feuille tandis que l'axe de rotation des charnières H2, H, H', se trouve dans le plan de cette dernière. La Figure 7 b montre une vue en perspective, les flèches indiquant les Figures 7 a and 7 b illustrate this alternative embodiment: in Figure 7 a, the axis of rotation of the hinges H1 ,, Hi, Hj 'is perpendicular to the plane of the sheet while the axis of rotation of the hinges H2 , H, H ', is in the plane of the latter. Figure 7b shows a perspective view, the arrows indicating the

rotations possibles.possible rotations.

Cette construction est nettement.plus stable que celle représentée à la Figure 4. En effet, considérons l'application d'une force F agissant au niveau du point C. Si une telle-force était appliquée au même endroit dans le cas de la Figure 4,ceci aurait pour effet de déterminer une légère déformation de la structure (à condition pourtant que la force soit assez grande). Dans le cas de la construction - 9- de la Figure 7, cette force serait en grande partie absorbée par les longerons portant les charnières H H2 et H" Cette absorption est due au fait que la force est dans le sens de l'axe de rotation des charnières; la structure ne subirait donc aucune déformation notable. L'amélioration ainsi obtenue est d'autant plus grande que les jeux de charnières de chaque longeron sont inclinés d'un angle différent sur la normale au plan de la face. Un autre avantage est la facilité de stockage: en effet les longerons ne sont plus dans le même plan que les membruresd'o une This construction is clearly more stable than that shown in Figure 4. Indeed, consider the application of a force F acting at the point C. If such a force was applied in the same place in the case of Figure 4, this would have the effect of determining a slight deformation of the structure (provided, however, that the force is large enough). In the case of construction - 9- of Figure 7, this force would be largely absorbed by the side members carrying the hinges H H2 and H "This absorption is due to the fact that the force is in the direction of the axis of rotation of the hinges, the structure would therefore not undergo any significant deformation. The improvement thus obtained is all the greater as the sets of hinges of each spar are inclined at a different angle to the normal to the plane of the face. advantage is the ease of storage: in fact the side members are no longer in the same plane as the members of a

Il est également clair qu'en introduisant une incli- It is also clear that by introducing an incli-

naison des axes de rotation des charnières, la structure ne origin of the axes of rotation of the hinges, the structure does

présente plus aucun axe préférentiel d'effondrement. no longer presents any preferential axis of collapse.

Le stockage peut être facilité en employant un Storage can be facilitated by using a

système à mémoire, par exemple un ressort plat (non représen- memory system, for example a flat spring (not shown

té) monté aux attaches des câbles. Un tel système permet le tee) mounted to cable ties. Such a system allows the

repliement à l'intérieur de la base et évite toute interfé- folding inside the base and avoiding any interference

rence avec les articulations ou le système de déploiement. with the joints or the deployment system.

De cette manière, les câbles sont, en position stockée, In this way, the cables are, in the stored position,

entièrement piégés à l'intérieur de la base. fully trapped inside the base.

Afin de rendre l'encombrement minimal, les longerons compris entre deux membrures consécutives doivent avoir une In order to make the footprint minimal, the side members between two consecutive members must have a

longueur inférieure à deux fois le plus petit côté de la base. length less than twice the smallest side of the base.

Dans le cas o le mat est exposé à un flux unidirec- In the case where the mat is exposed to a unidirectional flow

tionnel engendrant un gradiant thermique, une déflection du mat est à craindre. De tels problèmes peuvent être minimisés en torsadant légèrement le mat. Il suffit pour cela que les butées MB1, Bj, Bjf, B2, B2, B") soient dissymétriques et que les cables (C', C) entre deux membrures M, M' consécutives, soient de longueurs différentes. Le sens de torsadage peut, tional generating a thermal gradient, deflection of the mat is to be feared. Such problems can be minimized by slightly twisting the mat. It suffices for this that the stops MB1, Bj, Bjf, B2, B2, B ") are asymmetrical and that the cables (C ', C) between two consecutive members M, M', be of different lengths. The direction of twisting can,

si nécessaire, être inversé à intervalles réguliers. if necessary, be reversed at regular intervals.

La Figure 8 montre le mécanisme d'extraction et de Figure 8 shows the extraction and

déploiement associé au mat conforme à l'invention. Ce méca- deployment associated with the mat according to the invention. This mechanic

nisme est constitué par des jeux de cames fixés à une première couronne 8. Cette couronne 8 est actionnée par un nism is constituted by sets of cams fixed to a first crown 8. This crown 8 is actuated by a

2 487 1332,487,133

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ou plusieurs moteurs 9. Chaque jeu de cames est composé de deux cames 10 et Il. Il y a autant de jeux de cames que la base comporte de cotés (par exemple trois jeux de cames or several motors 9. Each set of cams is composed of two cams 10 and II. There are as many sets of cams as the base has sides (for example three sets of cams

dans le cadre de la structure à base triangulaire représen- within the framework of the triangular base structure represented

tée à titre d'exemple non limitatif à la Figure 5). Afin de pouvoir mettre à niveau la partie stockée du mat,on a prévu plusieurs vis 12, trois par exemple, actionnant une plaque de base 13 qui supporte la partie shown as a non-limiting example in Figure 5). In order to be able to level the stored part of the mat, several screws 12 are provided, three for example, actuating a base plate 13 which supports the part

stockée du mât,16. Les vis 12 sont entraînées par l'inter- stored from mast, 16. The screws 12 are driven by the inter-

médiaire d'une seconde couronne 14. Cette seconde couronne middle of a second crown 14. This second crown

ne porte des dents que sur certaines parties de sa périphé- only wears teeth on certain parts of its periphery

rie de façon à ce que les vis 12 ne soient actionnées que pendant les intervalles o les cames 10-11 ne sont pas en prise avec des éléments à déployer. Durant l'action des cames 10-1l,un système de doigts 15 (cf Figures 11 a à 11 d) retient le paquet non déployé 16, ces doigts étant escamotables et laugh in such a way that the screws 12 are only actuated during the intervals when the cams 10-11 are not engaged with elements to be deployed. During the action of the cams 10-1l, a system of fingers 15 (cf. FIGS. 11 a to 11 d) retains the undeployed package 16, these fingers being retractable and

activés par la première couronne 8. activated by the first crown 8.

Les Figures 9 a à 9 f illustrent le fonctionnement du système de déploiement. Une première came 10 en s'appuyant sur une première protubérance 17 spécialement prévue à cet effet au niveau des membrures, permet un premier déploiement Figures 9 a to 9 f illustrate the operation of the deployment system. A first cam 10, supported by a first protuberance 17 specially provided for this purpose at the level of the members, allows a first deployment

des longerons L, L' etc.... La hauteur de ce premier déploie- spars L, L 'etc .... The height of this first deploys

ment est à peu près égale à la moitié de la longueur d'un longeron. Après avoir atteint cette première position, une seconde came Il en s'appuyant sur une seconde protubérance 18 prévue cette fois-ci au niveau de la charnière milieu ment is approximately equal to half the length of a spar. After reaching this first position, a second cam II, based on a second protuberance 18 provided this time at the middle hinge

(H1, H2) des longerons permet le déploiement total du longeron. (H1, H2) of the side members allows total deployment of the side member.

L'interférence entre la deuxième came Il et le mouve- The interference between the second cam Il and the movement

ment de l'axe milieu du longeron au moment du blocage en position 2déployée (léger mouvement de retrait en passant de la position de la Figure 4 c à -celle de la figure 4 d) est limitée d'une part par la forme de la deuxième came et d'autre part par les.mouvements naturels des charnières (linéaires) et les ment of the middle axis of the spar at the time of blocking in the deployed position (slight withdrawal movement from the position of Figure 4 c to that of Figure 4 d) is limited on the one hand by the shape of the second cam and on the other hand by the natural movements of the hinges (linear) and the

mouvements des cames (circulaires).cam movements (circular).

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Le repliement du mât se fait à l'aide de cames 19, décalées par rapport aux cames d'extraction. Une simple inversion de rotation des moteurs permet le repliement The mast is folded up using cams 19, offset from the extraction cams. A simple reversal of motor rotation allows folding

(Figure 10).(Figure 10).

Les avantages du mécanisme de déploiement conforme à la présente invention par rapport à l'état de la technique sont essentiellement les suivants la hauteur des cames est égale à la demi-longueur entre deux membrures,soit plus que la moitié moins que dans le cas du mat décrit dans le Brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 486 - Les frottements sont très faibles car les actions sont effectuées directement au niveau des charnières en The advantages of the deployment mechanism according to the present invention compared to the state of the art are essentially the following: the height of the cams is equal to the half-length between two frames, that is to say more than half less than in the case of the mat described in US Patent 3,486 - The friction is very low because the actions are performed directly at the hinges in

soulevant la structure. Il en résulte un système structurel- lifting the structure. The result is a structural system-

lement léger.slightly light.

Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'inventio: ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application gui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire tout les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la As is apparent from the above, the invention: is in no way limited to those of its embodiments and of application which have just been described in a more explicit manner; on the contrary, it embraces all the variants which may come to the mind of the technician in the matter, without departing from the framework, nor from the scope, of the

présente invention.present invention.

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Claims

REVENDICATIONS

1) Mat dépliable et repliable caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par une pluralité de parties élémentaires dont chacune comprend une première base (M) à n 1) unfoldable and foldable mat characterized in that it is essentially constituted by a plurality of elementary parts, each of which comprises a first base (M) at n

côtés commune à une partie élémentaire précédente, une secon- sides common to a previous elementary part, a second

de base (M') à n côtés commune à une partie élémentaire suivante, un nombre de longerons (L, L'...) reliant les angles des bases, égal au nombre de côtés des dites bases, lesquels longerons comportent en leur milieu et à leurs extrémités des charnières (H1, Hi, H!j, H2, H2, H"...) possédant un degré de base (M ') with n sides common to a following elementary part, a number of side members (L, L' ...) connecting the angles of the bases, equal to the number of sides of said bases, which side members have in their middle and at their ends hinges (H1, Hi, H! j, H2, H2, H "...) with a degree of

liberté, destinéesà rendre lesdits longerons pliables, les- freedom, intended to make said beams foldable,

quelles charnières sont équipées de butées (B1, Bi, B"j, B2, which hinges are fitted with stops (B1, Bi, B "j, B2,

Bu B2-..); des cables en croisillons (C', C) et un mécanis- Bu B2- ..); cross cables (C ', C) and a mechanic

me de déploiement.deployment me.

2) Mat dépliable et repliable selon la Revendication 1, 2) Unfoldable and foldable mast according to Claim 1,

caractérisé en ce que la première et la seconde base susdites présenteatune forme quelconque symétrique ou dissymétrique telle que triangle, carré, rectangle, pentagone, hexagone, notamment. 3) Mat dépliable et repliable selon l'une quelconque characterized in that the aforesaid first and second bases have any symmetrical or asymmetrical shape such as triangle, square, rectangle, pentagon, hexagon, in particular. 3) Unfoldable and foldable mast according to any one

des Revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les axes de of Claims 1 and 2, characterized in that the axes of

rotation des charnières se trouvent dans différents plans et rotation of the hinges are in different planes and

sont inclinés d'un angle prédéterminé. are tilted at a predetermined angle.

4) Mat dépliable et repliable selon la Revendication 3, caractérisé en ce que les axes de rotation des charnières 4) Unfoldable and foldable mast according to Claim 3, characterized in that the axes of rotation of the hinges

sont inclinés suivant des angles différents. are tilted at different angles.

) Mat dépliable et repliable selon la Revendication 3, caractérisé en ce que les axes de rotation des charnières d'un même longeron, compris entre deux structures élémentaires ) Unfoldable and foldable mast according to Claim 3, characterized in that the axes of rotation of the hinges of the same spar, comprised between two elementary structures

consécutives sont inclinés d'un même angle. are inclined at the same angle.

6) Mât dépliable et repliable selon l'une quelconque 6) Deployable and foldable mast according to any one

des Revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la fixation of Claims 1 to 5, characterized in that the attachment

des cibles aux angles opposés d'une structure élémentaire est réalisée par l'intermédiaire de systèmes à mémoire tels que targets at opposite angles of an elementary structure is achieved through memory systems such as

ressorts plats notamment.flat springs in particular.

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7) Mât dépliable et repliable selon l'une quelconque 7) Deployable and foldable mast according to any one

des Revendications 1 à 6, caractérisé en ce que,afin de of Claims 1 to 6, characterized in that, in order to

rendre l'encombrement du mât minimal lors du stockage, les make the mast dimensions minimal during storage,

longerons compris entre deux structures élémentaires consé- longitudinal members between two elementary structures

cutives ont une longueur inférieure à deux fois le plus cutives are less than twice the length

petit côté de la base.small side of the base.

8) Mât dépliable et repliable selon l'une quelconque 8) Deployable and foldable mast according to any one

des Revendications 1 à 7, caractérisé en ce que,pour minimi- of Claims 1 to 7, characterized in that, for minimum-

ser au maximum une déflection possible du mât, due notamment à un gradiant thermique engendré par un flux unidirectionnel maximum deflection of the mast, due in particular to a thermal gradient generated by a unidirectional flow

appliqué au mat, ce dernier est légèrement torsadé en pour- applied to the mat, the latter is slightly twisted

voyant ses charnières de butées dissymétriques et en mettant en place entre deux membrures consécutives, des câbles de seeing its asymmetrical stop hinges and putting in place between two consecutive frames, cables of

longueurs différentes.different lengths.

9) Mât dépliable et repliable selon l'une quelconque 9) Unfoldable and foldable mast according to any one

des Revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est pourvu of Claims 1 to 8, characterized in that it is provided

d'un mécanisme de déploiement qui comprend des jeux de cames fixés à une première couronne dentée (8), actionnée par un a deployment mechanism which comprises sets of cams fixed to a first toothed ring (8), actuated by a

ou plusieurs moteurs (9).or several motors (9).

- 10) Mât dépliable et repliable selon la Revendication 9, caractérisé en ce que chaque jeu de cames est composé de - 10) Deployable and collapsible mast according to Claim 9, characterized in that each set of cams is composed of

deux cames (10, 11).two cams (10, 11).

11) Mât dépliable et repliable selon l'une quelconquE des Revendication 9 et 10, caractérisé en ce que le nombre dE jeux de cames est égal au nombre de côtés que comporte la baE 12) Mât dépliable et repliable selon l'une quelconque 11) Unfoldable and foldable mast according to any one of Claims 9 and 10, characterized in that the number of sets of cams is equal to the number of sides that the baE comprises 12) Unfoldable and foldable mast according to any one

des Revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'une deuxième of Claims 9 to 11, characterized in that a second

couronne (14) associée à la première couronne (8) entraîne de vis (12) qui sont-solidaires d'une plaque de base (13) qui supporte le mât stocké (16),en vue de la mise à niveau progr( sive de la partie stockée du mât, laquelle deuxième couronne crown (14) associated with the first crown (8) drives screws (12) which are integral with a base plate (13) which supports the stored mast (16), for progressive upgrading (sive of the stored part of the mast, which second crown

(14) ne porte des dents que sur certaines parties de sa péri. (14) wears teeth only on certain parts of his peri.

phérie afin que les vis (12) ne soient actionnées par ladite couronne que pendant les intervalles au cours desquels les cames (10 - 11) des jeux de cames susdits ne sont pas en pri: hole so that the screws (12) are actuated by said crown only during the intervals during which the cams (10 - 11) of the above-mentioned cam sets are not in pri:

avec les éléments du mât stocké à déployer. with the elements of the stored mast to be deployed.

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13) Mat dépliable et repliable selon l'une quelcon- 13) Unfoldable and foldable mast according to any one

que des Revendications 9 à 12, caractérisé en ce que pendant as in Claims 9 to 12, characterized in that during

l'action de déploiement des cames, la partie stockée (16), non déployée, du mat est retenue sur la plaque de base (13) par un système de doigts (15) escamotables actionnés par la the action of deploying the cams, the stored part (16), not deployed, of the mast is retained on the base plate (13) by a system of retractable fingers (15) actuated by the

première couronne (8).first crown (8).

14) Mat dépliable et repliable selon l'une quelconque 14) Unfoldable and foldable mast according to any one

des Revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la base porte of Claims 1 to 13, characterized in that the base carries

une première protubérance (17)sur laquelle se déplace une a first protuberance (17) on which a

O10 première came (10) du jeu de cames correspondant,pour provo- O10 first cam (10) of the corresponding cam set, for provo-

quer un premier déploiement du longeron. quer a first deployment of the beam.

) Mat dépliable et repliable selon l'une quelconque ) Unfoldable and foldable mast according to any one

des Revendications I à 14, caractérisé en ce que chacune des of Claims I to 14, characterized in that each of

charnières milieu des longerons porte une seconde protubérance (18) sur laquelle se déplace la deuxième came (11) du jeu de cames correspondant, pour provoquer le déploiement total dudit longeron. hinges in the middle of the side members carries a second protuberance (18) on which the second cam (11) of the corresponding cam set moves, to cause the total deployment of said side member.

16) Mat dépliable selon l'une quelconque des Reven- 16) Unfoldable mast according to any one of the Reven-

dications 9 à 15, caractérisé en ce que la première couronne porte en outre des cames de repliement (19) décalées par rapport aux cames (10 11) d'extraction progressive de la structure dications 9 to 15, characterized in that the first ring also carries folding cams (19) offset relative to the cams (10 11) for progressive extraction of the structure

du mat.of the mat.