FR2996890A1 - Ensemble de support d'un element orientable, et equipement optique incorporant un tel ensemble - Google Patents
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Abstract
Ensemble de support d'un élément orientable, comprenant un premier dispositif de support (8.1) et un deuxième dispositif de support (8.2) qui comportent une première platine (9) de fixation externe et une deuxième platine (10) de fixation à l'élément orientable, la deuxième platine étant reliée à la première platine par une membrane (11) qui a un plan moyen (P) s'étendant perpendiculairement à l'axe d'orientation et le premier dispositif comprenant un rigidificateur (13) s'étendant selon l'axe d'orientation et reliant la deuxième platine à la première platine de manière à s'opposer à un mouvement de la deuxième platine parallèlement à l'axe d'orientation en laissant libre un débattement angulaire de la deuxième platine autour d'axes perpendiculaires à l'axe d'orientation. Equipement optique comportant un tel ensemble de support.
Description
La présente invention concerne un ensemble de support d'un élément orientable. Cet élément orientable peut être par exemple un miroir de balayage intégré dans un équipement optique de type télescope. L'invention a également pour objet un tel équipement optique incorporant cet ensemble support. Il existe des équipements optiques comportant un bâti dans lequel sont montés un capteur, au moins un organe d'amplification optique, et un miroir de balayage associé à un moteur d'orientation du miroir de balayage autour d'un axe d'orientation appelé axe de balayage. Le miroir de balayage est relié au bâti et au moteur par un ensemble de support comportant un dispositif de fixation du miroir au bâti et un dispositif de fixation du miroir au moteur lui-même fixé au bâti. Les dispositifs de fixation sont disposés en vis-à-vis l'un de l'autre de part et d'autre du miroir orientable le long de l'axe de balayage. La qualité du télescope dépend notamment de la précision géométrique du miroir de balayage. Il est en outre nécessaire que le miroir ne soit pas soumis à des contraintes qui risqueraient de le déformer et donc d'en altérer la qualité. Le miroir de balayage doit donc être monté de manière à assurer un guidage précis du miroir lors de son orientation autour de l'axe de balayage tout en autorisant des jeux suffisants pour éviter un hyperstatisme qui serait générateur de contraintes en particulier sur le miroir. Lorsque le télescope est soumis à d'importantes variations de températures, il se produit dans le télescope des dilatations différentielles qui engendrent des contraintes que les dispositifs de fixation doivent également pouvoir absorber. De plus, certains télescopes sont embarqués dans des véhicules, notamment des fusées pour les télescopes embarqués sur des satellites, dans lesquels ils sont soumis à des vibrations, des chocs et accélérations qui sollicitent les dispositifs de fixations et sont transmis par ceux-ci au miroir de balayage. Les dispositifs de support connus sont généralement agencés sous la forme de rotules. Cependant un tel agencement demande un usinage soigné pour pouvoir en maîtriser les jeux, et est au final relativement coûteux, sans qu'il assure un filtrage des sollicitations qui isolerait le miroir au moins en partie de celles-ci.
Un but de l'invention est de fournir un ensemble de support d'un élément orientable autour d'un axe de balayage, qui assure un maintien précis et isostatique de l'élément tout en étant relativement peu coûteux. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un ensemble de support d'un élément orientable autour d'un axe d'orientation, comprenant un premier dispositif de support et un deuxième dispositif de support qui sont destinés à être montés en vis-à-vis de part et d'autre de l'élément orientable le long de l'axe d'orientation.
Chaque dispositif de support comporte une première platine de fixation externe et une deuxième platine de fixation à l'élément orientable. La deuxième platine est reliée à la première platine par une membrane qui a un plan moyen s'étendant perpendiculairement à l'axe de balayage et qui est agencée pour autoriser uniquement un débattement angulaire de la deuxième platine autour d'axes perpendiculaires à l'axe de balayage et une translation selon l'axe de balayage. Le premier dispositif comprend un rigidificateur s'étendant rigidement selon l'axe de balayage et reliant la deuxième platine à la première platine de manière à s'opposer à un mouvement de la deuxième platine parallèlement à l'axe d'orientation en laissant libre le débattement angulaire de la deuxième platine autour des axes perpendiculaires à l'axe d'orientation.
Ainsi, la membrane permet de filtrer au moins en partie les vibrations et autorise des débattements permettant d'absorber les contraintes résultant du montage ou des différentiels de dilatation thermique. En outre, le rigidificateur permet de limiter les efforts supportés par la membrane selon une direction normale à elle-même, efforts qui pourraient la détériorer. La présence d'un rigidificateur dans un seul des dispositifs de support permet de limiter les problèmes d'hyperstatisme. L'invention a également pour objet un équipement optique comportant un bâti dans lequel sont montés un capteur, au moins un organe d'amplification optique, et un miroir de balayage associé à un moteur d'orientation du miroir de balayage autour d'un axe d'orientation, le miroir de balayage étant relié au bâti et au moteur par au moins un tel ensemble de support. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description 20 qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe 25 d'un télescope incorporant un dispositif de support conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective de l'ensemble de support du miroir de balayage dudit télescope, 30 - la figure 3 est une vue en perspective d'un premier dispositif de support de l'invention, - la figure 4 est une vue, analogue à la figure 3, de ce dispositif, la membrane ayant été ôtée, 35 - la figure 5 est une vue en perspective du rigidificateur de ce dispositif. L'invention est ici décrite en application à un télescope ici destiné à être embarqué sur un satellite d'observation tel qu'un satellite météorologique.
En référence aux figures 1 à 5, le télescope de l'invention comprend un bâti 1 dans lequel sont montés un capteur 2, un organe d'amplification ou grossissement optique connu en lui-même et symbolisé ici par des miroirs 3, 4, et un miroir de balayage 5 orientable et associé à un moteur 6 d'orientation du miroir de balayage 5 autour d'un axe d'orientation A. Le miroir de balayage 5 est relié au bâti 1 et au moteur 6 par au moins un ensemble de support généralement désigné en 7. L'ensemble de support 7 comprend un premier dispositif de support et un deuxième dispositif de support, respectivement désignés par les références générales 8.1, 8.2. Les dispositifs de support 8.1, 8.2 sont destinés à être montés en vis-à-vis de part et d'autre du miroir de balayage 5 le long de l'axe d'orientation A. Chaque dispositif de support 8.1, 8.2 comporte une première platine 9 de fixation externe, respectivement au bâti 1 et à un arbre de sortie du moteur 6, et une deuxième platine 10 de fixation au miroir de balayage 5.
Chaque première platine 9 a un contour circulaire centré sur l'axe d'orientation A et comprend une plaque de fond en saillie de laquelle s'étend une paroi latérale annulaire. Chaque deuxième platine 10 a une forme de plaque discoldale qui s'étend en regard de la paroi de fond. La plaque discoldale a un diamètre inférieur à la plaque de fond et est reliée à la paroi latérale par une membrane 11. La membrane 11 a un forme annulaire présentant en section transversale des ondulations 12 formant soufflet périphérique. Le bord périphérique externe de la membrane 11 est pincé entre le bord supérieur de la paroi latérale et un couvercle annulaire 15 fixé sur le bord supérieur de la paroi latérale de la première platine 9 et le bord interne de la membrane 11 est pincé dans une gorge périphérique de la plaque formant la deuxième platine 10. Le couvercle 15 comprend un rebord annulaire externe permettant son centrage sur la paroi latérale de la première platine 9. La membrane 11 a un plan moyen P s'étendant perpendiculairement à l'axe d'orientation A. La membrane 11 est ainsi agencée pour autoriser uniquement un débattement angulaire de la deuxième platine 10 autour d'axes perpendiculaires à l'axe d'orientation A et une translation selon l'axe d'orientation A. Les platines 9, 10 sont destinées à être fixées sur l'arbre de sortie du moteur, le bâti et le miroir de balayage 5 par des vis engagées dans ceux-ci en passant par des trous ménagés dans lesdites platines (des trous et des vis sont visibles sur les figures 3 et 4). Le premier dispositif de support 8.1 comprend un rigidificateur 13 s'étendant selon l'axe d'orientation A et reliant la deuxième platine 10 à la première platine 9 de manière à s'opposer à un mouvement de la deuxième platine 10 parallèlement à l'axe d'orientation A en laissant libre le débattement angulaire de la deuxième platine 10 autour des axes perpendiculaires à l'axe d'orientation A. Le rigidificateur 13 comprend un corps tubulaire rigide selon son axe longitudinal Y coïncidant ici avec l'axe d'orientation A. Dans le corps tubulaire sont ménagées radialement des rainures traversantes 14 organisées selon un réseau (visible sur les figures 4 et 5) agencé pour autoriser une flexibilité du corps tubulaire autour d'axes perpendiculaires à l'axe longitudinal Y tout en conservant une rigidité, tant en compression qu'en traction, selon l'axe longitudinal Y.
Cette aptitude à la déformation sera en outre déterminée notamment par le choix du diamètre, de la longueur, du matériau, et de l'épaisseur du corps tubulaire. Lorsque le télescope équipe un satellite, il subit une forte accélération, des vibrations et des chocs lors du lancement dudit satellite. La raideur de la membrane 11 peut être adaptée aux sollicitations prévues en jouant sur l'épaisseur, le matériau, les dimensions, le nombre d'ondulations de la membrane 11. De la raideur de la membrane 11 dépend sa fréquence de résonance et donc sa sensibilité aux vibrations. On fixera la fréquence de résonance en dessous d'un seuil représentant la fréquence minimale des vibrations dont on souhaite limiter la transmission au miroir de balayage 5. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications.
En particulier, l'invention n'est pas limitée à cette application et concerne un ensemble de support de tout élément orientable quel qu'il soit, dans un équipement optique ou non. L'ensemble de support est particulièrement bien adapté au support d'un élément de balayage d'une surface, et notamment de balayage optique. Le rigidificateur peut comprendre un noyau allongé en élastomère faiblement déformable en traction/compression le long de l'axe longitudinal du noyau et plus fortement déformable en flexion autour 30 d'axes perpendiculaires à l'axe longitudinal. Cette aptitude à la déformation sera déterminée notamment par le choix du diamètre et de la longueur du noyau.
Claims (7)
- REVENDICATIONS1. Ensemble de support d'un élément orientable autour d'un axe d'orientation (A), comprenant un premier dispositif de support (8.1) et un deuxième dispositif de support (8.2) qui sont destinés à être montés en vis-à-vis de part et d'autre de l'élément orientable le long de l'axe d'orientation, chaque dispositif de support comportant une première platine (9) de fixation externe et une deuxième platine (10) de fixation à l'élément orientable, la deuxième platine étant reliée à la première platine par une membrane (11) qui a un plan moyen (P) s'étendant perpendiculairement à l'axe d'orientation et qui est agencée pour autoriser uniquement un débattement angulaire de la deuxième platine autour d'axes perpendiculaires à l'axe d'orientation et une translation selon l'axe d'orientation, le premier dispositif comprenant un rigidificateur (13) s'étendant selon l'axe d'orientation et reliant la deuxième platine à la première platine de manière à s'opposer à un mouvement de la deuxième platine parallèlement à l'axe d'orientation en laissant libre le débattement angulaire de la deuxième platine autour des axes perpendiculaires à l'axe d'orientation.
- 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le rigidificateur (13) comprend un corps tubulaire dans lequel sont ménagées des rainures traversantes (14) autorisant une flexibilité du corps tubulaire autour d'axes perpendiculaires à l'axe d'orientation.
- 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la membrane (11) comprend un soufflet périphérique (12).
- 4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'une des platines (9) comprend une plaque de fond en saillie de laquelle s'étend une paroi latérale etl'autre des platines (10) a une forme de plaque qui s'étend en regard de la paroi de fond et est reliée à la paroi latérale par la membrane.
- 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les platines (9, 10) ont un contour circulaire centré sur l'axe d'orientation (A).
- 6. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel la membrane (11) a un bord périphérique externe entre un bord supérieur de la paroi latérale et un couvercle annulaire (15) fixé sur le bord supérieur de la paroi latérale de la première platine (9) et un bord interne pincé dans une gorge périphérique de la plaque formant la deuxième platine (10).
- 7. Equipement optique comportant un bâti (1) dans lequel sont montés un capteur (2), au moins un organe d'amplification optique (3, 4), et un miroir de balayage (5) associé à un moteur (6) d'orientation du miroir de balayage autour d'un axe d'orientation (A), le miroir de balayage étant relié au bâti et au moteur par au moins un ensemble de support (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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| ITUA20164465A1 (it) * | 2016-06-17 | 2017-12-17 | Scuola Superiore Di Studi Univ E Di Perfezionamento Santanna | Giunto per la trasmissione di una sollecitazione torsionale con risposta elastica |
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2012
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