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INTERFACE HOMME-MACHINE
[001] L'invention concerne une interface homme-machine.
[002] Des interfaces hommes-machines connues comportent :
- un châssis fixe,
- un ustensile déplaçable, par un utilisateur, en rotation, autour d'un
axe, entre une
position neutre et une position inclinée, la position neutre étant la position
de
l'ustensile en absence de sollicitation extérieure sur cet ustensile, et
- un mécanisme de rappel de l'ustensile vers sa position neutre, ce mécanisme
de
rappel comportant des premier et second ressorts qui sollicitent en permanence
l'ustensile vers sa position neutre.
[003] Par exemple, une telle interface homme-machine peut être un bouton à
molette ("Thumbwheel" en anglais) tel que décrit dans la demande EP2509090.
Dans le cas de ce bouton à molette, l'ustensile déplaçable à la main par
l'utilisateur
est une molette. Cette molette est ramenée dans sa position neutre par deux
ressorts enroulés autour de l'axe de rotation de la molette. Dans ce type
d'interface
homme-machine, dès qu'un des deux ressorts casse, la molette ne revient plus
dans
sa position neutre et l'interface homme-machine n'est plus utilisable.
[004] De l'état de la technique est aussi connu de US2761026A, US2019/189373A1
et JP2009117361A. Dans ces interfaces hommes-machines, lorsque l'ustensile est
déplacé en rotation dans un sens, une bascule est déplacée en rotation autour
d'un
autre axe en sens opposé.
De l'état de la technique est également connu de FR3051927 et JPS5899734U.
[005] L'invention vise à pallier à cet inconvénient en proposant une interface
homme-machine plus robuste. Elle a donc pour objet une telle interface homme-
machine conforme à la revendication 1.
[006] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va
suivre,
donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux
dessins
sur lesquels :
- la figure 1 est une illustration partielle, en perspective, d'une
interface homme-
machine ;
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- la figure 2 est une illustration partielle, en perspective, d'un sous-
ensemble
d'éléments de l'interface homme-machine de la figure 1 ;
- la figure 3 est une illustration en perspective et en vue éclatée des
différents
éléments de l'interface homme-machine de la figure 1 ;
- les figures 4 et 5 sont des schémas fonctionnels de l'interface homme-
machine de
la figure 1 ;
- les figures 6 et 7 sont des illustrations partielles, en perspective,
d'une autre
interface homme-machine ;
- les figures 8 et 9 sont des schémas fonctionnels de l'interface homme-
machine de
la figure 6.
[007] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les
mêmes éléments. Dans la suite de cette description, les caractéristiques et
fonctions
bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail.
[008] Dans cette description, des exemples détaillés de mode de réalisation
sont
d'abord décrits dans le chapitre I en référence aux figures. Ensuite, dans le
chapitre
Il suivant, des variantes de ces modes de réalisation sont présentées. Enfin,
les
avantages des différents modes de réalisation sont présentés dans un chapitre
III.
[009] Chapitre I : Exemples de modes de réalisation :
[0010] Les figures 1 à 3 représentent une interface homme-machine 2 comportant
un ustensile 4 guidé en rotation à l'intérieur d'un châssis 6. Ici,
l'ustensile 4 est une
molette. L'interface 2 est donc un bouton à molette. L'ustensile 4 est
uniquement
montée en rotation autour d'un seul axe 10. L'axe 10 est parallèle à une
direction X
d'un repère orthogonal XYZ. L'axe 10 est systématiquement immobile par rapport
au
Châssis 6.
[0011] Dans ce repère XYZ, les directions X et Y sont horizontales et la
direction Z
est verticale. Par la suite, les termes tels que haut , bas ,
supérieur ,
inférieur et similaires sont définis par rapport à la direction verticale Z.
Les
termes "gauche" et "droite" sont définis par rapport à la direction Y et un
plan médian
vertical 30 de l'interface 2. Ainsi, le terme "droite" désigne ce qui se
trouve à droite
du plan 30 lorsque la direction Y pointe vers la droite. Par la suite, le
repère XYZ est
utilisé pour orienter chacune des figures.
[0012] L'ustensile 4 est accessible depuis l'extérieur du châssis 6 de manière
à être
directement actionnable à la main par un utilisateur. A cet effet, dans ce
mode de
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réalisation, l'ustensile 4 comporte une face semi-circulaire 12 dont l'axe de
révolution
est confondu avec l'axe 10. La face 12 s'étend autour de l'axe 10 depuis un
coulisseau inférieur 12A jusqu'à un autre coulisseau inférieur 12B. Ici, ces
parties
12A et 12B sont appelées "coulisseau" car, comme décrit plus loin, elles font
parties
d'une liaison glissière. L'angle entre un premier plan contenant l'axe 10 et
le
coulisseau 12A et un second plan contenant l'axe 10 et le coulisseau 12B est
supérieur à 450 ou 90 et, généralement, inférieur à 270 ou 200 . Ici, cet
angle est
égal à 180 .
[0013] Dans cet exemple de réalisation, des crans 14 (Fig. 1) font saillie
vers
l'intérieur à partir de la face 12.
[0014] Dans ce mode de réalisation, l'ustensile 4 comporte aussi un levier 16
en
saillie vers l'extérieur à partir de la face 12. Dans une position neutre, ce
levier 16
s'étend essentiellement verticalement. Le levier 16 peut être saisi par les
doigts de
l'utilisateur pour déplacer l'ustensile 4 en rotation autour de l'axe 10 dans
un sens
avant SAv et, en alternance, dans un sens arrière SAR. Les sens avant SAv et
arrière
SAR sont représentés par des flèches identifiées par, respectivement, les
symboles
SAv et SAR sur la figure 1. Ici, le sens SAv est le sens antihoraire et le
sens SAR est le
sens horaire.
[0015] L'ustensile 4 pivote, autour de l'axe 10 et dans le sens SAv, depuis la
position
neutre, représentée sur la figure 1, vers une première position inclinée
représentée
sur la figure 2. L'ustensile 4 est aussi capable de pivoter, autour de l'axe
10 et dans
le sens SAR, depuis la position neutre, vers une seconde position inclinée.
Typiquement, cette seconde position inclinée de l'ustensile 4 est le
symétrique de la
première position inclinée par rapport à un plan vertical 30 (Fig. 1). Le plan
30
contient l'axe 10 et s'étend parallèlement aux directions X et Z. Le plan 30
passe
également par le levier 16 lorsque l'ustensile est dans sa position neutre.
[0016] La position neutre est la position que l'ustensile 4 occupe en absence
de
sollicitation extérieure. Le décalage angulaire aAv entre la position neutre
et la
première position inclinée est ici compris entre 15 et 90 ou entre 20 et 45
.
[0017] Pour limiter les frottements entre l'ustensile 4 et l'axe 10,
l'ustensile 4 est
monté sur l'axe 10 par l'intermédiaire de deux roulements à billes 20, 22
(Fig. 2 et 3).
A cet effet, l'ustensile 4 comporte un arbre 24 qui s'étend le long de l'axe
10. Chaque
extrémité de l'arbre 24 est fixée, sans aucun degré de liberté, sur une
périphérie
intérieure des roulements à billes 20 et 22.
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[0018] L'arbre 24 est mécaniquement raccordé à la face 12 par une paroi 26. La
paroi 26 s'étend dans un plan vertical 28 (Fig. 1) parallèle aux directions Y
et Z. Ici,
la paroi 26 est un demi-disque dont le centre est situé sur l'axe 10.
[0019] Le plan 28 est un plan de symétrie pour l'interface 2. Dans la position
neutre,
l'interface 2 est également symétrique par rapport au plan 30. Ainsi, par la
suite,
seuls les éléments de l'interface 2 situés derrière le plan 28 et à droite du
plan 30
sont décrits en détail. Les autres éléments se déduisent par symétrie.
[0020] La périphérie extérieure des roulements 20, 22 est fixée sans aucun
degré de
liberté à l'intérieur de trous respectifs aménagés dans des demi-coques
rigides,
respectivement, 32 et 34 (Fig. 3).
[0021] Les demi-coques 32 et 34 s'emboîtent l'une dans l'autre le long d'un
plan
d'encastrement confondu ici avec le plan 28. Lorsque ces demi-coques 32, 34
sont
emboîtées l'une dans l'autre, elles forment le châssis 6.
[0022] La demi-coque 32 est conformée pour guider et limiter l'amplitude
angulaire
du déplacement de l'ustensile 4. Par exemple, la demi-coque 32 comporte une
rainure circulaire 36 (Fig. 2) à l'intérieur de laquelle glisse un bord
vertical de la face
12 lorsque l'ustensile 4 se déplace entre les première et seconde positions
inclinées.
L'extrémité de cette rainure 36 forme un arrêtoir qui empêche l'ustensile 4
d'aller au-
delà des première et seconde positions inclinées. Ainsi, la rainure 36
délimite
l'amplitude angulaire du déplacement de l'ustensile 4.
[0023] La demi-coque 32 comporte une face extérieure verticale tournée du côté
opposé au plan 28. Cette face extérieure comporte un logement extérieur 38
(Fig. 3)
apte à recevoir une carte électronique 40 (Fig. 3). La carte électronique 40
comporte
typiquement un capteur qui mesure la position angulaire de l'ustensile 4
autour de
l'axe 10.
[0024] L'interface 2 comporte aussi un capot 42 (Fig. 3) qui recouvre et
protège la
carte électronique 40.
[0025] De façon similaire, une carte électronique 44 (Fig. 3) est reçue dans
le
logement extérieur de la demi-coque 34. La carte électronique 44 est
recouverte par
un capot 46 (Fig. 3). Le circuit électronique 44 est par exemple identique au
circuit
électronique 40 de manière à assurer une redondance de la mesure de la
position
angulaire de l'ustensile 4.
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[0026] Les circuits électroniques 40 et 44 sont électriquement raccordés à un
connecteur 48 (Fig. 1) par l'intermédiaire duquel sont délivrées les positions
angulaires de l'ustensile 4 mesurées par ces cartes électroniques.
[0027] L'interface 2 comporte un mécanisme de rappel qui sollicite en
permanence
5 l'ustensile 4 vers sa position neutre. Ce mécanisme comporte deux ressorts
de
rappel 52 et 54 (Fig. 1 et 3) et une bascule 50 suspendue sur ces deux
ressorts de
rappel 52 et 54. Par exemple, les ressorts 52 et 54 sont des ressorts
hélicoïdaux
dont les spires s'enroulent autour d'un axe central respectif. Sur la figure
2, les
ressorts 52 et 54 n'ont pas été représentés pour améliorer la lisibilité de
cette figure.
[0028] La bascule 50 est déplaçable entre :
- une position de repos, représentée sur la figure 1,
- une première position penchée représentée sur la figure 2, et
- une seconde position penchée.
[0029] La seconde position penchée est le symétrique de la première position
penchée par rapport au plan 30.
[0030] Dans la position de repos, la bascule 50 maintient l'ustensile 4 dans
sa
position neutre. Dans la première position penchée (figure 2), la bascule 50
sollicite
en permanence l'ustensile 4 dans le sens SAR pour le ramener de sa première
position inclinée vers sa position neutre. Dans la seconde position penchée,
la
bascule 50 sollicite en permanence l'ustensile 4 dans le sens SAv pour le
ramener de
la seconde position inclinée vers la position neutre.
[0031] La partie droite de la bascule 50 comporte une aile 60. L'aile 60
comporte une
portion qui, dans la position de repos, s'étend dans un plan horizontal
passant par
l'axe 10 et dans la direction Y jusqu'à un point d'appui 62. Du côté opposé au
point
d'appui 62, l'aile 60 comporte une portion en arc de cercle qui contourne
l'arbre 24.
[0032] L'aile 60 comporte un méplat supérieur 64 et une face inférieure 66
s'étendant
tous les deux dans un plan horizontal dans la position de repos. La face
inférieure 66
comporte une zone 68 d'accueil pour recevoir l'extrémité supérieure du ressort
52.
Ici, la zone 68 comporte un pion cylindrique 70 apte à s'emboîter à
l'intérieur des
spires du ressort 52. L'extrémité inférieure du ressort 52 repose sur un
méplat
aménagé dans la partie inférieure de la demi-coque 32. Chacun des ressorts 52
et
54 est dimensionné pour ramener, à lui-seul, la bascule 50 dans sa position de
repos
et cela à partir de n'importe laquelle des première et seconde positions
penchées.
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[0033] Sur les figures 1 à 3, l'aile symétrique de l'aile 60 dans la position
de repos,
porte la référence 80.
[0034] Dans la position de repos, le point d'appui 62 de l'aile 60 est poussée
contre
une butée 82 de la demi-coque 32 par le ressort 52. La butée 82 est une
saillie
formée dans la face intérieure de la demi-coque 32, c'est-à-dire dans la face
de la
demi-coque 32 tournée vers le plan 28. La butée 82 s'étend horizontalement
dans la
direction X de sorte que son extrémité est située au-dessus du point d'appui
62. La
longueur de la butée 82 dans la direction X est aussi suffisamment courte pour
ne
pas entraver le déplacement de l'ustensile 4 lorsqu'il se déplace vers la
seconde
position inclinée. Ainsi, la butée 82 est suffisamment courte pour laisser
passer la
paroi 26 lorsque l'ustensile 4 est déplacé dans la seconde position inclinée.
De
même, la butée 82 est aussi agencée pour ne pas entraver le déplacement de la
face 12. A cet effet, ici, la butée 82 est située entre le trou qui reçoit le
roulement à
billes 22 et la rainure 36.
[0035] La demi-coque 32 comporte aussi une butée 84 (figure 3) symétrique de
la
butée 82 par rapport au plan 30.
[0036] Le point d'appui 62 et la butée 82 sont également conformées pour
former par
coopération de forme, lorsque l'ustensile 4 se déplace vers sa première
position
inclinée, une articulation 85 (Fig. 2). L'articulation 85 permet à la bascule
50 de
pivoter autour d'un axe 86 (Fig. 2) depuis sa position de repos jusqu'à sa
première
position penchée. L'axe 86 est distinct et parallèle à l'axe 10
[0037] Pour cela, le point d'appui 62, dans une position active, reste en
contact avec
la butée 82 alors que la bascule 50 se déplace entre sa position de repos et
sa
première position penchée. Le point d'appui 62 est alors situé sur l'axe 86.
Lorsque,
à l'inverse, la bascule 50 se déplace de la position de repos vers sa seconde
position penchée, ce point d'appui 62 se déplace vers une position éloignée
dans
laquelle il n'est plus en contact avec la butée 82.
[0038] Dans la position de repos, la projection orthogonale de la zone
d'accueil 68
dans le plan horizontal contenant les axes 10 et 86 est entièrement située
entre ces
deux axes. Ainsi, le point d'application de la force de rappel du ressort 52
sur la
bascule 50 est situé entre les axes 10 et 86. Ce point d'application
correspond au
point où une force ponctuelle de même direction et de même amplitude que celle
exercée par le ressort 52 sur la bascule 50 produit exactement les mêmes
effets que
la force de rappel exercée par le ressort 52. Dans ce mode de réalisation, ce
point
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d'application est situé à l'intersection de l'axe central du ressort 52 et de
la face
inférieure 66 de l'aile 60. La distance la plus courte entre ce point
d'application de la
force de rappel et l'axe 86 est supérieure à 1 mm, 2 mm ou 3 mm. Généralement,
cette distance la plus courte est également inférieure à 3 cm ou 1 cm.
[0039] Pour déplacer la bascule 50 entre sa position de repos et ses première
et
seconde positions penchées, l'interface 2 comporte une liaison glissière 90
qui relie
mécaniquement l'ustensile 4 à la bascule 50. Cette liaison glissière permet à
l'ustensile 4 d'entraîner en déplacement la bascule 50 à l'encontre des forces
de
rappel des ressources 52 et 54. Elle permet aussi à la bascule 50 d'entraîner
en
1.0 déplacement l'ustensile 4.
[0040] Ici, la liaison glissière est formée d'une première et d'une seconde
parties
symétriques l'une de l'autre par rapport au plan 30 dans la position neutre.
La
première partie est située à droite du plan 30. Cette première partie comporte
le
méplat 64 de l'aile 60 tourné vers le haut et le coulisseau 12A de la face
semi-
circulaire 12. Plus précisément, le point d'appui 62 de l'aile 60 se situe au-
delà de la
rainure 36. Ainsi, lorsque l'ustensile 4 pivote de sa position neutre vers sa
seconde
position inclinée, le coulisseau 12A vient en appui sur le méplat 64 et glisse
sur ce
méplat 64 le long d'une direction parallèle au plan 28. A l'inverse, lorsque
l'ustensile
4 pivote de sa position neutre vers sa première position, le coulisseau 12A
s'éloigne
du méplat 64 comme représenté sur la figure 2. Ainsi, la première partie de la
liaison
glissière est déplaçable, par l'ustensile 4, entre une position montée dans
laquelle le
coulisseau 12A glisse sur le méplat 64 et une position démontée dans laquelle
le
coulisseau 12A est éloigné et mécaniquement isolé du méplat 64.
[0041] Dans la position de repos, les coulisseaux 12A et 12B de la face 12
sont
simultanément en appui sur les méplats, respectivement, des ailes 60 et 80.
Ainsi,
dès qu'un utilisateur déplace l'ustensile 4 à partir de sa position neutre,
dans le sens
SAR ou dans le sens SAv, cela entraîne immédiatement en rotation, dans le même
sens, la bascule 50. En dehors de la position de repos, seule une des
coulisseaux
12A, 12B est en appui sur le méplat d'une aile de la bascule 50.
[0042] Le fonctionnement de l'interface 2 va maintenant être décrit à l'aide
des
représentations fonctionnelles des figures 4 et 5. Les figures 4 et 5
représentent
l'interface 2 lorsque l'ustensile 4 est, respectivement, dans sa position
neutre et dans
sa première position inclinée. Dans ces représentations fonctionnelles, les
différents
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éléments de l'interface 2 décrits en référence aux précédentes figures sont
représentés sous une forme filaire et portent les mêmes références.
[0043] En absence de sollicitation extérieure, les ressorts 52 et 54
maintiennent les
points d'appui des ailes 60 et 80 simultanément en appui contre,
respectivement, les
butées 82 et 84 du châssis 6. La bascule 50 est donc maintenue dans sa
position de
repos. Lorsque la bascule 50 est dans sa position de repos, les coulisseaux
12A et
12B de l'ustensile 4 sont simultanément en appui sur les méplats des ailes 60
et 80.
L'ustensile 4 est donc maintenu dans sa position neutre.
[0044] Lorsqu'un utilisateur exerce une force F (Fig. 5) sur l'ustensile 4
dans le sens
SAv , l'ustensile 4 se déplace vers sa première position inclinée en tournant
autour de
l'axe 10. Le coulisseau 12B est alors en appui et glisse sur le méplat de
l'aile 80. La
seconde partie de la liaison glissière est alors dans sa position montée.
Ainsi, par
l'intermédiaire de cette seconde partie de la liaison glissière, l'ustensile 4
pousse
l'aile 80 vers le bas. Le ressort 54 se comprime et le point d'appui de l'aile
80 n'est
plus en appui sur la butée 84. Le coulisseau 12A s'éloigne du méplat 64 de
l'aile 60
et n'est plus en contact avec l'aile 60.
[0045] En parallèle, le ressort 52 maintient le point d'appui 62 de l'aile 60
en appui
sur la butée 82. La bascule 50 tourne donc autour de l'axe 86 qui passe par le
point
d'appui 62 de l'aile 60 sur la butée 82. Ce mouvement de rotation de la
bascule 50
autour de l'axe 86 comprime aussi le ressort 52 puisque la zone 68 d'accueil
est
située entre les plans verticaux contenant les axes 10 et 86. La bascule 50 se
déplace donc vers sa première position penchée à l'encontre des forces de
rappel
des ressorts 52 et 54.
[0046] Lorsque l'utilisateur relâche l'ustensile 4 et n'exerce plus aucune
force sur cet
ustensile, les ressorts 52 et 54 ramènent automatiquement la bascule 50 dans
sa
position de repos. Lorsque la bascule 50 retourne dans sa position de repos,
le
méplat de l'aile 80 repousse vers le haut le coulisseau 12B, ce qui ramène
l'ustensile
4 dans sa position neutre.
[0047] Lorsque le ressort 54 est cassé, il n'exerce plus aucune force de
rappel sur la
bascule 50. Par contre, le ressort 52, qui n'est pas endommagé, reste apte à
ramener, à lui seul, la bascule 50 dans sa position de repos et cela aussi
bien à
partir de la première que de la seconde position penchée. Ainsi, même lorsque
le
ressort 54 est cassé, l'interface 2 reste utilisable.
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[0048] De plus, lorsque le ressort 54 est cassé, la force de rappel qui
sollicite la
bascule 50 vers sa position de repos est plus faible que lorsque les deux
ressorts 52
et 54 sont intacts. Ainsi, lorsque le ressort 54 est cassé, la force que doit
exercer
l'utilisateur pour déplacer l'ustensile 4 entre les première et seconde
positions
inclinées est plus faible. L'utilisateur ressent alors cette différence dans
la force de
rappel et peut déclencher les opérations de maintenance appropriées avant que
le
ressort 52 ne casse à son tour.
[0049] Le fonctionnement de l'interface 2 dans le cas où c'est le ressort 52
qui est
cassé est le même que celui décrit ci-dessus dans le cas où c'est le ressort
54 qui
est cassé.
[0050] Les figures 6 et 7 représentent une interface homme-machine 100
identique à
l'interface homme-machine 2 sauf que :
- l'ustensile 4 est remplacé par un ustensile 104,
- le châssis 6 est remplacé par un châssis 106, et
- la bascule 50 est remplacée par une bascule 150.
[0051] Dans ce mode de réalisation, l'ustensile 104, le châssis 106 et la
bascule 150
sont configurés pour que les ressorts 52 et 54 travaillent en traction et non
pas en
compression. Pour simplifier les figures 6 et 7, seul le ressort 52 a été
représenté. La
figure 6 représente l'ustensile 104 dans sa position neutre et la bascule 150
dans sa
position de repos. La figure 7 représente l'ustensile 104 dans sa seconde
position
inclinée et la bascule 150 dans sa seconde position penchée.
[0052] Comme dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, l'interface 100
est
symétrique par rapport au plan 28 et, dans la position neutre, également
symétrique
par rapport au plan 30. Ainsi, par la suite, seuls les éléments situés dans la
partie
droite du plan 30 sont décrits plus en détails.
[0053] L'ustensile 104 est, par exemple, identique à l'ustensile 4 sauf que la
paroi 26
comporte un évidement 120. La partie inférieure de l'évidement 120 forme un
méplat
122 horizontal dans la position neutre. Un coulisseau 124 de la bascule 150
est en
appui sur ce méplat 122 dans la position neutre. Les symétriques du méplat 122
et
du coulisseau 124 par rapport au plan 30 portent les références,
respectivement,
132 et 134.
[0054] Le châssis 106 est identique au châssis 6 sauf que les butées 82 et 84
sont
remplacées par des butées, respectivement, 136 et 138 (figure 6). Ces butées
136,
138 sont situées sous des points d'appui respectifs de la bascule 150.
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[0055] La bascule 150 est identique à la bascule 50 sauf que le point d'appui
62 est
remplacé par un point d'appui 142 qui est, dans la position de repos, plaqué
contre
la butée 136 par la force de rappel du ressort 52. La butée 136 est située
sous le
point d'appui 142. De façon similaire à ce qui a été décrit précédemment,
lorsque la
5 bascule 150 se déplace de sa position de repos vers la seconde position
penchée, le
point d'appui 142 coopère avec la butée 136 pour former une articulation qui
permet
à la bascule 150 de tourner autour d'un axe 144 de rotation parallèle à l'axe
10. La
projection orthogonale de la zone d'accueil de l'extrémité supérieure du
ressort 52
dans un plan contenant les axes 10 et 144, est entièrement située entre ces
deux
10 axes. Ainsi, le point d'application de la force de rappel du ressort 52 est
situé entre
ces deux axes et éloigné de l'axe 144 par une distance supérieure à 1 mm ou 2
mm
ou 3 mm. Ici, la zone d'accueil comporte un trou 110 à l'intérieur duquel est
reçue
l'extrémité d'une spire du ressort 52.
[0056] Le fonctionnement de l'interface 100 va maintenant être décrit à l'aide
des
figures 8 et 9. Les figures 8 et 9 sont des représentations fonctionnelles de
l'interface
100. Elles représentent l'interface 100 lorsque l'ustensile 106 est,
respectivement,
dans sa position neutre et dans sa première position inclinée.
[0057] En absence de sollicitation extérieure, les ressorts 52 et 54 plaquent
les
points d'appui opposés de la bascule 150 contre, respectivement, les butées
136 et
138. Les méplats 122, 132 sont alors simultanément en appui contre les
coulisseaux
124 et 134. L'ustensile 104 est donc maintenu dans sa position neutre.
[0058] Lorsque l'utilisateur exerce une force F (Fig. 9) qui déplace
l'ustensile 104 de
sa position neutre vers sa première position inclinée, le méplat 122 tire vers
le haut
le coulisseau 124. Dans le même temps, le point d'appui gauche de la bascule
150
reste en appui sur la butée 138. La bascule 150 pivote donc, à l'encontre des
forces
de rappel des ressorts 52 et 54, autour de l'axe horizontal qui passe par ce
point
d'appui gauche contre la butée 138.
[0059] Lorsque l'utilisateur relâche l'ustensile 104, les ressorts 52 et 54
ramènent
automatiquement la bascule 150 dans sa position de repos. Lorsque la bascule
150
retourne dans sa position de repos, le coulisseau 124 appuie sur le méplat
122, ce
qui ramène en même temps l'ustensile 104 dans sa position neutre.
[0060] Comme dans le cas de l'interface 2, si le ressort 54 casse, puisque le
point
d'application de la force de rappel du ressort 52 est situé entre les axes 10
et 144, le
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ressort 52 est capable à lui seul de ramener la bascule 150 dans sa position
de
repos et cela aussi bien à partir de la première que de la seconde position
penchée.
[0061] Chapitre Il: Variantes de l'ustensile :
[0062] Variantes de l'ustensile
[0063] De nombreuses formes différentes sont possibles pour l'ustensile 4. Par
exemple, dans une première variante, le levier 16 est omis. Dans une autre
variante,
seul le levier 16 est conservé et la face semi-circulaire 12 est omise. Dans
ce dernier
cas, l'ustensile 4 est un levier et non plus une molette. Cependant, même dans
le
cas d'un simple levier, ce levier est mécaniquement raccordé à la bascule par
une
liaison glissière telle que celle décrite dans le cas de l'interface 2 ou 100.
[0064] L'ustensile 4 peut également comporter un ou plusieurs boutons-
poussoirs
déplaçables chacun entre une position sortie et une position enfoncée par un
doigt
de l'utilisateur lorsque celui-ci agrippe l'ustensile 4.
[0065] Dans une variante simplifiée, l'ustensile est seulement déplaçable
entre la
position neutre et la première position inclinée. Dans ce cas, la position de
la zone
d'accueil du ressort 54 le long de la partie gauche de la bascule peut être
quelconque. Par exemple, dans le cas de la bascule 50, cette zone d'accueil
peut
être située, en allant vers la gauche, sur une portion de la face inférieure
de l'aile 80
qui se trouve au-delà de la butée 84.
[0066] Ce qui a été décrit dans le cas particulier où l'ustensile 4 est
uniquement apte
à pivoter autour d'un seul axe peut aussi être appliqué à des ustensiles aptes
à
pivoter autour de plusieurs axes de rotation non-parallèles entre eux et qui
passent
tous par un même point appelé "centre de rotation". Ce centre de rotation est
fixé,
sans aucun degré de liberté, au châssis de l'interface. Ainsi, ce qui a été
décrit
s'applique aussi au cas d'un ustensile apte à pivoter autour de l'axe 10 et
autour
d'un axe horizontal supplémentaire parallèle à la direction Y et coupant l'axe
10.
Dans ce cas, tout ce qui a été décrit pour ramener l'ustensile 4 vers sa
position
neutre après qu'il ait pivoté autour de l'axe 10 est aussi appliqué pour
ramener
l'ustensile 4 vers sa position neutre après qu'il ait pivoté autour de l'axe
supplémentaire. En particulier, le mécanisme de rappel comporte alors une
paire de
ressorts supplémentaires de rappel, et la bascule comporte en plus deux ailes
supplémentaires. Ces ailes supplémentaires s'étendent chacune parallèlement à
la
direction Y et sont situées de part et d'autre de l'axe supplémentaire. Les
ressorts
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supplémentaires et les ailes supplémentaires sont agencés comme décrit dans le
cas des ailes et des ressorts précédemment décrits.
[0067] En variante, l'ustensile peut pivoter autour de tous les axes de
rotation qui
passe par le centre de rotation. Dans ce dernier cas, la liaison mécanique
entre
l'ustensile 4 et le châssis est typiquement une liaison rotule. Pour assurer
le retour
de l'ustensile dans sa position neutre, le mécanisme de rappel comporte alors
au
moins deux paires de ressorts disposées comme décrit dans le paragraphe
précédent.
[0068] Lorsque l'ustensile peut pivoter autour d'au moins trois axes de
rotation non
colinéaire, le mécanisme de rappel peut aussi comporter plus de deux paires de
ressorts de rappel. Dans tous les cas, chaque paire de ressorts est agencée
comme
décrit dans le chapitre I afin d'assurer un retour de l'ustensile vers sa
position neutre
même dans le cas où l'un des ressorts de la paire casse.
[0069] L'ustensile peut aussi être conformé pour être déplacé autrement que
par la
main de l'utilisateur. Par exemple, en variante, l'ustensile est conformé pour
être
déplacé par un pied de l'utilisateur. L'ustensile peut aussi être déplacé
entre sa
position neutre et une position inclinée par un robot ou autre.
[0070] Autres variantes :
[0071] D'autres modes de réalisation de la liaison glissière sont possibles.
Par
exemple, dans un mode de réalisation particulier, les positions du coulisseau
et du
méplat sont interverties. L'un du coulisseau et du méplat est alors fixé sur
la bascule
et l'autre du coulisseau et du méplat est fixé sur l'ustensile.
[0072] Chapitre III : Avantages des modes de réalisation décrits :
[0073] Lorsque l'un des ressorts 52, 54 casse, il n'exerce plus aucune force
de
rappel sur la bascule. Toutefois, dans les modes de réalisation décrits ici,
cela
n'empêche pas de ramener l'ustensile dans sa position neutre en absence de
sollicitation extérieure sur ce dernier. Ainsi, même si l'un des ressorts 52,
54 casse,
l'interface homme-machine reste utilisable.
[0074] De plus, lorsqu'un des ressorts 52, 54 est cassé, la force que doit
exercer un
utilisateur pour déplacer l'ustensile de sa position neutre vers l'une de ses
positions
inclinées est plus faible. L'utilisateur perçoit ce retour haptique. Il est
donc informé
qu'un des deux ressorts 52, 54 est cassé. Cela permet de déclencher les
opérations
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de maintenance nécessaires avant que l'autre ressort casse et donc avant que
l'interface soit totalement inutilisable.
[0075] Grâce à l'utilisation de la bascule dans le mécanisme de rappel, quel
que soit
le sens dans lequel est incliné l'ustensile, l'ustensile tourne autour du même
axe ou
d'un même centre de rotation. Cela facilite la mesure de la position angulaire
de
l'ustensile. De plus, puisque les ressorts de rappel ne sont pas directement
fixés sur
l'ustensile, il est possible de démonter l'ustensile sans démonter les
ressorts.
[0076] Le fait de placer les deux zones d'accueil des ressorts entre,
respectivement,
l'axe 10 et les axes de rotation de la bascule, permet de conserver la
possibilité de
1.0 ramener l'ustensile dans sa position neutre à partir de n'importe laquelle
des
première et seconde positions inclinées.
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