Procédé de pilotage magnétique de véhicules miniatures et dispositif pour la mise en aeuvre du procédé La présente invention a pour objet un pro cédé de pilotage magnétique de véhicules mi niatures, caractérisé par le fait que la route à suivre par un véhicule est pourvue d'au moins une piste ferromagnétique, couplée magnéti- quement à un aimant pilote porté par ledit véhicule, les forces résultant de ce couplage étant transmises à un dispositif agencé de ma nière à assurer la direction du véhicule.
Dans le procédé selon l'invention, les pistes magnétiques peuvent être composées de bandes de métal ferromagnétique, fixées à la route. L'aimant pilote peut être astreint à se déplacer, soit sur l'axe d'une piste magnétique unique, soit entre deux pistes magnétiques. Dans ces deux cas, les forces de couplage magnétique entre l'aimant et la piste se décomposent en forces actives et en forces inactives, les pre mières, prenant naissance lorsque l'aimant s'écarte de la trajectoire qui lui est assignée, sont utilisées à la commande, directe ou in directe, de la direction du véhicule.
L'invention se réfère également à un dis positif pour la mise en oeuvre du procédé, ca ractérisé en ce qu'il comprend, guidé par une piste magnétique fixée à la route, un véhicule miniature équipé d'un aimant pilote destiné à la commande de sa direction, ladite piste ma- gnétique pouvant comporter sur son parcours au moins une bifurcation télécommandée.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, représente une forme d'exécution du dispositif selon l'invention avec une variante de l'organe de direction à pilotage indirect, appliqué à une piste magnétique unique.
La fig. 1 est une vue schématique en élé vation de l'aimant pilote en position d'équili bre relatif par rapport à une route à piste ma gnétique unique, représentée en coupe. La fig. 2 est une vue schématique en élé vation, semblable à la fig. 1, dans laquelle la route est à double piste magnétique.
La fig. 3 est une vue en élévation d'un véhicule miniature équipé d'un dispositif de commande indirecte de la direction à pilotage magnétique. La fig. 4 est une vue schématique en plan de la fig. 3. La fig. 5 est une coupe, suivant la ligne V-V de la fig. 4. La fig. 6 est une vue en élévation d'une variante de l'organe de direction d'un véhi cule miniature à pilotage indirect appliqué à une piste magnétique unique. La fig. 7 est une coupe transversale, sui vant la ligne VII-VII de la fig. 6.
La fig. 8 est une vue en élévation de l'ai mant pilote représenté à la fig. 6.
La fig. 9 est une vue latérale de la fig. 8. La fig. 10 est une vue en élévation de l'es sieu avant représenté à la fig. 6.
La fig. 11 est une vue latérale de l'essieu représenté à la fig. 10.
Dans la forme d'exécution représentée, le dispositif de mise en aeuvre du procédé décrit comporte une route à piste unique P (fig. 1), cette dernière étant- composée d'une bande en métal ferromagnétique. Sur cette piste P se dé place un aimant pilote A, porté par un véhi cule miniature, non représenté sur la fig. 1. L'aimant pilote A pivote autour de l'axe O en commandant, directement ou indirectement, la direction du véhicule.
Le couple de forces, engendré par le couplage magnétique et la réaction du pivot O, entraîne une rotation de l'aimant à droite ou à gauche, selon que le véhicule se déplace vers la gauche, respective ment vers la droite, de la piste magnétique.
La route suivie par le véhicule miniature pourrait également comporter une double piste magnétique <I>PI</I> et P2, comme représenté à la fig. 2. L'aimant pilote A serait alors placé en position d'équilibre au milieu des deux pis tes<I>PI</I> et P2. Dans ce cas, le couple de forces, engendré par le couplage magnétique et la ré action du pivot, entraîne une rotation de l'ai mant à droite ou à gauche, selon que le véhi cule se déplace vers la droite ou respectivement vers la gauche de la piste magnétique.
La ligne des pôles de l'aimant pilote peut être perpendiculaire à la piste magnétique, comme représenté en fia. 1 et 2, ou parallèle à celle-ci. La direction perpendiculaire présente cependant des avantages, notamment pour les bifurcations, qui peuvent être assurées par un simple électro-aimant sans le secours d'aucun dispositif mécanique.
La commande directe de la direction du véhicule miniature par les forces actives agis sant sur l'aimant pilote nécessite une réduction au minimum des forces de frottement, d'où l'intérêt d'une commande indirecte qui n'est pas assujettie à cette restriction.
Dans cet ordre d'idées, le servomécanisme de direction du véhicule miniature comprend deux galets g1 et g2 (fig. 3 à 5), tournant en sens inverse, entraînés par le moteur M du véhicule. Ces galets sont portés par un étrier E, solidaire de l'aimant pilote A et pivotant autour de l'axe O. Selon que l'aimant pilote est sollicité par un couple de forces tournant à droite ou à gauche, c'est le galet de gauche ou de droite qui entraîne le disque D commandant la direction du véhicule par l'intermédiaire d'un pignon I et d'une crémaillère J.
Pour permettre le déplacement angulaire de l'étrier E, chacun des galets g1 et g2 est en traîné par une transmission Tl, <I>T2</I> respective ment, constituée par exemple par des fils d'acier souples ou par des cardans. En l'ab sence de sollicitation de la part de l'aimant pilote, le disque D revient à sa position mé diane par la force de rappel du fil de torsion F dont l'une des extrémités est fixe et l'autre amarrée sur l'axe O du disque D. Le sens de rotation des galets, indiqué sur la fig. 4, cor respond à une route à double piste magnéti que. Dans le cas d'une piste unique, le sens de rotation desdits galets est inversé.
Dans une variante de l'organe de direction du type à pilotage indirect, avec piste magné tique unique, l'aimant pilote est constitué par un barreau aimanté C (fig. 6 à 11), maintenu entre les pièces polaires M, M' par une entre toise E, en forme de U renversé, en métal non magnétique. Les fenêtres<I>L,</I> respectivement<I>L',</I> pratiquées dans les pièces polaires et dans l'en tretoise E, sont destinées au passage de l'es sieu avant du véhicule, essieu qui comprend une tige B, de section rectangulaire, en métal non magnétique, se terminant par les fusées F. L'essieu avant est solidaire d'une boîte H, servant de support à l'aimant pilote et surmon tée d'un pivot P' autour duquel peut tourner l'organe de direction.
Un guide cylindrique G assure la liaison avec le châssis du véhicule uniquement dans le sens longitudinal, de ma nière que les deux roues avant soient en con- tact permanent avec le sol, même lorsque celui- ci n'est pas parfaitement plan. La tige T, dé coupée dans la pièce H, est le point d'attache d'un ressort de rappel R.
L'aimant pilote est constamment maintenu dans le plan de l'axe des roues avant du véhi cule, entraînées indirectement par le moteur, au moyen d'un dispositif de freinage composé des becs<I>DI</I> et<I>D2,</I> remplaçant le rôle joué par les galets g1 et g2 de la forme d'exécution dé crite. Une déviation du véhicule, par exemple sur la gauche de la piste magnétique, entraîne l'inclinaison à droite de l'aimant pilote dont le bec D2 vient appuyer sur la roue de droite. Il en résulte un frottement qui se traduit par une force tangentielle au contact du sol, force dont le moment par rapport à l'axe de pivote ment G-P' (fig. 7) ramène le véhicule sur la piste magnétique.
Cette variante présente sur la forme d'exé cution décrite l'avantage d'une plus grande sim plicité dt construction. D'autre part, les frot tements d'articulation étant réduits au mini mum, il en est de même de la puissance ab sorbée pour assurer le pilotage du véhicule.
On pourrait également asservir l'organe de direction en l'entraînant au moyen d'un dispo sitif électromagnétique dont le courant d'exci tation serait commuté par l'aimant pilote.
Pour amorcer une bifurcation, il suffit d'engendrer sur l'aimant pilote un couple de forces de sens convenable pour engager le véhicule sur l'une ou l'autre des routes. Les pistes magnétiques, à l'endroit convenable, comprendront donc un aimant avec l'un des pôles tourné vers le haut. Selon que ce pôle est nord ou sud, l'aimant pilote sera sollicité dans un sens ou dans l'autre.
Les pistes magnétiques permettent, d'autre part, l'utilisation des forces de couplage magné tique pour assurer l'adhérence des véhicules à la route. On fixe à cet effet un aimant, non représenté au dessin, faisant fonction d'anti dérapant à l'arrière du véhicule. La ligne des pôles de cet aimant sera, de préférence, paral lèle à la direction de déplacement du véhi cule, afin de réduire le freinage magnétique. Cette méthode présente l'avantage d'éviter une augmentation de la masse du véhicule et de supprimer les inconvénients qui en résulte raient.
Le procédé et le dispositif décrits présen tent notamment les avantages suivants : la pos sibilité de construire des réseaux routiers qui, tout en reproduisant fidèlement la réalité, per mettent l'autoguidage des véhicules ; la simpli cité des bifurcations, croisements et autres par ticularités du trajet susceptible d'être parcouru par le véhicule ; la possibilité d'aménager des tronçons de routes permettant le croisement ou le dépassement des véhicules ; enfin, la possi bilité d'alimenter les véhicules électriques par la route et d'asservir, au besoin, cette alimenta tion aux différents signaux routiers.
Method of magnetic piloting of miniature vehicles and device for implementing the method The present invention relates to a process of magnetic piloting of miniature vehicles, characterized in that the route to be followed by a vehicle is provided with at least one ferromagnetic track, magnetically coupled to a pilot magnet carried by said vehicle, the forces resulting from this coupling being transmitted to a device arranged so as to ensure the steering of the vehicle.
In the method according to the invention, the magnetic tracks can be composed of strips of ferromagnetic metal, fixed to the road. The pilot magnet can be forced to move, either on the axis of a single magnetic track, or between two magnetic tracks. In these two cases, the magnetic coupling forces between the magnet and the track decompose into active and inactive forces, the former, arising when the magnet deviates from the path assigned to it, are used. to the direct or in direct control of the vehicle steering.
The invention also refers to a positive device for implementing the method, characterized in that it comprises, guided by a magnetic track fixed to the road, a miniature vehicle equipped with a pilot magnet intended for control. from its direction, said magnetic track possibly comprising at least one remote-controlled fork in its course.
The appended drawing, given by way of example, represents an embodiment of the device according to the invention with a variant of the indirectly piloted management member, applied to a single magnetic track.
Fig. 1 is a schematic elevation view of the pilot magnet in a position of relative equilibrium with respect to a road with a single magnetic track, shown in section. Fig. 2 is a schematic elevation view, similar to FIG. 1, in which the road is double magnetic track.
Fig. 3 is an elevational view of a miniature vehicle equipped with an indirect control device for the steering with magnetic piloting. Fig. 4 is a schematic plan view of FIG. 3. Fig. 5 is a section taken along the line V-V of FIG. 4. FIG. 6 is an elevational view of a variant of the steering member of a miniature vehicle with indirect piloting applied to a single magnetic track. Fig. 7 is a cross section taken along the line VII-VII of FIG. 6.
Fig. 8 is an elevational view of the pilot mantle shown in FIG. 6.
Fig. 9 is a side view of FIG. 8. FIG. 10 is an elevational view of the front axle shown in FIG. 6.
Fig. 11 is a side view of the axle shown in FIG. 10.
In the embodiment shown, the device for implementing the method described comprises a single track road P (FIG. 1), the latter being composed of a strip of ferromagnetic metal. A pilot magnet A is moved on this track P, carried by a miniature vehicle, not shown in FIG. 1. The pilot magnet A pivots around the axis O controlling, directly or indirectly, the direction of the vehicle.
The torque, generated by the magnetic coupling and the reaction of the pivot O, causes the magnet to rotate to the right or to the left, depending on whether the vehicle is moving to the left, respectively to the right, of the magnetic track. .
The route followed by the miniature vehicle could also include a double magnetic track <I> PI </I> and P2, as shown in FIG. 2. The pilot magnet A would then be placed in a position of equilibrium in the middle of the two tracks <I> PI </I> and P2. In this case, the couple of forces, generated by the magnetic coupling and the reaction of the pivot, causes a rotation of the magnet to the right or to the left, depending on whether the vehicle is moving to the right or respectively to the left. of the magnetic strip.
The pole line of the pilot magnet may be perpendicular to the magnetic track, as shown in fia. 1 and 2, or parallel to it. The perpendicular direction however has advantages, in particular for the bifurcations, which can be provided by a simple electromagnet without the help of any mechanical device.
The direct control of the steering of the miniature vehicle by the active forces acting on the pilot magnet requires a reduction to a minimum of the friction forces, hence the interest of an indirect control which is not subject to this restriction. .
In this vein, the steering servomechanism of the miniature vehicle comprises two rollers g1 and g2 (fig. 3 to 5), rotating in the opposite direction, driven by the motor M of the vehicle. These rollers are carried by a caliper E, integral with the pilot magnet A and pivoting around the axis O. Depending on whether the pilot magnet is requested by a couple of forces rotating to the right or to the left, it is the roller left or right which drives the disc D controlling the direction of the vehicle via a pinion I and a rack J.
To allow the angular displacement of the caliper E, each of the rollers g1 and g2 is dragged by a transmission Tl, <I> T2 </I> respectively, constituted for example by flexible steel wires or by universal joints. . In the absence of any stress from the pilot magnet, the disk D returns to its middle position by the return force of the torsion wire F, one end of which is fixed and the other anchored to the 'axis O of disc D. The direction of rotation of the rollers, shown in fig. 4, corresponds to a road with a double magnet track. In the case of a single track, the direction of rotation of said rollers is reversed.
In a variant of the steering organ of the indirect piloting type, with a single magnetic track, the pilot magnet consists of a bar magnet C (fig. 6 to 11), held between the pole pieces M, M 'by an E-bar, in the shape of an inverted U, in non-magnetic metal. The windows <I> L, </I> respectively <I> L ', </I> made in the pole pieces and in the spacer E, are intended for the passage of the front axle of the vehicle, the axle which includes a rod B, of rectangular section, in non-magnetic metal, terminating in the fuses F. The front axle is secured to a box H, serving as a support for the pilot magnet and surmounted by a pivot P ' around which the management body can revolve.
A cylindrical guide G ensures the connection with the vehicle frame only in the longitudinal direction, so that the two front wheels are in permanent contact with the ground, even when the latter is not perfectly level. Rod T, cut from part H, is the point of attachment of a return spring R.
The pilot magnet is constantly maintained in the plane of the axis of the front wheels of the vehicle, driven indirectly by the engine, by means of a braking device made up of the slats <I> DI </I> and <I> D2, </I> replacing the role played by the rollers g1 and g2 of the described embodiment. A deviation of the vehicle, for example on the left of the magnetic track, causes the tilting to the right of the pilot magnet, the tip of which D2 bears on the right wheel. This results in a friction which results in a tangential force in contact with the ground, a force whose moment with respect to the pivot axis G-P '(fig. 7) brings the vehicle back onto the magnetic track.
This variant presents the advantage of greater simplicity of construction over the embodiment described. On the other hand, the articulation friction being reduced to a minimum, the same is true of the power absorbed to ensure the steering of the vehicle.
It would also be possible to control the management organ by driving it by means of an electromagnetic device, the excitation current of which is switched by the pilot magnet.
To initiate a bifurcation, it suffices to generate on the pilot magnet a pair of forces of direction suitable for engaging the vehicle on one or the other of the roads. The magnetic tracks, in the appropriate place, will therefore include a magnet with one of the poles facing upwards. Depending on whether this pole is north or south, the pilot magnet will be requested in one direction or the other.
Magnetic tracks allow, on the other hand, the use of magnetic coupling forces to ensure the adhesion of vehicles to the road. A magnet, not shown in the drawing, is fixed for this purpose, acting as an anti-slip device at the rear of the vehicle. The pole line of this magnet will preferably be parallel to the direction of movement of the vehicle, in order to reduce magnetic braking. This method has the advantage of avoiding an increase in the mass of the vehicle and of eliminating the resulting drawbacks.
The method and the device described present in particular the following advantages: the possibility of constructing road networks which, while faithfully reproducing reality, allow the autoguiding of vehicles; the simplicity of bifurcations, crossings and other peculiarities of the route likely to be traveled by the vehicle; the possibility of developing sections of road allowing the crossing or overtaking of vehicles; finally, the possibility of supplying electric vehicles from the road and, if necessary, slaving this supply to the various road signals.