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EnglishRÉSUMÉ
Dans cet article sont développées toutes les relations qui permettent d'étudier les propriétés cinématiques du quadrilatère articulé, mécanisme de base dans la théorie générale des systèmes complexes. En particulier, la relation de liaison entre la rotation de la manivelle de sortie et la rotation de la manivelle d'entrée est développée sous forme implicite et explicite avec une formulation littérale pour un tracé commode des fonctions et de leurs dérivées. L'article contient une étude détaillée de la classification de Grashof pour faciliter le choix des dimensions du mécanisme pour une application déterminée.
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Jean-Pierre BROSSARD : Professeur de mécanique Institut national des sciences appliquées de Lyon
INTRODUCTION
Le quadrilatère articulé ou mécanisme 4-barres est un mécanisme universel d'une très grande adaptabilité. Rappelons qu'on le trouve dans la direction de voiture avec le quadrilatère de Janteau, dans les suspensions de voiture avec la suspension à triangles superposés, ou le guidage d'un essieu rigide avec le trois-barres de Watt, dans les accessoires avec les commandes d'essuie-glace. Rappelons aussi que le système bielle-manivelle n'est qu'un cas particulier, comme le système de suspension Mac Pherson ou encore la genouillère utilisée dans les amplificateurs.
Le mécanisme dit à 4-barres est un des mécanismes de référence de la cinématique. Ses premières études et applications industrielles sont dues à Watt avec le système dit trois-barres de Watt. Pendant une longue période on ne comptait pas le bâti comme une barre. Celles-ci ont donné lieu et donnent toujours lieu a un grand nombre d'études et de réalisation. Par ailleurs les études théoriques ont engendré un grand nombre de développements mathématiques qui ont essaimé dans d'autres domaines. La robotique a donné une nouvelle et forte impulsion.
Dans ce premier article nous allons établir les méthodes générales. Il sera suivi d'un second article entièrement dédié aux applications.
MOTS-CLÉS
quadrilatère articulé classification de Grashof aéronautique biomédical automobile robotique machine-outil
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3. Classification
Dans l'exemple qui a servi de support à la théorie, les rotations étaient limitées, mais les manivelles d'entrée et de sortie peuvent aussi avoir des rotations complètes, comme c'est par exemple c'est le cas dans le système bielle manivelle. Il y a un très grand nombre de cas possibles. L'objet de ce paragraphe est de classer les types de mécanismes.
Dans tout ce qui suit nous désignerons par :
-
la longueur de l'élément le plus long ;
-
la longueur de l'élément le plus court ;
-
la longueur des deux autres éléments.
3.1 Mouvements possibles
Chaque barre peut avoir une rotation complète ou limitée. Si elle a une rotation complète, son mouvement sera dit manivelle. Si la rotation est limitée son mouvement sera dit oscillatoire.
HAUT DE PAGE3.1.1 Cas 1 : système à bielle tournante
Dans cet exemple nous prenons p = 10, q = 13, r = 5, s = 15. Constatons simplement pour la suite que ,...?xml>
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