Créer la stabilité dans les ascenseurs

Scissors, Wallets, Lambda’s, and Guides

Serapid utilise plusieurs technologies pour créer des plateformes de levage stables.  Il peut s'agir de mécanismes à ciseaux, de mécanismes Wallet et Lambda, de simples guides à roulements et de la stabilité inhérente au produit Rigid Chain.  Une plate-forme ne doit pas bouger dans trois directions et trois rotations.  En termes d'ingénierie, nous supprimons les degrés de liberté (figure 1). 

Une seule colonne de levage Serapid (chaîne rigide ou LinkLift) élimine un degré de liberté.  La chaîne contrôle la position haute et basse de la plate-forme située au sommet de la chaîne.  Une plate-forme placée au sommet d'une colonne à chaîne unique est toujours libre de se déplacer latéralement (gauche/droite et avant/arrière) ainsi que de tourner ou de pivoter (tangage, roulis, lacet). (Figure 2)

L'ajout d'une deuxième colonne de levage élimine un deuxième degré de liberté, celui de la rotation.  Si les deux colonnes sont à gauche et à droite l'une de l'autre, le roulis est éliminé.  Il peut toujours tourner ou faire un lacet, et tanguer, ainsi que se déplacer latéralement.  Si l'on ajoute une troisième ou une quatrième colonne décalée par rapport aux deux premières, la plate-forme devient stable.  Comme un tabouret ou une chaise, elle ne roule pas et ne tangue pas.  Pourtant, la plate-forme n'est pas stable.  Elle peut encore se tordre ou osciller.  Elle peut également osciller dans les directions droite/gauche et avant/arrière.  À ce stade, une stabilisation externe est nécessaire.  Il y a encore 3 degrés de liberté à contraindre.  Un guidage externe de la plate-forme est nécessaire pour contraindre ces trois degrés.

Une méthode simple consiste à placer deux guides verticaux (guides d'ascenseur) sur la plate-forme.  Aux points de guidage, ils empêchent tout mouvement dans les directions latérales (gauche/droite ou avant/arrière) au niveau des guides.  La combinaison des deux empêche également la torsion ou le lacet de la plate-forme (figure 3).  Dans certains cas, il n'est pas possible d'avoir des guides externes pour la plate-forme.  D'autres méthodes sont alors nécessaires.

Un mécanisme à ciseaux assure la stabilité en limitant ces trois degrés de liberté.  Un simple ciseau est simplement constitué de 2 barres croisées en forme de X.  Le centre du X possède un pivot.  D'un côté du X, les extensions supérieure et inférieure ont des pivots.  L'autre côté du X possède à la fois des pivots et des curseurs (figure 4).  Lors du déplacement, les pivots supérieurs restent toujours verticalement au-dessus des pivots inférieurs.  La hauteur entre les pivots supérieurs et inférieurs est la même pour les deux côtés du ciseau.

Comme les paires de pivots sont toujours verticales, elles limitent un degré de liberté latéral.  Comme la hauteur des deux paires est toujours la même, elle élimine un degré de liberté en rotation.  Un seul ciseau pourrait osciller, c'est pourquoi on en ajoute un deuxième avec un stabilisateur latéral.  Cela élimine un troisième degré de liberté latéral.  Les deux ciseaux sont liés par le stabilisateur latéral et ne peuvent pas être à des hauteurs différentes.  Cela élimine un quatrième degré de liberté, celui de la rotation.  La paire de ciseaux élimine également le cinquième degré de liberté en rotation (torsion ou lacet).  Le mécanisme complet des ciseaux contraint 5 degrés de liberté et le seul qui reste est contraint par le mécanisme de levage.  Dans cet exemple, la chaîne rigide Serapid remplit cette fonction. (Figure 4)

Figure 4: Les ciseaux éliminent 5 degrés de liberté.

Un mécanisme de ciseaux complet est relativement grand et consomme un espace précieux sous la plate-forme.  Les fonctions des ciseaux peuvent être décomposées en plusieurs mécanismes plus petits.  Un porte-monnaie et un lambda (Figure 5 et Figure 6) sont des dérivés du ciseau.

Le lambda fait en sorte qu'un point de pivot supérieur reste toujours vertical au-dessus du pivot inférieur correspondant.  Il contraint un degré de liberté latéral.  Le mécanisme de porte-monnaie contraint un degré de liberté latéral et deux degrés de liberté en rotation.  Deux portefeuilles et un lambda peuvent être utilisés ensemble pour contraindre 5 degrés de liberté, comme le mécanisme des ciseaux.  Bien que plus complexe, ce mécanisme a l'avantage de permettre une plus grande liberté de conception dans le placement des composants du mécanisme de levage (Figure 7).

by Robert C. Adams, PhD, PE

Director of R&D and Engineering, SERAPID