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sciences industrielles (MPSI) · Chapitre 6 · Application directe du cours

Problème — Complément : blocage d'une suspension à cardans

Géométrie et Cinématique des Mécanismes · niveau 2

Énoncé

Une caméra est orientée par une suspension à trois cardans emboîtés, réglables en lacet (autour de l'axe vertical ), en tangage (autour de l'axe transversal du deuxième cadre) et en roulis (autour de l'axe de visée ). Montrer que pour le système perd une possibilité d'orientation (« blocage de cardan »).

Corrigé

Le vecteur rotation de la caméra est (composition des trois rotations). Pour , l'axe de visée , tourné de autour de , devient colinéaire à : et produisent alors des rotations autour du même axe, et les trois vecteurs , , ne sont plus indépendants. Aucune combinaison de vitesses des cadres ne fait tourner la caméra autour de la troisième direction, : une possibilité d'orientation est perdue. Les angles d'Euler au sens strict ont le même défaut pour une nutation nulle. Les systèmes de navigation l'évitent par un quatrième cadre ou par un calcul d'orientation qui ne passe pas par trois angles.

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