Brevet FR2085185A1 — publié le 19711224

La présente invention, résultant de la collaboration de ty Paul BLANCHARD, Pierre GICQUEL et Serge LARDILLON du Commissariat à l'Energie Atomique et de M André FOURE de la Société BARRAS-PROVENCE, concerne un bras de manipulation à distance plus particulièrement destiné à la manipulation à trayeurs la paroi d'une cellule des objets ou organes, radioactifs ou non, enfermés dans celle-ci Cette invention a pour objet un bras qui est caractérisé en ce qutil comporte une tige creuse solidaire à l'une de ses extrémités d'une plateforme sur laquelle un levier coudé de support d'un organe de préhension est monté pivotant et à'son autre extrémité d'une part axialement d'un système vis-écrou relié à un moteur de commande du déplacement axial de l'ensemble du bras et d'autre part en rctation seulement d'un fourreau qui lui est coaxial et est relié à un second moteur de commande de la rotation de l'ensemble dudit bras. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de préhension est monté sur le levier coudé par l'intermédiaire d'un système télescopique. Les moteurs de commande sont de préférence des moteurs électriques qui peuvent aisément être entraînés par un système de télé-commande. Par ailleurs chacun des déplacements de la tige de support général des organes est complété par un déplacement plus précis du levier ou de 11 organe de préhension. En effet, le mouvement axial de la tige est complété par le déplacement du système téle,copique lors du contact de l'organe de préhension avec l'objet à déplacer tandis que la rotation de la tige est complétée par le pivotement du levier coudé sur la plateforme. Des manoeuvres extrêmement précises peuvent donc être obtenues sans risque de contact brutal avec la pièce à déplacer à l'intérieur de la cellule. Divers autres avantages et caractéristiques- de l'invention ressortiront de la description ci-dessous d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés. La fig. 1 est une vue schématique, en perspective, du bras de manipulation à distance. La fig. 2 est une vue de détail, en coupe longitudinale à plus grande échelle, des systèmes de commande des mouvements de ce bras. Sur la fig. 1, le bras de manipulation est disposé verticalement et fixé sur le toit 1 d'une cellule de manipulation, mais il est bien évident qu'il pourrait être supporté de touteautre manière et même être disposé horizontalement. C;e bras est constitué essentiellement par une tige creuse 2 qui traverse ladite paroi 1 dans l'orifice de laquelle elle est protégée par des cylindres de plomb 4, 5, 6 de diamètres différents. A l'intérieur de la cellule, l'extrémité de la tige creuse 2 supporte une plateforme 8 sur laquelle est articulée une tête cylindrique 10 d'extrémité d'un levier coudé 12 supportant un organe de préhension 14, qui est constitué par un électro-aimant dans le cas de la figure. Cet organe 14 est fixé sur le levier 12 par un système télescopique 16 comprenant un ressort, non représenté, de rappel de l'organe de préhension en position éloignée du levier 12. Sur la plateforme 8 la tete 10 du levier 12 est montée pivotante autour d'un axe 13 (fig. 2) solidaire d'un pignon conique 18 en prise avec un second pignon conique 20 entraîné par l'intermédiaire d'un accouplement à friction 22 par un moteur 24, de préférence un moteur électrique alimenté au moyen de cibles traversant la tige 2 et reliés à un générateur extérieur à la cellule. L'ensemble de cette commande est enfermé dans un carter 23 percé d'une fente 25 de libre déplacement du levier 12. A son autre extrémité, c'est-à-dire à l'extérieur de la cellule, la tige creuse 2 est terminée par un écrou 26 vissé sur une vis axiale 28 prolongée par une tige 29 entraînée, par l'intermédiaire d'un accouplement à friction 30, par un moteur 32. L'écrou 26 est immobilisé en rotation par une clavette 34 coulissant dans une glissière 36 d'un fourreau 38 coaxial à la tige 2 et placé autour de celle-ci dans l'orifice de traversée de la paroi 1. Ce fourreau 38 est susceptible de tourner à l'intérieur de ladite traversée de la paroi bien qu'il soit immobilisé axialement par rapport à celle-ci par une bride 39 fixée par l'intermédiaire d'un roulement à billes 42 sur la paroi 1. Le fourreau 38 est solidaire d'une roue dentée 44 en prise avec une vis sans fin 46 entraînée %omme la vis 28 par un moteur électrique 47 (fig. 1).Ce second moteur 47 est supporté pa une plaque 48 elle-même fixée sur la paroi 1 de la cellule. Entre le fourreau 38 et l'accouplement 30, la tige 29 est rendue solidaire en rotation d'une roue dentée 50 en prise avec une autre roue 52 solidaire d'une tige de section polygonale 54 permettant la commande manuelle de la rotation de la vis 28 en cas de défaillance du moteur 32, Cette roue 52 est comme le moteur 32 supportée par une platine 53 solidaire du fourreau 38 et de la roue dentée 44. De même une tige de section polygonale 55 est fixée dans le prolongement de la vis sans fin 46 de façon à permettre la commande manuelle de la rotation du fourreau 38. Il est bien évident que la rotation du fourreau 38 entraîne celle de l'écrou 26 et provoque par suite la rotation de la tige creuse 2 sur elle-même en déplaçant le levier coudé 12 autour de l'axe de cette tige. Pendant cette rotation la vis 28 reste solidaire de l'écrou 26 et tourne avec le fourreau 38 et le moteur 32. De même,la rotation de la vis 28 commandée par le moteur 32 provoque le glissement axial de l'écrou 26 dans le fourreau 38 et entraîne par suite le déplacement vertical de la plateforme 8 et du levier coudé 12 par rapport à la paroi 1. La rotation du fourreau et de la tige creuse peut ensuite être complétée par un pivotement du levier 12 autour de l'axe 13 de la tête 10 tandis que le contact de l'électro-aimant avec l'objet à déplacer est assuré, après le réglage de la position axiale de la tige 2, par l'action du système téescopique qui règle la distance entre le levier et ledit électro-aimant. Des microrupteurs 60 fixés sur le fourreau permettent de contrôler la position de l'écrou 26 et par suite la position axiale de la tige 2. Les différents mouvements peuvent donc être effectués avec précision, cnaque déplacement de l'ensemble du bras étant complété par un déplacement plus fin du levier ou de l'organe de préhension. Par ailleurs les mouvements du bras peuvent aisément être commandés depuis un emplacement situé à une distance relativement importante grâce à une commande électrique des moteurs. Il est bien évident que diverses modifications pourraient être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple l'électro-aimant 14 pourrait être remplacé par une pince de préhension commandée électriquement ou par tout autre organe analogue. REVENDICATIONS 10. Bras de manipulation à distance, caractérisé en ce qu'il comporte une tige creuse solidaire à l'une de ses extrémités d'une plateforme sur laquelle un levier coudé de support d'un organe de préhension est monté pivotant et à son autre extrémité d'une part axialement d'un système vis-écrou relié à un moteur de commande du déplacement axial de l'ensemble du bras et d'autre part en rotation seulement d'un fourreau qui lui est coaxial et est relié à un second moteur de commande de la rotation de l'ensemble dudit bras. 20. Bras suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de préhension est monté sur le levier coudé par l'intermédiaire d'un système télescopique 30. Bras suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige creuse est placée à l'intérieur du fourreau rotatif et terminée par un écrou solidaire en rotation de ce fourreau mais mobile axialement dans celui-ci. 40. Bras suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fourreau est solidaire d'une roue dentée en prise avec une vis sans fin entraînée par un moteur de commande de la rotation. 5 . Bras suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une vis axiale d'entraînement de l'écrou, prolongée par une tige de liaison avec le moteur de commande, qui traverse librement la roue dentée. 60, Bras suivant l'une des revendications 1 à 5, destiné à la manipulation à travers une paroi, caractérisé en ce que le fourreau rotatif traverse la paroi et est mobile en rotation mais immobilisé axialement par rapport à celle-ci. 70. Bras suivant l'une des revendication 1 à 6, caractérisé en ce que la plateforme de support du levier coudé supporte un moteur de commande de ce levier, une tête solidaire dudit levier pivotant sur un axe fixé dans cette plateforme et des pignons coniques de transmission du mouvement du moteur à ladite tête. 80. Bras suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe de préhension est un électro-aimant-. 9 . Bras suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe de préhension est une pince.