Brevet FR2434426A1 — publié le 19800321

La présente invention due à la collaboration de Mme Annie AUXOUX, de NM. Jean FIGOUR et Jean-Robert PASSEMARD est relative à un dispositif manuel utilisé à la commande d'un robot selon au moins six axes encore appelé syntaxeur permettant une commande évoluée d'un robot tel que, par exemple, un robot de soudure sur portique ayant six degrés de liberté ou un robot de peinture ayant plus de six degrés de liberté avec une certaine redondance des axes. D'un point de vue ergonomique, on se rend compte que tout etre humain peut agir facilement dans un trièdre des axes rectilignes pour ce qui est des déplacements et dans un triedre taxes de rotation orthogonaux pour ce qui est des orientations. Le problème est de mettre au point un manipulateur permettant d'agir avec une seule main sur un robot six axes et permettant toute combinaison de mouvements entre les déplacements et les orientations. Dans la programmation d'un robot, ltopérateur s'intéresse spécialement à la pointe de l'outil ou à un élément de surface lié à l'outil. C'est cet élé- ment que l'on désigne du nom de terminal du robot. Pour faciliter le travail de l'opérateur, il est important que les mouvements du terminal du robot commandé se fassent par rapport au référentiel naturel de l'homme qui pilote, quelle que soit la configuration du robot : que ce soit par exemple un robot de type cartésien à six axes dans lequel les déplacements sont des translations ou un robot à six axes dans lequel les déplacements sont des rotations. L'opérateur exécute intuitivement les mouvements de rotation par la rotation de la main dans le poignet tandis que les mouvements rectilignes sont exécutés par des mouvements de déplacement de l'avant-bras. La présente invention met à la disposition de l'opérateur un dispositif de commande comportant essentiellement un manche à balai qui peut être facilement manipulé par l'opérateur d'une seule main à partir des mouvements qui lui sont ergonomiquement naturels. Ce dispositif de commande lui permet de diriger à vue l'extrémité d'un robot comportant au minimum six axes indépendants afin de faire décrire à ladite extrémité toute trajectoire désirée. Suivant l'invention, le dispositif de commande qui est à la disposition d'un opérateur manuel susceptible de le manipuler d'une seule main afin de diriger à vue l'extrémité d'un robot comportant au minimum six axes indépendants, afin de faire décrire à ladite extrémité une trajectoire désirée, est caractérisé en ce qu'il permet à l'opérateur qui l'utilise de travailler dans le référentiel naturel de tout être humain ; en ce qu il comporte : un premier groupe de moyens permettant de décomposer et de mesurer chaque élément de trajectoire désiré suivant ses composantes de translation dans un premier trièdre trirectangle fixe dans l'espace ; un second groupe de moyens permettant simultanément de décomposer et de mesurer le même élément de trajectoire désiré suivant ses composantes de rotation selon trois axes de rotation orthogonaux et fixes dans l'espace ; un troisième groupe de moyens logiques comportant notamment une interface permettant de convertir après numérisation l'ensemble des informations recueillies par la décomposition de chaque élément de trajectoire désirée à l'aide du premier groupe et du second groupe de moyens en signaux de commande applicables directement aux différents organes contrôlant les mouvements du robot suivant chacun de ses axes et en ce que les moyens de décomposition et de mesure selon chaque axe sont totalement découplés par rapport aux moyens de décomposition et de mesure selon tous les autres axes. Tout manipulateur suivant l'invention présente l'avantage d'accroître dans des proportions considérables la vitesse à laquelle il est possible de programmer les déplacements du robot associé. Le temps mis pour programmer des déplacements determinés d'un robot donné est divisé par un facteur de l'ordre de dix en utilisant un manipulateur suivant-la présente invention de préférence aux techniques antérieures. Suivant une première caractéristique de réalisation, le premier groupe de moyens comporte trois capteurs de position rectiligne répartis suivant trois axes formant ledit premier trièdre trirectangle. Suivant une seconde caractéristique de réalisation, le second groupe de moyens comporte trois capteurs de position angulaire répartis suivant trois axes formant un second trièdre trirectangle. Avantageusement, chaque capteur de position, qu'il soit rectiligne ou angulaire, agit à l'encontre d'un ressort de rappel vers un point zéro d'equilibre stable. Suivant un premier mode de réalisation, les capteurs de position rectiligne sont des potentiomètres rectilignes et- les capteurs de position angulaire sont des potentiomètres angulaires. Suivant un second mode de réalisation, chaque capteur de position, qu'il soit rectiligne ou angulaire, est du type à microcontact fonctionnant par tout ou rien. Suivant une troisième caractéristique de réalisation, le dispositif de commande ou manipulateur comporte un manche à balai susceptible tout à la fois de pivoter à l'aide d'une rotule de guidage, de coulisser à l'intérieur de ladite rotule et de recevoir des déplacements latéraux. Suivant un mode de réalisation, ladite rotule de guidage est constituée par un premier joint de cardan. Avantageusement, en parcourant ledit manche à balai d'une extrémité à l'autre, on rencontre- successivement les trois capteurs de position rectiligne puis les trois capteurs de position angulaire. Suivant une quatrième caractéristique de réalisation, deux des mouvements de translation sont obtenus par le mouvement relatif de deux tables à déplacements rectilignes superposées glissant sur des rails perpendiculaires entre eux comme il est connu dans le domaine de la machine-outil pour déplacer une pièce à usiner suivant deux directions rectangulaires et la troisième translation par le coulissement du manche à balai suivant son axe central. Suivant une variante de réalisation, les deux tables à déplacements rectilignes superposées glissant sur des rails perpendiculaires entre eux sont remplacées par un second joint de cardan. Suivant une cinquième caractéristique de réalisation, ledit manche à balai se termine à la partie inférieure par une portion de sphère de rayon égal à la distance séparant le point de sa surface extérieure à l'intersection de l'axe de symétrie dudit manche à balai du centre de ladite rotule de guidage et de coulissement et ledit premier groupe de moyens comprend un levier prenant appui à 11 une de ses extrémités sur la surface extérieure de ladite portion de sphère et connecté à sa seconde extrémité à un capteur de position rectiligne. Suivant une sixième caractéristique de réalisation, ledit manche à balai est entouré sur une partie de sa longueur par un manchon prolongé par une tubulure cylindrique creuse qui se raccorde audit manche à balai par l'intermédiaire d'un capteur de position angulaire et sur la-surface externe dudit manchon glissent deux fourchettes décalées et disposées à 900, l'une de l'autre, chacune de ces fourchettes se raccordant à ses extrémités d'une part à un système de ressorts de rappel vers une position d'équilibre stable, d'autre part, à un capteur de position angulaire faisant partie du second groupe de moyens par l'intermédiaire de biellettes. Suivant une septième caractéristique de réalisation, ledit manche à balai se termine à sa partie supérieure par une poignée manipulée par l'opérateur, ladite poignée pouvant pivoter autour du centre de ladite rotule montée à rotation possible dans une portée creuse, supportée par un cadre fixé sur la face supérieure dVune des deux tables à déplacements rectilignes croisés et ledit cadre supporte les parties fixes des capteurs de montée-baisse de deux capteurs de position angulaire ainsi que les ressorts de rappel au point d'équilibre stable correspondants. Suivant une variante avantageuse, ledit manche à balai qui est du type télescopique comprend une partie inférieure se terminant par une collerette dans laquelle est taillée au moins une came, ladite partie inférieure et ladite collerette n'étant susceptibles que de déplacements rectilignes suivant un axe déterminé (ZOZ') ; une partie supérieure capable à la fois de déplacements rectilignes et de déplacements angulaires et au moins un galet solidaire de ladite partie superieure et guidé dans ses déplacements par ladite came. En outre, ladite partie inférieure coulisse dans un premier manchon solidaire du second croisillon de cardan et supportant à sa périphérie les microcontacts relatifs aux translations. Ladite partie supérieure est montée à pivotement dans un second mancheZsolidaire du premier croisillon de cardan et portant à sa périphérie les microcontacts relatifs aux rotations ( ladite partie supérieure est creuse et comporte en sa partie centrale un poussoir de remontée en position d'équilibre stable relativement à l'une des rotations (T). Suivant une huitième caractéristique de réalisation, le système de rappel vers un point zéro dtéquilibre stable de la partie mobile en rotation du manche à balai par rapport à la partie fixe comprend une came à point bas poussée par un ressort. D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui suit. A cet effet, on se reportera aux dessins joints dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe pour situer la position du dispositif de commande suivant l'invention par rapport à un robot à six axes associés, - la figure 2 est un schéma de principe facilitant la compréhension de la réalisation et du fonctionnement du dispositif de commande suivant l'inven tion, - la figure 3 représente en section suivant un plan de trace III-III à la figure 4 un premier mode de réalisation du dispositif de commande suivant l'invention, - la figure 4 représente en section suivant un plan de trace IV-IV à la figure 3 ledit premier mode de réalisation, - la figure 5 représente partiellement en section suivant un plan de trace V-V à la figure 4 ledit premier mode de réalisation, - la figure 6 représente en section suivant un plan de symétrie de trace VI-VI à la figure 7 un second mode de réalisation du dispositif de commande suivant l'invention et - la figure 7 représente en section suivant un plan de trace Vil-Vil à la figure 6 ledit second mode de réalisation. Les mimes références numériques désignent les mêmes éléments sur les différentes figures. A la figure 1 on a représenté de façon succincte, à titre d'exemple, un robot 10 capable de déplacer un outil 22 par la combinaison de six mouvements élémentaires : deux rotations autour des axes verticaux respectifs OZ et O"Z" ; une translation d'axe OZ correspondant à un mouvement de monte et baisse ; trois rotations d'angle p et Le robot 10 comporte un bras 11 et un avant-bras 12 à l'extrémité duquel un poignet 13 peut pivoter d'un angle ff autour d'un premier axe 14. Une main 15 peut pivoter d'un angle ss autour d'un second axe 16 et un équi- pement terminal 18 auquel on peut adapter un outil 22 est susceptible de pivoter d'un anglet autour d'un troisième axe 17. A chacune de ses articulations, le robot comporte un moteur rotatif auquel est associé un codeur de position.Pour plus de précisions à ce sujet, on peut se reporter à la demande de brevet at 75-15 127 (publ. 2 310 842) déposée par la demanderesse le 15 mai 1975 pour "tête pour robot ou manipulateur comportant au moins un axe de rotation". Les différents moteurs rotatifs et leurs codeurs de position associés sont reliés à un calculateur pilote 20 par l'intermédiaire d'un faisceau de câbles représentés schématiquement par une flèche 21 à double extrémité fléchée pour bien indiquer que la liaison entre le calculateur 20 et le robot 10 s'effectue dans les deux sens.Suivant l'invention, l'extré- mité 18 du robot à laquelle peut être adapté un outil 22 est pilotée à vue par un opérateur humain à l'aide d'un dispositif de commande comportant notamment un boîtier 23 de commande avec un manche à balai 24 à six degrés de liberté qui est manipulé à l'aide d'une seule main grâce à une poignée 25 de forme facilement préhensible par exemple sphérique. L'opérateur manipulant le manche à balai 24 d'une seule main par l'intermédiaire de la poignée 25 fait décrire une trajectoire désirée au terminal 18 du robot 10. La manoeuvre est facilitée pour l'opérateur par le fait que le dispositif de commande suivant l'invention permet à l'opérateur qui l'utilise de travailler dans son référentiel naturel. Dans le cas de la figure 1, il s'agit pour les déplacements d'un trièdre trirectangle OXYZ et pour les rotations de l'ensemble des trois rotations autour des axes respectifs du trièdre précédent. L'orientation du trièdre OXYZ est quelconque mais fixée une fois pour toutes par rapport à l'atelier dans lequel évolue le robot.Le boîtier manipulateur 23 est orienté pour son utilisation de façon que son propre trièdre de référence OtX'Y'Z' soit parallèle au trièdre précédent, ce qui fait que, pour la suite de la description, les deux trièdres seront considérés comme confondus. Les composantes de translation et les composantes de rotation qui sont détectées périodiquement grâce aux moyens contenus dans le boîtier de commande 23 sont transmises au calculateur 20 qui, à l'aide d'un algorithme approprié dont un exemple sera donné ultérieurement, transforme après numérisation les informations analogiques reçues à l'entrée en signaux de commande de forme appropriée pour être alors par l'intermédiaire du faisceau de câbles 21 directement appliqués aux différents moteurs logés dans les articulations successives du robot 10.L'opérateur, en regardant le robot, observe ses déplacements, les compare aux ordres qu'il a donnés et corrige à chaque instant selon le résultat qu'il veut obtenir. La figure 2 représente sous forme schématique un mode de réalisation du boîtier de commande 23 en association avec le manche à balai 24 et la poignée 25 de la figure 1. On voit à la figure 2, au bas de la figure, deux tables à déplacements rectilignes croisés 26 et 27 dont la première 26 se déplace parallèlement à l'axe OY figuré en haut de la figure 2 et la seconde 27 se déplace parallèlement à l'axe OX. OXYZ est un repère fixe par rapport au sol de l'atelier et le sommet du trièdre est désigné par 40 à la figure 2. La table 26 est supportée par un boîtier extérieur 37 dont la face inférieure liée au sol a été schématisée par des hachures.Cette table 26 est reliée à une de ses extrémités à un système de ressorts 29 dont le rôle est de toujours la ramener en position moyenne, milieu de sa course qui constitue un zéro stable contre 11 action de l'opérateur manuel. De plus, elle est reliée à un capteur de déplacements 30 à sa seconde extrémité qui donne une information sur la position de la table 26 par rapport au repère fixe. La table 26 supporte la table 27 et l'entraîne donc dans ses déplacements. La table 27 est elle-meme reliée à une de ses extrémités à un système de ressorts 31, identique au système 29 et dont le rôle est de toujours la ramener en position moyenne milieu de sa course par rapport à la table 26, ce qui constitue un zéro stable contre l'action de l'opérateur manuel. La table 27 est relise par sa seconde extrémité à un capteur de déplacements 32- qui donne une information sur la potion de cette table 27 par rapport à son zéro. Les parties fixes du capteur de déplacement 32 et du système de ressorts 31 prennent appui sur la face supérieure de la table 26. La face supérieure de la table 27 supporte un cadre 80 qui présente une portée creuse 75 recevant une rotule 28 liée à la poignée 25 de commande. De cette manière, les translations imposes par l'opérateur sont directement transmises aux tables 26 et 27 qui permettent de les mesurer par rapport à la position neutre stable imposée par les systèmes de ressorts 29 et 31 en l'absence de sollicitation de la part de l'opérateur. La poignée de commande 25 comporte solidairement une tige 24 verticale en position de repos et qui coulisse dans la rotule 28. Cette tige est libre en rotation dans un manchon 64 qu'elle entraîne en translation. Autrement dit, le manchon 64 est immobilisé en translation seulement sur la tige 24. L'opérateur, en appuyant ou en soulevant la poignée 25, provoque un mouvement parallèle à l'axe OZ entre la tige 24 et la rotule 28, donc le support de rotule c'est-à-dire la portée creuse 75 du cadre 80. Un capteur de déplacement 34 permet de mesurer ce mouvement par l'intermédiaire d'un levier 35 articulé en 38, le support 38 étant lié au cadre 80.Le but de ce renvoi est de diminuer l'encombrement de ltensemble. Afin de s'affranchir des conséquences des rotations qui peuvent être imposées à la poignée 25 comme il sera expliqué plus tard, la tige 24 se termine à sa partie inférieure par une calotte sphérique 33 qui est liée au manchon 64 par une tubulure cylindrique creuse 150. La calotte sphérique 33 se déplace selon les translations imposées par la poignée de commande 25 à la tige 24. Le centre de la sphère dont est extraite la calotte sphérique 33 correspond au centre 40 de la rotule 28. Ainsi le système de mesure des déplacements verticaux est découplé des rotations et peut fonctionner correctement quelle que soit la position angulaire de la tige 24. Un système de ressorts schématisé en 41 rappelle comme précédemment la tige 24 sur une position centrale qui sert de zéro à la mesure et que reprend le système si l'opérateur cesse toute intervention. Le centre 40 de la rotule 28 colncide au repos avec le centre de la poignée 25 pour éviter l'introduction de translations parasites. Il est possible, en outre, à l'opérateur d'imposer trois rotations S et La fourchette 42 est articulée à ses extrémités 47 et 48 selon un axe parallèle à OX sur des biellettes 44 et 49, elles-mêmes articulées à leur seconde extrémité 45-50 selon le méme axe sur des paliers fixes non représentés qui appartiennent au cadre 80. L'encastrement dans les articulations 47 et 48 est suffisant pour imposer aux deux biellettes 44 et 49 des mouvements identiques Le déplacement angulaire de la fourchette 42 donc de la tige 24 est mesuré au moyen d'un capteur de position angulaire 51 dont le corps 52 est fixé sur le cadre 80 et dont l'axe 53 est lié à la biellette 49 par son articulation 50. Un système de ressorts 46 prenant appui d'un côté sur le cadre 80, de l'autre sur la biellette 44, impose une position de repos stable correspondant à la position verticale de la tige 24 et s'opposant aux mouvements qu'impose l'opérateur à la poignée 25. Comme on le voit, ce dispositif selon l'invention est sensible à une rotation 0( de la poignée et neutre pour une rotation Un dispositif identique à celui qui vient d'être décrit, décalé vers le bas et tourné d'un quart dè tour, permet lui de mesurer les rotations P en étant insensible aux rotations . Ce deuxième dispositif est illustré à la figure 2 sous la forme d'une fourchette 43 articulée à ses extrémités 57 et 58 selon un axe parallèle à OY sur des biellettes 54 et 59, elles-memes articulées à leur seconde extrémité 55 et 60 selon le méme axe sur des paliers fixes non représentés qui appartiennent au cadre 80. L'encastrement dans les articulations 57 et 58 est suffisant pour imposer aux deux biellettes 54 et 59 des mouvements identiques. Le déplacement angulaire selon (3 de la fourchette 43 donc de la tige 24 est mesuré au moyen d'un capteur de position angulaire 61 dont le corps 62 est fixé sur le cadre 80 et dont l'axe 63 est lié à la biellette 59 par son articulation 60. Un système de ressorts 56 prenant appui d'un côté sur le cadre 80, de l'autre sur la biellette 54, impose une position de repos stable enlg correspondant à la position verticale de la tige 24 et s'opposant aux mouvements qu'impose l'opérateur à la poignée 25. Toute rotation > autour de l'axe OZ est possible du fait que la tige 24 tourne librement dans l'alésage de la rotule 28 et dans le manchon 64. Vis-à-vis des rotations > , le manchon 64 est immobilise par l'ensemble des deux fourchettes 42 et 43. Un capteur de Péplacement angulaire 71 est lié par son corps 73 au manchon 64 via la calotte sphérique 33 et la tubulure sphérique 150, tandis que son arbre d'entrée 72 est accouplé à la tige 24. L'operateur humain manipulant la poignée 25 a la possibilité de communiquer à la tige 24 par translations parallèles à OX et à OY, pivotement dans la rotule 28 et coulissement dans cette dernière simultanément, des mouvements se décomposant en six composantes mécaniquement découplées entre elles et se décomposant en trois translations selon les axes X, Y et Z et en trois rotations autour de ces axes. Le dispositif de commande 23 suivant la figure 2 comporte des capteurs de position suivant chacun des six axes concernés pour prélever des signaux analogiques correspondant à chacun des déplacements élémentaires, signaux qui sont ensuite transmis après numérisation de façon classique au calculateur 20 pour entre traités avant d'être communiqués aux moteurs du robot 10. La figure 2 et les explications données ont mis en évidence que l'appareillage attaché à la mesure des rotations g est identique à celui attaché à la mesure des rotationsjb , de meme que celui attaché à la mesuredes translations OX est identique à celui attaché à la mesure des translations OY. C'est pourquoi, dans les modes de réalisation que l'on va décrire, on ne représente que la section du dispositif de commande par le plan XOZ étant entendu que la section par le plan YOZ conduirait à une représentation identique, au décalage près en hauteur des systèmes de mesure, décalage nécessité par la coexistence desdits systèmes. Ainsi à la figure 4, on a indiqué un plan de section IX-IX parallele au plan ZOY qui ne correspond à aucune figure particulière.Sinon on serait conduit à présenter une seconde fois la figure 3 à une rotation de 90; près autour de l'axe ZOZ'. La figure 3 represente en section suivant un plan de trace III-III à la figure 4 un premier mode de réalisation du dispositif de commande suivant l'invention sur laquelle les mêmes références numériques désignent les mêmes organes que sur la figure 2. La figure 4 correspond pour sa part à une représentation en section suivant un plan de trace IV-IV à la figure 3 et la figure 5 représente partiellement en section suivant un plan de trace V-V à la figure 4 ledit premier mode de réalisation. Revenant à la figure 3 et partant du bas de cette figure pour remonter vers le haut, on voit successivement le fond 79 du boîtier 37 du dispositif de commande sur lequel glisse la table 26 se déplaçant parallèlement à l'axe OY avec son capteur 30 associé. Immédiatement au-dessus de la table des Y 26 se trouvent la table desX 27 et son capteur de position rectiligne associé 32. La table des X 27 se déplace sur des rails portés par la table 26 et qui n' ont pas été représentés dans un but de simplification.Le dessus de la table X 27 est solidaire d'un plateau 80 supportant, à l'aide de quatre colonnettes disposées aux quatre angles du plateau 80 et dont deux 76 et 78 sont représentées à la figure 3 et deux 76, 77 sont représentées en section à la figure 4, la partie supérieure du dispositif de commande comprenant essentiellement la poignée 25, le manche à balai 24, les appareils de mesure des rotationsC, P af autour des différents axes OX, OY et OZ et le système de mesure 34, 35, 36 de monte et baisse. Sur les quatre colonnettes dont trois seulement 76, 77, 78 sont représentées aux dessins est montée la charpente supérieure 75 sur laquelle s'articulent la poignée 25 solidaire du manche à balai 24 pouvant glisser dans la rotule 28, le ressort de rappel 41. On remarque également à la figure 3, s'étendant entre le manchon central 64 solidaire de la portion de sphère 33 et la charpente 75, la fourchette 43 qui se continue à ses extrémités respectives par les biellettes 54 et 59, le ressort de rappel 56 à la position d'équilibre associé à la biellette 54 et le capteur de position angulaire 61 avec sa partie fixe 62 qui est associé à la biellette 59.A l'intérieur du manchon central 64 qui s'étend comme on l'a dit jusqu'à la portion de sphère terminale 33 par la tubulure cylindrique creuse 150, on remarque la partie fixe 73 du capteur de condition de position angulaire 71 déterminant la valeur des rotations g du manche à balai 24 autour de son axe de symétrie et une came 74 à point bas poussée par un ressort 8i qui constitue le système de retour à une position d'équilibre stable relativement aux rotations A la figure 4 on remarque le plateau 80 apparaissant en section à la figure 3 qui repose sur la table X 27 dont il est solidaire et qui porte les colonnettes dont deux 76 et 77 apparaissent en section.La table X 27 et la table Y 26 ainsi que leurs instruments de mesure de déplace ments rectilignes associés notamment les capteurs 32 et 30 sont situés en dessous dudit plateau 80. On remarque également l'emplacement du pivot 38 autour duquel pivote le levier,35 qui permet de mesurer les déplacements du manche à balai 24 suivant l'axe des Z. La figure 5 illustre en détail la relation existant entre la portion de sphère terminale 33 et le capteur 34 de position rectiligne suivant l'axe des Z par l'intermédiaire du levier 35 et de sa pointe terminale 36. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 3 à 5, les capteurs de position rectiligne 30, 32, 34 sont des potentiomètres rectilignes et les capteurs de position angulaire 52, 62 et 72 sont des potentiomètres rotatifs. Les figures 6 et 7 illustrent un second mode de réalisation du dispositif de commande suivant l'invention. Ce second mode de réalisation est basé sur une commande par tout ou rien et utilise des microcontacts ainsi que deux croisillons de cardan qui correspondent chacun à la représentation en section illustrée à la figure 7 et qui sont situés respectivement sur la figure 6 au niveau des deux sections Vil-Vil. A la partie gauche de la figure 7, on trouve les éléments respectifs 101, 102 et 103 constituant le croisillon de cardan situé au sommet de la figure 6 tandis qu'à la partie droite de la figure 7 on a désigné par 111, 112 et 113 les éléments respectifs constituant le croisillon de cardan situé au bas de la figure 6.Le croisillon de cardan 111, 112, 113 situé au bas de la figure 6 réalise l'équivalent des tables à déplacements rectilignes croisés 26 et 27 du premier mode de réalisation. Puisque le croisillon de cardan inférieur 111, 112, 113 peut pivoter autour de deux axes perpendiculaires l'un à l'autre qui ont été désignés respectivement par les références 114 et 115, on peut convenir que les basculements autour de l'axe 114 correspondent à des déplacements rectilignes suivant l'axe des X défini en liaison avec la figure 2, tandis que les basculements autour de l'axe 115 correspondent à des déplacements rectilignes désirés suivant l'axe des Y.Le manche à balai proprement dit dans cette forme de réalisation comprend deux parties essentielles 124 et 126 formant une colonne coulissante de montéebaisse sous l'action de la poignée 125, le ressort de retour à zéro stable étant constitué dans ce cas par une douille à billes latérales 127. On a représenté en 116 et 118 sur la figure 6 les parties mobiles de contacts associés aux déplacements rectilignes suivant l'axe des X. Quand en agissant sur la poignée 125, l'opérateur fait basculer le manche à balai 124, 126 autour de l'axe 114 du croisillon de cardan inférieur, la partie mobile 116 vient au contact de la partie fixe 117 et ferme un contact. Si l'opérateur manipulant la poignée 125 fait basculer le manche à balai autour de l'axe 114 du croisillon de cardan inférieur dans le sens inverse du précédent, c'est le contact 118, 119 qui se ferme alors. Si, au lieu de considérer la section du dispositif de commande par un plan de trace VI-VI à la figure 7, on considère la section par un plan perpendiculaire au précédent, c'est-à-dire passant par l'axe 114 de la figure 7, on obtient une figure semblable à celle de la figure 6 en ce qui concerne la partie inférieure du dispositif Cela signifie qu'en ce qui concerne les déplacements rectilignes suivant l'axe des Y, on trouve sur cette nouvelle section deux microcontacts disposés à la périphérie du dispositif comme le sont les microcontacts 116 et 118 relatifs à taxe des X sur la figure 6.Les deux microcontacts relatifs à l'axe des Y sont donc décalés de 90 par rapport aux microcontacts relatifs à l'axe des X autour de l'axe de symétrie du manche à balai 124, 126. En ce qui concerne l'axe des Z, les mouvements de montée-baisse sont détectés par un microcontact 128, 129 dont la partie mobile I29 ferme un contact avec la partie fixe 128 solidaire de la base 113 du dispositif. On a figuré en 127 sous la forme d'une douille à billes la forme du ressort de rappel à la position de zéro stable de la colonne 124, 126. Comme on l'a déjà dit, à la partie supérieure de la colonne 124, la poignée 125 est raccordée par l'intermédiaire d'un second croisillon de cardan 101, 102 et 103 qui fournit deux nouveaux axes 104 et 105 par rapport auxquels on détecte les déplacements angulaires i et de la mye manière que celle qui a été exposée dans le cas des axes X et Y. La figure 6 illustre deux microcontacts 130, 131 et 132, 133 dont une partie 131 et 133 est solidaire d'une partie 102 du croisillon de cardan supérieur tandis que l'autre partie 130, 132 des microcontacts est solidaire d'une autre partie 101 du croisillon de cardan supérieur. Quand l'opérateur par l'intermédiaire de la poignée 125 fait pivoter le manche à balai 124 autour de l'axe 105 (figure 7) suivant le sens du pivotement, il ferme l'un des contacts 130, 131 et 132, 133 engendrant un train d'impulsions pendant le temps de-fermeture pour le calculateur 20 de la figure 1. Si ces contacts correspondent aux rotations autour de l'angle , les contacts correspondant aux rotations autour de ltanglep se déduisent des précédents par une rotation de 90- autour de l'axe de symétrie du manche à balai 124, 126. Les rotations autour de ltangle ff sont détectées à l'aide d'un microcontact 134, 129 fonctionnant dans le mode inverse des précédents, c'est-à-dire qu'ordinairement il est fermé et c'est son ouverture qui provoque ltemission d'un train d'impulsions vers le calculateur 20 de la figure 1. A cet effet, le manche à balai 124, 126 est constitué par une partie inférieure 126 se terminant par une collerette supérieure 129 dans laquelle une came 136 d'un profil spécialement étudié a été taillée. Cette partie inférieure 126, 129 peut se déplacer suivant l'axe ZZt mais elle est fixe en rotation. Par contre, le manche à balai comprend en outre une partie supérieure 124 solidaire d'un-galet 135 dont les déplacements en rotation sont guidés par la came 136. Cette partie supérieure 124 sous la commande de la poignée 125 peut être entraînée en rotation sur des chemins de roulement succinctement indiqués en 137, 138. Lorsque le galet 135 du fait d'une rotation en T imprimée à la partie supérieure 124 du manche à balai a monté la pente terminant la came 136, le microcontact 134, 129 est ouvert et provoque l'émission d'impulsions vers le calculateur. On trouve un second galet et une seconde came symétriquement placés sur le manche à balai par rapport à l'axe de la colonne 124, 126. Pour chaque axe, on a un système de rappel à la position d'équilibre par ressort comme dans le premier mode de réalisation. C'est ainsi qu'on a représenté la figure 6 des ressorts 151 de remise à zéro par rapport à l'axe des X, des ressorts 152 de remise à zéro par rapport aux rotations d'angle d et un poussoir central 153 de remonte en position zéro pour les rotations d'angle T . On trouverait les ressorts de remise à zéro relativement à l'axe des Y et par rapport aux rotations d'angle dans un plan à 90' du plan de la figure 6, c'est-à-dire un plan dont la trace serait celle des axes 104 et 114 à la figure 7. Les commandes s'effectuent par l'intermédiaire de microcontacts à raison de deux par axe pour pouvoir déterminer le sens du déplacement qu'il soit rectiligne comme dans le cas du premier trièdre de référence OXYZ ou angulaire comme dans le cas du second trièdre de référence On donne à présent quelques informations concernant les algorithmes introduits dans le calculateurs 20 et qui permettent de convertir l'ensemble des informations analogiques recueillies en signaux de commande applicables directement aux moteurs contrôlant les mouvements du robot suivant chacun de ses aes. La boite de commande 23 émet six consignes proportionnelles aux déplacements de chacun des six potientiomètres 30, 32, 34, 51, 61, 71 de la figure 2. Ces consignes sont numérisées et transformées par où Ki etC On affecte à les consignes de translation etA z de la pointe outil du robot et à les consignes de rotation Rz autour d'axes passant par cette pointe outil. La position de la pointe outil s'écrit de manière générale pour un robot à n axes X=T1 + R1 (T2 + R2 (T3 + ; + Rn - + (ton n P)...)) (2) équation dans laquelle les Ti représentent les translations permettant de passer d'un axe du robot au suivant et les Ri les matrices de rotation autour des axes du robot. P représente la position de la pointe outil dans le référentiel lié au terminal du robot. L'orientation de la pointe outil est donnée par la matrice R R = R1 R2 R3 .... R - 1 nR (3) n-i n R est défini par trois paramètres indépendants qui peuvent être suivant les cas les angles d'EUler, les rotations autour des axes principaux ou tout autre système univoque. Les Ti et Ri sont liés par des relations généralement linéaires aux valeurs 8 i des codeurs des axes mobiles du robot. Les relations (2) et (3) ci-dessus lient le vecteur position-orienta tion de la pointe outil Q tion de a au vecteur codeur du robot Le calcul des incréments codeurs tiui destinés à effectuer les consignes t i peut se faire de deux manières suivant la structure du robot six axes. - Soit on développe lineairement la relation (4). On obtient - Soit on calcule la position et l'orientation à atteindre à la fin de la consigne, quand la structure du robot rend la relation (4) réversible. final =Xinitial + iX (6) R final =R x R initial (7) nn calcule alors Les sont alors envoyés au calculateur 20 de commande du robot. Dans le cas où le nombre n d'axes du robot est supérieur à six ni ni # ne sont réversibles. On impose alors (n - 6) relations arbitraires entre les B i ce qui ramène au cas d'un robot à six axes. Les axes de translation et de rotation peuvent être au choix fixes ou liés au terminal. - REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande à la disposition d'un opérateur manuel susceptible de le manipuler d'une seule main afin de diriger à vue l'extrémité d'un robot comportant au minimum six axes indépendants afin de faire décrire à ladite extrémité une trajectoire désirez, permettant à l'opérateur qui 1 'u- tilise de travailler dans le référentiel naturel de tout être humain ; com portant un prier groupe de moyens permettant de décomposer et de mesurer chaque élément de trajectoire désiré suivant ses composantes de translation dans un premier trièdre trirectangle fixe dans l'espace et un second groupe de moyens permettant simultanément de décomposer et de mesurer le même meme ment de trajectoire désiré suivant ses composantes de rotation selon trois axes de rotation orthogonaux et fixes dans l'espace, les moyens de décompo- position et de mesure selon chaque axe étant totalement découplés par rapport sus moyens de décomposition et de mesure selon tous les autres axes, carac térisé par un troisième groupe de moyens logiques comportant notamment une interface (20;2l) permettant de convertir après nusérisation l'ensemble des informations recueillies par la décomposition de chaque élément de trajec toire désiré à laide du premier groupe et du second groupe de moyen. en signaux de commande applicables directement aux différents organes contre lant les mouvements du robot suivant chacun de ses axes 2 - Dispositif de commande suivant la revendication 1, dans lequel le premier groupe de moyens comporte-trois capteurs de position rectiligne, caractérisé en ce que lesdits capteurs de position forment un premier trièdre trirectan gle par leurs axes de symtrie. 3 - Dispositif de commande suivant la revendication 1, dans lequel le second groupe de moyens comporte trois capteurs de position angulaire, caractérisé en ce que lesdits capteurs de-position forment un second trièdre trirectan gle par leurs axes de symétrie. 4 - Dispositif de commande suivant la revendication 2 ou 3 ,caractérisé en ce que les capteurs de position rectiligne sont des potentionètres rectilignes et les capteurs de position angulaire sont des potentiomètres angulaires. 5 - Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications précé- dents, comportant un manche à balai susceptible tout à la fois de pivoter à l'aide d'une rotule de guidage, de coulisser à l'intérieur de ladite ro tule et de recevoir des déplacements latéraux caractérisé en ce que ledit manche à balai (24) coulisse à l'intérieur de deux fourchettes (42, 43) disposees perpendiculairement l'une à l'autre et comportant chacune à une de ses extrémités un capteur de position angulaire (51, 61) et à son extré mité opposee un ressort de rappel (46, 56). 6 - Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 è 4 comportant un manche å balai susceptible tout à la fois de pivoter B l'aide d'une poignée de manipulation, de coulisser l'intérieur de ladite rotule et de recevoir des déplacements latéraux caractérisé en ce qu'un premier croisillon de cardan (1019 102, 103) e3t situé à l'intérieur de ladite ro tulle de guidage (125). 7 - Dispositif de commande suivant la revendication 6, caractérisé en ce que, en parcourant ledit manche à balai d'une extre"nite' à l'autre, on rencontre suc cessivement les trois capteurs de position rectiligne (Fig. 6) puis les trois capteurs de position angulaire. 8 - Dispositif de commande suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le premier groupe de moyens comprend deux tables (269 27) à déplacements rec tilignes croisés. 9 - Dispositif de commande suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble du dispositif est supporte par un second croisillon de cardan (111, 1129 113). l0 ADIspositif de commande suivant la revendication 5 ou 8, caractérisé en ce que ledit manche à balai (24) se termine à la partie inférieure par une por tion de sphère (33) de rayon égal à la distance séparant le point de sa sur- face extérieure à l'intersection de l'axe de symétrie dudit manche à balai du centre de ladite rotule (28) de guidage et de coulissement et en ce que ledit premier groupe de moyens comprend un levier (35) prenant appui à l'une de ses extrémités (36) sur la surface extrieure de ladite portion de sphère (33) et connecté à sa seconde extrémité à un capteur (34) de position recti ligne. 11- Dispositif de commande suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'au repos, le centre (40) de la rotule de guidage (28) coïncidence avec le centre de la poignée (25) de manipulation. 12 -Dispositif de commande suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le dit manche à balai qui est du type télescopique (124, 129, 126) comprend une partie inférieure (126) se terminant par une collerette (129) dans laquelle est taillée au moins une came (136), ladite partie inférieure et ladite col lerette n'étant susceptibles que de d* lacements rectilignes suivant un axe déterminé (ZOZ') ; une partie supérieure (124) capable à la fois de déplace ments rectilignes et de déplacements angulaires et au moins un galet (135) solidaire de ladite partie supérieure (1249 et guidé dans ses déplacement par ladite came (136). 13 -Dispositif de commande suivant la revendication 12, caractérisé en ce que ladite partie inférieure (126) coulisse dans un premier manchon solidaire du second croisillon de cardan (112, 113) et supportant à sa périphérie les aicrocontacts (116, 117, 118, 119, 128, 129) relatifs aux translations, en c ce que ladite partie supérieure (124) est montée à pivotement (137, 138) dans un second manchon solidaire du premier croisillon de cardan (101, 102, 103) et portant à sa périphérie les microcontacts (130, 132, 134) relatifs aux rotations (&alpha; ;,ss), en ce que ladite partie supérieure (124) est creuse et comporte en sa partie centras an poussoir (153) de remontée en position d'équilibre stable relativement à l'unie des rotations (%). 14 -Dispositif de commande suivant la revendication 10, caracterisé en ce que le système de rappel vers un point zéro d'équilibre stable de la partie mo bile en rotation (24, 72)du manche à balai par rapport à la partie fixe (64, 150, 33, 73) comprend une came (74) à point bas poussée par un ressort (81).