Brevet FR2445199A1 — publié le 19800725

Poignet élastique monté à la partie terminale d'un organe de manipulation à distance d'objet. La présente invention a pour objet un poignet élastique monté à la partie terminale d'un organe de manipulation à distance d'objet. Pour procéder à la manipulation à distance d'un objet, il est connu d'utiliser un manipulateur ou un robot qui permet de prendre un objet, de le déplacer dans l'es- pace et de la positionner. Toutefois, avec ces dispositifs on rencontre des difficultés pour concilier la précision et la rapidité. Or, dans les domaines de la micromécanique qui réclament une grande précision, il est connu de munir les manipulateurs et les robots d'un dispositif terminal élastique pour compenser les imprécisions de positionnement. On connais des dispositifs de ce genre dans lesquels un organe de support solidaire de la partie terminale de l'organe de manipulation ou robot supporte au moyen de tiges élastiques, une premiere plaque susceptible de se déplacer en translation mais immobilisée en rotation, ladite plaque supportant au moyen de tiges élastiques une seconde plaque sur- laquelle est fixé l'objet ou un moyen de préhension d'un objet, et qui permet une rotation de l'objet autour d'un point situé à une certaine distance de la premiere plaque et à l'extrémité libre de l'objet. Toutefois, les dispositifs connus ne donnent pas entière satisfaction en ce qui concerne le déplacement des plaques dans un plan déterminé du fait du léger pivotement de la plaque par rapport aux tiges lors de leur flexion. D'autre part, et en raison de la flexibilité des tiges, le dispositif présente des difficultes en ce qui concerne l'emmanchement de l'objet dans un alésage. La présente invention concerne un poignet élastique qui permet de remédier à ces inconvénients. Conformément à la présente invention le poignet élastique comprend un organe de support solidaire de l'organe de manipulation et présentant un logement dans lequel est monté un plateau susceptible de se déplacer librement en translation dans un plan déterminé et relié par des moyens d'immobilisation en rotation a l'organe de support, ledit plateau portant un organe moteur entrainant en rotation un excentrique qui est relié par des moyens élastiques à une rotule portant l'objet, ou un moyen de préhension de l'objet, ladite rotule étant en appui contre une surface sphérique correspondante d'un organe solidaire du plateau et étant reliée par des moyens d'immobilisation en rotation à l'organe de support. Le poignet suivant l'invention présente un plateau porte-rotule se déplaçant dans un plan horizontal ce qui élimine les risques d'arc-boutement lors du début de la mise en place de l'objet sur l'organe de posage. La mise en place de l'objet est facilitée par l'oscillation conique de l'axe vertical de la rotule commandée par l'organe moteur. Enfin, le poignet suivant l'invention est rigide dans le sens vertical et il est donc susceptible de supporter des efforts d'emmanchement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention et en se référant aux dessins annexés dans lesquels - Les figures la à ld sont des vues montrant la séquence d'emmanchement d'une goupille dans un trou d'un organe de support - La figure 2 est un diagramme correspondant aux déplacements de l'objet en fonction de la distance d et de l'angle a. - La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'un poignet élastique suivant l'invention - La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. Aux figures la à ld on a représenté à titre indicatif, une séquence d'emmanchement d'un objet constitué par un goupille 1 dans un trou 2 ménagé dans un organe de support 3 et présentant à son orifice un chanfrein 4. Ces figures la à ld correspondent à quatre positions de l'objet 1 par rapport au trou 2, et à quatre zones sur la courbe 5 établie en fonction de la distance d de l'objet par-rapport au trou 2 et de son inclinaison suivant l'angle a par rapport à la verticale. Le poignet élastique suivant l'invention a pour but, le bras du robot étant immobile, de permettre à l'objet 1 de suivre la courbe 5 établie en fonction de la distance d et de l'angle a d'inclinaison défini ci-dessus. La zone la correspond à une position d'approche de l'objet I qui n'est pas aligné avec le trou 2 et qui fait un certain angle (2 à 30) avec l'axe du trou 2. Les zones lb et lc correspondent aux positions de l'objet qui continue à descendre et rencontre le chanfrein 4 du trou 2 de telle sorte qu'il est nécessaire de permettre un déplacement dans le plan pour compenser le désaxage entre l'objet 1 et le trou 2. I1 est également nécessaire de faire tourner l'objet 1 autour du centre de rotation 6 pour faciliter le passage dans le zone ld. Le zone Id correspond à la position de l'objet lorsqu'il est engagé dans le trou 2 et qu'il est en appui par deux points dans ce trou. Pour parvenir à ce résultat on utilise suivant l'invention, un poignet élastique qui est représenté aux figures 3 et 4 et qui comporte un organe de support constitué d'une cage 7 solidaire d'un bras 8 de.l'organe de manipulation ou robot, ladite cage renfermant un plateau 9 susceptible de se déplacer librement en translation, mais immobilisé en rotation. A cet effet, le plateau 9 est guidé dans un plan d-éterminé, notamment un plan horizontal par deux séries de billes 10, lOa qui sont respectivement en contact avec l'une des faces du plateau 9a, 9b et avec une face intérieure 7a, 7b de la cage. Par ailleurs, le plateau 9 est centré dans la cage 7 au moyen de trois ressorts 11, lla, llb disposés à 1200 et qui sont en appui d'un côté contre le pourtour du plateau 9, et de l'autre côté contre la paroi périDhé- tique intérieure de la cage 7. Les moyens d'immobilisation en rotation du plateau 9 par rapport à la cage 7 sont constitués de lames élastiques 12, 12a qui sont encastrées à l'une de leurs extrémités dans le plateau 9 et dont l'autre extrémité peut coulisser librement dans des logements 13, 13a prévus dans la cage 7. Dans la partie centrale du plateau 9 est logé un organe moteur 14 dont l'arbre 15 assure l'entrainement d'un excentrique qui présente un maneton 16 relié à une rotule 18 par trois ressorts 17 disposés à 1200 et assurant le centrage de ladite rotule qui porte à sa partie inférieure, une pince de préhension 19 de l'objet. La rotule 18 dont le centre se trouve en 6 à l'extrémité de la pince 19, est en appui contre une surface sphérique correspondante d'un organe tubulaire 20 solidaire du plateau 9 et s'étendant à travers un orifice 21 ménagé à la partie inférieure de la cage 7. Pour assurer l'immobilisation en rotation de la rotule 18, on utilise des lames élastiques 22, 22a qui sont encastrées à l'une de leurs extrémités dans la rotule 18 et dont l'autre extrémité peut coulisser librement dans des logements 23, 23a ménagés dans la paroi de la cage 7. Le dispositif fonctionne de la manière suivante Lorsque l'objet 1 se trouve dans la zone d'appro- che la (figures la et 2) le poignet suivant l'invention n'a aucune action sur la pince portant l'objet. Dès que l'objet rencontre le chanfrein 4 du trou 2 (figures lb, lc), le plateau 9 se déplace dans le plan horizontal pour compenser le désaxage entre l'objet 1 et le trou 2. Le moteur 14 entre alors en action pour déplacer la rotule 18 et faire tourner la pièce 1 autour du centre de rotation 6 de la rotule, afin de faciliter le passage dans la zone ld. Lorsque l'objet 1 est en appui par deux points dans le trou 2, un couple s'exerce tendant à le redresser par l'intermédiaire de la rotule 18 et lue moteur 14 poursuit son fonctionnement, mais il n'agit alors uniquement que sur les ressorts 17. La procédure d'emmanchement terminée, le poignet retrouve une position d'équilibre fixéedans l'espace. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple, non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Poignet élastique disposé à la partie terminale d'un organe de manipulation à distance ou d'un robot, pour saisir un objet, le déplacer dans l'espace et le positionner, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de support solidaire de l'organe de manipulation et présentant un logement dans lequel est monté un plateau susceptible de se déplacer librement en translation dans un plan déterminé et relié par des moyens d'immobilisation en rotation à l'organe de support, ledit plateau portant un organe moteur entraînant en rotation un excentrique qui est relié par des moyens élastiques à une rotule portant l'objet ou un moyen de préhension de l'objet, ladite rotule étant en appui contre une surface sphérique correspondante d'un organe solidaire du plateau étant relié par des moyens d'immobilisation en rotation à l'organe de support. 2. Poignet élastique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de support est constitué d'une cage dans laquelle se déplace le plateau au moyen de deux séries de billes en contact respectivement avec l'une des faces du plateau et l'une des faces de la cage, ledit plateau étant relié à son pourtour par des organes élastiques auto-centreurs à la paroi périphérique de la cage. 3. Poignet élastique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesmoyensd'immobilisation en rotation du plateau par rapport à l'organe de support sont constitués par des lames flexibles encastrées à l'une de leurs extrémités dans l'un desdits éléments et coulissant librement à leur autre extrémité dans un logement prévu sur l'autre élément. 4. Poignet élastique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'excentrique comporte un maneton qui est relié par des organes élastiques auto-centreurs à la rotule. 5. Poignet élastique suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le plateau est solidaire sur l'une de ses faces d'un organe tubulaire s'étendant par un orifice à l'extérieur de la cage et comportant. à son extrémité, une surface annulaire sphérique contre laquelle est en appui la rotule. 6. Poignet élastique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'immobilisation de la rotule par rapport à l'organe de support sont constitués par des lames élastiques encastrées à l'une de leurs ex trémités dans l'un desdits éléments et coulissant librement à leur autre extrémité dans un logement prévu sur l'autre élément. 7. Poignet élastique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sur la rotule est montée une pince permettant de fixer l'objet.