Brevet FR2477939A1 — publié le 19810918

Il est tres difficile de conmander avec précision le déplacement d'un organe situe a l'extrémité d'un bras articulé, constitué d'un premier élément du bras qu'une commande permet de faire pivoter dans un plan, dans un sens ou dans l'autre, autour d'un axe fixe prévu a l'une de ses extrémités, et d'un deuxième élément du bras, qu'une autre commande permet de faire pivoter dans ce même plan, dans un sens ou dans 11 autre, autour d'.un axe parallele au précédent prévu à l'autre extrémité du premier élément du bras. En effet, lorsqu'on commande la rotation dans un sens du premier élément du bras articulé, autour de son axe de rotation fixe, sans modification de l'angle qu'il fat avec le deuxieme ElEment du bras articulé, l'organe fixé à l'extrémité du deuxième bras est entraîné en rotation autour de cet axe, avec un rayon dont la longueur varie suivant l'angle précité il en résulte une modification de l'abscisse de l'organe en question, dans un sens ou dans l'autre, suivant que la rotation a lieu dans un sens ou dans l'autre, et également suivant que son ordonnée est inférieure ou supérieure a celle de l'axe de rotation ; mais il en résulte également une modification de l'ordonnée de cet organe, dans un sens ou dans l'autre, suivant le sens de rotation dudit élément du bras, mais aussi suivant que l'abscisse de l'organe est inférieure ou supérieure à celle de l'axe de rotation. Par ailleurs, si l'on fait tourner dans le méme plan le second élément du bras articulé, autour de l'extrémité mobile du premier élément du bras articulé, maintenu fixe, on fait varier l'ordonnée de l'organe dans un sens ou dans l'autre, suivant le sens de rotation du second élément du bras articulé, et, suivant que l'abscisse de l'organe est inférieure ou supérieure à celle de l'axe de rotation du second élément du bras articulé ; mais il en résulte également une modification de l'abscisse dudit organe, dans un sens ou dans l'autre, suivant que son ordonnée est inférieure ou supérieure à celle de l'axe de rotation précitée du second élément du bras articulé. Ces commandes agissant simultanément sur l'abscisse et sur l'ordonnée de l'organe sont très difficiles à maîtriser, et il est pratiquement impossible a un utilisateur, memetisexperi~ menté, de faire suivre à organe un parcours déterminé, et notamment linéaire, en les utilisant simultanément. La présente invention a pour objet un procédé de commande des rotations des deux éléments d'un tel bras articulé^qui évite cette difficulté, ledit procédé consistant à mettre à la disposition de l'utilisateur deux commandes destinées à faire déplacer l'organe, dans un sens ou dans l'autre, chacune suivant une de deux coordonnées quelconques du plan de travail, à ce que ledit utilisateur n'actionne qu ' une seule de ces deux commandes qui provoque la rotation dans un sens ou dans l'autre de l'un ou l'autre des deux éléments du bras articulé, et qui a pour effet de modifier simultanément les deux coordonnées de l'organe, et à commander automatiquement, par la position de l'organe dans ce plan, la rotation de l'autre élément du bras articulé de telle façon que l'organe soit ramené sur la coordonnée qui doit demeurer fixe, seule l'autre coordonnée étant modifiée dans le sens désiré. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de commande du déplacement d'un organe situé à l'extrémité d'un bras articulé, constitué par un premier élément du bras susceptible de pivoter dans un plan autour d'une de ses extrémités, et d'un deuxième élément du bras susceptible de pivoter dans le même plan autour de l'autre extrémité du premier élément du bras, consistant à affecter un élément du bras au déplacement dudit organe parallèlement à une première coordonnée de ce plan, et l'autre élément du bras au déplacement de l'organe parallèlement à l'autre coordonnée de ce plan, à ne mettre à la disposition de l'utilisateur que deux commandes, l'une pour un déplacement de 1 'organe modifiant la première de ses coordonnées, dans un sens ou dans l'autre, l'autre pour le déplacement de l'organe modifiant l'autre coordonnée-, dans un sens ou dans l'autre, à actionner l'une ou l'autre de ces commandes qui provoquent le pivotement dans le sens désiré de l'élément du bras affecté à la coordonnée choisie, lequel élément du bras assure donc la modification dans le sens désiré de ladite coordonnée, mais modifie également son autre coordonnée, à contrler cette dernière modification de coordonnée et à lntiliser pour commander automatiquement le pivotement de l'élément du bras affectéàcette autre coordonnée, de façon qu'il ramène l'organe sur ladite autre coordonnée. Il faudra, bien entendu, pour que ce procédé puisse être utilisé de façon efficace, que des moyens soient prévus pour inverser automatiquement, en cas de commande par l'utilinateur du pivotement du premier élément du bras articulé, le sens de rotation du deuxième élément du bras quand l'abscisse de 11 organe devient égale à celle de l'axe fixe de rotation dudit premier élément du bras articulé, et d'autres moyens qui, en cas de commandepar -'udLisatetlzdudeuxieme élément du bras articulé, inversent automatiquement le sens de rotation du premier élément du bras, quana l'ordonnée de l'organe devient égale à celle de l'axe mobile de rotation du deuxième élément du bras articulé. Suivant une autre caractéristique de ce procédé, on matérialise et miniaturise le déplacement de l'organe au moyen d'un pantographe de réduction appropriée, dont un axe a un déplacement homothétique à celui de 1 'organe, et on commande automatiquement par cet axe le déplacement de l'organe pour le ramener sur la coordonnée qui doit rester fixe. La présente invention a également pour objet un dispositif de commande automatique du déplacement d'un organe par le procédé précité qui sera décrit ci-dessous. Ce procédé a été conçu pour la commande de nacelles d'entretien d'avions garés dans des hangars prévus à cet effet, mais il est bien entendu que ses possibilités d'applications sont aussi multiples que diverses ; il peut être utilisé notamment pour commander le déplacement d'outils, de toute nature, y compris sur les engins de travaux publics,- de plateformes de contrôleurs, d'appareils de controAle.oude prisede vue,et d'une façon plus générale dans tous agencements ou dispositifs utilisant un bras articulé ; ces agencements et dispositifs peuvent etre complétés par des moyens permettant soit de déplacer parallèlement à lui-meme le plan de travail contenant les deux bras articulés, soit de permettre sa rotation autour d'un axe, vertical par exemple. Le dessin annexé montre à titre d'exemple un mode de réalisation de la présente invention dans le cas de coordonnées orthogonales. La figure 1 est une vue schématique du bras articulé et du dispositif matérialisant et miniaturisant les déplacements de l'organe. La figure 2 est une vue schématique d' un dispositif de commande automatique susceptible d'entre utilisé a q les figures 3. i 7 montrent une variante. Le bras articulé représenté à la figure 1 est constitué d'un premier élément 2 du bras, rotatif autour d'un axe fixe 1, voisin de l'une de ses extrémités, et d'un deuxième élément 3 du bras, rotatif autour d'un axe 4 parallele aaprécédent prévuau voisinage il'autre extrémité du premier élément 2 du bras articulé ; l'organe à déplacer 8 se trouve à l'extrémité du second élément 3 du bras articulé. Le pantographe 7, 6, 1, 14, 13, 11, 15 est tel que les tiges 5 et 12 soient parallèles au premier élément 2 du bras articulé, et les tiges 9 et 10, articulées respectivement en 1 et 11 sur le premier élément 2 du bras articulé, soient parallèles au deuxième élément 3 du bras articulé. La proportion entre les longueurs 11-15 et 4-8 est égale à celle entre les longueurs 1-11 et 1-4 ; dans ces conditions, le déplacement de l'axe 15 est homothétique à celui de l'organe 8, par rapport à l'axe fixe 1, et dans une proportion égale à celle existant entre les longueurs l-ll et 1-4, qui peut être choisie pour obtenir le coefficient de miniaturisation désiré du déplacement de l'axe 15 par rapport à celui de l'organe 8. La came 18 située à une extrémité de l'élément 2 du bras articulé coopère avec le commutateur 19 pour inverser le sens du déplacement automatique de l'autre élément 3 du bras articulé quand l'abscisse de l'axe mobile 4 devient nulle, et la came 16 du pentographe coopère avec le commutateur 17 pour inverser le sens du déplacement automatique de l'élément 2 du bras articulé, quand l'ordonnée de l'organe 8 devient égale à celle de l'axe mobile 4 de rotation de l'élément 3 du bras articulé Dans le système de commande automatique représenté à la figure 2, l'axe 15, dont les déplacements sont homothétiques à ceux de l'organe 8 par rapport à l'axe fixe 1, comme il a été indiqué ci-dessus, entraîne dans ses déplacements une plaquette rectangulaire 24, susceptible de coulisser dans le sens des ordonnées à l'intérieur d'un cadre rectangulaire 23 intexséw diaire, lui-même susceptible de coulisser dans le sens des abscisses à l'intérieur d'un cadre rectangulaire extérieur 22. Le cadre extérieur 22 peut lui même coulisser sur la tige 21 disposée parallèlement à l'axe des ordonnées, ladite tige 21 pouvant elle-même coulisser sur la tige 20 disposée parallèlement à l'axe des abscisses. Des ressorts 25 limitent les déplacements parallèles à l'axe des ordonnes de la plaquette 24 dans le cadre interme- diaire 23 at tendent constanlment à la ramener au centre de ce cadre 23 ; d'autres ressorts 25 limitent les déplacements parallèles à l'axe des abscisses du cadre intermédiaire 23 dans le cadre extérieur 22 et tendent constamment à le ramener au centre de ce dernier. Lorsque l'utilisateur agit sur l'une des commandes dont il dispose pour provoquer une modification d'abscisse de l'organe 8, il bloque automatiquement, par le frein 34, le coulissement du cadre extérieur 22 sur la tige 21 parallèle à l'axe des ordonnées, tendant ainsi à limiter les modifications de l'ordonnée de l'axe 15, et par conséquent, celles de l'organe 8 ; toute modification de ces ordonnées, dans un sens ou dans l'autre, suivant le sens de rotation de l'élément 2 du bras, entraîne un coulissement de la plaquette 4 à l'intérieur. du cadre 23 et cette plaquette agit d'abord, soit sur le commutateur 30, soit sur le commutateur 32, suivant que l'ordonnée tend à diminuer ou à augmenter, pour commander automatiquement une rotation du deuxième élément 3 du bras articulé tendant à ramener l'ordonnée de l'organe 8 et de l'axe 15 à leur valeur initiale et, par conséquent la plaquette 24 dans sa position initiale au centre du cadre intermédiaire, puis, si cette action s'avère insuffisante et que la plaquette 24 continue à se déplacer dans le même sens, elle agit ensuite soit sur l'interrupteur 31 soit sur l'interrupteur 33, suivant que l'ordonnée tend à diminuer ou à augmenter pour arrêter momentanément la rotation de l'élément 2 du bras articulé jusqu'a ce que celle de l'autre élément 3 dudit bras ait ramené les ordonnes de l'organe 8 et de l'axe 15 à une valeur suffisamment proche de leur valeur initiale pour que la plaquette 24 ait cesse d'agir sur les interrupteurs 32 et 33 et continue cependant à agir sur les commutateurs 30 et 32. De même, si l'utilisateur agit sur la commande destinée à modifier les ordonnées de l'organe 8 par le pivotement du deuxième élément 3 du bras articulé, il bloque automatiquement par le frein 35 tout déplacement du cadre extérieur 22 par rapport à l'axe des abscisses, et les modifications d'abscisses de l'organe 8 et de l'axe 15 provoquées par la rotation dudit deuxième élément 3 du bras, entraînent la plaquette 24 et le cadre intermédiaire 23 parallèlement à l'axe des abscisses, ce qui provoque d'abord, par les commutateurs 28 ou 27, suivant le sens du déplacement r la commande du pivotement du premier élément 2 du bras articulé qui tend à ramener les abscisses de l'organe & et de l'axe 15 à leur -valeur initiale, et par conséquent la plaquette 24 vers sa position initiale, puis, si cette action est insuffisante, les interrupteurs 27 et 29 arretent momentanément la rotation du deuxième élément 3 du bras articulé, jusqu'à ce que la rotation automatiquement commandée du premier élément 2 du bras articulé ait ramene les abscisses de l'organe 8 et de l'axe 15 à une valeur suffisamment voisine de leur valeur initiale. Les commandes de la rotation des éléments 2 et 3 du bras articulé peuvent être quelconques, mécaniques7 pneumatiques, hydrauliques ou électriques1 par exemple. I1 est du reste bien entendu que le mode de réali- sation de l'invention qui a été décrit ci-dessus en référence au schéma annexé a été donné à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans que s'écarte pour cela du cadre de la présente invention; c'est ainsi notammentque la plaquette parallé- lépipédique 24, coulissant librement parallèlement à l'une des deux coordonnées choisies, dans un cadre intermédiaire 23, coulissant librement lui-même parallèlement à l'autre coordonnée choisie, dans un cadre extérieur 22, pourrait être remplacée par une pièce quelconque 24, librement mobile parallèlement à l'une des coordonnées choisies suivant une première glissière 23, elle-m8me librement mobile parallèlement à l'autre coordonnée choisie suivant une seconde glissière 22; les axes de coordonnées choisies ne sont pas forcément orthogonaux; ils pourraient être modifiables à volonté; la matérialisation et la miniaturisation du déplacement de l'organe 8 pourraient tre réalisées par tout autre moyen que celui donné à titre d'exemple, en particulier par des moyens optiques au lieu d'être mécaniques, et tous moyens appropriés pourraient etre utilisés pour commander par les déplacements dudit organe ou de son image miniaturisée les dispositifs de commande, quels qu'ils soient, de la rotation de chacun des deux éléments 2 et 3 du bras articulé. On a représenté aux figures 3 à 7 une variante du disposi tif de commande automatique représenté à la figure 3, permettant de choisir à volonté l'orientation des deux axes de coDrdonnées suivant lesquels l'organe doit etre déplacé; les mêmes chiffres de référence ont été utilisés pour désigner les organes analogues. Le cadre extérieur 22 peut être orienté suivant une des deux coordonnées choisies, et le cadre intermédiaire 23 est divi sé en deux parties, une partie extérieure 23a, susceptible de coulisser dans le cadre extérieur 22, parallèlement à la première coordonnée choisie, et une partie intérieure 23b, susceptible de pivoter dans la partie extérieure 23a pour être orientée suivant la deuxième coordonnée choisie, la pièce 24 coulissant ellemeAme dans ladite partie intérieure 23b du cadre intermédiaire 23 pa rallèlement à ladite seconde coordonnée choisie. Alors que, dans le mode de réalisation faisant l'objet de la figure 2, les moyens 20 et 21 permettant au cadre extérieur 22 de se déplacer uniquement parallèlement à l'une ou à l'autre des deux coordonnées choisies sont constitués par des tiges pa rallèles auxdites coordonnées, sur lesquelles peuvent coulisser des douilles solidaires en translation du cadre extérieur 22 parallèlement à l'une ou à l'autre des deux coordonnées choisies, dans le mode de réalisation faisant l'objet des figures 3 à 7, les tiges sont solidaires respectivement des cadres extérieur 22 et intermédiaire 23 et elles peuvent coulisser dans des douilles pivotantes l'une sur l'autre, dont les axes peuvent être orientés parallèlement aux coordonnées choisies. les memes freins 34 et 35 permettent de limiter les possibilités de coulissement du dispositif parallèlement à l'une seule des deux coordonnées choisies. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de commande du déplacement d'un organe situé à l'extrémité d'un bras articulé, constitué par un premier élément du bras, susceptible de pivoter dans un plan autour d'une de ses eitrèmités, et d'un deuxième élément du bras, sus ceptible de pivoter dans le même plan autour de l'autre extrémité du premier élément du bras, caractérisé en ce qu'on affecte un élément du bras au déplacement dudit organe parallèlement à une première coordonnée de ce plan, et l'autre élément du-bras au déplacement de l'organe parallèlement à l'autre coordonnde de ce plan, on met à la disposition de l'utilisateur deux commandes, l'une pour le déplacement de l'organe parallèlement à la première des coordonnées, dans un sens ou dans 11 autre, l'autre pour le déplacement de l'organe parallèlement à l'autre coordonnée, dans un sens ou dans l'autre, on actionne l'une ou l'autre de ces com- mandes qui provoque le pivotement dans le sens désiré de l'élé- ment de bras affecté à la coordonnée choisie, lequel élément de bras modifie donc la coordonnée choisie de l'organe, mais modifie également son autre coordonnée, on controle cette dernière modi icaticn de coordonnée qui commande automatiquement le pivotement de l'élément du bras affecté à cette autre coordonnée, de façon qu'il ramène )'organe sur ladite autre coordonnée. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prévoit des moyens pour inverser automatiquement, en cas de commande par l'utilisateur du pivotement du premier élé- ment du bras articulé, le sens de rotation du deuxième élément du bras quand l'abscisse de l'organe devient égale à celle de l'ase fixe de rotation dudit premier élément d bras articulé, et dtau- tres moyens qui, en cas de commande par l'utIlisateur du deuxième élément du bras articulé, inversent automatiquement le sens de rotalion du premier élément du bras, quand l'ordonnée de l'organe devient égale à celle de l'axe mobile de rotation du deuxième élément du bras articulé. S.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on matérialise et miniaturise le déplacement de.l'orga- ne au moyen d'un dispositif de réduction approprié, dont un axe a un déplacement homothétique à celui de l'organe, et en ce qu'on commande automatiquement par cet axe ie déplacement de l'organe de façon à le ramener sur la coordonnée autre que celle que l'utilisatéur a décidé de modifier. 4.- Procédé suivant la revendIcation 3, caractérisé en ce qu'on utilise à cet effet un pantographe. 5.- Procédé de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'utilisateur peut faire déplacer parallèlement à lui-mEme le plan contenant les deux éléments du bras articulé. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'utilisateur peut faire pivoter autour d'un axe parallèle à l'une des coordonnées le plan contenant les deux éléments du bras articulé. 7.- Dispositif de commande automatique du déplacement d'un organe par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est constitué par une pièce 24, librement mobile parallèlement à une des coordonnées suivant une première glissière 23, elle-mEme librement mobile parallèlement à l'autre coordonnée suivant wse seconde glissière 22, et en ce qu'il comporte des moyens 15 par lesquels la pièce 24 est entraînée en un déplacement homothétique à celui de l'organe 8, des moyens 20 et 21 permettant à la deuxième glissière 22 de se déplacer uniquement parallèlement à l'une ou à l'autre des deux coordonnées, des moyens 34 et 35 pour bloquer le déplacement de cette deuxième glissière parallèlement à l'une ou à l'autre desdites coordonnées, des commutateurs 30, 32et des interrupteurs 31, 33 entre la pièce 24 et la première glissière 23 par lesquels, après que l'utilisateur ait commandé la rotation dans le sens désiré de l'élément de bras 2 ou 3, affecté au changement de coordonnée choisi, les coulissements de la pièce 24 suivant la glissière 23 parallèlement à l'autre coordonnée provoque d'abord la rotation de l'élément du bras affecté à l'autre coordonnée, puis, éventuellement l'arrêt momentané de la rotation de l'arbre affecté à la rotation choisie, et d'autres commutateurs 26, 28 etXin- terrupteurs 27, 29 ayant une action similaire à celle des commutateurs et interrupteurs 30 à 33 au cas où les déplacements de l'or- gane 8 auraient été commandes suivant l'autre coordonnée. 8.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que des ressorts 25 tendent constamment à ramener la pièce 24 et la glissière intermédiaire 23 dans leur position centrale dans la glissière 23 et la glissière 22, respectivement. 9.- Dispositif suivant la revendication 7 caractérisé en ce que des moyens complémentaires permettent de modifier son orientation dans son plan. 10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendication 7 ou 8 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens complé dentaires permettant de modifier l'orientation relative des glis sidères 22 et 23. 11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 10 caractérisé en ce que la pièce 24 et les glissières 23 et 22 sont constituées respectivement par une plaquette parallé lépipédique, et par deux cadres, intérieur et intermédiaire, dont les côtés sont parallèles à ceux de la plaquette. 12.- Dispositif suivant les revendications 10 et 11 caractérisé en ce que le cadre intermédiaire 23 est constitué d'une partie extérieure 23a, à l'intérieur de laquelle peut pivo ter une partie intérieure 23b.