Brevet FR2519284A1 — publié le 19830708

Télémanipulateur La présente invention concerne un télémanipulateur. Un télémanipulateur d'un type connu comporte une colonne support verticale portée par un chariot, mobile dans un plan horizontal selon des coordonnées restangulaires X et Y La colonne est télescopique et peut tourner autour de son axe A l'extrémité inférieure de la colonne est articulé un bras lui permettant un débattement angulaire dans un plan passant par l'axe de la colonne. A l'extrémité du bras est articulé un avant bras permettant un débattement angulaire par rapport au bras dans un plan passant par l'axe du bras Enfin, l'extrémité de l'avant bras est muni d'un outil tel qu'une pince dont les mors peuvent se rapporcher et s'éloigner et qui peut pivoter autour de l'axe de l'avant bras. Avec un tel télémanipulateur, le mouvement de l'avant bras ne permet à l'outil que de se déplacer dans un plan vertical passant par l'axe de la colonne support. La présente invention a pour premier but de permettre un déplace- ment de l'avant bras dans tout plan passant par l'axe du bras. Cette possibilité permet une meilleure accessibilité à certaines zones de cellules de travail qui sont très encombrées. L'invention a donc pour objet un télémanipulateur comprenant un bras articulé à un organe support, l'articulation permettant un déplace- ment dans un plan passant par l'axe de l'organe support, un avant bras articulé au bras, l'articulation permettant également un déplacement dans un plan passant par l'axe du bras, un outil situé à l'extrémité de l'avant-bras, caractérisé en ce que le bras est fixé à l'articulation le reliant à l'organe support par l'intermédiaire d'une bride tubulaire, des moyens étant prévus pour bloquer le bras dans la bride dans une position variable autour de son axe. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mouvement de rotation de l'avant bras autour de l'articulation du bras est commandé par un premier pignon conique d'axe perpendiculaire à l'axe de ladite articulation, entraîné en rotation par un moteur situé à l'intérieur du bras, ledit premier pignon engrenant sur un second pignon conique tour- nant librement autour de son axe qui est confondu avec l'axe de ladite -2- articulation, ce second pignon engrenant sur au moins un troisième pi- gnon conique, identique au premier, d'axe perpendiculaire à ladite arti- culation, libre en rotation autour de son axe, lequel est solidaire et fixe par rapport à l'avant bras, ce troisième pignon engrenant sur un quatrième pignon immobile en rotation et fixe par rapport au bras, d'axe confondu avec l'axe de ladite articulation, de denture identique à celle dudit second pignon. L'invention sera bien comprise à la lumière de la description d'un exemple de réalisation, faite ci-après en référence au dessin annexé dans lequel La figure 1 montre en perspective un télémanipulateur selon l'in- vention. La figure 2 montre en vue agrandie la fixation du bras à l'articu- lation le reliant à la colonne support. La figure 3 est une coupe selon III-III de la figure 2. ta figure 4 montre le dispositif d'entraînement en rotation de l'avant bras autour du bras. La figure 5 est une coupe selon V-V de la figure 4. Le télémanipulateur de la figure 1 comporte une colonne support 1 verticale suspendue à un chariot non représenté, mobile dans un plan selon deux axes de coordonnées rectangulaires A l'extrémité inférieure de la colonne 1 est fixé un bras 2 par l'intermédiaire d'un dispositif d'articulation 3 autour d'un axe 4 permettant le déplacement du bras 2 dans un plan passant par l'axe A de la colonne 1 Un avant bras 5 est luimême articula à l'extrémité du bras 2 autour d'un axe 6 L'extrémité de l'avant bras porte une pince 7 Selon l'invention, le bras 2 est fixé dans son dispositif d'articulation 3 de manière à pouvoir pivoter autour de son axe 8 de 1800. Les figures 2 et 3 montrent le détail de la fixation du bras 2 dans l'articulation 3 L'articulation 3 comporte une bride tubulaire 9 dans laquelle est introduite le bras 2 qui peut tourner dans cette bride Le dispositif de blocage dans une position déterminée comprend une tige 10 portant un excentrique 11 et un carré de manoeuvre 12 situé à l'exté- rieur du dispositif d'articulation 3 L'excentrique 11 actionne un le- vier 13 comportant une tête supérieure annulaire 14 dans laquelle peut -3 - tourner l'excentrique 11 et une tête inférieure annulaire 15, articulée à une pièce de blocage 16, de section trapézoïdale, par l'intermédiaire d'un axe 17 Cette pièce de blocage 16 passe à travers une ouverture 18 de la bride tubulaire 9 et vient se loger dans une gorge 19 de section trapézoïdale du bras 2 Le blocage et le déblocage du mécanisme se fait en serrant plus ou moins la pièce de blocage 16 dans la gorge 19 en actionnant le carré de manoeuvre 12 La gorge 19 couvre un arc de 1800. Le mouvement de rotation du bras dans sa bride 9 peut par exemple être effectué en mettant en marche le moteur de rotation de la pince 7, l'avant bras 5 étant placé dans l'alignement avec le bras 2, la pince 7 étant fermée sur un appui fixe et le système de blocage étant desserré. En se référant maintenant aux figures 4 et 5 on va décrire le dispositif d'entraînement de l'avant bras 5 en rotation autour de l'axe 6 d'articulation avec le bras 2. Un premier pignon conique 20 entraîné en rotation par un moteur situé à l'intérieur du bras 2 attaque un second pignon conique 21 libre en rotation autour de son axe 6 correspondant à l'axe d'articulation de l'avant bras 5 avec le bras 2 Ce second pignon 21 engrène sur deux pignons coniques 22 et 23 dont les axes sont situés dans un même plan perpendiculaire à l'axe d'articulation 6 Ces pignons 22 et 23 sont libres en rotation autour de leur axe et sont portés par une pièce d'entraînement 24 en forme de secteur circulaire fixé à un arbre central cannelé 25 qui porte également des cannelures 26 solidarisant l'arbre avec l'avant bras 5 Enfin, les pignons coniques 22 et 23 engrènent sur un pignon conique 27 fixe par rapport au bras 2 Ce pignon est coaxial avec le second pignon conique 21 Ce pignon n'est pas complet mais ne couvre qu'un axe de 1800, à part cela, sa denture est identique à celle du pignon conique 21 De même, les pignons 22 et 23 sont identiques au premier pignon conique 20 La rotation du pignon 20 entraîné par le moteur entraîne le pignon 21, celui-ci entraîne les pignons 22 et 23 qui roulent sur le pignon fixe 27 en entraînant avec eux la pièce d'entralne- ment 24, celui-ci entraîne l'arbre cannelé 25 qui, a son tour entraîne l'avant bras 5. L'ensemble réalise un réducteur dont la réduction est dans le rapport du nombre de dentsdu pignon 20 au nombre de dents du pignon 21, _ 4 ou si 11 on veut, si est l'angle au centre du pignon conique 20, Va sa vitesse angulaire et We la vitesse angulaire de rotation de la pièce d'entraînement 24 on a: Ve = tg 2 wa Compte tenu des efforts, on a décrit un dispositif comportant deux pi- gnons 22 et 23 entraînant la pièce d'entraînement 24 Il pourrait n'y en avoir qu'un, cela dépend des efforts envisagés. - _ 5 - REVENDICATIONS 1/ Télémanipulateur comprenant un bras ( 2) articulé à un organe sup- port ( 1), l'articulation permettant un déplacement dans un plan passant par l'axe à de l'organe support, un avant bras ( 5) articulé au bras, l'articulation permettant également un déplacement dans un plan, passant par l'axe ( 8) du bras, un outil ( 7) situé à l'extrémité de l'avant bras, caractérisé en ce que le bras ( 2) est fixé à l'articulation ( 3) le reliant à l'organe support ( 1) par l'intermédiaire d'une bride tubulai- re ( 9), des moyens étant prévus pour bloquer le bras dans la bride dans une position variable autour de son axe ( 8). 2/ Télémanipulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement de rotation de l'avant bras ( 5) autour de l'articulation ( 6) du bras est commandé par un premier pignon conique ( 20) d'axe perpendi- culaire à l'axe de ladite articulation, entraîné en rotation par un moteur situé à l'intérieur du bras, ledit premier pignon engrenant sur un second pignon conique ( 21) tournant librement autour de son axe qui est confondu avec l'axe de ladite articulation, ce second pignon engrenant sur au moins un troisième pignon conique ( 22), identique au premier, d'axe perpendiculaire à ladite articulation, libre en rotation autour de son axe, lequel est solidaire est fixe par rapport à l'avant bras ( 5) ce troisième pignon engrenant sur un quatrième pignon ( 27) immobile en ro- tation et fixe par rapport au bras, d'axe confondu avec l'axe de ladite articulation, de denture identique à celle dudit second pignon. 3/ Télémànipulateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit troisième pignon ( 22) est solidaire et fixe par rapport à l'avant bras par l'intermédiaire d'une pièce d'entraînement ( 24) sur laquelle est monté ledit pignon et qui est solidaire d'un arbre ( 25) coaxial à l'axe d'articulation, cet arbre étant rigidement lié à l'avant bras ( 5).