Brevet FR2540027A1 — publié le 19840803

La présente invention a pour objet un dispositif permettant la déconnexion, d'une manière simple et rapide, d'un doigt de télémanipulateur, ainsi que le remontage du doigt sur la pince. I1 est souvent nécessaire de démonter les doigts placés sur les pinces de télémanipulateurs, soit parce que le doigt est. hors d'usage soit parce que l'on désire en monter un autre dont la forme et les dimensions sont mieux adaptées à un travail particulier. Parmi les divers systèmes de démontage utilisés actuellement, l'un utilise un système à billes pour verrouiller le doigt sur la pince et exige l'introduc tion d'une lame pour dégager la bille lorsqu'on veut déverrouiller le doigt. Ce système est compliqué, nécessite un appareillage assez lourd et présente le risque de voir la bille sortir de son logement si on exerce des efforts trop importants. I1 existe aussi des systèmes de biellettes, mais ils sont également lourds et compliqués. La présente invention a justement pour objet de remédier à ces inconvénients grâce à un dispositif qui permet le déverrouillage du doigt d'une manière simple et rapide et ne nécessite pas le montage de pièces lourdes sur les pinces de télémanipulateurs. Selon la principale caractéristique du dispositif de déconnexion d'un doigt de télémanipulateur objet de l'invention, le doigt étant fixé par un système de verrouillage sur une pièce de liaison elle-m8me montée à une extrémité d'une branche d'une pince de télémanipulateur, ledit système de verrouillage comporte une tige montée sur le doigt, mobile en translation par rapport à celui-ci et pouvant pénétrer dans un orifice ménagé dans la pièce de liaison, et le dispositif comporte des'moyens permettant de désolidariser le doigt de la pièce de liaison. Selon une autre caractéristique de ce dispo- sitif, lesdits moyens de déverrouillage comprennent un déconnecteur comportant un socle sur lequel sont montées : - une chape mobile en rotation autour d'un axe et com portant deux joues dans chacune desquelles est mena- gée une échancrure dans laquelle peut pénétrer une goupille solidaire de. la tige, et - une rampe d'effacement disposée au voisinage de -la chape et pouvant coopérer avec le doigt au cours du mouvement de rotation de la chape lorsque la goupille est engagée dans les échancrures afin de provoquer le déplacement de la tige par rapport au doigt. Dans ce cas, la rampe d'effacement a une forme telle qu'elle puisse maintenir la tige en position de déverrouillage lorsque les tenons sont engagés dans les échancrures après -que le doigt a été désolidarisé de la pièce de liaison. Enfin, dans un autre mode de réalisation, les moyens de déverrouillage comprennent un déconnecteur comportant un socle sur lequel sont montés : - une chape mobile autour d'un axe et comportant deux joues dans chacune desquelles est ménagée une échan crure dans laquelle peut pénétrer une goupille soli daire de la tige, l'une au moins des deux joues étant percée d'une ouverture, et - au moins un pion monté sur le socle et pouvant péné trer dans ladite ouverture ainsi que dans un trou ménagé dans le corps du doigt afin de provoquer le déverrouillage de la tige par déplacement relatif du doigt et de la chape au cours de la rotation de cette dernière. L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - les figures la et lb sont des vues schématiques en élévation et en perspective. respectivement montrant d'une part une pince de télémanipulateur et, d'autre part, un déconnecteur conformes à la présente invention, - la figure 2 est une vue en'coupe, à plus grande échelle, montrant un doigt de télémanipulateur et la pièce de liaison sur laquelle' il est monté. à l'aide du système' de verrouiîlaqê conforme ås l'invention, - la. figure 3 est une vue schématique. en'él.é- vation illustrant l'introduction du-doigt..de te'lémani- pulateur dans la chape montée sur le déconnectéur, - la figure 4. est une vue de dessus suivant la fièche F de la figure 3 et 'montrant le doigt de télémanipulateur en position de déverrouillage après rotation de la chape, - les figures 5a et 5b sont des vues schématiques en coupe suivant la ligne V-V de la figure- 2 illustrant l'introduction du doigt sur la pièce de liaison, - la figure-6 est une vue-de dessus semblable à la figure 4, illustrant un autre mode de réalisation du dispositif objet de l'invention, - la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6, et - la figure 8 est une vue schématique montrant comment on peut démonter simultanément les deux doigts d'une même pince à l'aide d'un système comme celui qui est illustré aux figures 6 et. 7. Sur la figure la, on voit une pince de télémanipulateur, portant la référence générale 1, et qui se compose essentiellement d'un corps de pince 2 sur lequel sont montées les deux branches 4 et 6. Aux extrémités de ces dernières opposées au corps de pince 2 se trouvent deux pièces de liaison 5 et 7 sur lequel les sont montés des-doigts 8 et 10 respectivement. Ces derniers peuvent être désolidarisés des pièces de liaison 5 et 7 à l'aide du déconnecteur 9 représenté sché- matiquement en perspective sur la figure lbe Sur cette figure, on voit que le déconnecteur 9 se compose essentiellement d'un socle ll sur lequel est montée une chape;; 13 par 1'i'ntermédiaire d'un support 15. La chape 13" est mobile en rotation 'autour d'un axe XX' parallèle au plan du socle 11 et comporte deux joues 12, et 14 dans lesquelles sont ménagées des ouveru tures 16 et 18 respectivement. Un patin. 17 fixé sur la joue 12 empêche le mouvement de rotation de la chape 13 vers l'avant de la figure et maintient donc celle-ci en position verticale lorsque le socle '11 est horizontal. Les dimensions de Ia chape 13 sont telles qu'on peut introduire le doigt 8 de la pince 1 entre les joues 12 et 14, les échancrures 16 et 18 recevant les extrémités d'une goupille 29 qui fait partie du système de verrouillage du doigt 8 sur la pièce de liaison 5 : ce système de verrouillage sera décrit ci-après en référence à la figure 2. Le déconnecteur 9 comporte encore, du côté où la chape 13 peut basculer, une rampe d'effacement 20 et une butée de maintien 30 dont le rôle.sera précisé plus loin. La figure 2 -illustre à plus grande échelle les moyens permettant le verrouillage du doigt 8 sur la pièce de liaison 5. On voit que le doi.gt 8 se compose essentiellement d'un corps 21 sur lequel une touche rapportée 22 est fixée au moyen de vis telles que 23. La touche 22 comporte une face plane et rugueuse 25 qui sert à maintenir les objets manoeuvrés par le télémanipulateur. Bien entendu, on peut monter d'autres pièces sur le corps 21 du doigt 8, la forme et les dimensions de ces pièces étant fonction de l'utilisation envisagée (patins de caoutchouc par exemple). Le corps 21 du doigt 8 est percé d'une cavité 24 à l'intérieur de laquelle une tige 26 peut se déplacer longitudinalement sous l'action d'un ressort 28 et pénétrer dans une cavité 32 ménagée dans la pièce de liaison 5 pour assurer le verrouillage. Une goupille transversale 29, solidaire de la tige 26, est disposée perpendiculairement à cette dernière et permet de la déplacer le long de la cavité- 24. On voit encore sur la- figure 2 que la pièce de liaison 5 est équipée d'un tenon 34 qui peut glisser à l'intérieur d'une mortaise 36 prévue sur le corps 21 du doigt 8. Le tenon 34 se compose d'un patin 35 relié au corps de la pièce de liaison 5 par une âme 37. La mortaise 36 comprend une glissière 31 pour le patin 35 et deux parois de guidage 33 pour l'âme 37 du tenon 34. Ces dispositions seront décrites plus en détail ci-dessous en référence aux figures Sa et 5b. On va décrire maintenant le fonctionnement du dispositif à l'aide des figures 3 et 4. Sur la figure 3, on voit le socle 11 du déconnecteur sur lequel est fixée la chape 13 composée des deux joues 12 et 14 dans lesquelles sont ménagées les échancrures 16 et 18. Seule la joue 12 avec l'échancrure 16 est visible sur la figure. En arrière de la chape 13 par rapport au plan de la figure se trouve la rampe d'effacement 20 qui comporte une partie supérieure inclinée 20a et une partie inférieure verti- cale 20b. Au départ, le doigt 8 est monté sur la pièce 5 et les deux joues de la chape 13 se trouvent en position verticale. On manoeuvre la pince du télémanipulateur de manière à introduire la goupille 29 solidaire de la tige 26 dans.les échancrures 16 et 18 des joues 12 et 14. On manoeuvre ensuite la pince de manière à faire pivoter autour de l'axe XX' l'ensemble constitué par la chape 13 et le doigt 8. Au cours de ce mouvement, le corps 21 du doigt 8 vient en contact avec la partie supérieure 20a de la rampe d'effacement 20. Etant donné la pente de cette dernière, le mouvement de rotation a pour effet de déplacer le doigt 8 vers la droite. de la figure tout en maintenant la tige 26 fixe par rapport à la chape 13.C'est ainsi que le corps 21 du doigt 8 passe d'-une position initiale 21a, dans laquelle il est verrouillé sur la pièce de liaison 5 grâce à la tige 26, à une position 21b dans laquelle la tige est partiellement dégagée de la cavité 32 de la pièce S pour arriver finalement à 10 situation'illustrée sur la vue de dessus de la figure 4. On voit sur cette dernière que le corps'21 du doigt 8 est en butée contre la'partie verticale infá- rieure 20b de la rampe d'effacement 20. Dans cette position, le doigt 8 a été poussé au maximum vers la. droite de la figure par rapport à la chape 13 tandis que la tige 26, maintenue par la goupille 29, est restée fixe par rapport à cette dernière. Ainsi, la tige 26 a été entièrement dégagée de la cavité 32, ce qui permet de démonter le doigt 8 par un mouvement de translation de la pince dans le sens de la flèche Fl. Après démontage, le doigt reste en position déverrouiilée puisqu'il est sollicité vers la gauché de la figure par le ressort d'actionnement de la tige 26 et qu'il est maintenu en butée contre la partie inférieure 20b de la rampe 20. Pour le remontage, il suffit d'effectuer les mêmes opérations en sens inverse : dans un premier temps, on fait glisser la pince dans le sens de la flèche F2 afin de la solidariser à nouveau avec le doigt 8, puis on effectue le mouvement de rotation autour de l'axe XX' en sens inverse, ce qui a pour effet de pousser le doigt 8 vers la gauche de la figure et de ramener progressivement la tige 26 dans la cavité 32 ménagée dans la pièce 5. On voit encore sur la figure 4 la butée 'de maintien 30 dont le rôle est d'empêcheur que le doigt 8 ne soit extrait accidentellement de la chape 13 unefois qu'il est désolidarisé de la pièce de liaison 5 en effet, en cas de choc dans le sens de la flèche'F2, la touche rapportée 22 est immédiatement arrêtez par la butée 30. et la gupilIe 29 reste: dans' les échancrures 16 et 18. Les figuras 5a et 5b illustrent ce qui se passe au moment du- remontage lorsqu'on introduit la pièce de liaison 5 dans les glissières prévues à cet effet sur le doigt 8. Sur la figure Sa, on voit le tenon 34 dont le patin 35 et l'amie 37 sont introduits respectivement dans la glissière 31 et entre les parois 33 de la mortaise 36. Des chanfreins 38 prévus à une extrémité de l'âme 37 permettent son guidage lors de llintr.oduction entre les parois 33 ainsi que son blocage en fin de course contre des chanfreins 40 prévus à l'extrémité correspondante des parois 33. (figure 5b). Quant aux chanfreins 39 ménagés à l'extrémité du patin '35, ils servent uniquement à faciliter son introduction dans la glissière 31 puisque le blocage est assuré par les. chanfreins 38 et 40 de l'âme 37 et des parois 33. On voit encore sur la figure 5a la cavité 24 de la tige 26 qui débouche dans la glissière 31 et la cavité de réception 32 ménagée dans le tenon 34 : lorsque ce dernier arrive en butée (figure 5b) les cavités sont alignées et le verrouillage assuré par la tige 26. Les figures 6 à 8 illustrent un autre mode de réalisation du dispositif objet de l'invention. Dans ce cas, le doigt 8 et la chape 13 sont constitués de la même façon que précédemment, mais il est prévu une ou verture circulaire 42 dans l'une au moins des joues de la chape 13, par exemple la joue 14, ainsi quine ou verture circulaire 44, sensiblement de meme diamètre, dans le corps 21 du doigt 8 Lorsqu'on introduit la goupille 29 dans les échancrures 16 et 18, la chape étant en position verti- cale et le doigt 8 en position de verrouillage sur la pièce de liaison, les trous- 42 et 44 ne sont pas ali- gnés.Le déplacement relatif du-- doigt 8 et de la'- chape 13 au cours du mouvement de rotation de cette dernière n'est plus obtenu par une rampe d'effacement comme dans le premier mode de réalisation, mais par un pion 46 monté sur le socle 11 du déconnecteur qui pénètre si multanément dans les deux ouvertures 42 et 44 et les oblige à s'aligner l'une avec l!autreO La disposition est telle que ceci provoque le déplacement du doigt 8 vers la droite de la figure, assurant ainsi le déverrouillage de la tige 26. Les figures 6 et 7 représentent le dispositif dans le cas où seule la joue 14 comporte une ouverture 42, mais on obtiendrait le - même résultat avec une deuxième ouverture dans la joue 12, alignée avec la première. Dans ce cas, il est possible de prévoir deux pions tels que 46 afin d'assurer -simultanément le démontage des déux doigts d'une même pince, comme cela est illustré à la figure 8. Sur cette figure, on voit que le dispositif comporte deux pions 46 et 47 disposés en sens inverse l'un de l'autre sur un support 50. On voit également deux chapes 53 et 54 aptes à recevoir les deux doigts 58 et 59 d'une même pince de télémanipulateur. Ceux-ci sont d'abord introduits au centre du dispositif dans une position où ils sont plaqués l'un contre l'autre (58a, 59a), puis on les écarte afin de les introduire dans chacune des chapes 53 et 54 respectivement. L'ensemble constitué par la pince et les chapes est ensuite mis en rotation dans le sens des flèches F3 afin d'amener d'une part la chape 54 et le doigt 59 sur le pion 47 et, d'autre part, chape 53 maintenant le doigt 58 sur le pion 46.Bien entendu, on peut également laisser la pince fixe et faire tourner le dispositif 50 supportant les pions 4d et 4?. Le démontage est ensuite effectué de la manière qui a été indiquée précédemment. Cette disposition peut permettre un gain de temps gracie au démontage simultané de deux. doigts ou apporter une plus grande facilité dans Ie maniement d'outils tels qu'un marteau ou des pinces, par exemple : dans ce cas, on peut prévoir des doigts fixés à demeure sur ces outils qui peuvent entre ainsi facilement montés sur la pince grâce au dispositif de l'invent ion. Ainsi, le dispositif objet de l'invention présente des avantages particulièrement intéressants dont les principaux sont la simplicité, la légèreté et la facilité d'utilisation. En effet, le système de verrouillage du doigt sur la pince à l'aide de la tige 26 est léger et ne nécessite pas d'effort important pour être mis en position de déverrouillage : les éléments constitutifs du déconnecteur peuvent donc être légers, ce qui en diminue le cout de fabrication. D'autre part, le système de verrouillage avec la tige est d'un maniement plus facile et plus sûr que les systèmes à billes de l'art antérieur. De plus, il est possible de démonter simultanément les deux doigts d'une seule et même pince, ce qui apporte un gain de temps. Enfin, ce dispositif rend plus facile le maniement des outils puisqu'il est possible de fixer des doigts sur les outils et de monter ces doigts sur une pince en utilisant le dispositif objet de l'invention. Enfin, il est bien entendu que l'invention ne se limite pas aux seuls exemples qui viennent d'etre décrits, mais qu'on peut envisager des variantes sans sortir pour autant-du cadre de l'invention. Par exemple, on peut modifier la forme et l'emplacement de la rampe d'effacement 20 et de la butée de maintien 30 en fonction de la forme et des dimensions des doigts que l'on utilise REVENDICATIONS 1. Dispositif de déconnexion d'un doigt (8) de télémanipulateur, le doigt (8) étant fixé par un système de verrouillage sur une pièce de liaison- (5) ellemeAme montée à une extrémité dtune branche (4) d'une pince de télémanipulateur caractérisé en ce que ledit système de verrouillage comporte une tige (26) montée Sur le doigt - (8), mobile en. tra-nslation par rapport à celui-ci et pouvant pénétrer dans unf orifice (32) ménagé dans la pièce de liaison (5) et en ce que le dispositif comporte des moyens permettant- de.d.éver- rouiller le doigt (8) de la pièce de liaison (3) 2.Dispositif selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que lesdits moyens de déverrouillage comprennent un déconnecteur comportant un socle (11)sur lequel sont montées : - une chape (13) mobile en rotation autour d'un axe (XX') et comportant deux joues (12, 14) dans chacune desquelles est ménagée-une.échancrurge (16, 18): dans laquelle peut pénétrer une goupille (29) solidaire de la tige (26), et - une rampe d'effacement (20) disposée au voisinage de la chape (13) et pouvant coopérer avec le doigt (8) au cours du mouvement de rotation de la chape (13) lorsque la goupille (29) est engagée dans les échan crures (16, 18) afin de provoquer le déplacement de la tige (26) par rapport au doigt (8). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rampe d'effacement (20) a une forme telle qu'elle puisse maintenir la tige (26) en position de déverrouillage lorsque la goupille (29) est engagée dans les échancrures (16, 18) après que le doigt (8) a été désolidarisé de la pièce de liaison (5)* 4.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de déverrouillage comprennent un déconnecteur comportant un socle (11) sur lequel sont montés : - une chape (13) mobile autour d'un axe (XX') et compo portant deux joues- dans chacune desquelles est ménagé gée une échancrure (16e 18) dans laquelle peut péné- trer une goupille (29) solidaire de' la tige (269 l'une au moins (12) des deux joues étant percée dune ouverture (42), et. au moins un pion (46) monté sur le socle (11) et pouvant pénétrer dans ladite ouverture (42) ainsi. que dans un trou (44) ménage dans le corps du doigt (8) afin-de provoquer le déverrouillage de la tige ('26) par déplacement relatif du doigt (8) et de la chape (13) au cours de la rotation de cette dernière