Brevet FR2592828A1 — publié le 19870717

L'invention concerne un dispositif de commande pour robot. Le dispositif de l'invention comprend un bras télescopique pourvu à son extrémité, d'une tête de manipulation pivotant suivant au moins un axe de pivotement, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une courroie sans fin passant sur des poulies, ces poulies comprenant : - une première poulie dont l'axe est confondu avec l'axe de pivotement de la tête, cette première poulie étant elle-même solidaire de la tête ;; - au moins une paire de secondes poulies mobiles symétri quement afin de se rapprocher et de s'écarter l'une de l'autre en synchronisme - des poulies de renvoi sur lesquelles passe la courroie entre les premières et secondes poulies un premier organe moteur à deux sens de rotation relié à la courroie pour l'entrainer en déplacement et modifier la position angulaire de la tête sur son axe, un second organe moteur à deux sens de rotation agissant sur la paire de secondes poulies pour les déplacer en sens contraire et modifier la longueur du bras télescopique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le second organe moteur comporte sur son axe deux zones filetées à pas contraire, sur chacune desquelles est en prise un écrou d'un étrier, relié à l'une des poulies de la paire des secondes poulies. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte au moins deux ensembles parallèles comprenant chacun une courroie, une première poulie, au moins une paire de secondes poulies, des poulies de renvoi, un premier organe moteur, - la première poulie du second ensemble étant solidaire de son axe de rotation confondu avec l'axe de pivotement de la tête et étant reliée par une transmission à un organe tournant de manipulation prévu sur la tête de manipulation, - le second moteur étant relié aux paires des secondes poulies des deux ensembles pour les entraider simulta nément en rapprochement et en écartement, le dispositif comportant en outre un ensemble électronique de contrôle et de commande pour alimenter le premier moteur du second ensemble afin de compenser les variations des positions angulaires de l'organe tournant de manipulation lors de l'actionnement du premier moteur du premier ensemble. L'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-3oints, dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale d'un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue partielle de la tête de manipulation et du bras télescopique d'un second mode de réalisation du dispositif de l'invention. La présente invention a pour but la réalisation d'un dispositif de commande pour robot, qui soit de construction simple, de fonctionnement sûr, d'une bonne précision et d'un faible encombrement, ce dispositif permettant notamment, de dégager totalement la zone de manipulation sans que le dispositif de commande du robot ainsi que le robot lui-même occupent un volume important à côté de ce volume de manipulation. Ainsi, le dispositif de l'invention pourra être logé sous une faible hauteur dans la partie supérieure d'une chambre de manipulation, afin de laisser disponible une proportion très importante du volume de cette chambre pour les différents mouvements de manipulation, ainsi que pour les pièces à manipuler. Ce dispositif se compose d'un bras télescopique 1 monté sur un support, fixe ou mobile, non représenté, ce bras comportant à son extrémité inférieure une tête de manipulation 2 montée pivotante sur un axe 3. Sur cet axe 3 est également monté à libre rotation une première poulie 4 qui est solidaire de la tete 2. Sur cette poulie 4 passe une courroie sans fin 5 qui est tendue par des poulies de renvoi 6, 7, 8 et 9 et qui passe également sur deux paires de secondes poulies 10, 11 d'une part, et 12, 13 d'autre part. Les poulies 10 et 12 d'une part, et 11 et 13 d'autre part, sont montées à libre rotation sur des étriers 14 et 15 formant écrous et qui sont en prise chacun sur l'une des zones filetées de pas contraire 16 et 162 prévues sur la vis 16 montée à l'extrémité de l'arbre de sortie d'un moteur électrique réservible 17. La courroie 5 est par ailleurs solidaire d'une patte 18 formant écrou et qui est en prise sur le filetage d'une tige filetée 19 montée à l'extrémité de l'arbre de sortie d'un moteur électrique réversible 20. Du fait de cette construction, on constate que l'alimentation du moteur 20 entrainant en rotation la sis 19 dans un sens ou dans l'autre, va avoir pour effet de déplacer la courroie 5 en entrainant en rotation l'ensemble des poulies qui tournent fous sur leur axe et en entrainant également en rotation la poulie 4 afin de faire pivoter la tête de manipulation 2 sur son axe 3. Par ailleurs, l'alimentation du moteur électrique 17 ou second moteur, a pour effet de rapprocher ou d'écarter en synchronisme les poulies 10, 12 d'une part, et 11, 13 d'autre part, afin de soulever ou d'abaisser i poulie 4, ce qui a pour effet de ramasser ou de déployer les divers éléments qui composent le bras télescopique 1. Dans l'exemple représenté, le second moteur 17 commande par l'intermédiaire de sa vis 16, deux paires de poulies 10, 11 - 12, 13 et pour un déplacement x de chacun des étriers 14 et 15 on obtient un soulèvement ou un abaissement égal à 4x de la tête de manipulation. On remarquera que dans la construction décrite, le soulèvement ou l'abaissement de la tête 2 ainsi que son pivotement autour de son axe 3, sont assurés respectivement par les moteurs 17 et 20 sans que l'un des déplacements agisse sur l'autre, puisque les déplacements des étriers 14 et 15 sont symétriques et que la patte 18 entrasse simplement la courroie 5 sans modifier son trajet. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, on a représenté un dispositif de commande qui assure trois fonctions, à savoir - le soulevement et l'abaissement de la tête 2 - le pivotement de cette tête 2 autour de son axe 3 - la rotation d'un organe de manipulation supplémentaire autour d'un axe confondu avec l'axe Y-Y du bras télescopique du robot. Pour aboutir à ce résultat, le dispositif comporte deux ensembles d'organes conformes à ceux représentés sur la figure 1, ces organes étant disposés parallèlement l'un à l'autre et comprenant ainsi deux courroies 5 (référencées 5 et 51 sur la figure 2) deux premières poulies 4 (référencées 4 et 41 sur la figure 2) ; deux groupes de poulies de renvoi 6, 7, 8, 9 deux groupes de paires de secondes poulies 10-11 et 12-13 et deux moteurs 20 pour entraSner chacun l'une des courroies 5 et Dans cette construction, le meme moteur 17 entraine en déplacement symétrique les deux étriers 14 et 15 sur lesquels sont disposées les paires de poulies 10-11 et 12-13 des deux ensembles. Dans la construction décrite suivant la figure 2, la tête de manipulation 2 pivote autour de son axe 3 à l'extrémité du bras télescopique 1, se composant de quatre sections 11, 12, 13 et 14 qui pénètrent l'une dans l'autre ou, au contraire, se déploient en fonction de la commande assurée par le moteur 17 et des deux courroies 5 et La courroie 5 est supportée par l'axe confondu avec l'axe géométrique 3 de pivotement de la tête et est solidarisée par rapport à cette tête par l'intermédiaire d'une vis 21. Le déplacement de la courroie S lors de l'alimentation du moteur 20, produit donc le pivotement de la tête 2 autour de son axe 3. La poulie 41 est solidaire de son axe confondu avec l'axe géométrique 3 de pivotement de la tête. A l'intérieur de cette tete, cet axe est relié par un couple d'engrenage conique 22 à un axe 23 situé, dans l'exemple représenté, suivant l'axe géométrique Y-Y du bras télescopique 1. Cet axe 23 comporte à son extrémité libre un organe de manipulation 24. On constate ainsi que l'actionnement du moteur 20 relié à la courroie 51 a pour effet d'entratner en rotation l'organe de manipulation 24 autour d'un axe confondu avec l'axe Y-Y du bras. Cependant, il faut noter que le déplacement de la courroie 51 n'a aucune influence sur le positionnement angulaire de la tête 2 autour de l'axe 3. Par contre, l'actionnement de la courroie 5 modifiant la position angulaire de la tête 2, réagit sur la position angulaire de l'organe de manipulation 24 compte tenu de la transmission mécanique 22 mise en oeuvre. En effet, au cours de la modification angulaire de la position de la tête 2, le pignon conique 22 solidaire de l'arbre 23 tourne sur le pignon conique 22 solidaire de l'axe fixe 32. Cela se traduit donc par une rotation de l'organe de manipulation 24. Pour assurer la compensation de ce mouvement, les moteurs 20 seront alimentés par un ensemble électronique de contrôle et de commande 24 (voir figure 1) qui entrainera en déplacement la courroie 51 afin de compenser les variations de position angulaire de l'organe de manipulation 24 résultant du pivotement de la tête 2 provoqué par le déplacement de la courroie 5. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, le dispositif de commande comporte deux ensembles pourvus, chacun, d'une courroie et assurant ensemble trois fonctions de manipulation. D'autres fonctions pourront cependant être obtenues en augmentant de manière correspondante le; nombre des courroies et, donc, le nombre des ensembles parallèles. On remarquera que tous ces ensembles pourront être logés dans un faible volume adjacent au bras télescopique, l'ensemble des moteurs et des poulies (sauf les premières poulies 4, 41, etc.) étant reporté en partie haute et étant monté sur le support du bras de manipulation qui pourra lui-même être mobile en pivotement et/ou en translation. REVENDICATIONS 1) Dispositif de commande pour robot comprenant un bras télescopique (1) pourvu à son extrémité d'une tête de manipulation (2) pivotant suivant au moins un axe de pivotement (3), dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins une courroie sans fin (5) passant sur des poulies, ces poulies comprenant - une première poulie (4) dont l'axe est confondu avec l'axe de pivotement (3) de la tête (2), cette première poulie (4) étant elle-même solidaire de la tête - au moins une paire de secondes poulies (10, 1l - 12, 13) mobiles symétriquement afin de se rapprocher et de s'écarter l'une de l'autre en synchronisme - des poulies de renvoi (6, 7, 8, 9) sur lesquelles passe la courroie (5) entre les premières et secondes poulies un premier organe moteur (20) à deux sens de rotation relié à la courroie (5) pour l'entraSner en déplacement et modifier la position angulaire de la tête (2) sur son axe (3), un second organe moteur (17) à deux sens de rotation agissant sur la paire de secondes poulies (10,11 12, 13) pour les déplacer en sens contraire et modifier la longueur du bras télescopique. 2) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le second organe moteur (17) comporte sur son axe (16) deux zones filetées (161, 162) à pas contraire, sur chacune desquelles est en prise un écrou d'un étrier, relié à l'une des poulies de la paire des secondes poulies. 3) Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux ensembles parallèles comprenant chacun, une courroie (5, 51) une première poulie (4, 41) au moins une paire de secondes poulies (10, 11 - 12, 13), des poulies de renvoi (6, 7, h, 9), un premier organe moteur (20), - la première poulie (41) du second ensemble étant solidaire de son axe de rotation (32) confondu avec l'axe de pivotement (3) de la tête et étant reliée par une transmission '22) à un organe tournant de manipulation (24) prévu sur la tête de manipulation (2), - le second moteur (17) étant relié aux paires des secondes poulies (10, l1 - 12, 13) des deux ensembles pour les entrainer simultanément en rapprochement et en écartement, le dispositif comportant en outre un ensemble électronique de contrôle et de commande (24) pour alimenter le premier moteur du second ensemble afin de compenser les variations des positions angulaires de l'organe tournant de manipulation (24) lors de l'actionnement du premier moteur (20) du premier ensemble.