Brevet FR2624563A2 — publié le 19890616

FR 2624563 A2 19890616 FR 8717401 A 19871214 Pertectionnements aPPortes à un mécanisme de liaison isostatiaue à quadruples liaisons entre une surface Plane et une surface rauche et apDlication de ce mécanisme. La présente invention concerne des perfectionnements apportés à un mécanisme particulier de liaison isostatique à quadruples liaisons entre une surface plane et une surface gauche, tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 6 de la demande de brevet principal FR 86 16902, et elle concerne aussi une application de ce mécanisme. On rappellera tout d'abord que la demande de brevet principal prévoyait qu'un mecanisme du type précité comportait - un cadre en forme de parallélogramme solidaire de la surface gauche, - quatre premières articulations à au moins deux degrés de liberté en rotation situées aux angles dudit cadre pour relier deux à deux les côtés dudit cadre, lesdites libertés de rotation de chaque première articulation étant prévues autour d'un axe coaxial aux deux côtés adjacents à ladite première articulation ou voisin et parallèle à ceux-ci, - et quatre secondes articulations à un degré de liberté en rotation et un degré de liberté en translation axiale situées aux milieux respectifs desdits côtés du cadre et solidaires de la surface plane, ladite liberté de rotation de chaque seconde articulation étant prévue autour d'un axe parallèle aux deux côtés encadrant le coté supportant la seconde articulation considérée, - les premières articulations ou les secondes articulations possédant en outre un degré supplémentaire de liberté en translation axiale. Par ailleurs, diverses dispositions secondaires peuvent etre combinées avec les précédentes - le cadre est un quadrilatère rectangle ou carré - le cadre est solidarisé à la surface gauche à ses angles ou au voisinage de ses angles - les premières articulations ont deux degrés de liberté et les secondes articulations ont un degré de liberté - les axes joignant deux secondes articulations deux à deux opposées sont des axes de symétrie du mécanisme - le point de concours des diagonales joignant les points de concours des secondes articulations est un centre de symétrie du mécanisme. L'invention a essentiellement pour but de proposer des perfectionnements visant à simplifier la structure de base du mécanisme précité, au moins pour certaines applications, afin d'en faciliter la fabrication et d'en diminuer le coût. A ces fins, un mécanisme conforme à la présente invention se caractérise essentiellement en ce que chacune des quatre premières articulations est constituée par deux surfaces en appui mutuel appartenant respectivement à deux côtés adjacents du cadre, l'une au moins de ces surfaces étant convexe. Grâce à un tel agencement, il est possible d'éliminer les articulations complexes, coûteuses et sujettes à usure et de les remplacer par des pièces simples à usiner. Dans un premier mode de réalisation intéressant, la surface d'appui convexe est unique et l'autre surface en regard est sensiblement plane. Un exemple de réalisation consiste en ce que la surface d'appui convexe soit sensiblement en calotte sphérique. Dans un autre mode de réalisation intéressant, les deux surfaces en appui mutuel sont convexes et sont définies par des lignes génératrices respectives mutuellement transversales, notamment mutuellement orthogonales Dans ce cas, au moins une surface convexe est prismatique et est en contact par une de ses arêtes avec la surface convexe en regard et/ou au moins une surface convexe est cylindrique ou semi-cylindrique et est en contact par une de ses lignes génératrices avec la surface convexe en regard. Selon d'autres dispositions qui concernent l'agencement des côtés du cadre, on peut prévoir que -le cadre comporte quatre cotés identiques entre eux, chaque côté ayant une extrémité conformée en bec et l'autre extrémité conformée en siège destiné à soutenir le bec du coté adjacent, ou bien aussi que le cadre comporte quatre côtés deux à deux identiques, deux côtés opposés ayant leurs deux extrémités conformées en sièges et les deux autres côtés opposés ayant leurs extrémités conformées en becs reposant sur les sièges correspondants. Toujours dans le cadre de la présente invention, l'invention propose une application d'un mécanisme de liaison conforme à l'une et/ou à l'autre des dispositions précitées à la réalisation d'un dispositif de préhension et de manutention à quatre mors, qui se caractérise en ce que le dispositif comporte - un élément fixe supportant à rotation quatre griffes deux à deux opposées, chaque griffe étant en forme générale de V, l'articulation de rotation étant située à la pointe en V et les deux branches du V constituant respectivement un bras de préhension et un bras de levier solidaires l'un de l'autre, - quatre bielettes de liaison reliant chacune l'extrémité du bras de levier d'une griffe à une extrémité du cadre du mécanisme de liaison, - et des moyens d'actionnement solidaires de la surface plane du mécanisme de liaison et mobiles par rapport à l'élément fixe selon une direction sensiblement perpendiculaire à ladite surface plane. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains de ses modes de réalisation préférés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs ; dans cette description on se réfère aux dessins annexés sur lesquels - les figures 1 à 3 sont des vues partielles très schématiques, en perspective, de respectivement trois modes de réalisation différents d'articulation dans un mécanisme de liaison conforme à l'invention - la figure 4 est une vue schématique de côté d'un agencement de mécanisme de liaison conforme à l'invention, incluant à titre d'exemple des articulations conformes au mode de réalisation de la figure 3 - les figures 5 et 6 sont des vues schématiques de respectivement deux côtés différents d'un agencement de mécanisme de liaison conforme à l'invention, incluant à titre d'exemple des articulations conformes au mode de réalisation de la figure 3 - la figure 7 est une vue partielle de côté d'un dispositif de préhension et de manutention à quatre mors faisant application du mécanisme de l'invention ; et - la figure 8 est une vue de dessus d'une partie du dispositif de la figure 7. Sur les figures 1 à 8 on a conservé les mêmes. références numériques pour désigner les organes déjà représentés sur les figures de la demande de brevet principal. Comme indiqué précédemment, l'invention vise à proposer des réalisations simples du mécanisme de liaison faisant l'objet de la demande de brevet principal, tout en conservant tous les degrés de liberté nécessaires. Pour ce qui concerne les articulations 4 à au moins deux degrés de liberté, réunissant deux côtés 3 consécutifs du cadre 2 en forme de parallélogramme solidaire, de toute façon appropriée, de la surface gauche ou susceptible de se gauchir (non représentée), on prévoit, comme représenté à la figure 1, que chaque articulation 4 est constituée de deux couteaux 31 solidaires respectivement de deux côtés 3 consécutifs et s'étendant respectivement dans les prolongements de ceux-ci. Ces deux couteaux 31 sont donc sensiblement perpendiculaires l'un à l'autre et possèdent une forme prismatique définissant une arête 32, les deux couteaux reposant l'un sur l'autre par leurs arêtes respectives, ce qui garantit tous les degrés de liberté souhaitables. Le mode de réalisation représenté à la figure 2 se distingue du précédent par le fait que les pièces 33 en appui mutuel des cotés 3 présentent une surface externe définie par une génératrice s'appuyant sur une portion de courbe convexe telle qu'une portion de cer cle, d'ellipse ou analogue ; dans l'exemple représenté les pièces 33 sont semi-cylindriques et reposent l'une sur l'autre par deux génératrices respectives 34 mutuellement perpendiculaires, ce qui garantit tous les degrés de liberté voulus. Dans le mode de réalisation de la figure3, l'un des cotés 31 présente, à une de ses extrémités, un épaulement définissant une surface sensiblement horizontale d'appui 35 qui est plane ou approximativement plane. Le côté 32 qui lui est consécutif possède une extrémité configurée en bec 36 sous lequel est située une surface d'appui convexe de révolution 37, par exemple en forme de calotte sphérique ou analogue, reposant sur la suface 35. Cet agencement confère, là encore, tous les degrés de liberté voulus. La .figure 4 montre un agencement complet de cadre 2 équipé d'articulations 4 conformes au mode de réalisation de la figure 3. Toutes les pièces 38 sont identiques les unes aux autres et leur configuration en L définit, pour chacune, un coté 3 et .un pied 11 d'appui sur une surface éventuellement gauche (non représentée), les pièces 38 étant disposées les unes à la suite des autres en étant mutuellement tournées d'environ 90 et reposant les unes sur les autres selon l'exemple de la figure 3. Un cadre 2 ainsi agencé accepte des efforts sensiblement verticaux dirigés vers le bas (flèche 39). Les figures 5 et 6 montrent un autre agencement complet de cadre 2 équipé lui aussi d'articulations 4 conformes au mode de réalisation de la figure 3. Dans cet agencement, les côtés deux à deux opposés sont identiques. Les côtés opposés 31 sont symétriques et présentent deux surfaces d'appui 35 à leurs deux extrémités (figure 5) tandis que les côtés opposés 32 sont également symétriques et sont munis d'appuis sphériques 37 par lesquels ils reposent sur les surfaces 35 des côtés 31 (figure 6). Un cadre 2 ainsi agencé accepte des efforts sensib).ement verticaux, qu'ils soient dirigés vers le bas ou vers le haut (double flèche 40). Les figures 7 et 8 représentent un dispositif de préhension et de manutention à quatre mors (seul un mors est représenté sur la figure 7), mettant en oeuvre un mécanisme de liaison conforme à l'invention. Un élément fixe 41, configuré en corps de cylindre, supporte quatre bras fixes 42 dirigés vers le bas et mutuellement décalés de 90g. A l'extrémité inférieure de chaque bras fixe 42 est montée à rotation en 43 une griffe 44 en forme générale de V, l'articulation en rotation étant située à la pointe du V et les deux branches du V constituant respectivement un bras de préhension 45 (terminé par exemple par un doigt 46 tourné vers la griffe opposé), un bras de levier 47 qui sont solidaires l'un de l'autre. Dans le cylindre 41 est mobile en translation un piston 48 qui est sensiblement perpendiculaire à la surface plane 49 du mécanisme de liaison 50 conforme à l'invention et qui est solidaire de celle-ci (figure 8), cette surface plane (en l'occurrence constituée par un croisillon) étant montée par des articulations 7 sur un cadre 2. Une biellette de liaison 51 relie de façon articulée en rotation l'extrémité libre du bras du levier 47 de la griffe 44 et une extrémité ou angle du cadre 2 du mécanisme de liaison 50. Dans ce dispositif, un déplacement vers le haut du piston 41 se traduit par un rapprochement mutuel des doigts 46 des griffes 44. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS. 1. Mécanisme de liaison isostatique à quadruples liaisons entre une surface plane et une surface gauche, comportant - un cadre en forme de parallélogramme solidaire de la surface gauche, - quatre premières articulations (4)à au moins deux degrés de liberté en rotation situées aux angles dudit cadre pour relier deux à deux les côtés (3) dudit cadre, lesdites libertés de rotation de chaque première articulation étant prévues autour d'un axe coaxial aux deux côtés adjacents à ladite première articulation ou voisin et parallèle à ceux-ci, - et quatre secondes articulations (7) à un degré de liberté en rotation et un degré de liberté en translation axiale situées aux milieux respectifs desdits côtés du cadre et solidaires de la surface plane (8), ladite liberté de rotation de chaque seconde articulation étant prévue autour d'un axe parallèle aux deux côtés encadrant le côté supportant la seconde articulation considérée, - les premières articulations ou les secondes articulations possédant en outre un degré supplémentaire de liberté en translation axiale, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 de la demande de brevet principale FR 86 16902, caractérisé en ce que chacune des quatre premières articulations (4) est constituée par deux surfaces en appui mutuel appartenant respectivement à deux côtés adjacents du cadre, l'une au moins (31,33,37) de ces surfaces étant convexe. 2.- Mécanisme de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui convexe (37) est unique et en ce que l'autre surface en regard (35) est sensiblement plane. 3. Mécanisme de liaison selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface d'appui convexe (37) est sensiblement en calotte sphérique. 4. Mécanisme de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux surfaces en appui mutuel sont convexes et sont définies par des lignes génératrices respectives mutuellement transversales, notamment mutuellement orthogonales, 5. Mécanisme de liaison selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins une surface convexe (31) est prismatique et est en contact par une de ses arêtes (32) avec la surface convexe en regard. 6. Mécanisme de liaison selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'au moins une surface convexe (33) est cylindrique ou semi-cylindrique et est en contact par une de ses lignes génératrices (34) avec la surface convexe en regard. 7. Mécanisme de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé-en coque le cadre comporte quatre côtés (3) identiques entre eux, chaque côté ayant une extrémité conformée en bec et l'autre extrémité conformée en siège destiné à soutenir le bec du côté adjacent. 8. Mécanisme de liaison selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que le cadre comporte quatre côtés deux à deux identiques, deux côtés opposés (31) ayant leurs deux extrémités conformées en sièges et les deux autres côtés opposés (32) ayant leurs extrémités conformées en becs reposant sur les sièges correspondants. 9. Application d'un mécanisme de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 de la demande de brevet principal et des revendications 1 à 6 et 8 à la réalisation d'un dispositif de préhension et de manutention à quatre mors, caractérisé en ce que le dispositif comporte - un élément fixe (41) supportant à rotation quatre griffes (44) deux à deux opposées, chaque griffe (44) étant en forme générale de V, l'articulation de rotation (43) étant située à la pointe en V et les deux branches du V constituant respectivement un bras de préhension (45) et un bras de levier (47) solidaires l'un de l'autre, - quatre bielettes de liaison (51) reliant chacune l'extrémité du bras de levier (47) d'une griffe (44) à une extrémité du cadre du mécanisme de liaison (50), - et des moyens d'actionnement (48) solidaires de la surface plane (49) du mécanisme de liaison (50) et mobiles par rapport au bâti selon une direction sensiblement perpendiculaire à ladite surface plane.