Brevet FR2659261A1 — publié le 19910913

Actionneur reproducteur de déplacement et manipulateur équipé d'un tel dispositif. L'invention concerne un actionneur mécanique permettant une fonction de manipulation, d'indexagey etc. L'actionneur selon l'invention est utilisable en particulier comme manipulateur pour le déplacement et la mise en place de produits très divers comme des composants d'emballage, des petites pièces mécaniques, etc. dans des opérations d'assemblage précis à vitesse élevée. On connait des manipulateurs à actionnement pneumatique utilisant une combinaison de divers vérins pour obtenir la trajectoire voulue. Cette technologie limite fortement les formes de trajectoires et est soumise aux inconvénients bien connus de la technique pneumatique et, en particulier, à une mauvaise fiabilité. On a également réalisé des manipulateurs mécaniques utilisant des cames mobiles, le bras manipulateur étant guidé selon des rotations. Cette technologie est également d'application limitée en ce qui concerne les trajectoires réalisables. Les manipulateurs connus présentent d'une manière générale l'inconvénient de n'admettre que des efforts faibles. En outre, la vites se de déplacement ne peut être réglée que par des angles de came nuls qui augmentent considérablement la complication et le coût. La présente invention vise à fournir un nouvel actionneur qui, par des moyens purement mécaniques, permette d'obtenir de manière simple et économique des trajectoires très variées avec des vitesses de déplacement variables, en particulier des vitesses nulles à la prise et à la pose. L'actionneur selon l'invention permet en outre de déplacer des masses importantes avec une précision très éle vée et à grande vitesse. A cet effet, l'actionneur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un chariot coulissant ou pivotant selon un premier axe et portant un second axe coulissant par rapport audit chariot orthogonalement au premier axe, ledit second axe portant un premier galet roulant dans un chemin de came et un second galet coaxial coulissant dans une lumière axiale d'un levier, ledit levier étant solidaire d'une première roue reliée à une seconde roue par une transmission synchrone, ladite seconde roue portant un arbre parallèle audit premier axe et entraîné par un système biellemanivelle entraîné par un moteur. Le système bielle-manivelle, en un demi-tour, entraîne la seconde roue sur une fraction d'un tour de rotation, ce qui produit une ro tation de la première roue d'un angle multiple de cette fraction de tour correspondant au rapport de transmission entre les roues. La première roue fait pivoter le levier du même angle, le premier galet se déplaçant dans le chemin de came grâce au coulissement du second galet dans la lumière axiale. Le second axe subit des dépla cements correspondant au tracé du chemin de came. Le second axe portant les galets peut être par exemple un axe vertical, l'autre axe étant alors horizontal. Au demi-tour suivant du système bielle-manivelle, l'ensemble revient à sa position de départ. Le second axe, du fait de l'inversion de rotation des deux roues, arrive à vitesse nulle à chacune des extrémités de sa trajectoire. La vitesse intermédiaire peut être très élevée. La trajectoire peut avoir une forme quelconque, par exemple en L ou en U. Afin de permettre un emmanchement, par exemple en vue d'un clipsage, on peut prévoir qu'au moins une extrémité du chemin de came est parallèle au second axe, de sorte que celui-ci, sur cette extrémité, se déplace par translation parallèle à lui-même. Avantageusement, l'angle de débattement du levier est compris entre 90 et 270 De préférence le moteur est un moteur électrique asynchrone-frein, courant continu, pas à pas ou brushless. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en se référant au dessin annexé dans lequel. La figure 1 est une vue schématique en élévation d'un ac tionneur selon un exemple de réalisation de l'invention, et la figure 2 est une vue en coupe agrandie selon la li gne Il de la figure l. Un chariot l est monté coulissant sur un axe horizontal 2. Un axe d'entraînement 3 est monté coulissant dans le chariot l orthogonalement à l'axe 2, c'est-à-dire verticalement. L'axe d'entraîne- ment 3 porte à une extrémité un support 4 muni d'un arbre horizontal 5 sur lequel sont montés deux galets pivotants 6 et 7 (figure 2). Le premier galet 6 roule dans un chemin de came 8 en forme de U inversé, qui est fixe par rapport au carter 9 de l'ensemble. Le second galet 7 est logé dans une lumière axiale 10 d'un levier ll. L'extrémité du levier il opposée à la lumière il est solidaire du centre d'une première roue 12 reliée par une courroie de transmission 13, à une deuxième roue 14 dont le diamètre est le double de celui de la première roue 12. Une extrémité 15 d'une bielle 16 est montée pivotante au voisinage de la périphérie de la seconde roue 14. L'autre extrémité 17 de la bielle 16 pivote au voisinage de la périphérie d'un disque 18 formant ainsi une manivelle. Le disque 18 est entraîné par un moteur 19, par l'intermédiaire d'un motoréducteur 20. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Le disque 18 est entraîné par le moteur 19 et le motoréducteur 20, en rotations successives d'un demi-tour dans le sens de la flèche F.A cet effet, on peut prévoir par exemple que le moteur 19 est un moteur électrique pas-à-pas. A partir de la position représentée à la figure 1, la seconde roue 14 subit une rotation de 90 dans le sens de la flèche F' pendant le premier demi-tour du disque 18. La première roue 12 subit du fait de la démultiplication par 2 avec la seconde roue 14,une rota tion de 180 dans le même sens. Le levier il, solidaire de la roue 12, subit la même rotation, de sorte que le premier galet 6 se déplace sur l'ensemble du chemin de came 8 jusqu'à l'extrémité opposée de celui-ci. Au cours de ce déplacement, l'axe vertical d'entraînement 3 subit dans son ensemble, en restant parallèle à lui-même, un déplacement identique. Si cet axe 3 porte un préhenseur faisant partie d'un manipulateur, le préhenseur aura donc effectué une course identique au tracé du chemin de came. Au demi-tour suivant du disque 18 dans la direction F, la seconde roue 14 subit une rotation de 90' dans le sens inverse de celui de la flèche F'. La première roue 12 subit alors une rotation de 180' dans le même sens, de sorte que l'ensemble est ramené à la position de la figure 1. On notera que les disques 12 et 14 arrivent en fin de course à vi tesse nulle, ces fins de course correspondant à des inversions de sens de la bielle 16. Si, comme dans l'exemple décrit, une fin du tracé du chemin de came 8, correspondant à la fin d'un trajet aller, est parallèle à l'axe 3, c'est-à-dire verticale, le manipulateur correspondant peut effectuer une opération d'emmanchement, par exemple un clipsage en position précise. Les roues 12 et 14 peuvent être des roues dentées, la courroie de transmission 13 étant alors une chaine. On peut également utiliser des roues crantées coopérant avec une courroie crantée. On peut encore utiliser un système à crémaillère. Le chemin de came peut avoir des formes très variées par exemple en L, éventuellement prolongées sur la portion horizontale par une seconde portion verticale de même sens que la première branche ver ticale du L, ou de sens opposé, si le premier axe est pivotant. L'actionneur selon l'invention peut être incorporé dans un manipulateur mécanique d'indexage ou d'assemblage. Revendications. 1. Actionneur mécanique, caractérisé en ce qu'il comprend un chariot (1) coulissant ou pivotant selon un premier axe (2) et portant un second axe (3) coulissant par rapport audit chariot (1) orthogonalement au premier axe (2), ledit second axe (3) portant un premier galet (6) roulant dans un chemin de came (8) et un second galet (7) coaxial coulissant dans une lumière axiale (10) d'un levier (11), ledit levier (11) étant solidaire d'une première roue (12) reliée à une seconde roue (14) par une transmission synchrone (13), ladite seconde roue (14) portant un arbre (5) parallèle audit premier axe (2) et entraîné par un système bielle 2. Actionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chemin de came (8) a une forme en U ou en L. 3. Actionneur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins une extrémité du chemin de came (8) est parallèle au second axe (3). 4. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'angle de débattement du levier (11) est compris entre 90 et 270 . 5. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit moteur (19) est un moteur électrique asynchrone-frein, courant continu, pas à pas ou brushless. 6. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les roues (12,14) sont des roues dentées et la transmission synchrone (13) est une chaîne ou une courroie crantée, ou une crémaillère. 7. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les roues (12,14) sont des roues crantées et la transmission (13) est une courroie crantée. 8. Manipulateur mécanique, caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur selon l'une des revendications 1 à 7.