Brevet FR2719710A1 — publié le 19951110

La présente invention concerne un dispositif d'interconnexion électrique d'au moins deux éléments notamment d'un bras de robot. Les bras de robot sont généralement constitués de plusieurs tronçons ou éléments accouplés mécaniquement et traversés par un certain nombre de conduits venant de matière avec les éléments de bras et destinés au passage d'un fluide de commande, tel que de l'air ou de lthuile. La transmission de signaux électriques de commande et/ou de contrôle entre notamment le poignet du robot et la centrale de commande et/ou de contrôle située au corps du robot s'effectue par des câbles électriques extérieurs qui ont pour inconvénients non seulement d'être encombrants, mais également d'accroître le risque d'être rompus accidentellement lors de manoeuvres du bras de robot. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus en proposant un dispositif d'interconnexion électrique d'au moins deux éléments notamment d'un bras de robot pouvant être mécaniquement accouplés coaxialement l'un à l'autre et qui est caractérisé en ce qu'il comprend deux parties de connecteurs électriques identiques fixées respectivement dans les deux éléments au voisinage de leurs extrémités de liaison mécanique et comprenant chacune un certain nombre d'éléments de contact disposés deux à deux symétriquement à un centre de symétrie situé sur l'axe longitudinal de l'élément de bras correspondant et reliés électriquement respectivement à des fils conducteurs s'étendant longitudinalement dans l'élément de bras correspondant et une partie intermédiaire comprenant à chacune de ses extrémités un nombre d'éléments de contact identique à celui des éléments de contact des deux parties de connecteurs et disposés suivant une même configuration de symétrie que ces derniers de façon que la partie intermédiaire puisse s'enficher dans les deux parties de connecteurs indépendamment de la position angulaire relative de la partie intermédiaire qui est logée amoviblement et coaxialement dans les deux éléments de bras accouplés mécaniquement, permettant ainsi un montage en aveugle de la partie intermédiaire et des éléments de bras et assurant une même continuité électrique entre les fils conducteurs reliés aux deux parties de connecteurs. Avantageusement, la partie intermédiaire est un manchon cylindrique en matière électriquement isolante, telle qu'élastomère, dans lequel sont fixés les éléments de contact correspondants et ayant une longueur telle qu'en position assemblée des deux éléments de bras, la partie intermédiaire est maintenue axialement dans ceux-ci à une position où le plan transversal médian de la partie intermédiaire coïncide sensiblement avec le plan de jonction des deux éléments de bras accouplés mécaniquement. Selon une caractéristique de l'invention, la partie intermédiaire et les deux parties de connecteurs sont immobilisées en rotation par une liaison du type tenonsrainures présente aux deux extrémités de la partie intermédiaire, les tenons et leurs rainures respectives de chaque liaison étant disposés symétriquement autour de l'axe longitudinal commun de ces parties assemblées de façon à permettre l'enfichage de celles-ci suivant plusieurs positions angulaires déterminées. L'ensemble assemblé constitué par la partie intermédiaire et les deux parties de connecteurs est immobilisé en rotation relativement aux deux éléments de bras accouplés mécaniquement par au moins un élément radial de retenue solidaire de la partie intermédiaire ou de l'une des deux parties de connecteurs. Chaque partie de connecteur comprend une embase dans laquelle sont fixés les éléments de contact et fixée axialement dans l'élément de bras correspondant par deux anneaux d'arrêt, tels que circlips, logés dans deux gorges de l'élément de bras et en appui respectivement sur deux faces radiales de l'embase. La partie intermédiaire est maintenue axialement dans les deux éléments de bras accouplés mécaniquement par ses deux extrémités en appui respectivement sur deux anneaux d'arrêt en vis à vis des deux parties de connecteurs. De préférence, la partie intermédiaire est une fiche dont les éléments de contact sont des broches faisant saillie de part et d'autre de la partie intermédiaire symétriquement à son plan médian transversal et chaque partie de connecteurs a ses éléments de contact constitués par des douilles dans lesquelles s'enfoncent les broches de la partie intermédiaire. L'embase de chaque partie de connecteur comprend à sa partie d'extrémité cylindrique opposée aux faces radiales précitées la pluralité de tenons sur lesquels s'engagent les rainures réalisées à l'extrémité de la partie intermédiaire. Chaque élément de bras comprend un certain nombre de conduits venant de matière pour le passage d'un fluide, tel que de l'air ou de l'huile, et s'étendant longitudinalement dans chaque élément de bras en étant disposés symétriquement autour de l'axe longitudinal de l'élément de bras de façon qu'à des conduits longitudinaux de l'un des éléments de bras correspondent respectivement des conduits longitudinaux de l'autre élément de bras quelque soit la position angulaire relative d'assemblage des deux éléments de bras qui sont accouplés ensemble par deux brides de fixation. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 représente en coupe longitudinale deux parties d'extrémité respectivement de deux éléments de bras d'un robot et comprenant le dispositif d'interconnexion électrique conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne IIII de la figure 1 - la figure 3 est une vue agrandie du dispositif d'interconnexion de la figure 1 - la figure 4 est une vue agrandie de la partie intermédiaire du dispositif d'interconnexion de l'invention et - la figure 5 est une vue suivant la flèche V de la figure 4. En se reportant aux figures, les références 1 et 2 désignent respectivement deux éléments ou tronçons d'un bras d'un robot et dont seulement les parties d'extrémités ont été représentées pour la simplicité. Les deux éléments 1, 2 sont mécaniquement accouplés ensemble jointivement à leurs extrémités par deux brides de fixation 3 et des vis de fixation (non représentées) traversant des perçages correspondants 4 des brides 3. Chaque élément de bras 1, 2 comprend un certain nombre de conduits 5 venant de matière, dans le cas présent au nombre de quatre, et s'étendant longitudinalement dans l'élément de bras correspondant. Ces conduits 5 permettent le passage d'un fluide de commande, tel que de l'air ou de l'huile, et sont disposés symétriquement autour de l'axe longitudinal de l'élément de bras correspondant 1, 2. Dans le cas présent, les quatre conduits 5 sont disposés sur une même circonférence à 900 les uns des autres. En position assemblée des deux éléments de bras 1, 2, les conduits longitudinaux 5 de l'un de ces éléments coïncident coaxialement avec les conduits longitudinaux 5 de l'autre élément de bras de façon à assurer la continuité de passage du fluide à travers le bras du robot. Le dispositif d'interconnexion électrique conforme à l'invention comprend deux parties identiques 6 de connecteurs électriques fixées respectivement dans les deux éléments de bras 1, 2 au voisinage de leurs faces d'extrémités transversales de jonction respectives 7 à une distance d de celles-ci. Plus précisément, chaque partie de connecteur 6 comprend une embase 8 de forme générale cylindrique en matériau électriquement isolant et comportant un épaulement 9 définissant deux parties cylindriques respectivement de grand diamètre 10 et de petit diamètre 11. L'embase 8 est logée entre les quatre conduits 5 par sa partie de plus grand diamètre 10 contactant des portions correspondantes de génératrices respectivement des conduits 5 et qui définissent un passage cylindrique de la partie 10. De plus, chaque embase 8 est maintenue axialement dans le passage cylindrique par deux anneaux d'arrêt 12, tels que circlips, en appui respectivement sur l'épaulement 9 et la face transversale d'extrémité 13 de l'embase 8 délimitant la portion de grand diamètre 10. Chaque anneau d'arrêt 12 est logé dans une gorge définie en fait par quatre sections de gorges 14 usinées respectivement dans les parois des conduits 5. La partie de petit diamètre 11 de l'embase 8 comporte un certain nombre de tenons 15, dans le cas présent au nombre de quatre, disposés symétriquement autour de l'axe longitudinal de l'embase 8. Le rôle des tenons 15 sera expliqué ultérieurement. Chaque partie de connecteur 6 comprend également un certain nombre d'éléments de contact électrique 16 en forme de douilles fixés dans l'embase 8. A cet effet, les éléments de contact 16 comprennent des collerettes 17 maintenues dans des lamages de forme conjuguée 18, réalisés dans l'embase 8 à l'opposé des tenons 15, par une pièce cylindrique de maintien 19 fixée par collage dans une feuillure 20 de la partie de grand diamètre 10, au fond de laquelle feuillure débouchent les lamages 18. Les éléments de contact 16 de chaque partie de connecteur 6 sont disposés deux à deux symétriquement relativement à un centre de symétrie situé sur l'axe longitudinal de la partie 6 se confondant avec l'axe longitudinal de l'élément de bras correspondant 1 ; 2. Dans le cas présent, les éléments de contact 16 sont au nombre de neuf, c'est-à-dire un élément de contact central 16 entouré de huit autres éléments de contact formant un carré, lorsque vus en bout. Bien entendu, d'autres configurations d'éléments de contact sont possibles. Ainsi, les éléments de contact 16 peuvent être disposés de façon équidistante sur une même circonférence avec, le cas échéant, un élément de contact central. Les éléments de contact 16 sont reliés électriquement respectivement à des fils électriquement conducteurs 21 s'étendant longitudinalement dans l'élément de bras correspondant 1 ; 2. Chaque fil conducteur 21 est fixé à son extrémité dénudée par sertissage dans une partie d'extrémité correspondante 16a de l'élément de contact 16. Le dispositif d'interconnexion électrique comprend également une partie intermédiaire 22 généralement en forme de manchon en matière électriquement isolante et élastique, telle qu'élastomère, et dans lequel sont fixés de part et d'autre du plan médian transversal de la partie 22 des éléments de contact électriques 23 d'un nombre égal à celui des éléments de contact électriques 16 des parties de connecteurs 6 et disposés suivant une même configuration de symétrie que les éléments de contact 16 de façon que la partie intermédiaire 22 puisse s'enficher dans les deux parties de connecteurs 6. Comme cela ressort des figures, la partie intermédiaire 22 forme une fiche dont les éléments de contact 23 sont des broches s'enfonçant dans les douilles des éléments de contact 16 des deux parties de connecteurs 6. Ces broches 23 sont montées symétriquement par rapport au plan médian transversal de la partie intermédiaire 22 et font saillie de chaque côté de la partie 22 dans une ouverture cylindrique 24 de réception d'une partie de petit diamètre 11 de la partie correspondante de connecteur 6. Chaque ouverture cylindrique 24 est pourvue, usinée dans sa paroi latérale interne, d'un certain nombre de rainures 25 dans lesquelles s'engagent respectivement les tenons 15 d'une partie de connecteur 6 de façon à immobiliser en rotation l'une par rapport à l'autre les parties de connecteurs 6 et la partie intermédiaire 22. Les broches 23 d'une même paire situées respectivement aux deux extrémités de la partie intermédiaire 22 sont solidarisées ensemble en alignement par une partie de liaison centrale 26 logée dans une chambre 27 de la partie intermédiaire 22 de façon à maintenir axialement les broches 23 dans la partie 22. A cet effet, la partie centrale 26 comprend deux axes coaxiaux 28 solidarisés par une collerette centrale 29 et emmanchés à force respectivement dans deux douilles 30 solidaires des broches 23. Chaque douille 30 comporte une collerette 31 en butée sur la paroi transversale correspondante 32 délimitant la chambre 26. La partie centrale 26 est de plus immobilisée en rotation par la force de compression élastique de la matière élastomère de la partie intermédiaire 22 exercée sur les collerettes 32. L'ensemble constitué par la partie intermédiaire 22 et les parties de connecteurs 6 est immobilisé en rotation dans le passage cylindrique défini par les conduits longitudinaux 5 par une languette radiale de retenue 33 solidaire de la partie intermédiaire 22 et logée dans l'espace entre deux conduits adjacents 5. Selon une variante, cet élément radial peut être solidaire d'au moins l'une des parties de connecteurs 6 logée également entre deux conduits adjacents 5. La partie intermédiaire 22 a une longueur telle qu'en position enfichée dans les parties 6, ses deux parois extrêmes sont en butée respectivement sur les deux anneaux d'arrêt 12 en vis à vis des parties 6 avec le plan médian transversal de la partie 22 situé approximativement dans le plan transversal de jonction des deux éléments de bras 1, 2. Le dispositif d'interconnexion électrique ci-dessus décrit permet d'assurer non seulement la continuité électrique entre les fils conducteurs 21 logés dans les éléments de bras 1, 2 mais également un montage en aveugle de la partie intermédiaire 22 dans les parties de connecteurs 6 et des éléments de bras 1, 2. En effet, les configurations de symétrie identiques des éléments de contact 16, 23 des parties de connecteurs 6 et de la partie intermédiaire 22 sont telles que l'enfichage de la partie intermédiaire 22 dans les parties de connecteurs 6 s'effectue toujours quelque soit la position angulaire relative de la partie intermédiaire 22 pour assurer la même continuité électrique de liaison entre les fils conducteurs 21. De plus, même si les deux éléments de bras 1, 2 sont, après démontage, assemblés de nouveau ensemble à une position angulaire relative différente de la précédente, il est toujours possible, une fois ces éléments et le dispositif d'interconnexion assemblés, de retrouver, par un simple test électrique, la configuration de câblage des fils conducteurs 21. Ainsi, si l'on considère le cas où les fils conducteurs 21 sont reliés électriquement aux éléments de contact 16, 23 disposés en carré à la manière représentée aux figures, il suffit, par un simple test électrique, de retrouver la correspondance entre un fil conducteur 21 d'un élément de bras relié à un élément de contact 16 d'une partie 6 situé à l'un des quatre coins du carré d'éléments de contact et le fil conducteur 21 de l'autre élément de bras relié à un élément de contact 16 de l'un des quatre coins d'éléments de contact de l'autre partie de connecteur 6 pour que la configuration de câblage des fils conducteurs 21 soit reconstituée, en sachant, au préalable qu'il suffit alors, par exemple, de suivre l'ordre de câbalge dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du fil conducteur 21 repéré et situé au coin du carré. Le démontage de deux éléments de bras consécutifs 1, 2 s'accompagne du désengagement de la partie intermédiaire 22 des deux parties de connecteurs 6 qui sont maintenues respectivement dans les deux éléments de bras 1, 2. Pour effectuer de nouveau le montage des éléments 1, 2, il suffit d'engager la partie intermédiaire 22 dans l'un des éléments de bras 1, 2 et l'enficher dans la partie de connecteur correspondante 6 et ensuite d'assembler ensemble les deux éléments de bras de sorte que la partie intermédiaire 22 s'enfiche automatiquement dans l'autre partie de connecteur 6. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées au dispositif d'interconnexion sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, la partie intermédiaire 22 peut comporter de part et d'autre de son plan médian transversal des douilles de contact à la place des broches avec les parties de connecteurs 6 comportant des broches de contact. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'interconnexion électrique d'au moins deux éléments (1, 2) notamment d'un bras de robot pouvant être mécaniquement accouplés coaxialement l'un à l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend deux parties identiques de connecteurs électriques (6) fixées respectivement dans les deux éléments (1, 2) au voisinage de leurs extrémités de liaison mécanique et comprenant chacune un certain nombre d'éléments de contact (16) disposés deux à deux symétriquement à un centre de symétrie situé sur l'axe longitudinal de l'élément de bras correspondant (1, 2) et reliés électriquement respectivement à des fils conducteurs (21) s'étendant longitudinalement dans l'élément de bras correspondant (1, 2) et une partie intermédiaire (22) comprenant à chacune de ses extrémités un nombre d'éléments de contact (23) identique à celui des éléments de contact (16) des deux parties de connecteurs (6) et disposés suivant une même configuration de symétrie que ces derniers de façon que la partie intermédiaire (22) puisse s'enficher dans les deux parties de connecteurs (6) indépendamment de la position angulaire relative de la partie intermédiaire (22) qui est logée amoviblement et coaxialement dans les deux éléments de bras (1, 2) accouplés mécaniquement, permettant ainsi un montage en aveugle de la partie intermédiaire (22) des deux éléments (1, 2) et assurant la même continuité électrique entre les fils conducteurs (21) reliés aux deux parties de conducteurs (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie intermédiaire (22) est un manchon cylindrique en matière électriquement isolante, telle qu'élastomère, dans lequel sont fixés les éléments de contact (23) et ayant une longueur telle qu'en position assemblée des deux éléments de bras (1, 2), la partie intermédiaire (22) est maintenue axialement dans ceux-ci à une position où le plan transversal médian de la partie intermédiaire coïncide sensiblement avec le plan de jonction des deux éléments de bras (1, 2) accouplés mécaniquement. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie intermédiaire (22) et les deux parties de connecteurs (6) sont immobilisées en rotation par une liaison du type tenons l'enfichage de celles-ci selon plusieurs positions angulaires déterminées. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble assemblé constitué par la partie intermédiaire (22) et les deux parties de connecteurs (6) est immobilisé en rotation relativement aux deux éléments de bras (1, 2) accouplés mécaniquement par au moins un élément radial de retenue (33) solidaire de la partie intermédiaire (22) ou d'au moins l'une des deux parties de connecteurs (6). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque partie de connecteur (6) comprend un embase (8) dans laquelle sont fixés les éléments de contact (16) et fixée axialement dans l'élément de bras correspondant (1, 2) par deux anneaux d'arrêt (12), tels que circlips, logés dans deux gorges (14) de l'élément de bras (1, 2) et en appui respectivement sur deux faces radiales (9, 13) de l'embase (8). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie intermédiaire (22) est maintenue axialement dans les deux éléments de bras (1, 2) accouplés mécaniquement par ses deux extrémités en appui respectivement sur deux anneaux d'arrêt en vis à vis (12) des deux parties de connecteurs (6). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie intermédiaire (22) est une fiche dont les éléments de contact (23) sont des broches faisant saillie de part et d'autre de la partie intermédiaire (22) symétriquement à son plan médian transversal et chaque partie de connecteur (6) a ses éléments de contact (16) constitués par des douilles dans lesquelles s'enfoncent les broches (23) de la partie intermédiaire (22). 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'embase (8) de chaque partie de connecteur (6) comprend à sa partie d'extrémité cylindrique opposée aux faces radiales (9, 13) précitées la pluralité de tenons (15) sur lesquels s'engagent les rainures correspondantes (25) réalisées à l'extrémité de la partie intermédiaire (22); 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément de bras (1, 2) comprend un certain nombre de conduits venant de matière (5) pour le passage d'un fluide, tel que de l'air ou de l'huile, et s'étendant longitudinalement dans chaque élément de bras (1, 2) en étant disposés symétriquement autour de l'axe longitudinal de l'élément de bras (1, 2) de façon qu'à des conduits longitudinaux (5) de l'un des éléments des bras (1, 2) correspondent respectivement des conduits longitudinaux (5) de l'autre élément de bras (2, 1)) quelque soit la position angulaire relative d'assemblage des deux éléments de bras (1, 2). 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux éléments de bras (1, 2) sont accouplés ensemble par deux brides de fixation (3).