Brevet FR2747660A1 — publié le 19971024

Dispositif pour saisir et manipuler des charges La présente invention concerne un dispositif pour saisir et manipuler des charges possédant au moins une face sensiblement plane, telles que des plaques ou blocs, ce dispositif comprenant des organes de préhension, par exemple à dépression ou magnétiques, portés par un châssis manipulable par un organe de levage. Les dispositifs connus pour manipuler des charges notamment au moyen d'organes à dépression sont tous construits sur le même principe. Ces dispositifs comportent un châssis relativement encombrant pourvu d'un ou plusieurs rails porte-bras ou porte-organes à dépression. Lorsque les organes à dépression sont directement portés par le rail,30 ils sont montés à coulissement sur ce dernier. Les rails sont quant à eux également mobiles pour permettre un déplacement des organes de préhension suivant un axe perpendiculaire à l'axe de coulissement de ces derniers. De manière analogue, lorsque les organes de préhension sont35 portés par des bras, ces bras coulissent sur le rail et sont réalisés de longueur réglable pour permettre un déplacement en X et en Y des organes de préhension. Un tel déplacement en X et en Y des organes de préhension présente un certain nombre d'inconvénients. Les manipulations pour faire passer des organes de préhension d'une position à une autre sont longues et fastidieuses. Les déplacements de ces organes sont rapidement limités par construction de telle sorte que de tels dispositifs sont limités à la saisie et la manipulation de charges de formats sensiblement identiques ou relativement proches. En outre, le châssis, en raison de son encombrement, empêche parfois la saisie de charges placées par exemple contre un mur. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant un dispositif pour saisir et manipuler des charges dont les organes de préhension peuvent être déplacés aisément pour couvrir une large gamme de dimensions des charges à manipuler. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif dont le châssis est de dimension réduite de manière à permettre la saisie de charges difficilement accessibles, telles que celles placées contre un mur ou celles contenues à l'intérieur d'un conteneur. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif dont le déplacement des organes de préhension25 peut être entièrement automatisé. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour saisir et manipuler des charges possédant au moins une face sensiblement plane, telles que des plaques ou blocs, du30 type comprenant des organes de préhension à dépression ou magnétiques portés par un châssis manipulable par un engin de levage, caractérisé en ce que le châssis est équipé d'au moins deux bras portant respectivement, de préférence a leur extrémité libre, au moins un organe de préhension, ces35 bras étant montés à pivotement sur ledit châssis de manière à pouvoir être déplacés chacun dans un plan parallèle à la surface de la face sensiblement plane de la charge à manipuler, ces bras pouvant occuper notamment deux positions extrêmes, l'une de plus faible encombrement telle qu'une position correspondant à un repli des bras au moins partiellement à l'intérieur du périmètre du châssis, l'autre de déploiement dans laquelle les bras sont dans une disposition rayonnante autour du périmètre du châssis de manière à couvrir une large gamme de dimension des charges à manipuler. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le périmètre du châssis porte-bras s'inscrit à l'intérieur d'un polygone, de préférence un quadrilatère, lesdits bras étant reliés à pivotement au châssis portebras par l'intermédiaire d'axes disposés aux angles du polygone. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue en position éclatée des éléments constitutifs du dispositif objet de l'invention, une lumière de la came ayant été agrandie; la figure 2 représente une vue en perspective du dispositif de la figure 1 en position assemblée des éléments et à l'état replié du dispositif; la figure 3 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 2 en position déployée et la figure 4 représente une vue en coupe longitudinale d'un pivot bras/châssis. Le dispositif, objet de l'invention, permet la saisie et la manipulation de charges possédant au moins une face sensiblement plane. Ces charges peuvent se présenter sous forme de plaques telles que des tôles, des plaques de verre, sous forme de blocs, tels que des pierres, des boites, des conteneurs, etc. Ce dispositif comporte un châssis 1 manipulable par un engin de levage qui permet la saisie du dispositif et son déplacement pour le transfert des charges d'un poste de préhension à un poste de dépose. L'engin de levage peut être un bras manipulateur de robot, une grue, le dispositif constituant dans ce cas un palonnier, ou tout autre engin approprié pour assurer le déplacement du dispositif. Le châssis 1, constitué d'un ou plusieurs éléments fixes ou mobiles les uns par rapport aux autres, est équipé d'au moins deux bras 2 qui portent respectivement à leur extrémité libre un organe de préhension 3 de la charge. Ces bras 2 sont généralement réalisés à partir de tubes, de préférence métalliques, creux. Les organes de préhension 3 sont des organes de préhension à dépression ou magnétiques. Dans les exemples représentés aux figures, le châssis 1 est20 équipé de quatre bras 2 qui portent chacun un organe de préhension 3 à dépression appelé parfois dans ce qui suit ventouse à dépression. Ces organes de préhension 3, en soi connus, sont généralement reliés aux bras 2 par un montage dit à rotule ou à rotule et à palpeur. Un tel montage25 permet à l'organe de préhension 3 de s'incliner d'un angle faible (environ 10') dans tous les sens pour s'adapter à des surfaces de charges qui ne seraient pas parfaitement planes. Les bras 2 sont quant à eux montés à pivotement sur le châssis 1 de manière à pouvoir être déplacés chacun dans un plan parallèle à la surface de la face sensiblement plane de la charge. Un exemple d'une liaison pivot bras 2/châssis 1 est représenté à la figure 4 et sera décrit ci-après. Bien évidemment, ces bras 2, indépendamment de ce mouvement de pivotement par rapport au châssis 1, peuvent également être de longueur réglable et se présenter par exemple sous forme de bras télescopiques. Ces bras 2 peuvent occuper notamment deux positions extrêmes, l'une de plus faible encombrement correspondant à la figure 2 dans laquelle les bras 2 sont rapprochés du châssis 1, l'autre de déploiement correspondant à la figure 3 dans laquelle les bras 2 sont dans une disposition rayonnante autour du châssis 1. Dans la position de plus faible encombrement, les bras 2 peuvent être repliés pour pouvoir pénétrer au moins partiellement à l'intérieur du périmètre du châssis 1. Ces deux positions extrêmes peuvent toutefois varier à l'infini en fonction de la destination du dispositif et des charges à transporter. Toutefois, un tel montage des bras 2 sur le châssis 1 permet, lorsque les positions extrêmes des bras 2 sont optimisées, de couvrir une large gamme de dimensions de charges à manipuler. Pour faciliter le positionnement des bras 2 entre ces positions extrêmes, l'opérateur peut procéder de différentes manières. L'opérateur peut, dans une version20 entièrement manuelle du dispositif, régler le positionnement des bras 2 en agissant par traction ou poussée sur ces derniers. Dans une seconde version appelée semi-manuelle du dispositif, les bras 2 sont cinématiquement solidaires, par exemple deux à deux, par l'intermédiaire d'une transmission sans fin en prise chaque fois avec une partie mobile 4A du pivot 4 solidaire du bras 2 porte-organe de préhension 3, de sorte que le déplacement angulaire commandé d'un bras30 entraîne un déplacement angulaire symétrique d'au moins un autre bras. Ce montage permet d'assurer l'équilibre du châssis par rapport au point d'ancrage de l'engin de levage sur le châssis. En effet, la symétrie des bras par rapport au point d'ancrage est conservée. Ces bras peuvent se35 déplacer symétriquement par rapport à une droite telle que la droite D ou la droite D' dans la figure 3. A titre d'exemple, la transmission sans fin peut être constituée par une chaîne, un câble, une courroie ou similaire reliant deux bras 2 disposés de préférence de manière opposée sur le châssis 1, par exemple, les bras 21 et 22 à la figure 3, cette transmission étant enroulée d'une part sur au moins un tour et demi autour de la partie mobile 4A du pivot 4 solidaire du premier bras 21 et fixée à ce dernier et, d'autre part, sur au moins un tour et demi autour de la partie mobile 4A du pivot 4 solidaire du second bras 22 et fixée à ce dernier. D'autres montages de cette transmission peuvent être envisagés. Ainsi, le déplacement de l'un des bras 21 ou 22 entraîne automatiquement un déplacement angulaire commandé d'un autre bras. Ceci facilite les opérations de positionnement des bras devant être réalisées par l'opérateur ou par une machine. Ces bras peuvent être rendus indépendants en déplacement les uns des autres grâce à un dispositif de débrayage rapporté. A titre d'exemple de dispositif de débrayage, on peut citer un dispositif agissant sur la tension ou le relâchement de l'organe de transmission constitué par un câble. Dans une troisième version du dispositif, plus sophistiquée que les précédentes, représentée en vue éclatée à la figure 1, chaque bras porteorgane de préhension 3 est équipé d'un organe de transmission sans fin 8 en prise chaque fois avec la partie mobile 4A du pivot 4 solidaire du bras 2, les25 mouvements angulaires des bras 2 étant commandés à partir d'une came rotative 9, telle qu'un plateau, pourvue de lumières 10 formant à chaque fois un chemin de cames, chaque organe de transmission portant un doigt 12 guidé par le chemin de guidage de la came lorsque celle-ci est animée30 d'un mouvement de rotation autour de son axe de manière à ce que l'on puisse déplacer simultanément lesdits bras 2 entre deux positions d'encombrement extrêmes. La came rotative 9 affecte dans ce cas, par exemple, la forme d'un disque. L'organe de transmission peut quant à lui, de35 manière analogue à ce qui a été décrit ci-dessus, être constitué par un câble, une courroie, etc. Il peut également être prévu que les lumières 10 délimitant les chemins de came comportent une zone élargie 11 à l'intérieur de laquelle, dans une position stationnaire de la came 9, le doigt 12 peut se déplacer librement dans l'espace élargi de ladite zone 11 de manière à pouvoir déplacer angulairement chaque bras 2 indépendamment les uns des autres. Ce réglage peut être intéressant dans le cas d'une manipulation et d'une saisie de charges de forme complexe. Dans cette troisième version, le déplacement des bras peut être réalisé symétrique par rapport à un axe vertical correspondant à l'axe vertical sensiblement médian du châssis. Ces bras peuvent occuper un grand nombre de positions tout en maintenant le châssis en position d'équilibre lorsqu'il est manipulé par un engin de levage. Dans les versions décrites ci-dessus, les organes de transmission peuvent par exemple être disposés à l'intérieur de gaines susceptibles d'être intégrées à l'intérieur de la structure du châssis et éventuellement à l'intérieur du pivot 4 de manière à être complètement masqués. Pour faciliter le travail de l'opérateur et en particulier supprimer toute opération de réglage du positionnement des bras 2, la came, entraînée manuellement ou automatiquement en rotation, est susceptible d'occuper au moins une position d'arrêt prédéterminée correspondant à un25 positionnement donné des bras 2 porte-organe de préhension 3. La ou les positions d'arrêt prédéterminées de la came correspondent à des positions les plus fréquemment utilisées des bras 2. Dans le cas d'un entraînement automatique de la came, au moyen par exemple d'un moteur,30 les positions d'arrêt du moteur prédéterminées correspondent à des positions données des bras 2. Lorsqu'une position angulaire des bras 2 a été réglée selon l'un des modes de réalisation précités, il est important35 que le bras 2 ne se dérègle pas, notamment lorsque, par inadvertance, l'opérateur touche ledit bras 2. Pour ce faire, le pivot 4 entre châssis 1 et bras 2 comporte un frein 6 pour maintenir le bras 2 dans une position angulaire choisie par l'opérateur. Un exemple de pivot 4 est représenté à la figure 4. Ce pivot 4 est, de manière en soi connue, constitué d'au moins deux parties, l'une 4A mobile solidaire du bras 2 porte- organe de préhension 3, l'autre 4B fixe solidaire du châssis 1. Un frein 6, tel qu'une rondelle Belleville, est inséré entre les parties fixe 4B et mobile 4A du pivot 4. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, les organes de préhension 3 sont des ventouses à dépression activées par une action de vide fournie par un bloc dépresseur 7 (figures 1 et 2) porté par le châssis 1, ce bloc dépresseur 7 étant réglable en position à l'intérieur du polygone du châssis 1 pour assurer l'équilibre statique du dispositif. Grâce à ce réglage en position du bloc dépresseur 7 sur le châssis 1, il est possible d'utiliser pour un même châssis des blocs dépresseurs de conception, de construction et de poids différents en fonction de la destination du dispositif. Ce bloc dépresseur 7 est par exemple installé sur un tiroir coulissant entre des rails- glissières ménagés sous une platine dudit châssis 1. La platine du châssis 1 sert d'interface entre les organes de préhension et l'engin de levage. Elle peut être équipée par exemple sur sa face supérieure d'un anneau permettant à25 l'engin de levage de saisir ledit châssis 1. Le châssis 1 comporte également un tableau de commande 14 équipé d'organes de commande, tels que des boutons, pour assurer le fonctionnement du dispositif et éventuellement celui de l'engin de levage. Ce tableau de commande peut être30 installé de manière amovible sur ledit châssis 1. Dans ce mode de réalisation et comme le montre la figure 4, les pivots entre bras 2 et châssis 1 sont creux pour intégrer des conduits 13A, 13B entre organe de préhension 335 à dépression et bloc dépresseur 7. Ces conduits sont ainsi complètement protégés et ne peuvent en aucun cas être endommagés. Le conduit 13B provenant du bloc dépresseur 7 est relié, dans la partie fixe 4B du pivot 4, à un raccord tournant 5 représenté à la figure 4. Un autre conduit 13A relié à l'organe de préhension 3 est également raccordé audit raccord tournant 5. Bien évidemment, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation précitées mais englobe au contraire un grand nombre d'autres modes de réalisation de l'invention restant dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour saisir et manipuler des charges possédant au moins une face sensiblement plane telle que des plaques ou blocs, du type comprenant des organes de préhension, par exemple à dépression ou magnétiques, portés par un châssis (1) manipulable par un engin de levage, caractérisé en ce que le châssis (1) est équipé d'au moins deux bras (2) portant respectivement, de préférence à leur extrémité libre, au moins un organe de préhension (3), ces bras (2) étant montés à pivotement (4) sur ledit châssis (1) de manière à pouvoir être déplacés chacun dans un plan parallèle à la surface de la face sensiblement plane de la charge à manipuler, ces bras (2) pouvant occuper notamment15 deux positions extrêmes, l'une de plus faible encombrement telle qu'une position correspondant à un repli des bras (2) au moins partiellement à l'intérieur du périmètre du châssis (1), l'autre de déploiement dans laquelle les bras (2) sont dans une disposition rayonnante autour du périmètre du châssis (1) de manière à couvrir une large gamme de dimensions des charges à manipuler. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le périmètre du châssis (1) porte- bras s'inscrit à l'intérieur d'un polygone, de préférence un quadrilatère, lesdits bras (2) étant reliés à pivotement au châssis (1) porte-bras par l'intermédiaire d'axes-pivot (9) disposés aux angles du polygone. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bras (2) sont cinématiquement solidaires par l'intermédiaire d'une transmission sans fin en prise chaque fois avec la partie mobile (4A) d'un pivot (4) solidaire du bras (2) porte-organe de préhension (3)de sorte que le déplacement angulaire commandé d'un bras (2) entraîne un déplacement angulaire symétrique d'au moins un autre bras (2). Il 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras (2) porte-organe de préhension (3) est équipé d'un organe de transmission sans fin (8) en prise chaque fois avec la partie mobile (4A) d'un pivot solidaire du bras (2), les mouvements angulaires des bras (2) étant commandés à partir d'une came (9) rotative, telle qu'un plateau, pourvue de lumières (10) formant à chaque fois un chemin de cames, chaque organe de transmission portant un doigt (12) guidé par le chemin de guidage de la came lorsque celle-ci est animée d'un mouvement de rotation autour de son axe de manière à ce que l'on puisse déplacer simultanément lesdits bras (2) entre deux positions d'encombrement extrêmes. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les lumières (10) de la came (9) délimitant les chemins de came comportent une zone élargie (11) à l'intérieur de laquelle, dans une position stationnaire de la came, le doigt (12) peut se déplacer librement dans l'espace élargi de ladite zone (11) de manière à pouvoir déplacer angulairement chaque bras (2) indépendamment les uns des autres. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la came (9), entraînée manuellement ou automatiquement en rotation, est susceptible d'occuper au moins une position d'arrêt prédéterminé correspondant à un positionnement donné des bras (2) porte- organe de préhension (3).30 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le pivot (4) entre châssis (1) et bras (2) comporte un frein (6) pour maintenir le bras (2) dans une position angulaire choisie par l'opérateur.35 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les organe de préhension (3) sont des ventouses à dépression activées par une action de vide 12 fournie par un bloc dépresseur (7) porté par le châssis (1), ce bloc dépresseur (7) étant réglable en position à l'intérieur du polygone du châssis (1) pour assurer l'équilibre statique du dispositif.5 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le pivot (4) entre bras (2) et châssis (1) est creux pour intégrer des conduits (13A, 13B) entre organe de préhension (3) à dépression et bloc10 dépresseur (7).