Brevet FR2771326A3 — publié le 19990528

FR 2771326 A3 19990528 FR 9714932 A 19971127 Mécanisme pour assurer le mouvement linéaire d'un bras mécanique. La présente invention concerne, d'une façon générale, un bras mécanique et elle a trait, plus particulièrement, à un mécanisme pour assurer le mouvement linéaire d'un bras mécanique. Comme représenté sur la figure 1, un bras mécanique de la technique antérieure comporte un siège 11 qui est monté sur un socle ou pied-support de robot et est pourvu d'un vérin pneumatique ou hydraulique 16. L'extrémité libre de la tige de piston 17 du vérin 16 est pourvue d'un siège de raccordement 14 sur lequel est montée une main de travail 15. Le siège 11 comporte en outre intérieurement un manchon 12 à travers lequel une barre de guidage 13 est montée de façon pivotante, cette barre de guidage 13 étant fixée à une de ses extrémités au siège de raccordement 14. Ainsi, le siège de raccor(le- ment 14 ne peut pas se déplacer latéralement et peut être pousse ou tiré par la tige de piston 13 afin de se déplacer linéairement de manière à permettre à la main de travail 15 d'être positionnée pour effectuer un travail sur une pièce à usiner. Le siège 1 1 comporte, en outre, respectivement sur ses deux côtés un dispositif d'amortissement 18 destiné à absorber la force d'impact exercée sur le siège de raccordement 14 et sur un bloc 19 de limitation de position placé sur la barre de guidage 13. Un tel bras mécanique de la technique antérieure, tel que décrit ci-dessus, présente le défaut de conception résidant dans le irait que l'efficacité d'entraînement du vérin 16 est compromise par une zone relativement importante de frottement mécanique cntre la barre de guidage 13 et le manchon 12 et dans le fait que la barre de guidage 13 ou le manchon 12 sont susceptibles de subir une flexion capable de diminuer les performances globales du bras mécanique, et également dans le fait que la barre de guidage 13 et le manchon 12 doivent être fabriqués avec précision pour permettre au bras mécanique de fonctionner de la façon désirée. C'est pourquoi, la présente invention a pour objectif principal de fournir un mécanisme capable d'assurer le mouvement linéaire d'un bras mécanique de telle sorte que l'efficacité du bras mécanique soit accrue et que son usure mécanique soit allégée pour prolonger la durée de vie utile de ce bras mécanique. Un autre objectif de la présente invention est de réaliser à un coût relativement bas un mécanisme capable d'assurer le mouvement linéaire d'un bras mécanique. La présente invention atteint les objectifs ci-dessus à l'aide d'un mécanisme consistant en un siège, un vérin, un siège de raccorde- ment et un barre de guidage. La barre de guidage comporte une fente s'étendant le long de l'axe longitudinal de la barre de guidage. Deux parois opposées de la fente sont pourvues respectivement d'un rail permettant à la barre de guidage de coulisser à l'aide d'une pluralité dc galets. D'une façon général, le mécanisme pour assurer le mouvcment linéaire d'un bras mécanique selon la présente invention comprend: un siège fixé de façon mobile à un pied-support de robot; un vérin pneumatique ou hydraulique fixé audit siège; un siège de raccordement fixé à l'extrémité libre d'une tige de piston dudit vérin pour le montage d'une main de travail; et une barre de guidage fixée de façon pivotante audit siège de manière telle que ladite barre de guidage est parallèle à ladite tige de piston, ladite barre de guidage étant fixée à une de ses extrémités audit siège de raccordement; ledit siège comportant un trou traversant; ladite barre de guidage étant placée dans ledit trou traversant de manière telle que ladite barre de guidage ne se trouve pas en contact avec ledit siège, ladite barre de guidage ayant un profil de section transversale en forme de U et une fente s'étendant le long de l'axe longitudinal de ladite barre de guidage, ladite fente comportant deux parois opposées comportant chacune un rail; ledit siège comportant en outre au moins trois galets fixés de façon pivotante à ce siège de manière telle que lesdits galets se trouvent dans ladite fente de ladite barre de guidage et que deux des trois galets précités sont en prise avec un premier des deux rails de ladite fente de ladite barre de guidage et, en outre, celui restant des trois galets est en prise avec le second des deux rails. En outre, ce mécanisme présente les caractéristiques individuelle suivantes - l'axe d'au moins deux des trois galets peut être ajusté; - les deux galets précités sont contigus aux deux extrémités ouvertes dudit trou traversant dudit siège et sont en prise avec ledit premier desdits rails; - les deux galets précités sont montés de façon pivotante sur un arbre excentré qui, à son tour, est fixé de façon pivotante audit siège de manière telle qu'une des extrémités dudit arbre excentré fait saillie dudit siège et est vissé dans un écrou capable de bloquer ledit arbre excentré; - les deux galets précités sont montés de façon pivotante sur un arbre rotatif placé dans une fente dudit siège de manière telle qu'une des extrémités dudit arbre rotatif fait saillie dudit siège, un écrou capable de bloquer ledit arbre rotatif étant vissé sur cette extrémité; - les deux galets précité s sont montés de façon pivotante sur un arbre rotatif qui, à son tour, est monté de façon excentrée dans une bague, ladite bague étant fixée de façon pivotante audit siège de manière telle qu'une des extrémités de ladite bague fait saillie dudit siège, un écrou capable de bloquer ladite bague étant vissé sur cette extrémité; - les deux parois opposées de ladite fente de ladite barre de guidage comportent respectivement une rainure de positionnement destinée à positionner un des deux rails précités; - chacun desdits galets comporte dans sa surface circonféren- cielle une gorge pouvant venir en prise avec lesdits rails; - ladite barre de guidage est en outre pourvue d'une nervure s'étendant le long de l'axe longitudinal de ladite barre de guidage et un bloc de limitation de position est monté de façon mobile sur ladite nervure; et ladite barre de guidage comporte un canal s'étendant le long de l'axe longitudinal de ladite barre de guidage pour une mise en place d'un fil de commande d'un bras mécanique. On va maintenant décrire la présente invention plus en détails en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un bras mécanique de la technique antérieure; la figure 2 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe suivant 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe suivant 4-4 de la figure 2; la figure 5 est une vue schématique d'un deuxième mode dc réalisation préféré de la présente invention; la figure 6 est une vue en coupe d'une partie suivant 5-5 de la figure 5; et la figure 7 est une vue schématique d'un troisième mode de réalisation de la présente invention. Comme représenté sur les figures 2-4, le mécanisme du premier mode de réalisation préféré de la présente invention est composé des pièces constitutives que l'on va décrire ci-après. Un siège 20 est fixé de façon mobile à un soclc ou piedsupport de robot de telle sorte que ce siège 20 puisse etre entraîné dc manière à se déplacer dans toutes les directions et à tourner en l'absence de déplacement. Le siège 20 et pourvu en son centre d'un trou traversant 21. Un vérin pneumatique ou hydraulique 70 est fixé au siège 20 de manière telle que le vérin 70 est parallèle au trou traversant 21. Un siège de raccordement 60 est fixé à l'extrémité libre d'une tige de piston 71 du vérin 70 pour la fixation d'une main de travail. Une barre de guidage 30 est placée à travers le trou traversant 21 sans être en contact physique avec le siège 20. La barre de guidage 30 a un profil de section transversale en forme de U et comporte une fente 31 s'étendant le long de l'axe longitudinal de la barre de guidage 30. La fente 31 s'ouvre vers le côté intérieur du siège 20. La fente 31 comporte, respectivement, dans ses deux parois oppo- sées, une rainure de positionnement 34. Ces deux rainures de positionnement 34 sont parallèles l'une à l'autre. La paroi de corps de la barre de guidage 30 est pourvue d'un canal 32 pour fil métallique, s'étendant le long de l'axe longitudinal de la barre de guidage 30 pour le positionnement d'un fil de commande 35 d'un bras mécanique. La barre de guidage 30 comporte en outre une nervure 33 s'étendant le long de l'axe longitudinal de la barre de guidage 30 pour la mise en place d'un bloc 36 de limitation de position, comme représenté sur la figure 4. On peut ajuster l'emplacement du bloc 36 de limitation de position le long de l'axe longitudinal de la nervure de manière à établir un contact avec un dispositif amortisseur 22. Deux rails 40 sont placés de façon fixe dans les deux rainures de positionnement 34 de la fente 31 de la barre de guidage 3(). Quatre galets 50A, 50B, 50C et 50D sont fixés de façon pivotante dans le trou traversant 21 du siège 20 de manière telle qu'ils sont logés dans la fente 31 de la barre de guidage 30. Chacun des galets comporte dans sa surface circonférencielle une gorge circulaire 501. Les gorges circulaires 501 des galets 50A et 50D sont en prise avec un des rails 40 tandis que les gorges circulaires 5()1 des galets 50B et 50C sont en prise avec un autre rail 40. La barre de guidage 30 est capable de coulisser dans la direction de l'axe longitudinal de la barre de guidage 30 grâce aux rails ct aux galets de manière à permettre au siège de raccordement 60 de se déplacer linéairement. Compte tenu d'une zone relativement petite de frottement mécanique entre les galets et les rails, le mouvement linéaire de la barre de guidage 30 s'effectue sans difficultés et efficacement. Comme représenté sur la figure 3, les galets 50A et 5()D sont contigus aux extrémités du trou traversant 21 du siège 20 et sont en prise de façon pivotante avec un arbre excentré 51 qui, à son tour, est monté de façon pivotante sur le siège 20 de manière telle qu'une des extrémités de l'arbre excentré 51 fait saillie du siège 20, un écrou étant vissé sur cette extrémité. Il en résulte que l'opérateur peut ajuster les positions axiales des galets 50A et 50D en faisant tourner l'arbre excentré 51. L'arbre excentré 51 peut être bloqué par serrage à refus de l'écrou 52. D'autre part, les galets 50B et 50C sont montés de façon pivotante sur un arbre rotatif 53 qui, à son tour, est fixé au côté intérieur du siège 20. Les positions axiales des galets 50B et 50C ne peuvent pas être ajustées. Après un service prolongé, le déplacement linéaire de la barre de guidage 30 peut s'écarter de la course normale en raison de l'usure des galets 50 et des rails 40. En ajustant les positions axiales des galets 50A et 50D, on peut remettre les galets 50B et 50C ainsi que les galets 50A et 50D solidement en prise avec les deux rails 40. Il en résulte que le mouvement linéaire de la barre de guidage 30 reprend avec facilité et précision. Cornine représenté sur les figures 5 et 6, le deuxième mode de réalisation préféré de la présente invention est fondamentalement similaire au premier mode de réalisation préféré décrit ci-dessus à la diffé- rence que ce deuxième mode de réalisation comprend un siège 81 qui est pourvu de trois galets 83, 84 et 85 fixés de façon pivotante à cc siège. Les galets 83 et 85 sont en prise avec un seul rail ct sont fixés de façon pivotante au siège 81 de manière telle que les positions axiales des galets 83 et 85 peuvent être ajustées. D'autre part, le galet 84 est en prise avec un autre rail 86. Les galets 83 et 85 sont en prise de façon pivotante avec un arbre rotatif 88 qui est disposé de façon mobile dans une fente 89 du siège 81 de manière telle qu'une des extrémités de l'arbre rotatif 88 fait saillie du siège 81, un écrou 87 étant vissé sur cette extrémité. On peut bloquer l'arbre rotatif 88 en serrant à refus l'écrou 87. Comme représenté sur la figure 7, le troisième mode de réalisation préféré de la présente invention comprend un galet 91 qui est monté de façon pivotante sur un arbre rotatif 92 qui, à son tour, est monté de façon excentrée dans une bague 93. La position axiale du galet 91 peut être ajustée. La bague 93 est fixée de façon pivotante sur le côté intérieur du siège 94 de manière telle qu'une des extrémités de la bague 93 fait saillie du siège 94, un écrou 95 étant vissé sur cette extrémité. On peut ajuster la position axiale du galet 91 en faisant tourner la bague 93. On peut bloquer la bague 93 en serrant à refus l'écrou 95. REVENDICATIONS 1. Mécanisme pour assurer le mouvement linéaire d'un bras mécanique, caractérisé en ce qu'il comprend: un siège (20) fixé de façon mobile à un pied-support de robot; un vérin pneumatique ou hydraulique (70) fixé audit siège; un siège de raccordement (60) fixé à l'extrémité libre d'une tige de piston (71) dudit vérin pour le montage d'une main de travail; et une barre de guidage fixée de façon pivotante audit siège de manière telle que ladite barre de guidage est parallèle à ladite tige de piston ladite barre de guidage étant fixée à une de ses extrémités audit siège de raccordement; ledit siège comportant un trou traversant; ladite barre de guidage étant placée dans ledit trou traversant de telle sorte que ladite barre de guidage ne se trouve pas en contact avec ledit siège, ladite barre de guidage ayant un profil de section transversale en forme de U et une fente s'étendant le long de l'axe longitudinal de ladite barre de guidage, ladite fente comportant deux parois opposées comportant chacune un rail; ledit siège comportant en outre au moins trois galets (5()A 50C) fixés de façon pivotante à ce siège de manière telle que lesdits galets se trouvent dans ladite fente de ladite barre de guidage et que deux des trois galets précités sont en prise avec un premier des deux rails de ladite fente de ladite barre de guidage et, en outre, celui restant des trois galets est en prise avec un autre des deux rails 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce l'axe d'au moins deux des trois galets peut être ajusté. 3. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux galets précités sont contigus aux deux extrémités ouvertes dudit trou traversant dudit siège et sont en prise avec ledit premier desdits rails. 4. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux galets précités sont montés de façon pivotante sur un arbre excentré qui à son tour est fixé de façon pivotante audit siège de manière telle qu'une des extrémités dudit arbre excentré fait saillie dudit siège et est vissé dans un écrou capable de bloquer ledit arbre excentré. 5. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux galets précités sont montés de façon pivotante sur un axe rotatif (50) placé dans une fente dudit siège de manière telle qu'une des extrémités dudit arbre rotatif fait saillie dudit siège, un écrou capable de bloquer ledit arbre rotatif étant vissé sur cette extrémité. 6. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux galets précités sont montés de façon pivotante sur un arbre rotatif (51) qui à son tour est monté de façon excentrée dans une bague, ladite bague étant fixée de façon pivotante audit siège dc manière telle qu'une des extrémités de ladite bague fait saillie dudit siège, un écrou capable de bloquer ledit manchon étant vissé sur cette extrémité. 7. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux parois opposées de ladite fente de ladite barre dc guidage comportent respectivement une rainure de positionnement destinée à positionner un des deux rails précités. 8. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé cn ce que chacun desdits galets comporte dans sa surface circonfércncielle une gorge pouvant venir en prise avec lesdits rails. 9. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite barre de guidage est en outre pourvue d'une nervure s'étendant le long de l'axe longitudinal de ladite barre de guidage et un bloc de limitation de position est monté de façon mobile sur ladite nervure. 10. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite barre de guidage comporte un canal s'étendant le long de l'axe longitudinal de ladite barre de guidage pour une mise en place d'un fil de commande d'un bras mécanique.