Brevet FR2777490A1 — publié le 19991022

DESCRIPTION La présente invention se rapporte aux mécanismes qui permettent de générer des mouvements plans ni5 linéaires, ni elliptiques. Ce type de mécanisme est utilisé notamment dans les systèmes de robotique, d'usinage ou de découpe.10 Dans l'état de la technique, on connaît principalement deux grands principes (qu'il est possible de combiner) pour générer des mouvements ni linéaires, ni15 elliptiques: - Les mécanismes à bras articulés; - Les mécanismes à glissières asservies. Ces mécanismes ont le désavantage de faire intervenir un grand nombre de pièces mécaniques ainsi qu'un système de contrôle électronique de qualité lorsque le mouvement généré doit être de grande précision et de grande vitesse.25 La présente invention vise à pallier ces inconvénients de l'état de la technique. A cet effet, l'invention propose un mécanisme comprenant: * une première plaque fixe; (Figure 1) * une seconde plaque mobile par rapport à ladite première plaque sur laquelle elle repose par l'intermédiaire d'au moins trois billes (3.a, 3.b, 3.c); (Figure 2 + Figure 3) - 2- * les faces des deux plaques en regard l'une de l'autre comprenant chacune des gorges (1.a, l.b, l.c, 2.a, 2.b, 2.c) en nombre égal au nombre de billes, dans lesquelles lesdites billes peuvent rouler, chaque bille pénétrant dans une gorge de la plaque fixe et dans une gorge de la plaque mobile; (Figure 1 + Figure 2) * le trajet de ces gorges sur les plaques étant tel que, pour toute position de la plaque mobile, il existe trois emplacements o les gorges se superposent exactement et dans lesquels chaque bille peut respectivement se trouver, de telle manière que les billes roulent sans glissement lorsque la plaque mobile est mise en mouvement. Ce mécanisme permet de générer un mouvement ni linéaire, ni elliptique en appliquant un mouvement20 d'entrée que sur un seul de ses éléments, à savoir la plaque mobile. Ainsi un seul générateur de mouvement ainsi qu'un seul asservissement électronique sont nécessaires pour assurer la bonne marche du mécanisme. Un seul élément devant être entraîné, l'asservissement25 du mécanisme reçoit très peu de paramètres en entrée et la réalisation d'un asservissement grande vitesse du mécanisme est ainsi très simple à réaliser. Ce mécanisme est particulièrement simple dans la mesure o il ne comprend que deux plaques et des billes. Le résultat de cette simplicité mécanique sont de faibles jeux mécaniques, de faibles frottement et de faibles vibrations, ce qui permet de générer un mouvement ni35 linéaire, ni elliptique de précision et ceci même à très grande vitesse. Le trajet des gorges et leur section sont choisis en fonction du mouvement à réaliser et, ainsi qu'on l'a -3 - dit, de manière à ce que les billes roulent sans glissement. On notera que le dessin des gorges n'est pas nécessairement le même sur la plaque mobile et sur la plaque fixe. On notera aussi que sur une même plaque5 le trajet des gorges n'est pas nécessairement le même. Le trajet des gorges est réalisé par calculs. Bien entendu, l'homme du métier sait qu'il peut utiliser un ordinateur pour réaliser ces calculs. Les moyens de liaison entre la plaque mobile et la plaque fixe que constituent les billes coopérant avec les gorges, remplissent simultanément trois fonctions différentes. D'une part ils permettent ils permettent15 la mobilité des deux plaques l'une par rapport à l'autre. D'autre part, ils permettent un mouvement de la plaque mobile selon la trajectoire déterminée. Enfin et surtout, ils permettent de supprimer les jeux entre les deux plaques.20 De manière à assurer un bon roulage des billes, le profil des gorges est préférentiellement en forme de V ou en forme d'arc de cercles.25 Dans un exemple de réalisation, les plaques sont en acier dur. Elles sont de dimensions identiques (300mmm x 300 mm)et de même épaisseur égale à 15mm. La figure 1 représente la plaque fixe et la figure 2 la30 plaque mobile. A la figure 3 on a représenté le montage du mécanisme. La plaque fixe est posée à plat, la face comportant les gorges l.a à l.c orientée vers le haut. Les billes 3.a à 3.c sont déposées sur les gorges respectivement l.a à l.c. La position respective de35 chacune des billes par rapport aux autres est déterminée lors du montage par exemple en positionnant chaque bille 3.a à 3.c à l'extrémité de sa gorge associée respectivement l.a à 1.c. La plaque fixe comporte par ailleurs une ouverture, non représentée -4- sur les figures, pour permettre la mise en mouvement de la plaque mobile. Dans certaines applications de ce mécanisme, il peut se créer les conditions d'un basculement de l'ensemble mobile, la plaque mobile étant simplement posée sur la plaque fixe par l'intermédiaire des billes et non pas assurée contre le soulèvement. Aussi diverses solutions10 peuvent être utilisé comme l'utilisation de contrepoids, une augmentation de la taille des plaques, l'augmentation du poids de la plaque mobile, ou l'aimantation des plaques. Ces solutions peuvent naturellement être combinées.15 -5- REVENDICATIONS 1. " Mécanisme générant en sortie des mouvements plans ni linéaires, ni elliptiques avec en entrée un mouvement générateur pouvant être unique. ", caractérisé en ce qu'il comprend: * une première plaque fixe; (Figure 1) O une seconde plaque mobile par rapport à ladite première plaque sur laquelle elle repose par l'intermédiaire d'au moins trois billes (3.a, 3.b, 3.c); (Figure 2 + Figure 3) m les faces des deux plaques en regard l'une de l'autre comprenant chacune des gorges(l.a, l.b, l.c, 2.a, 2.b, 2.c) en nombre égal au nombre de billes, dans lesquelles lesdites billes peuvent rouler, chaque bille pénétrant dans une gorge de la plaque fixe et dans une gorge de la plaque mobile; (Figure 1 + Figure 2) O le trajet de ces gorges sur les plaques étant tel que, pour toute position de la plaque mobile, il existe trois emplacements o les gorges se superposent exactement et dans lesquels chaque bille peut respectivement se trouver, de telle manière que les billes roulent sans glissement lorsque la plaque mobile est mise en mouvement. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil des gorges peut être en forme de V ou d'arc de cercle. 3. Mécanisme selon les revendication 1 à 2, caractérisé en ce que la plaque fixe peut comporter une ouverture pour permettre le passage des moyens de mise en mouvement de la plaque mobile qui est le seul élément qui nécessite une force d'entraînement extérieure au mécanisme.