Brevet FR2856327A1 — publié le 20041224

La présente invention est du domaine des manipulateurs et plus précisément des organes préhenseurs équipés d'organes de retenue d'une pièce à déplacer. Elle a pour objet un organe de jonction entre au moins un tel organe préhenseur, et une tête de fixation d'un manipulateur ou analogue pour son déplacement. On rappelle qu'un manipulateur est couramment équipé d'une tête de fixation pour la réception d'un organe préhenseur d'une pièce à déplacer. De manière courante, I'organe préhenseur comporte à son extrémité proximale des moyens de jonction avec la tête de fixation du manipulateur, et à 10 son extrémité distale au moins un organe de retenue, du type à succion, du type électromagnétique, ou encore du type à pince par exemple ou analogue. Parmi les organes préhenseurs, on connaît ceux destinés à la manipulation de pièces à surface étendue. De manière courante, les organes préhenseurs sont organisés en structure étagée composée d'éléments 15 successivement mobiles les uns par rapport aux autres, et sensiblement ramassés dans leur surface globale d'extension en correspondance avec la surface d'extension de la pièce à retenir. On pourra par exemple se reporter aux documents DE4209935 (GEGENHEIMER), FR2566310 (E.R.P. SEPRO) et WO0108855 (NEVEU) qui décrivent des organes préhenseurs du genre. On relèvera à ce stade de la description que les moyens de jonction entre l'organe préhenseur et la tête de fixation du manipulateur comprennent des premiers moyens de jonction mécaniques entre l'organe préhenseur et le manipulateur, et des deuxièmes moyens de jonction d'alimentation en énergie des organes de retenue portés par l'organe préhenseur. 25 Les deuxièmes moyens de jonction sont notamment des moyens de raccordement entre des conduits ou des câbles et une source d'énergie, telle qu'une source de dépression ou une source distante d'énergie électrique par exemple, selon le type des organes de retenue. Un problème général à résoudre réside dans 30 I'organisation desdits moyens de jonction entre les organes préhenseurs à structure étagée et le manipulateur. Plus particulièrement, une première difficulté à surmonter réside dans la faculté offerte de l'organe de jonction à recevoir un organe préhenseur dont la surface d'extension est conséquente. Il découle en effet d'avoir à déplacer une pièce à surface étendue, que la retenue de cette pièce 5 doit être effectuée suivant une surface de retenue d'une extension correspondante. Plus particulièrement encore, une deuxième difficulté à surmonter réside dans l'organisation d'une telle jonction qui permette de raccorder rapidement et aisément l'organe préhenseur sur le manipulateur, tant 10 au regard de sa jonction mécanique qu'au regard de sa jonction d'alimentation en énergie pour les organes de retenue. Il a été proposé par W00108855 un organe de jonction organisé de manière à permettre un soutien d'une pluralité d'organes préhenseurs à structure étagée, pour obtenir un accroissement de l'extension de 15 la surface de retenue sans pour autant accroître la complexité et le poids des organes préhenseurs. Cet organe de jonction est globalement conformé en une poutre comportant en zone médiane de l'une de ses faces une platine de fixation mécanique sur la tête de fixation du manipulateur, et à la face opposée à la précédente une pluralité d'éléments de réception sélective des organes 20 préhenseurs qui y sont rapportés. Ces éléments de réception sont agencés en manchon de réception d'une poutre de la structure étagée des organes préhenseurs, et sont équipés de moyens de serrage de la dite poutre en vue de sa fixation mécanique, soit du type à manoeuvre manuelle soit du type à manoeuvre assistée par des moyens pneumatiques. La jonction en énergie est quant à elle 25 réalisée, à la manière habituelle dans le domaine, au moyen d'organes de raccordement en énergie coopérant par emboîtement notamment, qui sont respectivement portés par l'organe de jonction et par les organes préhenseurs. Un tel agencement de l'organe de jonction lui confère une rigidité idoine pour le soutien d'une pluralité d'organes préhenseur à 30 structure étagée, sans pour autant accroître inopportunément son poids, ni celui a fortiori des organes préhenseurs. Par ailleurs, cet agencement permet de limiter les vibrations induites lors du déplacement de la pièce retenue. Cependant, un tel organe de jonction reste insuffisant pour des cas spécifiques de pièces à retenir présentant une surface d'extension conséquente, notamment tant suivant l'orientation générale de fixation de l'organe de jonction sur le manipulateur que suivant une direction orthogonale 5 à cette orientation, sensiblement dans le plan d'extension de la surface de la pièce à retenir. Par ailleurs, les moyens de réception des organes préhenseurs, tant au regard de leur maintien mécanique qu'au regard de leur alimentation en énergie, méritent d'être perfectionnés pour permettre un raccordement rapide et aisé des organes préhenseurs sur l'organe de jonction, et pour alléger au mieux ce dernier. 10 Le but de la présente invention est de proposer un organe de jonction entre une tête de fixation d'un manipulateur ou analogue et au moins un organe préhenseur d'une pièce à retenir, organisé en structure étagée notamment, qui procure des résultats satisfaisants au regard de l'ensemble des problèmes, difficultés, et perfectionnement susvisés, ces résultats étant obtenus 15 sans un accroissement rédhibitoire du poids global et sans déséquilibre inopportun de l'ensemble des éléments fixés sur le manipulateur, ensemble composé notamment, outre de la pièce à retenir, de l'organe de jonction et d'une pluralité d'organes préhenseurs qu'il soutient. Selon une approche globale de la démarche 20 inventive de la présente invention, il est proposé d'organiser l'organe de jonction en une structure rigide globalement conformée en T, dont l'extrémité proximale de la jambe est équipée de moyens de fixation à la tête de fixation du manipulateur et dont les extrémités distales de la traverse sont aménagées pour recevoir un organe préhenseur respectif. Ce choix intuitif a notamment conduit les 25 concepteurs à conformer de la sorte l'organe de jonction pour en premier lieu, obtenir une extension de la surface de retenue de la pièce largement au-delà de l'orientation générale de fixation de l'organe de jonction sur la tête de fixation du manipulateur. Cette extension est d'une part une extension suivant une direction orthogonale à cette orientation, dans le prolongement des bras de la traverse 30 situés de part et d'autre de la jambe de l'organe de jonction, en préférant utiliser la structure étagée de l'organe préhenseur pour étendre ladite surface de retenue suivant, d'autre part, une direction en prolongement de ladite orientation. Ces dispositions sont telles que ladite extension de la surface de retenue suivant lesdites orientation et direction orthogonale à cette orientation est obtenue sans pour autant alourdir ni déséquilibrer inopportunément l'ensemble déplacé par le manipulateur, notamment composé de l'organe de jonction et du, ou des, organes préhenseurs qu'il porte. En outre en deuxième lieu, ce choix intuitif d'organisation en T de l'organe de jonction permet d'organiser les moyens de maintien des organes préhenseurs dans le prolongement des bras de la traverse de l'organe de jonction, de manière à rendre robuste ce maintien sans pour autant 10 déporter ni alourdir les organes préhenseurs dans leur zone de saisie par l'organe de jonction, à partir d'une exploitation de la robustesse de l'organe de jonction luimême, et sans pour autant éloigner de l'axe de fixation de l'organe de jonction sur le manipulateur les organes nécessaires à la manoeuvre des moyens de maintien des organes préhenseurs sur l'organe de jonction, organes de manoeuvre 15 susceptibles d'être avantageusement placés dans la zone de l'extrémité distale de la jambe de l'organe de jonction, en zone médiane de la traverse. Par ailleurs, une telle disposition des organes préhenseurs sur l'organe de jonction permet d'organiser des moyens simples et légers de maintien de ceux-ci, disposés suivant la direction d'extension de la traverse de l'organe de jonction. En outre en troisième lieu, ce choix intuitif permet de confondre dans ladite zone médiane de la traverse les organes nécessaires à la manoeuvre des moyens respectifs de maintien des organes préhenseurs aux bras correspondants de la traverse, pour éviter un accroissement inopportun de l'ensemble susvisé déplacé par le manipulateur. Par ailleurs et en quatrième lieu, ce choix intuitif permet d'associer auxdits moyens de maintien des organes préhenseurs des moyens de raccordement en énergie des organes préhenseurs pour alimenter les organes de retenue dont ils sont équipés, moyens de raccordement susceptibles d'être manoeuvrables par lesdits organes de manoeuvre concomitamment à la 30 manoeuvre des moyens de maintien correspondant. Selon une définition de la présente invention, l'organe de jonction proposé est principalement constitué d'une structure rigide équipée, d'une part de moyens de fixation à une tête de fixation du manipulateur, et d'autre part de moyens de réception d'au moins un organe préhenseur. Ces 5 moyens de réception comprennent des moyens de maintien d'une poutre, ou analogue, de l'organe préhenseur, et des moyens de raccordement à une source d'énergie distante pour l'alimentation en énergie d'organes de retenue équipant l'organe préhenseur. Les moyens de maintien associent des moyens de liaison de l'organe préhenseur sur la structure rigide et des moyens de verrouillage de ladite 10 liaison. Selon la présente invention, un tel organe de jonction est principalement reconnaissable en ce que la structure rigide est globalement conformée en T. L'extrémité distale de la jambe de l'organe de jonction en T est équipée des moyens de fixation, tandis que les bras de la 15 traverse s'étendant de part et d'autre de la jambe de l'organe de jonction en T sont équipés des moyens de maintien dans leur prolongement d'un organe préhenseur respectif, orthogonalement à l'orientation générale de fixation de l'organe de jonction sur le manipulateur. Selon une forme préférée de réalisation des 20 moyens de liaison, ceux-ci sont constitués par un couloir affecté au bras correspondant de la traverse de l'organe de jonction, pour la réception par emboîtement coulissant de la poutre de l'organe préhenseur suivant l'axe d'extension générale du bras. Les moyens de verrouillage sont quant à eux constitués d'un organe mobile de mise en butée axiale de la poutre contre un 25 organe de butée antagoniste du bras. Cet organe mobile est manoeuvrable axialement par des moyens de manoeuvre entre une position escamotée, dans laquelle la poutre est apte à être introduite dans le couloir, et une position de verrouillage élastique, dans laquelle l'organe mobile applique une poussée axiale contre la poutre à l'encontre de l'appui que prend cette dernière contre la butée 30 antagoniste. Les moyens de manoeuvre de l'organe mobile comprennent notamment une tringle axialement porteuse de ce dernier à son extrémité distale et manoeuvrable à son extrémité proximale. Cette manoeuvre de la tringle est effectuée entre 5 lesdites positions escamotée et de verrouillage de l'organe mobile, par un organe de manoeuvre de la tringle porté par l'organe de jonction au voisinage de la zone médiane de la traverse. Cet organe de manoeuvre est avantageusement mobile entre lesdites positions escamotée et de verrouillage de l'organe mobile par un organe de commande du type de l'un quelconque des organes de commande 10 manuelle et des organes de commande motorisée. L'organe de manoeuvre est l'un quelconque des organes de manoeuvre comprenant par exemple les organes de type à pignon et crémaillère respectivement monté tournant sur le bras pour le pignon et solidaire de la tringle pour la crémaillère, les organes de type à levier articulé sur le bras et 15 en relation pivotante avec la tringle, les organes de type à came à excentrique montée mobile sur le bras et en relation pivotante excentrée avec la tringle. L'organe de manoeuvre est avantageusement commun à l'une et l'autre des tringles respectivement affectées aux bras de la traverse, pour leur manoeuvre simultanée à partir d'un même organe de 20 manoeuvre médian porté par la traverse de l'organe de jonction. Des moyens élastiques sont préférentiellement interposés entre deux quelconques au moins d'organes successifs participant des moyens de maintien, pour l'obtention de l'élasticité de la position de verrouillage de l'organe mobile. Selon une forme avantageuse de réalisation de l'invention, les moyens de maintien et les moyens de raccordement sont confondus. Ces moyens comprennent notamment ledit organe mobile qui coopère avec un organe complémentaire porté par la poutre, lesdits organes mobile et complémentaire étant chacun équipés d'un organe de raccordement avec un 30 élément conducteur d'énergie en relation respectivement avec la source distante d'énergie pour l'organe mobile et avec les organes de retenue pour l'organe complémentaire. En outre, lesdits organes mobile et complémentaire coopèrent par emboîtement pour leur liaison l'un à l'autre, en vue de la mise en relation entre les éléments conducteurs d'énergie auxquels ils sont respectivement raccordés, et en vue de l'application de la dite poussée axiale exercée par l'organe mobile contre la poutre. La présente invention sera mieux comprise, et des détails en relevant apparaîtront, à la description qui va en être faite de formes préférées de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles: La fig.1 est une illustration en perspective d'un organe de jonction entre un manipulateur et un organe préhenseur selon une première variante de réalisation de la présente invention. La fig.2 est une illustration en perspective d'un organe de jonction représenté sur la fig. 1. La fig.3 est un détail d'un organe de jonction représenté sur la fig.2, illustrant les modalités de raccordement entre cet organe de jonction et une poutre participante d'un organe préhenseur. La fig.4 est une illustration en perspective d'un organe de jonction entre un manipulateur et un organe préhenseur selon une 20 deuxième variante de réalisation de la présente invention. La fig.5 est un détail de l'organe de jonction illustré sur la fig.4. La fig.6 est une vue de dessus d'un organe de jonction représenté sur les fig.4 et fig.5. La fig.7 est un détail de l'organe de jonction représenté sur la fig.6, illustrant les modalités de raccordement entre cet organe de jonction et une poutre participante d'un organe préhenseur. Sur la fig.1 un couple d'organes préhenseurs 1 à structure étagée sont reliés à un manipulateur (non représenté sur la figure) au 30 moyen d'un organe de jonction 2, sur lequel les organes préhenseurs 1 sont rapportés par l'intermédiaire d'une poutre 3 participante de leur structure étagée. Cet organe de jonction 2 est constitué d'une structure rigide globalement conformée en T, qui est équipée à l'extrémité proximale de sa jambe 4 de moyens de fixation 5 à une tête 6 du manipulateur, et dont les bras 7,7' de la traverse sont organisés pour recevoir respectivement la 5 poutre 3 des organes préhenseurs 1. Les organes préhenseurs 1 sont ainsi reliés au manipulateur en étant maintenus dans le prolongement des bras 7,7' de la traverse, suivant une orientation A orthogonale à l'orientation générale B de fixation de l'organe de jonction 2 sur le manipulateur, correspondante notamment à l'orientation générale de la jambe 4 de l'organe de jonction 2. En outre et tel qu'il sera décrit plus loin, cet organe de jonction 2 est équipé de moyens de raccordement en énergie entre des organes de retenue 8 des organes préhenseurs 1 et une source en énergie distante, non représentée sur les figures. Sur l'exemple illustré, les organes de retenue 8 sont du type à succion et la source d'énergie distante est une source 15 génératrice de dépression. Des conduits d'amenée 9 de la dépression depuis la source distante sont fixés, par clip sage par exemple, sur la jambe 4 de l'organe de jonction 2 jusqu'à des moyens de raccordement, qui seront décrits plus loin, entre ces conduits d'amenée 9 et des conduits de délivrance 10 affectés à chacun des organes préhenseurs 1 et fixés sur ces derniers 1. Sur les fig.2 à fig.7, la liaison entre l'organe de jonction 2 et les organes préhenseurs 1 est obtenue par l'intermédiaire d'un couloir d'emboîtement affecté à chacun des organes préhenseurs 1, qui est ménagé suivant l'orientation générale A du bras 7 ou 7' correspondant et qui est formé à partir d'une pluralité de pattes, telle que 11, de réception de la poutre 3 25 des organes préhenseurs 1. Le verrouillage de ces derniers 1 est obtenu au moyen d'un organe mobile 12 de mise en butée axiale de la poutre 3 d'un organe préhenseur 1 correspondant contre un organe de butée antagoniste 13 du bras 7 ou 7', constitué par des encoches (particulièrement visibles sur la fig.5), 30 ménagées sur les pattes 11 formant les couloirs. Cet organe mobile 12 est constitué d'un doigt déplaçable par des moyens de manoeuvre entre une position escamotée autorisant la mise en place des organes préhenseurs 1, et une position de verrouillage élastique dans laquelle il exerce une poussée contre le bout de la 5 poutre 3 de l'organe préhenseur 1 correspondant. Ces moyens de manoeuvre comprennent une tringle 14 affectée à chacun des organes mobiles 12 pour leur déplacement, en relation avec des moyens de manoeuvre décrits plus loin. Le doigt 12 coopère en position de verrouillage avec un organe d'emboîtement formé d'un logement 15 ménagé en bout de la poutre 3 de l'organe préhenseur 1 10 correspondant. En se reportant plus particulièrement aux fig.3 et fig.7, I'élasticité du verrouillage des organes préhenseurs 1 sur l'organe de jonction 2 est obtenu au moyen d'un ressort 16 ou analogue, et plus particulièrement par des rondelles en assiette interposées entre le bout de la 15 tringle 14 et l'organe mobile 12 qui lui est affecté. L'organe mobile 12 comporte un embout 17 de raccordement au conduit d'amenée 9 de la dépression, et un conduit interne 18 de mise en communication du conduit d'amenée 9 avec un conduit correspondant 19, qui est ménagé à l'intérieur de l'organe d'emboîtement 15 de la poutre 3 de 20 lI'organe préhenseur 1, et qui est en relation avec un embout 20 de raccordement du conduit de délivrance 10 que comporte le dit organe d'emboîtement 15. En revenant aux fig.2 à fig.7, les moyens de manoeuvre de la tringle 14 sont disposés au voisinage de la zone médiane de la traverse 7,7' de l'organe de jonction 2, c'est a dire au voisinage de l'extrémité 25 distale de la jambe 4 de ce dernier. Sur la variante illustrée sur les fig.2 et fig.3, les moyens de manoeuvre de la tringle 14 sont distincts de l'une à l'autre des tringles 14 affectées à un organe préhenseur 1 respectif. Ces moyens de manceuvre sont du type à pignon 21 monté tournant sur l'organe de jonction 2 et manoeuvrable par 30 lI'utilisateur au moyen d'une manette 22, pignon 21 coopérant avec une crémaillère 23 ménagée sur les tringles 14. Un doigt de blocage mobile 24 permet alternativement de libérer eVt/ou de bloquer les moyens 21,23 de manoeuvre de la tringle 14, pour soit autoriser son déplacement en vue de la manoeuvre de l'organe mobile 12, soit pour verrouiller ce déplacement lorsque l'organe mobile 12 5 coopère avec l'organe d'emboîtement correspondant 15 de la poutre 3 de l'organe préhenseur 1. Sur la variante illustrée sur les fig.4 à fig.7, les moyens de manoeuvre de la tringle 14 sont commun à l'une et l'autre des tringles 14 affectée aux organes préhenseurs 1. On notera que cette solution avantageuse 10 permet non seulement de maintenir les deux organes préhenseurs 1 à partir d'un geste unique de l'utilisateur, mais aussi de ménager ces moyens de commande en bout de l'extrémité distale de la jambe 4 de l'organe de jonction 2. Ces moyens de manoeuvre comprennent une came 25 montée pivotante sur l'organe de jonction 2 et manoeuvrable par une manette 26. Les tringles 14 sont articulées sur 15 cette came 25 à sa périphérie, de manière excentrée par rapport à l'axe de pivotement de cette dernière 25. On remarquera, à l'instar des dispositions de la variante précédente, la présence d'un doigt de blocage mobile 24. REVENDICATIONS 1.- Organe de jonction (2) entre un organe préhenseur (1), à structure étagée notamment, et une tête de fixation (6) d'un manipulateur ou analogue, le dit 5 organe de jonction (2) étant principalement constitué d'une structure rigide équipée d'une part de moyens de fixation(5) à la tête de fixation (6) du manipulateur, et d'autre part de moyens de réception d'au moins un organe préhenseur (1), lesdits moyens de réception comprenant des moyens de maintien d'une poutre (3) de l'organe préhenseur (1) et des moyens de 10 raccordement à une source d'énergie distante pour l'alimentation en énergie d'organes de retenue (8) équipant l'organe préhenseur (1), lesdits moyens de maintien associant des moyens de liaison de l'organe préhenseur (1) sur la structure rigide (2) et des moyens de verrouillage de ladite liaison, caractérisé: en ce que la structure rigide est globalement conformée en T, dont l'extrémité distale de la jambe (4) est équipée desdits moyens de fixation (5) et dont les bras (7,7') de la traverse s'étendant de part et d'autre de la jambe (4) de l'organe de jonction (2) sont équipés des moyens de maintien dans leur prolongement A d'un organe préhenseur (1) 20 respectif orthogonalement à l'orientation générale B de fixation de l'organe de jonction (2) sur le manipulateur. 2.- Organe de jonction selon la revendication 1, caractérisé: en ce que lesdits moyens de liaison sont 25 constitués par un couloir (11) affecté au bras (7,7') correspondant de la traverse de l'organe de jonction (2), pour la réception par emboîtement coulissant de la poutre (3) de l'organe préhenseur (1) suivant l'axe d'extension générale A du bras (7,7'), tandis que les moyens de verrouillage sont constitués d'un organe mobile (12) de mise en butée axiale de la poutre 30 (3) contre un organe de butée antagoniste (13) du bras (7,7'), le dit organe mobile (12) étant manoeuvrable axialement par des moyens de manoeuvre entre une position escamotée dans laquelle la poutre (3) est apte à être introduite dans le couloir (11) et une position de verrouillage élastique dans laquelle l'organe mobile (12) applique une poussée axiale contre la poutre (3) à l'encontre de l'appui que prend cette dernière (3) contre la butée antagoniste (13). 3.- Organe de jonction selon la revendication 2, caractérisé: en ce que les moyens de manoeuvre de l'organe mobile (12) comprennent une tringle (14) axialement porteuse de ce dernier à son extrémité distale et manoeuvrable à son extrémité proximale, entre 10 lesdites positions escamotée et de verrouillage de l'organe mobile (12), par un organe de manoeuvre (21,25) de la tringle (14) porté par l'organe de jonction (2) au voisinage de la zone médiane de la traverse (7,7'). 4.- Organe de jonction selon la revendication 3, caractérisé: en ce que l'organe de manoeuvre (21,25) est mobile entre lesdites positions escamotée et de verrouillage de l'organe mobile (12) par un organe de commande (21,26) du type de l'un quelconque des organes de commande manuelle et des organes de commande motorisée. 5.- Organe de jonction selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé: en ce que l'organe de manoeuvre est l'un quelconque des organes de manoeuvre comprenant les organes de type à 25 pignon (21) et crémaillère (23) respectivement monté tournant sur le bras (7,7') pour le pignon (21) et solidaire de la tringle (14) pour la crémaillère (23), les organes de type à levier articulé sur le bras (7,7') et en relation pivotante avec la tringle (14), les organes de type à came (25) à excentrique montée mobile sur le bras (7,7') et en relation pivotante excentrée avec la tringle (14). 30 6.- Organe de jonction selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé: en ce que l'organe de manoeuvre (25) est commun à l'une et l'autre des tringles (14) respectivement affectées aux bras (7,7') de la traverse, pour leur manoeuvre simultanée à partir d'un même organe de manoeuvre médian (25) porté par la traverse (7,7') de l'organe de jonction (2). 7.- Organe de jonction selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé: en ce que des moyens élastiques (16) sont 10 interposés entre deux quelconques au moins d'organes successifs (12,14) participant des moyens de maintien, pour l'obtention de l'élasticité de la position de verrouillage de l'organe mobile (12). 8.- Organe de jonction selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, 15 caractérisé: en ce que les moyens de maintien et les moyens de raccordement sont confondus, ces moyens comprenant ledit organe mobile (12) coopérant avec un organe complémentaire (15) porté par la poutre (3), lesdits organes mobile (12) et complémentaire (15) étant d'une 20 part chacun équipés d'un organe de raccordement (17,20) avec un élément conducteur d'énergie (9,10) en relation respectivement avec la source distante d'énergie pour l'organe mobile (12) et avec les organes de retenue (8) pour l'organe complémentaire (15), et d'autre part coopérant par emboîtement pour leur liaison l'un à l'autre en vue de la mise en relation entre 25 les éléments conducteurs d'énergie (9,10) auxquels ils sont respectivement raccordés et en vue de l'application de la dite poussée axiale exercée par l'organe mobile (12) contre la poutre (3).