Brevet FR2873610A1 — publié le 20060203

La présente invention concerne un robot. Des robots connus comportent: - un bras creux formé d'une enveloppe protectrice extérieure, et de plusieurs articulations commandables par 5 des moyens d'actionnement, et - au moins un capteur de comportement fixé à l'enveloppe du robot, le ou chaque capteur de comportement étant apte à révéler par mesure directe un déplacement de l'enveloppe protectrice extérieure. Dans ces robots connus, le capteur de comportement est fixé à l'extérieur de l'enveloppe protectrice du bras du robot. Lors du fonctionnement du robot ce capteur est donc soumis aux agressions de l'environnement extérieur. L'invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un robot dans lequel le capteur de comportement est protégé des agressions de l'environnement extérieur. L'invention a donc pour objet un robot tel que décrit ci-dessus dans lequel le capteur de comportement est logé à l'intérieur de l'enveloppe extérieure du bras du robot. Dans le robot ci-dessus, le capteur de comportement est protégé de l'environnement extérieur par l'enveloppe protectrice du bras. Les modes de réalisation de ce robot peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - l'enveloppe extérieure est rigide et sert de support pour les moyens d'actionnement; - un harnais regroupant des fils d'alimentation des moyens d'actionnement, le harnais étant logé à l'intérieur de l'enveloppe, et le harnais comporte aussi un câble d'alimentation et/ou un câble d'acquisition de données du capteur de comportement; - un module de traitement des signaux du capteur de comportement; - le capteur de comportement est raccordé au module de traitement par l'intermédiaire d'une liaison sans fil; - des capteurs de position ou de couple logés à l'intérieur de l'enveloppe, et le module de traitement est commun à ces capteurs de position ou de couple et au capteur de comportement; - le capteur de comportement est un accéléromètre L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin sur lequel la figure 1 est une illustration schématique de l'architecture d'un robot. La figure 1 représente un robot désigné par la référence générale 2. Le robot 2 comporte un bras creux 4 et une armoire de commande 6 du bras 4. Le bras 4 présente deux articulations situées entre une extrémité distale 10 et une extrémité proximale 12. L'extrémité distale 10 est destinée à recevoir un outil tel que, par exemple, une pince. L'extrémité proximale est, par exemple, fixée sur un support 14 immobile. Le bras 4 comporte une enveloppe extérieure protectrice 16 à l'intérieur de laquelle sont logés des moyens d'actionnement de chacune des articulations du bras 4. Ici cette enveloppe 16 sert également de support aux moyens d'actionnement des articulations. Par exemple, l'enveloppe 16 est réalisée dans un matériau rigide tel qu'un métal. Les moyens d'actionnement des articulations du bras 4 comportent des moteurs aptes chacun à actionner une articulation respective du bras 4 et un moteur 24 destiné à actionner l'outil fixé sur l'extrémité distale 10. Pour simplifier l'illustration seuls deux moteurs 20 et 22 aptes chacun à actionner une articulation ont été représentés. Le moteur 24 est logé à l'intérieur de l'enveloppe 16. Les moteurs 20 et 22 sont chacun associés à un capteur 26 de position de l'articulation ainsi qu'à un capteur 28 de couple. Ces capteurs sont utilisés pour l'asservissement en position, en vitesse et en couple des moteurs 20 et 22. Des câbles d'alimentation des moteurs 20 et 22 et des câbles de raccordement des capteurs 26 et 28 à l'armoire 6, sont logés à l'intérieur d'un ou plusieurs harnais 32. Chaque harnais 32 protège et supporte ces câbles. Ici, chaque harnais 32 s'étend de l'extrémité distale 10 jusqu'à l'extrémité proximale 12 puis se prolonge en dehors du bras 4 jusqu'à l'armoire 6. Pour simplifier l'illustration, les câbles d'alimentation des moteurs 20 et 22 ainsi que les câbles de raccordement des capteurs 26 et 28 n'ont pas été représenté à l'intérieur du harnais 32. L'armoire 6 comporte une source d'alimentation 40 et un calculateur 42 de commande des moteurs 20, 22 et 24. La source 40 est destinée à alimenter en énergie les moteurs 20, 22 et 24. A cet effet, elle est raccordée à l'extrémité des câbles d'alimentation de ces différents moteurs par l'intermédiaire d'une interface de raccordement 44. Le calculateur 42 est apte à commander les moteurs 20 et 22 pour déplacer le bras 4 en réponse à une consigne telle que, par exemple, une consigne de position. A cet effet, le calculateur 42 met en uvre des boucles d'asservissement telles que, par exemple, des boucles d'asservissement en position, en vitesse et en couple des moteurs 20 et 22. Pour mettre en uvre ces boucles d'asservissement, le calculateur 42 est raccordé par l'intermédiaire d'une interface 46 aux capteurs 26 et 28. Le calculateur 42 comporte un module de traitement 48 raccordé à l'interface 46 de manière à mettre en forme les signaux issus des différents capteurs logés à l'intérieur du bras 4. Le calculateur comporte également un microprocesseur 50 apte à exécuter les différents algorithmes d'asservissement en fonction des signaux mis en forme par le module 48. Enfin, de manière à améliorer l'asservissement des moteurs 20 et 22 pour, par exemple, décroître le temps de stabilisation du bras 4 ou accroître la précision des trajectoires ou encore amortir des vibrations, le bras 4 comporte un capteur de comportement 60 destiné à fournir des informations sur le comportement de l'enveloppe 16. Le capteur 60 est apte à révéler par mesure directe un déplacement de l'enveloppe 16. A cet effet, ce capteur 60 est fixé à l'intérieur de l'enveloppe 16 dans un logement 62 par coopération de formes. Pour améliorer la fixation du capteur 60 dans le logement 62, celui-ci est également collé dans ce logement ou rendu solidaire de ce logement 62 à l'aide d'une vis. A titre d'illustration, le capteur 60 est ici un accéléromètre fixé au plus près de l'extrémité distale 10 du bras. Le capteur 60 est raccordé à la source 40 et au calculateur 42 par l'intermédiaire respectivement d'un câble d'alimentation 64 et d'un câble d'acquisition de données 66. Ces câbles 64 et 66 sont logés à l'intérieur du harnais 32. L'extrémité du câble 64 est raccordée à la source d'alimentation 40 par l'intermédiaire de la même interface que celle utilisée pour raccorder les moteurs 20, 22 et 24 à cette source, c'est-à-dire l'interface 44. De façon similaire, le câble 66 est raccordé au module de traitement 48 par l'intermédiaire de l'interface 46 qui est donc commune à l'ensemble des capteurs logés à l'intérieur de l'enveloppe 16. Le module 48 est apte à mettre en forme les signaux acquis par le capteur 60 et l'algorithme d'asservissement exécuté par le calculateur 42 est adapté pour tenir compte des données acquises par le capteur 60. De tels algorithmes d'asservissement sont connus et ne seront donc pas décrits ici plus en détail. Lors du fonctionnement du bras 4, le capteur 60 est protégé contre les chocs et de l'environnement extérieur par l'enveloppe 16. Ainsi, la durée de vie d'un tel capteur est prolongée. De plus, le fait de loger le capteur 60 à l'intérieur de l'enveloppe 16 permet d'alimenter ce capteur 60 à partir de la même source d'alimentation et par l'intermédiaire de la même interface que celle utilisée pour les capteurs 26 et 28. 1l n'est donc pas nécessaire de disposer pour le capteur 60 d'une prise de raccordement indépendante de l'interface 44 pour le raccorder à une source d'alimentation. Il n'est pas non plus nécessaire de disposer de deux sources d'alimentation indépendantes une pour les capteurs 26 et 28 et une autre pour le capteur 60. On notera également que le module de traitement 48 est commun au capteur 60 et aux capteurs 26 et 28. Ceci diminue le coût de réalisation d'un tel robot. De nombreux autres modes de réalisation sont possibles. Par exemple, le capteur 60 est raccordé, en variante, au calculateur 42 par l'intermédiaire d'une liaison sans fil. Dans un autre mode de réalisation, les câbles d'acquisition de données des capteurs sont remplacés par un bus d'acquisition de données et le capteur 60 est raccordé à ce bus acquisition de données. Le capteur 60 a été décrit ici comme étant un accéléromètre. Toutefois, de nombreux capteurs de comportement sont possibles tels que, par exemple, un gyromètre, un inclinomètre ou un détecteur de vibration. Le module de traitement 48 a été décrit ici comme étant commun au capteur 60 et aux autres capteurs du bras 4. En variante, le capteur 60 est associé à un module de traitement qui lui est propre. Ce module de traitement qui lui est propre est logé, par exemple, dans l'extrémité proximale 12 du bras 4. Le robot 4 a été décrit dans le cas particulier ou celui-ci comporte qu'un seul capteur de comportement. En variante, plusieurs capteurs de comportement sont fixés à l'intérieur de l'enveloppe 16. De plus, ici le robot 2 a été décrit dans le cas particulier où le capteur de comportement est fixé à l'extrémité distale du bras 4. En variante le capteur de comportement est fixé à un endroit quelconque à l'intérieur de l'enveloppe 16. Par exemple, le capteur de comportement est fixé à mi-chemin entre deux articulations. Le robot 4 a été décrit dans le cas particulier où le capteur 60 est directement fixé sur l'enveloppe 16. En variante, le capteur 60 est fixé à l'enveloppe 16 par l'intermédiaire d'un support tel que, par exemple, une cale. 7 REVENDICATIONS 1. Robot comportant: - un bras creux (4) formé d'une enveloppe 5 protectrice extérieure (16) et de plusieurs articulations commandables par des moyens d'actionnement, et - au moins un capteur de comportement (60) fixé à l'enveloppe du robot, le ou chaque capteur de comportement étant apte à révéler par mesure directe un déplacement de l'enveloppe protectrice extérieure, caractérisé en ce que le capteur de comportement est fixé à l'intérieur de l'enveloppe extérieure du bras du robot. 2. Robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (16) est rigide et sert de support pour les moyens d'actionnement. 3. Robot selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé . - en ce qu'il comporte un harnais (32) regroupant des fils d'alimentation des moyens d'actionnement, le harnais étant logé à l'intérieur de l'enveloppe (16), et - en ce que le harnais comporte aussi un câble d'alimentation et/ou un câble d'acquisition de données du capteur de comportement (60). 6. Robot selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un module (48) de traitement des signaux du capteur de comportement. 7. Robot selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur de comportement est raccordé au module de traitement (48) par l'intermédiaire d'une liaison sans fil. 6. Robot selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs de position ou de couple logés à l'intérieur de l'enveloppe (16), et en ce que le module de traitement est commun à ces capteurs de position ou de couple et au capteur de comportement (60). 7. Robot selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur de comportement est un accéléromètre.