Brevet FR2976513A1 — publié le 20121221

L'invention est relative à un dispositif d'actionnement pour bras motorisé, notamment pour bras motorisé de téléopération. Dans l'industrie nucléaire, la manipulation de produits radioactifs s'effectue dans des cellules de confinement à l'aide de dispositifs de télémanipulation. Le document FR 2 935 630 décrit un dispositif à téléopération formant bras motorisé, du type comportant un corps portant un arbre rotatif. Cet arbre rotatif porte à son extrémité éloignée du corps une articulation de montage d'un bras télescopique. L'extrémité distale du bras télescopique est conformée pour monter un organe de préhension ou un outil. L'allongement et la rétraction du bras télescopique sont obtenus par un moyen d'entraînement électrique. L'articulation de montage du bras télescopique est conformée en épaule permettant un débattement supérieur de l'ordre de 20 degrés d'angle et un débattement inférieur par rapport à l'horizontale de l'ordre de 110 degrés d'angle. Ce dispositif à téléopération connu présente avantageusement une conformation inscriptible dans un cylindre de diamètre 160 mm, ce qui en permet l'introduction dans un passage de cellule de diamètre 160 mm ou plus. Ces dispositifs connus du document FR 2 935 630 donnent entièrement satisfaction, en particulier dans leur version comportant uniquement des moteurs électriques d'entraînement. Ces dispositifs connus présentent cependant l'inconvénient de pouvoir être bloqués en position sans possibilité de retrait par le passage de la cellule, lorsque l'articulation de montage conformée en épaule est positionnée selon un angle de débattement différent de l'axe de passage de la cellule. En effet, ce blocage résultant par exemple d'une panne de moteur électrique d'entraînement de l'épaule résulte en une conformation géométrique empêchant l'extraction du bras motorisé en dehors de la cellule. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients de la technique connue, en fournissant un dispositif d'actionnement de bras motorisé permettant le retrait du bras motorisé pour téléopération par le passage de la cellule de confinement. L'invention a pour objet un dispositif d'actionnement pour bras motorisé, 30 notamment pour bras motorisé de téléopération, ledit bras motorisé comportant un corps portant un arbre rotatif, ledit arbre rotatif portant à son extrémité éloignée du corps une articulation conformée en épaule de montage d'un bras télescopique, l'orientation de la partie distale du dispositif étant commandée par un moyen électrique d'entraînement, caractérisé par le fait que le dispositif comporte un moyen mécanique auxiliaire d'entraînement apte à commander la rotation de l'articulation conformée en épaule, pour déplacer en rotation cette articulation conformée en épaule dans une position sensiblement alignée avec l'axe dudit arbre rotatif. Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention : - Le moyen mécanique auxiliaire d'entraînement est un moyen mécanique 10 auxiliaire débrayable. - Le moyen mécanique auxiliaire d'entraînement comporte un pignon aligné avec l'axe du moteur électrique d'entraînement de l'épaule et solidaire de ce moteur électrique d'entraînement de l'épaule. - Le moyen mécanique auxiliaire d'entraînement comporte une roue dentée de 15 commande apte à coopérer avec ledit pignon et apte à se déplacer entre une position libre et une position d'engrènement avec ledit pignon. - La roue dentée apte à se déplacer entre une position libre et une position d'engrènement avec ledit pignon est montée sur un axe d'entraînement rappelé en position libre par un moyen élastique. 20 - L'axe d'entraînement de la roue dentée rappelé en position libre par un moyen élastique est monté dans l'arbre rotatif du corps. - L'axe d'entraînement de la roue dentée comporte une extrémité de guidage destinée à être guidée dans une conformation correspondante de l'arbre rotatif. - L'axe d'entraînement de la roue dentée comporte une extrémité apte à être 25 entraînée en rotation par une barre de commande, par exemple une extrémité à six pans. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente schématiquement un bras motorisé pour téléopération équipé d'un dispositif d'actionnement selon l'invention. La figure 2 représente schématiquement une vue en coupe diamétrale partielle du bras motorisé de la figure 1 comportant un dispositif d'actionnement selon l'invention. La figure 3 représente schématiquement une vue partielle en perspective avec arrachement partiel du dispositif d'actionnement pour bras motorisé selon l'invention. En référence aux figures 1 à 3, les éléments identiques ou fonctionnellement équivalents sont repérés par des chiffres de référence identiques. Sur la figure 1, un bras motorisé pour téléopération selon l'invention comporte un corps (1) équipé d'une traversée permettant le montage à travers la paroi (P) d'une 10 cellule de confinement. Le corps (1) porte un arbre rotatif (2) motorisé électriquement par un moteur électrique. Cet arbre rotatif (2) entraîné par un moteur électrique porte à son extrémité éloignée du corps (1) une articulation (3) formant épaule de montage d'un bras 15 télescopique (4). Ce bras télescopique (4) est conformé à son extrémité distale (5) pour le montage d'une pince (6) de préhension, d'un outil de manipulation, d'un outil de montage ou d'un outil d'usinage. Le bras motorisé pour téléopération selon l'invention est de préférence piloté par 20 une console ou unité de commande électronique non représentée, afin de permettre une meilleure protection des opérateurs. Les moyens d'entraînement du bras motorisé pour téléopération selon l'invention sont des moyens d'entraînement électrique comportant des moteurs électriques d'entraînement et des organes de transmission de mouvement par liaison 25 mécanique rigide, sans liaison élastique et sans liaison par câble. La rotation de l'arbre rotatif (2) par rapport au corps (1) est avantageusement une rotation bidirectionnelle et totale dans les deux sens, sur 360 degrés d'angle. L'articulation (3) conformée en épaule est conformée pour fournir une élévation du bras télescopique (4) jusqu'à une inclinaison représentée en traits pointillés de 20° au-dessus de l'axe de l'arbre rotatif (2) et jusqu'à une inclinaison représentée en traits pleins de moins 110° par rapport à l'axe de l'arbre rotatif (2). Dans les positions d'orientation désaxées par rapport à l'axe de l'arbre rotatif (2), il n'est pas possible d'extraire le bras motorisé par le passage d'une cellule 5 de confinement ou d'une paroi de confinement. Selon l'invention, un dispositif d'actionnement intégré dans le bras motorisé comporte un moyen auxiliaire d'entraînement mécanique permettant le déplacement de l'articulation en épaule pour déplacer le bras télescopique (4) de manière à le disposer sensiblement en alignement avec l'arbre rotatif (2). 10 Sur la figure 2, un bras motorisé pour téléopération selon l'invention comporte un corps (1) monté dans une traversée (la). Le corps (1) contient un arbre rotatif (2) entraîné en rotation autour de son axe par des moyens d'entraînement non représentés en détail. L'arbre rotatif (2) comporte une extrémité creuse contenant les moyens 15 d'actionnement électrique de l'articulation (3) formant épaule du bras télescopique (4). L'articulation (3) formant épaule est motorisée par l'intermédiaire d'un secteur denté (7) coopérant avec un renvoi d'angle, ce renvoi d'angle comportant une roue dentée (8) et un pignon d'attaque (9) entraîné en rotation par une roue dentée (10) mue par un moteur électrique (11). 20 Le moteur électrique (11) d'entraînement porte également un pignon (12) à son extrémité distale. Le bras télescopique (4) est monté solidaire du secteur denté (7) par l'intermédiaire d'une chape (13). Un dispositif d'entraînement mécanique auxiliaire selon l'invention comporte le 25 pignon (12) et un moyen (13) déplaçable d'entraînement de ce pignon (12). Ce moyen (13) déplaçable d'entraînement de ce pignon (12) est de préférence conformé en arbre d'entraînement (14) rappelé en position libre par un moyen élastique tel qu'un ressort (20). L'arbre d'entraînement (14) porte une roue dentée (15) apte à coopérer avec le pignon (12) et une extrémité (16) de guidage destinée à coopérer avec une conformation (17) de guidage solidaire du corps, par exemple une bague de guidage (17). L'extrémité (14a) de l'arbre d'entraînement (14) opposée à l'extrémité de guidage (17) est de préférence conformée en extrémité d'emboîtement, par exemple en extrémité à six pans apte à coopérer avec une clé appropriée. De préférence, l'extrémité (14a) est destinée à coopérer avec une barre de commande (18) munie d'une tête (19) en croix et d'une clé appropriée pour coopérer avec la conformation (14a) de l'axe d'entraînement (14). Le fonctionnement du dispositif est le suivant lorsque le moteur électrique (11) n'est plus alimenté ou est en panne, en vue de déplacer le bras télescopique (4) pour l'amener sensiblement dans le prolongement de l'axe du bras rotatif (2) et pouvoir l'extraire par le passage d'une cellule de confinement. À cet effet, on introduit la barre de commande (18) à travers des passages appropriés du corps (1) pour venir au contact de la conformation (14a) de l'arbre d'entraînement (14). On exerce un appui sur l'arbre d'entraînement (14) pour le déplacer à l'encontre du ressort (20) de rappel en position libre et pour en insérer l'extrémité (16) dans la bague de guidage (17). Cet appui à l'encontre du ressort (20) a également pour effet de provoquer 20 l'engrènement de la roue dentée (15) avec le pignon (12) solidaire du moteur électrique (11). La rotation manuelle de la tête en croix (19) entraîne alors la rotation de la roue dentée (15) et du pignon (12) engrenant avec la roue dentée (15). Par transmission du mouvement à travers la roue dentée (10) solidaire du 25 pignon (12), le mouvement est transmis au pignon d'attaque (9) du renvoi d'angle, pour provoquer ainsi la rotation de la roue dentée (8). Du fait de l'engrènement de la roue dentée (8) avec le secteur denté (7), la chape (13) solidaire du bras télescopique (4) est ainsi déplacée progressivement vers la position désirée, notamment jusqu'à une position sensiblement alignée avec l'axe du 30 bras rotatif (2). Sur la figure 3, le dispositif d'actionnement de bras motorisé est représenté selon une vue partielle en perspective avec arrachement partiel. Les flèches (A) et (B) désignent respectivement le sens de poussée sur l'arbre d'entraînement (14) et la liberté de rotation à 360° de l'arbre d'entraînement (14) grâce à l'outil (18). L'arbre d'entraînement (14) est avantageusement équipé d'une butée (21) indiquant la fin de poussée et l'appui de l'extrémité (16) sur la bague de guidage (17). Ce montage mécanique permet ainsi de détecter l'appui complet selon la direction de la flèche (A) correspondant à l'engrènement effectif de la roue dentée (15) et du pignon (12) solidaire du moteur électrique (11). L'invention s'étend également au cas où l'arbre d'entraînement (14) coopère directement avec le pignon (9) du renvoi d'angle comportant le pignon (9) et la roue dentée (8). La disposition du ressort (20) de rappel évite l'usure de la roue dentée (16) et du pignon (12), et garantit ainsi l'absence d'usure du dispositif d'actionnement selon l'invention, tout en évitant d'interférer avec le fonctionnement de l'articulation (3) conformée en épaule de montage L'invention décrite en référence à un mode de réalisation particulier ne lui est nullement limitée, mais couvre au contraire toute modification de forme et toute 20 variante de réalisation dans le cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS1. Dispositif d'actionnement pour bras motorisé, notamment pour bras motorisé de téléopération, ledit bras motorisé comportant un corps (1) portant un arbre (1) rotatif, ledit arbre rotatif (2) portant à son extrémité éloignée du corps une articulation (3) conformée en épaule de montage d'un bras télescopique (4), l'orientation de la partie distale du dispositif étant commandée par un moyen électrique d'entraînement, caractérisé par le fait que le dispositif comporte un moyen mécanique auxiliaire d'entraînement apte à commander la rotation de l'articulation (3) conformée en épaule, pour déplacer en rotation cette articulation conformée (3) en épaule dans une position sensiblement alignée avec l'axe dudit arbre rotatif (2). 2. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen mécanique auxiliaire d'entraînement est un moyen mécanique auxiliaire débrayable. 3. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le moyen mécanique auxiliaire d'entraînement comporte un pignon (12) aligné avec l'axe du moteur électrique (11) d'entraînement de l'épaule et solidaire de ce moteur électrique (11) d'entraînement de l'épaule. 4. Dispositif d'actionnement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen mécanique auxiliaire d'entraînement comporte une roue dentée (15) de commande apte à coopérer avec ledit pignon (12) et apte à se déplacer entre une position libre et une position d'engrènement avec ledit pignon (12). 5. Dispositif d'actionnement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la roue dentée (15) apte à se déplacer entre une position libre et une position d'engrènement avec ledit pignon (12) est montée sur un axe d'entraînement (14) rappelé en position libre par un moyen élastique (20). 6. Dispositif d'actionnement selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'axe d'entraînement (14) de la roue dentée rappelé en position libre par un moyen élastique (15) est monté dans l'arbre rotatif (2) du corps. 7. Dispositif d'actionnement selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que l'axe d'entraînement (14) de la roue dentée comporte une extrémité de guidage (16) destinée à être guidée dans une conformation (17) correspondante de l'arbre rotatif (2). 8. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'axe d'entraînement (14) de la roue dentée comporte une extrémité (14a) apte à être entraînée en rotation par une barre (18) de commande, par exemple une extrémité à six pans.