Brevet FR3087693A1 — publié le 20200501

PREHENSEUR AVEC TUYAU FLEXIBLE INTERNE D'ALIMENTATION L'invention a trait au domaine de la préhension d'objets en vue de leur manutention, plus particulièrement à la préhension d'objets lors du montage de véhicules automobiles. II existe de nombreux dispositifs de préhension qui fonctionnent entre autres par électromagnétisme, par dépression, ou plus simplement par utilisation de pinces de serrage. Ces dispositifs servent notamment à faciliter la manutention d'une pièce, en particulier une pièce métallique, lors de sa fabrication, de sa mise en forme ou de son montage sur un véhicule automobile. Le document de brevet publié FR 3 051 701 Al divulgue un dispositif de préhension d'objets. Ce dispositif comprend un support auquel est rattachée une membrane souple, la membrane formant une enceinte déformable contenant un matériau granuleux. Un fluide peut également être injecté ou expulsé de la membrane par des passages situés dans le support. Ce dispositif comprend en outre une ventouse rattachée à la membrane du côté opposé au support, la ventouse permettant d'adhérer à des objets. Ce dispositif présente l'inconvénient d'être encombrant du fait de la présence du tuyau d'alimentation de la ventouse, qui peut parfois interférer avec des éléments avoisinants. De plus, ce tuyau génère un effort parasite sur la ventouse, qui est alors susceptible de modifier négativement l'orientation de la ventouse. L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de s'acquitter des inconvénients causés par le tuyau latéral d'alimentation en vide de la ventouse. L'invention a pour objet un dispositif de préhension d'objets, ledit dispositif comprenant : un support avec un premier passage pour fluide, une membrane attachée au support et formant une enceinte déformable et fermée en communication avec le premier passage, un matériau granuleux disposé dans l'enceinte, le fluide pouvant être injecté et expulsé de l'enceinte par le premier passage, et une ventouse rattachée à une portion de la membrane opposée au support, remarquable en ce que le dispositif comprend, en outre : un tuyau flexible, dans l'enceinte, reliant un 2 deuxième passage pour fluide sur le support avec la ventouse, de manière à pouvoir commander la ventouse depuis le support. Selon un mode avantageux de l'invention, le tuyau flexible forme des spires dans l'enceinte. 5 Selon un mode avantageux de l'invention, la membrane s'étend entre le support et la ventouse suivant une direction longitudinale, les spires du tuyau flexible étant autour de ladite direction. Selon un mode avantageux de l'invention, les spires du tuyau flexible présentent un diamètre variable le long de la direction longitudinale, ledit diamètre augmentant 10 depuis le support jusqu'à un maximum à mi-hauteur de l'enceinte, et ensuite diminuant jusqu'à la ventouse. Selon un mode avantageux de l'invention, le dispositif comprend, en outre, une interface de fixation de la ventouse à la membrane, le tuyau flexible étant relié à ladite interface. 15 Selon un mode avantageux de l'invention, l'interface de fixation comprend une collerette évasée en contact avec la membrane. Selon un mode avantageux de l'invention, le dispositif comprend, en outre, une liaison à rotule attelée au support et à l'interface de fixation. Selon un mode avantageux de l'invention, la liaison à rotule comprend un premier bras 20 avec une première extrémité fixée au support et une deuxième extrémité avec une sphère ou une cavité sphérique, un deuxième bras avec une première extrémité fixée à l'interface de fixation et une deuxième extrémité avec une cavité sphérique ou une sphère en prise avec la sphère ou cavité sphérique, respectivement, du premier bras, et une membrane souple enveloppant les premier et deuxième bras. 25 Selon un mode avantageux de l'invention, la liaison à rotule est circulaire et présente un diamètre variable le long de la direction longitudinale, ledit diamètre présentant un maximum à mi-hauteur de l'enceinte, les spires du tuyau flexible entourant la liaison à rotule. 3 Selon un mode avantageux de l'invention, le tuyau flexible présente un diamètre extérieur inférieur à 15mm, une épaisseur de paroi supérieure à 2mm, et est en matériau plastique présentant un module de Young supérieur à 2 G Pa. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent d'améliorer 5 l'alimentation en fluide de la ventouse, en évitant que le tuyau d'alimentation en vide, positionné à l'origine à l'extérieur du dispositif, soit arraché ou endommagé au cours de la manipulation. L'absence du tuyau à l'extérieur du dispositif permet en outre d'en diminuer l'encombrement. Dans l'art antérieur, le tuyau d'alimentation présente l'inconvénient d'être trop rigide, ce qui entraîne un déplacement du dispositif en dehors 10 de son référentiel, et limite la répétabilité de ses actions. Cela entraîne également une augmentation du temps nécessaire entre chaque manipulation puisqu'il faut à chaque étape reconfigurer le dispositif pour le remettre dans son référentiel. Enfin, l'invention est réalisée par des techniques connues de l'homme du métier et dans des matériaux couramment utilisés. 15 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de préhension selon l'invention ; - La figure 2 est une vue en perspective du dispositif de la figure 1, et montrant 20 l'intérieur du dispositif ; - La figure 3 est une vue en coupe du dispositif de préhension des figures 1 et 2. La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de préhension d'objets selon l'invention. Le dispositif 1 est constitué par un support 3, une membrane 7 et une ventouse 13. Le support 3 permet la fixation du dispositif 1 sur un manipulateur qui va 25 réaliser la préhension. Ce support 3 comprend au moins deux orifices, un premier orifice de fixation 3C, qui permet la fixation du dispositif 1 sur le manipulateur, et un second orifice correspondant au deuxième passage 3B pour fluide positionné sur un côté du support 3 . Le support 3 comprend en outre une collerette évasée 3E, qui va entourer partiellement, dans une portion supérieure 7A, la membrane 7. Le dispositif 30 1 comprend en outre une interface de fixation 11 située sur la membrane 7 à une 4 extrémité opposée au support 3, cette interface 11 permettant la fixation de la ventouse 13 à la membrane 7. Cette interface de fixation 11 comprend une collerette évasée 11E, en contact avec la membrane 7 dans une portion inférieure 7B opposée au support 3. La membrane 7 du dispositif 1 s'étend entre le support 3 et la ventouse 5 13 suivant une direction longitudinale x. Le dispositif 1, et plus particulièrement la membrane 7, peut être séparée en deux parties par un axe A transversal à la direction longitudinale x du dispositif 1, positionné à mi-hauteur du dispositif 1. La figure 2 montre une vue partielle de l'intérieur du dispositif de préhension selon l'invention. Sur cette figure, on peut voir que la membrane 7 forme une enceinte 9 10 déformable et fermée, qui comprend un matériau granuleux 9A, constitué par des particules. Cette enceinte 9 comprend en outre un tuyau flexible 15, ou tuyau d'alimentation en vide, qui s'étend depuis le support 3 vers l'interface de fixation 11 de la ventouse 13, le tuyau flexible 15 formant des spires 15A dans l'enceinte 9. Le tuyau flexible 15 est plus préférentiellement relié à l'interface de fixation 11, et à 15 vocation à alimenter la ventouse 13 en fluide 5, ventouse 13 qui peut alors être commandée depuis le support 3. Entre les spires 15A du tuyau flexible 15 se trouve une liaison à rotule 17 qui permet d'améliorer la résistance du dispositif 1 aux efforts. Plus particulièrement, les spires 15A du tuyau flexible 15 s'enroulent autour de la direction longitudinale x du dispositif 1, et ont un diamètre variable le long de ladite 20 direction x. En effet, le diamètre des spires 15A augmente depuis le support 3 jusqu'à un maximum situé à hauteur de l'axe A de l'enceinte 9, puis diminue jusqu'à la ventouse 13. Le tuyau flexible 15 est préférentiellement réalisé dans des matériaux plastiques, et plus particulièrement en PER (polyéthylène réticulé), la spirale permet alors que le tuyau flexible 15 soit plus souple dans le dispositif 1. La variation de 25 diamètre des spires 15A permet d'éviter que les spires 15A deviennent jointives quand l'enceinte déformable 9 est compressée. La figure 3 est une vue en coupe du dispositif des figures 1 et 2, qui montre l'alimentation en fluide du dispositif. Le deuxième passage 3B d'entrée pour le fluide 5 est en communication avec le tuyau flexible 15, qui va rejoindre un passage de sortie 30 11B pour un fluide 5, positionné dans l'interface de fixation 11, et qui débouche au niveau de la ventouse 13. Le tuyau flexible 15 va ainsi alimenter en fluide 5 la ventouse 13, et ainsi permettre de saisir ou de relâcher l'objet. Avantageusement, le tuyau 5 flexible 15 présente un diamètre extérieur inférieur à 15mm avec une épaisseur de paroi supérieure à 2mm. Le matériau plastique dans lequel le tuyau flexible 15 est réalisé présente un module de Young supérieur à 2GPa. Cela évite au tuyau flexible 15 de s'écraser en condition extrême de compression, c'est-à-dire en présence de 5 pression dans l'enceinte 9 et de dépression dans ledit tuyau 15. L'enceinte déformable 9, qui comprend le matériau granuleux 9A, peut également recevoir du fluide 5. Ce fluide 5 est injecté ou expulsé par un premier passage pour fluide 3A. De cette manière, les particules constituant le matériau granuleux 9A peuvent être individualisées par l'injection du fluide 5, ce qui facilite le positionnement 10 du dispositif 1. Le dispositif 1 peut comprendre en outre la liaison à rotule 17. Cette liaison à rotule 17 comprend un premier bras 19 et un deuxième bras 21, enveloppés par une membrane souple 23. Les spires 15A du tuyau flexible 15 entourent la liaison à rotule 17. Cette liaison 17 est préférentiellement circulaire avec un diamètre variable le long 15 de la direction longitudinale x, et dont le diamètre maximal est situé à mi-hauteur (axe A) de l'enceinte 9. Plus spécifiquement, le premier bras 19 comprend une première extrémité 19A fixée au support 3 et une deuxième extrémité 19B avec une sphère. Cette sphère est positionnée à hauteur de l'axe A de l'enceinte 9, la première extrémité 19A étant inséré 20 dans un passage 3D dans lequel le premier bras 19 peut coulisser. Le second bras 21 comprend une première extrémité 21A, s'insérant dans un passage 11 D de l'interface de fixation 11, et une deuxième extrémité 21 B avec une cavité sphérique en prise avec la sphère du premier bras 19. De manière générale, le fluide 5 peut être de l'air. Le matériau granuleux 9A comprend 25 des particules telles que du sable. Le dispositif 1 est préférentiellement réalisé dans des matériaux plastiques. Il est également possible d'inverser les deux bras (19, 21) de la liaison à rotule 17. 6 REVENDICATIONS. Dispositif de préhension d'objets (1), ledit dispositif (1) comprenant un support (3) avec un premier passage (3A) pour fluide, - une membrane (7) attachée au support (3) et formant une enceinte (9) deformable et fermée en communication avec le premier passage (3A), - un matériau granuleux (9A) disposé dans l'enceinte (9), le fluide pouvant être injecté et expulsé de l'enceinte (9) par le premier passage (3A), et - une ventouse (13) rattachée à une portion (7B) de la membrane (7) opposée au support (3); le dispositif (1) comprenant en outre - un tuyau flexible (15), dans l'enceinte (9); reliant un deuxième passage (38) pour fluide (5) sur le support (3) avec la ventouse (13), de manière à pouvoir commander la ventouse (13) depuis le support (3), ledit dispositif de préhension d'objets (1) étant caractérisé en ce que le tuyau flexible (15) forme des spires (15A) dans l'enceinte (9). 2. Dispositif de préhension d'objets (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane (7) s'étend entre le support (3) et la ventouse (13) suivant une direction longitudinale (x), les spires (15A) du tuyau flexible (15) étant autour de ladite direction (x). 3. Dispositif de préhension d'objets (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les spires (15A) du tuyau flexible (15) présentent un diamètre variable le long de la direction longitudinale (x), ledit diamètre augmentant depuis le support (3) jusqu'à un maximum à m -hauteur de l'enceinte (9), et ensuite diminuant jusqu'à la ventouse (13). 4. Dispositif de préhension d'objets (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comprend, en outre, une interface de fixation (11) de la ventouse (13) à la membrane (7), le tuyau flexible relié à ladite interface (11). 5. Dispositif de préhension d'objets (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'interface de fixation (11) comprend une collerette évasée (11E1) en contact avec la membrane (7). 6. Dispositif de préhension d'objets (1) selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comprend, en outre, une liaison à rotule (17) attelée au support (3) et à l'interface de fixation (11). 7. Dispositif de préhension d'objets (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce 5 que la liaison à rotule (17) comprend un premier bras (19) avec une première extrémité (19A) fixée au support (3) et une deuxième extrémité (19B) avec une sphère ou une cavité sphérique, un deuxième bras (21) avec une première extrémité (21A) fixée à l'interface de fixation (1 1 ) et une deuxième extrémité (21B) avec une cavité sphérique ou une sphère en prise avec la sphère ou 10 cavité sphérique, respectivement, du premier bras (19), et une membrane souple (23) enveloppant les premier et deuxième bras (19, 21). 8. Dispositif de préhension d'objets (1) selon la revendication 2 et selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la liaison à rotule (17) est circulaire et présente un diamètre variable le long de la direction longitudinale (x), ledit 15 diamètre présentant un maximum à mi-hauteur de l'enceinte (9), les spires (15A) du tuyau flexible (15) entourant la liaison à rotule (17). 9. Dispositif de préhension d'objets (1) selon l'une des revendications 1 à 8, risé en ce que le tuyau flexible (15) présente un diamètre extérieur inférieur à 1 5m m , une épaisseur de paroi supérieure à 2mm, et est en matériau 20 plastique présentant un module de Young supérieur à 2 GPa.