Brevet FR3085368A1 — publié le 20200306

La présente invention concerne Je domaine de la cobonique et plus particulièrement des exosquelettes d'assistance. ARR1ERE PLAN DE L'INVENTION Il est connu de commander un dispositif d'assistance à la manipulation d'une charge en réalisant un asservissement en effort dans lequel la consigne d'effort représente une fraction (compensation partielle) ou la totalité (compensation totale) de l'effort résis- tant généré par une charge à manipuler. Tes dispositifs d'assislanco à la manipulation passifs utilisent des ressorts qui sont dimensionnes pour fournir des efforts de compensation calibrés par rapport â une charge dont la masse est connue. Pour les disposi- tifs d'assistance à la manipiilation actifs, il est néces- saire d' également connaître la masse de la charge à manipuler afin de commander le juste effort d'assistance. Il existe de nombreux algorithmes de pilotage d'un actionneur d'exosquelette comme par exemple un pilotage en dé- placement, en vitesse, en accélération ou en effort, OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de réduire les opérations de mesure Préalable de la masse d'une charge à manipuler par un dispositif d'assistance à la manipulation de 95 charge. RESOME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit un dispositif de commande et de manipulation comprenant un bâti comportant des premiers moyens de liaison à un dispositif d'assistance à la 30 manipulation de charge, le bâti comprenant également une interface de commande et des deuxième moyens de liaison à 2 une charge à manipuler. L' interface de commende est agencée pour pouvoir se déplacer relativement au bâti depuis une première position vers. une deuxième position, Le dispositif de - commande et de manipulation comprend des pree miers moyens de rappel de l'interface... de commande vers la première. position. Le dispositif de - commende:. et. de 'Manipulation est. pourvu de premiers moyens de détecter la présence de l'interface' de commande dans sa deuxième sitien. Lés premiers ireyenS de détecter la, présence. de 10 Pinterface de commande dans. sa deuxième position sont pourvus de connectants destinés à. être reliés à une unité de contrôle du dispositif d'assistance à la. manipulation de charge. Un. tel dispositif de commande et de manipulation 15 permet, est folié à une unité de. contrôle d'un dispositif d'assistance à la manipulation de charge, de Simplement paramétrer un effort d'assistance:. à. fournir sans qu'il soit nécessaire de préalablement renseigner la. valeur. de.. la masse de la.. charge à manipuler. Ceci permet 20 d'utiliser un dispositif d'assistance à la manipulation de charge pour ia manipulation de plusieurs éléments de. masses différentes avec un temps.. réduit pour le passaqe d'un élément à gril autre, ce qui ai-déflore la flexibilité du processus de. manutention. 93. La détection de l'intention do poser la charge ost. facilitée lorsque les deuxièmes moyens de liaison. de. la. charge sont agencés pour pouvoir se déplacer relativement au bâti. entre une troiisieme position et une quatrième position et que le dispositif de Commande et de manipula 30 tien comprend des deuxièmes moyens de rappel des.. deu- xièmes moyens de liaison de. 1S. Charge vers la. troisième. dans ion air des deuxièmes moyens de détecter née des moyens de liaison de la charge à manipuler leur quatrièMe position. Les deuxièmes moyens de dé- tecter la présence des deuxièmes moyens de liaison de la 5 charge dans leur quatrième position sont pourvus de con- necteurs destinés à être reliés à une unité de contrôle du dispositif d'assistance à la manipulation de charge La finesse de l'assistance est améliorée lorsque l`interface de commande est également agencée pour pou- 10 voir se déplacer relativement au bâti depuis sa première position une cinqdiène la deuxième et_ la cinquième position étant situées de pari. et d'autre de la première position. Le dispositif de commande et de manipulation comprend alors des troisièmes moyens de détecter la présence de l'interface de commando dans sa cinquième positionqui sont uourvus de Lecteurs destinés à être reliés à une unité de contrôle du dispositif d'assistance a la manipulation de charge. Avantageusement, la première position, la deuxième 20 position et la cinquième position sont alignées selon une première direction. Le dispositif d'assistance à la manipulation permet de facilement réaliser des opérations de levage quand la -tion est verticale lorsque le dispositif de commande et mai iPulat relié au dispositif d'assistance à la manipulation d :go pilou lorsque la troisième position et la quatrième position sont alignées selon la première direction. La présence d'une charge est identifiée avant quo 30 1'irnterface de contrôle et de commande ne change de posi- tion lorsque s deuxièmes moyens de rappel exercent un 4 effort dé rappel inférieur à celui exercé par les premiers moyens de. rappel. Une réalisation économique est obtenue. lorsque. les premiers moyens de rappel et/ou les deuxièmes moyens de. 5 rappel comprennent un ressort. Une réalisation éConottieUe est également obtenue. lorsque: les premiers moyens de détecter la présence de l'interface de commande dans sa deuxième position et/ou les deuxièmes. moyens de détecter la présence des moyens 10 de liaison de la. charge dans leur quatrième position et/ou les troisièmes moyens .0e détecter la. présence de 1' interface de comMande: dalla sa cinquième position comprennent un interrupteur. L'invention concerne également un dispositif 15 d' assistance à la manipulation de ctarge relié au dispo- sitif. de. commande et, de manipulation: ci-dessus. Avantageusement, les premiers moyens de rappel du dispositif de. commande et de manipulation exercent un effort de rappel supérieur à des efforts de frottement et d'inertie exer- 20 cés par le dispositif d'assistance à la manipulation à l'encontre d'une venue de l'interface de commande depuis sa première position jusqu'à sa deuxième ou sa troisième position. La sécurité d'utilisation est améliorée lorsque le dispositif comprend des moyens d'inhibition des premiers moyens de détecter la présence de l'interface de commande dans sa deuxième position et/ou des moyens d'inhibition des deuxièmes moyens de détecter la présence des moyens de liaison de la charge à manipuler dans leur quatrième position et/ou des moyens d'inhibition des troisièmes moyens de détecter la présence de l'interface de commande h dans sa cinquième position. T' invention concerne. également un procédé de commande d'un dispositif d'assistance à la manipulation de charge relié à un dispositif de commande et de manipula- 5 tion, le dispositif de commande et de manipulation com- prenant un bâti comportant une interface de commande et des moyens de liaison à une charge à manipuler et l'interface de commande, est agencée pour pouvoir se déplacer relativement au bâti depuis une première position 10 vers une deuxième position. Le dispositif de commande et de manipulation comprend des premiers moyens de rappel de l'interface de commande vers la première position et est pourvu de premiers moyens de détecter la présence de l'interface de commande dans sa deuxième position. Selon 15 l'invention, le procédé comprend les étapes de : lors d'une phase préliminaire : - détecter une présence de l'interface de commande dans sa deuxième position - appliquer une commande de force verticale 20 croissante au dispositif d'assistance à la manipulation de charge, visant à provoquer un déplacement du bail relativement à l'interface de commande de manière à amener l'interface de commande dans sa première position ; 25 - enregistrer une première valeur atteinte par la commande et/ou une deuxième valeur atteinte par un capteur lié au dispositif d'assistance à la manipulation de charge lorsqu'une présence de l'interface de commande dans sa deuxième position n'est plus détectée ; 30 - utiliser la première valeur olJou la deuxième valeur pour déterminer une première estimation d'un poids 6 de la charge à manipuler ; et lors d'une phase de pilotage : - commander le dispositif d'assistance à la manipulation à l'aide d'une loi de commande de force 5 verticale en utilisant la première estimation du poids de la charge afin de générer un effort d'assistance à la manipulation de la charge. On obtient alors un procédé de commande qui permet d'évaluer le poids à prendre en charge par le dispositif 10 d'assistance à la manipulation et de paramétrer la loi de commando do ce dispositif au cours des opérations de saisie et de levée de la charge. Ces opérations sont transparentes pour l'utilisateur et le dispositif d'assistance à la manipulation peut être utilisé pour la prise en 15 charge d'éléments de masses variées sans recourir à des opérations de calibrage. La précision de la d'assistance est améliorée les étapes supplémentaires détermination de l'effort lorsque le procédé comprend suivantes situées entre la 20 phase préliminaire et la phase de pilotage présence de l'interface de dOMMande lorsqu'une dans sa deuxième position n'est plus détectée, appliquer une. commande de force verticale décroissante au dispositif d'assistance à la manipulation de charge 25 visant A provoquer un déplacement du bâti relativement à 1' interface de commande de manière à ramoner l'interface de commande dans sa deuxième position - enregistrer une troisième valeur atteinte par la. commande . et/on une quatrième Valeur. atteinte par un. 30 captour lié .au dispositif d'assistance à la manipulation de charge lorsqu'une p.rence. de Ifint..erface de commande dans sa deuxième position est détectée; - utiliser. la troisième valeur et/ou la quatrième valeur pour affiner l'estimation du poids de la charge à manipuler. Une estimation plus précise du poids de la charge à manipuler est obtenue lorsque le procédé de commande comprend une étape supplémentaire de corriger la première estimation d'un poids de la charge à manipuler à l'aide d'une force d'enclenchement des premiers et/ou deuxièmes 10 moyens de rappel. Ld phase de repose de la charge est plus intuitive lorsque les deuxièmes moyens de liaison de la charge sont agencés pour pouvoir se déplacer relativement au bâti entre une troisième position et une quatrième position et 15 que le dispositif de commando et de manipulation comprend des deuxièmes moyens de rappel des deuxièmes moyens de liaison de la charge vers la troisième position et des deuxièmes moyens de détecter la présence des deuxièmes moyens de liaison de la charge dans leur auatrième posi- 20 tion. L'interface de commande est alors agencée pour pou- voir se déplacer relativement au PâLi depuis sa première position vers une cinquième position, la deuxième et la cinquième position étant situées de part et d'autre de la première, position et le dispositif de commande et de ma- 25 nipulation comprend des troisièmes moyens de détecter la présence de l'interface de commande dans sa cinquième position. Alors, le procédé comprend les étapes supplémentaires suivantes situées dans la phase de pilotage - détecter une présence de l'interface de commande 30 dans sa cinquième, position ; - commander une décroissance de l'effort B d'assistance à la manipulation de la charge exercée par le dispositif d'assistance à la manipulation de charge jusqu'à ne plus détecter une présence des deuxièmes moyens de liaison de la charge dans leur quatrième position. Avantageusement le procédé comprend l'étape supplémentaire de mettre la valeur de l'estimation de l'effort résistant de la charge à zéro lorsqu'une présence des deuxièmes moyens de liaison à la charge dans leur qua- 10 trième position n'est plus détectée. De manière préférée, la commande croissante résulte d'une consignc do vitesse non nulle et/ou peut comprendre une commande d'effort croissante. Lorsque le manipulateur comprend des actionneurs 15 rotatifs, la commando d'effort croissante peut comprendre une commande de couple. L'invention concerne également un ensemble de manutention comprenant un dispositif d'assistance à la manipulation de charge relié à Un dispositif de commande et 20 de manipulation et une unité de contrôle agencée pour mettre en oeuvre le procédé Luis que décrits ci-dessus. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation non limitatifs de l'invention. 25 BREVF, DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux figures annexées parmi lesquelles -la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un ensemble de manutention selon 30 l'invention ; 9 -la figure 2 est une vue de détail d'un dispositif de commande et de manipulation selon :tu premier mode de réalisation de l'invention; -la figure: 3 est une vue du dispositif de commande et de manipulation de la figure 2 dans un deuxième état. -les -les figures 4 à 13 représentent l'ensemble de manutention de la figure 1 au cours des diverses étapes d'un premier mode de réalisation du procédé de commande 10 selon. l'invention ; -la figure 14 est une vue de détail d'un dispositif de commande et de manipulation selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; -les figures 15 à 18 représentent l'ensemble de 15 manutention de la figure 1 au cours des diverses étapes d'un troisième mode de réalisation du procédé de commande selon l'invention DESCRIPTION DETATLLEE DE L'INVENTION En référence aux figures 1 à 7, l'ensemble de 20 manutention généralement désigné 1 comprend un manipulateur 10 de charge relié à une unité de contrôle 90. Le manipulateur 10 repose sur une surface horizontale 2 et comprend un support 11 sur lequel un 25 châssis 12 est monté à rotation sur un palier 13 autour d'un axe vertical Oy. La rotation du châssis 12 autour de l'axe vertical Oy relativement au support 11 est commandée par un premier moLoréducteur 14 relié à L'unité de contrôle 90. 30 Un premier segment 15 est articulé en sa première extrémité 15.1 sur le châssis 12 selon un axe Ox 19 horizontal. La rotation du premier segment 15 relativement au châssis. 12 .est uozaWaei1ée par un deuxième motoréducteur 16 relié à l'unité de contrôle 90. Un deuxième segment 17 est articulé en sa première extrémité 17.1 sur la deuxième. extrémité 15.2 du premier segment 15. La rotation du deuxième segment 17 relativement au premier segment 15 est commandée par un troisième motoréducteur 18 relié à l'unité de contrôle 90. La deuxième ex.trém.ité 17.2 du deuxième segment 17 comprend des moyens di liaison à un dispositif 20 de commando et de manipulation, i,cl sous la forme d'une platine de fixation 19 articulée sur la deuxième extrémité 17.2. Un actionneur 19.1 non représenté assure ie la platine de fixation 19 demeure dans sa position initiale quelle que soit la position du deuxième segment 17. Le premier motoréducteur 14 est équipé d'un premier codeur 14.1 rotatif à points, d'un premier capteur de 20 courant 14.2 d'alimentation du premier motoréducteur 14 et d'un premier capteur de couple 14.3 l'unité de contrôle 90. Le deuxième motoréducteur 16 est équipé d'un deuxième codeur 16.1 rotatif àpoints, d'un deuxième 25 capteur de courant 16.2 d'alimdeuxième motoreducLeur 16 et d'un deuxième capteur de couple 16.3 reliés à l'unité de contrôle 90. Le troisième motoreducteur 18 est équipé d'un troisième codeur 18.1 rotatif à points, d'un troisième 30 capteur de courant 18.2 d'alimentation du troisième motoréducteur 18 et d'un troisième capteur de couple 18.3 11 reliés à l'unité de contrôle 90. L'unité de contrôle 90 comprend un premier module 91 d'estimation d'effort et un deuxième module 92 de calcul pour piloter les premier, deuxième et troisième 5 motoréducteurs 14, 16 et 18 à l'aide d'une loi d'asservissement en effort vertical. En référence à la figure 2, le dispositif 20 comprend un bâti 21 comportant une platine 22 boulonnée sur la platine de fixation 19 du manipulateur 10. Le bâti 21 10 comprend également une poignée 23 montée à coulissement selon un axe vertical (selon la représentation des figures 2 et 3) relativement au bâti 21. La poignée 23 peut se déplacer depuis une première position A (représentée en figure 2) vers une deuxième position B (représentée en 15 figure 3) qui correspond à une translation de la poignée 23 vers le haut (selon la représentation des figures 2 et 3) relativement au bâti 21. Un premier ressort 24 hélicoïdal de raideur k24 rappelle la poignée 23 depuis sa deuxième position B vers sa première position A. Préfé- 20 rentiellement, mais de manière non nécessaire, la raideur k24 du premier ressort 24 est telle que licitort de rappel (ou d'enclenchement) qu'il exerce est supérieur aux efforts de frottement et d'inertie exercés par le manipulateur 10 à l'encontre d'une venue de la poignée 23 depuis 25 sa première position A jusqu'à sa deuxième position 3. tedispositif 20 comprend également un premier interrupteur 25 normalement ouvert qui passe de l'état ouvert â l'état fermé lorsque la poignée 23 est dans sa deuxième position B (figure 3). Le premier interrupteur 30 25 passe de l'état fermé à l'état ouvert lorsque la poi- gnée 23 quitte la deuxième position B. Le bâti 21 comprend également un crochet. 26 monté à coulissement selon un axe vertical (selon les représentations des figures 2 et 3) reiativement au bâti 21. Le crochet 26 peut se déplacer depuis une troisième position C (;représentée en figure 2) vers une quatrième position D (représentée en figure 3) qui correspond à une translation du crochet 26 vers le bas (selon la représentation des figures 2 et 3) relativement au bâti 21. Un deuxième ressort 27 hélicoïdal de raideur k2.7 rappelle le crochet 26 vers sa troisième position C. Ici, la raideur k27 du deuxième ressort 27 est préférentiellement, mais pas cessairement, telle que l'effort de rappel (ou d'enclenchement) qu'il exerce est inférieur à l'effort de rappel (ou d'enclenchement) du premier ressort 24. Le dispositif 20 comprend également un deuxième in- eur. 28 normalement (puys qui passe de l'état ou- vert à l'état fermé lorsque crochet 26 est dans sa quatrième position D (figure 3). Le deuxième interrupteur 28 passe de l'état fermé à l'état ouvert lorsque le cro- 20 chet 26 quitte la quatrième position D. Le premier interrupteur 25 et le deuxième inteirupteur 28 sont respectivement reliés à un premier connecteur 25.1 et un deuxième connecteur 28.1 entiches dans des connecteurs ologues reliés à l'unité de contrôle 25 90. En fonctionnement, un utilisateur 100 saisit la poignée et déplace le manipulateur 10 afin d'approcher le crochet 26 d'une charge 80 à manipuler (figure il), ici pourvue d'un anneau de levage Ri- Dans cette phase approche, l'unité de contrôlé 90 réalise n asservissement en effort du premier motoréducteur 14 du deuxième motoréducteur 16 et du troisi.:ème motoréducteur 18 à l'aide du deuxième module 92 de manière à équilibrer le manipulateur 10 (équilibrage, à vide) . Le premier capteur de couple 14.3, le deuxième capteur de couple 16.3 et le 5 troisième capteur de couple 18.3 mesurent notamment les variations de couples produits par les efforts appliqués par l'utilisateur 100 au manipulateur 10 via la poignée 23 et le deuxième module 92 pilote le premier motoréducteur 14, le deuxième motoréducteur 16 et le troisième mo- 10 toréducteur 18 de manière à réduire l'effort appliqué au manipulateur 10. Durant ceLle phase d'approche, le premier interrupteur 25 et le deuxième interrupteur 28 sont à l'état ouvert (figure 2 et 4). Une fois le crochet 26 engagé dans l'anneau de levage 81(,figure 5), 15 l'utilisateur lin exerce un effort vertical_ vers le haut sur la poignée 23 afin de lever La charge 80. L'unité de contrôle 90 commande le manipulateur 10 de manière à provoquer un mouvement de l'extrémité 17.2 du deuxième segment 17 verticalement vers le haut. Ce déplacement pro- 20 vogue successivement troisième position C venue du crochet 26 depuis sa quaLrième position D -et donc la fermeture dü deuxième. interrupteur 28. (figure puis la. venue de: la poignée 23 depuis. sa première position. A. à. sa deuxième position et donc l,fermeture. du premier in- terrupteur 25 (figure te, second module- 92. détecte la présence de la poignée 23 dans sa deuxième position. B grâce à la fermeture du premier interrupteur 25 .Selon une preMière étape, l'unité de contrôle 90. une première consigne 30 de,. vitésee de translation le halt. de 0,5 mètre, :paf ..seconde dans un sens visant: à déplacer Té: bâti 21. relativement à. la poidnée 23 de. ma- 14 nière à ramener la, poignée première position. Uunire de contra `>le 90. calcule le. vitesse. 1. ale de la charge 80 à partir des mesures des vitesses angulaires du deuxième motoreducteur 16 et du troisième motoréducteur 5 18 respectivement effectuées par le deuxième codeur 16.1 et le troisième codeur 18.1, ainsi qu'à partir des longueurs des segments 15 et 17. L'unité de contrôle 90 dérmine alors une erreur entre 1 vitesse verticale de la charge 80 et la première consigne 30 et ajuste en censé- 10 -quence la valeur de la commando de couple C0M16 envoyée au deuxième motoréducteur 16 et au tr i si ème motoréducteur 18. Ainsi, tant que la vitesse verticale du la charge 80 est nulle, l'unité de contrôle et de commande 5 envoie une commande de couple croissante au deuxième motoreduc- 15 teur 1 6 et au troisième moto-réducteur 18. Lorsque le couple Cu appliqué par le second motoreducteur 16 au premier segment 15 dépasse la valeur de son couple de seuil -sic et que. le couple Ou, appliqué par le troisième motoréducteur 18 au segment 17 dépasse la valeur de son couple 20 de seuil C,18, les segments 15 et 17 tournent de façon à cc que la vitesse de la charge 800 soit verticale vers le haut (figure 9). Dès qu'une vitesse verticale de charge 80 est enregistrée par l'unité de contrôle 90, la valeur de l'effort vertical est stâmée par le module 25 à partir des couples Cu et Cis, dés informations fournies r les codeurs 16.1 et 18.1, et de la longueur dos segs 15 et 17 qui permettent de déterminer les distances L16 et Lm séparant le deuxième motoréducteur 16 et le ième motoréducteur 18 de la charge 80. Les couples Cu et Cls peuvent soit correspondre aux coi mandes de couple COM16 et CON16 soit couples mesurés par les 15 capteurs de coupla 16.3 et 18,3, soit encore des couples us Limés par les consignes ou mesures des courants. If& et envoyés aux moLoréducteurs 16 et 18 et d'une courbe liant ces intensités à leurs couples. L'unité de contrôle 5 90 effectue alors une correction de cette première esti- mation de la valeur de la force verticale qui prend en compte les forces d'enclenchement exercées par les ressorts de rappel 24 et 27 et qui est fournie par l'opérateur ainsi que le frottement dans l'ensemble du 10 dispositif d'assistance à la manipulation y compris dans les moto réducteurs 15 ut 18. Cette correction peut prendre la forme, ici, d'une sommation du maximum des forces d'enclenchement exercées par les ressorts de rappel 24 et 27 avec la première estimation de force verticale. Par 15 la suite la valeur corrigée de l'effort vertical, qui correspond à une estimation du poids donc de la messe M80, de la charge 80, est utilisée par le deuxième module 92 pour paramétrer une loi d'asservissement en effort qui établit les comnandes à appliquer au deuxième motoréduc- 20 teur 16, au troisième motoréducteur 18 et éventuellement au premier motoréducteur 14 pour commander le manipula teur 10 lors de la manipulation de la charge 80, et ce jusqu'à la repose de la charge. Ceci permet à l'opérateur de déplacer la charge, 25 sans contrainte de vitesse donc sans perte de temps (com- mande d'équilibre) en appliquant seulement une force égale au frottement et aux efforts d'accélération/décélération de l'ensemble de manutention 1. 30 Si pendant un instant suivant la correction de la commande l'utilisateur 100 continue d'exercer sur la poi- 16 gnée 23 un effort vers le haut, le premier interrupteur 25 demeure fermé et comme l'unité de contrôle maintient la consigne de force verticale corrigée, il se produit une accélération de la charge 80 vers le haut. En réfé- 5 rence à la figure 10, lorsque l'utilisateur 100 cesse d'appliquer son effort vers le haut (ou qu'il se contente d'accompagner la poignée 23), le déplacement de l'extrémité 17.2 du deuxième segment 17 de manipulateur 10 provoque un déplacement relatif du bâti 21 par rapport 10 à la poignée 23 qui amène le premier interrupteur 25 dans son état fermé et le retour do la poignée 23 vers sa première position A (figure 11). Par ailleurs la charge décélère sous l'effet des frottements. Lorsque l'utilisateur 100 souhaite poser la charge 15 80, il applique un effort vers le bas sur la poignée 23 jusqu'à ce que la charge 80 vienne au ecntauL du support de destination, ici le sol (figure 12). En maintenant l'application d'un effort vers le bas, le bâti 21 du dispositif 20 se déplace vers le bas alors que la charge 80 20 et le crochet 26 sont fixes. Ce déplacement relatif du bâti 21 et du crochet 26 provoque une décharge du crochet 26 qui quitte alors sa quatrième position D. Le deuxième interrupteur 28 passe de l'état fermé à l'état ouvert (figure 13). La présence du crochet 26 en sa quatrième 25 position D n'est plus détectée et le second module 92 met la valeur de l'estimation Msoesi de la masse de la charge UO à zéro. La loi d'asservissemenf en effort vertical fait passer la valeur de l'effort appliquer au dispositif 20 à zéro et établit les commandes à appliquer au den- 30 :dème motoréducteur 16, au troislâmb motoréducteur 18 et éventuellement au premier motoréducteur 14 en consé- 17 quence. Ainsi, dans le cas d'une évolution continue dc la première estimation M80,1, l'assistance exercée par le manipulateur 10 sur la charge 80 décroit jusqu'à revenir à une valeur correspondant à un équilibrage à vide du mani- 5 pulateur 111,. On obtient ainsi un procédé de commande permettant d'estimer la masse d'une charge 80 à manipuler par un manipulateur 10 el_ de commander ensuite ce manipulateur 10 en utilisant la première estimation MHe-,-2 de la masse de 10 la charge 80. Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment. décrit porteront une référence numérique identique à ceux-ci dans la description qui suit des deuxième et troisième modes de réalisation de l'invention. 15 Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la phase préliminaire comprend des étapes supplémentaires de détermination d'une deuxième estimation M80es2 de la masse de la charge 80. Lorsque la présence de la poignée 23 dans sa deuxième position B n'est 20 plus détectée (passage du premier interrupteur 25 de son état fermé à son état ouvert), le premier module 31 fixe une deuxième consigne 31 de vitesse négative de quinze r LJ gnée xième plan degrés par seconde au deuxième motoréducteur 16 sens visant à. déplacer le bâti 21 relativement à 23 de manière a ramener la poignée vertical position B Gici selon la représentation des ligures 1 et une rotation vers le bas 23 dans dans un la poisa depdans un 2). Le premier module 91 fixe également une consigne de déplacement nul au troisième mctoreducteur 18. Lorsque la 30 poignée 23 retourne A sa deuxième position B (figure 3), le premier module 91 enregistre la deuxième valeur C0Ddi16-2 atteinte par la commande COMIG envoyée au deuxième motoréducteur 16, ici la deuxième valeur Iia-r atteinte par l'intensité d'alimentation 11E du deuxième motoreducteur 16. Cette deuxième valeur est mesurée à l'aide du cap- 5 teur 16.3. Alternativement, ou de manière conjointe, le module 91 peut enregistrer le deuxième couple C16_2 appliqué par le deuxième motoréducteur 16. Le premier module 91 utilise la deuxième valeur Iiaai pour affiner la première estimation 141,90,51 de la charge 80 et aboutir à une 10 deuxième estimation r480ew,. Cette deuxième estimation M60eu2 peut être déterminée.. en.. prenant en compte.. la. raideur k24 du premier ressort. 24 en réalisant une moyenne du premier couple C316 et du deuxième couple C16.a2. Cette deuxième estimation M80332 est enregistrée par 15. deuxième MOdtile. 92 et est ensbite, utilisée par le deu- xième module 92 pour. paramétrer une loi d, asservissement en erfort qui établit les commandes à appliquer au deuxième.. motoréducteur 16, au troisième motoréducteur 1.8 et. éventuellement au premier motoréducteur 14. pour. commander 20 le. manipulateur 10 lors de la manipulation de la charge 80_ Selon un troisième mode de réalisation, la poignée 23 peut également se déplacer dépais sa première position A (représentée en figure 2) vers une cinquième positien E 25 (représentée en ligure 14) qui correspond à une transie- Lion de la poignée 23 vers le bas (selon la représentation des figures 1 à 14) relativement au bâti 21. La deuxième position B et la cinquième position E sont situées de part et d'autre de la première position La première 30 position A, la deuxième position B eL la cinquième posi- tion E sont alignées selon une première direction verti- 19 cale parallèle à l'axe Oy lorsque le dispositif 20 est relié au manipulateur 10. Ici, la troisième position O et la quatrième position D du crochet 26 sont également alignées selon la première direction. Un troisième ressort 5 29 hélicoïdal de raideur k,9. rappelle la poignée 23 vers sa première position A. Préférentiellement, mais de manière non nécessaire, la raideur k29 du troisième ressort 29 exerce un effort de rappel supérieur aux efforts de frottement et d'inertie exercés par le manipulateur 10 à 10 Peneontre d'une venue de la poignée 23 depuis sa pre- filer° position A jusqu'à sa cinquième position E. Le dispositif 20 comprend également un troisième interrupteur 40 Normalement Ouvert qui passe de l'état ouvert à l'état fermé lorsque la poignée 23 est dans sa 15 cinquième position E (figure 14). Le troisième interrup- teur 40 passe de l'état fermé à l'état ouvert lorsque la poignée 23 quitte la cinquième. position E. Le troisième interrupteur 40 esu relié à un troisième connecteur 40,1 entiché dans un connecteur homologue relié à l'unité de 20 contrôle 90. Lorsque l'utilisateur 100 souhaite poser la charge 80, il applique un effort vers le bas sur la poignée 23 jusqu'à ce que la charge 80 vienne au contact du support de destination, ici le sol (figure 15). En maintenant l'application d'un effort vers le bas, l'utilisateur provoque lu passage de la poignée 23 depuis sa première position A vers sa cinquième position E. Le troisième interrupteur 40 passe de l'état ouvert à l'état fermé (figure 16). 30 La présence de la poignée 23 dans sa cinquième po- sition est alors déLectée et le deuxième module 92 com- 20 mande une décroissance de T'effort d'as par le manipulateur 10. Cette décroissan mise en oeuvre, ici, en faisant décroître un gain appliqué à l'effort d'assistance généré par le manipulateur 10. Le manipulateur 10, sous l'effet conjugué de l'effort vers le bas appliqué sur la poignée 23 par l'utilisateur 100 et la décroissance de l'effort d'assistance exercé par le manipulateur 10, se déplace selon un mouvement descendant selon la représentation de la figure 16. Une fois que 10 l'effort d'assistance estinférieur à l'effort exece par e deuxème ressort 27 pour rappeler le crochet 26 dans isiême position C, le crochet26 Quitte sa quatrième position D. Le deuxième interrupteur 28 passe alors à l'état cuver Le deuxième module 92 ne détecte plus la présence du crochet 2.6 dans sa quatrième position D (figure 17) et cesse la décroissance de l'effort ssistanoe exercé par le manipulateur 10.Cette situation correspond sensiblement à une situation de retour à 1/équilibrage à vide du manipulateur 10 et peut 20 s'accompagner d'une remise à zéro de la valeur de la pre- mière estimation Oes1 (ou la deuxième estimation McOerA de la masse de la charge 80. L'utilisateur 100 guide ensuite le manipulateur 10 à l'aide de la poignée 23 de manière à dégager le crochet 25 26 (figure 18). Bien entendu, l'invention limiteaux modes de réalisation décrits mais englobe toute lante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendic_ Tl est par Lplu envi oir des dis- positifs d'inhibition du premier nter up 25 et/ou du 21 deuxième interrupteur 28 cLiou du troisième interrupteur 40. Ces dispositifs d'inhibition peuvent dire commandés automatiquement par l'unité de cent rôle 90 au moment du passage en phase de pilotage ou directement par 5 l'utilisateur via une commande positionnée sur la poignée 23. Ces dispositifs d'inhibition peuvent utilement filtrer des actions brusques d'un utilisateur sur la poignée 23 lors de la phase de pilotage et qui pourraient amener à une fermeture ou une ouverture du premier interrupteur 10 25, du deuxième interrupteur 28 ou du troisième interrup- teur 40 qui amènerait à une diminution de l'effort d'assistance non souhaitée. Ces dispositifs d'inhibition assurent ainsi une sécurité améliorée du dispositif 20. En particulier, 15 - bien qu'ici la liaison de la charge au manipula- Leur soit assurée par un crochet destiné à collaborer avec un anneau de la charge, l'invention s'applique également à d'autres types de deuxièmes moyens de liaison à une charge comme par exemple un préhenseur, des fourches, 20 une ventouse à vide ou un grappin magnétique - bien qu'ici le manipulaLcur comprenne des motoréducteurs, l'invention s'applique également à d'autres types d'actionneurs comme par exemple des vérins à ciAb-Jes, des actionneurs linéaires hydrauliques, pncuma- 25 noues ou électriques ; - bien qu'ici les moLoréducteurs soient pourvus d'un codeur rotatif à points, l'invention s'applique également à d'autres moyens de détecter un mouvement de 1" actionneur corme par exemple un codeur à câble, une 30 piste résistive, une centrale inertielle ; - bien qu'ici le premier module de unité de con- frôle fixa une consigne de vitesse de quinze degrés par seconde, l'invention s'applique 'à d'autres valeurs de la consigne de vitesse comme par exemple toute valeur non nulle 5 - bien qu'ici l'exosquelette comprenne une poignée, l'invention s'applique également à d'autres types d'interface de commande comme par exemple un joystick ou un volant - bien qu'ici le premier module applique une ccm- 10 mande de couple, croissante à l'actionneur, l'invention s'applique également à d'autres types de commando de force verticale croissante comme par exemple une commande de force croissante. ; - bien qu'ici le premier module applique une coin- 15 mande de couple décroissante à. l'actionneur, l'invention s'appl.ique également à d'autres types de commande de force verticale décroissante comme par exemple une commande de. force décroissante ; - bien qu'ici le dispositif de commande et de mani- 20 pulation comprenne un crochet monté mobile entre une troisième et une quatrième position ainsi qu'un deuxième interrupteur pour détecter la présence du crochet dans sa quatrième position, l'invention s'applique également à un crochet monté fixe. La pose de la charge sur son support 25 en vue de la décrocher peuL-nrc, par exemple, détectée par l'analyse comparative des courants d'alimentation des motoréducteurs du manipulateur et des mouvements des éléments du manipulateur ou à l'aide d'un bouton poussoir située sur la poignée ; 30 - bien qu'ici on détecte que qa poignée a quitté sa deuxième position par le passage à l'état Ouvert du pré- nier interrupteur, l'invention s' applique également à une de:Col:ion du fait. que la poignée a quitté sa deuxième poSition par la détection de. la présence de la poignée dans sa cinquième position (fermeture du troisième interrupteur) ; - bien qu'ici le manipulateur de charge comprenne deux segment motorisés montés sur une base également motorisée, l'invention s'applique également à d'autres types de dispositifs d'assistance à la manipulation comme 10 par exemple un dispositif d'assistance à la manipulation à parallélogrammes déformable comprenant des moyens d'assistance à la manipulation à vide distincts ou confondus avec les moyens d'assistance à la manipulation de la charge, un pont roulant, un dispositif d'assistance à 15 ta manipulation comprenant an nombre différents de seg- monts comme un unique segment ou plus de deux, un manipulateur comprenant un nombre différent d'actionneurs de levage et/ou d'orientation ; - bien qu'ici la rotation du châssis sur un palier 20 soit motorisée, l'invention s'applique également à d'autres configurations du dispositif d'assistance à la manipulation, comme par exemple un châssis fixe ou dont la rotation est libre, le châssis pouvant être monté par exemple sur un roulement à bille ou un palier à fluide ; 25 - bien qu'ici la platine de fixation du dispositif de commande et de manipulation soit librement articulée sur l'extrémité du manipulateur, l'invention s'applique également à d'autres configurations du dispositif d'assistance à la manipulation de charge, comme par 30 exemple une rotation motorisée du dispositif de commande et de manipula Lion sur le dispositif d'assistance à la manipulation ; - bien qu'ici l'effort de sortie du moto éducteur soit mesuré à l'aide d'un capteur de couple, un Lei capteur n'est pas indispensable car l'effort fourni par le 5 motoréducteur peut être mesuré d'autres manières. comme par exemple par mesure du courant d'alimentation, lecture d'une jauge de contrainte ou d'allongement positionnée sur le segment ; - bien qu'ici le dispositif de commande et de mani- 10 pulation comprenne une platine de liaison au manipula- teur, l'invention s'applique également é d'autres types de premiers moyens de liaison â un dispositif d'assistance à la manipulation de charge comme par emple une liaison collée, soudée, issée ou encl ue- 15 fée - bien qu'ici un pronutor rus sort rappelle la poignée depuis sa deuxième vers sa première position et un troisième ressort rappelle la poignée depuis sa cinquième vers sa première position, l'invention s'applique égale- 20 ment à un unique ressort rappelant la poignée vers sa première position. L'invention s'applique également à d'autres types -de moyens de rappel comme flar exemple un a bloc élastomère, des rondelles Belleville ou un aimant - bien qu'ici le dispositif de commande et de manlpul Hon comprenne un premier islurrupteur, 1' s'applique égaiement à d'autres moyens de détecter la présence de la poignée dans sa deuxième position comme par exemple une cellule photoélectrique, un capteur induct ii, un capteur à effet Hall, un capteur ü ultra- 30 capteurpression. Ces mêmes moyens peuvepeuvent letnent être utilisés pour détecter la Présence de la poi- 25 gnéc dans sa cinq crochet dans sa quat ion et/ou prese oeit: ; bien qu'ici le premier module une consigne de vitesse au deuxième motoréducteur et une consigne 5 d'absence de déplacement au troisième motoréducteur, l'invention s'applique également à d' autres modes de pi- lotage des motoréducte u manipulateur comme par exemple une application simultanée de consignes de vitesse aux deux motoréducteurs 10 - bien qu' ici la décroissance1" cffcrt da s tan e:^ 3 coré par le manipulateur soit mise ot oeuvre en faisant décroître un gain appliqué à l'effort d'assistance, . . l'invention . s'applique . également à d'autres moyens de faire décroître l'effort d'assistance 15 comme par exemple en faisant progressivement diminuer la valeur de L'estimation de la masse de la charge à manipuler ; - bien qu'ici le premier ressort et le troisième ressort exercent un effort de rappel supérieur à des ef- 20 forts de frottement et d'inertie exercés par le disposi- tif d'assistance à la manipulation à l'encontre d'une venue de la poignée depuis sa première position jusqu'à sa deuxième ou sa troisième position, 3'invention s'applique également à d'autres moyens d'assurer le pilotage en as-nt du procéda comme par exemple une inhibition des premier et troisième interrupteurs en phase de pilotage ou lorsqu'aucune charge n'est détectée - bien qu'ici le dispositif de commande et de mani- pulation comprenne également un sème interrupteur qui contribua déclencher la t h se de diminution de l'effort d'assistance, 'invention s'applique également à 26 d'autres moyens de commander une décroissance de. l'effort d'assistance comme par exemple un interrupteur de Lype gâchene placé sur l'interface de commande ; - bien qu'ici la platine de l'interface de commande 5 soit maintenue dans sa position initiale à l'aide d'un actionneur, l'invention s'applique également à d'autres moyens d'équilibrage de l'interface de commande comme par exemple un parallélogramme deformable - bien qu'ici la commande du dispositif 10 d'assisLance à la manipulation se fasse à l'aide d'une loi d'asservissement en effort, l'invention s'applique également à d'autres types de loi de commande de force verticale visant à fournir ou appliquer une force verticale opposée au poids de la charge à manipuler Gomme par 15 exemple une régulation en boucle ouverte, REVENDICATIONS1. Dispeettif ccrande et. de : Manipsietich .(20). eCepiebSnt ne. bâti 1:2.1) comportant, Ces premiers moyens : de. ired.,aen (19l à.: :dn dtspc)0itte -easietunee I a manipulation de OIT: ai: SApi domprensne s St:ais:ment. une interface eporSdé: y,nu. et deumleete moyens de. lb inca (ils) à 1une rjhre à Manipuler, commande : étant: sgetcée cour pouvoir : se: déplacer relati vemen.t à.1.1 bâti.(21) depuis une 10 première ésj:).s. dëéki.ème. V,Gsrstisfl, le. dispositif de. cemrânde, et de m4nàpsdetlOp comprenant clan p.reîurers. moyens de rspps.t :(24). dé IL.' interface de commande vers. le première: PeeltOn le dispositif : de, commande st: de pseips1,-;..14-.0'ss, étant pourvu de p.rein.,..1.:Enu.s moyens (,2t) dc détecter la de llintet-fcce de sOmm.CS,,IS: se deP.,:dSce position t8l, les prdmierm ri.4tecttr. de 20. i]int..erfacé. de cPmesancSl dors positicn (33:) étant pourvus de connecteurs .(2.5..:1') des binés à. être reliés: à. use unité de 0}.-1±.11PIte (J Q) du dispcsltre: d'..a.'sj-tarl.Ç.P; à. la ni.2,1,!..)...1PUJSt*n de charge 2- P:iap.oe.!Ltill.-2 ee. COP.2.4ts',..ri.c, et dc. manipulation (20) 2:5 se ton la revendication 1,. dans couvi les detlrlèree: novons de liaison f.26::) de: la utstpS sont. a..(2.enc.s. pour pntivoit se déplacer relativement : eu 20 u b&ti (21) entre use: troisième le:, ddepnoîtif de ccstun.ande et de: Cetapmeesnt déo tieuzls.frLn5 re,:epe- de:: tSn.tpultinm. irs; jrappe1 (n) des positiet\ (C) et hde. deuxième. .111U/)../SP/S-- de liaison t26l de 18 na nue vers la rrois.iemeoceutat:a - le commando et de mardPi;',1tiorl: est - pourvu de deuxi4mes nove-ne : dgtePeà la qetà MUYena dg. 1-18 rL---3 on: 2t:cii de 1's .qhaeA..t. lêür quatrième position (D) - lea deuxièmes weyens (.28) de-. détecter - là présence des. deuxièmes moyens 8.1=1 (2.6) de la. Onende dans: leur quatrième : pos (:L) sont- (potn2àtg: de connecteurs 1:: [28.1) destinés à e.t-5 r el i és. l une Und te de contrôle du d ia oos f su(naiSt an es. I. la .rnahl.palatt i onde charge (.1t0»; 3t. Dispositif do: ddltMande et de manipulation (t2e.)d selon le une des: revendicationsP.±écéd._,,;elt.s, dans icone). 15 1/ interfaoe de ( eSt. (--Solomotlat. agencée pour pouvoir de. d'API muer trelatiSeent 8nH bâti ? 21 ) do-mis sa P.1">eM-L-re: position:. (.A.) vers une ni nInleee po sà.nlpn doaxi:Oea (à): et le clnqdièrne position.. étant ...ït...estàsE de: et- cd autre de la : première : position (A') 20 le: dispositif decommnancie et dg t4tSi-e.à.jStIOn (20) oomprn8nti: des, el,dislemea :moyens: L4:11.) do. détecter la. pr &sep ce - nie - int e rleoe de , dans ga diP(qp I élTit position (E) qui sort (40))d 8 st ines à être - reliés (907* du dispositif: ci' assistance charge .4. Dtsposjtif c,.7)tinet. tours une Uni te de: conta Le â. là Tuantpu:làtien: de- de commanda, : et de Manipulation .02)01 selon la nosendi °nt ion: s. dans lequel( la première poeltIon. A* - 1e de n.S1 âMe POS dtidn t gt 1S o inaP a Sffie 30: nos) ion sont alignées selon une p remi are direction. S. Dispositif - de commande et de - - rerlipi.:iiat ion ,(20.). 70 selon La revendiçat I on 4, dans lia:quel 1.5 première direction est verticale ler à que. le Ol s po. s lt1 t. de commande ce de aiam ipul atii on (20...). est relié u ...eu ad d .r. di assistance :à la : me n iPulatlss de charge; 1 n , - '(:,d; plsoosi e1f. 4e comme.: ad:a.; et - dé me sipn lèlt n (2l1) s 1 dri Oena - des : rè-vedicncuions 4. uu. .5, dams 1egUe. I le e slèète pdS4 eitSln (C) et le qu rtéme position (f1). sont a il UcSiéeS - - è. - - 10 selon deuxièmes: selon la .p.remleice direction. Distdeltlf: de commande et de .w.tanipulaLicE,n. .(20) lequel les estdCtil. un elfSzle. de - L'une de s evéndlcat4 ons 2 è 2, dans moyens de ra.fflil. rappel. rl é ux à celui s :moyens de rappsl. (26). 00e.fidd..e.: et de :Mani pulst ion (23 selon 1' une que:Louno:Us des teVendles tiens p.re1c.éante. dans lequel Tee prertiebcs :Mdyeds: de: reppc I comerennent. ufl lt.=,2-117:+ti..... U4 , DISPéuHt edMmandc c e de - meu,ip t i es (20) sel en If usa ddelCduclu a des reve.nduca.ticns 2 â.. 20 1S, QJJell les déeu .b.ià.jàiqe à menipl..!Hië:_t e dE3 une. t*h.a..Se de. ilotace - c0mmendet. Je dispd a -1:t'if d(' :-.((a.s.i.iinence. mal-31P3--,"-....I03-1 de -dna rqd cd), y à l'aide .104de : 3.0" ndOit.1.ed (D), 19E. PZédédé: solde la reendltoatip.n. 1.8.4 comprenant. Si. r ?,E), verticale, non nulle. 10 21. Procédé. de commands selon la revendication 19 20y dans lequel la cemffnde de force verticale croissante comprend une commande ci' effort croissance. PXUCédé de corMeAe selon la ±e.eennication. 21, 1' étape SUp.pJ'c.ncu.a.re de. mettre la : .valeur IP'es±Ize:eKM.ben du poids .(.K.I8K61) de la charge:. à zéro- lo.zepp'une .pfeneene. des Oeu.ziànes.: i.seyonà de: lialson- -(2«1). à la charge. dans : Jean E nH1.jatml..Ème positionm"est pins 20, Prdcédé de.commaede. 1-,:e37O.ediCat.inne 19, .à(un.5..>,. lequel résulte d'une. Cted.SeehtO ea commandei consigne de rites-se selon 1' 'ru des ç;roissante. dans lequel la. commande' ci' effort 13 cemmapÂZe .de couple- 23. FiMeemb1...é dE:. manutention (I) clisoositif d'_ aSSIetaoce: à, id meKuipudelyldn. comprend une norp.zenqnt. 0u de' charge. (30) à: un Olspe.Ifi..f do ..nemmande de de. mar,lpuIdledti (20) Selon IL' une quelconque des .revendloatiens I à 13 et osle 20 unité. cia contrôle' . (90) agencée pour mettre Cc. ni,rj le P.c.céd:é des revendu cations 16. à, .2Z2.