Brevet FR3110475A1 — publié le 20211126

L’invention concerne un préhenseur par aspiration dans lequel une ventouse (1) de succion est portée par l’extrémité d’un bras de manipulateur de levage, caractérisé en ce que la ventouse (1) comporte un conduit (8) de mise à l’atmosphère pourvu d’un clapet (10) normalement fermé sous l’effet d’un effort de rappel ajustable produit par un organe (11) s’étendant entre la tige du clapet (10a) et son siège (9) et en ce que l’effort de levage (F) est transmis du bras à la ventouse (1) au moyen d’un mécanisme de liaison (10a, 11) géométriquement déformable dans lequel la tige de clapet (10a) et l’organe (11) constituent un moyen de blocage de la déformation du mécanisme tant que l’effort de levage ne parvient pas à vaincre l’effort de rappel susdit. Figure d’abrégé : Fig 1. Préhenseur par aspiration La présente invention concerne un préhenseur par aspiration destiné au dépilage d’objets plats et relativement légers, (par exemple de l’ordre de 100 à 2000 g). ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Dans un restaurant de collectivité ou en libre-service, chaque consommateur utilise un plateau pour supporter les différents plats choisis depuis le lieu de leur collecte jusqu’au lieu de leur consommation. Dans certains endroits, chaque plateau est mis à la disposition du consommateur après qu’il ait effectué une opération lui autorisant ce retrait (généralement un paiement ou un débit sur une carte d’accès). Le plateau est donc délivré individuellement. Le préhenseur de l’invention est utilisé pour extraire un plateau d’une pile afin de le mettre dans un mécanisme de mise à disposition du consommateur lorsque ce dernier a validé son droit à posséder ce plateau. On connaît, bien entendu, les préhenseurs par aspiration de fort longue date. Ils comportent en général une cloche dont la jupe est pourvue à son bord inférieur d’un joint de sorte que, lorsqu’on pose la cloche sur la surface supérieure d’un plateau, cette face ferme la cloche et constitue avec elle une chambre, dite d’aspiration, fermée de manière étanche grâce au joint. Le contact de la cloche avec le plateau s’accompagne du contact de l’extrémité libre d’une tige de clapet qui est ainsi décollée de son siège. Une communication est alors établie entre cette chambre et une source de vide de sorte qu’il s’établit alors une dépression suffisante sur la face supérieure du plateau circonscrite par le joint de la jupe pour que ce plateau adhère à la cloche et puisse être transporté par celle-ci. Pour ensuite désolidariser cloche et plateau, il suffit de mettre à l’atmosphère cette chambre d’aspiration. Dans le cas de l’application de ce préhenseur à la manipulation de plateaux, lesdits plateaux sont empilés sur un support. Le problème à résoudre est de détecter le moment où la pile est vide pour intervenir principalement à sa reconstitution. Ce support, généralement un chariot, peut comporter une surface de base sur laquelle les plateaux sont empilés et à chaque extraction le préhenseur descend jusqu’à atteindre le plateau à prendre en charge. Dans ce cas il suffit de détecter la valeur de sa course verticale pour en déduire la fin de la pile par comparaison à une valeur de consigne. Ce support peut aussi être à niveau constant c’est-à-dire que le niveau supérieur de la pile de plateaux est invariable, quel que soit le nombre de plateaux sur le support. Dans ce cas, pour indiquer la fin de la pile au robot manipulateur, on met en œuvre des capteurs de proximité qui impliquent une câblerie électrique sujette à de nombreuses déformations dues aux mouvements de la ventouse dans l’espace donc à des contraintes de fatigue qui la fragilisent. C’est notamment dans ce cas que l’invention trouve une application avantageuse en supprimant, par exemple, l’usage de ce type de capteurs de proximité bien qu’elle puisse aussi être mise en œuvre dans un système à niveau supérieur variable. OBJET DE L’INVENTION A cet effet l’invention a pour objet un préhenseur à ventouse dans lequel une ventouse de succion est portée par l’extrémité d’un bras de manipulateur de levage, caractérisé en ce que la ventouse comporte un conduit de mise à l’atmosphère pourvu d’un clapet normalement fermé sous l’effet d’un effort de rappel ajustable produit par un organe s’étendant entre la tige du clapet et son siège et en ce que l’effort de levage est transmis du bras à la ventouse au moyen d’un mécanisme de liaison géométriquement déformable dans lequel le clapet et sa tige constituent un moyen de blocage de la déformation tant que l’effort de levage ne parvient pas à vaincre l’effort de rappel susdit. Dans ces conditions, le clapet de mise à l’atmosphère reste fermé parce que l’objet pris en charge est d’un poids inférieur au seuil de charge qui a présidé à l’ajustement du tarage de l’organe de rappel de ce clapet. La manipulation de l’objet par le bras s’opère dans des conditions normales. Dans le cas où l’effort de levage est suffisant pour surmonter cet effort de rappel, l’ensemble tige clapet ne constitue plus un moyen de blocage de la liaison qui alors se déforme et cette déformation entraîne l’éloignement du clapet de son siège. La ventouse est alors mise à l’atmosphère et se détache de l’objet pris en charge mais trop lourd, d’un poids supérieur à celui pris en compte dans le tarage de l’effort de rappel. Cette disposition principale de l’invention permet de délivrer une information simple sans nécessité de mettre en œuvre des capteurs supplémentaires et des électrovannes associés à une logique de commande pour acquérir cette information. Dans un premier mode de réalisation, le mécanisme de liaison de la ventouse au bras est un simple levier attelé à la tige du clapet, lequel est forcé contre son siège ménagé sur la surface extérieure de la paroi de la ventouse par un ressort taré de manière réglable. Le mécanisme fonctionne alors à la manière d’un peson et une surcharge crée un allongement de la liaison en éloignant le clapet du siège. Dans un second mode de réalisation, le siège du clapet étant ménagé sur la surface intérieure de la paroi de la ventouse et sa tige traversant ce siège vers l’extérieur, le mécanisme de liaison est formé par un ou de préférence deux leviers pour des raisons de symétrie et d’application équilibrée sur la ventouse de l’effort de levage, articulés au-dessus de la paroi de la ventouse par leur partie médiane avec une de leurs extrémités en regard de l’autre et réunis par un poussoir en appui sur l’extrémité de la tige de clapet tandis que leur autre extrémité est solidaire d’une bride de levage portée par le bras. Dans ce cas, la tige de clapet retenue par le ressort de rappel, s’oppose à la poussée des leviers sur la tige de clapet lors du levage, sauf si cet effort engendre une poussée supérieure à la valeur du tarage du ressort. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description donnée ci-après d’un exemple de réalisation de l’invention. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est un schéma fonctionnel de la première réalisation de l’invention. La figure 2 est un schéma du même type d’un second mode de réalisation de l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION Le schéma fonctionnel de la figure 1 illustre une ventouse 1 à une seule chambre à vide. Elle comporte donc une cloche 1a dont le bord inférieur 2 est pourvu d’un joint 3 qui isole le volume interne (chambre 1b) de la cloche de l’atmosphère ambiante lorsque cette cloche repose par ce bord inférieur sur un objet plat, un plateau dans le cas d’espèce, non représenté. La paroi de la cloche 1a est pourvue d’un orifice 4 débouchant dans un embout 5 de connexion à une source de vide, au travers d’un siège 6 sur lequel repose un clapet 7 normalement fermé par un ressort de rappel (non représenté) et qui, dans cet exemple, est éloigné d’un siège 6 quand l’extrémité de la tige 7a du clapet vient au contact de l’objet à prendre en charge. Cette ouverture est concomitante avec le contact de la cloche sur l’objet à prendre en charge. La paroi de la cloche comporte une autre ouverture 8 entourée d’un siège 9 de clapet sur lequel repose un clapet 10 sous l’effet d’un ressort de rappel 11, de sorte que ce clapet est normalement fermé. La tige 10a du clapet 9 constitue l’organe d’attache de cette ventouse 1 au bras de préhension non représenté. On comprend que, lorsque le bras exerce une force F de soulèvement de la ventouse, cette force est celle de soulèvement de l’objet à prendre en charge. Elle sera d’autant plus grande que l’objet est lourd. Si la charge à soulever excède le tarage du ressort 11, l’effort de levage soulève le clapet 10 de son siège 9. La chambre d’aspiration est alors mise à l’atmosphère et la cloche se détache de l’objet. Cette « non-prise » est détectée par la logique de commande du robot et interprétée comme la fin de la pile de plateaux, indiquant ainsi qu’il convient de remplacer le chariot vide par un chariot plein. Dans les algorithmes de commande du robot, on peut prévoir par exemple qu’au bout de trois tentatives infructueuses de préhension le défaut constaté soit alors interprété comme une absence de plateaux sur le chariot. A la figure 2, le schéma représente une variante de réalisation de l’invention dans laquelle l’ouverture 8 est fermée par un clapet 12 qu’il convient de pousser vers l’intérieur de la cloche 1a pour l’éloigner de son siège 13, ménagé sur la surface intérieure de la paroi de la cloche. La tige 12a du clapet traverse ce siège vers l’extérieur et est soumise à l’effet d’un ressort de rappel 14 du clapet 12 sur son siège 13. L’attache de la ventouse 1 au bras de préhension est assurée par un système de leviers symétriques 15 et 16, articulés sur la cloche 1a par leur partie médiane avec une de leurs extrémités en regard de l’autre et attelée à un poussoir 17 en appui sur l’extrémité de la tige 12a du clapet 12 tandis que leur autre extrémité est solidaire d’une bride de levage portée par le bras (non représentée). Ce système forme un convertisseur des forces de levage Fa et Fb en une force de poussée Fc, contrariant la force de rappel du clapet sur son siège jusqu’à la vaincre, si la charge est supérieure au tarage du ressort et ainsi mettre la chambre 1b à l’atmosphère. On rappellera que la représentation de la ventouse est très schématique. Il s’agit d’une technologie connue qui connaît de multiples formes de réalisation, notamment une comportant deux chambres, l’une formant « réserve de vide » et l’autre ouverte sur l’objet à manipuler, en communication discontinue avec cette réserve selon qu’il y a ou non un objet à prendre en charge. Préhenseur par aspiration dans lequel une ventouse (1) de succion est portée par l’extrémité d’un bras de manipulateur de levage, caractérisé en ce que la ventouse (1) comporte un conduit (8) de mise à l’atmosphère pourvu d’un clapet (10,12) normalement fermé sous l’effet d’un effort de rappel ajustable produit par un organe (11,14) s’étendant entre la tige du clapet (10a, 12a) et son siège (9, 13) et en ce que l’effort de levage (F, Fa, Fb) est transmis du bras à la ventouse (1) au moyen d’un mécanisme de liaison (10a, 11, 12a 14, 15, 16, 17) géométriquement déformable dans lequel la tige de clapet (10a, 12a) et l’organe (11,14) constituent un moyen de blocage de la déformation du mécanisme tant que l’effort de levage ne parvient pas à vaincre l’effort de rappel susdit. Préhenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de liaison de la ventouse au bras est constitué par la tige (10a) du clapet (10), coopérant avec son siège (9) ménagé sur la surface extérieure de la paroi (1a) de la ventouse (1) et par le ressort taré (11) de rappel du clapet sur son siège. Préhenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège (13) du clapet (12) étant ménagé sur la surface intérieure de la paroi (1a) de la ventouse (1) et sa tige (12a) traversant ce siège vers l’extérieur, le mécanisme de liaison est formé par au moins deux leviers (15, 16) articulés au-dessus de la paroi de la ventouse par leur partie médiane avec une de leurs extrémités attelée par un poussoir (17) en appui sur l’extrémité de la tige de clapet et son autre extrémité attelée au bras de levage.