Brevet FR3037840A1 (20161230)
REVENDICATIONS1. Bras articulé motorisé d'interface haptique comprenant au moins : un bâti (1) ; un bras (3) lié audit bâti (1) de manière mobile en rotation autour d'au moins un axe (2), des efforts étant susceptibles d'être appliqués audit bras (3) par son environnement ; des moyens moteurs (5), comprenant un rotor, conçus pour délivrer au moins un couple résistant maximal autour dudit axe (2) s'opposant au moins en partie auxdits efforts appliqués audit bras (3) par son environnement ; une transmission principale (6) audit bras (3) dudit couple résistant généré par lesdits moyens moteurs (5), ladite transmission principale (6) comprenant un réducteur à câble (63) à cabestan ; des moyens d'évaluation dudit couple résistant transmis audit bras (3) par lesdits moyens moteurs (5) ; des moyens de freinage (9) de la rotation dudit bras (3) autour dudit axe (2) ; des moyens d'activation (101) desdits moyens de freinage (9) lorsque ledit couple résistant maximal est atteint par lesdits moyens moteurs (5) ; des moyens d'évaluation (101, 102, 103), après activation desdits moyens de freinage (9), des efforts transmis audits bras (9) par ledit environnement, comprenant des moyens de détermination d'au moins une information représentative d'une déformation de ladite transmission (6) sous l'effet desdits efforts ; des moyens de désactivation (101) desdits moyens de freinage (9) lorsque ladite information représentative d'une déformation de ladite transmission (6) devient inférieure à une valeur seuil prédéterminée. 3037840 32\n<CLM>\1\tBras selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens d'évaluation (101, 102,\n<CLM>\1\td'au moins une information représentative d'une déformation de ladite transmission comprennent des moyens d'évaluation de la déformation dudit câble (63). 5\n<CLM>\1\tBras selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdits moyens d'évaluation d'au moins une information représentative d'une déformation de ladite transmission sous l'effet desdits efforts transmis audit bras (3) par son environnement après activation desdits moyens de freinage (9) comprennent : 10 des moyens de détermination (102) de la position angulaire dudit rotor autour de son axe de rotation ; des moyens d'estimation (102,\n<CLM>\1\tde la position angulaire théorique dudit bras (3) autour de son axe de rotation par rapport audit bâti (1) à partir de ladite position angulaire dudit rotor ; 15 des moyens de détermination (101,\n<CLM>\1\tde la position angulaire réelle dudit bras (3) autour de son axe de rotation par rapport audit bâti (1) ; des moyens de détermination (101) de la différence entre ladite valeur théorique et ladite valeur réelle de la position angulaire dudit bras (3) autour de son axe de rotation ; 20 lesdits moyens de désactivation (101) étant conçus pour désactiver lesdits moyens de freinage (9) lorsque ladite différence devient inférieure à ladite valeur seuil prédéterminée.\n<CLM>\1\tBras selon la revendication 3, dans lequel lesdits moyens de 25 détermination (101,\n<CLM>\1\tde la position angulaire réelle dudit bras (3) autour de son axe de rotation par rapport audit bâti (1) comprennent un capteur de position angulaire (103) dudit bras autour de son axe de rotation.\n<CLM>\1\tBras selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite transmission principale (6) comprend : 3037840 33 un élément d'entrainement (62) lié en rotation audit bras (3), ledit élément d'entrainement comprenant au moins un secteur angulaire dont l'axe est confondu avec l'axe de rotation (2) dudit bras (3) ; une poulie d'entrainement (61) liée auxdits moyens moteur (5) ; 5 ledit câble (63) dudit réducteur à câble s'étendant le long dudit secteur angulaire (62) en s'enroulant autour de ladite poulie (61), les extrémités dudit câble (63) étant fixées audit élément d'entrainement (62).\n<CLM>\1\tBras selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une 10 transmission auxiliaire (7) dudit couple résistant audit bras (3), ladite transmission auxiliaire pouvant prendre au moins deux états : un état inactif, pris tant que lesdits efforts appliqués sur ledit bras (3) par son environnement contre l'effet dudit couple sont inférieurs à un seuil prédéterminé, dans lequel ladite transmission auxiliaire (7) ne 15 transmet aucun couple audit bras (3) ; un état actif, pris lorsque lesdits efforts appliqués sur ledit bras (3) par son environnement contre l'effet dudit couple sont supérieurs à un seuil prédéterminé, dans lequel ladite transmission principale (6) ne transmet aucun couple audit bras (3). 20\n<CLM>\1\tBras articulé selon la revendication 6 dans lequel ladite transmission auxiliaire (7) est configurée pour prendre ledit état actif lorsque les efforts appliqués par l'environnement audit bras (3) contre l'effet dudit couple résistant induisent une déformation dudit câble supérieure à un seuil 25 prédéterminé.\n<CLM>\1\tBras articulé selon la revendication 7, dans lequel ladite transmission auxiliaire (7) comprend : un pignon (71) lié auxdits moyens moteurs et monté dans l'axe de ladite 30 poulie (61), 3037840 34 au moins une portion de roue dentée (72) solidaire dudit élément d'entrainement (62) et engrenant avec ledit pignon (71) ; le rapport de réduction de ladite transmission auxiliaire (7) étant identique à celui de ladite transmission principale (6), 5 l'entraxe entre l'axe de rotation dudit pignon (71) et l'axe de rotation de ladite roue dentée (72) étant supérieur à l'entraxe entre l'axe de rotation de ladite poulie (61) et l'axe de rotation dudit élément d'entrainement (62) de telle sorte que ledit pignon (71) et ladite roue (72) sont en contact et engrènent l'un avec l'autre seulement lorsque ladite transmission auxiliaire (7) est dans ledit état 10 actif.\n<CLM>\1\tBras selon la revendication 8, dans lequel lesdits moyens d'évaluation d'au moins une information représentative d'une déformation de ladite transmission comprennent des moyens de détection (101) de l'entrée ou non 15 en contact dudit pignon (71) avec ladite roue (72), ladite valeur seuil de l'information représentative de ladite déformation déclenchant la désactivation desdits moyens de freinage (9) étant atteinte lorsque ledit pignon (71) et ladite roue (72) n'entrent plus en contact alors que lesdits moyens d'activation (101) activent lesdits moyens de freinage (9). 20\n<CLM>\1\tBras selon la revendication 9, dans lequel lesdits moyens de détection (101) de l'entrée en contact dudit pignon (71) avec ladite roue (72) comprennent ledit pignon et ladite roue dentée qui constituent un circuit électrique ouvert tant qu'il ne sont pas en contact et fermé lorsqu'ils sont en 25 contact.\n<CLM>\1\tBras articulé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel la différence entre lesdits entraxes est comprise entre 0,1 et 0,5 fois la hauteur des dents dudit pignon (71) et de ladite roue (72). 30 3037840\n<CLM>\1\tBras selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel la différence dE entre lesdits entraxes est déterminée selon la formule suivante : dE = Cmax / (K. sin(alpha).F) 5 avec alpha : angle de pression de l'engrenage K : raideur du câble F : facteur de sécurité Cmax : charge maximale sur le câble 10\n<CLM>\1\tBras articulé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 dans lequel ledit bras (3) est monté mobile en rotation par rapport audit bâti (1) selon une pluralité d'axes, ledit bras articulé comprenant autant d'ensemble de moyens moteur, de transmission principale, moyens d'évaluation du couple, de 15 moyens de freinage, de moyens d'activation, de moyens d'évaluation d'au moins une information représentative d'une déformation, de moyens de désactivation, et le cas échéant de transmission auxiliaire, que d'axes autour desquels ledit bras (3) peut tourner, chaque ensemble étant dédié à la transmission de couple selon un desdits axes. 20\n<CLM>\1\tApplication du bras selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 à un domaine technique appartenant au groupe comprenant : interface haptique avec un environnement virtuel ; interface haptique avec un environnement de réalité augmentée ; 25 rééducation thérapeutique ; conception assistée par ordinateur ; téléopération ; entrainement sportif ; formation aux gestes techniques. 30 3037840 36\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage d'un bras articulé motorisé d'interface haptique comprenant au moins : un bâti (1) ; un bras (3) lié audit bâti (1) de manière mobile en rotation autour d'au 5 moins un axe (2), des efforts étant susceptibles d'être appliqués audit bras (3) par son environnement ; des moyens moteurs (5), comprenant un rotor, conçus pour délivrer au moins un couple résistant maximal autour dudit axe (2) s'opposant au moins en partie auxdits efforts appliqués audit bras (3) par son 10 environnement ; une transmission principale (6) audit bras (3) dudit couple résistant généré par lesdits moyens moteurs (5), ladite transmission principale (6) comprenant un réducteur à câble (63) à cabestan ; des moyens de freinage (9) de la rotation dudit bras (3) autour dudit axe 15 (2) ; ledit procédé comprenant : une étape d'évaluation dudit couple résistant transmis audit bras (3) par lesdits moyens moteurs (5) ; une étape d'activation desdits moyens de freinage (9) lorsque ledit 20 couple résistant maximal est atteint par lesdits moyens moteurs (5) ; une étape d'évaluation, après activation desdits moyens de freinage (9), des efforts transmis audits bras (3) par ledit environnement, comprenant une étape de détermination d'au moins une information représentative d'une déformation de ladite transmission principale (6) 25 sous l'effet desdits efforts ; une étape de désactivation desdits moyens de freinage (9) lorsque ladite information représentative d'une déformation de ladite transmission principale (6) devient inférieure à une valeur seuil prédéterminée. 3037840 37\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage d'un bras articulé motorisé selon la revendication 15, dans lequel ladite étape d'évaluation d'au moins une information représentative d'une déformation de ladite transmission (6) sous l'effet desdits efforts transmis audit bras (3) par son environnement après activation desdits 5 moyens de freinage (9) comprend : 10 ladite une étape de détermination de la position angulaire dudit rotor autour de son axe de rotation ; 15 une étape d'estimation de la position angulaire théorique dudit bras (3) autour de son axe de rotation par rapport audit bâti (1) à partir de ladite position angulaire dudit rotor ; une étape de détermination de la position angulaire réelle dudit bras (3) autour de son axe de rotation par rapport audit bâti (1) ; une étape de détermination de la différence entre ladite valeur théorique et ladite valeur réelle de la position angulaire dudit bras (3) autour de son axe de rotation (2) ; étape de désactivation étant mise en oeuvre lorsque ladite différence devient inférieure à ladite valeur seuil prédéterminée.\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage d'un bras articulé motorisé selon la revendication 20 15 ou 16, ledit bras articulé motorisé comprenant une transmission auxiliaire (7) dudit couple résistant audit bras (3), ladite transmission auxiliaire (7) pouvant prendre au moins deux états : un état inactif, pris tant que lesdits efforts appliqués sur ledit bras (3) par son environnement contre l'effet dudit couple sont 25 inférieurs à un seuil prédéterminé, dans lequel ladite transmission auxiliaire (7) ne transmet aucun couple audit bras (7) ; un état actif, pris lorsque lesdits efforts appliqués sur ledit bras (3) par son environnement contre l'effet dudit couple sont 30 supérieurs à un seuil prédéterminé, dans lequel ladite 3037840 38 transmission principale (6) ne transmet aucun couple audit bras (3). ladite transmission auxiliaire (7) comprenant : un pignon (71) lié auxdits moyens moteurs (5) et monté dans l'axe de 5 ladite poulie (61), au moins une portion de roue dentée (72) solidaire dudit élément d'entrainement (62) et engrenant avec ledit pignon (71) ; le rapport de réduction de ladite transmission auxiliaire (77) étant identique à celui de ladite transmission principale (6), 10 l'entraxe entre l'axe de rotation dudit pignon (71) et l'axe de rotation de ladite roue dentée (72) étant supérieur à l'entraxe entre l'axe de rotation de ladite poulie (61) et l'axe de rotation dudit élément d'entrainement (62) de telle sorte que ledit pignon (71) et ladite roue (72) sont en contact et engrènent l'un avec l'autre seulement lorsque ladite transmission auxiliaire (7) est dans ledit état 15 actif ; ladite étape d'évaluation d'au moins une information représentative d'une déformation de ladite transmission (6) comprenant une étape de détection de l'entrée ou non en contact dudit pignon (71) avec ladite roue (72), ladite valeur seuil de l'information représentative de ladite déformation déclenchant la 20 désactivation desdits moyens de freinage (9) étant atteinte lorsque ledit pignon (71) et ladite roue (725) n'entrent plus en contact alors que lesdits moyens de freinage (9) sont activés.