BE569340A - - Google Patents

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BE569340A
BE569340A BE569340DA BE569340A BE 569340 A BE569340 A BE 569340A BE 569340D A BE569340D A BE 569340DA BE 569340 A BE569340 A BE 569340A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J5/00Manipulators mounted on wheels or on carriages
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    • B25J5/04Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway wherein the guideway is also moved, e.g. travelling crane bridge type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J3/00Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements
    • B25J3/04Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements involving servo mechanisms

Description


   La manipulation des produits qui, pour une raison quelconque doit The handling of products which, for some reason must

  
 être effectuée à distance, comme cela est en particulier le cas de corps radioactifs, est généralement faite à l'aide d'appareils spéciaux ou télémanipulateurs. be performed remotely, as is especially the case of radioactive substances, is usually made using special devices or manipulators. 

  
 On connait dé jade. Jade is known dice.  nombreux types de télémanipulateurs conçus pour transmettre à distance à un système d'outils ou de pinces prenantes, les mouvements effectués par un opérateur. Many types of manipulators designed to transmit remotely to a system of tools or clamps stakeholders, the movements made by an operator.

  
 La transmission mécanique d'un mouvement complexe étant inévitablement d'un mauvais rendement, les télémanipulateurs uniquement mécaniques ne permettent que des efforts limités et ne sont utilisables que pour des expériences The mechanical transmission of a complex movement is inevitably of poor performance, the mechanical manipulators only allow only limited efforts and can be used only for experiments

  
 se déroulant sur le plan d'une table, par exemple. taking place in terms of a table, for example.

  
 On connaît encore d'autres types de télémanipulateur utilisant des moteurs électriques ou des vérins hydrauliques, mais ils présentent l'inconvénient que les isolants des uns ou l'huile des autres, peuvent perdre toutes leurs propriétés sous l'influence des rayonnements auxquels ils sont exposés. Also known other types of remote manipulator using electric motors or hydraulic cylinders, but have the disadvantage that the insulation of each other or oil, can lose all their properties under the influence of radiation they are exposed.  En outre, leur délicatesse et leur complication en font des appareils très coûteux In addition, their delicacy and complication are very expensive devices

  
 qui nécessitent de plus un entretien irréalisable dès qu'ils ont été contaminés requiring more maintenance an impossible when they have been contaminated

  
 ou activés, or activated

 La présente invention, .due à la collaboration de monsieur Roger The present invention .due the collaboration of Sir Roger

  
  <EMI ID=1.1> <EMI ID = 1.1> 

  
 CHEREL du COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE a pour objet un télémanipulateur CHEREL of COMMISSIONER TO ATOMIC ENERGY provides a manipulator

  
 d'une conception simple et économique ne présentant pas les limitations ou inconvénients des appareils mentionnés ci-dessus. a simple and economical design does not have the limitations or disadvantages of the devices mentioned above. 

  
 Un tel télémanipulatéur, prévu pour exécuter les mêmes mouvements qu'un bras humain, avec une précision identique, en direction, vitesse et position par commande à distance, est du type comportant un bras et un avant-bras terminé par une pince; Such manipulator, arranged to execute the same movements that a human arm, with the same accuracy, direction, speed and position by remote control, of the type comprising an arm and a forearm terminated by a clamp;  il est monté sur un chariot susceptible de se mouvoir transversalement sur un pont roulant et est caractérisé en ce qu'il est porté par une tourelle rotative montée sur ledit chariot, tous les mouvements dans un plan horizontal de rotation de la tourelle et/ou de translation du chariot étant commandés mécaniquement, et les mouvements du bras, de l'avant-bras et de la pince étant contrôlés à l'aide de vérins à air comprimé. it is mounted on a carriage capable of moving transversely across a bridge crane and is characterized in that it is carried by a rotatable turret mounted on said carriage, all movements in a horizontal plane of rotation of the turret and / or translation of the carriage being controlled mechanically, and the movements of the arm, the forearm and the gripper being controlled by means of compressed air cylinders.

  
 Dans le cas des commandes pneumatiques, les avantages de l'air comprimé comme principale source d'énergie dans des vérins compensés ou différen- In the case of pneumatic controls, the benefits of compressed air as a main source of energy in differential or offset cylinders

  
  <EMI ID=2.1> <EMI ID = 2.1> 

  
 sensible aux radiations atomiques, et d'autre part les vérins à air comprimé sont simples, robustes et d'un faible prix de revient. sensitive to atomic radiation, and also compressed air cylinders are simple, robust and low cost.

  
 En se référant aux figures schématiques 1 à 2 ci-jointes, on va décrire ci-après un exemple, donné à titre non limitatif, de mise en oeuvre d'un télémanipulateur mécano-pneumatique, selon l'invention. Referring to the schematic Figures 1-2 attached, will be described below an example, given by way non-limiting implementation of a robotic mechanical tire of the invention.

  
 La figure' 1 représente en perspective cavalière l'ensemble du télémanipulateur conforme à l'invention. Figure '1 represents in perspective the whole manipulator according to the invention.

  
 La figure 2 représente l'avant-bras et la pince du télémanipulateur. 2 shows the forearm and the clamp of the manipulator.

  
 Seuls ont été représentés sur ces figures, les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention, les éléments correspondants des différentes figures portant des nombres de référence identiques. Only have been represented in these figures, the elements necessary for understanding the invention, corresponding elements in different Figures bearing the same reference numbers.

  
 Le télémanipulateur, objet de l'invention, est constitué de quatre parties: The manipulator object of the invention consists of four parts: 
 - le système de pont roulant permettant le déplacement de l'appareil dans un plan horizontal (Fig. 1); - overhead crane system for moving the camera in a horizontal plane (Fig.1.);
 - l'ensemble des appareils permettant d'effectuer les mêmes mouvements de déplacement qu'un bras (Fig. 1)ou qu'un poignet humain (Fig. 2); - all the apparatus performing the same movements of a moving arm (Fig. 1) or a human wrist; (Fig. 2)  - l'ensemble des appareils permettant d'effectuer les mouvements de <EMI ID=3.1> - all the apparatus performing the movements of <EMI ID = 3.1> 
 - le poste de commande des différents organes du télémanipulateur - the control center of various organs of the manipulator
 (Fig. 1). (Fig. 1).

  
 Le déplacement du télémanipulateur de la figure 1 parallèlement à deux axes perpendiculaires OX, OY contenus dans un plan horizontal est obtenu, pour la direction OX, au moyen de deux poutres parallèles 1 sur lesquelles se déplace un chariot mobile 2, support du télémanipulateur proprement dit et, pour la direction OY perpendiculaire à la précédente, au moyen de galets 3, fixés Moving the manipulator in Figure 1 parallel to two perpendicular axes OX, OY contained in a horizontal plane is obtained for the OX direction, by means of two parallel beams 1 on which moves a carriage 2, manipulator support itself , and for the OY direction perpendicular thereto, through rollers 3, fixed

  
 aux extrémités des poutres 1, qui leur permettent de rouler sur des poutres-rails fixes 4. the ends of the beams 1, which enable them to roll on rails fixed beams 4. 

  
 Le chariot 2 est muni d'un chemin de roulement circulaire non visible sur les figures, permettant la rotation d'une tourelle 5 autour d'un axe OZ vertical. The carriage 2 is provided with a not shown circular raceway in the figures, allowing the rotation of a turret 5 around a vertical axis OZ.

  
 Le bras proprement dit est constitué d'un vérin différentiel pneuma- The actual arm consists of a pneumatic differential cylinder

  
  <EMI ID=4.1> <EMI ID = 4.1> 

  
 nipulateur dans la direction OZ. nipulateur in the direction OZ.

  
 Au point 7 de la partie supérieure du corps mobile du vérin 6, est articulé un vérin pneumatique différentiel 8 destiné à commander l'inclinaison d'un avant-bras 9 par rapport au bras 6 au moyen d'une tige 10 articulée en 11 sur cet avant-bras; In point 7 of the upper part of the movable body of the cylinder 6, is articulated a differential pneumatic cylinder 8 for controlling the tilt of a forearm 9 relative to the arm 6 by means The 10-articulated rod 11 of this forearm;  l'avant-bras 9 est articulé à l'extrémité inférieure 12 de forearm 9 is articulated to the lower end 12 of

  
  <EMI ID=5.1> <EMI ID = 5.1> 

  
 L'avant-bras 9 (Fig. 2) est constitué d'une armature 13 reliée à la The forearm 9 (Fig. 2) consists of an armature 13 connected to the

  
  <EMI ID=6.1> <EMI ID 6.1 => 

  
 verture de la pisse 17 et la pince 17 elle-même. Verture piss 17 and the clamp 17 itself. 

  
 La commande de la rotation (Fige,2) de la pince 17 autour de l'axe de l'avant-bras 9 est effectuée au moyen d'un vérin 15 monté_,de manière à pouvoir osciller autour d'un tourillon 18, d'une bielle.,19, de deux pignons d'angle Controlling the rotation (Freeze, 2) of the gripper 17 around the axis of the lower arm 9 is effected by means of a jack 15 monté_, so as to be swingable about a pin 18, d a connecting rod., 19, two angle gears
 20 et d'un axe creux 21 supporté par_,les paliers 22 et rendu solidaire de la cage 23 portant les articulations des mors 24 de la pince; 20 and a hollow shaft 21 supported par_, bearings 22 and made integral with the cage 23 bearing the articulations 24 of the clamp jaws;  des butées non représentées sur les figures empêchent la bielle 19 d'atteindre les points morts, limitant ainsi l'amplitude de la rotation. not shown in FIGS stops prevent the rod 19 from reaching the dead point, thus limiting the amount of rotation. 

  
 La commande du serrage des mors 24 (Figo 2) se fait au moyen d'une tige 25 coulissant à l'intérieur de l'axe 21; Controlling the clamping of the jaws 24 (Figo 2) is done by means of a sliding rod 25 inside the shaft 21;  le vérin 16 donne un déplacement longitudinal à la tige 25 qui, par le parallélipipède 26 et les biellettes 27, ouvre et ferme les mors 24. the cylinder 16 provides a longitudinal movement to the rod 25 which in the parallelepiped 26 and the rods 27, opens and closes the jaws 24.

  
 Les quatre biellettes 27 sont articulées de part et d'autre de leur axe 28 fixé sur la cage 23, d'abord en 29 sur les mors 24, et en 30 sur des ergots glissant dans une rainure 31 creusée dans le parallélipipède 26; The four connecting rods 27 are hinged to either side of its axis 28 fixed to the cage 23, first 29 of the jaws 24 and 30 of lugs sliding in a groove 31 cut into the parallelepiped 26;  quatre biellettes 32 articulées en 33 sur les mors 24 et en 34 sur la cage 22 font, four connecting rods 32 hinged in 33 on the jaws 24 and 34 of the cage 22 are,

  
  <EMI ID=7.1> <EMI ID = 7.1> 

  
 que s'ils étaient articulés directement sur la cage 22, leur centre de rotation étant rejeté vers la partie postérieure de l'avant-bras. as if they were articulated directly on the cage 22, their center of rotation being dismissed towards the posterior part of the forearm.

  
 Afin de faciliter la préhension des petits objets, les mors 24 ont To facilitate grasping small objects, the jaws 24 have

  
  <EMI ID=8.1> figures peuvent être montées aux extrémités-de ces mors pour la préhension d'objets fragiles. <EMI ID = 8.1> Figures can be mounted to the jaw-ends for gripping fragile objects.

  
 La commande des différents éléments se fait en agissant directement sur le boitier 36 (Fig. 1) du poste de commande ou sur les volants et manettes placés sur ce boîtier. The control of the various elements is done by acting directly on the housing 36 (Fig. 1) of the control station or on the wheels and levers positioned on the housing. 

Claims (1)

  1. Le déplacement de l'ensemble dans le plan OX, OY, c'est-à-dire le déplacement du chariot mobile 2 selon deux degrés de liberté se fait en agissant manuellement sur le boîtier 36; The movement of the assembly in the plane OX, OY, that is to say the displacement of the mobile carriage 2 in two degrees of freedom is carried out by manually acting on the housing 36; ce boîtier est solidaire du chariot 2 par deux poutres creuses 37 et 38 reliéès entre elles par une équerre 390 said housing is secured to the carriage 2 by two hollow beams 37 and 38 interconnected by a bracket 390
    La rotation du bras autour d'un axe OZ passant par le centre du support 2 se fait au moyen du volant 40 situé en dessous du boitier 36; Rotation of the arm about an OZ axis through the center of the support 2 is made by means of the flywheel 40 located below the housing 36; la liaison entre le télémanipulateur et le volant se fait de manière classique au moyen d'axes, de poulies et de câbles contenus dans les poutres creuses 37 et 38, et non visibles sur les figures. the connection between the manipulator and the steering wheel is in a conventional manner by means of pins, pulleys and cables contained in the hollow beams 37 and 38, not visible in the figures.
    Un levier 41 placé au-dessus du volant 40 permet de bloquer la rotation du télémanipulateur autour de son axe vertical. A lever 41 positioned above the steering wheel 40 will block the rotation of the manipulator about its vertical axis.
    Le levier 42 commande la montée ou la descente du télémanipulateur en introduisant de manière convenable,, de l'air comprimé de part et d'autre du piston du vérin 6 au moyen de tubes souples non représentés. The lever 42 controls the raising or lowering of the manipulator by introducing suitable manner ,, the part of compressed air either side of the piston of the cylinder 6 by means of not shown flexible tubes.
    Le levier 43, par son action sur le vérin 8, commande par son déplacement F dans un plan vertical, la montée ou la descente de l'avant-bras 9 dans un plan vertical; The lever 43, by its action on the actuator 8, control with its movement in a vertical plane F, the raising or lowering of the forearm 9 in a vertical plane; la rotation G de la poignée du levier 43 autour de son axe, commande, par le vérin 15, la rotation de la pince à droite ou à gauche. G rotation of the lever handle 43 about its axis, drive, by the actuator 15, the rotation of the clamp on the right or left.
    Le serrage de la poignée 44 contre la poignée 43 commande, par le <EMI ID=9.1> The tightening handle 44 against the handle 43 controls, by <EMI ID = 9.1>
    Dans une réalisation pratique d'un télémanipulateur conforme à l'invention, la pression de l'air étant de 5 kg/om2, on a obtenu les caractéristiques suivante s In a practical embodiment of a manipulator according to the invention, the air pressure is 5 kg / OM2 were obtained with the following characteristics s
    - force au crochet 14 : 200 kg <EMI ID=10.1> - couple de rotation de la pince 17 s 1mokg - force the hook 14: 200 kg <EMI ID = 10.1> - torque of the clamp 17 s 1mokg
    Avec une charge de 200 kg au crochet 14, l'effort à appliquer sur le boîtier de commande 36 pour les déplacements dans un plan horizontal est de With a load of 200 kg at the hook 14, the force to be applied on the control box 36 for movement in a horizontal plane is
    1 kg dans le sens OX et 2 kg dans le sens OYo.La pince 17 peut effectuer dans ce modèle une rotation de 1800, le bras une rotation de-.3600. 1 kg in the direction OX and 2 kg in the direction OYo.La gripper 17 can perform in this model a rotation of 1800, the arm of a rotation-.3600.
    REVENDICATIONS. CLAIMS.
    <EMI ID=11.1> <EMI ID = 11.1>
    miné par une .pince, monté 'sur un chariot susceptible de se mouvoir transversalement sur un.pont roulant, et caractérisé en ce qu'il est porté par une tourelle rotative sur ledit chariot, tous les mouvements dans un plan horizontal de rotation de la tourelle et/ou de translation du chariot étant commandés mécaniquement, et les mouvements du bras, de l'avant-bras et de la pince étant contrôlés à l'aide de vérins à air comprimé. mined by a .pince mounted 'on a carriage capable of moving transversely across rolling un.pont, and characterized in that it is carried by a rotatable turret on said carriage, all movements in a horizontal plane of rotation of the turret and / or translation of the carriage being controlled mechanically, and the movements of the arm, the forearm and the gripper being controlled by means of compressed air cylinders.
    <EMI ID=12.1> <EMI ID = 12.1>
    relié rigidement à un boîtier de commande, les mouvements de translation dans rigidly connected to a control unit, the translatory movements in
    un plan horizontal du chariot et du boîtier étant ainsi identiques, et que le boîtier de commande est muni d'un volant dont la rotation commande mécaniquement la rotation de la tourelle précitée. a horizontal plane of the carriage and the housing thus being identical, and that the control box is provided with a wheel whose rotation control mechanically the rotation of the said turret.
    <EMI ID=13.1> <EMI ID = 13.1>
    est constitué d'un vérin pneumatique dont le piston est fixé à ladite tourelle et dont le cylindre extérieur est ainsi mobile par rapport à cette tourelle, et que l'avant-bras est articulé à la partie inférieure dudit cylindre, et mû par rapport à ce cylindre par un second vérin pneumatique articulé:d'une part à la partie supérieure du cylindre du vérin constituant le bras et d'autre part en un point de l'avant-bras. consists of a pneumatic cylinder whose piston is fixed to said turret and the outer cylinder and is movable relative to the turret, and that the forearm is hinged to the lower portion of said cylinder, and moved with respect to this cylinder by a second pneumatic jack hinged on the one hand to the top of the ram cylinder constituting the arm and on the other hand at a point on the forearm.
    <EMI ID=14.1> <EMI ID = 14.1>
    est montée sur un support solidaire d'un arbre dont la rotation dans des paliers de l'avant-bras est contrôlée par un troisième vérin pneumatique porté par l'avant-bras. is mounted on a support integral with a shaft whose rotation in bearings of the forearm is controlled by a third pneumatic actuator carried by the forearm.
    <EMI ID=15.1> <EMI ID = 15.1>
    des 'branches de la pince sont contrôlés par un quatrième vérin pneumatique porté par l'avant-bras et dont la tige de commande passe par l'axe de l'arbre précité solidaire du support de la pince. of 'legs of the clip are controlled by a fourth air cylinder carried by the forearm and whose pass control rod through the axis of said shaft integral with the support of the clamp.
    6[deg.]- Télémanipulateur selon 5[deg.] caractérisé en ce que la tige de commande précitée actionne les extrémités de biellettes montées pivotantes sur le support de la pince et articuléesen leurs autres extrémités aux branches de la pince. 6 [deg.] - Manipulator according to 5 characterized in that the aforesaid control rod actuates the ends of rods pivotally mounted on the carrier of the clamp and articuléesen their other ends to the legs of the clip [deg.].
    <EMI ID=16.1> <EMI ID = 16.1>
    la pince sont montées sur le support de la pince par l'intermédiaire d'autres biellettes destinées à amplifier les mouvements d'ouverture et de fermeture des branches. the clamp are mounted on the support of the clamp via other links for amplifying the movements of opening and closing branches.
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