La manipulation des produits qui, pour une raison quelconque doit
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.
On connait dé jade. nombreux types de télémanipulateurs conçus pour transmettre à distance à un système d'outils ou de pinces prenantes, les mouvements effectués par un opérateur.
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
se déroulant sur le plan d'une table, par exemple.
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. En outre, leur délicatesse et leur complication en font des appareils très coûteux
qui nécessitent de plus un entretien irréalisable dès qu'ils ont été contaminés
ou activés,
La présente invention, .due à la collaboration de monsieur Roger
<EMI ID=1.1>
CHEREL du COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE a pour objet un télémanipulateur
d'une conception simple et économique ne présentant pas les limitations ou inconvénients des appareils mentionnés ci-dessus.
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; 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.
Dans le cas des commandes pneumatiques, les avantages de l'air comprimé comme principale source d'énergie dans des vérins compensés ou différen-
<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.
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.
La figure' 1 représente en perspective cavalière l'ensemble du télémanipulateur conforme à l'invention.
La figure 2 représente l'avant-bras et la pince du télémanipulateur.
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.
Le télémanipulateur, objet de l'invention, est constitué de quatre parties:
- le système de pont roulant permettant le déplacement de l'appareil dans un plan horizontal (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); - l'ensemble des appareils permettant d'effectuer les mouvements de <EMI ID=3.1>
- le poste de commande des différents organes du télémanipulateur
(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
aux extrémités des poutres 1, qui leur permettent de rouler sur des poutres-rails fixes 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.
Le bras proprement dit est constitué d'un vérin différentiel pneuma-
<EMI ID=4.1>
nipulateur dans la 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; l'avant-bras 9 est articulé à l'extrémité inférieure 12 de
<EMI ID=5.1>
L'avant-bras 9 (Fig. 2) est constitué d'une armature 13 reliée à la
<EMI ID=6.1>
verture de la pisse 17 et la pince 17 elle-même.
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
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; des butées non représentées sur les figures empêchent la bielle 19 d'atteindre les points morts, limitant ainsi l'amplitude de la 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; 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.
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; quatre biellettes 32 articulées en 33 sur les mors 24 et en 34 sur la cage 22 font,
<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.
Afin de faciliter la préhension des petits objets, les mors 24 ont
<EMI ID=8.1> figures peuvent être montées aux extrémités-de ces mors pour la préhension d'objets fragiles.
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 handling of products which for any reason must
being carried out remotely, as is the case in particular with radioactive bodies, is generally carried out with the aid of special devices or remote manipulators.
We know jade. many types of remote manipulators designed to remotely transmit to a system of tools or grippers, the movements made by an operator.
Since the mechanical transmission of a complex movement is inevitably inefficient, purely mechanical remote manipulators only allow limited efforts and can only be used for experiments.
unfolding on the plane of a table, for example.
Other types of remote manipulator are also known using electric motors or hydraulic jacks, but they have the drawback that the insulators of some or the oil of others can lose all their properties under the influence of the radiation to which they are. exposed. In addition, their delicacy and complication make them very expensive devices.
which also require impractical maintenance as soon as they have been contaminated
or activated,
The present invention, due to the collaboration of Mr. Roger
<EMI ID = 1.1>
CHEREL of the ATOMIC ENERGY COMMISSIONER aims to provide a remote manipulator
of a simple and economical design that does not have the limitations or drawbacks of the devices mentioned above.
Such a remote manipulator, designed to perform the same movements as a human arm, with identical precision, in direction, speed and position by remote control, is of the type comprising an arm and a forearm terminated by a clamp; it is mounted on a carriage capable of moving transversely on a traveling crane and is characterized in that it is carried by a rotary turret mounted on said carriage, all movements in a horizontal plane of rotation of the turret and / or of 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 jacks.
In the case of pneumatic drives, the advantages of compressed air as the main source of energy in compensated or different cylinders
<EMI ID = 2.1>
sensitive to atomic radiation, and on the other hand compressed air jacks are simple, robust and inexpensive.
With reference to the attached schematic figures 1 to 2, an example, given without limitation, of the use of a mechanical-pneumatic remote manipulator according to the invention will be described below.
Figure '1 shows in perspective the whole of the remote manipulator according to the invention.
Figure 2 shows the forearm and the clamp of the remote manipulator.
Only the elements necessary for understanding the invention have been shown in these figures, the corresponding elements of the various figures bearing identical reference numbers.
The remote manipulator, object of the invention, consists of four parts:
- the overhead crane system allowing the device to be moved in a horizontal plane (Fig. 1);
- all the devices allowing the same movement movements to be carried out as an arm (Fig. 1) or as a human wrist (Fig. 2); - all the devices allowing the movements of <EMI ID = 3.1>
- the control station for the various parts of the remote manipulator
(Fig. 1).
The movement of the remote manipulator of FIG. 1 parallel to two perpendicular axes OX, OY contained in a horizontal plane is obtained, for the direction OX, by means of two parallel beams 1 on which moves a mobile carriage 2, support of the remote manipulator itself. and, for the direction OY perpendicular to the previous one, by means of rollers 3, fixed
at the ends of the beams 1, which allow them to run on fixed beam rails 4.
The carriage 2 is provided with a circular raceway not visible in the figures, allowing the rotation of a turret 5 about a vertical axis OZ.
The arm itself consists of a pneumatic differential cylinder.
<EMI ID = 4.1>
nipulator in the OZ direction.
At point 7 of the upper part of the movable body of the jack 6, is articulated a differential pneumatic jack 8 intended to control the inclination of a forearm 9 relative to the arm 6 by means of a rod 10 articulated at 11 on this forearm; the forearm 9 is articulated at the lower end 12 of
<EMI ID = 5.1>
The forearm 9 (Fig. 2) consists of a frame 13 connected to the
<EMI ID = 6.1>
verture of the piss 17 and the clamp 17 itself.
The control of the rotation (Fige, 2) of the clamp 17 around the axis of the forearm 9 is effected by means of a jack 15 mounted, so as to be able to oscillate around a journal 18, d 'a connecting rod., 19, two angle gears
20 and a hollow shaft 21 supported by the bearings 22 and made integral with the cage 23 carrying the joints of the jaws 24 of the clamp; stops not shown in the figures prevent the connecting rod 19 from reaching the dead points, thus limiting the amplitude of the rotation.
The clamping of the jaws 24 (Figo 2) is controlled by means of a rod 25 sliding inside the axis 21; the jack 16 gives a longitudinal displacement to the rod 25 which, through the parallelipiped 26 and the rods 27, opens and closes the jaws 24.
The four connecting rods 27 are articulated on either side of their axis 28 fixed on the cage 23, first at 29 on the jaws 24, and at 30 on lugs sliding in a groove 31 hollowed out in the parallelipiped 26; four connecting rods 32 articulated at 33 on the jaws 24 and at 34 on the cage 22 make,
<EMI ID = 7.1>
that if they were articulated directly on the cage 22, their center of rotation being rejected towards the posterior part of the forearm.
In order to facilitate the gripping of small objects, the jaws 24 have
<EMI ID = 8.1> figures can be mounted at the ends of these jaws for gripping fragile objects.
The various elements are controlled by acting directly on the box 36 (Fig. 1) of the control station or on the wheels and levers placed on this box.