BE569340A - - Google Patents

Description

  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.

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; ce boîtier est solidaire du chariot 2 par deux poutres creuses 37 et 38 reliéès entre elles par une équerre 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; 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.

   Un levier 41 placé au-dessus du volant 40 permet de bloquer la rotation du télémanipulateur autour de son axe vertical.

   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.

   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; 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.

   Le serrage de la poignée 44 contre la poignée 43 commande, par le <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

   - force au crochet 14 : 200 kg <EMI ID=10.1> - couple de rotation de la pince 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

   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.

   REVENDICATIONS.

   <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.

   <EMI ID=12.1>

   relié rigidement à un boîtier de commande, les mouvements de translation dans

   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.

   <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.

   <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.

   <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.

   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.

   <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.