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Appareil à saisir et secouer des objets, en particulier des bran- chez d'arbres* ranz
La patente Invention concerne un appareil pour saisir des corps dont les surfaces sont irrégulières et qui sont sujets à être facilement meurtris,
et plus particulièrement un appareil perfectionné pour saisir la surface de branches d'arbres et autres*
Le mécanisa* de préhension de la présente invention peut tire utilisé d'une manière générale pour saisir tout objet qui présente une surface Irrégulière. Toutefois, étant donné qu'il est particulièrement apte à saisir les branches d'arbres à propos d'une opération de secouai',
on décrira en détail une forme de réalisation d'un mécanisme oongu pour saloir les branches d'arbres.
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Dans les vergers, il est souvent nécessaire de saisir les branches des arbres avant d'en détacher les fruits, ou autres, et on a conçu des Moyens divers pour saisir positivement un rameau, une branche ou autre partie d'un arbre.
L'appareil utilise normalement une barre ou perche qui peut être élevée et qui est munie à son extrémité libre d'un dispositif de préhension au moyen duquel une partie désirée d'un arbre peut être saisie sans qu'on lui applique des efforts exagères. Apres que cette branche a été saisie, un mécanisme à mouvement alterna- tif est actionné pour animer la barre d'un mouvement alternatif rapide pour sécher la branche et en détacher les fruits. La préhension du dispositif sur l'arbre doit être telle qu'on n'en- dommage pas la surface de l'écorce au cours du serrage et pen- 'dant l'application du mouvement vibratoire ou alternatif à la bar- re.
En outre, la prise positive du dispositif de préhension sur l'arbre doit assurer un transfert en principe complet du mouve- ment vibratoire de la barre 4 la branche de l'arbre.
La présente invention se propose principalement de tour. nir : - un appareil perfectionné pour saisir des objets présen- tant une surface irrégulière} - un appareil pour saisir des branches d'arbres, qui soit d'une construction simple et qui puisse être facilement fixé sur les surfaces opposées de l'écorce d'une branche d'arbre! - un dispositif de préhension conçu pour se fixe? sur deux surfaces opposées d'une branche d'arbre, dans lequel la force positive de préhension peut être appliquée longitudinalement sur la barre et sur les surfaces opposées pour empocher de les endommager;
- un mécanisme de préhension capable d'appliquer une pression uniforme sur toute l'étendue des surfaces saisies sur l'objet serrée
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- un dispositif de préhension des branches d'arbres conçu pour se fixer sur des surfaces opposées de l'écorce d'une branche d'arbre de telle manière que la force positive de serra- ge soit uniformément répartie sur les surfaces saisies pour empê- cher de les endommager;
. un dispositif de préhension des branches d'arbres dans lequel le serrage positif des surfaces opposées non uniformes est efficacement effectue par des mécanismes de serrage pourvus de mâchoires de préhension déformables, sans allongement, et élasti- que., - des moyens de guidage, sur le dispositif de préhen- sion des branches d'arbres, en combinaison avec les mâchoires op- posées de préhension, ces moyens de guidage étant disposés pour aider les moyens de contact à serrer correctement les surfaces op- posées d'une branche d'arbre;
- un dispositif de préhension des branches d'arbres conçu pour être fixé sur les surfaces opposées de l'écorce d'une branche d'arbre, dans lequel le mouvement vibratoire d'une barre est transmis & la branche, sans l'endommager pour en détacher les fruits.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description détaillée ci-après, en se reportant aux dessins annexés dans lesquels t . la figure 1 est une vue en plan de dessus, avec coupes partielles, de l'appareil de la présente invention.
- la figure 2 est une élévation de côté, avec coupes par- tielles, de l'appareil de la figure 1; - la figure 3 est une élévation schématique montrant une position active de l'appareil; - la figure 4 est une vue en plan de dessus, schématique,
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de l'appareil dans la position de la figura-3; - la figure 5 est une vue en perspective partielle, éclatée, et avec arrachements, d'une partie d'une mâchoire de préhension des branches d'arbres; - la figure 6 est une coupe verticale par la ligne 6-6 de la figure 3;
- et la figure 7 est une coupe partielle, à plus grande échelle, d'une partie de la mâchoire de préhension de la partie de la figure 2 entourée d'un cercle en traits discontinus.
La forme de réalisation choisie à titre d'exemple com- prend, d'une manière générale, une barre ou perche, qui peut tire élevée, et qui est munie de moyens de serrage ou de préhension à son extrémité libre. Les moyens de serrage ont la forme de deux mâchoires identiques ou de pièces munies de tampons disposées pour saisir positivement les surfaces opposées de l'écorce d'une branche d'arbre, ou autre.
Les mâchoires de serrage sont supportées de manière à leur permettre un mouvement limité dans un plan sur une trajectoi- re arquée par rapport à la barre, et leur permettre de saisir ef- fectivement une branche d'arbre, même si la barre n'est pas dispo- sée perpendiculairement à cette branche. Les mâchoires de préhen- sion sont d'une construction composite et comprennent un boîtier extérieur déformable par flexion, élastique, et sans allongement, et une base ou fond réuni à ce boîtier pour enfermer une matière fluente incompressible qui se trouve sous pression pendant le serra- ge de la branche d'arbre.
La construction des mâchoires est telle qu'elles fléchissent et cèdent pour épouser automatiquement, d'elles-mêmes, les surfaces saisies et établir une préhension . sur une étendue déterminée. Quand un contact uniforme s'est établi et que la barre est animée de vibrations ou de secousses, les
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mâchoires ne cèdent pas davantage étant donné qu'elles sont faim tes d'une Matière qui ne peut pas s'allonger, et au contraire, elles maintiennent le contact sur la mime étendue tout en agissant comme des éléments sensiblement rigides pour transmettre le mou- vement vibratoire de la barre à la branche.
@ La forme de réalisation 10 du dispositif de préhension des branches d'arbres représentât comprend une barre 11, un bâti 12 fixé à l'extrémité de la barre, et un ensemble de serrage 14 monté pour ae déplacer, en la prolongeant, sur l'extra- mité libre de la barre 11. Cette extrémité libre oomprend des par- ties cylindriques creuses 16 et 17 assemblées par des brides boulonnées 19, de disposition classique, et l'ensemble de serrage 14 présente une partie supportée de façon à pouvoir se déplacer dan, ces parties 16 et 17.
Un tube longitudinal 18 de commande du serra. ge est disposé dans la barre 11 et une tige 20 est fixée à une de son extrémités. La tige 20 présente une partie de diamètre réduit dont l'extrémité est filetée pour recevoir un écrou et une rondelle, pour fixer un piston 23 contre un épaulèrent 22 ménage entre la partie principale de la tige et sa partie 21 de diamètre réduit.
Le piston 23 coulisse dans la surface interne de la partie 16 de la barre. Des moyens appropriés sont raccordés à la barre 11 pour admettre un fluide sous pression à volonté sur l'une et l'autre face du piston 23 à double effet, dans la partie 16 de la barre., pour déplacer la tête de serrage 14 dans un sens et dans l'autre.
Les moyens d'amende du fluide tous pression peuvent comprendre des conduites flexibles telles que 27 (figure 2) pourvues d'un raccord fileté 28 qui communique avec un trou pratique dans la paroi de la partie cylindrique 17 pour admettre du fluide sous pression sur une face du piston 23.
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l'extrémité de la barre dans laquelle s'étend la tige 18 est fermée de manière étanche par une bague torique 24 dis- posée dans une gorge annulaire 25 ménagée entre un rebord inté- rieur 26a d'un manchon 26 et un coussinet 29. Ce manchon 26 est soudé à l'extrémité de la partie 17 de la barre et le coussinet est engagé à la presse dans le manchon 26.
Le bâti 12 a la forme générale d'un 0 (figure 2) et il comprend un tube longitudinal 30 à une extrémité duquel sont sou- dées deux plaques espacées 31 et 31A. A l'autre extrémité du tube 30 est soudée une pièce creuse 32 à laquelle est fixée une plaque cintrée 33. Les plaques espacées 31 et 31A sont pourvues d'entretoisos transversales 36 et elles sont soudées à la partie 17 de la barre de sorte que tout l'ensemble du bâti en forme de 0 est supporté par la barre.
L'extrémité antérieure de la tête de serrage 14 comprend une plaque-support 34 dont les faces avant 41 et arrière 40 sont cintrées avec un axe de courbure commun. La plaque-support 34 est fixée à un court tronçon de tube 42, d'une manière appro- priée, et par exemple par soudage, le tronçon de tube 42 étant fixé à l'extrémité avant du tube 18 de commande du serrage par un boulon 35 engagé dans des trous alignés transversalement dans les tubes emboîtés 42 et 18. Il y a lieu de noter que la plaque cintrée 34 est directement opposée à la plaque cintré 33 disposée à l'au- tre extrémité du bâti 12 en forme de C, et que la plaque 33 est identique à la plaque 34 mais orientée en opposition.
Une mâchoire de préhension ou tampon 43 est monté sur la plaque-support 33 et un tampon identique 43A est monté sur la plaque-support 34. Comme ces tampons sont identiques, on ne décrira que le tampon 43 (figure 2), Ce tampon comprend une cuvette
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ou fond 44, de préférence en métal, dont la paroi arrière 44A présente une surface arquée de courbure déterminée pour s'ajuster dans la plaque cintrée 33 par rapport à laquelle elle peut coulis- ser. Le fond 44 se termine par une partie 45 de forme générale cylin drique dans laquelle est pratiquée une entaille annulaire 46.
Un bottier 48 en forme de cuvette est fixé au fond 44 et il présente un bord annulaire 49 maintenu dans l'entaille 46 du fond 44 au moyen d'une bande métallique ou collier de serrage qui peut être de tout type du commerce pourvu de moyens pour tendre la bande sur le bord du boîtier. On notera que le bottier et le fond, l'un et l'autre en foras de cuvette, coopèrent pour former une chambre fermée de manière étanche dans laquelle est contenue une matière de remplissage 51 décrite ci-après.
La cuvette 48 est faite d'une matière suffisamment flexi- ble pour lui permettre de s'adapter d'elle-même et automatique- ment à la configuration de la branche d'arbre. De plus la matière ne doit pas pouvoir s'allonger étant donné qu'elle doit agir sans céder pour transmettre les forces appliquées par la barre. Une matière appropriée pour constituer le boîtier 48 est le caoutchouc dans lequel on a incorpora au moulage plu- sieurs couches de la polyamide connue sous le nom déposé de "Nylon", de rayonne ou d'un tissu à mailles analogue.
Pour que chaque couche de tissu épouse la forme du moule en cuvette lors- qu'on la place dans ce dernier, on découpe des secteurs en des eu, droits repartis sur le pourtour d'un morceau de tissu circulaire pour lui donner une configuration cruciforme et dont la partie con- traie a sensiblement la dimension du fond du moule. Les ailes du tissu peuvent ensuite être repliées pour former les cotes de la
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couche de renforcement.
Une tête de préhension, qui $ été essayée avec sucées était formée d'un boîtier ou cuvette en caoutchouc à pneumatiques, synthétique ou naturel, et selon une formule pour enveloppes de pneumatiques dans laquelle étaient enrobées quatre couches de câbles de coton, le câble de chaque couche étant oriente perpendiculairement à celui de la couche adjacente.
La tête était formée dans un moule avec du caoutchouc vulcanisé à une valeur de
40-60 au duromètre Shore, Chaque boîtier avait approximativement,
15 om de diamètre et une épaisseur de paroi de 6 mm environ* Les boîtiers doivent Avidement être élastique dans la mesure où ils sont capables de reprendre leur configuration originale, de forme générale cylindrique, en principe comte montré aux figures
1 et 2, après qu'ils ont cessé d'être en contact serré avec la bran- che d'arbre.
La matière de remplissage 51, qui est disposée dans la . chambre déterminée par le boîtier et le fond, doit être capable de céder pour Remettre au boîtier de prendre la position de préhen- sion de la branche d'arbre, et elle doit en principe être incompres- sible de façon à être capable de transmettre les forces appliquées par la barre* En outre, le remplissage 51 doit être capable de s'écou
1er comme un liquide sous pression de façon que lorsque la mâchoire 43 saisit un objet il exerce une pression uniforme sur toutes les surfaces saisies. Cette action de préhension est rendue possible par le fait que les fluides tous pression exercent une pression constante dans une direction normale à toutes les surfaces qui les contiennent.
En conséquence, de nombreux fluides, comme par exemple les liquides, les graisses, les silioones, le caoutchouc, et même des petites billes d'acier dont chacune a un diamètre com- pris entre 1,6 et 3 mm conviennent à cet effet. Dans la mâchoire
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essayée, mentionné. ci-dessus, on a utilisé du caoutchoue à l'état de gomme comme matière de remplissage. Ce caoutchouc avait une dureté de 18-25 à l'échelle A du duromètre Shore et il était sensiblement homogène et exempt de vides dans sa masse.
En outre, dans une autre mâchoire de préhension essayée, la partie de la chambre entourée par le fond 44 était remplie de brai et le reste de la chambre, dans le boîtier 48 était rem- pli avec la matière de remplissage préférée, à savoir le caout- chouc à faible dureté mentionné ci-dessus, ce caoutchouc étant lié par une colle à la surface interne du bottier. Ce remplissa- ge en deux parties est représenté à la figure 2. Dans une troisième forme de réalisation, le boîtier 48 et le fond peuvent contenir un remplissage d'une seule pièce de matière appropriée, élastique et incompressible.
Il apparattra aux spécialistes qu'on peut adop- ter d'autres remplissages et d'autres matières pour les boîtiers pour constituer la mâchoire 43 afin d'obtenir les caractéristiques voulues de déformabilité, de non-allongement et d'aptitude à a'écou- ler et à reprendre la forme normale quand la pression de préhension a cessé.
Il n'est pas toujours possible de placer la barre perpen- diculairement à la branche d'arbre qui doit être soumis. 1 des vibrations. Pour permettre aux mâchoires de préhension de s'adap- ter d'elles-mêmes à la branche quand la barre ne lui est pas perpen- diculaire, chacune des plaques-supports 33 et 34 est pourvue d'une gorge transversale 52 en queue d'aronde (figure 5) pratiquée dans sa face antérieure arquée 41. Cette gorge 52 reçoit une nervure en queue d'aronde 53, arquée de manière correspondante, ménagée sur la face postérieure 44A du fond 44.
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Le déplacement angulaire de chaque mâchoire est limité par les extrémités d'une entaille ou fenêtre transver- sale 56 pratiquée dans la plaque-support 34 en alignement avec la gorge 52. Un trou taraudé 57 est pratiqué dans le fond 44, à travers la nervure 53pour recevoir une vis 58 (figures 2 et 5) qui, en se déplaçant aveo la mâchoire, vient buter contre les extraites de la fenêtre 56 pour limiter le mouvement angulaire de la mâchoire par rapport à la plaque-support correspondante. De plus, il est à noter que des encoches de dégagement 59 (figure 2) sont pratiquées dans la pièce tubulaire 42 à laquelle est fixée la plaque-support 34 pour permettre le passage de la vis 58 au cours du mouvement angulaire de la mâchoire de préhension.
Des encoches analogues 60 (figure 1) sont pratiquées dans la pièce 32, qui s'étend latéralement, du bâti en forme de.C auquel est fixée la plaque-support 33.
La surface arquée 41 de chaque tampon a pour directrice un arc de cercl6 dont le rayon est déterniné et dont le centre, indiqué en 39 (figure 1), est situé en principe sur l'axe longitu- dinal 38 de la barre. Quand chaque tampon est en contact avec une branche d'arbre, le centre de la surface de contact est sensible ment au point 39. Ainsi, même lorsque les mâchoires de préhension 43 et 43A prennent des positions angulaires différentes lorsqu'elles saisissent les surfaces opposées d'une branche d'arbre, comme représenté en traits discontinus à la figure 1, la zone centrale de préhension des tampons se tient toujours sur l'axe 38.
De la sorte, même si la barre n'est pas disposée perpendiculai- rement à la branche d'arbre, les forces transaises par les mâchoi- res sont orientées suivant l'axe 38 et dans la direction longitudi- nale de la barre. Par suite, il ne se produit aucun mouvement nui- sible qui tendrait à tordre les mâchoires en les écartant de la
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branche, et les forces appliquées par la barra sont transmises à la branche avec le maximum de rendement.
Afin d'empêcher la rotation de la mâchoire 43A autour de 1$axe de la barre, un guide 70 (figure 6) formé de deux pro- filés à section en U disposés dos à dos est monté sur la surface supérieure du tube longitudinal 30 du bâti 12 en forme de C.
Deux courtes tiges 71 et 72 sont soudées à la plaque-support 34 et s'étendent de bas en haut sur les deux cotés du guide 70. Un tata, pon de matière élastique, comme le caoutchouc, peut être fixé sur la surface supérieure du guide 70 pour empêcher d'endommager la branche d'arbre quand les mâchoires sont placées sur ses deux cotés.
Il y a lieu de noter que, au commencement d'une opé- ration de préhension d'une branche d'arbre, lorsqu'on manoeuvre la barre pour mettre la branche en position entre les mâchoires de préhension, le tampon de caoutchouc et la guide 70 peuvent agir, comme dispositif de mise en position, étant donné que lorsque la branche entre en contact avec le guide 70, elle est automa- tiquement ni se an position entre les mâchoires.
Puis, lorsque la mâchoire 43A est déplacée vers la mâchoire 43 et que la branche est serrée entre ces mâchoires, elle est effectivement saisie par ces dernières et par le tampon élastique.
Pour faire fonctionner le mécanisme de préhension de l'in- vention, on admet du fluide sous pression par la conduite 27 dans la barre, sur une face du piston 23 pour écarter la mâchoire 43A de la mâchoire 43. L'opérateur manoeuvre alors la barre pour amener la branche d'arbre qu'il veut saisir en contact avec le tampon élastique 73, grâce à quoi la branche cet automatiquement disposée entre les mâchoires de préhension. On admet ensuite du fluide sous
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pression sur l'autre face du piston 23 pour déplacer la mâchci- re 43A vers la mâchoire 43, pour serrer la branche d'arbre et la maintenir entre les mâchoires.
Comme Indiqué plue haut, lorsque chaque mâchoire, vient en position de serrage de la branche, l'une et loutre et leur remplissage cèdent pour en épouser le contour. Lorsque la branche a été fermement saisie, il ne se produit plus de dé- formation des mâchoires et celles-ci agissent en principe comme des pièces rigides jour transmettre les vibrations de la barre à la branche Etant donné que chaque boîtier 48 est fait d'une matière sans allongement, la surface de contact entre la mâchoire et la branche d'arbre reste en principe constante.
Il est évident que la barre peut être secouée à lamain ou qu'on peut utiliser tout mécanisme du commerce pour lui imprimer des vibrations, et, par exemple, le mécanisme à secouer les arbres Modèle LPS fabriqué par Goulet Bros Inc, de Milpitas, Californie.
Bien qu'on ait décrit des matières particulières pour le boîtier 48 et le remplissage des mâchoires de préhension, il est entendu qu'on peut utiliser toutes autres matières douées des propriétés mentionnées plus haut, à savoir que la matière des boîtiers doit être déformable, sans allongement, et suffisamment élastique pour reprendre sa forme originale. La matière de rem- plissage doit avoir les caractéristiques d'écoulement d'un liqui- de et doit être à peu près incompressible. Les matières du boîtier et du remplissage des mâchoires de préhension doivent être capables de transmettre à la branche d'arbre saisie le mouvement vibra- toire de la barre, sans l'amortir.
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L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrit* et représentée, à laquelle on peut apporter des modifica- tient diverse!, sans sortir du cadre de l'invention.