CA2578620A1

CA2578620A1 - Kinematic transformation device

Info

Publication number: CA2578620A1
Application number: CA002578620A
Authority: CA
Inventors: Jean-Loup Florens; Claude Cadoz; Guillaume Brocard; Annie Luciani; Cecile Mandelbaum
Original assignee: ACROE - ASSOCIATION POUR LA CREATION ET LA RECHERCHE SUR LES OUTILS D'EX PRESSION
Current assignee: ACROE ASS POUR LA CREATION ET
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2005-09-22
Also published as: FR2867539A1; EP1730422A1; FR2867539B1; WO2005088167A1

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de transformation cinématique réversible de mouvements de trois pièces mobiles en mouvements d'un outil mobile, chaque pièce mobile étant reliée à l'outil mobile par une chaîne cinématique spécifique (22A à 22C), caractérisé en ce que les pièces mobiles se déplacent en translation selon des directions rectilignes parallèles, chaque chaîne cinématique comprenant des éléments de liaison (63A à 63C, 66A à
66C) équivalents au total à quatre liaisons pivotantes. The present invention relates to a kinematic transformation device reversible movement of three moving parts in motion of a tool mobile, each moving part being connected to the moving tool by a chain specific kinematics (22A to 22C), characterized in that the moving parts move in translation in parallel rectilinear directions, each kinematic chain comprising connecting elements (63A to 63C, 66A to 66C) equivalents in total to four pivotal links.

Description

DISPOSITIF DE TItANSFORMATION CINEMATIQUE

La présente invention concerne le domaine des transformateurs cinématiques. Plus particulièrement, elle concerne un transformateur cinématique transformant les mouvements d'une ou de plusieurs pièces mobiles en mouvements d'un outil mobile, et réciproquement.
Un transformateur cinématique permet de convertir les mouvements selon plusieurs degrés de liberté d'un outil mobile en mouvements élémentaires d'un nombre inférieur de degrés de liberté de pièces mobiles. De façon générale, on cherche à
obtenir des mouvements élémentaires à un unique degré de liberté
des pièces mobiles. Les mouvements élémentaires peuvent facilement être produits par des actionneurs, ou facilement être mesurés par des capteurs.
Les transformateurs cinématiques se divisent essentiellement en deux familles : les transformateurs série et les transformateurs parallèle.
Dans le cas d'un transformateur cinématique série, l'outil mobile est relié à une unique chaîne cinématique qui comprend les pièces mobiles. Un exemple de transformateur cinématique série correspond aux bras robotisés utilisés dans l'usinage assisté par ordinateur. Un outil devant usiner une pièce à fabriquer est porté à l'extrémité d'un bras porteur qui CINEMATIC TUNING DEVICE

The present invention relates to the field of kinematic transformers. More particularly, she relates to a kinematic transformer transforming the movements of one or more moving parts in motion a mobile tool, and vice versa.
A kinematic transformer makes it possible to convert movements according to several degrees of freedom of a mobile tool in elementary movements of a lower number of degrees freedom of moving parts. Generally speaking, we try to to obtain elementary movements with a single degree of freedom moving parts. Elementary movements can easily be produced by actuators, or easily be measured by sensors.
Kinematic transformers divide essentially into two families: the series transformers and parallel transformers.
In the case of a series kinematic transformer, the mobile tool is connected to a single kinematic chain that includes moving parts. An example of a transformer serial kinematics corresponds to the robotic arms used in computer-assisted machining. A tool to machine a piece to be made is worn at the end of a carrying arm which

2 se compose de plusieurs branches montées en série et articulées les unes par rapport aux autres. Le pivotement d'une branche par rapport à la branche voisine est obtenu au moyen de moteurs électriques. En commandant les différents moteurs électriques par des signaux adaptés, il est possible de déplacer l'outil dans l'espace éventuellement selon six degrés de liberté. Un tel transformateur cinématique est souvent volumineux et de structure complexe. En outre, les moteurs électriques étant répartis à différents emplacements sur le bras porteur, le transformateur cinématique présente d'importantes masses en mouvement qui sont préjudiciables aux performances du transformateur.
Un transformateur cinématique parallèle comprend plusieurs chaînes cinématiques, chaque chaîne cinématique reliant l'outil mobile à une pièce mobile ou plusieurs pièces mobiles.
Un exemple de transformateur cinématique parallèle concerne un simulateur de mouvements pour châssis de véhicule automobile dans lequel un châssis de véhicule automobile est monté sur une base fixe par quatre vérins hydrauliques, chaque vérin ayant une première extrémité reliée à la base et une seconde extrémité reliée au châssis. Les quatre vérins sont commandés indépendamment pour obtenir le déplacement du châssis.
Un tel dispositif est généralement volumineux, en particulier dans le cas où l'on souhaite commander un outil mobile ayant un nombre élevé de degrés de liberté.
La présente invention vise à obtenir un transformateur cinématique parallèle occupant un faible volume. En particulier, la présente invention vise à obtenir un transformateur cinématique pour lequel le degré de liberté de chaque pièce mobile est un degré de translation selon un axe fixe.
Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un dispositif de transformation cinématique réversible de mouvements d'au moins trois pièces mobiles en mouvements d'un outil mobile, chaque pièce mobile étant reliée à l'outil mobile 2 consists of several branches mounted in series and articulated one against the other. The pivoting of a branch by compared to the neighboring branch is obtained by means of engines electric. By ordering different electric motors by suitable signals, it is possible to move the tool in space possibly according to six degrees of freedom. Such Kinematic transformer is often bulky and complex structure. In addition, electric motors being distributed at different locations on the carrying arm, the kinematic transformer has large masses in which are detrimental to the performance of the transformer.
A parallel kinematic transformer includes several kinematic chains, each kinematic chain connecting the moving tool to a moving part or several pieces mobile.
An example of a parallel kinematic transformer relates to a vehicle chassis motion simulator automobile in which a motor vehicle chassis is mounted on a fixed base by four hydraulic cylinders, each jack having a first end connected to the base and a second end connected to the frame. The four cylinders are independently controlled to move the chassis.
Such a device is generally bulky, in particular in the case where one wishes to order a mobile tool having a high number of degrees of freedom.
The present invention aims at obtaining a transformer Parallel kinematics occupying a small volume. In particular, the present invention aims at obtaining a transformer kinematics for which the degree of freedom of each piece mobile is a degree of translation along a fixed axis.
To achieve these objects, the present invention provides a reversible kinematic transformation device movements of at least three moving parts in movements of one mobile tool, each moving part being connected to the mobile tool

3 par une chaîne cinématique au moins en partie spécifique, dans lequel les pièces mobiles se déplacent en translation selon des directions rectilignes parallèles, chaque chaîne cinématique comprenant des éléments de liaison équivalents au total à quatre liaisons pivotantes.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif est isostatique.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, les pièces mobiles sont alignées.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, les pièces mobiles sont régulièrement espacées.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque chaîne cinématique comprend une rotule et une liaison pivotante.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque chaîne cinématique comprend deux cardans.
Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la figure 1 représente un exemple d'actionneur linéaire pouvant être associé à un transformateur cinématique selon l'invention ;
la figure 2 représente un schéma cinématique d'un transformateur cinématique pour un outil mobile à trois degrés de liberté ;
la figure 3 représente un exemple de réalisation du schéma cinématique de la figure 2 ;
la figure 4 représente un exemple de liaison par cardan ; et la figure 5 représente un autre exemple de réalisation du schéma cinématique de la figure 2.
Le principe de la présente invention consiste à
transformer des mouvements selon différents degrés de liberté de 3 by a kinematic chain at least partly specific, in which the moving parts move in translation according to parallel rectilinear directions, each kinematic chain including liaison elements equivalent to a total of four pivotal connections.
According to an embodiment of the present invention, the device is isostatic.
According to an embodiment of the present invention, the moving parts are aligned.
According to an embodiment of the present invention, the moving parts are evenly spaced.
According to an embodiment of the present invention, each kinematic chain comprises a ball joint and a link Swivel.
According to an embodiment of the present invention, each kinematic chain comprises two gimbals.
These objects, features and benefits, as well as others of the present invention will be discussed in detail in the following description of particular embodiments made in a non-limiting manner in relation to the attached figures among :
FIG. 1 represents an example of an actuator linear that can be associated with a kinematic transformer according to the invention;
FIG. 2 represents a kinematic diagram of a kinematic transformer for a three-degree moving tool of freedom ;
FIG. 3 represents an exemplary embodiment of kinematic diagram of Figure 2;
FIG. 4 represents an example of connection by cardan; and FIG. 5 represents another exemplary embodiment of the kinematic diagram of Figure 2.
The principle of the present invention consists in transform movements according to different degrees of freedom of

4 l'outil mobile en autant de mouvements rectilignes parallèles de pièces mobiles. Dans les modes de réalisation décrits par la suite, les pièces mobiles correspondent aux parties mobiles d'act ionneurs linéaires. Inversement, la présente invention permet de transformer des mouvements rectilignes parallèles de pièces mobiles en mouvements selon différents degrés de liberté
de l'outil mobile.
La figure 1 représente un exemple d'actionneur linéaire 10 comportant une base fixe 11 et six parties ou tranches mobiles 12A à 12F. Chaque tranche mobile 12A à 12F est susceptible de se déplacer de façon autonome, par rapport à la base fixe 11, selon un axe parallèle à un axe OZ, sur une plage, par exemple de 2 cm. Les tranches mobiles 12A à 12F sont disposées de sorte que leurs axes de déplacements soient coplanaires et régulièrement espacés, par exemple d'une dizaine de centimètres. Chaque tranche mobile 12A à 12F comporte un alésage 13A à 13F pouvant recevoir des moyens de fixation d'un élément extérieur sur la tranche mobile 12A à 12F. Lorsque les tranches mobiles 12A à 12F ne sont pas sollicitées, les différents alésages 13A à 13F sont coaxiaux selon un axe OX, perpendiculaire à l' axe OZ. Le plan (XOZ) forme un plan médian des tranches mobiles 12A à 12F. Les axes OZ et OX forment avec un axe OY perpendiculaire au plan (XOZ) un repère orthonormé.
Six tranches mobiles 12A à 12F ont été représentées sur la figure 1. Il est clair que l'actionneur linéaire 10 peut comprendre un nombre variable de tranches mobiles selon l'utilisation souhaitée comme il apparaîtra par la suite. En outre, un nombre limité de tranches mobiles 12A à 12F peut être utili sé parmi les six tranches mobiles disponibles de l'act ionneur linéaire 10 de la figure 1.
Un exemple d'actionneur linéaire de ce type est décrit dans le brevet européen EP 0365441 de la demanderesse.
Une condition pour obtenir un transformateur cinématique qui présente un minimum de jeux structurels et de pertes d'énergie par frottement est que le transformateur cinématique est isostatique.
Sur la figure 2, on a représenté une possibilité de schéma cinématique d'un transformateur cinématique isostatique 4 the moving tool in as many parallel rectilinear movements of moving parts. In the embodiments described by the Next, moving parts correspond to moving parts of linear actors. Conversely, the present invention allows to transform parallel rectilinear movements of moving parts in motion with different degrees of freedom of the mobile tool.
FIG. 1 represents an example of an actuator linear 10 having a fixed base 11 and six parts or mobile slices 12A to 12F. Each mobile slice 12A to 12F is likely to move autonomously, compared to the fixed base 11, along an axis parallel to an axis OZ, on a range, for example 2 cm. The mobile slices 12A to 12F are arranged so that their axes of movement are coplanar and regularly spaced, for example a dozen centimeters. Each mobile slice 12A to 12F has a bore 13A to 13F which can receive means for fixing a outer member on the movable edge 12A to 12F. When the mobile units 12A to 12F are not requested, the different bores 13A to 13F are coaxial along an axis OX, perpendicular to the axis OZ. The plane (XOZ) forms a median plane mobile slices 12A to 12F. The axes OZ and OX form with an axis OY perpendicular to the plane (XOZ) an orthonormal coordinate system.
Six mobile slices 12A to 12F have been represented in Figure 1. It is clear that the linear actuator 10 can include a variable number of mobile tranches according to the desired use as it will appear later. In in addition, a limited number of mobile units 12A to 12F can be used among the six available mobile tranches of the linear actor 10 of FIG.
An example of a linear actuator of this type is described in the European patent EP 0365441 of the applicant.
A condition to obtain a transformer kinematics which presents a minimum of structural games and energy losses by friction is that the transformer kinematics is isostatic.
In Figure 2, there is shown a possibility of kinematic diagram of an isostatic kinematic transformer

5 parallèle transformant les mouvements d'un objet mobile 20 ayant trois degrés de liberté en mouvements de translations de trois tranches mobiles 12A, 12B, 12C et réciproquement.
Sur la figure 2, l'outil mobile 20 est relié aux trois tranches mobiles 12A, 12B, 12C par des chaînes cinématiques correspondantes 22A, 22B, 22C. Chaque chaîne cinématique 22A, 22B, 22C comprend plusieurs branches rigides 23, chaque branche 23 étant reliée à une autre branche par une liaison pivotante 24, c'est-à-dire une liaison à un degré de liberté de rotation.
A titre d'exemple, une liaison pivotante peut correspondre à
deux arbres coaxiaux montés libres en rotation l'un par rapport à l'autre, deux liaisons pivotantes successives peuvent correspondre à un cardan, et trois liaisons pivotantes successives à une rotule.
Une condition pour qu'un schéma cinématique de ce type corresponde à un transformateur cinématique réalisable est que chaque paire de chaînes cinématiques 22A, 22B, 22C comprenne au total au moins sept liaisons pivotantes 24. La figure 2 représente un transformateur cinématique dont les trois chaines cinématiques 22A, 22B, 22C comprennent chacune quatre liaisons pivotantes 24.
La figure 3 représente un exemple de réalisation d'un transformateur cinématique selon le schéma cinématique représenté sur la figure 2.
L'invention utilise l'actionneur 10 représenté sur la figure 1 dont seules trois tranches mobiles 12A, 12B, 12C
participant à l'invention sont représentées. L'outil mobile 20 est constitué par un tripode dont les trois pieds 26A, 26B, 26C
sont équidistants les uns des autres. Une tige 27 est fixée solidairement à une extrémité sur le tripode 20. L'extrémité
opposée de la tige 27 est fixée solidairement à une manette Parallel transforming the motions of a moving object having three degrees of freedom in translation movements of three mobile slices 12A, 12B, 12C and vice versa.
In FIG. 2, the mobile tool 20 is connected to the three mobile slices 12A, 12B, 12C by kinematic chains corresponding 22A, 22B, 22C. Each kinematic chain 22A, 22B, 22C comprises several rigid branches 23, each branch 23 being connected to another branch by a pivotal connection 24, that is to say a connection to a degree of freedom of rotation.
For example, a pivotal connection may correspond to two coaxial shafts mounted free to rotate relative to each other at the other, two successive pivoting links can match a cardan, and three pivoting links successive to a kneecap.
A condition for a kinematic scheme of this type match a feasible cinematic transformer is that each pair of kinematic chains 22A, 22B, 22C comprises at total of at least seven pivotal links 24. Figure 2 represents a kinematic transformer whose three chains kinematics 22A, 22B, 22C each comprise four links swiveling 24.
FIG. 3 represents an exemplary embodiment of a kinematic transformer according to the kinematic diagram shown in Figure 2.
The invention uses the actuator 10 shown on the Figure 1 of which only three mobile slices 12A, 12B, 12C
participating in the invention are shown. The mobile tool 20 is constituted by a tripod whose three feet 26A, 26B, 26C
are equidistant from each other. A rod 27 is fixed solidarily at one end on the tripod 20. The end opposite of the rod 27 is fixed jointly to a joystick

6 sphérique 28 destinée à être manipulée par un utilisateur. La tige 27 et la manette sphérique 28 peuvent être remplacées par tout type d'embout, par exemple un embout sphérique, cruciforme, etc., selon l'utilisation prévue du transformateur cinématique.
Chaque pied 26A, 26B, 26C est relié à une tranche mobile 12A, 12B, 12C de l'actionneur 10 par une chaine cinématique 22A, 22B, 22C. Par la suite, les suffixes A, B, C
désignent l'appartenance à l'une des chaînes cinématiques 22A, 22B, 22C.
Chaque chaîne cinématique 22A, 22B, 22C comporte un système de renvoi 30A, 30B, 30C, en forme de "L", fixé
solidairement à une extrémité à la tranche mobile 12A, 12B, 12C, au niveau de l'alésage 13A, 13B, 13C, et relié à l'extrémité
opposée à un premier cardan 31A, 31B, 31C. Le premier cardan 31A, 31B, 31C est relié à une extrémité d'un bras 32A, 32B, 32C
pouvant, par exemple, avoir une longueur de 50 mm. L'extrémité
opposée du bras est reliée à un second cardan 33A, 33B, 33C
également relié à un pied 26A, 26B, 26C du tripode 20.
Dans le présent exemple de réalisation, les systèmes de renvoi 30A, 30B, 30C, et les bras 32A, 32B, 32C ont des formes et dimensions identiques pour les trois chaînes cinématiques 22A, 22B, 22C.
La figure 4 représente un exemple de réalisation des premier et second cardans 31A à 31C et 33A à 33C. A titre explicatif, la figure 4 représente le premier cardan 31A. Le cardan 31A comprend un premier arbre 35A, d'axe 36A, dont une extrémité est fixée solidairement au système de renvoi 30A, et un second arbre 37A, d'axe 38A, dont une extrémité est fixée solidairement au bras 32A. L'extrémité opposée du premier arbre 35A se prolonge par une première fourche 39A dans laquelle est montée libre en rotation une première branche cylindrique 40A, d'axe 41A, d'un croisillon 42A. L'extrémité opposée du second arbre 37A se prolonge par une seconde fourche 43A dans laquelle est montée libre en rotation une seconde branche cylindrique 44A, d'axe 45A, du croisillon 42A. Les axes 41A et 45A se WO 2005/088166 spherical 28 to be manipulated by a user. The rod 27 and the spherical lever 28 can be replaced by any type of tip, for example a spherical tip, cruciform, etc., depending on the intended use of the kinematic transformer.
Each foot 26A, 26B, 26C is connected to a slice mobile 12A, 12B, 12C of the actuator 10 by a chain kinematic 22A, 22B, 22C. Subsequently, the suffixes A, B, C
designate the belonging to one of the kinematic chains 22A, 22B, 22C.
Each kinematic chain 22A, 22B, 22C comprises a return system 30A, 30B, 30C, L-shaped, fixed integrally at one end to the movable wafer 12A, 12B, 12C, at the bore 13A, 13B, 13C, and connected at the end opposed to a first cardan 31A, 31B, 31C. The first cardan 31A, 31B, 31C is connected to one end of an arm 32A, 32B, 32C
for example, having a length of 50 mm. The end opposite of the arm is connected to a second cardan 33A, 33B, 33C
also connected to a foot 26A, 26B, 26C of the tripod 20.
In this embodiment, the systems 30A, 30B, 30C, and the arms 32A, 32B, 32C have identical shapes and dimensions for the three chains cinematics 22A, 22B, 22C.
FIG. 4 represents an exemplary embodiment of first and second gimbals 31A-31C and 33A-33C. As explanatory, Figure 4 shows the first cardan 31A. The cardan shaft 31A comprises a first shaft 35A, of axis 36A, of which one end is integrally attached to the return system 30A, and a second shaft 37A, of axis 38A, one end of which is fixed integrally with the arm 32A. The opposite end of the first tree 35A is extended by a first fork 39A in which is free mounting in rotation a first cylindrical branch 40A, 41A axis, a spider 42A. The opposite end of the second 37A shaft is extended by a second fork 43A in which is rotatably mounted a second cylindrical branch 44A, axis 45A, the spider 42A. The axes 41A and 45A

WO 2005/08816

7 PCT/FR2005/050155 coupent au point 46A appelé centre du premier cardan 31A. Les axes 41A et 45A, 36A et 41A, et 38A et 45A sont perpendiculaires deux à deux.
Les deuxièmes cardans 33A à 33C ont une structure similaire à celle des premiers cardans 31A à 31C. Les premiers arbres 35A à 35C des deuxièmes cardans 33A à 33C sont reliés solidairement respectivement aux bras 32A à 32C, et les seconds arbres 36A à 36C sont reliés respectivement solidairement aux pieds 26A à 26C du tripode 20.
Selon le présent exemple de réalisation, les systèmes de renvoi 30A et 30C permettent de placer respectivement les centres 46A et 46C des premiers cardans 31A et 31C à une distance d'environ 2 centimètres par rapport au plan (XOZ) du côté des Y négatifs. Le système de renvoi 30B permet de placer respectivement le centre 46B du premier cardan 46B à une distance de 2 centimètres par rapport au plan (XOZ) du côté des Y positifs.
Les axes 36A, 36B, 36C des premiers cardans 31A, 31B
et 31C sont orientés selon l'axe OZ. Les axes 41A, 41B, 41C des premiers cardans 31A, 31B, 31C sont donc parallèles au plan (XOY). Le premier cardan 41A de la chaîne cinématique 22A est agencé de sorte que l'axe 41A fasse un angle de +135 degrés selon le sens trigonométrique avec l'axe OX. Le premier cardan 31C est agencé de sorte que l'axe 41C fasse un angle de +45 degrés par rapport à l'axe OX. Le premier cardan 31B est agencé
de sorte que l'axe 41B soit orienté selon l'axe OY.
Les deuxièmes cardans 33A, 33B, 33C sont orientés de sorte que les trois centres 46A, 46B, 46C des deuxièmes cardans 33A, 33B, 33C soient disposés selon un triangle équilatéral, inscrit par exemple sur un cercle de 40 mm de diamètre. Les axes 45A, 45B, 45C des deuxièmes cardans 33A, 33B, 33C sont tangents à ce cercle.
Pour l'exemple de réalisation de la figure 3, il est possible de placer deux transformateurs côte à côte et d'utiliser les six tranches 12A à 12F de l'actionneur 10. 7 PCT / FR2005 / 050155 cut at point 46A called center of first cardan 31A. The 41A and 45A, 36A and 41A, and 38A and 45A are perpendicular two by two.
The second gimbals 33A to 33C have a structure similar to that of the first gimbals 31A to 31C. The first ones shafts 35A to 35C of the second gimbals 33A to 33C are connected integrally respectively to the arms 32A to 32C, and the second 36A to 36C are integrally connected respectively to the feet 26A to 26C of the tripod 20.
According to the present example embodiment, the systems 30A and 30C make it possible to place the centers 46A and 46C of the first universal joints 31A and 31C at a distance of about 2 centimeters from the plane (XOZ) of the side of the Y negatives. The 30B return system allows you to place respectively the center 46B of the first gimbal 46B to a distance of 2 centimeters from the plane (XOZ) on the Y positive.
The axes 36A, 36B, 36C of the first universal joints 31A, 31B
and 31C are oriented along the axis OZ. The axes 41A, 41B, 41C of the first universal joints 31A, 31B, 31C are therefore parallel to the plane (XOY). The first cardan 41A of the drivetrain 22A is arranged so that the axis 41A makes an angle of +135 degrees in the trigonometrical direction with the axis OX. The first cardan 31C is arranged so that the axis 41C makes an angle of +45 degrees to the OX axis. The first cardan 31B is arranged so that the axis 41B is oriented along the axis OY.
The second universal joints 33A, 33B, 33C are oriented so that the three centers 46A, 46B, 46C of the second gimbals 33A, 33B, 33C are arranged in an equilateral triangle, for example on a circle 40 mm in diameter. The axes 45A, 45B, 45C of the second gimbals 33A, 33B, 33C are tangent to this circle.
For the embodiment of FIG. 3, it is possible to place two transformers side by side and to use the six slices 12A to 12F of the actuator 10.

8 La figure 5 représente un autre exemple de réalisation d'un transformateur cinématique selon le schéma cinématique de la figure 2. Deux transformateurs sont représentés côte à côte de façon à coopérer avec les six tranches (non représentées) de l'actionneur 10.
Comme pour l'exemple de réalisation représenté en figure 3, chaque chaine cinématique 22A, 22B, 22C d'un transformateur comprend un système de renvoi 30A, 30B, 30C fixé
solidairement à une extrémité à une tranche mobile 12A, 12B, 12C
(non représentée) de l'actionneur 10 et relié à l'extrémité
opposée à une rotule 63A, 63B, 63C. Un bras 64A, 64C est relié à
la rotule 63A, 63B, 63C de chaque chaîne cinématique 22A, 22B, 22C et est libre selon les trois degrés de liberté de rotation au centre de la rotule 63A, 63B, 63C. Chaque bras 64A, 64B, 64C
se prolonge par une fourche 65A, 65B, 65C dont les deux branches sont traversées par un arbre 66A, 66B, 66C par rapport auquel pivote le pied 26A, 26B, 26C d'un tripode. Dans cet exemple de réalisation, l'outil mobile 20 est constitué par le tripode dont les trois pieds 26A, 26B, 26C sont équidistants les uns des autres. Un orifice 67 est prévu dans le tripode, éventuellement pour la fixation d'une tige comme dans l'exemple de réalisation représenté en figure 1.
Les systèmes de renvoi 30A et 30C permettent de placer respectivement les centres des rotules 63A et 63C à une distance d'environ 2 centimètres par rapport au plan (XOZ) du côté des Y
négatifs. Le système de renvoi 30B permet de placer le centre de la rotule 63A à une distance de 2 centimètres par rapport au plan (XOZ) du côté des Y positifs.
Les centres des trois rotules 63A, 63B, 63C sont répartis de façon qu'en position de repos les bras 64A, 64C sont sensiblement orientés selon la direction Z et le tripode 20 s'étend sensiblement selon un plan parallèle au plan (XOY).
Deux transformateurs cinématiques peuvent être placés sur un même actionneur 10, un transformateur cinématique étant le symétrique de l'autre par rapport au plan (XOZ). 8 FIG. 5 represents another exemplary embodiment of a kinematic transformer according to the kinematic diagram of Figure 2. Two transformers are shown side by side in order to cooperate with the six tranches (not shown) of the actuator 10.
As for the embodiment shown in FIG. 3, each kinematic chain 22A, 22B, 22C of a transformer includes a return system 30A, 30B, 30C fixed integrally at one end to a moving edge 12A, 12B, 12C
(not shown) of the actuator 10 and connected to the end opposed to a ball 63A, 63B, 63C. An arm 64A, 64C is connected to the ball 63A, 63B, 63C of each driveline 22A, 22B, 22C and is free according to the three degrees of freedom of rotation in the center of the ball 63A, 63B, 63C. Each arm 64A, 64B, 64C
is extended by a fork 65A, 65B, 65C whose two branches are traversed by a shaft 66A, 66B, 66C with respect to which pivots the foot 26A, 26B, 26C of a tripod. In this example of realization, the mobile tool 20 is constituted by the tripod of which the three legs 26A, 26B, 26C are equidistant from each other other. An orifice 67 is provided in the tripod, possibly for fixing a rod as in the embodiment example represented in FIG.
The return systems 30A and 30C make it possible to place respectively the centers of the 63A and 63C ball joints at a distance about 2 centimeters from the plane (XOZ) on the Y side negative. The deferral system 30B makes it possible to place the center of the ball 63A at a distance of 2 centimeters from the plane (XOZ) on the positive Y side.
The centers of the three ball joints 63A, 63B, 63C are distributed so that in the rest position the arms 64A, 64C are substantially oriented in the Z direction and the tripod 20 extends substantially in a plane parallel to the plane (XOY).
Two kinematic transformers can be placed on the same actuator 10, a kinematic transformer being the symmetrical of the other with respect to the plane (XOZ).

9 La structure du transformateur selon les exemples de réalisation précédemment décrits permet d'obtenir un mouvement régulier de l'objet mobile 20.
La présente invention présente de nombreux avantages.
Elle permet de transformer les mouvements d'un outil mobile à trois degrés en autant de mouvements élémentaires de translation de pièces mobiles selon des axes parallèles, coplanaires et régulièrement espacés, et inversement. Cette disposition est particulièrement adaptée pour l'utilisation d'un act ionneur du type représenté sur la figure 1 qui est particulièrement compact. L'invention peut être utilisée pour piloter les mouvements de l'outil mobile en commandant de façon adaptée l'actionneur. L'invention peut être également utilisée pour produire des signaux électriques par la mesure des déplacements des pièces mobiles causés par des mouvements imposés à l'outil mobile pour piloter un élément extérieur à
partir de ces signaux. Un effort de rétroaction peut également être transmis à l'outil mobile par l'actionneur en fonction des déplacements de l'outil mobile.
La présente invention permet une grande modularité. En effet, de nombreuses pièces peuvent être communes aux différents exemples de réalisation. Par exemple, les systèmes de renvoi de l'exemple de réalisation de la figure sont identiques. En outre, l'exemple de réalisation représenté en figure 5 permet de prévoir de nombreuses pièces identiques pour les trois chaînes cinématiques 22A, 22B, 22C, notamment les rotules 63A, 63B, 63C, les bras 64A, 64B, 64C, les fourches 65A, 65B, 65C et les arbres 66A, 66B, 66C. En outre, les systèmes de renvoi des chaînes cinématiques 22A et 22C sont identiques et le système de renvoi 30B de la chaîne de renvoi 22B est le symétrique des systèmes de ren-voi 30A, 30C des chaînes cinématiques 22A, 22B.
De même, l'outil peut facilement être modifié selon l'utilisation du transformateur cinématique. Par exemple, l'outil peut avoir la forme d'un levier de commande et être utilisé pour réaliser une boîte de vitesses électrique à retour d'efforts. Pour simuler les mouvements d'une marionnette, l'outil peut avoir la forme d'une croix. Avec la forme représentée sur la figure 3, l'outil mobile peut être utilisé
pour simuler les mouvements d'un archer.
5 L'exemple de réalisation de la figure 5 est particulièrement--adapté pour une utilisation en système à deux degrés de liberté, par exemple dans lequel l'outil est asservi à
se déplacer dans un plan. A titre d'exemple, l'outil a la forme d'une tige, et l'extrémité de la tige est asservie à se déplacer 9 The structure of the transformer according to the examples of previously described embodiment allows to obtain a movement regular of the moving object 20.
The present invention has many advantages.
It allows to transform the movements of a tool three-stage mobile in as many elementary movements of translation of moving parts along parallel axes, coplanar and regularly spaced, and vice versa. This provision is particularly suitable for the use of a actor of the type shown in Figure 1 which is particularly compact. The invention can be used to control the movements of the moving tool by ordering adapted the actuator. The invention can also be used to produce electrical signals by measuring the movements of moving parts caused by movements imposed on the mobile tool to drive an external element to from these signals. A feedback effort can also be transmitted to the moving tool by the actuator according to the moving the moving tool.
The present invention allows a great modularity. In Indeed, many pieces may be common to different examples of realization. For example, the return systems of the embodiment of the figure are identical. In addition, the embodiment shown in FIG.
provide many identical pieces for the three chains kinematics 22A, 22B, 22C, in particular the ball joints 63A, 63B, 63C, the arms 64A, 64B, 64C, the forks 65A, 65B, 65C and the shafts 66A, 66B, 66C. In addition, channel return systems kinematics 22A and 22C are identical and the return system 30B of the return chain 22B is the symmetric 30A, 30C of the kinematic chains 22A, 22B.
Similarly, the tool can easily be modified according to the use of the kinematic transformer. For example, the tool can be in the form of a control lever and be used to make a return electric gearbox effort. To simulate the movements of a puppet, the tool can have the shape of a cross. With the form shown in Figure 3, the mobile tool can be used to simulate the movements of an archer.
The embodiment of FIG. 5 is particularly - suitable for use in a two-system degrees of freedom, for example in which the tool is slaved to move in a plane. For example, the tool has the shape of a rod, and the end of the rod is slaved to move

10 dans un plan.
L'exemple de réalisation de la figure 5, qui met en oeuvre une rotule pour chaque chaîne cinématique, permet d'obtenir un transformateur cinématique dont la compacité et la tenue dans le temps sont améliorées.
Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l' art . 10 in a plane.
The exemplary embodiment of FIG.
a ball joint for each kinematic chain, allows to obtain a kinematic transformer whose compactness and held in time are improved.
Of course, the present invention is capable of various variants and modifications that will appear to man art .

Claims

1. Reversible kinematic transformation device movements of three moving parts (12A to 12C) in motion mobile tool (20), each moving part being connected to the mobile tool by a specific kinematic chain (22A to 22C), characterized in that the moving parts move in translation along straight parallel directions, each kinematic chain comprising connecting elements (31A to 31C, 33A to 33C, 63A to 63C, 66A to 66C) equivalent in total to four pivotal links (24).

2. Device according to claim 1, wherein the device is isostatic.

3. The device according to claim 1, wherein the moving parts (12A to 12C) are aligned.

4. Device according to claim 3, wherein the moving parts (12A to 12C) are evenly spaced.

5. Device according to claim 1, wherein each kinematic chain (22A to 22C) comprises a ball joint (63A to 63C) and a pivotal connection (66A-66C).

6. Device according to claim 1, wherein each drive train (22A to 22C) comprises two gimbals (31A
at 31C, 33A to 33C).