EP4543641A1 - Convoyeur déformable - Google Patents

Convoyeur déformable

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Publication number
EP4543641A1
EP4543641A1 EP23741266.3A EP23741266A EP4543641A1 EP 4543641 A1 EP4543641 A1 EP 4543641A1 EP 23741266 A EP23741266 A EP 23741266A EP 4543641 A1 EP4543641 A1 EP 4543641A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
deformable
handling end
picking
here
robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23741266.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Thor BIEZE
Eulalie COEVOET
Alexandre KRUSZEWSKI
Christian Duriez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique INRIA
Original Assignee
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique INRIA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique INRIA filed Critical Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique INRIA
Publication of EP4543641A1 publication Critical patent/EP4543641A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B65G37/00—Combinations of mechanical conveyors of the same kind, or of different kinds, of interest apart from their application in particular machines or use in particular manufacturing processes
    • B65G37/005—Combinations of mechanical conveyors of the same kind, or of different kinds, of interest apart from their application in particular machines or use in particular manufacturing processes comprising two or more co-operating conveying elements with parallel longitudinal axes

Definitions

  • the invention relates to the field of robotic installations for moving objects.
  • these robotic installations take an object from a picking zone, for example on a first production line or a storage zone, and place this object in a placement zone, for example on a second production line or in a box .
  • a pick and place robot generally has a single, rigid, articulated arm, at the end of which there is a gripping member.
  • the articulated arm executes a rotational and/or translational movement so that this gripping member reaches the placement zone and places the object there.
  • Pick and place robots are not always suitable for handling fragile or variable-sized objects, as found in particular in the food industry.
  • the use of these robots requires a restrictive arrangement of their workspace, due to the danger that the speed of their movements represents for human safety.
  • Collaborative robots are equipped with devices, such as presence detection devices, allowing them to operate in collaboration with or near human operators. However, activating these devices significantly slows down their operation. Collaborative robots are therefore poorly suited to the high speeds required in certain industries, such as the food industry. In addition, these robots are also not always well suited to handling fragile objects or objects with variable dimensions. We are seeking to design a robotic installation for moving objects that is compatible with both the handling of fragile or variable-sized objects, and with high production rates, while remaining secure.
  • a picking and placing device comprising a deformable robot arranged to be placed near a picking zone and a placement zone.
  • the deformable robot includes a first handling end, at which the deformable robot picks up an object from the picking area, and a second handling end, at which the deformable robot places an object in the placement area.
  • the first handling end is capable of being moved in the picking zone, or the second handling end is capable of being moved in the placement zone.
  • the deformable robot further comprises a deformable conveyor structure connecting the first handling end and the second handling end so as to convey an object picked up by the first handling end to the second handling end.
  • the arrangement of the deformable conveyor structure between the first handling end and the second handling end makes it possible to maintain a high operating rate without requiring rapid and dangerous movements.
  • This device is particularly advantageous because it can be made from flexible structures, such as belts or structures with peristaltic movement, which allows the handling of fragile objects or objects of variable dimensions.
  • the invention may have one or more of the following characteristics:
  • the deformable conveying structure comprises a deformable channel
  • the deformable channel comprises a pair of tensioning arms, maintained at a substantially constant distance from each other, and the deformable conveying structure comprises a pair of belts, each arranged on one of the tensioning arms, these belts being able to grip an object between them and to drive it from the first handling end to the second handling end;
  • the deformable conveyor structure comprises cables, positioned along the tensioning arms, and an actuator connected to said cables and arranged to deform the deformable conveyor structure by varying the tension of the latter;
  • the deformable channel comprises a plurality of tensioning arms (for example three), connected to each other near the first handling end or the second handling end, and the deformable conveying structure comprises a plurality of belts (for example example three), each arranged on a respective tensioning arm, these belts being capable of gripping an object together and driving it from the first handling end to the second handling end;
  • the picking and placing device comprises a slide and the deformable conveying structure comprises an actuator connected to said slide and arranged to deform the deformable conveying structure by translating one of the tensioning arms along the slide;
  • the picking and placing device is capable of modifying the orientation of an object conveyed in the deformable channel
  • At least one belt is deformable in a direction transverse to the local driving direction of said belt
  • the deformable conveying structure comprises a peristaltic movement structure connected to the deformable channel;
  • the peristaltic movement structure comprises peristaltic rings, each peristaltic ring presenting a row of inflatable actuators;
  • the first handling end or the second handling end has a flared shape
  • the first handling end or the second handling end has a gripping actuator.
  • FIG. 1 is a top view of a picking and placing device according to a first embodiment of the invention, carrying out an object conveying operation
  • Figure 2 represents a result of the conveying operation of Figure 1, in three-quarter view
  • FIG. 3 is a three-quarter view of an embodiment of the deformable robot of the device of Figures 1 and 2, in the absence of belts;
  • FIG. 4 is a top view of a picking and placing device according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a three-quarter view of a scenario of the device of Figure 1 and the device of Figure 4 operating together;
  • FIG. 6 is a three-quarter view of a picking and placing device according to a third embodiment of the invention, in an object rotation operation;
  • FIG. 7 is a three-quarter view of a picking and placing device according to a fourth embodiment of the invention, in an object rotation operation;
  • FIG. 8 represents a first position of a picking and placing device according to a fifth embodiment, in three-quarter view
  • Figure 9 is similar to Figure 8, the device being in a second position
  • FIG. 10 represents a collection and placement device according to a sixth embodiment, in three-quarter view
  • FIG. 11 is a front view of a picking and placing device according to a seventh embodiment, in a first position;
  • FIG. 12 is a side view of the device of Figure 11;
  • Figure 13 is similar to Figure 12, the device being in a second position;
  • FIG. 14 is a three-quarter view of a picking and placing device according to an eighth embodiment of the invention.
  • Figure 15 represents the peristaltic movement structure of the device of Figure 14 in a first step of conveying an object, in close-up and side view;
  • - Figure 16 represents the peristaltic movement structure of Figure 15 in a second step of conveying an object
  • - Figure 17 represents the peristaltic movement structure of Figure 15 in a third step of conveying an object.
  • Figure 1 is a top view of a picking and placing device according to a first embodiment of the invention, carrying out an object conveying operation.
  • Figure 2 shows a result of the object conveying operation of Figure 1, in three-quarter view.
  • the deformable robot 1 moves objects 7, here apples, from the picking zone 3 to the placement zone 5.
  • the deformable robot 1 moves several apples simultaneously.
  • the deformable robot 1 comprises a first handling end 9 and a second handling end 11, mutually opposite, and a deformable conveyor structure 13, which connects the first handling end 9 to the second handling end 11.
  • the deformable robot 1 picks up the objects 7 in the picking zone 3 at the first handling end 9.
  • the deformable robot 1 places the objects 7 in the placement zone 5 at the second handling end 11.
  • the first handling end 9 has a flared shape, so as to guide the objects 7 from the sampling zone 3 towards the deformable conveyor structure 13 in a progressive manner.
  • the second handling end 11 has a flared shape, so as to release the objects 7 in the placement zone 5 in a progressive manner.
  • the deformable conveying structure 13 is deformed so as to convey the objects 7 picked up by the first handling end 9 to the second handling end 11.
  • the arrangement of the deformable conveyor structure 13 between the first handling end 9 and the second handling end 11 makes it possible to maintain a high operating rate without requiring rapid and dangerous movements of the deformable robot 1.
  • the deformable conveying structure 13 is deformed so as to move the second handling end 11 within the placement zone 5.
  • the deformable conveyor structure 13 has a deformable channel 15.
  • the deformable channel 15 is elongated between the first handling end 9 and the second handling end 11.
  • the deformable channel 15 extends from the first handling end 9 to 'at the second handling end 11.
  • the deformable channel 15 forms a conduit for the objects 7.
  • the deformable conveyor structure 13 comprises a pair of belts 17 and the deformable channel 15 is formed by a pair of tensioning arms 19.
  • Each belt 17 is arranged around one of the tensioning arms 19.
  • the belts 17 transmit a translation movement so as to convey objects 7 along the deformable conveying structure 13.
  • the belts 17 enclose the objects 7 together so as to maintain these objects 7 in the deformable channel 15 during their conveyance along of the deformable conveyor structure 13.
  • the belts 17 enclose this object 7 between them and drive it from the first handling end 9 to the second end of handling 11.
  • the use, in the deformable conveyor structure 13, of flexible structures, such as belts 17, allows the deformable robot 1 to handle objects 7 that are fragile or have variable dimensions.
  • the deformable conveyor structure 13 further comprises one or more crosspieces (not shown) connecting the tensioning arms 19 together, here near the second handling end 11.
  • the crosspieces pass outside the pipe formed by the deformable channel 15
  • the crosspieces maintain the tensioning arms 19 at a substantially constant spacing distance from one another. The spacing distance is determined according to the dimensions of the objects 7 to be moved.
  • each belt 17 On each belt 17, the driving of said belt 17 on the corresponding tensioner arm 19 defines a local driving direction.
  • One or each of the belts 17 can be deformable in a direction transverse to the local driving direction of said belt 17. This deformation of one or each of the belts 17 distributes the contact forces on the object 7 held. This deformation of one or each of the belts 17 makes it possible to hold fragile objects 7 or of variable dimensions between the belts 17.
  • each belt 17 is deformable in the direction transverse to the local drive direction of said belt 17.
  • One or both of said belts 17 may have one or more strands.
  • the strands can be made of a similar or different material.
  • each belt 17 comprises two strands.
  • the two strands are flat strips 23, 25.
  • the flat strips 23, 25 are made of a very flexible material.
  • the flat strips 23, 25 are endless.
  • the flat strips 23, 25 of the same belt 17 have different lengths.
  • the flat strips 23, 25 are arranged so that the longest, called the external flat strip 23, the shortest belt, called the internal flat strip 25.
  • the external flat strips 23 are in contact with the objects 7 to move.
  • the internal flat bands 25 are in contact with the tensioning arms 19.
  • the internal flat band 25 is made of rubber and the external flat band 23 is made of elastomer.
  • each belt 17 further comprises a set of fasteners 27 connecting the flat bands 23, 25 to each other.
  • each belt 17 comprises forty fasteners 27.
  • the fasteners 27 can be made of the same material as that of the flat strips 23, 25 or of a material different from this.
  • each attachment 27 has two portions, of generally rectangular shape, which are arranged so as to form a "V" with one another when the deformable robot 1 is seen from above.
  • the fasteners 27 are arranged between the flat strips 23, 25 so that the "Vs" are all positioned in the same direction on the same belt 17.
  • the flat strips 23, 25 and the fasteners 27 together delimit a series of hollow cells 29.
  • the two flat strips 23, 25 and the forty fasteners 27 delimit forty hollow cells 29.
  • the hollow cells 29 are deformable .
  • the hollow cells 29 have the shape of a cylinder with a hexagonal base.
  • the hollow cells 29 located near the object 7 are deform, elastically, in a direction transverse to the local driving direction of the belt 17. This deformation of the hollow cells 29 ensures the maintenance of the object 7 between the belts 17 while distributing the contact forces on the object 7.
  • Cells hollow 29 resume their shape once the object 7 reaches the second handling end 11.
  • Belt model 17 is described above as an example. Other models of belts 17 are possible.
  • Each tensioning arm 19 comprises at each of its ends a tensioning block 31.
  • the tensioning blocks 31 each comprise a central part 33, here of substantially cylindrical shape.
  • the central parts 33 of the tensioning blocks 31 each have a pulley.
  • Each tensioner block 31 further comprises a radial part 35, projecting from the central part 33 of said tensioner block 31.
  • Each tensioning arm 19 comprises a flexible body 37 connecting the radial parts 35 of the tensioning blocks 31 together.
  • the flexible body 37 is elongated and substantially rectangular.
  • Each tensioner arm 19 further comprises pairs of tabs 41, supported by the flexible body 37.
  • the tabs 41 of the same pair are arranged at regular intervals along the flexible body 37.
  • the tabs 41 are fixed on the flexible body 37 rigidly and substantially perpendicular thereto.
  • each flexible body 37 supports eleven pairs of legs 4L
  • Each tab 41 carries a pair of rollers 43, at a distance from the flexible body 37.
  • the pairs of rollers 43 participate in the alignment of the belt 17 arranged around said tensioning arm 19 and maintain said belt 17 substantially parallel said tensioning arm 19.
  • the rollers 43 of the same pair are arranged on either side of the internal flat band 25 of the belt 17 positioned around said tensioning arm 19 and serve as a guide to said internal flat strip 25.
  • the deformable conveying structure 13 comprises a first actuator (not shown), capable of moving and deforming said deformable conveying structure 13.
  • the first actuator translates the tensioning blocks 31 arranged at the first handling end 9 along slides (not shown) respective.
  • the first actuator can only be connected to one of said tensioning blocks 31.
  • the slides extend in a direction generally parallel to the first conveying direction.
  • the first actuator can cause said tensioning blocks 31 to perform the same translation movement.
  • the deformable robot 1 moves in the direction generally parallel to the first conveying direction.
  • the first actuator can cause one of said tensioning blocks 31 to perform a relative translation movement relative to the other of said tensioning blocks 31, in the direction generally parallel to the first conveying direction.
  • the tensioning arms 19 flex, due to the fact that they are held by the crosspieces at a substantially constant spacing distance from one another.
  • the deformable conveyor structure 13 deforms, here in a plane substantially parallel to the first conveyor plane.
  • the second handling end 11 moves within the placement zone 5 accordingly.
  • the first handling end 9 may comprise a second actuator, called the first gripping actuator.
  • Said first gripping actuator modifies an opening angle of the first handling end 9 so as to pick up an object 7 with precision.
  • the second handling end 11 may comprise, as here, a third actuator, called the second gripping actuator.
  • Said second gripping actuator modifies an opening angle of the second handling end 11 by way to release an object 7 with precision.
  • the second gripping actuator moves, at said second handling end 11, the tensioning blocks 31 away from each other. .
  • the deformable conveyor structure 13 may include, as here, a motorized stop 45.
  • the motorized stop 45 connects the tensioning arms 19 together from below, near the second handling end 11.
  • the motorized stop 45 extends along a stop axis and has a generally cylindrical shape.
  • the motorized stop 45 rotates on itself around its stop axis.
  • the rotation of the latter around its stop axis modifies the orientation of said object 7.
  • the crosspiece 21 connecting the tensioning arms 19 between them bypasses the pipe formed by the deformable channel 15 from above.
  • the crosspiece 21 connects the radial parts 35 of the tensioning blocks 31 arranged at the second handling end 11.
  • Each of the tensioning blocks 31 arranged at the first handling end 9 has a projecting part 87, here extending substantially perpendicular to its radial part 35.
  • the projecting parts 87 move away from said tensioning blocks 31 so as to clear a space for the passage of belts.
  • the projecting parts 87 move away from the pipe formed by the deformable channel 15.
  • the motors 47 transmitting a rotational movement to the belts 17 are fixed above the tensioning blocks 31 arranged at the first handling end 9.
  • Each motor 47 is positioned astride the central part 33 and the projecting part 87 of the tensioning block 31 partner.
  • the slides 49 are positioned on either side of the deformable robot 1, near the first handling end 9.
  • the first actuator is connected to the slides 49 via rack mechanisms.
  • Each slide 49 comprises two rails, along which slide linear translation guides fixed to the projecting part 87 of one of the tensioning blocks 31 arranged at the first handling end 9.
  • the tensioning arms 19 are further connected together by an articulated arch 51, here substantially halfway along the deformable channel 15.
  • the articulated arch 51 bypasses the pipe formed by the deformable channel 15 by above.
  • the articulated arch 51 contributes to maintaining the tensioning arms 19 at a substantially constant spacing distance from one another during the deformation of the deformable conveying structure 13.
  • first handling end 9 and the second handling end 11 are devoid of gripping actuators.
  • the deformable conveyor structure 13 does not have a motorized stop.
  • This figure shows a picking and placing device according to a second embodiment, in top view.
  • the elements functionally similar to those presented in the first embodiment bear identical reference numbers increased by a hundred.
  • the deformable robot 101 is substantially similar to that described in the first embodiment, except that the conveying structure deformable robot 113 of said deformable robot 101 is deformed so as to move the first handling end 109 within the picking zone 103, and not so as to move the second handling end 111 within the placement zone 105.
  • the picking zone 103 is a first belt conveyor and the placement zone 105 is a second belt conveyor.
  • the first belt conveyor and the second belt conveyor are arranged according to a first conveying plane and a second conveying plane, respectively.
  • the first conveying plane and the second conveying plane are substantially horizontal, but the first conveying plane and the second conveying plane could be inclined.
  • the first belt conveyor and the second belt conveyor extend along a first conveying direction and a second conveying direction, respectively.
  • the first conveying direction and the second conveying direction together form an angle, here of approximately 90°.
  • the first belt conveyor is below the second belt conveyor.
  • the deformable robot 101 is attached, at its second handling end 111, to the structure of the second belt conveyor.
  • the flexible bodies 137 of the tensioning arms 119 are pre-curved, so that the deformable robot 101 is placed, at its first handling end 109, on the first belt conveyor.
  • the crosspieces are positioned near the first handling end 109.
  • the first actuator actuates the tensioning blocks 131 arranged at the second handling end 111.
  • the first actuator can actuate only one of said tensioning blocks 131.
  • the simultaneous sliding of said tensioning blocks 131 causes the deformable robot 101 to move in a direction generally parallel to the second conveying direction.
  • the relative sliding of one of said tensioning blocks 131 relative to the other of said tensioning blocks 131 in the direction generally parallel to the second conveying direction causes the movement of the first handling end 109 within the zone of levy 103.
  • the first gripping actuator of the first handling end 109 modifies the opening angle of said first handling end 109 so as to pick up an object 107 with precision.
  • the second handling end 111 does not have a gripping actuator.
  • the motorized stop 145 is positioned near the first handling end 109.
  • the first belt conveyor, the second belt conveyor and the third belt conveyor extend in a first conveying direction, a second conveying direction and a third conveying direction, respectively.
  • the first conveying direction and the second conveying direction together form an angle, here of approximately 90°.
  • the second conveying direction and the third conveying direction together form an angle, here of approximately 90°.
  • the first conveying direction and the third conveying direction are substantially parallel.
  • the first belt conveyor and the third belt conveyor are below the second belt conveyor.
  • the first deformable robot 101 and the second deformable robot 1 are each attached to one of the ends of the structure of the second belt conveyor.
  • the first deformable robot 101 is placed on the first belt conveyor at its first handling end 109.
  • the first deformable robot 101 is attached to the second belt conveyor at its second handling end 111.
  • the second deformable robot 1 is attached to the second belt conveyor at its first handling end 9.
  • the second deformable robot 1 overlooks the third belt conveyor at its second handling end 11.
  • the first handling end 109 of the first deformable robot 101 is able to be moved in the sampling zone 103 thereof.
  • the second handling end 11 of the second deformable robot 1 is able to be moved in the placement zone 5 thereof.
  • the first deformable robot 101 picks up at its first handling end 109 an object in its picking zone 103, here the first belt conveyor, with precision.
  • the first deformable robot 101 conveys the object to its second handling end 111.
  • the first deformable robot 101 then places the object in its placement zone 105, here one end of the second belt conveyor.
  • the object is transported by the second belt conveyor to its other end, which forms the picking zone 3 of the second deformable robot 1.
  • the second deformable robot 1 picks up the object at its first handling end 9 and conveys this up to its second handling end 11.
  • the second deformable robot 1 finally places the object in its placement zone 5, here a packaging tray transported by the third belt conveyor, with precision.
  • This figure is a three-quarter view of a picking and placing device according to a third embodiment of the invention, in an object rotation operation.
  • the deformable robot 201 is substantially similar to that described in the first embodiment, except that the deformable conveyor structure 213 of said deformable robot 201 is devoid of motorized stop and has models of belts 217 and of flexible bodies 237 of tensioning arms 219 significantly different from those described in the first embodiment.
  • each belt 217 has a single strand, which comprises a flat strip 289 and a set of cushions 291 fixed to said flat strip 289.
  • the flat bands 289 are substantially similar to the internal flat bands of the belts described in the first embodiment.
  • the 289 flat strips are endless.
  • the flat bands 289 are in contact with the tensioning arms 219.
  • the rollers 243 of the same pair are arranged on either side of the flat band 289 of the belt 217 positioned around said arm tensioner 219 and serve as a guide to said flat strip 289.
  • the flat strips 289 are made of rubber or another flexible polymer, possibly reinforced by textile fibers.
  • each cushion 291 supports a platform, through which said cushion 291 is in contact with the objects 207 to be moved.
  • said platforms have a generally rectangular shape.
  • the cushions 291 are arranged so that the platforms of said cushions 291 are contiguous.
  • each cushion 291 has the general shape of a truncated pyramid with a rectangular base, which widens from the end of said cushion 291 fixed on one of the flat strips 289 towards the platform supported by said cushion 291.
  • the cushions 291 are made of a flexible polymer material, for example silicone or flexible plastic.
  • the 291 cushion model is described above as an example.
  • Other cushion models are possible, which for example have a geometry specifically adapted to a type of objects with a homogeneous shape, transported in an industrial context.
  • the cushions 291 deform in a manner substantially similar to that described for the hollow cells delimited by the belts in the first embodiment.
  • an object 207 is taken from the first handling end 209, said object 207 comes into contact with the cushions 291 of the belts 217.
  • the cushions 291 located near the object 207 are deformed, elastically, in a direction transverse to the local driving direction of the belt 217. This deformation of the cushions 291 ensures the maintenance of the object 207 between the belts 217 while distributing the contact forces on the object 207. cushions 291 resume their shape once the object 207 reaches the second handling end 211.
  • the flexible bodies 237 of the tensioning arms 219 differ from what is described in the first embodiment in that said flexible bodies 237 have a serration, here forming nine teeth. Each tooth supports one of the pairs of legs 241.
  • the deformable robot 201 modifies the orientation of the objects 207 conveyed between the first handling end 209 and the second handling end 211.
  • the objects 207 undergo a rotation relative to the deformable robot 201.
  • this rotation takes place around of an axis perpendicular to the local drive directions of the belts 217, as represented by first arrows 297.
  • the rotation of the objects 207 results from a modification of the drive speed of the belts 217.
  • the drive movement of the belts 217 is represented by second arrows 293 and third arrows 295.
  • second arrows 293 and third arrows 295 are of different lengths, which means that the drive speeds of the belts 217 are different.
  • the drive speed of the belt 217 associated with the third arrows 295 is lower than that of the belt 217 associated with the second arrows 293.
  • the second arrows 293 and the third arrows 295 are in the same direction, which means that the directions drive belts 217 are the same.
  • the direction of drive of the belts 217 is oriented from the first handling end 209 towards the second handling end 211.
  • the objects 207 conveyed in the deformable channel 215 continue to advance from the first handling end 209 towards the second handling end 211.
  • the objects 207 rotate on themselves, at an angular speed which depends on the difference between the speeds d driving the belts 217. This rotation operation is particularly suitable for making the objects 207 execute a fine rotational movement.
  • the rotation of the objects 207 may result from a modification of the driving direction of the belts 217.
  • the driving directions of the belts 217 are opposite to each other with respect to the 'other.
  • the objects 207 conveyed in the deformable channel 215 stop advancing towards the second handling end 211.
  • the objects 207 rotate on themselves, at an angular speed which depends on the drive speeds of each of the belts 217. This operation of alternative rotation is particularly suitable for making objects 207 perform a large rotational movement.
  • This figure is a three-quarter view of a picking and placing device according to a fourth embodiment of the invention, in an object rotation operation.
  • the elements functionally similar to those presented in the third embodiment bear identical reference numbers.
  • the deformable robot 201 is substantially similar to that described in the third embodiment, except that the deformable conveyor structure 213 of said deformable robot 201 is provided with the motorized stop 245.
  • the motorized stop 245 is substantially similar to that described in the first embodiment.
  • the motorized stop 245 connects the flexible bodies 237 of the tensioning arms 219 to each other from below, near the second handling end 211.
  • the motorized stop 245 rotates around its stop axis, relative to the deformable robot 201 Here, this rotation is in the counterclockwise direction, as represented by a fourth arrow 246.
  • the rotation of the latter around the axis of stop modifies the orientation of said object 207.
  • said object 207 undergoes rotation around an axis parallel to the stop axis, as represented by a fifth arrow 299, relative to the deformable robot 201.
  • the deformable conveyor structure 213 is substantially similar to that of the third embodiment, except that said deformable conveyor structure 213 is able to deform in a direction transverse to the deformable robot 201, here a vertical direction .
  • the serration on the flexible bodies 237 of the tensioning arms 219 allows a bending movement of the deformable robot 201 in the vertical direction.
  • Each tensioner block 231 near the first handling end 209 is topped with a post 253.
  • the post 253 rises from the central part 233 of said tensioner block 231, here from the center of it. this.
  • the posts 253 extend in the vertical direction, generally parallel to each other.
  • the deformable conveyor structure 213 comprises two cables 257.
  • the cables 257 extend along the tensioning arms 219, here above said tensioning arms 219.
  • each of the cables 257 connects the end of one of the posts 253 to one side of crosspiece 221.
  • the fourth actuator pulls slightly on the cables 257, so as to substantially maintain the deformable robot 201 in a plane, here a horizontal plane.
  • the deformable conveyor structure 213 is not deformed in the vertical direction.
  • This figure is a three-quarter view of a picking and placing device according to a sixth embodiment of the invention.
  • the deformable robot 201 is substantially similar to that described in the fifth embodiment, except that the device further comprises a robot arm 258, capable of deforming the deformable conveying structure 213 in three non-directional directions. coplanars of space. The deformation of the deformable conveyor structure 213 is no longer obtained by actuators connected to slides or cables.
  • the deformable conveyor structure 213 does not have the first actuator and the fourth actuator described above.
  • the robot arm 258 is itself known in the state of the art.
  • the robot arm 258 is connected to the deformable robot 201 near the second manipulation end 211.
  • the robot arm 258 is connected to the crosspiece 221.
  • the robot arm 258 moves the second manipulation end 211 in the three directions of space, within the placement zone.
  • This embodiment of the device has the advantage of improving the precision of the movements of the second handling end 211 of the deformable robot 201 in the three directions of space.
  • Figures 11, 12 and 13 show a picking and placing device according to a seventh embodiment of the invention, in front view and in side view, in two different positions.
  • the deformable conveyor structure 313 of the deformable robot 301 is represented schematically in Figures 12 and 13, without tensioning blocks and crosspieces, in particular.
  • the deformable conveying structure 313 is substantially similar to that described in the first embodiment, except that the deformable channel 315 is formed by three tensioning arms 319, here arranged at 120° relative to each other. others, and that said deformable conveying structure 313 comprises three belts 317, each arranged around one of the tensioning arms 319.
  • the belts 317 together enclose this object and the 'drive from the first handling end 309 to the second handling end 311.
  • One or more crosspieces 321 connect the three tensioning arms 319 together in pairs.
  • the crosspieces 321 pass outside the pipe formed by the deformable channel 315.
  • the crosspieces 321 maintain the tensioning arms 319 at a substantially constant spacing distance from each other.
  • the deformable conveyor structure 313 comprises three crosspieces 321 connecting the radial parts of the tensioning blocks 331 of the tensioning arms 319 together, two by two, near the second handling end 311.
  • the first actuator deforms the deformable conveyor structure 313 in a manner substantially similar to that described in the first embodiment, except that the relative translational movement of one of the tensioning blocks 331 relative to the others of the tensioning blocks 331 causes a deformation of the deformable conveyor structure 313 in three non-coplanar directions of space.
  • this deformation causes a movement of the second handling end 311 within the placement zone, in the three directions of space.
  • the first actuator is inactive.
  • the deformable robot 301 is not deformed.
  • the first actuator moves, at the first handling end 309, the tensioning block of the tensioning arm 319 shown at the bottom, to the right, relative to the tensioning blocks of the two other tensioning arms 319.
  • the second handling end 311 is moved accordingly, here substantially towards the top of the figure.
  • the deformable conveyor structure 313 is deformed.
  • This embodiment of the device has the advantage of improving the grip of the deformable conveyor structure on the objects to be conveyed. It also makes it possible to rotate these objects uniformly, by varying the drive speeds of the belts differentially, as described above concerning the device in Figure 6.
  • the deformable channel is formed by a plurality (two, three , or more) of tensioning arms comprising a soft and flexible body
  • the deformable conveying structure comprises a plurality of belts, each arranged around one of the tensioning arms.
  • the deformable conveyor structure then generally comprises as many tensioning arms as belts, each tensioning arm acting as a structure carrying a belt.
  • the tensioning arms comprising a soft and flexible body are placed outside the belts and are connected together by a deformable tubular structure (made for example from flexible plastic), also placed outside the belts. These belts are then carried by support means (eg pulleys) secured to the interior surface of the tubular structure. As before, the tensioning arms tighten the belts through the tubular structure, and also transmit the deformation of the structure to the belts.
  • These tensioning arms can be controlled to ensure a desired deformation of the tubular structure (ie of the deformable channel), and, by implication, a similar deformation of the belts inside said tubular structure. In such an embodiment, there are therefore not necessarily as many tensioning arms as there are belts.
  • This figure shows a simulation of a sampling and placement device according to an eighth embodiment of the invention, in three-quarter view.
  • the deformable conveying structure 413 comprises a peristaltic movement structure connected to the deformable channel 415.
  • the peristaltic movement structure is arranged so as to convey objects 407 taken from the first handling end 409 until 'at the second handling end 411, as represented by a seventh arrow 485.
  • sampling area 403 is a bin.
  • placement area 405 is a plate chain conveyor.
  • the plate chain conveyor is shown horizontally, but said plate chain conveyor can be inclined.
  • the plate chain conveyor is positioned at the top of the bin.
  • the picking and placing device comprises a base 461, supporting the deformable robot 401.
  • the base 461 is generally parallelepiped in shape.
  • the base 461 is positioned between the sampling zone 403 and the placement zone 405.
  • the deformable conveyor structure 413 comprises a column 463, supporting the deformable channel 415.
  • the column 463 extends along an axis, here a vertical axis.
  • column 463 is supported by base 461.
  • the deformable channel 415 comprises a sleeve 465, fitted onto the column 463.
  • the sleeve 465 is arranged so as to be able to rotate around the axis of the column 463 relative to the base 461.
  • the sleeve 465 is of the shape generally cylindrical.
  • the sleeve 465 is hollow.
  • the deformable channel 415 further comprises a first deformable arm 467 and a second deformable arm 469, connected by the sleeve 465.
  • the first deformable arm 467 has at its end opposite the sleeve 465 the first handling end 409.
  • the second deformable arm 469 has at its end opposite the sleeve 465 the second handling end 411.
  • the first deformable arm 467 is deformed so as to move the first handling end 409 within the sampling zone 403, as represented by an eighth arrow 481.
  • the second deformable arm 469 is deformed so as to move the second handling end 411 within the placement zone 405, as represented by a ninth arrow 483.
  • the first deformable arm 467 and the second deformable arm 469 are of generally elongated shape.
  • the first deformable arm 467 and the second deformable arm 469 each have a set of tubular portions 471, connected one after the other.
  • the first deformable arm 467 and the second deformable arm 469 each have eleven tubular portions 471.
  • the peristaltic movement structure is housed in the deformable channel 415.
  • the peristaltic movement structure connects the first manipulation end 409 to the second manipulation end 411.
  • the peristaltic movement structure is housed inside the first deformable arm 467, of the sleeve 465 and the second deformable arm 469.
  • the peristaltic movement structure comprises peristaltic rings 473 positioned one after the other.
  • Each peristaltic ring 473 has a row of inflatable actuators 475.
  • Each inflatable actuator 475 has a set of silicone cavities 477. When said inflatable actuator 475 inflates, said silicone cavities 477 unfold, filling with air. When said inflatable actuator 475 deflates, said silicone cavities 477 collapse, expelling the air.
  • each inflatable actuator 475 has five silicone cavities 477.
  • the silicone cavities 477 are generally saucer-shaped.
  • the deformable conveyor structure further comprises an internal conduit 479 supported by the inflatable actuators 475.
  • the internal conduit 479 forms a conduit for the objects 407.
  • the inflatable actuators 475 modify the section of the internal conduit 479 by inflating one after the other others, as shown in Figures 15 to 17 for example.
  • This deformation of the internal conduit 479 exerts a constriction on the object 407 to be conveyed, so as to advance said object 407 in the internal conduit 479 by a peristaltic movement.
  • Figures 15 to 17 show a progression of object 407 from right to left.
  • the invention is not limited to the embodiments described above, but encompasses all the variants conceivable by those skilled in the art. Especially :
  • the deformable conveyor structure 413 of the deformable robot 401 described in the eighth embodiment can comprise, instead of the peristaltic movement structure 459, a suction system and a blower system connected to the deformable channel 415, housed in the first deformable arm 467 and the second deformable arm 469, respectively;
  • the deformable conveyor structure 413 of the deformable robot 401 described in the eighth embodiment may comprise, instead of the peristaltic movement structure 459, an eyelash mechanism moving an object 407 in the deformable channel 415 by a coordinated beat.

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Abstract

Un dispositif de prélèvement et de placement comprenant un robot déformable (1, 101, 201, 301, 401) agencé pour être disposé à proximité d'une zone de prélèvement (3, 103, 403) et d'une zone de placement (5, 105, 405). Le robot déformable (1, 101, 201, 301, 401) comprend une première extrémité de manipulation (9, 109, 209, 309, 409), à laquelle le robot déformable (1, 101, 201, 301, 401) prélève un objet (7, 107, 207, 407) dans la zone de prélèvement (3, 103, 403), et une deuxième extrémité de manipulation (11, 111, 211, 311, 411), à laquelle le robot déformable (1, 101, 201, 301, 401) place un objet (7, 107, 207, 407) dans la zone de placement (5, 105, 405). La première extrémité de manipulation (9, 109, 209, 309, 409) est apte à être déplacée dans la zone de prélèvement (3, 103, 403), ou la deuxième extrémité de manipulation (11, 111, 211, 311, 411) est apte à être déplacée dans la zone de placement (5, 105, 405). Le robot déformable (1, 101, 201, 301, 401) comprend en outre une structure de convoyage déformable (13, 113, 213, 313, 413) reliant la première extrémité de manipulation (9, 109, 209, 309, 409) et la deuxième extrémité de manipulation (11, 111, 211, 311, 411) de manière à convoyer un objet (7, 107, 207, 407) prélevé par la première extrémité de manipulation (9, 109, 209, 309, 409) jusqu'à la deuxième extrémité de manipulation (11, 111, 211, 311, 411).

Description

Description
Titre : Convoyeur déformable
L’invention concerne le domaine des installations robotisées pour le déplacement d’objets.
Typiquement, ces installations robotisées prélèvent un objet dans une zone de prélèvement, par exemple sur une première ligne de production ou une zone de stockage, et placent cet objet dans une zone de placement, par exemple sur une deuxième ligne de production ou dans un carton.
On connaît un premier type d’installations robotisées, lesquelles sont désignées sous le nom "robots pick and place". Un robot pick and place présente généralement un unique bras articulé, rigide, à l’extrémité duquel se trouve un organe préhenseur. Typiquement, dans ce premier type d’installations robotisées, lorsque l’organe préhenseur saisit un objet dans la zone de prélèvement, le bras articulé exécute un mouvement de rotation et/ou de translation de sorte que cet organe préhenseur atteigne la zone de placement et y place l’objet. Les robots pick and place ne sont pas toujours adaptés à la manipulation d’objets fragiles ou à dimensions variables, comme on en trouve notamment dans l’industrie agroalimentaire. En outre, l’utilisation de ces robots nécessite un aménagement contraignant de leur espace de travail, du fait du danger que la rapidité de leurs déplacements représente pour la sécurité humaine.
On connaît un deuxième type d’installations robotisées, lesquelles sont désignées sous le nom "cobots" ou "robots collaboratifs". Les robots collaboratifs sont équipés de dispositifs, tels que des dispositifs de détection de présence, permettant de les faire fonctionner en collaboration avec des opérateurs humains ou à proximité d’eux. Cependant, l’activation de ces dispositifs ralentit de manière conséquente leur fonctionnement. Les robots collaboratifs sont ainsi peu adaptés aux cadences élevées requises dans certaines industries, comme l’industrie agroalimentaire. En outre, ces robots ne sont pas non plus toujours bien adaptés à la manipulation d’objets fragiles ou à dimensions variables. On cherche à concevoir une installation robotisée pour le déplacement d’objets qui soit compatible à la fois avec la manipulation d’objets fragiles ou à dimensions variables, et avec des cadences élevées de production, tout en restant sécurisée.
L’invention vient améliorer la situation. À cet effet, on propose un dispositif de prélèvement et de placement, comprenant un robot déformable agencé pour être disposé à proximité d’une zone de prélèvement et d’une zone de placement. Le robot déformable comprend une première extrémité de manipulation, à laquelle le robot déformable prélève un objet dans la zone de prélèvement, et une deuxième extrémité de manipulation, à laquelle le robot déformable place un objet dans la zone de placement. La première extrémité de manipulation est apte à être déplacée dans la zone de prélèvement, ou la deuxième extrémité de manipulation est apte à être déplacée dans la zone de placement. Le robot déformable comprend en outre une structure de convoyage déformable reliant la première extrémité de manipulation et la deuxième extrémité de manipulation de manière à convoyer un objet prélevé par la première extrémité de manipulation jusqu'à la deuxième extrémité de manipulation.
Ainsi, la disposition de la structure de convoyage déformable entre la première extrémité de manipulation et la deuxième extrémité de manipulation permet de maintenir une cadence élevée de fonctionnement sans requérir de mouvements rapides et dangereux.
Ce dispositif est particulièrement avantageux car il peut être réalisé à partir de structures souples, telles que des courroies ou des structures à mouvement péristaltique, ce qui permet la manipulation d’objets fragiles ou à dimensions variables.
Selon divers modes de réalisation, l’invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- la structure de convoyage déformable comprend un canal déformable ;
- le canal déformable comprend une paire de bras tendeurs, maintenus à une distance sensiblement constante l’un de l’autre, et la structure de convoyage déformable comprend une paire de courroies, chacune disposée sur l’un des bras tendeurs, ces courroies étant aptes à enserrer entre elles un objet et à entraîner celui-ci de la première extrémité de manipulation jusqu'à la deuxième extrémité de manipulation ;
- la structure de convoyage déformable comprend des câbles, positionnés le long des bras tendeurs, et un actionneur relié audits câbles et agencé pour déformer la structure de convoyage déformable en variant la tension de ces derniers ;
- le canal déformable comprend une pluralité de bras tendeurs (par exemple trois), reliés les uns aux autres à proximité de la première extrémité de manipulation ou de la deuxième extrémité de manipulation, et la structure de convoyage déformable comprend une pluralité de courroies (par exemple trois), chacune disposée sur un bras tendeur respectif, ces courroies étant aptes à enserrer ensemble un objet et à entraîner celui-ci de la première extrémité de manipulation jusqu'à la deuxième extrémité de manipulation ;
- le dispositif de prélèvement et de placement comprend une glissière et la structure de convoyage déformable comprend un actionneur relié à ladite glissière et agencé pour déformer la structure de convoyage déformable en translatant l’un des bras tendeurs le long de la glissière ;
- le dispositif de prélèvement et de placement est apte à modifier l’orientation d’un objet convoyé dans le canal déformable ;
- au moins une courroie est déformable selon une direction transversale à la direction d’entraînement locale de ladite courroie ;
- la structure de convoyage déformable comprend une structure à mouvement péristaltique reliée au canal déformable ;
- la structure à mouvement péristaltique comprend des anneaux péristaltiques, chaque anneau péristaltique présentant une rangée d’actionneurs gonflables ;
- la première extrémité de manipulation ou la deuxième extrémité de manipulation présente une forme évasée ;
- la première extrémité de manipulation ou la deuxième extrémité de manipulation présente un actionneur de préhension.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, tirée d’exemples donnés à titre illustratif et non limitatif, et des dessins sur lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un premier mode de réalisation de l’invention, exécutant une opération de convoyage d’objets ;
- la figure 2 représente un résultat de l’opération de convoyage de la figure 1, en vue de trois quarts ;
- la figure 3 est une vue de trois quarts d’un mode de réalisation du robot déformable du dispositif des figures 1 et 2, en l’absence de courroies ;
- la figure 4 est une vue de dessus d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 5 est une vue de trois quarts d’une mise en situation du dispositif de la figure 1 et du dispositif de la figure 4 fonctionnant ensemble ;
- la figure 6 est une vue de trois quarts d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un troisième mode de réalisation de l’invention, dans une opération de rotation d’objets ;
- la figure 7 est une vue de trois quarts d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un quatrième mode de réalisation de l’invention, dans une opération de rotation d’objets ;
- la figure 8 représente une première position d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un cinquième mode de réalisation, en vue de trois quarts ;
- la figure 9 est analogue à la figure 8, le dispositif étant dans une deuxième position ;
- la figure 10 représente un dispositif de prélèvement et de placement selon un sixième mode de réalisation, en vue de trois quarts ;
- la figure 11 est une vue de face d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un septième mode de réalisation, dans une première position ;
- la figure 12 est une vue de côté du dispositif de la figure 11 ;
- la figure 13 est analogue à la figure 12, le dispositif étant dans une deuxième position ;
- la figure 14 est une vue de trois quarts d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un huitième mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 15 représente la structure à mouvement péristaltique du dispositif de la figure 14 dans une première étape de convoyage d’un objet, en vue rapprochée et de côté ;
- la figure 16 représente la structure à mouvement péristaltique de la figure 15 dans une deuxième étape de convoyage d’un objet ; - la figure 17 représente la structure à mouvement péristaltique de la figure 15 dans une troisième étape de convoyage d’un objet.
Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
On fait référence aux figures 1 et 2.
La figure 1 est une vue de dessus d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un premier mode de réalisation de l’invention, exécutant une opération de convoyage d’objets. La figure 2 montre un résultat de l’opération de convoyage d’objets de la figure 1, en vue de trois quarts.
Ce dispositif de prélèvement et de placement comprend un robot déformable 1, disposé entre une zone de prélèvement 3, ici un premier convoyeur à bande, et une zone de placement 5, ici une cagette transportée sur un deuxième convoyeur à bande. Le premier convoyeur à bande et le deuxième convoyeur à bande sont disposés selon un premier plan de convoyage et un deuxième plan de convoyage, respectivement. Ici, dans un souci de simplicité de l’explication, le premier plan de convoyage et le deuxième plan de convoyage sont sensiblement horizontaux, mais le premier plan de convoyage et le deuxième plan de convoyage pourraient être inclinés. Le premier convoyeur à bande et le deuxième convoyeur à bande s’étendent selon une première direction de convoyage et une deuxième direction de convoyage, respectivement. La première direction de convoyage et la deuxième direction de convoyage forment ensemble un angle, ici de sensiblement 90°. Ici, le deuxième convoyeur à bande se trouve en contrebas du premier convoyeur à bande. Ici, le robot déformable 1 est attaché à la structure du premier convoyeur à bande et surplombe en partie le deuxième convoyeur à bande.
Le robot déformable 1 déplace des objets 7, ici des pommes, de la zone de prélèvement 3 à la zone de placement 5. Ici, le robot déformable 1 déplace plusieurs pommes simultanément. Le robot déformable 1 comprend une première extrémité de manipulation 9 et une deuxième extrémité de manipulation 11, mutuellement opposées, et une structure de convoyage déformable 13, qui relie la première extrémité de manipulation 9 à la deuxième extrémité de manipulation 11. Le robot déformable 1 prélève à la première extrémité de manipulation 9 les objets 7 dans la zone de prélèvement 3. Le robot déformable 1 place à la deuxième extrémité de manipulation 11 les objets 7 dans la zone de placement 5. Ici, la première extrémité de manipulation 9 présente une forme évasée, de manière à guider les objets 7 de la zone de prélèvement 3 vers la structure de convoyage déformable 13 de manière progressive. Ici, la deuxième extrémité de manipulation 11 présente une forme évasée, de manière à libérer les objets 7 dans la zone de placement 5 de manière progressive.
La structure de convoyage déformable 13 se déforme de manière à convoyer les objets 7 prélevés par la première extrémité de manipulation 9 jusqu'à la deuxième extrémité de manipulation 11.
La disposition de la structure de convoyage déformable 13 entre la première extrémité de manipulation 9 et la deuxième extrémité de manipulation 11 permet de maintenir une cadence élevée de fonctionnement sans requérir de mouvements rapides et dangereux du robot déformable 1.
Dans ce premier mode réalisation, la structure de convoyage déformable 13 se déforme de manière à déplacer la deuxième extrémité de manipulation 11 au sein de la zone de placement 5.
La structure de convoyage déformable 13 présente un canal déformable 15. Le canal déformable 15 est allongé entre la première extrémité de manipulation 9 et la deuxième extrémité de manipulation 11. Ici, le canal déformable 15 s’étend depuis la première extrémité de manipulation 9 jusqu’à la deuxième extrémité de manipulation 11. Le canal déformable 15 forme une conduite pour les objets 7. Dans ce premier mode de réalisation, la structure de convoyage déformable 13 comprend une paire de courroies 17 et le canal déformable 15 est formé par une paire de bras tendeurs 19. Chaque courroie 17 est disposée autour de l’un des bras tendeurs 19. Les courroies 17 transmettent un mouvement de translation de manière à convoyer des objets 7 le long de la structure de convoyage déformable 13. Les courroies 17 enserrent entre elles les objets 7 de manière à maintenir ces objets 7 dans le canal déformable 15 pendant leur convoyage le long de la structure de convoyage déformable 13. Lorsqu’un objet 7 est prélevé à la première extrémité de manipulation 9, les courroies 17 enserrent entre elles cet objet 7 et l’entraînent de la première extrémité de manipulation 9 jusqu'à la deuxième extrémité de manipulation 11.
L’utilisation, dans la structure de convoyage déformable 13, de structures souples, telles que les courroies 17, permet au robot déformable 1 de manipuler des objets 7 fragiles ou à dimensions variables.
La structure de convoyage déformable 13 comprend en outre une ou plusieurs traverses (non représentées) reliant les bras tendeurs 19 entre eux, ici à proximité de la deuxième extrémité de manipulation 11. Les traverses passent en dehors de la conduite formée par le canal déformable 15. Les traverses maintiennent les bras tendeurs 19 à une distance d’écartement sensiblement constante l’un de l’autre. La distance d’écartement est déterminée en fonction des dimensions des objets 7 à déplacer.
Sur chaque courroie 17, l’entraînement de ladite courroie 17 sur le bras tendeur 19 correspondant définit une direction locale d’entraînement. L’une ou chacune des courroies 17 peut être déformable selon une direction transversale à la direction d’entraînement locale de ladite courroie 17. Cette déformation de l’une ou chacune des courroies 17 répartit les efforts de contact sur l’objet 7 maintenu. Cette déformation de l’une ou chacune des courroies 17 permet de maintenir des objets 7 fragiles ou de dimensions variables entre les courroies 17. Ici, chaque courroie 17 est déformable selon la direction transversale à la direction d’entraînement locale de ladite courroie 17. L’une ou les deux desdites courroies 17 peuvent présenter un ou plusieurs brins. Les brins peuvent être réalisés dans un matériau similaire ou différent. Ici, chaque courroie 17 comprend deux brins. Ici, les deux brins sont des bandes plates 23, 25. Ici, les bandes plates 23, 25 sont réalisées dans un matériau très souple.
Les bandes plates 23, 25 sont sans fin. Les bandes plates 23, 25 d’une même courroie 17 présentent des longueurs différentes. Sur chaque courroie 17, les bandes plates 23, 25 sont agencées de sorte que la plus longue, dite bande plate externe 23, ceinture la plus courte, dite bande plate interne 25. Les bandes plates externes 23 sont en contact avec les objets 7 à déplacer. Les bandes plates internes 25 sont en contact avec les bras tendeurs 19. Ici, la bande plate interne 25 est réalisée en caoutchouc et la bande plate externe 23 est réalisée en élastomère.
Ici, chaque courroie 17 comprend en outre un ensemble d’attaches 27 reliant les bandes plates 23, 25 entre elles. Ici, chaque courroie 17 comprend quarante attaches 27. Les attaches 27 peuvent être réalisées dans le même matériau que celui des bandes plates 23, 25 ou dans un matériau différent de celui-ci. Ici, chaque attache 27 présente deux portions, de forme généralement rectangulaire, qui sont disposées de manière à former un "V" l’une avec l’autre lorsque le robot déformable 1 est vu de dessus. Ici, les attaches 27 sont disposées entre les bandes plates 23, 25 de sorte que les "V" soient tous positionnés dans le même sens sur une même courroie 17.
Les bandes plates 23, 25 et les attaches 27 délimitent ensemble une série de cellules creuses 29. Ici, sur chaque courroie 17, les deux bandes plates 23, 25 et les quarante attaches 27 délimitent quarante cellules creuses 29. Les cellules creuses 29 sont déformables. Ici les cellules creuses 29 présentent une forme de cylindre à base hexagonale. Lorsqu’un objet 7 est prélevé à la première extrémité de manipulation 9, ledit objet 7 entre en contact avec les bandes plates externes 23 des courroies 17. Sur chaque courroie 17, les cellules creuses 29 se trouvant à proximité de l’objet 7 se déforment, de manière élastique, selon une direction transversale à la direction d’entraînement locale de la courroie 17. Cette déformation des cellules creuses 29 assure le maintien de l’objet 7 entre les courroies 17 tout en répartissant les efforts de contact sur l’objet 7. Les cellules creuses 29 reprennent leur forme une fois l’objet 7 parvenu à la deuxième extrémité de manipulation 11.
Le modèle de courroies 17 est décrit ci-dessus à titre d’exemple. D’autres modèles de courroies 17 sont possibles.
Chaque bras tendeur 19 comprend à chacune de ses extrémités un bloc tendeur 31. Les blocs tendeurs 31 comprennent chacun une partie centrale 33, ici de forme sensiblement cylindrique. Les parties centrales 33 des blocs tendeurs 31 présentent chacune une poulie. Sur chaque bras tendeur 19, l’une des courroies 17 est tendue entre les poulies des blocs tendeurs 31 dudit bras tendeur 19. Sur chaque bras tendeur 19, un ou plusieurs moteurs (non représentés) transmettent un mouvement de rotation à la courroie 17 tendue entre les poulies des blocs tendeurs 31 dudit bras tendeur 19 et entraînent celle-ci.
Chaque bloc tendeur 31 comprend en outre une partie radiale 35, faisant saillie de la partie centrale 33 dudit bloc tendeur 31.
Chaque bras tendeur 19 comprend un corps souple 37 reliant les parties radiales 35 des blocs tendeurs 31 entre elles. Ici, le corps souple 37 est de forme allongée et sensiblement rectangulaire.
Chaque bras tendeur 19 comprend en outre des paires de pattes 41, supportées par le corps souple 37. Ici, les pattes 41 d’une même paire sont disposées à intervalle régulier le long du corps souple 37. Ici, les pattes 41 sont fixées sur le corps souple 37 de manière rigide et sensiblement perpendiculairement à celui-ci. Ici, chaque corps souple 37 supporte onze paires de pattes 4L
Chaque patte 41 porte une paire de galets 43, à distance du corps souple 37. Sur chaque bras tendeur 19, les paires de galets 43 participent à l’alignement de la courroie 17 disposée autour dudit bras tendeur 19 et maintiennent ladite courroie 17 sensiblement parallèle audit bras tendeur 19. Ici, sur chaque bras tendeur 19, les galets 43 d’une même paire sont disposés de part et d’autre de la bande plate interne 25 de la courroie 17 positionnée autour dudit bras tendeur 19 et servent de guide à ladite bande plate interne 25.
La structure de convoyage déformable 13 comprend un premier actionneur (non représenté), apte à déplacer et déformer ladite structure de convoyage déformable 13. Ici, le premier actionneur fait translater les blocs tendeurs 31 disposés à la première extrémité de manipulation 9 le long de glissières (non représentées) respectives. Alternativement, le premier actionneur peut n’être relié qu’à l’un desdits blocs tendeurs 31. Ici, les glissières s’étendent selon une direction généralement parallèle à la première direction de convoyage.
Le premier actionneur peut faire effectuer auxdits blocs tendeurs 31 le même mouvement de translation. Dans ce cas, le robot déformable 1 se déplace selon la direction généralement parallèle à la première direction de convoyage.
Le premier actionneur peut faire effectuer à l’un desdits blocs tendeurs 31 un mouvement de translation relatif par rapport à l’autre desdits blocs tendeurs 31, selon la direction généralement parallèle à la première direction de convoyage. Dans ce cas, les bras tendeurs 19 fléchissent, du fait que ceux-ci sont maintenus par les traverses à une distance d’écartement sensiblement constante l’un de l’autre. La structure de convoyage déformable 13 se déforme, ici dans un plan sensiblement parallèle au premier plan de convoyage. La deuxième extrémité de manipulation 11 se déplace au sein de la zone de placement 5 en conséquence.
La première extrémité de manipulation 9 peut comprendre un deuxième actionneur, dit premier actionneur de préhension. Ledit premier actionneur de préhension modifie un angle d’ouverture de la première extrémité de manipulation 9 de façon à prélever un objet 7 avec précision.
La deuxième extrémité de manipulation 11 peut comprendre, comme ici, un troisième actionneur, dit deuxième actionneur de préhension. Ledit deuxième actionneur de préhension modifie un angle d’ouverture de la deuxième extrémité de manipulation 11 de façon à libérer un objet 7 avec précision. Ici, lorsqu’un objet 7 convoyé par la structure de convoyage déformable 13 parvient à la deuxième extrémité de manipulation 11, le deuxième actionneur de préhension écarte, à ladite deuxième extrémité de manipulation 11, les blocs tendeurs 31 l’un de l’autre.
La structure de convoyage déformable 13 peut comprendre, comme ici, une butée motorisée 45. Ici, la butée motorisée 45 relie les bras tendeurs 19 entre eux par en- dessous, à proximité de la deuxième extrémité de manipulation 11. Ici, la butée motorisée 45 s’étend selon un axe de butée et présente une forme généralement cylindrique. La butée motorisée 45 tourne sur elle-même autour de son axe de butée. Ici, lorsqu’un objet 7 convoyé dans le canal déformable 15 entre en contact avec la butée motorisée 45, la rotation de celle-ci autour de son axe de butée modifie l’orientation dudit objet 7.
On fait référence à la figure 3.
Cette figure présente une vue de trois quarts d’un mode de réalisation du robot déformable 1 du dispositif des figures 1 et 2, en l’absence de courroies. Les parties du robot déformable 1 conformes à ce qui a été décrit précédemment pour les figures 1 et 2 ne sont pas décrites à nouveau.
Dans ce mode de réalisation, la traverse 21 reliant les bras tendeurs 19 entre eux contourne la conduite formée par le canal déformable 15 par au-dessus. Ici, la traverse 21 relie les parties radiales 35 des blocs tendeurs 31 disposés à la deuxième extrémité de manipulation 11.
Chacun des blocs tendeur 31 disposés à la première extrémité de manipulation 9 présente une partie saillante 87, ici s’étendant sensiblement perpendiculairement par rapport à sa partie radiale 35. Les parties saillantes 87 s’écartent desdits blocs tendeurs 31 de manière à dégager un espace pour le passage des courroies. Les parties saillantes 87 s’éloignent de la conduite formée par le canal déformable 15. Les moteurs 47 transmettant un mouvement de rotation aux courroies 17 sont fixés au- dessus des blocs tendeurs 31 disposés à la première extrémité de manipulation 9. Chaque moteur 47 est positionné à cheval entre la partie centrale 33 et la partie saillante 87 du bloc tendeur 31 associé.
Les glissières 49 sont positionnées de part et d’autre du robot déformable 1, à proximité de la première extrémité de manipulation 9. Le premier actionneur est relié aux glissières 49 par l’intermédiaire de mécanismes à crémaillère. Chaque glissière 49 comprend deux rails, le long desquels coulissent des guides linéaires de translation fixés à la partie saillante 87 de l’un des blocs tendeurs 31 disposés à la première extrémité de manipulation 9.
Dans ce mode de réalisation, les bras tendeurs 19 sont en outre reliés entre eux par un arceau articulé 51, ici sensiblement à mi-chemin du canal déformable 15. Ici, l’arceau articulé 51 contourne la conduite formée par le canal déformable 15 par au-dessus. L’arceau articulé 51 participe au maintien des bras tendeurs 19 à une distance d’écartement sensiblement constante l’un de l’autre pendant la déformation de la structure de convoyage déformable 13.
Ici, la première extrémité de manipulation 9 et la deuxième extrémité de manipulation 11 sont dépourvues d’actionneurs de préhension. Ici, la structure de convoyage déformable 13 est dépourvue de butée motorisée.
On fait référence à la figure 4.
Cette figure présente un dispositif de prélèvement et de placement selon un deuxième mode de réalisation, en vue de dessus. Les éléments fonctionnellement analogues à ceux présentés dans le premier mode de réalisation portent des numéros de référence identiques augmentés d’une centaine.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le robot déformable 101 est sensiblement similaire à celui décrit dans le premier mode de réalisation, excepté que la structure de convoyage déformable 113 dudit robot déformable 101 se déforme de manière à déplacer la première extrémité de manipulation 109 au sein de la zone de prélèvement 103, et non de manière à déplacer la deuxième extrémité de manipulation 111 au sein de la zone de placement 105.
Ici, la zone de prélèvement 103 est un premier convoyeur à bande et la zone de placement 105 est un deuxième convoyeur à bande. Le premier convoyeur à bande et le deuxième convoyeur à bande sont disposés selon un premier plan de convoyage et un deuxième plan de convoyage, respectivement. Ici, dans un souci de simplicité de l’explication, le premier plan de convoyage et le deuxième plan de convoyage sont sensiblement horizontaux, mais le premier plan de convoyage et le deuxième plan de convoyage pourraient être inclinés. Le premier convoyeur à bande et le deuxième convoyeur à bande s’étendent selon une première direction de convoyage et une deuxième direction de convoyage, respectivement. La première direction de convoyage et la deuxième direction de convoyage forment ensemble un angle, ici de sensiblement 90°. Ici, le premier convoyeur à bande se trouve en contrebas du deuxième convoyeur à bande. Ici, le robot déformable 101 est attaché, à sa deuxième extrémité de manipulation 111, à la structure du deuxième convoyeur à bande. Ici, les corps souples 137 des bras tendeurs 119 sont pré-courbés, de sorte que le robot déformable 101 soit posé, à sa première extrémité de manipulation 109, sur le premier convoyeur à bande.
Dans ce deuxième mode de réalisation, les traverses (non représentées) sont positionnées à proximité de la première extrémité de manipulation 109. Le premier actionneur actionne les blocs tendeurs 131 disposés à la deuxième extrémité de manipulation 111. Alternativement, le premier actionneur peut actionner uniquement l’un desdits blocs tendeurs 131. Ici, le glissement simultané desdits blocs tendeurs 131 entraîne le déplacement du robot déformable 101 selon une direction généralement parallèle à la deuxième direction de convoyage. Ici, le glissement relatif de l’un desdits blocs tendeurs 131 par rapport à l’autre desdits blocs tendeurs 131 selon la direction généralement parallèle à la deuxième direction de convoyage entraîne le déplacement de la première extrémité de manipulation 109 au sein de la zone de prélèvement 103. Ici, le premier actionneur de préhension de la première extrémité de manipulation 109 modifie l’angle d’ouverture de ladite première extrémité de manipulation 109 de façon à prélever un objet 107 avec précision.
Ici, la deuxième extrémité de manipulation 111 est dépourvue d’ actionneur de préhension. Ici, la butée motorisée 145 est positionnée à proximité de la première extrémité de manipulation 109.
On fait référence à la figure 5.
Cette figure présente une mise en situation du dispositif de la figure 1 et du dispositif de la figure 4 fonctionnant ensemble, en vue de trois quarts.
Pour simplifier la description de cette mise en situation, on appelle par la suite le robot déformable 101 du deuxième mode de réalisation, premier robot déformable 101, et le robot déformable 1 du premier mode de réalisation, deuxième robot déformable 1.
Le premier robot déformable 101 et le deuxième robot déformable 1 sont positionnés, respectivement, entre un premier convoyeur à bande et un deuxième convoyeur à bande, et entre le deuxième convoyeur à bande et un troisième convoyeur à bande. Ici, le troisième convoyeur à bande transporte des plateaux d’emballage. Le premier convoyeur à bande, le deuxième convoyeur à bande et le troisième convoyeur à bande sont disposés selon un premier plan de convoyage, un deuxième plan de convoyage et un troisième plan de convoyage, respectivement. Ici, dans un souci de simplicité de l’explication, le premier plan de convoyage, le deuxième plan de convoyage et le troisième plan de convoyage sont sensiblement horizontaux, mais le premier plan de convoyage, le deuxième plan de convoyage et le troisième plan de convoyage pourraient être inclinés. Le premier convoyeur à bande, le deuxième convoyeur à bande et le troisième convoyeur à bande s’étendent selon une première direction de convoyage, une deuxième direction de convoyage et une troisième direction de convoyage, respectivement. La première direction de convoyage et la deuxième direction de convoyage forment ensemble un angle, ici de sensiblement 90°. La deuxième direction de convoyage et la troisième direction de convoyage forment ensemble un angle, ici de sensiblement 90°. Ici, la première direction de convoyage et la troisième direction de convoyage sont sensiblement parallèles. Ici, le premier convoyeur à bande et le troisième convoyeur à bande se trouvent en contrebas du deuxième convoyeur à bande. Ici, le premier robot déformable 101 et le deuxième robot déformable 1 sont chacun attachés à l’une des extrémités de la structure du deuxième convoyeur à bande. Le premier robot déformable 101 est posé sur le premier convoyeur à bande à sa première extrémité de manipulation 109. Le premier robot déformable 101 est attaché au deuxième convoyeur à bande à sa deuxième extrémité de manipulation 111. Le deuxième robot déformable 1 est attaché au deuxième convoyeur à bande à sa première extrémité de manipulation 9. Le deuxième robot déformable 1 surplombe le troisième convoyeur à bande à sa deuxième extrémité de manipulation 11.
La première extrémité de manipulation 109 du premier robot déformable 101 est apte à être déplacée dans la zone de prélèvement 103 de celui-ci. La deuxième extrémité de manipulation 11 du deuxième robot déformable 1 est apte à être déplacée dans la zone de placement 5 de celui-ci.
Dans cette mise en situation, le premier robot déformable 101 prélève à sa première extrémité de manipulation 109 un objet dans sa zone de prélèvement 103, ici le premier convoyeur à bande, avec précision. Le premier robot déformable 101 convoie l’objet jusqu’à sa deuxième extrémité de manipulation 111. Le premier robot déformable 101 place ensuite l’objet dans sa zone de placement 105, ici une extrémité du deuxième convoyeur à bande. L’objet est transporté par le deuxième convoyeur à bande jusqu’à son autre extrémité, qui forme la zone de prélèvement 3 du deuxième robot déformable 1. Le deuxième robot déformable 1 prélève alors l’objet à sa première extrémité de manipulation 9 et convoie celui-ci jusqu’à sa deuxième extrémité de manipulation 11. Le deuxième robot déformable 1 place enfin l’objet dans sa zone de placement 5, ici un plateau d’emballage transporté par le troisième convoyeur à bande, avec précision.
Cette mise en situation permet de transporter des objets d’une ligne de production, ici le premier convoyeur à bande, à une autre ligne de production, ici le troisième convoyeur à bande, de manière rapide, précise et sécurisée. On fait référence à la figure 6.
Cette figure est une vue de trois quarts d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un troisième mode de réalisation de l’invention, dans une opération de rotation d’objets.
Les éléments fonctionnellement analogues à ceux présentés dans le premier mode de réalisation portent des numéros de référence identiques augmentés de deux centaines.
Dans ce troisième mode de réalisation, le robot déformable 201 est sensiblement similaire à celui décrit dans le premier mode de réalisation, excepté que la structure de convoyage déformable 213 dudit robot déformable 201 est dépourvue de butée motorisée et présente des modèles de courroies 217 et de corps souples 237 de bras tendeurs 219 sensiblement différents de ceux décrits dans le premier mode de réalisation.
Par souci de simplicité, les parties radiales des blocs tendeurs 231 ne sont pas représentées.
Dans ce troisième mode de réalisation, chaque courroie 217 présente un unique brin, qui comprend une bande plate 289 et un ensemble de coussins 291 fixés sur ladite bande plate 289.
Les bandes plates 289 sont sensiblement similaires aux bandes plates internes des courroies décrites dans le premier mode de réalisation. Les bandes plates 289 sont sans fin. Les bandes plates 289 sont en contact avec les bras tendeurs 219. Ici, sur chaque bras tendeur 219, les galets 243 d’une même paire sont disposés de part et d’autre de la bande plate 289 de la courroie 217 positionnée autour dudit bras tendeur 219 et servent de guide à ladite bande plate 289. Ici, les bandes plates 289 sont réalisées en caoutchouc ou dans un autre polymère souple, éventuellement renforcé par des fibres textiles.
Les coussins 291 sont en contact avec les objets 207 à déplacer. Ici, chaque coussin 291 supporte une plate-forme, par l’intermédiaire de laquelle ledit coussin 291 est en contact avec les objets 207 à déplacer. Ici, lesdites plateformes présentent une forme généralement rectangulaire. Sur chaque bande plate 289, les coussins 291 sont disposés de manière à ce que les plateformes desdits coussins 291 soient contiguës. Ici, chaque coussin 291 présente une forme générale de tronc de pyramide à base rectangulaire, qui s’élargit depuis l’extrémité dudit coussin 291 fixée sur l’une des bandes plates 289 en direction de la plate-forme supportée par ledit coussin 291. Les coussins 291 sont réalisés dans un matériau polymère souple, par exemple en silicone ou en plastique souple.
Le modèle des coussins 291 est décrit ci-dessus à titre d’exemple. D’autres modèles de coussins sont possibles, qui présentent par exemple une géométrie spécifiquement adaptée à un type d’objets de forme homogène, transportés en contexte industriel.
Les coussins 291 se déforment d’une manière sensiblement similaire à celle décrite pour les cellules creuses délimitées par les courroies dans le premier mode de réalisation. Lorsqu’un objet 207 est prélevé à la première extrémité de manipulation 209, ledit objet 207 entre en contact avec les coussins 291 des courroies 217. Sur chaque courroie 217, les coussins 291 se trouvant à proximité de l’objet 207 se déforment, de manière élastique, selon une direction transversale à la direction d’entraînement locale de la courroie 217. Cette déformation des coussins 291 assure le maintien de l’objet 207 entre les courroies 217 tout en répartissant les efforts de contact sur l’objet 207. Les coussins 291 reprennent leur forme une fois l’objet 207 parvenu à la deuxième extrémité de manipulation 211.
Les corps souples 237 des bras tendeurs 219 se distinguent de ce qui est décrit dans le premier mode de réalisation en ce que lesdits corps souples 237 présentent une dentelure, ici formant neuf dents. Chaque dent supporte l’une des paires de pattes 241.
Le robot déformable 201 modifie l’orientation des objets 207 convoyés entre la première extrémité de manipulation 209 et la deuxième extrémité de manipulation 211. Ici, les objets 207 subissent une rotation par rapport au robot déformable 201. Ici, cette rotation s’effectue autour d’un axe perpendiculaire aux directions d’entraînement locales des courroies 217, comme représenté par de premières flèches 297. Dans l’opération de rotation illustrée, la rotation des objets 207 résulte d’une modification de la vitesse d’entraînement des courroies 217. Le mouvement d’entraînement des courroies 217 est représenté par de deuxièmes flèches 293 et de troisièmes flèches 295. Les deuxièmes flèches 293 et les troisièmes flèches 295 sont de longueurs différentes, ce qui signifie que les vitesses d’entraînement des courroies 217 sont différentes. Ici, la vitesse d’entraînement de la courroie 217 associée aux troisièmes flèches 295 est inférieure à celle de la courroie 217 associée aux deuxièmes flèches 293. Les deuxièmes flèches 293 et les troisièmes flèches 295 sont de même sens, ce qui signifie que les sens d’entraînement des courroies 217 sont les mêmes. Ici, au niveau de la conduite formée par le canal déformable 215 pour les objets 207, le sens d’entraînement des courroies 217 est orienté de la première extrémité de manipulation 209 vers la deuxième extrémité de manipulation 211. Lors de cette opération de rotation, les objets 207 convoyés dans le canal déformable 215 continuent d’avancer de la première extrémité de manipulation 209 vers la deuxième extrémité de manipulation 211. Les objets 207 tournent sur eux-mêmes, à une vitesse angulaire qui dépend de la différence entre les vitesses d’entraînement des courroies 217. Cette opération de rotation est particulièrement adaptée pour faire exécuter aux objets 207 un mouvement fin de rotation.
Alternativement, la rotation des objets 207 peut résulter d’une modification du sens d’entraînement des courroies 217. Dans cette opération de rotation alternative (non représentée), les sens d’entraînement des courroies 217 sont opposés l’un par rapport à l’autre. Les objets 207 convoyés dans le canal déformable 215 cessent d’avancer vers la deuxième extrémité de manipulation 211. Les objets 207 tournent sur eux-mêmes, à une vitesse angulaire qui dépend des vitesses d’entraînement de chacune des courroies 217. Cette opération de rotation alternative est particulièrement adaptée pour faire exécuter aux objets 207 un mouvement ample de rotation.
On fait référence à la figure 7.
Cette figure est une vue de trois quarts d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un quatrième mode de réalisation de l’invention, dans une opération de rotation d’objets. Les éléments fonctionnellement analogues à ceux présentés dans le troisième mode de réalisation portent des numéros de référence identiques.
Dans ce quatrième mode de réalisation, le robot déformable 201 est sensiblement similaire à celui décrit dans le troisième mode de réalisation, excepté que la structure de convoyage déformable 213 dudit robot déformable 201 est pourvue de la butée motorisée 245.
Dans ce quatrième mode de réalisation, la butée motorisée 245 est sensiblement similaire à celle décrite dans le premier mode de réalisation. Ici, la butée motorisée 245 relie les corps souples 237 des bras tendeurs 219 entre eux par en-dessous, à proximité de la deuxième extrémité de manipulation 211. La butée motorisée 245 tourne autour de son axe de butée, par rapport au robot déformable 201. Ici, cette rotation est dans le sens antihoraire, comme représenté par une quatrième flèche 246. Lorsqu’un objet 207 convoyé dans le canal déformable 215 entre en contact avec la butée motorisée 245, la rotation de celle-ci autour de l’axe de butée modifie l’orientation dudit objet 207.
Ici, ledit objet 207 subit une rotation autour d’un axe parallèle à l’axe de butée, comme représenté par une cinquième flèche 299, par rapport au robot déformable 201.
On fait référence aux figures 8 et 9.
Ces figures montrent un dispositif de prélèvement et de placement selon un cinquième mode de réalisation de l’invention, en vue de trois quarts, dans deux positions différentes.
Les éléments fonctionnellement analogues à ceux présentés dans le troisième mode de réalisation portent des numéros de référence identiques.
Dans ce cinquième mode de réalisation, la structure de convoyage déformable 213 est sensiblement similaire à celle du troisième mode de réalisation, excepté que ladite structure de convoyage déformable 213 est apte à se déformer selon une direction transversale au robot déformable 201, ici une direction verticale. Ici, la dentelure sur les corps souples 237 des bras tendeurs 219 autorise un mouvement de flexion du robot déformable 201 selon la direction verticale.
Chaque bloc tendeur 231 à proximité de la première extrémité de manipulation 209 est coiffé d’un poteau 253. Sur chaque bloc tendeur 231, le poteau 253 s’élève depuis la partie centrale 233 dudit bloc tendeur 231, ici depuis le centre de celle-ci. Ici, les poteaux 253 s’étendent selon la direction verticale, de manière généralement parallèles entre eux.
La structure de convoyage déformable 213 comprend deux câbles 257. Les câbles 257 s’étendent le long des bras tendeurs 219, ici au-dessus desdits bras tendeurs 219. Ici, chacun des câbles 257 relie l’extrémité de l’un des poteaux 253 à un côté de la traverse 221.
La structure de convoyage déformable 213 comprend un quatrième actionneur, agencé pour déformer ladite structure de convoyage déformable 213 selon la direction verticale. Le quatrième actionneur est relié aux câbles 257. Le quatrième actionneur déforme la structure de convoyage déformable 213 en variant la tension des câbles 257. L’amplitude de la déformation résultante dépend de l’amplitude de la variation de la tension des câbles 257. Ici, cette déformation entraîne un déplacement de la deuxième extrémité de manipulation 211 au sein de la zone de placement, selon la direction verticale.
Dans la position de la figure 8, le quatrième actionneur tire légèrement sur les câbles 257, de manière à sensiblement maintenir le robot déformable 201 dans un plan, ici un plan horizontal. La structure de convoyage déformable 213 n’est pas déformée selon la direction verticale.
Dans la position de la figure 9, le quatrième actionneur tire fortement sur les câbles 257, comme représenté par de sixièmes flèches 255. La structure de convoyage déformable 213 est déformée selon la direction verticale au niveau de sa deuxième extrémité de manipulation 211. La deuxième extrémité de manipulation 211 est déplacée en conséquence, ici sensiblement vers le haut de la figure. On fait référence à la figure 10.
Cette figure est une vue de trois quarts d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un sixième mode de réalisation de l’invention.
Les éléments fonctionnellement analogues à ceux présentés dans le troisième mode de réalisation portent des numéros de référence identiques.
Dans ce sixième mode de réalisation, le robot déformable 201 est sensiblement similaire à celui décrit dans le cinquième mode de réalisation, excepté que le dispositif comprend en outre un bras de robot 258, apte à déformer la structure de convoyage déformable 213 dans trois directions non coplanaires de l’espace. La déformation de la structure de convoyage déformable 213 n’est plus obtenue par des actionneurs reliés à des glissières ou à des câbles.
Dans ce sixième mode de réalisation, la structure de convoyage déformable 213 est dépourvue du premier actionneur et du quatrième actionneur décrits précédemment.
Le bras de robot 258 est en lui-même connu dans l’état de la technique.
Ici, le bras de robot 258 est relié au robot déformable 201 à proximité de la deuxième extrémité de manipulation 211. Ici, le bras de robot 258 est relié à la traverse 221. Ici, le bras de robot 258 déplace la deuxième extrémité de manipulation 211 dans les trois directions de l’espace, au sein de la zone de placement.
Ce mode de réalisation du dispositif a pour avantage d’améliorer la précision des déplacements de la deuxième extrémité de manipulation 211 du robot déformable 201 dans les trois directions de l’espace.
On fait référence aux figures 11, 12 et 13. Ces figures montrent un dispositif de prélèvement et de placement selon un septième mode de réalisation de l’invention, en vue de face et en vue de côté, dans deux positions différentes.
Les éléments fonctionnellement analogues à ceux présentés dans le premier mode de réalisation portent des numéros de référence identiques augmentés de trois centaines.
Par souci de simplicité, la structure de convoyage déformable 313 du robot déformable 301 est représentée de manière schématique sur les figures 12 et 13, sans blocs tendeurs et traverses, notamment.
Dans ce septième mode de réalisation, la structure de convoyage déformable 313 est sensiblement similaire à celle décrite dans le premier mode de réalisation, excepté que le canal déformable 315 est formé par trois bras tendeurs 319, ici disposés à 120° les uns par rapport aux autres, et que ladite structure de convoyage déformable 313 comprend trois courroies 317, chacune disposée autour de l’un des bras tendeurs 319. Lorsqu’un objet est prélevé à la première extrémité de manipulation 309, les courroies 317 enserrent ensemble cet objet et l’entraînent de la première extrémité de manipulation 309 jusqu'à la deuxième extrémité de manipulation 311.
Une ou plusieurs traverses 321 relient les trois bras tendeurs 319 entre eux deux par deux. Les traverses 321 passent en dehors de la conduite formée par le canal déformable 315. Les traverses 321 maintiennent les bras tendeurs 319 à une distance d’écartement sensiblement constante les uns des autres. Ici, la structure de convoyage déformable 313 comprend trois traverses 321 reliant les parties radiales des blocs tendeurs 331 des bras tendeurs 319 entre elles, deux par deux, à proximité de la deuxième extrémité de manipulation 311.
Le premier actionneur déforme la structure de convoyage déformable 313 de manière sensiblement similaire à celle décrite dans le premier mode de réalisation, excepté que le mouvement de translation relatif de l’un des blocs tendeurs 331 par rapport aux autres des blocs tendeurs 331 entraîne une déformation de la structure de convoyage déformable 313 dans trois directions non coplanaires de l’espace. Ici, cette déformation entraîne un déplacement de la deuxième extrémité de manipulation 311 au sein de la zone de placement, dans les trois directions de l’espace.
Sur la figure 12, le premier actionneur est inactif. Le robot déformable 301 n’est pas déformé.
Sur la figure 13, le premier actionneur déplace, à la première extrémité de manipulation 309, le bloc tendeur du bras tendeur 319 représenté en bas, vers la droite, par rapport aux blocs tendeurs des deux autres bras tendeurs 319. La deuxième extrémité de manipulation 311 est déplacée en conséquence, ici sensiblement vers le haut de la figure. La structure de convoyage déformable 313 est déformée.
Ce mode de réalisation du dispositif a pour avantage d’améliorer la prise de la structure de convoyage déformable sur les objets à convoyer. Il permet également de faire tourner ces objets de manière uniforme, en faisant varier les vitesses d’entraînement des courroies de manière différentielle, tel que décrit ci-dessus concernant le dispositif de la figure 6.
Bien entendu, le premier mode de réalisation à deux bras tendeurs et deux courroies tel qu’illustré par exemple en relation avec les figures 1 et 2, et le septième mode de réalisation à trois bras tendeurs et trois courroies tel qu’illustré en relation avec les figures 11, 12 et 13 sont donnés à titre purement illustratif et non limitatif : selon un même principe de structure de convoyage déformable, dans un mode de réalisation défini de manière plus générale, le canal déformable est formé par une pluralité (deux, trois, ou plus) de bras tendeurs comprenant un corps souple et flexible, et la structure de convoyage déformable comprend une pluralité de courroies, chacune disposée autour de l’un des bras tendeurs. Selon une caractéristique particulière d’un tel mode de réalisation, la structure de convoyage déformable comprend alors généralement autant de bras tendeurs que de courroies, chaque bras tendeur faisant office de structure porteuse d’une courroie.
Dans un autre mode de réalisation alternatif non illustré, les bras tendeurs comprenant un corps souple et flexible sont placés à l’extérieur des courroies et sont reliés entre eux par une structure tubulaire déformable (fabriquée par exemple en plastique souple), placée elle aussi à l’extérieur des courroies. Ces courroies sont alors portées par des moyens de support (e.g. des poulies) solidaires de la surface intérieure de la structure tubulaire. Comme précédemment, les bras tendeurs viennent tendre les courroies à travers la structure tubulaire, et également transmettre la déformation de la structure aux courroies. Ces bras tendeurs peuvent être commandés pour assurer une déformation souhaitée de la structure tubulaire (i.e. du canal déformable), et, par incidence, une déformation similaire des courroies à l’intérieur de ladite structure tubulaire. Dans un tel mode de réalisation, il n’y a donc pas nécessairement autant de bras tendeurs que de courroies.
On fait référence à la figure 14.
Cette figure montre une mise en situation d’un dispositif de prélèvement et de placement selon un huitième mode de réalisation de l’invention, en vue de trois quarts.
Les éléments fonctionnellement analogues à ceux présentés dans le premier mode de réalisation portent des numéros de référence identiques augmentés de quatre centaines.
Dans ce huitième mode de réalisation, la structure de convoyage déformable 413 comprend une structure à mouvement péristaltique reliée au canal déformable 415. Ici, la structure à mouvement péristaltique est agencée de manière à convoyer des objets 407 prélevés à la première extrémité de manipulation 409 jusqu'à la deuxième extrémité de manipulation 411, comme représenté par une septième flèche 485.
Ici, la zone de prélèvement 403 est un bac. Ici, la zone de placement 405 est un convoyeur à chaîne à plaques. Ici, dans un souci de simplicité de l’explication, le convoyeur à chaîne à plaques est représenté à l’horizontal, mais ledit convoyeur à chaîne à plaques peut être incliné. Ici, le convoyeur à chaîne à plaques est positionné en contre-haut du bac.
Le dispositif de prélèvement et de placement comprend un socle 461, supportant le robot déformable 401. Ici, le socle 461 est de forme généralement parallélépipédique. Ici, le socle 461 est positionné entre la zone de prélèvement 403 et la zone de placement 405. La structure de convoyage déformable 413 comprend une colonne 463, supportant le canal déformable 415. La colonne 463 s’étend selon un axe, ici un axe vertical. Ici, la colonne 463 est supportée par le socle 461.
Le canal déformable 415 comprend un manchon 465, emmanché sur la colonne 463. Ici, le manchon 465 est agencé de manière à pouvoir tourner autour de l’axe de la colonne 463 par rapport au socle 461. Ici, le manchon 465 est de forme généralement cylindrique. Ici, le manchon 465 est creux.
Le canal déformable 415 comprend en outre un premier bras déformable 467 et un deuxième bras déformable 469, raccordés par le manchon 465. Le premier bras déformable 467 présente à son extrémité opposée au manchon 465 la première extrémité de manipulation 409. Le deuxième bras déformable 469 présente à son extrémité opposée au manchon 465 la deuxième extrémité de manipulation 411. Le premier bras déformable 467 se déforme de manière à déplacer la première extrémité de manipulation 409 au sein de la zone de prélèvement 403, comme représenté par une huitième flèche 481. Le deuxième bras déformable 469 se déforme de manière à déplacer la deuxième extrémité de manipulation 411 au sein de la zone de placement 405, comme représenté par une neuvième flèche 483.
Le premier bras déformable 467 et le deuxième bras déformable 469 sont de forme généralement allongée. Ici, le premier bras déformable 467 et le deuxième bras déformable 469 présentent chacun un ensemble de portions tubulaires 471, reliées les unes à la suite des autres. Ici, le premier bras déformable 467 et le deuxième bras déformable 469 présentent chacun onze portions tubulaires 471.
La structure à mouvement péristaltique est logée dans le canal déformable 415. La structure à mouvement péristaltique relie la première extrémité de manipulation 409 à la deuxième extrémité de manipulation 411. La structure à mouvement péristaltique est logée à l’intérieur du premier bras déformable 467, du manchon 465 et du deuxième bras déformable 469. L’utilisation, dans la structure de convoyage déformable 413, d’une structure souple, telle que la structure à mouvement péristaltique, permet au robot déformable 401 de manipuler des objets 407 fragiles ou à dimensions variables.
La structure à mouvement péristaltique comprend des anneaux péristaltiques 473 positionnés les uns à la suite des autres.
On fait référence aux figures 15 à 17.
Ces figures montrent la structure à mouvement péristaltique 459 du dispositif de la figure 14 dans différentes étapes successives de convoyage d’un objet 407, en vue rapprochée et de côté.
Chaque anneau péristaltique 473 présente une rangée d’actionneurs gonflables 475. Chaque actionneur gonflable 475 présente un ensemble de cavités en silicone 477. Lorsque ledit actionneur gonflable 475 se gonfle, lesdites cavités en silicone 477 se déplient en se remplissant d’air. Lorsque ledit actionneur gonflable 475 se dégonfle, lesdites cavités en silicone 477 se replient en chassant l’air. Ici, chaque actionneur gonflable 475 présente cinq cavités en silicone 477. Ici, les cavités en silicone 477 sont généralement en forme de soucoupe.
La structure de convoyage déformable comprend en outre un conduit interne 479 supporté par les actionneurs gonflables 475. Le conduit interne 479 forme une conduite pour les objets 407. Les actionneurs gonflables 475 modifient la section du conduit interne 479 en se gonflant les uns à la suite des autres, tel que représenté sur les figures 15 à 17 par exemple. Cette déformation du conduit interne 479 exerce une constriction sur l’objet 407 à convoyer, de manière à faire progresser ledit objet 407 dans le conduit interne 479 par un mouvement péristaltique. Ici, les figures 15 à 17 présentent une progression de l’objet 407 de la droite vers la gauche. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits plus hauts, mais englobe toutes les variantes envisageables par l'homme de l'art. En particulier :
- la structure de convoyage déformable 413 du robot déformable 401 décrit dans le huitième mode de réalisation peut comprendre, à la place de la structure à mouvement péristaltique 459, un système d’aspiration et un système de soufflerie reliés au canal déformable 415, logés dans le premier bras déformable 467 et le deuxième bras déformable 469, respectivement ;
- la structure de convoyage déformable 413 du robot déformable 401 décrit dans le huitième mode de réalisation peut comprendre, à la place de la structure à mouvement péristaltique 459, un mécanisme de cils déplaçant par un battement coordonné un objet 407 dans le canal déformable 415.

Claims

Revendications
1. Dispositif de prélèvement et de placement, caractérisé en ce qu'il comprend un robot déformable (1, 101, 201, 301, 401) agencé pour être disposé à proximité d’une zone de prélèvement (3, 103, 403) et d’une zone de placement (5, 105, 405), le robot déformable (1, 101, 201, 301, 401) comprenant :
- une première extrémité de manipulation (9, 109, 209, 309, 409), à laquelle le robot déformable (1, 101, 201, 301, 401) prélève un objet (7, 107, 207, 407) dans la zone de prélèvement (3, 103, 403),
- une deuxième extrémité de manipulation (11, 111, 211, 311, 411), à laquelle le robot déformable (1, 101, 201, 301, 401) place un objet (7, 107, 207, 407) dans la zone de placement (5, 105, 405), la première extrémité de manipulation (9, 109, 209, 309, 409) étant apte à être déplacée dans la zone de prélèvement (3, 103, 403), ou la deuxième extrémité de manipulation (11, 111, 211, 311, 411) étant apte à être déplacée dans la zone de placement (5, 105, 405),
- une structure de convoyage déformable (13, 113, 213, 313, 413) reliant la première extrémité de manipulation (9, 109, 209, 309, 409) et la deuxième extrémité de manipulation (11, 111, 211, 311, 411) de manière à convoyer un objet (7, 107, 207, 407) prélevé par la première extrémité de manipulation (9, 109, 209, 309, 409) jusqu'à la deuxième extrémité de manipulation (11, 111, 211, 311, 411).
2. Dispositif de prélèvement et de placement selon la revendication 1, dans lequel la structure de convoyage déformable (13, 113, 213, 313, 413) comprend un canal déformable (15, 115, 215, 315, 415).
3. Dispositif de prélèvement et de placement selon la revendication 2, dans lequel le canal déformable (15, 115, 215) comprend une paire de bras tendeurs (19, 119, 219), maintenus à une distance sensiblement constante l’un de l’autre, et dans lequel la structure de convoyage déformable (13, 113, 213) comprend une paire de courroies (17, 117, 217), chacune disposée sur l’un des bras tendeurs (19, 119, 219), ces courroies (17, 117, 217) étant aptes à enserrer entre elles un objet (7, 107, 207) et à entraîner celui-ci de la première extrémité de manipulation (9, 109, 209) jusqu'à la deuxième extrémité de manipulation (11, 111, 211).
4. Dispositif de prélèvement et de placement selon la revendication 3, dans lequel la structure de convoyage déformable (213) comprend des câbles (257), positionnés le long des bras tendeurs (219), et un actionneur relié audits câbles (257) et agencé pour déformer la structure de convoyage déformable (213) en variant la tension de ces derniers.
5. Dispositif de prélèvement et de placement selon la revendication 2, dans lequel le canal déformable (315) comprend trois bras tendeurs (319), reliés les uns aux autres à proximité de la première extrémité de manipulation (309) ou de la deuxième extrémité de manipulation (311), et dans lequel la structure de convoyage déformable (313) comprend trois courroies (317), chacune disposée sur un bras tendeur (319) respectif, ces courroies (317) étant aptes à enserrer ensemble un objet et à entraîner celui-ci de la première extrémité de manipulation (309) jusqu'à la deuxième extrémité de manipulation (311).
6. Dispositif de prélèvement et de placement selon l’une des revendications 3 à 5, qui comprend en outre une glissière (49) et dans lequel la structure de convoyage déformable (13, 113, 213, 313) comprend un actionneur (47) relié à ladite glissière (49) et agencé pour déformer la structure de convoyage déformable (13, 113, 213, 313) en translatant l’un des bras tendeurs (19, 119, 219, 319) le long de la glissière (49).
7. Dispositif de prélèvement et de placement selon l’une des revendications 3 à 6, apte à modifier l’orientation d’un objet (7, 107, 207) convoyé dans le canal déformable (15, 115, 215, 315).
8. Dispositif de prélèvement et de placement selon la revendication 3 à 7, dans lequel au moins une courroie (17, 117, 217, 317) est déformable selon une direction transversale à la direction d’entraînement locale de ladite courroie (17, 117, 217, 317).
9. Dispositif de prélèvement et de placement selon la revendication 2, dans lequel la structure de convoyage déformable (413) comprend une structure à mouvement péristaltique (459) reliée au canal déformable (415).
10. Dispositif de prélèvement et de placement selon la revendication 9, dans lequel la structure à mouvement péristaltique (459) comprend des anneaux péristaltiques (473), chaque anneau péristaltique (473) présentant une rangée d’actionneurs gonflables (475).
11. Dispositif de prélèvement et de placement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la première extrémité de manipulation (9, 109, 209, 309, 409) ou la deuxième extrémité de manipulation (11, 111, 211, 311, 411) présente une forme évasée.
12. Dispositif de prélèvement et de placement selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la première extrémité de manipulation (9, 109, 209, 309, 409) ou la deuxième extrémité de manipulation (11, 111, 211, 311, 411) présente un actionneur de préhension.
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