FR2590337A1 - Dispositif de guidage d'un flexible au droit d'un pivot, utilisable notamment sur un robot - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION SE RAPPORTE A UN DISPOSITIF DE GUIDAGE D'UN FLEXIBLE 2 AU DROIT D'UN PIVOT 4 OU 5 SERVANT D'ARTICULATION A DEUX PIECES CONSTITUEES PAR UNE BOITE 1 EN DEUX PARTIES 11, 12 QUI FORMENT UNE CHAMBRE DANS LAQUELLE SE LOGE LE FLEXIBLE 2 ET PEUVENT TOURNER L'UNE PAR RAPPORT A L'AUTRE AUTOUR DE L'AXE DU PIVOT ET CARACTERISE PAR LE FAIT QUE LE FLEXIBLE 2 EST ENROULE SELON UNE HELICE COAXIALE A L'AXE 14 DU PIVOT DONT UN DES BRINS EST LIE A L'UNE DES PARTIES DE BOITE ET DONT L'AUTRE BRIN EST LIE A L'AUTRE PARTIE DE BOITE, LE DIAMETRE D'ENROULEMENT DU FLEXIBLE 2 ETANT ADAPTE POUR MENAGER UN ESPACE AVEC LA SURFACE INTERNE DE LADITE CHAMBRE ET AVEC LA PARTIE CENTRALE.

Description

DISPOSITIF DE CUIDAGE D' UN FLEXIBLE AU DROIT D' UN PIVOT,
UTILISABLE NOTAMMENT SUR UN ROBOT.

La présente invention se rapporte à un dispositif de guidage d' un flexible au droit d'un pivot servant d' articulation à deux pièces, constitué par une boîte en deux parties qui forment une chambre dans laquelle se loge le flexible et peuvent tourner 1' une par rapport à l'autre autour de 1' axe du pivot, 1' une desdites parties de boîte étant solidaire en rotation d' une pièce, 1' autre partie étant solidaire en rotation de l'autre pièce.

On connaît des flexibles qui passent au niveau de pivots par des gaines demi-boucles. Les flexibles travaillent en flexion et ils n' autorisent que des pivotements inférieurs à 360 . Par ailleurs 1' encombrement est important.

On connaît par le brevet Wu/8504615 et par le brevet FR 7816 896 un dispositif de guidage de flexible constitué par une boîte dans laquelle se loge le flexible.

La orésente invention a pour but de fournir un dispositif de guidage d'un flexible (faisceau de câbles et tuyaux) au droit d1 un pivot qui est particulièrement adapté à des pivotements importants (supérieurs à 3600) des pièces reliées par le pivot et qui respecte les -contraintes d' utilisation des éléments constitutifs du flexible. Ce dispositif permet une mise en place aisée du faisceau préformé et équipé de ses prises. Le dispositif dont 1' encombrement est moindre que les flexibles en boucles est notamment utilisable sur un robot à bras articulés.

Le dispositif est caractérisé par le fait que le flexible est enroulé selon une hélice coaxiale à 1' axe du pivot dont un des brins est lié à 1' une des parties de boîte et dont 1' autre brin est lié à 1' autre partie de boîte, le diamètre d' enroulement du flexible étant adapté pour ménager un espace avec la surface interne de ladite chambre et avec la partie centrale.

Selon une caractéristique, chaque partie de boîte présente, au niveau du fond, une tubulure de passage du flexible.

Selon une autre caractéristique, chaque partie de boîte comporte un fond fixé de manière démontable.

Selon une caractéristique, le dispositif est monté sur un robot à bras articulés comprenant un bras articulé par un pivot motorisé à une structure porteuse et articulé par un pivot motorisé à un avant-bras équipé d' une tête de travail, le bras portant, du côté opposé aux moteurs des pivots, deux boîtes de guidage du flexible centrées sur les axes desdits pivots.

Selon une caractéristique, les boîtes sont disposées au dessus du bras, les axes des pivots étant verticaux.

L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d' exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une coupe axiale d'un dispositif de guidage de flexible
associé à un pivot.

- la figure 2 est une vue de dessus de la figure 1.

- la figure 3 est une coupe selon III-III de la figure 2. - la figure 4 est une vue en élévation d'un robot équipé du dispositif
selon 1' invention.

- la figure 5 est une vue de dessus de la figure 4.

Le dispositif de guidage de flexible représenté par les dessins comporte une boîte I centrée sur un pivot servant d' articulation à deux pièces dont l'une est repérée 31. La boîte 1 est composée d'une première partie de boîte 11 et d'une seconde partie de boîte 12 toutes deux en forme de cloches. Ces deux parties de boîte sont montées avec leurs ouvertures en vis-à-vis et forment une chambre cylindrique. Flles sont articulées 1' une à l'autre autour d' un axe de nivotement repéré 14 tout en étant immobilisées axialement. Les deux parties de boîte sont guidées relativement de manière à pivoter autour de 1' axe 14 par un jeu de billes 13 roulant sur des pistes circulaires ménagées sur les bords opposés des parties de boîte.La partie de boîte 12 est solidaire dun moyeu central 15. La liaison en translation des deux parties de boîte est assurée par une butée axiale 16 constituée par une pièce axiale 161 réunie élastiquement au moyeu central 15 et par un roulement 162 interposé entre la pièce axiale et la partie de boîte 12.

Le flexible 2 se compose d' une pluralité de câbles et tuyaux enroulés en hélice autour d'un elément central.

Chaque partie de boîte Il ou 12 se compose d'un cvlindre 113 ou 123 et d'un fond 111 ou 121. La partie de boîte 11 présente, à proximité du fond 111, une tubulure 112 raccordée au cylindre 113 et servant au passage du flexible 2 de câbles et tuyaux. De même la partie de boîte l? présente, à proximité du fond 121, une tubulure 122 raccordée au cylindre 123 et servant au passage du flexible 2. Chaque fond 111 ou 121 est fixé par vis, de manière démontable, au cylindre de boîte 113 ou 123 adjacent.

Le flexible 2 oasse dans les tubulures 112 et 122 ménagées sur les deux parties de boîte et s' enroule dans la chambre cylindrique de ladite boîte.

Le flexible 2 est enroulé en hélice sur un cylindre centré sur 1' axe de pivotement 14 du pivot reliant les deux pièces. Chaque spire terminale 21 ou 22 du flexible se nrolonw,e de manière à passer dans la tubulure adjacente où le flexible 2 est bridé. Le flexible 2 est enroulé de manière à ménager un leu avec la paroi interne de la chambre et avec la paroi externe du moyeu central 15. Une spire terminale du flexible 2 repose sur le fond 121, un espace étant ménagé entre 1' autre spire terminale et le fond opposé 111.

Le dispositif de guidage de câble selon l'invention est applique à un robot comportant une structure porteuse 6 sur laquelle est articulé un bras 31 portant un avant-bras 32. Le bras 31 et l'avant-bras 32 sont articulés 1' un à 1' autre par un coude ou pivot 4 dont 1' axe est repéré 41. Le bras 31 est articulé à la structure porteuse 6 par un pivot 5 dont l'axe est repéré 51.

L'avant-bras 32 est articulé autour de l'axe 41 sur le bras 31 par l'intermédiaire du pivot 4. L'avant-bras 32 est monté en porte à faux sur le bras 31 de manière à pivoter par l'intermédiaire d'un roulement à galets croisés.

Le pivot 4 est motorisé et comporte un moteur 44 dont le stator est fixé à 1' avant-bras et dont 1' arbre de sortie entraîne un réducteur connu en soi par exemple de type "Harmonic Drive". Le réducteur se loge dans 1' avant-bras 32.

Le bras 31 est articulé autour de l'axe 51 sur la structure porteuse 6 par l'intermédiaire d'un pivot 5. Le bras 31 est monté en porte à faux sur la structure porteuse 6 de manière à pivoter par l'intermédiaire d'un roulement à galets croisés.

Le pivot 5 est motorisé et comporte un moteur 54 dont le stator est fixé à un bati 56 solidaire de la structure porteuse et - dont 1' arbre de sortie entraîne un réducteur connu en soi, par exemple du type "Harmonic
Drive". L' ensemble du réducteur se loge dans le bati 56.

L'avant-bras 32 et le bras 31 s' étendent horizontalement, 1' avant-bras 32 se situant au dessous du bras 31. L'avant-bras 32 et le bras 31 ont chacun une forme générale rectiligne, 1' avant-bras étant décalé par rapport au bras 31. Les axes 41 et 51 des pivots 4 et 5 sont verticaux.

L' avant-bras 32 porte une unité de translation 71 mobile selon un axe vertical 74. Cet avant-bras porte un moteur 72 servant à 1' entraînement en rotation de l'unité 71 et un moteur 73 servant à 1' entraînement en translation.

Les moteurs 44 et 54 des pivots sont montés d'un même côté par rapport au bras 31.

Le bras 31 Dorte, du côté oDposé aux moteurs 44 et 54, deux boîtes guide-câbles 1, montées coaxialement aux axes 41 et 51 des pivots. Ces boîtes sont disposées au dessus des bras 31 de manière que les parties 12 de ces boîtes soient solidaires du bras. Les moteurs 44 et 54 sont situés du côté inférieur du bras.

Les deux tarties de boîte 12 sont solidaires par leurs fonds respectifs du bras 31. Le flexible 2 est guidé par un guide-câbles 9 entre les tubulures des deux boîtes. Les parties de boîte 11 peuvent pivoter par rapport au bras 31 autour des axes 41 et 51.

La partie de boîte Il de la boîte I centrée sur l'axe 51 est liée en rotation à la structure de support 6 par une console guide-câbles 81 aboutissant à la tubulure 112. La partie de boîte 11 de la boîte 1 centrée sur l'axe 41 est liée en rotation à 1' avant-bras 32 par une console guide-câbles 82 Drolongeant la tubulure 112 lusqu' à
I' avant-bras 32.

Le fonctionnement du dispositif va maintenant être décrit.

A l'entrée et à la sortie de la boîte 1, le flexible 2 est maintenu par bridage au niveau des tubulures 112 et 122. Lorsque sangle de pivotement est nul, le flexible 2 est dans la position représentée en traits pleins. Lorsque 1' une des parties de la boîte pivote par rapport à 1' autre (angle de pivotement non nul), 1' hélice formée par le flexible 2 chanRe de diamètre. Le flexible 2 occupe alors des positions telles que celles représentées en pointillés. La déformation de 1' hélice s' effectue sans que le flexible 2 force sur les parois.

Dans l'application prévue aux figures 4 et 5 le flexible est conformé de manière à constituer deux hélices, la distance entre les axes de ces hélices correspondant à la distance entre les axes des deux boîtes 1. Le flexible ainsi conformé est posé sur les fonds 121, les hélices s'engageant sur les moyeux 15. Le reste de chaque partie de boîte 12 est ensuite mise en place et chaque partie de boîte 11 est montée finalement II est bien entendu que 1' on Deut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détails et de même envisager l'emploi de movens équivalents. Les axes 41 et 51 des pivots 4 et 5 pourraient avoir une direction quelconque.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. dispositif de guidage d'un flexible (2) au droit d'un pivot (4 ou 5) servant d' articulation à deux pièces, constitué par une boîte (1) en deux parties (11, 12! qui forment une chambre dans laquelle se loge le flexible (2) et peuvent tourner 1' une par rapport à 1' autre autour de 1' axe du pivot, caractérisé par le fait cue le flexible (2) est enroulé selon une hélice coaxiale à l'axe (14) du pivot dont un des brins est lié à l'une des parties de boîte et dont 1' autre brin est lié à 1' autre partie de boîte, le diamètre d' enroulement du flexible (2) étant adapté pour ménager un espace avec la surface interne de ladite chambre et avec la partie centrale.

2. flispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque partie de boîte (11, 12) présente, au niveau du fond (111, 121), une tubulure (112, 122) de passage du flexible (2).

r)ispositif selon 1' une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque partie de boîte comporte un fond (111, 121) fixé de manière démontable.

4. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ce dispositif est monté sur un robot à bras articulés comprenant un bras (31) articulé par un pivot motorisé (5) à une structure porteuse (6) et articulé par un pivot motorisé (4) à un avant-bras (32) équipé d'une tête de travail, le bras (31) portant extérieurement, du côté opposé aux moteurs (44, 54) des pivots, deux boîtes (1) de guidage du flexible centrées sur les axes (41, 51) desdits pivots.

5. Utilisation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les boîtes (1) sont disposées au dessus du bras (31), les axes (41, 51) des pivots étant verticaux.