FR2693397A1 - Master-slave remote handling device - in radioactive hot cell with resistance strain gauges monitoring force applied to handle to actuate alarm if force is excessive - Google Patents

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    • B25J3/00Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements

Abstract

A master-slave type of remote handling device incorporates a set of electric resistance strain gauges (40x-40z), which monitor the forces applied by the operator to the handle to actuate an alarm if the forces are likely to damage the device. The strain gauges are attached to a tubular section of the 'master' side of the device, between the handle and the first joint, and comprise twelve gauges arranged in groups of four to monitor strain in three orthogonal direction. The gauges of each group form respective wheatstone bridges whose outputs are fed to an electronic circuit, whereby any force above a variable threshold actuates an alarm. USE/ADVANTAGE - The device is used for handling radioactive material in a hot cell. The alarm is given before any damage is caused by excessive forces, enabling the operator to modify his manipulations accordingly.

Description

DISPOSITIF DE RETOUR D'INFORMATION SENSORIELLE DEVICE BACK SENSORY INFORMATION
REPRESENTATIVE DE L'EFFORT EXERCE SUR UN REPRESENTATIVE OF EFFORT CARRIES ON
TELEMANIPULATEUR PAR SON UTILISATEUR. RMS BY ITS USER.

DESCRIPTION DESCRIPTION
L'invention concerne un dispositif permettant de fournir à l'utilisateur d'un télémanipulateur, tel qu'un télémanipulateur maître-esclave mécanique, une information sensorielle représentative de l'effort qu'il exerce sur la poignée du télémanipulateur lors de llexé- cution d'une tâche. The invention relates to a device for providing the user of a remote manipulator such as a mechanical robotic master-slave, a representative sensory information of the force it exerts on the handle of the manipulator during execution llexé- a task.

Lorsque les produits manipulés et/ou l'atmosphère environnante sont dangereuses et interdisent l'intervention directe d'un opérateur, comme c'est notamment le cas dans l'industrie nucléaire, on utilise depuis de nombreuses années des télémanipulateurs permettant à l'opérateur d'effectuer les tâches requises à distance. When handled and / or the surrounding atmosphere are dangerous and prohibit the direct intervention of an operator, as is the case in the nuclear industry for many years using remote manipulators allowing the operator to perform the required tasks remotely.

La majeure partie des télémanipulateurs utilisés à cet effet sont des télémanipulateurs maître-esclave mécaniques, qui comportent un bras maître équipé d'une poignée de commande sur laquelle agit l'opérateur, ainsi qu'un bras esclave relié mécaniquement au bras maître et placé à l'intérieur d'une cellule de confinement dans laquelle se trouvent les produits ou les objets à manipuler. Most of the manipulators used for this purpose are mechanical master-slave manipulators which have a master arm equipped with a control handle which acts on the operator, and a slave arm mechanically connected to the master arm and placed within a confinement cell in which are the products or objects to be handled.

Le bras esclave est terminé par une pince qui peut être actionnée, orientée et déplacée par l'opérateur agissant sur la poignée de commande. The slave arm is terminated by a clamp which is operable, guided and moved by the operator acting on the control handle.

Compte tenu des conditions particulières qui règnent à l'intérieur des cellules de confinement, notamment dans l'industrie nucléaire, les télémanipulateurs qui équipent ces cellules lors de leur réalisation restent généralement opérationnels pendant de nombreuses années. Given the particular conditions prevailing within the confinement cells, especially in the nuclear industry, the manipulators which equip these cells during their production usually remain operational for many years. Cependant, les activités développées à l'intérieur d'une cellule déterminée peuvent évoluer de façon importante au fil des années. However, the activities developed within a given cell can evolve significantly over the years. I1 peut donc arriver que des télémanipulateurs équipant une cellule de confinement deviennent partiellement inadaptés aux tâches qui doivent être accomplies à l'intérieur de ces cellules. I1 may therefore happen that manipulators equipping a containment cell becoming partly relevant to the tasks to be performed within these cells. Cette inadaptation peut concerner, par exemple, le poids de certains des objets à transporter et/ou l'emplacement de la zone dans laquelle certaines tâches doivent être effectuées, qui n'est plus adapté à la zone de préhension normale des télémanipulateurs. This inadequacy may concern, for example, the weight of some of the objects to be transported and / or location of the area in which certain tasks must be performed, which is no longer suitable for normal gripping area of ​​the manipulators.

Dans ces situations dégradées, les opérateurs doivent s'adapter et prendre en compte, en agissant sur le télémanipulateur, le fait que la situation présente ne correspond plus à la situation pour laquelle le télémanipulateur a été implanté sur la cellule. In these degraded situations, operators have to adapt and take into account, by acting on the manipulator, the fact that this situation does not correspond to the situation for which the manipulator has been implemented on the cell. Par ailleurs, la qualité souvent modeste des informations sensorielles de retour provenant à l'opérateur, soit visuelles, correspondant à l'observation à travers un hublot de la tâche en cours, soit tactiles, correspondant à la résistance exercée, par exemple, par les objets à déplacer, impose à l'opérateur une attention particulièrement soutenue qui a pour effet d'accroître sa fatigue et son stress émotionnel. Moreover, the often modest quality of sensory information back from the operator or visual, corresponding to the observation through a porthole of the task, or touch, corresponding to the strength exerted, for example, by objects to move, requires the operator a particularly attention which has the effect of increasing fatigue and emotional stress. Cependant, cette adaptation peut être difficile et peut conduire à la casse de certaines pièces sensibles des télémanipulateurs.Des interventions de maintenance, parfois rapprochées, peuvent alors conduire à une réduction sensible du taux d'utilisation de certaines cellules de confinement. However, this adaptation may be difficult and can lead to the breakage of some sensitive parts of télémanipulateurs.Des maintenance operations, sometimes close together, can then lead to a significant reduction in the rate of use of certain containment cells. Cela a pour conséquence un coût de maintenance élevé et, éventuellement, une baisse de rendement d'une installation présente dans la cellule ainsi qu'une perturbation non négligeable pour l'opérateur qui est alors brutalement stoppé lors de la réalisation d'une tâche souvent délicate. This results in high maintenance costs and possibly a drop in yield of this installation in the cell as well as a significant disturbance to the operator who then abruptly stopped when performing a task often delicate.

L'invention a précisément pour objet un dispositif prévu pour être associé à un télémanipulateur, afin de fournir à son utilisateur une information sensorielle représentative de l'effort qu'il exerce sur la poignée du télémanipulateur, afin que cet utilisateur puisse modifier ou stopper son action avant toute casse du matériel, de façon à réduire le coût de maintenance, à augmenter le taux d'utilisation de la cellule et à améliorer les conditions de travail. The invention specifically relates to a device intended to be associated with a manipulator, to provide its user a representative sensory information of the effort he exerts on the handle of the manipulator so that the user can modify or stop its action before any breakage of equipment, thereby reducing maintenance costs, increase the utilization rate of the cell and to improve working conditions.

Conformément à 1 invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un dispositif de retour sensoriel pour fournir à l'utilisateur d'un télémanipulateur une information sensorielle représentative de l'effort qu'il exerce sur la poignée du télémanipulateur, caractérisé par le fait qu'il comprend - des moyens de détection et de mesure de l'effort appli According to one invention, this is achieved by means of a sensory feedback device for providing to the user of a remote manipulator representative sensory information of the force it exerts on the handle of the manipulator, characterized by the fact it includes - means for detecting and measuring the effort app
qué sur la poignée - des moyens d'information aptes à émettre un signal sen on the handle - information means capable of transmitting a signal sen
sible qui varie selon l'effort mesuré par les moyens sible that varies the force measured by the means
de détection et de mesure. detection and measurement.

De préférence, le signal sensible délivré par les moyens d'information présente une fréquence, avantageusement réglable, qui varie selon l'effort mesuré par les moyens de détection et de mesure. Preferably, the responsive signal from the media has a frequency, preferably adjustable, which varies according to the force measured by the means of detection and measurement.

Pour éviter que le signal sensible ne soit émis en permanence, les moyens d'information comprennent avantageusement des moyens permettant de comparer l'effort mesuré avec un seuil d'effort prédéterminé, de façon à n'émettre le signal sensible que lorsque l'effort mesuré dépasse ce seuil prédéterminé, de préférence réglable. To prevent the sensitive signal is continuously transmitted, the information means advantageously comprise means for comparing the measured force with a predetermined force threshold, so as to not emit the sensible signal when the force measured exceeds this predetermined threshold, preferably adjustable.

Le signal sensible est de préférence un signal sonore, l'ouïe présentant l'avantage de fonctionner sur un mode passif et d'être très peu sollicitée en téléintervention. The sensitive signal is preferably a buzzer, hearing with the advantage of operating in a passive mode and be very little requested by remote control. On peut toutefois envisager de laisser le choix à l'opérateur entre un signal sonore et un signal visuel, et même de lui permettre de disposer simultanément de ces deux signaux. However, we can consider leaving the choice to the operator between a sound and a visual signal, and even allow it to simultaneously dispose of these two signals.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de détection et de mesure comprennent un capteur d'efforts qui est placé entre la poignée et la genouillère du bras maître du télémanipulateur. According to a preferred embodiment of the invention, the detection and measuring means comprise a force sensor which is placed between the handle and the toggle joint of the manipulator of the master arm.

Ce capteur d'efforts peut notamment comprendre trois ponts de jauges extensométriques, placées symétriquement sur un corps tubulaire, de façon à mesurer les composantes du moment résultant de l'effort exercé sur la poignée, selon trois directions orthogonales. This force sensor may especially comprise three bridges of strain gauges placed symmetrically on a tubular body, so as to measure the components of the moment resulting from the force exerted on the handle, in three orthogonal directions.

On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels We will now describe, by way of nonlimiting example, a preferred embodiment of the invention, with reference to the accompanying drawings, in which
- la figure 1 est une vue de côté représentant schématiquement un télémanipulateur maître-esclave mécanique équipé d'un dispositif de retour sensoriel conforme à l'invention - Figure 1 is a side view schematically showing a mechanical master-slave manipulator equipped with a sensory feedback device according to the invention
- la figure 2 est une vue de côté illustrant, en perspective et à plus grande échelle, l'implantation d'un capteur d'efforts utilisé dans le dispositif selon l'invention, entre la poignée et la genouillère du bras maître du télémanipulateur de la figure 1 - Figure 2 is a side view illustrating, in perspective and on a larger scale, the implantation of a force sensor used in the device according to the invention, between the handle and the toggle joint of the master manipulator arm Figure 1
- la figure 3 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, illustrant schématiquement à plus grande échelle l'implantation des jauges extensométriques du capteur d'efforts de la figure 2 ; - Figure 3 is a perspective view, partially broken away, schematically illustrating on a larger scale the layout of strain gauges of the force sensor of Figure 2; et and
- la figure 4 est un diagramme qui illustre schématiquement l'ensemble du dispositif selon l'invention. - Figure 4 is a diagram which schematically illustrates the whole device according to the invention.

Sur la figure 1, on a représenté de façon très schématique un télémanipulateur maître-esclave mécanique permettant à un opérateur situé à l'extérieur d'une cellule de confinement 10 d'effectuer un certain nombre de tâches à l'intérieur de cette cellule. In Figure 1, a mechanical master-slave manipulator enabling an operator situated outside of a containment cell 10 to perform a number of tasks within the cell is shown very schematically. Il est à noter que, si le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté pour être associé à un télémanipulateur de ce type, il peut aussi être associé à des télémanipulateurs de type différent, tels que des télémanipulateurs maître-esclave électroniques. It should be noted that if the device according to the invention is particularly adapted to be associated with a manipulator of this type, it can also be associated with different types of manipulators, such as electronic master-slave manipulators.

Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 1, le télémanipulateur comprend un bras maître télescopique 12 et un bras esclave télescopique 14 reliés entre eux par un fût 16, d'axe horizontal, qui traverse de façon étanche la paroi 18 de la cellule de confinement 10. Cependant, le dispositif selon l'invention pourrait également être associé à un télémanipulateur dont le bras maître et le bras esclave sont des bras articulés. In the embodiment illustrated in Figure 1, the manipulator comprises a telescopic master arm 12 and a telescopic slave arm 14 interconnected by a shaft 16, of horizontal axis, which sealingly passes through the wall 18 of the cell containment 10. However, the device of the invention could also be associated with a manipulator in which the master arm and the slave arms are articulated arms.

De façon plus précise, dans le télémanipulateur illustré à titre d'exemple sur la figure 1, le fût 16 est monté dans la paroi 18 de façon à pouvoir tourner autour de son axe horizontal dans la paroi 18 et il supporte à ses extrémités le bras maître 12 et le bras esclave 14 par des articulations d'épaules 20 et 22, respectivement. More specifically, in the manipulator shown by way of example in Figure 1, the shaft 16 is mounted in the wall 18 so as to be rotatable about its horizontal axis in the wall 18 and supports at its ends the arm master 12 and the slave arm 14 by joints of shoulders 20 and 22, respectively. Les extrémités opposées du bras maître 12 et du bras esclave 14 sont terminées par des genouillères 24 et 26 qui supportent respectivement une poignée de commande 28 et une pince de préhension 30. The opposite ends 12 of the master arm and the slave arm 14 are terminated by knee guards 24 and 26 which respectively support a control handle 28 and a clamp handle 30.

Afin que l'opérateur du télémanipulateur puisse disposer d'une vision suffisante pour effectuer la tâche dont il est chargé, un hublot 32 est généralement formé dans la paroi 18, en dessous du fût 16. Le cas échéant, l'opérateur peut également disposer d'un écran de télévision diffusant une image vidéo en provenance d'une caméra placée à l'intérieur de la cellule de confinement. So that the operator of the manipulator can have a sufficient vision to perform the task which it is loaded, a door 32 is generally formed in the wall 18, below the drum 16. Where appropriate, the operator may also have a TV screen a video image from a camera positioned within the containment cell.

Conformément à l'invention, le télémanipulateur illustré à titre d'exemple sur la figure 1 est équipé d'un dispositif de retour sensoriel, qui permet de fournir à son utilisateur, en temps réel, une information sensorielle représentative de l'effort qu'il exerce sur la poignée 28. Cette information sensorielle est constituée, de préférence, par un signal sonore. According to the invention, the manipulator illustrated by way of example in Figure 1 is equipped with a sensory feedback device which allows to provide to its user, in real time, a representative sensory information of the effort that it exerts on the handle 28. This sensory information is made preferably by a beep. Dans certains cas, ce signal sonore peut être remplacé ou complété par un signal visuel. In some cases, this signal can be replaced or supplemented by a visual signal.

La fourniture d'une telle information à l'opé- rateur a essentiellement pour but de faire savoir à ce dernier que l'effort qu'il exerce sur la poignée lui fait prendre un risque de casse pour le télémanipulateur. The provision of such information to the opera- tor essentially aim of indicating to him that the effort he exerts on the handle made him take a risk of breakage for the remote manipulator. Grâce à cette information, l'utilisateur peut soit réguler son effort de façon différente, soit interrompre l'action en cours pour changer de stratégie dans l'exécution de la tâche entreprise. With this information, the user can either regulate its effort differently or interrupt the action underway to change strategy in the execution of the task undertaken.

Comme l'illustre plus précisément la figure 2, le dispositif de retour sensoriel conforme à l'invention comprend un capteur d'efforts 34, placé entre la poignée 28 et la genouillère 24, à l'extrémité du bras maître 12. As is more specifically illustrated in Figure 2, the sensory feedback device according to the invention comprises a sensor 34 efforts placed between the handle 28 and the toggle joint 24 at the end of the master arm 12.

Ce capteur d'efforts 34 permet de détecter et de mesurer l'effort appliqué sur la poignée 28 par l'opérateur. This force sensor 34 can detect and measure the force applied to the handle 28 by the operator.

Comme l'illustrent les figures 2 et 3, le capteur d'efforts 34 comprend un support tubulaire rigide 36, réalisé par exemple en alliage léger, formant une bague de liaison mécanique entre la poignée 28 et la genouillère 24. A cet effet, le support tubulaire 36 comporte une extrémité de grand diamètre, illustrée sur la gauche de la figure 3, prévue pour être emboîtée sur une partie tubulaire en saillie de la poignée 28, et une extrémité de petit diamètre illustrée sur la droite de la figure 3, prévue pour être emboîtée dans la genouillère 24 du bras maître. As illustrated in Figures 2 and 3, the force sensor 34 comprises a rigid tubular support 36, made for example of light alloy forming a mechanical connection ring between the handle 28 and the toggle joint 24. To this end, the tubular support 36 comprises a large diameter end, illustrated on the left of Figure 3, intended to be fitted on a tubular portion projecting from the handle 28, and a small diameter end illustrated on the right of Figure 3, provided to be fitted into the knuckle 24 of the master arm. Dans les deux cas, la fixation est assurée par des moyens classiques tels que des vis agissant par pincement, en réduisant le diamètre de l'extrémité de grand diamètre, alors fendue, du support 36, et de l'extrémité adjacente, également fendue, de la genouillère 24. In both cases, the attachment is provided by conventional means such as screws acting by pinching, by reducing the diameter of the large diameter end, then slit, the support 36 and the adjacent end also split, of the toggle 24.

Le support tubulaire 36 est traversé selon son axe par un passage 37 dans lequel peut être reçu un organe de transmission de mouvement (non représenté) tel qu'une chaînette, par lequel le mouvement d'ouverture et de fermeture de la pince 30 exercé par l'opérateur sur la poignée 28 est transmis entre cette dernière et la genouillère 24, selon une technique traditionnelle. The tubular support 36 is traversed along its axis by a passage 37 in which can be received a motion transmitting member (not shown) such as a chain, by which the movement of opening and closing of the clamp 30 carried by the operator on the handle 28 is transmitted between it and the brace 24, according to a traditional technique.

Dans sa partie centrale et comme l'illustre la figure 3, le support tubulaire 36 comporte un corps tubulaire 38 de moindre diamètre, servant de support à trois ponts de jauges extensométriques, placées de façon à mesurer les composantes Mfx, Mfy et Mf z du moment résultant de l'effort exercé par l'opérateur sur la poignée 28, selon trois directions orthogonales liées au support tubulaire 36. Ces trois directions orthogonales correspondent aux trois axes du repère orthonormé In its central portion and as illustrated in Figure 3, the tubular support 36 comprises a tubular body 38 of lesser diameter, for supporting three bridges of strain gauges placed so as to measure the components Mfx, and Mf Mfy z moment resulting from the force exerted by the operator on the handle 28, in three orthogonal directions linked to the tubular support 36. These three orthogonal directions correspond to the three axes of the orthonormal
Oxyz sur la figure 3. Oxyz in Figure 3.

Chacun des trois ponts de jauges extensométriques montées sur le corps tubulaire 38 comporte quatre jauges extensométriques, dont certaines seulement sont visibles sur la figure 3. Ces jauges sont désignées respectivement par les références 40x, 40y et 40z selon que les ponts de jauges correspondants servent à mesurer les composantes du moment résultant des forces appliquées sur la poignée 28 suivant les directions Ox, Oy et Oz respectivement. Each of the three bridges of strain gauges mounted on the tubular body 38 has four strain gages, only some of which are visible in Figure 3. These gauges are designated by the references respectively 40x, 40y and 40z as the bridges corresponding gauges are used to measuring the components of the moment resulting from the forces applied to the handle 28 according to the directions Ox, Oy and Oz respectively. Les jauges 40x et 40y sont orientées selon l'axe du cylindre, alors que les jauges 40z sont orientées à 450 par rapport à cet axe. The 40x and 40y gauges are oriented along the cylinder axis, while the gauges 40z are oriented at 450 with respect to this axis. De plus, les quatre jauges de chaque groupe sont situées à 900 l'une de l'autre sur le cylindre. In addition, the four gauges of each group is located 900 to each other on the cylinder.

Afin d'éviter que les jauges extensométriques 40x, 40y et 40z, ainsi que les conducteurs électriques qui les relient, ne soient endommagés accidentellement, le support tubulaire 36 est recouvert, au moins autour du corps tubulaire 38 portant les jauges, par un cache de protection 42. Comme cela a déjà été indiqué, les jauges 40x, 40y et 40z sont reliées électriquement entre elles pour former trois ponts de Wheatstone servant respectivement à mesurer les composantes Mfxt Mfy et Mf z du moment résultant des forces appliquées par l'opé rateur suivant les directions Ox, Oy et Oz. In order to avoid that the strain gauges 40x, 40y and 40z, and the electrical conductors connecting them are damaged accidentally, the tubular support 36 is covered, at least around the tubular body 38 carrying gauges, by a cache protection 42. As already indicated, the gauges 40x, 40y and 40z are electrically interconnected to form three Wheatstone bridges respectively for measuring the components Mfxt Mfy and Mf z resultant moment of the forces applied by the ope rator following the directions Ox, Oy and Oz. Ces ponts de Wheatstone sont désignés respectivement par les références 42x, 42y et 42z sur la figure 4.Les signaux électriques représentatifs de ces trois composantes sortent du capteur d'efforts 34 par un câble électrique 44 (figure 2), par lequel le capteur est relié au reste du dispositif de retour sensoriel conforme à l'invention. These Wheatstone bridges are respectively designated by references 42x, 42y and 42Z in Figure 4.The electrical signals representative of these three components out of the force sensor 34 by an electrical cable 44 (Figure 2) by which the sensor is connected to the rest of the sensory feedback device according to the invention.

Comme l'illustre plus précisément la figure 4, les trois conducteurs électriques issus des ponts de As is more specifically shown in Figure 4, the three electrical conductors from bridges of
Wheatstone 42x, 42y et 42z et formant le câble 44 sont reliés à leurs extrémités opposées à des circuits électroniques 46 assurant la préamplification des signaux issus des ponts de jauges. Wheatstone 42x, 42y and 42Z and forming the cable 44 are connected at their opposite ends to electronic circuits 46 providing pre-amplification the signals from the gauge bridges. De préférence, le gain de ces circuits électroniques est réglable de 1 à 1000. Preferably, the gain of these electronic circuits is adjustable from 1 to 1000.

Les trois signaux amplifiés sortant des circuits 46 sont ensuite injectés dans un module analogique de calcul 48, qui calcule en temps réel l'amplitude du moment de flexion résultant, à partir des composantes Mfxt Mfy et Mf z mesurées. The three amplified signals output from circuits 46 are then injected into an analog calculation module 48 which calculates in real time the magnitude of the bending moment resulting from the components Mfxt Mfy and Mf z measured.

Un signal analogique représentatif de cette amplitude est délivré par le module de calcul 48 et injecté dans un oscillateur 50 apte à délivrer un signal sinusoïdal dans la gamme des fréquences auditives. An analog signal representative of this amplitude is output from the module 48 and injected into an oscillator 50 capable of outputting a sinusoidal signal in the range of auditory frequencies. La fréquence de ce signal sinusoïdal est pilotée ou modulée par l'amplitude du signal électrique délivré par le module de calcul 48, c'est-à-dire par l'amplitude du moment de réflexion résultant mesuré par le capteur d'efforts 34. The frequency of this sinusoidal signal is controlled or modulated by the amplitude of the electrical signal delivered by the module 48, that is to say by the amplitude of the resulting reflection when measured by the force sensor 34.

L'oscillateur 50 est équipé d'un système de réglage de fréquence 52, qui permet à l'utilisateur de régler la fréquence haute et la fréquence basse du signal sinusoïdal apte à être émis par l'oscillateur. The oscillator 50 has a frequency setting system 52, which allows the user to set the upper and lower frequency of the sinusoidal signal capable of being emitted by the oscillator.

L'oscillateur 50 est également équipé d'un système de réglage de seuil 54, permettant à l'opérateur de régler le seuil au-delà duquel le signal électrique injecté dans l'oscillateur 50 par le module de calcul 48 engendre un signal sinusoïdal. The oscillator 50 is also equipped with a level control system 54, allowing the operator to adjust the threshold beyond which the electrical signal injected into the oscillator 50 by the calculation module 48 generates a sinusoidal signal. En d'autres termes, le système de réglage de seuil 54 permet à l'opérateur de déterminer à l'avance l'effort minimal qui doit être exercé sur la poignée 28 pour assurer l'entrée en fonction de l'oscillateur 50. Ce dernier comprend alors des moyens pour comparer le signal en provenance du module de calcul 48 au seuil affiché sur le système de réglage 54. Lorsque l'effort exercé sur la poignée reste inférieur à l'effort minimal déterminé par ce seuil, aucun signal sonore n'est émis par l'oscillateur 50.Au contraire, un signal sonore est émis dès le franchissement du seuil préréglé, et la fréquence de ce signal augmente d'autant plus que l'effort appliqué est supérieur au seuil de déclenchement préalablement affiché. In other words, the threshold adjustment system 54 allows the operator to determine in advance the minimum effort which must be exerted on the handle 28 to ensure the inauguration of the oscillator 50. This last then comprises means for comparing the signal from the module 48 to the threshold displayed on the control system 54. When the force exerted on the handle is less than the minimum force determined by this threshold, no sound signal n is issued by the oscillator 50.Au contrary, an acoustic signal is emitted from the crossing the preset threshold, and the frequency of this signal increases the more so as the applied force is greater than the previously displayed threshold.

Lorsque le seuil préalablement affiché sur les moyens de réglage 54 est dépassé l'oscillateur 50 délivre donc un signal sinusoïdal qui est injecté dans un amplificateur de puissance 56 amenant ce signal à un niveau de puissance suffisant pour attaquer un haut parleur 58. L'amplificateur de puissance 56 est équipé d'un système de réglage externe 60 du niveau de sortie, c'est-à-dire du niveau sonore, ainsi que d'une sortie (non représentée) pouvant être raccordée à un dispositif de transmission infrarouge (grâce auquel le signal sonore amplifié peut être transmis à un casque porté par l'opé- rateur). When the threshold previously displayed on the adjusting means 54 is exceeded the oscillator 50 thus outputs a sinusoidal signal which is injected into a power amplifier 56 supplying that signal to a power level sufficient to drive a loudspeaker 58. The amplifier power 56 is equipped with an external control system 60 of the output level, that is to say the sound level, and an outlet (not shown) being connected to an infrared transmission device (through which the amplified signal may be transmitted to a helmet worn by the opera- tor).

Comme on l'a déjà mentionné, le dispositif de retour sensoriel conforme à l'invention peut être conçu de façon à émettre un signal visuel, au lieu du signal sonore émis par le haut parleur 58 ou en même temps que ce signal sonore. As already mentioned, the sensory feedback device according to the invention can be designed to emit a visual signal, instead of the sound generated by the speaker 58 or simultaneously with this signal. Plus précisément, ce signal visuel peut être un signal alternatif, dont la fréquence est modulée selon l'intensité de l'effort exercé par l'opérateur et qui n'est émis que lorsque cet effort dépasse un certain seuil. More specifically, the visual signal may be an alternating signal, whose frequency is modulated depending on the intensity of the force exerted by the operator and is sent only when this force exceeds a certain threshold.

Le dispositif de retour sensoriel selon l'invention peut notamment comprendre en parallèle le dispositif décrit apte à émettre un signal sonore et un dispositif comparable apte à émettre un signal optique. The sensory feedback device according to the invention may especially comprise parallel the device described adapted to emit a sound signal and a similar device capable of emitting an optical signal.

Dans ce cas, l'opérateur dispose d'un système de commutation grâce auquel il peut choisir à l'avance entre l'un ou l'autre de ces modes d'informations ou décider de disposer simultanément des deux modes d'information. In this case, the operator has a switching system in which he can choose in advance between one or the other of these modes of information or deciding to have simultaneously the two modes of information.

L'utilisation du dispositif de retour sensoriel conforme à l'invention, en association avec un télémanipulateur tel qu'un télémanipulateur maître-esclave mécanique, permet d'envisager une réduction sensible des frais de maintenance ainsi qu'une augmentation notable de la disponibilité du télémanipulateur. The use of sensory feedback device according to the invention, in combination with a robotic manipulator such as a mechanical master-slave, possible to envisage a significant reduction in maintenance costs and a significant increase in the availability of the manipulator.

Bien entendu, l'invention n' est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais en couvre toutes les variantes. Of course, the invention is not limited to the embodiment which has been described as an example, but covers all variants. En particulier, il est à noter que la détection et la mesure de l'effort appliqué sur la poignée peuvent être effectuées par tout autre moyen de mesure d'effort existant, différent des ponts de jauges décrits précédemment. In particular, it is noted that the detection and measurement of the force applied on the handle can be performed by any other means of measuring existing stress, different bridges gauges described above.

Par ailleurs, cette détection et cette mesure peuvent être effectuées en un emplacement différent du télémanipulateur. Furthermore, this detection and measurement can be performed in a different location of the remote manipulator.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de retour sensoriel, pour fournir à l'utilisateur d'un télémanipulateur une information sensorielle représentative de l'effort qu'il exerce sur la poignée du télémanipulateur, caractérisé par le fait qu'il comprend - des moyens de détection et de mesure (34) de l'effort 1. A sensory feedback, to provide the user of a remote manipulator representative sensory information of the force it exerts on the handle of the manipulator, characterized in that it comprises - detecting means and measure (34) of the effort
appliqué sur la poignée - des moyens d'information (50,56,58) aptes à émettre applied to the handle - informing means (50,56,58) adapted to transmit
un signal sensible qui varie selon l'effort mesuré par a responsive signal which varies according to the force measured by
les moyens de détection et de mesure. the means of detection and measurement.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'information (50,56, 58) délivrent un signal sensible ayant une fréquence qui varie selon l'effet mesuré par les moyens de détection et de mesure. 2. Device according to Claim 1, characterized in that the informing means (50,56, 58) outputs a responsive signal having a frequency which varies according to the effect measured by the means of detection and measurement.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens d'information (50,56, 58) comprennent des moyens de réglage (52) de la fréquence du signal sensible. 3. Device according to claim 2, characterized in that the informing means (50,56, 58) comprise adjustment means (52) of the frequency sensitive signal.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le signal sensible est un signal sonore. 4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the sensible signal is an audible signal.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le signal sensible est un signal visuel. 5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the sensible signal is a visual signal.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de détection et de mesure comprennent un capteur d'efforts (34) placé entre la poignée (28) et la genouillère (24) du bras maître (12) du télémanipulateur. 6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the means for detecting and measuring comprise a force sensor (34) placed between the handle (28) and the toggle joint (24) of the master arm ( 12) of the manipulator.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le capteur d'efforts (34) comprend trois ponts de jauges extensométriques (42x,42y,42z) placées symétriquement sur un corps tubulaire (38), de façon à mesurer les composantes du moment résultant de l'effort exercé sur la poignée (28), selon trois directions orthogonales (Ox,Oy,Oz). 7. Device according to claim 6, characterized in that the force sensor (34) comprises three bridges of strain gauges (42x, 42y, 42Z) placed symmetrically on a tubular body (38), so as to measure the components the moment due to the force exerted on the handle (28) in three orthogonal directions (Ox, Oy, Oz).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens d'information (50,56,58) comprennent des moyens de comparaison (54) de l'effort mesuré avec un seuil d'effort prédéterminé, de façon à n'émettre le signal sensible que lorsque l'effort mesuré dépasse ce seuil. 8. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the informing means (50,56,58) comprises comparing means (54) of the measured force with a predetermined force threshold, so as not to transmit the responsive signal when the measured force exceeds this threshold.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens de comparaison comprennent des moyens de réglage (54) du seuil prédéterminé. 9. Device according to claim 8, characterized in that the comparing means comprises means for adjusting (54) the predetermined threshold.
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