FR2836851A1

FR2836851A1 - WRIST OF CONTROL ARM WITH TWO PARALLEL BRANCHES

Info

Publication number: FR2836851A1
Application number: FR0203007A
Authority: FR
Inventors: Florian Gosselin
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2003-09-12
Anticipated expiration: 2022-03-11
Also published as: WO2003076225A2; WO2003076225A3; FR2836851B1

Abstract

Un organe de commande tel qu'un bras maître destiné à la télémanipulation, aux jeux, etc. comprend deux branches parallèles (31; 32) unies à un poignet (43) qui, selon l'invention, comprend deux portions dont le mouvement est commandé par des poignées (53) sans mouvement de pivotement entre les portions de tiges (52) qui contribuent principalement à l'union des branches. On dispose ainsi d'un degré de liberté qui n'est pas découplé et peut être retenu en place, quand le bras est relâché, par un moyen à retour d'effort (35, 40, 41) disposé ailleurs sur le bras. Le mécanisme de liaison du poignet peut être en forme de ciseau ou de glissière en particulier.A control device such as a master arm intended for remote handling, games, etc. comprises two parallel branches (31; 32) united to a wrist (43) which, according to the invention, comprises two portions whose movement is controlled by handles (53) without pivoting movement between the rod portions (52) which mainly contribute to the union of the branches. This provides a degree of freedom which is not decoupled and can be held in place, when the arm is released, by force feedback means (35, 40, 41) disposed elsewhere on the arm. The wrist linkage mechanism may be in the form of a particular scissor or slide.

Description

POIGNET DE BRAS DE COMMANDE A DEUX BRANCHES PARALLELES
DESCRIPTION
Le sujet de cette invention est un poignet de bras de commande à deux branches parallèles. WRIST OF CONTROL ARM WITH TWO PARALLEL BRANCHES
DESCRIPTION
The subject of this invention is a control arm wrist with two parallel branches.

Les bras de commande appartiennent au domaine des bras articulés, utilisés abondamment en robotique, en télémanipulation et dans d'autres domaines, mais ils présentent la particularité de comprendre un élément de poignet destiné à être tenu par un opérateur qui déplace le bras. The control arms belong to the field of articulated arms, used extensively in robotics, telemanipulation and other fields, but they have the particularity of comprising a wrist element intended to be held by an operator who moves the arm.

Ils sont de complexités diverses en fonction du nombre de fonctions qu'ils permettent de commander. A chaque fonction est associé un degré de liberté du bras, dont les déplacements sont convertis en commandes de ladite fonction. Les bras les plus répandus sont composés de tronçons mutuellement articulés, et les degrés de liberté correspondent aux articulations. Beaucoup comprennent une branche unique, ce qui signifie que les tronçons se succèdent en un seul enchaînement. Comme toutefois ces bras deviennent' malaisés à manipuler quand le nombre de degrés de liberté est important, des bras à plusieurs branches existent encore. L'un d'eux est décrit à la figure 1, tirée de l'article d'Iwata intitulé"Pen-based haptic virtual environnement"paru dans Proceedings of the virtual reality annual international symposium, US, New York, IEEE, volume SYMP 1,18 septembre 1993, aux pages 287 à 292 et qu'on tient pour l'art antérieur le plus proche de cette invention. Le bras comprend deux branches 1 et 2 réunies par un poignet 3. Chacune des They are of various complexities depending on the number of functions they can control. Each function is associated with a degree of freedom of the arm, whose movements are converted into commands of said function. The most common arms are composed of mutually articulated sections, and the degrees of freedom correspond to the joints. Many comprise a single branch, which means that the sections succeed one another in a single sequence. Since, however, these arms become difficult to manipulate when the number of degrees of freedom is important, arms with several branches still exist. One of them is described in Figure 1, taken from Iwata's article "Pen-based haptic virtual environment" in Proceedings of the Virtual Reality International Symposium, US, New York, IEEE, SYMP volume. September 1,183, at pages 287-292 and which is believed to be the closest prior art of this invention. The arm comprises two branches 1 and 2 joined by a wrist 3. Each of the

branches 1 et 2 comprend, après une embase fixe 4, une première articulation 5 qui est une articulation de pivotement, un premier tronçon 6, une deuxième articulation 7 qui et une articulation de rotation, un deuxième tronçon 8, une troisième articulation 9 qui est une autre articulation de rotation et un troisième tronçon 10. Une articulation de pivotement a un axe colinéaire aux tronçons qu'elle unit, et une articulation de rotation a un axe perpendiculaire aux tronçons. Les tronçons 6,8 et 10 réunis entre eux par les deuxième et troisième articulations 7 et 9 et à l'embase fixe 4 par la première articulation 5 forment une branche à trois degrés de liberté, puisque l'extrémité distale du troisième tronçon 10 peut être placée à un point quelconque du plan défini par les deuxième et troisième tronçons 8 et 10 (dans les limites d'un domaine de travail) en faisant tourner les articulations 7 et 9, et que la direction de ce plan peut être choisie à volonté en faisant tourner le premier tronçon 6 autour de la première articulation 5. Les axes des deuxième et troisième articulations 7 et 9sont parallèles entre eux et perpendiculaires à celui de la première articulation 5 pour chacune des branches 1 et 2. branches 1 and 2 comprises, after a fixed base 4, a first articulation 5 which is a pivot articulation, a first section 6, a second articulation 7 which and a rotation joint, a second section 8, a third articulation 9 which is another articulation of rotation and a third section 10. A pivot joint has a collinear axis to the sections it unites, and a rotation joint has an axis perpendicular to the sections. The sections 6,8 and 10 joined together by the second and third joints 7 and 9 and the fixed base 4 by the first joint 5 form a branch with three degrees of freedom, since the distal end of the third section 10 can be placed at any point of the plane defined by the second and third sections 8 and 10 (within the limits of a working area) by rotating the joints 7 and 9, and that the direction of this plane can be chosen at will by rotating the first section 6 around the first articulation 5. The axes of the second and third joints 7 and 9 are parallel to each other and perpendicular to that of the first joint 5 for each of the branches 1 and 2.

Les articulations 5,7 et 9 sont toutes pourvues de moteurs dits à retour d'effort qui les maintiennent à la position imposée par l'utilisateur tout en exerçant une résistance aux mouvements de commande qui rend celle-ci plus confortable et souvent plus réaliste, notamment en télémanipulation où des objets sont saisis ou déplacés par un bras esclave The joints 5, 7 and 9 are all provided with so-called force return motors which maintain them at the position imposed by the user while exerting a resistance to the control movements which makes it more comfortable and often more realistic, especially in remote manipulation where objects are seized or moved by a slave arm

commandé par le bras de commande et où on cherche à simuler l'effort correspondant dans le bras de commande. Ces moteurs peuvent être placés sur les articulations elles-mêmes, ou, de préférence, sur l'embase fixe 4 afin d'alléger le branches 1 et 2. Des transmissions pouvant comprendre des câbles tendus sur des poulies ou des structures en parallélogramme des tronçons 6 et 8 sont alors installées pour transmettre l'action des moteurs aux articulations 5,7, et 9 concernées. Cela est connu dans l'art et a fait l'objet d'un bon nombre de brevets, si bien qu'il n'en sera pas fait plus mention ici. controlled by the control arm and where one tries to simulate the corresponding effort in the control arm. These motors can be placed on the hinges themselves, or preferably on the fixed base 4 in order to lighten the branches 1 and 2. Transmissions may include cables stretched on pulleys or parallelogram structures sections 6 and 8 are then installed to transmit the action of the motors to joints 5, 7, and 9 concerned. This is known in the art and has been the subject of a number of patents, so there will be no mention of it here.

Le poignet 3 comprend pour l'essentiel une tige 11 double formée de deux parties de longueurs inégales, dont un manche 12, tenu par la main de l'opérateur, et un capuchon 13, engagé autour d'une extrémité 1 du manche 12 et relié à lui par un système à vis composé d'un ergot 14 établi sur le manche 12 et d'une rainure hélicoïdale 15 creusée à travers le capuchon 13 et dans laquelle l'ergot 14 peut coulisser. The wrist 3 essentially comprises a double rod 11 formed of two parts of unequal length, including a handle 12, held by the hand of the operator, and a cap 13, engaged around an end 1 of the handle 12 and connected to it by a screw system composed of a lug 14 established on the handle 12 and a helical groove 15 dug through the cap 13 and in which the lug 14 can slide.

Ce poignet particulier a sciemment reçu la forme d'unstylo, puisque cet objet est facile à manier et qu'une commande en fonction de la position et de l'orientation de la pointe d'un stylo est commode. De plus, le manche 12 est lié à la branche 1 par un joint 16 composé de deux articulations extrêmes de pivotement 17 et 18 et d'une articulation de rotation 19 liant les précédentes ; et le capuchon 13 est lié à l'autre branche 2 par un deuxième joint 20 composé d'une articulation de pivotement 21 et d'une articulation de rotation 22. Les articulations de rotation 17 et 21 This particular wrist has knowingly received the form of unstylo, since this object is easy to handle and a control according to the position and orientation of the tip of a pen is convenient. In addition, the handle 12 is connected to the branch 1 by a seal 16 composed of two extreme pivoting joints 17 and 18 and a pivot joint 19 linking the previous; and the cap 13 is connected to the other branch 2 by a second seal 20 composed of a pivot joint 21 and a rotation joint 22. The rotation joints 17 and 21

sont au bout des troisièmes tronçons 10 et leurs axes de pivotement colinéaires à eux ; l'articulation de pivotement 18 est au bout du manche 12 et d'axe de rotation colinéaire à lui ; et les articulations de rotation 19 et 22 ont des axes respectivement perpendiculaires au manche 12 et au capuchon 13, ainsi qu'au troisième tronçon 10 qui leur est proche. are at the end of the third sections 10 and their pivot axes colinear with them; the pivot joint 18 is at the end of the handle 12 and axis of rotation collinear with him; and the rotational joints 19 and 22 have axes respectively perpendicular to the handle 12 and the cap 13, and the third section 10 which is close to them.

L'opérateur ayant saisi le manche 12 le déplace dans l'espace pour commander le bras. Ce bras possède au total six degrés de liberté, puisque chacune des branches 1 et 2 en comprend trois et le poignet 3 en comprend un (la vis), mais qu'un degré de liberté doit être soustrait de ce total puisque le poignet 3 unit les deux branches 1 et 2. Ces degrés de liberté peuvent être perçus par l'opérateur séparément en déplaçant la pointe du stylo (au joint 16) à un point de l'espace, puis en basculant le stylo autour de deux axes de rotation, et enfin en faisant pivoter le manche 12 dans le capuchon 13. The operator having grasped the handle 12 moves it in space to control the arm. This arm has a total of six degrees of freedom, since each of the branches 1 and 2 comprises three and the wrist 3 includes one (the screw), but a degree of freedom must be subtracted from this total since the wrist 3 unit the two branches 1 and 2. These degrees of freedom can be perceived by the operator separately by moving the tip of the pen (at the joint 16) to a point of space, then by tilting the pen around two axes of rotation, and finally by rotating the handle 12 in the cap 13.

Tout mouvement du bras par l'opérateur est transmis aux articulation 5,7, et 9 et mesuré par des' codeurs d'angles (potentiomètres) associés aux moteurs de retour d'effort retenant ces articulation 5,7 et 9 ; la combinaison de ces mesures exprime la commande que l'opérateur veut donner. All movement of the arm by the operator is transmitted to the joints 5, 7, and 9 and measured by angle encoders (potentiometers) associated with the force return motors holding these joints 5, 7 and 9; the combination of these measures expresses the command that the operator wants to give.

Il convient de préciser que ce système est vu comme un perfectionnement d'autres plus courants, tels que celui de la figure 2, dont les branches 1 et 2 du bras sont inchangés mais dont le poignet comprend une pièce simple de poignée 23, reliée aux branches 1 et 2 par le joint 16 et un joint 24 identique au joint It should be noted that this system is seen as an improvement of other more common, such as that of Figure 2, whose branches 1 and 2 of the arm are unchanged but whose wrist includes a single handle part 23, connected to the branches 1 and 2 by the seal 16 and a joint 24 identical to the joint

16 ; les articulations 18 des joints 16 et 24 qui aboutissent à la poignée 23 sont coaxiales et lui permettent ainsi de pivoter librement. 16; the joints 18 of the joints 16 and 24 which end at the handle 23 are coaxial and thus allow it to pivot freely.

Le sixième degré de liberté qu'est le pivotement de la poignée est alors complètement découplé des autres, ce qui oblige à disposer un septième moteur de retour d'effort sur une des articulations 18 si on veut l'exploiter. On pourrait penser qu'un des six moteurs aux articulations 5,7 et 9 est devenu superflu, mais aucun n'est pourtant supprimé dans les bras existants puisqu'il a été constaté que des états singuliers du bras, c'est-à-dire des états qu'on ne peut pas atteindre ou qu'on ne peut atteindre qu'avec des mouvements indéterminés incapables d'engendrer une commande correcte, surgissaient beaucoup plus facilement. The sixth degree of freedom that is the pivoting of the handle is then completely uncoupled from the others, forcing to have a seventh force feedback motor on one of the joints 18 if we want to operate. One might think that one of the six engines at the joints 5, 7 and 9 has become superfluous, but none of them is suppressed in the existing arms since it has been found that singular states of the arm, that is, to say states which can not be attained, or which can only be attained with indeterminate motions incapable of producing a correct command, arose much more easily.

Un avantage du système de la figure 1 est donc d'exploiter les six degrés de liberté du bras sans devoir ajouter un septième moteur alourdissant, d'autant plus qu'il doit être placé sur le poignet, où il exerce un plus grand moment de flexion. Desinconvénients sont pourtant présents en raison des variations de longueur qu'induit le mécanisme à vis dans la tige 11. An advantage of the system of Figure 1 is to exploit the six degrees of freedom of the arm without having to add a seventh weighting engine, especially since it must be placed on the wrist, where it has a greater moment of bending. However, disadvantages are present due to the length variations induced by the screw mechanism in the rod 11.

Si la tige 11 devient courte, ses basculements ne produisent que peu de mouvement aux articulations 5,7 et 9 et la commande est imprécise ; si elle devient longue, les états extrêmes du bras seront plus facilement atteints et le domaine de fonctionnement sera réduit. De plus, les couples de retour d'effort que les moteurs doivent exercer varient If the rod 11 becomes short, its tilts produce little movement to the joints 5,7 and 9 and the control is imprecise; if it becomes long, the extreme states of the arm will be more easily reached and the operating range will be reduced. In addition, the force return torque that the motors must exert varies.

avec la longueur du poignet, obligeant à les choisir plus puissants à titre de précaution. with the length of the wrist, forcing them to choose more powerful as a precaution.

Ces inconvénients sont inhérents au mécanisme à vis. Il est évident qu'une inclinaison plus forte de l'hélice de la fente 15 du capuchon 13 permettrait de moins faire varier la longueur du poignet 3 pour une même rotation du manche 12, mais on n'en retirerait aucun bénéfice puisque cette rotation serait plus difficile à percevoir par les moteurs aux articulations 5,7 et 9 ; et une inclinaison trop forte de vis lui ferait perdre son irréversibilité, ce qui laisserait le manche 12 libre de pivoter et obligerait à la retenir par un moteur supplémentaire de retour d'effort pour exploiter son degré de liberté : on retomberait dans la situation de la figure 1. These disadvantages are inherent to the screw mechanism. It is obvious that a steeper inclination of the propeller of the slot 15 of the cap 13 would make it possible to vary the length of the wrist 3 for the same rotation of the handle 12, but no benefit would be obtained since this rotation would be more difficult to perceive by engines with joints 5,7 and 9; and a too strong inclination of the screw would make him lose his irreversibility, which would leave the handle 12 free to pivot and would force him to hold it by an additional force feedback motor to exploit his degree of freedom: we would fall back into the situation of the figure 1.

L'objet fondamental de l'invention est donc de proposer un poignet pour bras de robot qui comprenne un degré de liberté sans que le moteur de retour d'effort associé soit placé sur lui, mais qui se distingue du système de la figure 1 en ce que la longueur du poignet est moins susceptible de varier, les disproportions entre les degrés de liberté de translation et de basculement sont moins susceptibles d'apparaître, et les manipulations pour exploiter le degré de liberté au poignet sont plus aisées. The fundamental object of the invention is therefore to propose a wrist for a robot arm which comprises a degree of freedom without the associated force return motor being placed on it, but which is different from the system of FIG. As the length of the wrist is less likely to vary, the disproportions between degrees of freedom of translation and tilt are less likely to appear, and manipulations to exploit the degree of freedom on the wrist are easier.

Sous sa forme la plus générale, une définition de l'invention est un poignet pour un bras de commande, comprenant deux branches montées en parallèle entre une embase commune et des extrémités opposées d'un poignet saisi par un opérateur, le poignet comprenant deux moitiés mobiles entre elles In its most general form, a definition of the invention is a wrist for a control arm, comprising two branches mounted in parallel between a common base and opposite ends of a wrist grasped by an operator, the wrist comprising two halves mobile between them

mais unies par une liaison, et les moitiés mobiles comprenant des tiges concourantes, caractérisé en ce que la liaison est agencée pour autoriser un mouvement mutuel dépourvu de pivotement aux tiges. Le mouvement de pivotement de la poignée saisie par l'opérateur, présent dans la réalisation de la figure 1 dans celle de la figure 2, est en effet apparu comme une cause de leurs diverses insuffisances. Il est remplacé par des mouvements de translation ou de rotation articulée entres les tiges qui permettent d'exploiter plus facilement le degré de liberté au poignet sans y ajouter de moteur de retour d'effort ni produire de variations considérables de longueur du poignet pour faire ressentir la commande. Enfin, la manipulation du poignet est plus aisée. but united by a link, and the movable halves comprising intersecting rods, characterized in that the link is arranged to allow mutual movement devoid of pivoting to the rods. The pivoting movement of the handle gripped by the operator, present in the embodiment of FIG. 1 in that of FIG. 2, has indeed appeared as a cause of their various shortcomings. It is replaced by movements of translation or rotation hinged between the rods that make it easier to exploit the degree of freedom on the wrist without adding a force feedback motor or produce considerable variations in wrist length to make feel the command. Finally, the manipulation of the wrist is easier.

L'invention sera décrite au moyen des figures suivantes : les figures 1 et 2, déjà décrites, dépeignent de façon schématique deux organes de commande de l'art antérieur ; - la figure 3 est une vue d'une première' réalisation de l'invention ; - et les figures 4 et 5 sont des vues plus fonctionnelles de poignets de deux réalisations de l'invention, dont celle de la figure 3. The invention will be described by means of the following figures: FIGS. 1 and 2, already described, schematically depict two control members of the prior art; FIG. 3 is a view of a first embodiment of the invention; and FIGS. 4 and 5 are more functional views of wrists of two embodiments of the invention, including that of FIG. 3.

On passe au commentaire de la figure 3. We turn to the commentary in Figure 3.

L'organe de commande représenté est un bras à deux branches portant les références 31 et 32, à trois degrés de liberté, du genre des branches 1 et 2 déjà rencontrées. Chacune comprend une embase 33 fixe, un premier tronçon 34 vertical retenu par un premier The control member shown is an arm with two branches bearing the references 31 and 32, three degrees of freedom, of the kind of branches 1 and 2 already encountered. Each comprises a fixed base 33, a first vertical section 34 retained by a first

moteur 35, un deuxième tronçon 36 monté sur le premier tronçon 34 par une première articulation de rotation 37 et un troisième tronçon 38 monté sur le deuxième tronçon 36 par une deuxième articulation de rotation 39. Un deuxième moteur 40 retient l'inclinaison du deuxième tronçon 36, et un troisième moteur 41 retient l'inclinaison du troisième tronçon 38. Les moteurs 35, 40 et 41 sont de préférence montés sur l'embase 33 ou sur un support auxiliaire dépendant du premier tronçon 34, ou distribués entre les deux, afin de ne pas exercer de moment fléchissant sur les branches 31 et 32 par un porte-à-faux. Ils sont reliés aux articulations qu'ils retiennent par des transmissions de genres connus comprenant des courroies crantées, des engrenages, des câbles tendus ou d'autres moyens. La description de cet appareillage ne sera pas faite en détail ici puisque plusieurs réalisations de tels bras à deux branches parallèles sont connues et que l'invention porte plutôt sur le poignet. On a simplement illustré une courroie 42, tendue entre deux poulies d'axes identiques à ceux des articulations des rotation 37 et 39, qui appartient à la transmission reliant le troisième moteur 41 au troisième tronçon 38. motor 35, a second section 36 mounted on the first section 34 by a first articulation of rotation 37 and a third section 38 mounted on the second section 36 by a second articulation of rotation 39. A second motor 40 retains the inclination of the second section 36, and a third motor 41 retains the inclination of the third section 38. The motors 35, 40 and 41 are preferably mounted on the base 33 or on an auxiliary support depending on the first section 34, or distributed between the two, so not to exert a bending moment on the branches 31 and 32 by a cantilever. They are connected to the joints they hold by transmissions of known kinds including toothed belts, gears, tensioned cables or other means. The description of this apparatus will not be made in detail here since several embodiments of such arms with two parallel branches are known and that the invention relates rather to the wrist. A belt 42, stretched between two pulleys of axes identical to those of the rotation joints 37 and 39, which belongs to the transmission connecting the third motor 41 to the third section 38, has simply been illustrated.

Les articulations 37 et 39 ont des axes horizontaux et parallèles. Le premier tronçon 34 pivote sur l'embase 33 par une articulation de pivotement non représentée, d'axe vertical et d'un genre connu pouvant consister en un palier de roulement disposé entre deux arbres concentriques, l'un appartenant à l'embase 33 et l'autre au premier tronçon 34. Le poignet unissant les extrémités libres des deux branches 31 et 32 porte la The joints 37 and 39 have horizontal and parallel axes. The first section 34 pivots on the base 33 by a pivot joint not shown, with a vertical axis and of a known type that may consist of a rolling bearing disposed between two concentric shafts, one belonging to the base 33 and the other at the first section 34. The wrist joining the free ends of the two branches 31 and 32 carries the

référence 43 ; il leur est relié par des joints 44 et 45 comprenant chacun deux articulations au moins, dont une articulation de pivotement 46 au bout du troisième tronçon 38 et une articulation de rotation 47. reference 43; it is connected to them by seals 44 and 45 each comprising at least two joints, including a pivoting articulation 46 at the end of the third section 38 and a rotational articulation 47.

Le poignet est composé de deux moitiés symétriques dont chacune comprend, en succession, une tige 52 et une branche d'une poignée 53 inclinée par rapport à la tige 52. Les branches de poignée 53 sont unies entre elles, non loin des tiges 52, par une articulation 54 de rotation. The wrist is composed of two symmetrical halves each of which comprises, in succession, a rod 52 and a branch of a handle 53 inclined relative to the rod 52. The handle branches 53 are united to one another, not far from the rods 52, by a pivot 54 of rotation.

L'utilisateur déplace le poignet 43 après avoir saisi les branches de poignée 53, et il commande le sixième degré de liberté en faisant tourner les moitiés du poignet autour de l'articulation 54, ce qui modifie la distance entre les branches 31 et 32 et produit ainsi un mouvement que les codeurs associés aux moteurs à retour d'effort 35,40 et 41 perçoivent et convertissent en une commande. The user moves the wrist 43 after grasping the handle branches 53, and controls the sixth degree of freedom by rotating the wrist halves around the hinge 54, thereby changing the distance between the legs 31 and 32 and thus produces a movement that the encoders associated with the force feedback motors 35, 40 and 41 perceive and convert into a command.

On a mentionné que la variation de distance entre les branches 31 et 32 présentait des inconvénients ; mais la construction de la poignée 53 en un ciseau tenu d'une seule main limite l'amplitude du mouvement angulaire autour de l'articulation 54 et donc cette variation de distance. Le degré de liberté au poignet 43 n'offre qu'une commande rudimentaire, mais dont on se satisfera dans bien des applications : il sera aussi commode d'associer l'ouverture et la fermeture du ciseau à l'ouverture et la fermeture d'une pince dans le cas où le bras commande un bras esclave au bout duquel cette pince est fixée, car elle ne It has been mentioned that the variation in distance between the branches 31 and 32 has disadvantages; but the construction of the handle 53 in a chisel held by one hand limits the amplitude of the angular movement around the hinge 54 and thus this distance variation. The degree of freedom on the wrist 43 offers only a rudimentary command, but which will be satisfied in many applications: it will also be convenient to associate the opening and closing of the chisel opening and closing of a clamp in the case where the arm controls a slave arm at the end of which this clamp is fixed, because it does not

présente que deux états de service et sa position sur le bras est identique à celle du ciseau. presents that two states of service and its position on the arm is identical to that of the chisel.

Il est utile de remarquer que le poignet 43 est facile à saisir et à manipuler, sans exiger les contorsions de la main de l'opérateur nécessaires pour faire pivoter les poignets connus. Il n'est pas non plus besoin de placer de moteur à retour d'effort sur le poignet 43, sauf si un septième degré de liberté doit être exploité. On motorise alors, comme la figure 4 le montre, des articulations de pivotement 55 sur les tiges 52 afin de permettre un retour d'effort sur ces articulations. Un moteur de retour d'effort 56 muni d'une transmission à engrenage 57 (ou tout autre moyen de transmission, notamment à câble) peut être installé sur une des articulations 55, le moteur 56 étant fixé à un des côtés de la tige 52 et la transmission 57 le reliant au côté de la tige 52 par-delà l'articulation 55 (le moteur 56 peut également être placé en base ou à distance, moyennant l'utilisation de transmissions adaptées). It is useful to note that the wrist 43 is easy to grasp and handle, without requiring the contortions of the operator's hand necessary to rotate the known wrists. There is no need to place a force feedback motor on the wrist 43, unless a seventh degree of freedom is to be exploited. Motorized then, as Figure 4 shows, pivoting joints 55 on the rods 52 to allow a return of effort on these joints. A force feedback motor 56 provided with a gear transmission 57 (or any other means of transmission, in particular cable) may be installed on one of the joints 55, the motor 56 being fixed to one of the sides of the rod 52 and the transmission 57 connecting it to the side of the rod 52 beyond the hinge 55 (the motor 56 can also be placed in base or at a distance, through the use of suitable transmissions).

On notera que la figure 4 illustre un mode de réalisation très simple. It will be noted that FIG. 4 illustrates a very simple embodiment.

On pourrait sans sortir du cadre de l'invention utiliser tout type de mécanisme classiquement utilisé sur les pinces de robot et permettant, notamment grâce à des mécanismes de type parallèlogramme, de maintenir parallèles les deux parties des poignées 53 saisies par l'opérateur. Ces modes de réalisation plus complexes nécessitant la réalisation des poignées 53 en plusieurs parties font Without departing from the scope of the invention, it would be possible to use any type of mechanism conventionally used on robot grippers and making it possible, in particular thanks to parallelogram-type mechanisms, to keep the two parts of the handles 53 grasped by the operator in parallel. These more complex embodiments requiring the realization of the handles 53 in several parts make

partie de règles de l'art utilisées pour les pinces de robot et ne seront pas décrits plus avant ici. part of the rules of the art used for robot grippers and will not be described further here.

Les mouvements de pivotement imposés aux tiges 52 peuvent alors être enregistrés par un codeur (non représenté). On peut considérer que les joints 44 et 45 reliant les tiges 52 aux troisièmes tronçons 38 comprennent trois articulations. Il est aussi possible de n'utiliser que les articulations 55 sans le moteur 56 pour profiter d'une plus grande souplesse du système sans exploiter le mouvement du septième degré de liberté. The pivoting movements imposed on the rods 52 can then be recorded by an encoder (not shown). It can be considered that the joints 44 and 45 connecting the rods 52 to the third sections 38 comprise three joints. It is also possible to use only the joints 55 without the motor 56 to take advantage of greater flexibility of the system without exploiting the movement of the seventh degree of freedom.

La figure 5 représente un mode de réalisation différent, le poignet 43 est remplacé par un poignet 59 dont les moitiés comprennent une tige 61 ou 62 terminée par une branche de poignée 63 perpendiculaire ; mais ici les tiges 61 et 62 coulissent l'une dans l'autre et les poignées 63 demeurent parallèles entre elles. Le fonctionnement à glissière de ce mode de réalisation est à peu près le même que celui du précédent, les moitiés du poignet 59 étant encore reliées aux troisièmes tronçons 38 par des' joints semblables aux joints 44 et 45 à deux ou trois articulations, et à moteur optionnel dans ce dernier cas. Figure 5 shows a different embodiment, the wrist 43 is replaced by a wrist 59 whose halves comprise a rod 61 or 62 terminated by a perpendicular handle leg 63; but here the rods 61 and 62 slide into one another and the handles 63 remain parallel to each other. The sliding operation of this embodiment is about the same as that of the previous one, the wrist halves 59 still being connected to the third sections 38 by joints similar to joints 44 and 45 with two or three joints, and optional engine in the latter case.

On retrouve les mêmes avantages, avec peut- être une meilleure sûreté de commande provenant du guidage mutuel des tiges 61 et 62, coaxiales au lieu d'être simplement concourantes comme les tiges 52. The same advantages are found, with perhaps a better control safety coming from the mutual guidance of the rods 61 and 62, coaxial instead of just being concurrent like the rods 52.

L'invention peut être appliquée à d'autres bras que celui qui a été illustré aux figures 1 et 3 : le nombre de degré de liberté de tronçons et The invention can be applied to arms other than that illustrated in FIGS. 1 and 3: the number of degrees of freedom of sections and

l'agencement des articulations sur les branches peuvent ainsi être différents. Des branches aux tronçons non articulés, présentant par exemple des glissières ou des câbles tendus, peuvent aussi être envisagées conformément aux enseignements de l'art connu. Il serait encore possible d'adjoindre à l'invention le système décrit dans le brevet français 2 809 047 et qui consiste en des mécanismes articulés appelés portepoignet, disposés entre le poignet et les derniers tronçons des branches, et soutenus par des transmissions inertes menant à l'embase fixe pour maintenir le poignet à une orientation constante. the arrangement of the joints on the branches can thus be different. Branches with non-articulated sections, for example with slides or tensioned cables, can also be envisaged in accordance with the teachings of the prior art. It would also be possible to add to the invention the system described in French Patent 2,809,047 and which consists of articulated mechanisms called portepoignet, arranged between the wrist and the last sections of the branches, and supported by inert transmissions leading to the fixed base to keep the wrist at a constant orientation.

Claims

1) Wrist for a control arm comprising two branches (31,32) mounted in parallel between a base (33) common and opposite ends of the wrist, the wrist comprising two halves movable together but united by a link and the halves comprising rods (52,61, 62) concurrent, characterized in that the connection is arranged to allow mutual movement devoid of pivoting rods.

2) Wrist according to claim 1, characterized in that the connection comprises a slide, the rods (61,62) being coaxial, engaged one into the other and provided with handles (63) for gripping.

3) Wrist according to claim 1, characterized in that the connection comprises a hinge varying the angle of the rods, the rods being provided with handles (53) of gripping of said hinge (54).

4) control arm carrying a wrist according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the legs each have three sections (34,36, 38) articulated between them and the base, and the wrist is connected to the branches (31, 32) by two seals (44,45) comprising at least two joints.