FR3037270A1

FR3037270A1 - HIGH-LIFT ARM ELEMENT AND ROBOTIC ARM COMPRISING SUCH A MEMBER

Info

Publication number: FR3037270A1
Application number: FR1555311A
Authority: FR
Inventors: Nolwenn Kammerer; Yann Perrot; Dominique Ponsort
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2016-12-16
Anticipated expiration: 2035-06-11
Also published as: WO2016198411A1; EP3307492A1; FR3037270B1

Abstract

Elément de bras (10) comprenant : - un premier et un deuxième montant (20, 30) sensiblement parallèles ; - une bielle directrice (40) ayant des extrémités (43) articulées sur le premier et le deuxième montant (20, 30) ; - un premier et un deuxième élément de liaison (50, 60) qui s'étendent sensiblement parallèlement à la bielle directrice (40) et qui sont attelés sur le premier montant (20) et le deuxième montant (30); - un actionneur (70) linéaire de longueur commandable attelé entre l'un des montants (20, 30) et l'autre montant (20, 30) ou la bielle directrice (40); les premier et deuxième éléments de liaison (20, 30) étant pourvus de moyens de neutralisation (55, 57, 65, 67) de sorte que, lorsque l'un des éléments de liaison (50, 60) est maintenu en traction sous l'effet de l'actionneur (70), l'autre des éléments de liaison (50, 60) est neutralisé .An arm member (10) comprising: a first and a second upright (20, 30) substantially parallel; - a steering rod (40) having ends (43) hinged to the first and second uprights (20, 30); a first and a second connecting element (50, 60) extending substantially parallel to the steering rod (40) and which are coupled to the first upright (20) and the second upright (30); - a linear actuator (70) of controllable length coupled between one of the uprights (20, 30) and the other upright (20, 30) or the steering rod (40); the first and second connecting elements (20, 30) being provided with neutralization means (55, 57, 65, 67) so that when one of the connecting elements (50, 60) is kept under tension the effect of the actuator (70), the other of the connecting elements (50, 60) is neutralized.

Description

1 DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine des bras robotisés et plus particulièrement les bras robotisés à fort élancement. Un élément est dit à fort élancement lors- qu'il présente une longueur importante pour un poids faible. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On connaît des bras articulés comprenant plu- sieurs éléments longitudinaux articulés entre eux et dont les articulations comprennent des actionneurs. Ces bras sont extensivement utilisés pour des tâches de manutention, pour la réalisation de tâches automatisées ou pour la télé-opération. L'inconvénient de tels bras demeure leur portée. En effet, l'augmentation de la longueur des éléments longitudinaux entraîne une augmentation de leur poids, leur inertie et oblige alors à dimensionner en conséquence les actionneurs ainsi que le point fixe du bras articulé : base au sol ou encastrement mural. Il a été envisagé d'utiliser des éléments longitudinaux dont les sections diminuent au fur et à mesure qu'elles s'éloignent du point fixe du bras, comme il est de pratique courante dans le domaine des grues télescopiques. Cette solution ne permet cependant pas une fabrication standardisée des éléments longitudinaux ni une conception modulaire du bras. Il est connu de manipuler une charge à l'aide d'un système à parallélogramme déformable. Un tel système comprend généralement un premier montant fixe sur lequel sont articulées les premières extrémités de deux bielles parallèles. Les deuxièmes extrémités des bielles sont ar- ticulées sur un deuxième montant parallèle au premier. Un vérin s'étend entre la première extrémité d'une première bielle et la deuxième extrémité de l'autre bielle. Le déploiement ou la rétraction du vérin permet de modifier la forme du parallélogramme déformable et ainsi de modifier 3037270 2 la position d'une charge liée au deuxième montant. Dans le cas d'un système à parallélogramme déformable dans lequel les bielles s'étendent selon une direction essentiellement horizontale, et à l'extrémité duquel une 5 charge pesante (effort dû au poids dirigé essentiellement verticalement vers le bas) est fixée, la bielle inférieure est sollicitée en compression et la bielle supérieure est sollicitée en traction. Lorsque le sens de l'effort est inversé, c'est-à-dire qu'il est dirigé es- 10 sentiellement verticalement vers le haut, la bielle supé- rieure est sollicitée en compression et la bielle inférieure est sollicitée en traction. Ainsi, il est nécessaire de dimensionner chaque bielle de sorte qu'elle puisse supporter des efforts en traction et en compres- 15 sion. Une telle conception aboutit à des bielles massives ce qui n'offre pas une solution permettant d'obtenir des portées importante pour un poids réduit. OBJET DE L'INVENTION Un objet de l'invention est d'améliorer la po- 20 tée d'un élément de bras tout en limitant son poids. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention un élément de bras comprenant : - un premier montant et un deuxième montant sen- 25 siblement parallèles ; - une bielle directrice ayant une première extrémité et une deuxième extrémité respectivement articulées sur le premier montant et le deuxième montant par une première articulation et une deuxième articulation; 30 - un premier élément de liaison et un deuxième élément de liaison qui s'étendent sensiblement parallèlement à la bielle directrice et qui comprennent chacun une première extrémité et une deuxième extrémité respectivement attelées sur les premier montant et deuxième mon- 35 tants de part et d'autre des articulations de la bielle 3037270 3 directrice ; - un actionneur linéaire de longueur commandable attelé entre l'un des montants et l'autre montant ou la bielle directrice.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of robotic arms and more particularly the robotic arms with high slenderness. An element is said to be very slender when it has a large length for a low weight. BACKGROUND OF THE INVENTION Articulated arms are known comprising several longitudinal members articulated together and whose joints comprise actuators. These arms are extensively used for handling tasks, for automated tasks or for remote operation. The disadvantage of such arms remains their reach. Indeed, increasing the length of the longitudinal elements causes an increase in their weight, their inertia and then forces to size accordingly the actuators and the fixed point of the articulated arm: ground base or wall recess. It has been envisaged to use longitudinal elements whose sections decrease as they move away from the fixed point of the arm, as is common practice in the field of telescopic cranes. This solution, however, does not allow a standardized manufacture of the longitudinal elements nor a modular design of the arm. It is known to manipulate a load using a deformable parallelogram system. Such a system generally comprises a first fixed amount on which are articulated the first ends of two parallel rods. The second ends of the connecting rods are articulated on a second amount parallel to the first. A cylinder extends between the first end of a first rod and the second end of the other rod. The deployment or the retraction of the cylinder makes it possible to modify the shape of the deformable parallelogram and thus to modify the position of a load linked to the second amount. In the case of a deformable parallelogram system in which the rods extend in a substantially horizontal direction, and at the end of which a heavy load (force due to the weight directed substantially vertically downwards) is fixed, the connecting rod lower is stressed in compression and the upper link is biased in traction. When the direction of the force is reversed, that is to say it is directed essentially vertically upwards, the upper link is biased in compression and the lower link is biased in tension. Thus, it is necessary to size each connecting rod so that it can withstand tensile and compressive forces. Such a design leads to massive rods which does not offer a solution to obtain large ranges for reduced weight. OBJECT OF THE INVENTION An object of the invention is to improve the po- tty of an arm member while limiting its weight. SUMMARY OF THE INVENTION To this end, there is provided, according to the invention, an arm member comprising: a substantially parallel first and second uprights; a steering rod having a first end and a second end respectively articulated on the first upright and the second upright by a first articulation and a second articulation; A first connecting element and a second connecting element which extend substantially parallel to the steering rod and which each comprise a first end and a second end respectively hitched to the first upright and second rims of the second and second ends respectively other joints of the connecting rod 3037270 3 director; - A linear actuator of controllable length coupled between one of the uprights and the other amount or the connecting rod.

5 Les premier élément de liaison et deuxième élément de liaison sont pourvus de moyens de neutralisation de sorte que, lorsque l'un des éléments de liaison est maintenu en traction sous l'effet de l'actionneur et forme avec la bielle directrice et les deux montants un quadri- 10 latère déformable rigidifié par l'actionneur, l'autre des éléments de liaison est neutralisé et ne transmet aucun effort entre le premier montant et le deuxième montant. Ainsi, le dimensionnement des éléments de liaison ne prend en compte que des sollicitations en traction ce 15 qui aboutit à des éléments plus légers que pour un dimen- sionnement prenant en compte des efforts en traction et en compression. Ce dimensionnement particulier aboutit à une optimisation de la masse des éléments de liaison qui permet d'augmenter significativement la portée d'un élé- 20 ment de bras par rapport à un élément de bras de l'art antérieur de masse identique. Selon un mode de réalisation particulier, la bielle directrice est tubulaire et sa paroi s'étend autour des éléments de liaison et de l'actionneur. La paroi 25 de la bielle directrice permet alors une protection phy- sique des éléments de liaison et de l'actionneur contre les chocs. Avantageusement, les moyens de neutralisation comprennent au moins une lumière oblongue. Une telle réa- 30 lisation est fiable et économique à réaliser. L'invention concerne également un bras robotisé comprenant au moins un élément de bras robotisé précédemment défini. D'autres caractéristiques et avantages de 35 l'invention apparaîtront à la lumière de la description 3037270 4 qui suit d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait références aux figures annexées 5 parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation en perspective d'un bras robotisé selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un élément du bras de la figure 1; 10 - la figure 3 est une vue de détail d'un élément de bras robotisé de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue partielle en perspective d'un éclaté de l'élément de bras de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue schématique de 15 l'élément de bras de la figure 2. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures 1 à 5, un bras robotisé 100 comprend un premier élément de bras 10, un deuxième élément de bras 11 et un troisième élément de bras 12 ar- 20 ticulés entre eux selon des axes sensiblement verticaux. Chaque élément de bras 10, 11, 12 comprend un actionneur linéaire relié à une unité de commande 101. Le troisième élément de bras 12 comprend en son extrémité 12.1 un support 80 d'un palpeur 81.The first connecting element and the second connecting element are provided with means of neutralization so that when one of the connecting elements is kept in tension under the effect of the actuator and forms with the connecting rod and the two In the case of one deformable quadrilateral stiffened by the actuator, the other one of the connecting elements is neutralized and does not transmit any effort between the first amount and the second amount. Thus, the dimensioning of the connecting elements takes into account only tensile stresses which leads to lighter elements than for a dimensioning taking into account the forces in tension and in compression. This particular dimensioning results in an optimization of the mass of the connecting elements which makes it possible to significantly increase the range of an arm element with respect to an arm element of the prior art of identical mass. According to a particular embodiment, the guide rod is tubular and its wall extends around the connecting elements and the actuator. The wall 25 of the steering rod then allows physical protection of the connecting elements and the actuator against shocks. Advantageously, the neutralization means comprise at least one oblong slot. Such a realization is reliable and economical to achieve. The invention also relates to a robotic arm comprising at least one previously defined robotic arm element. Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a non-limiting embodiment of the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Reference will be made to the appended figures in which: FIG. 1 is a perspective representation of a robotic arm according to the invention; FIG. 2 is a perspective view of an element of the arm of FIG. 1; Figure 3 is a detail view of a robotic arm member of Figure 2; FIG. 4 is a partial perspective view of an exploded section of the arm element of FIG. 2; FIG. 5 is a schematic view of the arm member of FIG. 2. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to FIGS. 1 to 5, a robotic arm 100 includes a first arm member 10, a second arm member arm 11 and a third arm member 12 articulated together in substantially vertical axes. Each arm member 10, 11, 12 comprises a linear actuator connected to a control unit 101. The third arm member 12 comprises at its end 12.1 a support 80 of a feeler 81.

25 Les éléments de bras 10, 11 et 12 étant iden- tiques, seul le premier élément 10 sera décrit ci-après. Le premier élément de bras 10 est fixé au support mural 1 et comprend : - un premier montant 20 et un deuxième montant 30 30 sensiblement parallèles ; - une bielle directrice 40 tubulaire de paroi cylindrique 41 et ayant une première extrémité 42 et une deuxième extrémité 43 respectivement articulées sur le premier montant 20 et le deuxième montant 30 par une pre- 35 mière articulation 44 et une deuxième articulation 45; 3037270 5 - un premier élément de liaison 50 et un deuxième élément de liaison 60 qui s'étendent sensiblement parallèlement à la bielle directrice 40. Le premier élément de liaison 50 est une tige de 5 section 51 carrée qui est située au-dessus (selon la re- présentation de la figure 1) d'un plan P comprenant les axes des articulations 44 et 45 de la bielle directrice 40. Le premier élément de liaison 50 comprend une première extrémité 52 et une deuxième extrémité 53 respecti- 10 vement attelées sur le premier montant 20 et sur le deu- xième montant 30. Comme particulièrement visible en figure 4, La première extrémité 52 du premier élément de liaison 50 comprend une chape 54 dans laquelle est percée une lumière oblongue 55 dont la plus grande dimension 15 s'étend selon la direction longitudinale du premier élé- ment de liaison 50. Cette lumière oblongue 55 reçoit un axe 21 d'articulation monté à rotation dans un palier 22 solidaire du premier montant 20. La deuxième extrémité 53 du premier élément de liaison 50 est reliée de manière 20 identique au deuxième montant 30 à l'aide d'une chape 56 pourvue d'une lumière oblongue 57 et dans lequel s'étend un axe 31 d'articulation monté à rotation dans un palier 32 solidaire du deuxième montant 30. Le deuxième élément de liaison 60 est identique 25 au premier élément de liaison 50 et comprend une tige de section 61 carrée qui est située en-dessous (selon la représentation de la figure 1) du plan P. Le deuxième élément de liaison 60 comprend une première extrémité 62 et une deuxième extrémité 63 respectivement attelées sur le 30 premier montant 20 et sur le deuxième montant 30. La pre- mière extrémité 62 du deuxième élément de liaison 60 comprend une chape 64 dans laquelle est percée une lumière oblongue 65 dont la plus grande dimension s'étend selon la direction longitudinale du deuxième élément de liaison 35 60. Cette lumière oblongue 65 reçoit un axe 23 3037270 6 d'articulation monté à rotation dans un palier 24 solidaire du premier montant 20. La deuxième extrémité 63 du deuxième élément de liaison 60 est reliée de manière identique au deuxième montant 30 à l'aide d'une chape 66 5 pourvue d'une lumière oblongue 67 et dans lequel s'étend un axe 33 d'articulation monté à rotation dans un palier 34 solidaire du deuxième montant 30. Un vérin électrique 70 est attelé en une pre- mière extrémité 71 sur l'axe 21 et en une deuxième extré- 10 mité 72 sur l'articulation 45. Comme visible sur les figures 1 et 2, la paroi 41 de la bielle tubulaire 40 s'étend autour des premier et deuxième éléments de liaison 50 et 60 et du vérin électrique 70. La paroi 41 comprend également deux fenêtres longitu- 15 dinales 46 et 47. Le premier montant 20 comprend, sur son extrémité opposée à celle recevant les axes 21 et 23, une chape 25 dont les flancs 25.1 et 25.2 s'étendent perpendiculairement à un plan comprenant les axes 21 et 23. La chape 25 20 est solidaire en rotation d'un arbre 26 monté pivotant dans des flancs 2 et 3 en saillie du support mural 1. L'arbre 26 est solidaire en rotation d'un motoréducteur électrique 27 non représenté. Les flancs 25.1 et 25.2 ainsi que l'arbre 26 réalisent une articulation de 25 l'élément de bras 10 connectée au support mural 1. La commande en rotation du motoréducteur électrique 27 permet de commander la rotation de l'élément de bras 10 par rapport au support mural 1. Le deuxième montant 30 comprend sur son extrémité 30 opposée à celle recevant les axes 31 et 33, une chape 35 dont les flancs 35.1 et 35.2 s'étendent perpendiculairement à un plan comprenant les axes 31 et 33. La chape 35 est solidaire en rotation d'un arbre 36 sur lequel est monté à rotation le premier montant 20.11 du deuxième 35 élément de bras 11.Since the arm members 10, 11 and 12 are identical, only the first member 10 will be described hereinafter. The first arm member 10 is attached to the wall mount 1 and includes: a first substantially parallel upright 20 and second leg 30; - A cylindrical guide rod 40 of cylindrical wall 41 and having a first end 42 and a second end 43 respectively articulated on the first upright 20 and the second upright 30 by a first hinge 44 and a second hinge 45; A first connecting element 50 and a second connecting element 60 which extend substantially parallel to the guide rod 40. The first connecting element 50 is a square section rod 51 which is located above (according to FIG. FIG. 1) shows a plane P comprising the axes of the articulations 44 and 45 of the steering rod 40. The first connecting element 50 comprises a first end 52 and a second end 53 respectively hitched to the first upright 20 and on the second upright 30. As particularly visible in FIG. 4, the first end 52 of the first connecting element 50 comprises a yoke 54 in which is pierced an oblong slot 55 whose largest dimension 15 extends in the longitudinal direction of the first connecting element 50. This oblong slot 55 receives a hinge pin 21 rotatably mounted in a bearing 22 secured to the first mount. 20. The second end 53 of the first connecting element 50 is connected in identical manner to the second upright 30 by means of a yoke 56 provided with an oblong slot 57 and in which an axis 31 extends. The second link member 60 is identical to the first link member 50 and comprises a square section rod 61 located below (as shown in FIG. 1) of the plane P. The second connecting element 60 comprises a first end 62 and a second end 63 respectively hitched to the first upright 20 and to the second upright 30. The first end 62 of the second connecting element 60 comprises a yoke 64 in which is drilled an oblong slot 65, the largest dimension of which extends in the longitudinal direction of the second connecting element 60. This oblong slot 65 is oit a hinge pin 30 rotatably mounted in a bearing 24 integral with the first upright 20. The second end 63 of the second connecting element 60 is connected identically to the second upright 30 by means of a yoke 66 5 provided with an oblong slot 67 and in which extends a hinge pin 33 rotatably mounted in a bearing 34 integral with the second upright 30. An electric cylinder 70 is coupled in a first end 71 on the axis 21 and at a second end 72 on the hinge 45. As can be seen in FIGS. 1 and 2, the wall 41 of the tubular connecting rod 40 extends around the first and second connecting elements 50 and 60 and the jack 70. The wall 41 also comprises two longitudinal windows 46 and 47. The first upright 20 comprises, on its end opposite to that receiving the pins 21 and 23, a yoke 25 whose flanks 25.1 and 25.2 extend perpendicularly. to a plan comprising the shafts 21 and 23. The yoke 25 20 is integral in rotation with a shaft 26 pivotally mounted in flanks 2 and 3 projecting from the wall support 1. The shaft 26 is integral in rotation with an electric gearmotor 27 represent. The flanks 25.1 and 25.2 and the shaft 26 provide a hinge of the arm member 10 connected to the wall support 1. The rotational control of the electric gear motor 27 controls the rotation of the arm member 10 relative to to the wall support 1. The second upright 30 comprises on its end 30 opposite that receiving the axes 31 and 33, a yoke 35 whose sides 35.1 and 35.2 extend perpendicularly to a plane comprising the axes 31 and 33. The yoke 35 is integral in rotation with a shaft 36 on which is rotatably mounted the first upright 20.11 of the second arm member 11.

3037270 7 La chape 35 comprend un alésage dans lequel est monté un vérin électrique 37 (non représenté) dont la tige 38 s'étend jusqu'à un axe 39 en saillie latérale du premier montant 20.11. Le déploiement ou la rétraction de 5 la tige 38 permet de commander la rotation relative du deuxième élément de bras 11 par rapport au premier élément de bras 10. En référence à la figure 5, l'élément de bras 10 comprend donc un premier quadrilatère déformable 13 com- 10 prenant les premier et deuxième montants 20 et 30, le premier élément de liaison 50 ainsi que la bielle directrice 40. L'élément de bras 10 comprend également un deuxième quadrilatère déformable 14 comprenant les premier et deuxième montants 20 et 30, le deuxième élément de 15 liaison 60 ainsi que la bielle directrice 40. Le vérin électrique 70 permet de commander les déformations simultanées des quadrilatères déformables 13 et 14 de manière à déplacer le montant 30 -et donc le premier montant 20.11 du deuxième élément de bras 11- sur une trajectoire 20 circulaire 90 représentée en pointillé sur la figure 5 et centrée sur l'articulation 44. Le fonctionnement de l'élément de bras robotisé 10 va être décrit en lien avec la figure 5. Lorsqu'une charge pesante P, dont la composante verticale est diri- 25 gée vers le bas, est appliquée sur le deuxième montant 30, les efforts internes à l'élément de bras 10 sont les suivants : - le vérin électrique 70 exerce un effort de traction entre l'axe 21 et l'articulation 45 afin de ri- 30 gidifier le quadrilatère déformable 13. L'effort exercé permet l'équilibre ou le déplacement du deuxième montant 30 soumis à la charge pesante P; - le premier élément de liaison 50 est maintenu en traction; 3037270 8 - la bielle directrice 40 est soumise à un effort de compression ; - le deuxième élément de liaison 60 ne transmet aucun effort entre le premier montant 20 et le deuxième 5 montant 30 car les lumières oblongues 65 et 67 neutrali- sent le deuxième élément de liaison 60 en assurant que le premier élément de liaison 50 vienne en traction avant que au moins l'un des axes 23ou33 vienne en butée contre l'une des extrémités des lumières oblongues 65 ou 67.The yoke 35 comprises a bore in which is mounted an electric jack 37 (not shown) whose rod 38 extends to an axis 39 projecting laterally from the first upright 20.11. Deployment or retraction of the rod 38 controls the relative rotation of the second arm member 11 relative to the first arm member 10. Referring to FIG. 5, the arm member 10 therefore comprises a first deformable quadrilateral 13 comprising the first and second uprights 20 and 30, the first connecting member 50 and the guide rod 40. The arm member 10 also comprises a second deformable quadrilateral 14 comprising the first and second uprights 20 and 30, the second connecting element 60 as well as the steering rod 40. The electric jack 70 makes it possible to control the simultaneous deformations of the deformable quadrilaterals 13 and 14 so as to move the upright 30 and thus the first upright 20.11 of the second arm element 11 on a circular trajectory 90 represented in dashed line in FIG. 5 and centered on the articulation 44. The operation of the element of Robotic arm 10 will be described in connection with FIG. 5. When a heavy load P, the vertical component of which is directed downwards, is applied to the second upright 30, the internal forces to the arm element 10 are the following: - the electric jack 70 exerts a tensile force between the axis 21 and the articulation 45 to stiffen the deformable quadrilateral 13. The force exerted allows the balance or displacement of the second amount 30 subjected to the heavy load P; the first connecting element 50 is held in tension; The steering rod 40 is subjected to a compressive force; the second connecting element 60 does not transmit any force between the first upright 20 and the second upright 30 because the oblong apertures 65 and 67 neutralize the second connecting element 60 by ensuring that the first connecting element 50 comes into traction before at least one of the axes 23 or 33 abuts against one end of the oblong slots 65 or 67.

10 Lorsqu'une charge F, dont la composante verticale est dirigée vers le haut, est appliquée sur le montant 30, les efforts internes à l'élément de bras 10 sont les suivants : - le vérin électrique 70 exerce un effort de com- 15 pression entre l'axe 21 et l'articulation 45 afin de ri- gidifier le quadrilatère déformable 14. L'effort exercé permet l'équilibre ou le déplacement du deuxième montant 30 soumis à la charge F; - le deuxième élément de liaison 60 est maintenu 20 en traction; - la bielle directrice 40 est soumise à un effort de compression ; - le premier élément de liaison 50 ne transmet aucun effort entre le premier montant 20 et le deuxième 25 montant 30 car les lumières oblongues 55 et 57 neutrali- sent le premier élément de liaison 50 en assurant que le deuxième élément de liaison 60 vienne en traction avant qu'au moins un des axes 21 ou 31 vienne en butée contre l'une des extrémités des lumières oblongues 55 ou 57.When a load F, whose vertical component is directed upwards, is applied to the upright 30, the forces internal to the arm member 10 are as follows: the electric jack 70 exerts a compression force; pressure between the axis 21 and the articulation 45 to stiffen the deformable quadrilateral 14. The force exerted allows the equilibrium or displacement of the second upright 30 subjected to the load F; the second connecting element 60 is held in tension; - The steering rod 40 is subjected to a compressive force; the first connecting element 50 does not transmit any force between the first upright 20 and the second upright 30 because the oblong apertures 55 and 57 neutralize the first connecting element 50 while ensuring that the second connecting element 60 comes into traction before at least one of the axes 21 or 31 comes into abutment against one end of the oblong slots 55 or 57.

30 Ainsi, on obtient un élément de bras robotisé 10 pouvant supporter des charges dont la composante verticale peut être orientée vers le haut ou vers le bas et dont les éléments de liaison 50 et 60 destinés à travailler en traction ne sont soumis à aucun effort de compres- 3037270 9 sion. Cette conception autorise la mise en oeuvre d'éléments de liaison légers -car ne devant pas résister à des sollicitations en compression- contribuant ainsi à l'obtention d'un élément de bras 10 à fort élancement.Thus, a robotic arm member 10 can be obtained which can support loads whose vertical component can be oriented upwards or downwards and whose connecting elements 50 and 60 intended to work in tension are not subject to any force exertion. compres- 3037270 9 sion. This design allows the implementation of lightweight connecting elements -car not having to withstand stress in compression- thereby contributing to obtaining a high-slenderness arm member 10.

5 Le bras robotisé 100 constitué du premier élément de bras 10, du deuxième élément de bras 11 et du troisième élément de bras 12 autorise donc une portée de travail importante pour une masse en porte à faux réduite. Les motorisations de chaque articulation ainsi que les 10 vérins électriques 70, 70.11 et 70.12 respectifs des pre- mier, deuxième et troisième éléments de bras 10, 11 et 12 étant reliées à une unité de commande 101, le bras robotisé 100 peut être commandé pour atteindre quasiment tout point situé dans une demi sphère dont le rayon est sensi- 15 blement égal à la portée maximale du bras robotisé 100. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications.The robotic arm 100 consisting of the first arm member 10, the second arm member 11 and the third arm member 12 thus allows a large working range for a reduced cantilevered mass. The actuators of each articulation as well as the respective electric cylinders 70, 70.11 and 70.12 of the first, second and third arm members 10, 11 and 12 being connected to a control unit 101, the robotic arm 100 can be controlled to to reach almost any point situated in a half-sphere whose radius is substantially equal to the maximum range of the robotic arm 100. Of course, the invention is not limited to the embodiment described but encompasses any variant falling within the scope of the invention. field of the invention as defined by the claims.

20 En particulier, - bien qu'ici le bras robotisé comprenne trois éléments de bras, l'invention s'applique également à un bras robotisé comprenant un nombre différent d'éléments de bras comme par exemple un unique élément, deux ou plus 25 de trois éléments de bras; - bien qu'ici les éléments de bras soient articulés entre eux selon des axes sensiblement verticaux, l'invention s'applique également à des orientations différentes des axes des articulations comme par exemple 30 des axes horizontaux, ou orientés de manière quelconque les axes de chaque articulation pouvant être orientés de manière différente l'un par rapport à l'autre ; - bien qu'ici l'articulation du troisième bras soit connectée à un palpeur, l'invention s'applique éga- 35 lement à d'autres types de dispositif de contrôle comme 3037270 10 par exemple une caméra, un appareil photo, un capteur ultrasonique ou radiographique ou un scanner tridimensionnel ; - bien qu'ici le premier élément de bras soit 5 fixé à un support mural, l'invention s'applique également à un élément de bras relié à d'autres types de dispositif extérieur comme par exemple un support fixé au sol ou mobile; - bien qu'ici le premier et le deuxième montant 10 soient sensiblement parallèles, l'invention s'applique également à des orientations différentes du premier et deuxième montant comme par exemple des orientations non coplanaires ou sécantes ; - bien qu'ici les premier et deuxième éléments 15 possèdent tous les deux une section carrée, l'invention s'applique également à des premiers et deuxième éléments pouvant adopter des sections différentes en surface et en forme comme par exemple des sections tubulaires, circulaires, rectangulaire, triangulaires, ellipsoïdes ou 20 quelconque ; - bien qu'ici le premier élément de liaison soit situé au-dessus d'un plan P comprenant les axes des articulations de la bielle directrice et que le deuxième élément de liaison soit situé en dessous de ce même plan, 25 l'invention s'applique également à d'autres dispositions dans lesquelles le premier élément de liaison et le deuxième élément de liaison sont situés de part et d'autre des articulations de la bielle directrice ; - bien qu'ici les articulations des éléments de 30 liaison sur les montants soient réalisées à l'aide d'axes montés dans des paliers, l'invention s'applique également à d'autres types d'articulations comme par exemple des articulations mettant en oeuvre des roulements , ou des jeux de montage laissant libre les rotations autour de 35 l'axe de l'articulation ; 3037270 11 - bien qu'ici les deux extrémités des éléments de liaison comprennent une lumière oblongue, l'invention s'applique également à d'autres moyens de neutralisation comme par exemple une lumière oblongue unique positionnée 5 en une seule des extrémités de chaque élément de liaison, une lumière oblongue situé entre les deux extrémités des éléments de liaison par lequel seraient reliés deux demi-élément de liaison, des éléments de liaison souples comme par exemple des câbles, des chaînes ou des éléments 10 de liaison pourvus d'un élément déformable en compression mais pas en traction; - bien qu'ici un vérin électrique s'étende entre un axe d'articulation du premier élément de liaison lié au premier montant et une articulation de la bielle di- 15 rectrice liée au deuxième montant, l'invention s'applique également d'autres type d'actionneurs linéaires de longueur commandable, comme par exemple un vérin hydraulique ou pneumatique, pouvant également être attelé entre l'un des montants et la bielle directrice que ce soit sur une 20 de ses extrémités ou sur un point de la bielle direc- trice située entre ses deux extrémités; - bien qu'ici l'articulation du premier élément de bras sur le support mural soit commandée en rotation par un motoréducteur, l'invention s'applique également à 25 d'autres types de moyens de commande de la rotation de l'élément de bras comme par exemple un vérin électrique, pneumatique ou un moteur hydraulique ; - bien qu'ici le premier montant du premier élément de bras comprenne une articulation connectée à un 30 support mural et que le deuxième montant du premier élé- ment de bras comprenne une articulation connectée à un autre élément de bras, l'invention s'applique également à des articulations destinées à être connectées à d'autres types de dispositif extérieur comme par exemple des ou- 35 tils ou un crochet de manutention ; 3037270 12 - bien qu'ici la bielle directrice comprenne une paroi tubulaire s'étendant autour des éléments de liaison, du vérin électrique et comprenant également deux fenêtres longitudinales, l'invention s'applique également à une bielle di- 5 rectrice dont la paroi serait dépourvue de fenêtres longi- tudinales ou qui en comporterait une ou plus que deux. L'invention s'applique également à une bielle pleine (non tubulaire) et/ou de section quelconque.In particular, although here the robotic arm comprises three arm members, the invention also applies to a robotic arm comprising a different number of arm members such as for example a single element, two or more three arm elements; although here the arm members are articulated to one another along substantially vertical axes, the invention also applies to different orientations of the axes of the articulations, for example horizontal axes, or oriented in any way the axes of each articulation being able to be oriented differently from one another; although here the articulation of the third arm is connected to a probe, the invention also applies to other types of control device such as a camera, a camera, a sensor ultrasonic or radiographic or a three-dimensional scanner; although here the first arm member is attached to a wall mount, the invention is also applicable to an arm member connected to other types of external device such as a floor-mounted or movable mount; - Although here the first and the second amount 10 are substantially parallel, the invention also applies to different orientations of the first and second amount such as non-coplanar or secant orientations; - Although here the first and second elements 15 both have a square section, the invention also applies to first and second elements that can adopt different sections in surface and shaped such as tubular sections, circular rectangular, triangular, ellipsoid or any; although here the first connecting element is situated above a plane P comprising the axes of the articulations of the steering rod and the second connecting element is situated below this same plane, the invention also applies to other arrangements in which the first connecting element and the second connecting element are located on either side of the joints of the steering rod; although here the joints of the connecting elements on the uprights are made using pins mounted in bearings, the invention is also applicable to other types of joints such as for example joints implement bearings, or mounting sets leaving free rotations around the axis of the joint; Although the two ends of the connecting elements comprise an oblong slot, the invention also applies to other means of neutralization, for example a single oblong slot positioned at one end of each element. a connecting slot, an oblong slot located between the two ends of the connecting elements by which two connecting half-members are connected, flexible connecting elements such as cables, chains or connecting elements provided with an element. deformable in compression but not in tension; although here an electric cylinder extends between a hinge axis of the first connecting element connected to the first upright and an articulation of the connecting rod connected to the second upright, the invention also applies to other types of linear actuators of controllable length, such as for example a hydraulic or pneumatic cylinder, which can also be coupled between one of the uprights and the steering rod either on one of its ends or on a point of the connecting rod. - trice located between its two ends; although here the articulation of the first arm element on the wall support is rotatably controlled by a geared motor, the invention is also applicable to other types of means for controlling the rotation of the motor element. arm such as an electric cylinder, pneumatic or hydraulic motor; although here the first leg of the first arm member comprises a hinge connected to a wall bracket and the second leg of the first arm member comprises a hinge connected to another arm member, the invention also applies to joints intended to be connected to other types of external device such as tools or a handling hook; Although here the guide rod comprises a tubular wall extending around the connecting elements, the electric jack and also comprising two longitudinal windows, the invention also applies to a connecting rod whose wall would have no longitudinal windows or one or more than two. The invention also applies to a solid rod (non-tubular) and / or any section.

Claims

REVENDICATIONS1. An arm member (10) comprising: - a first upright (20) and a second upright (30) substantially parallel; a steering rod (40) having a first end (42) and a second end (43) respectively articulated on the first upright (20) and the second upright (30) by a first articulation (44) and a second articulation (45); a first connecting element (50) and a second connecting element (60) which extend substantially parallel to the guide rod (40) and which each comprise a first end (52, 62) and a second end (52, 62) and a second end (53, 63) respectively hitched to the first upright (20) and the second upright (30) on either side of the joints (44, 45) of the steering rod (40); - a linear actuator (70) of controllable length coupled between one of the uprights (20, 30) and the other upright (20, 30) or the steering rod (40); the first connecting element (20) and the second connecting element (30) being provided with neutralization means (55, 57, 65, 67) so that when one of the connecting elements (50, 60) is maintained in tension under the effect of the actuator (70) and forms with the guide rod (40) and the two uprights (20, 30) a deformable quadrilateral (13, 14) stiffened by the actuator (70), the other of the connecting elements (50, 60) is neutralized and transmits no effort between the first upright (20) and the second upright (30).

The robotic arm member (10) of claim 1, wherein the guide rod (40) is tubular and has a wall (41) extending around the connecting members (50, 60) and the actuator (70).

The robotic arm member (10) according to claim 1, wherein the means for neutralizing each link member (50, 60) comprises at least one oblong slot (55, 57, 65, 67) receiving at sliding an axis (21, 23, 31, 33), the length of the oblong hole being such that one of the connecting elements (50, 60) comes into traction before the axis (21, 23, 31, 33) means for neutralizing the other connecting element (50, 60) abuts against one end of the oblong slot (55, 57, 65, 67) in which it is received.

The robotic arm member (10) according to claim 3, wherein the oblong slot (55, 57, 65, 67) is located at one of the ends 52, 53, 62, 63) of link (50, 60).

The robotic arm member (10) of claim 1, wherein the actuator (70) is an electric ram. 20

Robotic arm (100) comprising at least one robotic arm member (10, 11, 12) according to any one of the preceding claims.