FR3051242A1 - Systeme de bras porteur comprenant au moins une liaison articulee pouvant etre bloquee et procede pour faire fonctionner un tel systeme - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de bras porteur comprenant au moins une liaison articulée pouvant être bloquée, un dispositif de blocage (20) associé à la liaison articulée et comprenant un mécanisme d'entraînement passif (32) ainsi qu'un dispositif d'actionnement (36) associé au dispositif de blocage (20) et comprenant un mécanisme d'entraînement actif (38), le mécanisme d'entraînement actif (38) agissant dans le même plan que le mécanisme d'entraînement passif (32).

Description

DESCRIPTION L’invention concerne un système de bras porteur comprenant au moins une liaison articulée pouvant être bloquée, un dispositif de blocage associé à la liaison articulée et comprenant un mécanisme d’entraînement passif ainsi qu’un dispositif d’actionnement associé au dispositif de blocage et comprenant un mécanisme d’entraînement actif et aussi un procédé pour faire fonctionner un tel système de bras porteur.

Les systèmes de bras porteur sont connus en eux-mêmes. Dans le cas d’une utilisation dans le secteur médical, un système de bras porteur est utilisé, par exemple, pour le positionnement flexible d’un appareil médical ou similaire dans l’espace. Le système de bras porteur comprend à cet effet au moins une liaison articulée, à savoir une liaison articulée sous la forme d’une articulation rotative. Suivant une forme de réalisation concrète et un cas d’application correspondant, le système de bras porteur peut posséder plusieurs articulations de ce type. Le système de bras porteur possède au moins une articulation rotative, soit entre un avant-bras fixé à un mur de bâtiment, par exemple, et orienté horizontalement ou pour l’essentiel horizontalement et un segment de bras, soit entre un support faisant saillie depuis une surface de sol ou monté suspendu à un plafond et orienté verticalement ou pour l’essentiel verticalement et un segment de bras. Du fait du montage articulé à un avant-bras, un support ou similaire -désigné ci-après en résumé par le terme segment de base - le segment de bras présente une mobilité de pivotement dans un plan horizontal ou pour l’essentiel horizontal par rapport au segment de base. Des segments de bras supplémentaires, eux aussi mobiles, peuvent se rattacher au segment de bras mobile, lesquels sont respectivement reliés de manière articulée au segment de bras précédent le long d’une chaîne cinématique ainsi résultante.

Un système de bras porteur de ce type est connu du document US 2011/303499 Al. Une possibilité de blocage de la liaison articulée entre un segment de base et un segment de bras qui y est rattaché est aussi déjà connue de ce document.

Une telle possibilité de blocage permet de fixer dans l’espace une position donnée d’un dispositif médical porté par le système de bras porteur. Pour modifier cette position, le blocage est libéré et l’au moins un segment de bras du système de bras porteur est réorienté. Le blocage est ensuite réactivé et le système de bras porteur immobilisé dans la nouvelle configuration qui en résulte.

Un objectif de la présente invention, en partant du dispositif connu du document US 2011/303499 Al pour bloquer une liaison articulée d’un système de bras porteur, est d’indiquer une forme de réalisation supplémentaire d’un système de bras porteur comprenant au moins une liaison articulée, notamment une forme de réalisation avec laquelle la possibilité de blocage de la liaison articulée est exécutée de manière comparativement simple et peut, par conséquent, être réalisée au meilleur prix et demande peu d’entretien en fonctionnement.

Selon l’invention, cet objectif est atteint au moyen d’un système de bras porteur du type mentionné en introduction caractérisé en ce que le mécanisme d’entraînement actif agit dans le même plan que le mécanisme d’entraînement passif. Pour ce faire et conformément à l’invention, un système de bras porteur comprenant au moins une liaison articulée pouvant être bloquée (articulation), un dispositif de blocage comprenant un mécanisme d’entraînement passif étant associé à la liaison articulée et un dispositif d’actionnement comprenant un mécanisme d’entraînement actif étant associé au mécanisme d’entraînement passif, le mécanisme d’entraînement actif agit sur le dispositif de blocage dans le même plan que le mécanisme d’entraînement passif, notamment sur au moins un levier de mâchoire de frein que comprend le dispositif de blocage. L’avantage du système de bras porteur proposé ici réside dans le fait que le mécanisme d’entraînement actif qui agit dans le même plan que le mécanisme d’entraînement passif représente une forme particulièrement simple et facile d’entretien d’un dispositif d’actionnement. Le dispositif d’actionnement ne nécessite qu’un petit nombre de pièces, il est donc relativement économique et peut être réalisé peu encombrant.

Avec le document US 2011/303499 Al mentionné en introduction, le ressort de traction qui y fait office de mécanisme d’entraînement passif agit dans un premier plan, alors que le mécanisme d’entraînement actif agit dans un plan perpendiculaire à celui-ci pour le mouvement électromagnétique d’un coulisseau conçu pour libérer le blocage. Le changement de direction de l’effet de la force impose non seulement une forme spéciale du coulisseau, mais nécessite également des billes faisant office de médiatrices entre le coulisseau et les mâchoires de frein.

Un autre avantage du système de bras porteur selon l’invention réside dans le fait que de l’air comprimé n’est pas nécessaire, ni pour le blocage de la liaison articulée, ni pour la libération du blocage. Des freins à air comprimé faisant office de dispositif de blocage sont connus, mais imposent cependant forcément la disponibilité d’air comprimé. Comme une disponibilité générale d’air comprimé ne peut pas être supposée, même dans le secteur médical, l’indépendance à celle-ci du système de bras porteur proposé ici constitue un avantage.

Des formes de réalisation avantageuses de l’invention sont indiquées ci-après. Les références employées ici renvoient au perfectionnement de l’objet de l’invention par les caractéristiques secondaires correspondantes et ne sont pas à interpréter comme un renoncement à l’objectif d’une protection indépendante figurative pour les combinaisons de caractéristiques secondaires référencées. Pour terminer, il convient d’attirer l’attention sur le fait que le système de bras porteur peut également être perfectionné conformément aux caractéristiques du procédé destiné à son utilisation, notamment en ce que le système de bras porteur comprend des moyens destinés à mettre en œuvre la forme de réalisation correspondante du procédé et les étapes du procédé qui y sont comprises. De même, le procédé peut être perfectionné en vue de faire fonctionner le système de bras porteur conformément à la fonctionnalité des aspects figuratifs du système de bras porteur.

Avec une forme de réalisation du système de bras porteur, le dispositif de blocage comprend au moins un levier de mâchoire de frein, notamment deux leviers de mâchoire de frein, le mécanisme d’entraînement actif agissant directement sur l’au moins un levier de mâchoire de frein. Une forme de réalisation avec laquelle le ou chaque mécanisme d’entraînement actif agit directement sur l’au moins un levier de mâchoire de frein permet d’éviter les pièces intermédiaires agissant comme médiatrices (de transmission de force) qui sont sinon nécessaire, par exemple des billes comme celles qui sont présentes avec le document US 2011/303499 Al, lesquelles ont pour effet que le mécanisme d’entraînement actif n’agit qu’indirectement sur les mâchoires de frein.

Avec une force de réalisation particulière du système de bras porteur, le mécanisme d’entraînement actif et le mécanisme d’entraînement passif agissent sur le dispositif de blocage, notamment sur l’au moins un levier de mâchoire de frein qu’il comprend, non seulement dans le même plan, mais aussi le long d’un axe commun. L’effet du mécanisme d’entraînement actif et passif dans le même plan concentre les éléments structuraux qui y sont compris dans ce plan et autour de ce plan. L’effet le long d’un axe conunun concentre ces éléments structuraux en plus dans la zone de cet axe. Il en résulte ainsi une construction encore plus compacte.

Avec une autre forme de réalisation du système de bras porteur, au moins un électroaimant associé à une extrémité libre d’un levier de mâchoire de frein fait office de mécanisme d’entraînement actif. Le levier de mâchoire de frein correspondant est fabriqué en conséquence dans un matériau ferromagnétique ou pourvu d’un matériau ferromagnétique à son extrémité libre, par exemple sous la forme d’un noyau de l’électroaimant qui est monté sur le levier de mâchoire de frein et qui est mobile dans le sens axial par rapport à une bobine de l’électroaimant. Il est connu que lorsqu’il est sous tension, un électroaimant génère un champ magnétique. L’extrémité libre du levier de mâchoire de frein, à l’opposé du côté articulé avec mobilité pivotante, pivote sous l’effet du champ magnétique et le pivotement a pour effet qu’un effet de freinage qui est sinon présent et qui bloque la liaison articulée, est annulé et finalement supprimé. En variante, un moteur électrique peut également être envisagé comme mécanisme d’entraînement actif, lequel entraîne un mécanisme à broche qui est appliqué à l’extrémité libre du levier de mâchoire de frein ou vient en prise au moyen d’un pignon entraîné dans une crémaillère qui est appliquée à l’extrémité libre du levier de mâchoire de frein.

Avec encore une autre forme de réalisation du système de bras porteur, deux électroaimants communs associés à un dispositif de blocage font office de mécanisme d’entraînement actif, l’un des deux leviers de mâchoire de frein du dispositif de blocage étant respectivement associé à chaque électroaimant. Avec une telle forme de réalisation, chacun des deux leviers de mâchoire de frein d’une liaison articulée pouvant être bloquée peut être dévié au moyen d’un électroaimant pour annuler l’effet de freinage qui résulterait sinon. Aucune pièce mobile à part les leviers de mâchoire de frein à mobilité de pivotement eux-mêmes n’est nécessaire pour le dispositif de blocage. Aucune pièce mobile n’est notamment nécessaire, comme celles qui seraient sinon requises avec un seul électroaimant, par exemple pour transmettre également à l’autre levier de mâchoire de frein correspondant un mouvement de pivotement de l’un des deux leviers de mâchoire de frein déclenché au moyen de l’électroaimant.

Avec une autre forme de réalisation particulière du système de bras porteur, au moins un ressort de compression associé à une extrémité libre d’un levier de mâchoire de frein fait office de mécanisme d’entraînement passif. Un ressort de compression se caractérise par une force de ressort relativement élevée pour une très petite taille. L’utilisation d’un ressort de compression comme mécanisme d’entraînement passif pour produire l’effet de freinage en actionnant le levier de mâchoire de frein ou, en option, de deux ressorts de compression pour actionner à chaque fois un levier de mâchoire de frein, contribue ainsi davantage à une construction de petite taille du dispositif d’actionnement du dispositif de blocage.

Avec encore une autre forme de réalisation supplémentaire du système de bras porteur, le ressort de compression faisant office de mécanisme d’entraînement passif entoure de manière concentrique et au moins dans certaines portions un noyau de l’électroaimant qui fait office de mécanisme d’entraînement actif. Cet arrangement coaxial du ressort de compression et du noyau de l’électroaimant est un exemple d’une forme de réalisation avec laquelle le mécanisme d’entraînement actif et le mécanisme d’entraînement passif du dispositif d’actionnement agissent sur le dispositif de blocage, notamment sur le levier de mâchoire de frein qu’il comprend, non seulement dans le même plan, mais également le long d’un axe commun. Le ressort de compression qui entoure le noyau de manière concentrique n’entraîne aucun agrandissement de la construction du dispositif d’actionnement lorsque le ressort de compression repose, par exemple, d’un côté sur un côté frontal de l’électroaimant et, du côté opposé, est appliqué directement ou indirectement à l’extrémité libre du levier de mâchoire de frein.

Pour terminer, avec une forme de réalisation particulière du système de bras porteur, le dispositif de blocage comprend selon l’invention deux leviers de mâchoire de frein muni de garnitures de frein se faisant mutuellement face, un mécanisme d’entraînement actif agissant à chaque fois directement sur l’un des deux leviers de mâchoire de frein. Deux leviers de mâchoire de frein donnent lieu à un effet de freinage accru par rapport à un seul levier de mâchoire de frein et ainsi à un blocage encore meilleur de la liaison articulée. Du fait qu’un mécanisme d’entraînement actif respectif, notamment à chaque fois un mécanisme d’entraînement actif et un passif, est appliqué à un levier de mâchoire de frein, chaque levier de mâchoire de frein peut être actionné individuellement pour établir et pour annuler l’effet de freinage. Un mécanisme d’entraînement actif associé à chaque levier de mâchoire de frein permet d’éviter un mécanisme de renvoi ou similaire, tel qu’il aurait été nécessaire si un mécanisme d’entraînement actif unique était appliqué directement à un levier de mâchoire de frein et indirectement au niveau de l’autre levier de mâchoire de frein par l’intermédiaire du mécanisme de renvoi.

Avec un procédé pour faire fonctionner un système de bras porteur du type décrit ici et dans ce qui suit, un actionnement d’un élément de commande entraîne la génération d’un signal de commande destiné à commander un élément de commutation et le mécanisme d’entraînement actif du dispositif d’actionnement est activé au moyen de l’élément de commutation. Un utilisateur du système de bras porteur peut par conséquent désactiver le blocage de la liaison articulée ou d’une parmi plusieurs liaisons articulées du système de bras porteur.

Avec une forme de réalisation du procédé, un signal d’entrée est généré lors d’un actionnement de l’élément de commande, lequel est traité par une unité de commande et, en présence du signal d’entrée, génère le signal de commande ou au moins un signal de commande en vue de commander un élément de commutation. L’utilisation d’une unité de commande qui traite le signal d’entrée et qui génère au moins un signal de commande a pour avantage qu’il est possible de réaliser un traitement du signal d’entrée et/ou une génération du signal prédéfinis par un programme de commande exécuté par l’unité de commande, par exemple.

En s’appuyant sur un tel traitement, une autre forme de réalisation du procédé permet, par exemple, de réaliser une commande groupée des dispositifs d’actionnement respectifs d’un système de bras porteur comprenant plusieurs liaisons articulées. La libération simultanée du blocage de toutes les liaisons articulées du système de bras porteur est ainsi rendue possible, par exemple. Avec un procédé correspondant, l’unité de commande, en présence d’exactement un signal d’entrée provenant exactement d’un élément de commande, génère une pluralité de signaux de commande pour une pluralité d’éléments de commutation, chaque élément de commutation parmi la pluralité d’éléments de commutation activant le dispositif d’actionnement respectif de l’une parmi plusieurs liaisons articulées du système de bras porteur, notamment le mécanisme d’entraînement actif du dispositif d’actionnement correspondant. Un système de bras porteur qui possède, par exemple, une unité de commande avec un programme de commande exécuté par celle-ci comme moyen de mettre en œuvre un tel procédé, peut posséder une pluralité d’éléments de commande et, au-dessous, des éléments de commande individuels au moyen desquels le blocage d’exactement une liaison articulée peut à chaque fois être libéré, ainsi qu’un élément de commande au moyen duquel le blocage de toutes les liaisons articulées peut être libéré et/ou un ou plusieurs éléments de commande au moyen desquels le blocage d’un groupe de liaisons articulées peut à chaque fois être libéré. L’invention est ainsi également un système de bras porteur comprenant des moyens pour mettre en œuvre le procédé décrit ici et dans ce qui suit pour faire fonctionner un système de bras porteur. Un moyen servant à la mise en œuvre du procédé est, par exemple, une unité de commande comprenant une mémoire, un programme informatique chargé dans la mémoire et faisant office de programme de commande ainsi qu’une unité de traitement sous la forme ou du type d’un microprocesseur destiné à exécuter le programme de commande. L’invention est globalement aussi un appareil médical équipé d’un système de bras porteur du type décrit ici et dans ce qui suit. Un appareil médical équipé d’un tel système de bras porteur profite des avantages décrits ci-dessus et peut comprendre, par exemple, un ou plusieurs éléments de commande destinés à libérer le blocage, de sorte que l’utilisation du système de bras porteur et l’utilisation de l’appareil médical sont regroupées en un endroit.

Un exemple de réalisation de l’invention sera expliqué plus en détail ci-après au moyen du dessin. Les objets ou les éléments qui correspondent les uns aux autres sont pourvus des mêmes caractères de référence dans toutes les figures. L’exemple de réalisation ne doit pas être interprété comme une limitation de l’invention. Au contraire, des adaptations et des modifications sont possibles dans le cadre de la présente publication, notamment des variantes et des combinaisons qui, par exemple par combinaison ou par variation des caractéristiques individuelles décrites en association avec la partie descriptive générale ou particulière ainsi que dans le dessin, peuvent être prélevées par l’homme de l’art dans la perspective de la réalisation de l’objet de l’invention et, par des caractéristiques combinables, donnent lieu à un nouvel objet.

Les figures représentent figure 1 un détail d’un système de bras porteur dans une vue de côté, figure 2 des moyens servant au blocage d’une liaison articulée du système de bras porteur selon la figure 1, figure 3 un détail du système de bras porteur dans une vue en perspective, figure 4 une portion grossie de la représentation de la figure 2 et figure 5 un synoptique destiné à illustrer une commande d’un système de bras porteur selon les figures 1 à 4.

La figure 1 représente sous une forme schématique simplifiée un détail d’un système de bras porteur 10. La figure représente ici un avant-bras 12 fixé à un mur de bâtiment, par exemple, et un segment de bras 14 relié de manière articulée à l’avant-bras 12. Une articulation 16 (liaison articulée 16) qui se trouve à cet effet entre l’avant-bras 12 et le segment de bras 14 permet un mouvement de rotation dans un plan horizontal du segment de bras 14 par rapport à l’avant-bras 12. Le détail du système de bras porteur 10 représenté dans la Figure 1 correspond au demeurant aussi aux rapports entre deux segments de bras 14. Le composant désigné comme avant-bras 12 est alors lui-même un segment de bras 14 à mobilité de rotation.

Par conséquent, suivant la forme de réalisation ou le cas d’application, le système de bras porteur 10 peut comprendre un ou plusieurs segments de bras 14. En partant d’un segment de base fixé, par exemple un avant-bras 12 faisant office de segment de base et monté horizontalement ou pour l’essentiel horizontalement sur un mur de bâtiment, il en résulte une chaîne cinématique le long du ou de chaque segment de bras 14 relié directement ou indirectement avec celui-ci et, à la fin de la chaîne cinématique, c’est-à-dire à l’extrémité libre du « dernier » segment de bras 14, se trouve de la manière et sous la forme habituelle un appareil médical ou de laboratoire (non illustré) ou un autre appareil qui peut être positionné librement dans l’espace au moyen du système de bras porteur 10.

Les détails de l’articulation 16, au moyen de laquelle est réalisée la mobilité rotatoire du segment de bras 14 par rapport à un avant-bras 12 précédent, un support ou similaire ou par rapport à un segment de bras 14 précédent, ne seront abordés dans ce qui suit que dans la mesure où ceux-ci sont significatifs en relation avec l’aptitude au blocage de l’articulation 16 qui se trouve ici au premier plan. Des possibilités de réalisation de l’articulation 16 sont connues dans l’état de la technique. Sur ce point, il peut être renvoyé au système de bras porteur du document US 2011/303499 Al mentionné en introduction ou aux systèmes de bras porteur actuels de la demanderesse et aux articulations qui y sont employées.

La figure 2 représente une forme de réalisation d’un dispositif, également désigné ci-après par dispositif de blocage 20, destiné à bloquer une liaison articulée 16 dans un système de bras porteur 10 du type représenté dans la figure 1. Le dispositif de blocage 20 comprend un élément porteur 22 qui fait office de plate-forme d’accueil. Avec la forme de réalisation représentée, deux leviers de mâchoire de frein 24 à mobilité de pivotement sont montés sur l’élément porteur 22. Avec la forme de réalisation représentée, la mobilité de pivotement est réalisée au moyen de deux tourillons 26 se dressant perpendiculairement sur l’élément porteur 22, lesquels définissent respectivement un axe de pivotement pour les leviers de mâchoire de frein 24. Les leviers de mâchoire de frein 24 possèdent des garnitures de frein 28 sous une forme ou d’un type connu en lui-même sur des surfaces intérieures se faisant mutuellement face.

Pour bloquer la liaison articulée 16, les leviers de mâchoire de frein 24 sont déplacés de telle sorte que leurs garnitures de frein 28 viennent en contact avec une portion d’une surface extérieure d’un tube faisant office d’axe 30 (figure 3) de l’articulation 16. Au moins un élément ressort 32 est prévu pour un mouvement de ce type. Avec la forme de réalisation représentée, deux éléments ressort 32 sont représentés sous la forme de ressorts de compression 34 qui agissent respectivement sur l’un des leviers de mâchoire de frein 24. En variante, au moins un ressort 32 de traction qui est appliqué au moins indirectement sur les deux leviers de mâchoire de frein 24 est également envisagé en variante. Le ou chaque élément ressort 32 faisant office de mécanisme d’entraînement passif 32 est conçu ou réalisé pour presser les garnitures de frein 28 des leviers de mâchoire de frein 24 sur la surface extérieure de l’axe 30 et de bloquer ainsi la liaison articulée 16. Le mécanisme d’entraînement passif 32, notamment le ou chaque élément ressort 32 faisant office de mécanisme d’entraînement passif 32, exerce ainsi sur les leviers de mâchoire de frein 24 à l’intérieur du dispositif de blocage 20 une force qui sera désignée ci-après force de retenue. La force de retenue agit dans un plan transversal par rapport à l’axe longitudinal de l’axe 30, c’est-à-dire dans un plan transversal par rapport à l’axe de rotation du segment de bras 14 correspondant. En l’absence d’une force supplémentaire qui annule la fonction de blocage des leviers de mâchoire de frein 24, la liaison articulée 16 est toujours bloquée. Pour annuler le blocage, il existe un dispositif d’actionnement 36 compris dans le dispositif de blocage 20, lequel comprend au moins un actionneur 38 faisant office de mécanisme d’entraînement actif 38. La différentiation entre le ou chaque élément ressort 32 faisant office de mécanisme d’entraînement passif 32, par exemple deux ressorts de compression 34 ou un ressort de traction, et l’au moins un actionneur 38 faisant office de mécanisme d’entraînement actif 38 doit souligner que le mécanisme d’entraînement passif 32 est opérationnel aussi en l’absence d’arrivée de signal et d’énergie externe, de sorte qu’un blocage de la liaison articulée 16 se produit automatiquement en cas de panne de l’alimentation en énergie.

Avec l’exemple de réalisation représenté, un actionneur 38 sous la forme d’un électroaimant 40 est respectivement associé à chaque levier de mâchoire de frein 24 en tant que mécanisme d’entraînement actif 38. Lors d’une activation des électroaimants 40 faisant office d’actionneurs 38, les leviers de mâchoire de frein 24 sont pivotés en s’opposant à la force de ressort des éléments ressort 32, à savoir pivotés de telle sorte que les garnitures de frein 28 sont soulevées de la surface extérieure de l’axe 30, ce qui annule le blocage existant précédemment de la liaison articulée 16. Le ou chaque actionneur 38 exerce par conséquent à l’intérieur du dispositif de blocage 20 une force opposée à la force de retenue sur les leviers de mâchoire de frein 24. Pour la différencier, cette force agissant en sens inverse est désignée force de libération. La force de libération agit dans le même plan que la force de retenue, c’est-à-dire dans un plan transversal par rapport à l’axe de rotation du segment de bras 14 correspondant. Dès que l’activation des actionneurs 38 au moyen d’un signal de commande 50 correspondant (figure 5) prend fin et que la force de libération n’agit plus, les leviers de mâchoire de frein 24 sont de nouveau pressés sur la surface extérieure de l’axe 30 en raison de la force de retenue, c’est-à-dire notamment sous l’influence de la force de ressort des éléments ressort 32, et la liaison articulée 16 est de nouveau bloquée.

Par conséquent, l’activation des actionneurs 38 s’effectue toujours lorsqu’il faut pivoter un segment de bras 14. Lorsqu’une position cible respectivement souhaitée du segment de bras 14 est atteinte à l’issue du pivotement, l’activation des actionneurs 38 est de nouveau arrêtée et la liaison articulée 16 qui était précédemment mobile est de nouveau bloquée.

La figure 3 représente un détail du système de bras porteur 10 de la figure 1 dans une vue en perspective et sans le segment de bras 14. Le tube qui fait office d’axe 30 et qui définit l’axe de rotation de l’articulation 16 et du segment de bras 14 qui y est rattaché est reconnaissable dans cette représentation. La position de l’élément porteur 22 permet de reconnaître qu’avec cette configuration de l’articulation 16, le segment de bras 14 non illustré se trouve à un angle droit par rapport à l’avant-bras 12.

La suite de la description se poursuit en se référant à la représentation de la figure 4. Celle-ci représente une portion grossie de la représentation de la figure 2, à savoir l’un des deux électroaimants 40 et l’extrémité du levier de mâchoire de frein 24 sur laquelle il agit. Par rapport à la représentation de la figure 2, il est plus facile de reconnaître ici qu’avec la forme de réalisation illustrée à titre d’exemple, le ressort de compression 34 entoure dans certaines portions un noyau 42 de l’électroaimant 40 qui est mobile par rapport à une bobine de l’électroaimant 40. Le noyau 42 est mobile dans le sens axial, en principe dans une forme ou un type connu en lui-même, à l’intérieur de la bobine cylindrique elle-même non illustrée séparément de l’électroaimant 40 et, comme le suggère la représentation de la figure 4, une ligne médiane du noyau 42 coïncide ou au moins coïncide pour l’essentiel avec une ligne médiane de la bobine de l’électroaimant 40. Le noyau 42 et la bobine en forme d’enveloppe cylindrique sont disposés de manière coaxiale ou au moins pour l’essentiel coaxiale.

Lors de la mise sous tension de l’électroaimant 40, le noyau 42 est déplacé dans le sens axial par rapport à la bobine fixe. Le ressort de compression 34 entoure le noyau 42 de manière coaxiale et repose d’un côté contre une surface frontale de l’électroaimant 40 (contre une surface frontale de sa bobine). Avec l’exemple de réalisation illustré, une plaquette 44 montée sur le noyau 42 fait office de palier de butée opposé. Le noyau 42 se termine en une portion de tige filetée 46 sur laquelle est enfichée, au moyen d’un orifice adapté, l’extrémité libre du levier de mâchoire de frein 24. Deux éléments de fixation montés sur la portion de tige filetée 46, ici deux écrous 48 vissés sur la portion de tige filetée 46, enserrent celle-ci des deux côtés, dans l’exemple de réalisation illustré conjointement avec respectivement une plaquette. Avec cette liaison du noyau 42 avec le levier de mâchoire de frein 24, Γ électroaimant 40 faisant office de mécanisme d’entraînement actif 38 est appliqué directement sur le levier de mâchoire de frein 24. Lorsque l’électroaimant 40 n’est pas sous tension, son noyau 42 est déplacé au moyen de la force de ressort du ressort de compression 34 par rapport à la bobine de l’électroaimant 40, et le levier de mâchoire de frein 24 est pivoté avec celui-ci, jusqu’à ce que la garniture de frein 28 repose sur la surface extérieure de l’axe 30 et soit pressée contre celui-ci. La liaison articulée 16 correspondante est bloquée au moyen de l’effet de freinage résultant. À l’état sous tension, le noyau 42 est tiré à l’intérieur de la bobine de l’électroaimant 40 en s’opposant à la force de ressort du ressort de compression 34, ce qui résulte en un pivotement du levier de mâchoire de frein 24 et, avec le pivotement, un levage de la garniture de frein 28 de la surface extérieure de l’axe 30. Du fait de l’annulation de l’effet de freinage suite à la séparation de la garniture de frein 28 de la surface extérieure de l’axe 30, la liaison articulée 16 peut de nouveau se déplacer librement.

Comme illustré, le dispositif de blocage 20 peut posséder deux leviers de mâchoire de frein 24 à mobilité de pivotement individuelle, un élément ressort 32 sous la forme d’un ressort de compression 34 associé à chaque levier de mâchoire de frein 24 et un actionneur 38 associé à chaque levier de mâchoire de frein 24. En variante, il est également possible d’envisager un dispositif de blocage 20 qui, au lieu de deux leviers de mâchoire de frein 24, ne possède qu’un seul levier de mâchoire de frein 24 à mobilité de pivotement et, par conséquent, un élément ressort 32 sous la forme d’un ressort de compression 34 associé à celui-ci ainsi qu’un actionneur 38 associé au levier de mâchoire de frein 24. À la différence d’un ressort de traction qui est appliqué sur deux leviers de mâchoire de frein 24 disposés en opposition l’un à l’autre par exemple, la réalisation du dispositif de blocage 20 avec un ressort de compression 34 en tant qu’élément ressort 32 permet un arrangement aussi bien par paire qu’individuel du levier de mâchoire de frein 24, de l’élément ressort 32 et de l’actionneur 38. La combinaison dans l’espace de l’élément ressort 32 et de l’actionneur 38 donnée avec la forme de réalisation illustrée, ainsi que l’effet de la force de retenue et de libération respectivement exercée le long d’un axe conunun (l’axe est représenté dans la figure 3), garantissent en outre une structure extrêmement peu encombrante en comparaison d’une solution avec laquelle le ressort de compression 34, en résumé, est placé à côté de Γ électroaimant 40 dans une configuration fixée unilatéralement et appliquée à l’opposé du levier de mâchoire de frein 24. Tous les éléments structuraux des mécanismes d’entraînement passif et actif 32, 38 sont concentrés le long de Taxe opérationnel commun. L’effet de la force de retenue ou de libération respectivement exercée le long d’un axe commun est une forme particulière de la solution générale proposée ici, conformément à laquelle le mécanisme d’entraînement actif 38 agit dans le même plan que le mécanisme d’entraînement passif 32.

La figure 1 représente déjà une forme de réalisation du dispositif d’actionnement 36 avec des électroaimants 40 comme actionneurs 38 (reconnaissables à la forme cylindrique). Ceux-ci sont montés sur le segment de bras 14 qui est mobile au moyen de la liaison articulée 16. La construction plate du dispositif de blocage 20 avec le dispositif d’actionnement 36 qui le comprend, possible du fait de l’action de la force de retenue et de la force de libération dans le même plan, est ici reconnaissable. Le dispositif d’actionnement 36, dans le cas d’un montage sur le segment de bras 14, peut notamment être entouré par un boîtier non illustré ici.

La figure 5 est une représentation schématique simphfiée destinée à illustrer la conunande des actionneurs 38 d’une liaison articulée 16 et éventuellement d’actionneurs 38 supplémentaires d’une ou plusieurs liaisons articulées 16 supplémentaires entre des segments de bras 14 supplémentaires. La commande du ou de chaque actionneur 38 s’effectue au moyen d’une unité de commande 52. La fonction de l’unité de conunande 52 est définie par un programme de conunande 54 mis en œuvre dans un logiciel, par exemple. Le progranune de commande 54 est chargé dans une mémoire de l’unité de commande 52 et, en fonctionnement, est exécuté par une unité de traitement sous la forme ou du type d’un microprocesseur. Au lieu d’un programme de commande 54 mise en œuvre dans un logiciel ou un microprogramme avec une unité de traitement nécessaire à son exécution, une mise en œuvre sous la forme d’un ASIC, d’un FPGA ou similaire est également envisagée.

Lors du fonctionnement du système de bras porteur 10, l’unité de conunande 52 traite au moins un signal d’entrée 58 pouvant être obtenu de la part d’au moins un élément de commande 56. Par un actionnement de l’élément de commande 56, un utilisateur du système de bras porteur 10 montre son intention de vouloir modifier la position d’au moins un segment de bras 14. Sur réception d’un tel signal d’entrée 58, l’unité de commande 52 génère en conséquence un signal de commande 50 sous le contrôle du programme de commande 54. Le signal de commande 50 agit sur un élément de commutation 60 à commande électrique ou électronique et seulement représenté symboliquement dans la figure. Cette activation provoque, par exemple, une interconnexion d’une alimentation électrique avec un ou plusieurs actionneurs 38. Avec un ou plusieurs électroaimants 40 (eux aussi seulement représentés symboliquement dans la figure) faisant office d’actionneurs 38, la tension produit sous la forme et de la manière connues en elles-mêmes, par le biais de la bobine qui y est comprise, la formation d’un champ magnétique et le champ magnétique provoque la déviation à chaque fois d’un levier de mâchoire de frein 24 et ainsi la libération du blocage d’une liaison articulée 16 respective du système de bras porteur 10.

Comme le suggère à titre d’exemple la représentation de la figure 5, il peut être prévu que deux actionneurs 38 appartenant respectivement à une liaison articulée 16 sont interconnectés par paire de telle sorte qu’une activation d’un élément de commutation 60 individuel provoque l’activation simultanée des actionneurs 38 respectivement associés par paires.

Avec une forme de réalisation du système de bras porteur 10, il peut être prévu qu’exactement deux actionneurs 38 peuvent à chaque fois être activés au moyen d’un élément de commande 56 unique, de sorte que l’élément de commande 56 correspondant permet d’annuler par intermittence le blocage d’exactement une liaison articulée 16. Dans le cas d’un système de bras porteur 10 comprenant une pluralité de liaisons articulées 16 pouvant être bloquées, il existe par conséquent une pluralité correspondante d’éléments de commande 56, de sorte que l’unité de commande 52 traite une pluralité correspondante de signaux d’entrée 58 et, en présence d’un signal d’entrée 58 respectif, génère un signal de commande 50 destiné à activer les actionneurs 38 respectifs, notamment à chaque fois deux actionneurs 38 interconnectés par paire et appartenant à la même liaison articulée 16. Le blocage de chaque liaison articulée 16 peut alors être libéré individuellement et être rétabli lorsque la position cible respectivement souhaitée est atteinte. En variante, dans le cas d’un système de bras porteur 10 comprenant une pluralité de liaisons articulées 16 pouvant être bloquées, une pluralité de signaux de commande 50 peuvent également être générés au moyen d’exactement un élément de commande 56 et sur la base d’un signal d’entrée 58 pouvant être obtenu de leur part au moyen de l’unité de commande 52 et sous le contrôle du programme de commande 54, de sorte qu’un blocage de plusieurs ou de toutes les liaisons articulées 16 comprises dans le système de bras porteur 10 est simultanément libéré, puis rétabli lorsqu’une configuration cible souhaitée du système de bras porteur 10 est atteinte. Avec une forme de réalisation spéciale du système de bras porteur 10, il peut être prévu que celui-ci comprend un ou plusieurs éléments de commande 56 destinés à libérer le blocage à chaque fois exactement une liaison articulée 16 et un ou plusieurs éléments de commande 56 destinés à libérer simultanément plusieurs ou toutes les liaisons articulées 16 du système de bras porteur 10. Les réalisations ci-dessus s’appliquent en conséquence pour les liaisons articulées 16 avec lesquelles il n’existe qu’un seul levier de frein 24 pour le blocage, de sorte que la commande d’un acteur 38 est à chaque fois suffisante pour la libération du blocage.

Les aspects importants individuels de la présente description peuvent, en conclusion, être résumés comme suit : l’invention indique un système de bras porteur 10 ainsi qu’un procédé pour le faire fonctionner, le système de bras porteur 10 comprenant au moins une liaison articulée 16 pouvant être bloquée, un dispositif de blocage 20 associé à la liaison articulée 16 et comprenant un mécanisme d’entraînement passif 32 ainsi qu’un dispositif d’actionnement 36 associé au dispositif de blocage 20 et comprenant un mécanisme d’entraînement actif 38, le mécanisme d’entraînement actif 38 agissant dans le même plan que le mécanisme d’entraînement passif 32.

Les parties, éléments, composants, pièces et moyens suivants de l’invention sont référencés comme suit sur les dessins annexés : 10 Système de bras porteur 12 Avant-bras 14 Segment de bras 16 Articulation / liaison articulée 18 (libre) 20 Dispositif de blocage 22 Élément porteur 24 Levier de mâchoire de frein 26 Tourillon 28 Garniture de frein 30 Axe 32 Mécanisme d’entraînement passif / élément ressort 34 Ressort de compression 36 Dispositif d’actionnement 38 Mécanisme d’entraînement actif / actionneur 40 Électroaimant 42 Noyau 44 Plaquette 46 Portion de tige filetée 48 Écrou 50 Signal de commande 52 Unité de commande 54 Programme de commande 56 Élément de commande 58 Signal d’entrée 60 Élément de commutation

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   1. Système de bras porteur (10) comprenant au moins une liaison articulée (16) pouvant être bloquée, un dispositif de blocage (20) associé à la liaison articulée (16) et comprenant un mécanisme d’entraînement passif (32) ainsi qu’un dispositif d’actionnement (36) associé au dispositif de blocage (20) et comprenant un mécanisme d’entraînement actif (38), caractérisé en ce que le mécanisme d’entraînement actif (38) agit dans le même plan que le mécanisme d’entraînement passif (32).
2. 2. Système de bras porteur (10) selon la revendication 1, le dispositif de blocage (20) comprenant au moins un levier de mâchoire de frein (24) et le mécanisme d’entraînement actif (38) agissant directement sur l’au moins un levier de mâchoire de frein (24).
3. 3. Système de bras porteur (10) selon la revendication 1 ou 2, le mécanisme d’entraînement passif (32) et le mécanisme d’entraînement actif (38) agissant le long d’un axe commun.
4. 4. Système de bras porteur (10) selon la revendication 1, 2 ou 3, au moins un électroaimant (40) associé à une extrémité libre d’un levier de mâchoire de frein (24) faisant office de mécanisme d’entraînement actif (38).
5. 5. Système de bras porteur (10) selon l’une des revendications 1 à 4, au moins un ressort de compression (34) associé à une extrémité libre d’un levier de mâchoire de frein (24) faisant office de mécanisme d’entraînement passif (32).
6. 6. Système de bras porteur (10) selon la revendication 4 et la revendication 5, un ressort de compression (34) qui fait office de mécanisme d’entraînement passif (32) entourant de manière concentrique dans certaines portions un noyau (42) de l’électroaimant (40) qui fait office de mécanisme d’entraînement actif (38).
7. 7. Système de bras porteur (10) selon l’une des revendications précédentes, le dispositif de blocage (20) comprenant deux leviers de mâchoire de frein (24) muni de garnitures de frein (28) se faisant mutuellement face, un mécanisme d’entraînement actif (38) agissant à chaque fois directement sur l’un des deux leviers de mâchoire de frein (24).
8. 8. Appareil médical équipé d’un système de bras porteur (10) selon l’une des revendications précédentes.
9. 9. Procédé pour faire fonctionner un système de bras porteur (10) selon l’une des revendications précédentes, un signal de commande (50) destiné à conunander un élément de commutation (60) étant généré lors d’un actionnement d’un élément de commande (56) et le mécanisme d’entraînement actif (38) du dispositif d’actionnement (36) étant activé au moyen de l’élément de conunutation (60).
10. 10. Procédé selon la revendication 9, un signal d’entrée (58) étant généré lors d’un actionnement de l’élément de commande (56), lequel est traité par une unité de conunande (52) qui, en présence du signal d’entrée (58), génère le signal de conunande (50) destiné à conunander un élément de commutation (60).
11. 11. Procédé selon la revendication 10, l’unité de conunande (52), en présence d’un signal d’entrée (58) provenant exactement d’un élément de commande (56), générant une pluralité de signaux de conunande (50) pour une pluralité d’éléments de commutation (60) et chaque élément de commutation (60) de la pluralité d’éléments de conunutation (60) activant le mécanisme d’entraînement actif (38) correspondant du dispositif d’actionnement (36) d’une parmi plusieurs liaisons articulées (16) du système de bras porteur (10).