FR3061057A1

FR3061057A1 - Ensemble de motorisation apte a deployer une force de traction, mise en œuvre de l'ensemble pour la motorisation d'un bras articule et procede associe

Info

Publication number: FR3061057A1
Application number: FR1663448A
Authority: FR
Inventors: Nicolas DE LUSSY
Original assignee: Push4m
Current assignee: Push4m
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2018-06-29
Anticipated expiration: 2036-12-28
Also published as: FR3061057B1; EP3563002A1; CN110234814A; CN110234814B; US20190321968A1; WO2018122513A1

Abstract

L'invention concerne un bras articulé comportant un premier membre relié par une articulation pivotante autour d'un axe à un deuxième membre, ledit bras articulé étant motorisé par un ensemble de motorisation comportant : - au moins deux dispositifs moteurs, - chaque dispositif moteur étant monté sur le premier membre et comportant une sangle de traction inextensible reliant un point d'attache sur le premier membre à un point d'attache sur le deuxième membre, - chaque dispositif moteur comportant au moins deux moyens pousseurs configurés pour exercer une poussée transversale sur la sangle de traction inextensible, et - un organe de commande apte à faire fonctionner les moyens pousseurs des dispositifs moteurs selon une séquence prédéterminée, la tension exercée sur les sangles inextensibles permettant le pivotement du deuxième membre autour de l'axe.

Description

Titulaire(s) :

PUSH4M Société par actions simplifiée.

O Demande(s) d’extension :

(® Mandataire(s) : IPSIDE.

® ENSEMBLE DE MOTORISATION APTE A DEPLOYER UNE FORCE DE TRACTION, MISE EN OEUVRE DE L'ENSEMBLE POUR LA MOTORISATION D'UN BRAS ARTICULE ET PROCEDE ASSOCIE.

FR 3 061 057 - A1

L'invention concerne un bras articulé comportant un premier membre relié par une articulation pivotante autour d'un axe à un deuxième membre, ledit bras articulé étant motorisé par un ensemble de motorisation comportant:

- au moins deux dispositifs moteurs,

- chaque dispositif moteur étant monté sur le premier membre et comportant une sangle de traction inextensible reliant un point d'attache sur le premier membre à un point d'attache sur le deuxième membre,

- chaque dispositif moteur comportant au moins deux moyens pousseurs configurés pour exercer une poussée transversale sur la sangle de traction inextensible, et

- un organe de commande apte à faire fonctionner les moyens pousseurs des dispositifs moteurs selon une séquence prédéterminée, la tension exercée sur les sangles inextensibles permettant le pivotement du deuxième membre autour de l'axe.

DOMAINE DE L’INVENTION

L’invention s’inscrit dans le domaine des systèmes de motorisation pour bras d’engins de chantier, pour engins de manutention, pour bras articulés industriels, ou encore pour bras robotisés.

L’invention trouve également des applications dans tout autre domaine nécessitant la mise en mouvement d’un bras de levier ou l’application d’une force de traction, par exemple dans le domaine du génie civil ou encore dans le domaine des exosquelettes d’assistance à l’effort et dans le domaine des prothèses et orthèses.

ÉTAT DE L’ART

Il existe de nombreux systèmes permettant la traction d’un câble, par exemple pour soulever une charge par l’intermédiaire d’une poulie. Pour tracter un objet il est nécessaire à ce jour d'appliquer un système moteur entre le point de résistance et l’objet à déplacer. Ces systèmes revêtent de multiples formes mais leur fonctionnement repose le plus souvent soit sur un système à vérin longitudinal soit sur l’utilisation d’un moteur rotatif.

L’utilisation d’un vérin longitudinal pour lever une charge présente l’inconvénient que la puissance ne peut être efficacement fournie que sur une longueur de levage restreint.

L’utilisation d’un moteur rotatif pour lever une charge présente l’inconvénient de fournir un couple de puissance limité.

Par ailleurs, l’art antérieur connaît l’utilisation d’un vérin souple dont le raccourcissement est obtenu en associant un ballon à dilatation multidirectionnelle avec un filet de fibres inextensibles en mailles losange. Dans ce type de système la pression appliquée pour l’augmentation de pression dans le ballon entraîne le raccourcissement du vérin. L’utilisation de ce principe pour le soulèvement direct d’une charge présente l’inconvénient de ne pouvoir lever une charge que sur une longueur de levage restreint.

Dans ces trois cas, pour la mise en mouvement d’une charge, le travail des moteurs doit fournir une force suffisante pour supporter le poids de la charge et son accélération.

Un système permettant la traction d’un câble peut être adapté à la motorisation d’un bras de levier pour la mise en mouvement d’un bras articulé, par fixation de la sangle sur deux membres distincts articulés entre eux. Ces types de bras de leviers appartiennent le plus souvent à la classe des leviers inter-moteurs qui présentent l’inconvénient de nécessiter la mise en oeuvre d’un couple de force supérieur au couple résistant pour mobiliser le levier pivotant à partir de la base du système mécanique. L’utilisation dans ce cas des ces trois types de systèmes précités présente des limitations.

L’utilisation d’un vérin longitudinal sur un bras levier de troisième classe présente l’inconvénient que la puissance ne peut être efficacement fournie que sur un angle de rotation restreint.

L’utilisation d’un moteur rotatif sur un bras levier de troisième classe présente l’inconvénient de fournir un couple de puissance limité.

L’utilisation d’un vérin souple dont le raccourcissement est obtenu en associant un ballon à dilatation multidirectionnelle avec un filet de fibres inextensibles en mailles losange peut être exploité pour le soulèvement d’une charge par un bras articulé. En effet, sous l’action d’une augmentation de pression interne le losange se déforme en raccourcissant sa longueur qui produit une force longitudinale de traction, subit en réaction une force compressive transversale multiple de la force appliquée. Par conséquent, le vérin souple provoque un déplacement non linéaire, très rapide au démarrage et lent à la fin, et la puissance du vérin décroît au fur et à mesure de sa prise de volume.

Un objet de l’invention est de remédier au moins en partie aux limitations précitées de l’art antérieur en offrant une mobilisation du levier d’au moins cent-trente degrés de rotation à partir du pivot et requérant une faible dépense énergétique quelque soit la position de la base portant le bras de levier.

EXPOSÉ DE L’INVENTION

Une mise en oeuvre particulièrement avantageuse de l’invention concerne le soulèvement d’une charge par un bras de levier. Ainsi, selon un premier aspect, l’invention concerne un bras articulé comportant un premier membre relié par une articulation, pivotante autour d’un axe, à un deuxième membre, motorisé par un ensemble de motorisation comportant :

- au moins deux dispositifs moteurs,

- chaque dispositif moteur étant monté sur le premier membre et comportant une sangle de traction inextensible reliant un premier point d’attache à un deuxième point d’attache,

- un organe de commande apte à faire fonctionner les moyens pousseurs des dispositifs moteurs selon une séquence prédéterminée, la tension exercée sur les sangles inextensibles permettant le pivotement du deuxième membre autour de l’axe.

Ainsi, en faisant coopérer deux dispositifs moteurs, l’invention propose une motorisation qui se décharge de la reprise de la charge sur sa résistance interne et n'a à fournir que l'accélération positive de la charge.

L’invention permet aussi l’arrêt du mouvement à volonté, la modification de la charge sans réaction de repli et le retour passif du système sans charge.

Dans des modes de réalisation, au moins un dispositif moteur met en oeuvre un moyen pousseur dit de force qui comporte un vérin configuré pour exercer une force transversale sur une portion étroite de la sangle de traction inextensible de sorte que l’angle entre la sangle de traction inextensible au repos et la sangle de traction déplacé par le moyen pousseur dit de force puisse au moins passer de zéro degrés à quinze degrés.

Grâce à ces dispositions, la force imposée par le moyen pousseur dit de force sur la sangle de traction inextensible est appliquée de manière optimale pour permettre le pivotement d’un bras de levier.

Dans des modes de réalisation, au moins un dispositif moteur met en oeuvre un moyen pousseur dit d’amplitude qui comporte une pluralité de vérins configurés pour exercer une poussée transversale sur une étendue large de la sangle de traction inextensible.

Grâce à ces dispositions, la force imposée par le moyen pousseur dit d’amplitude sur la sangle de traction inextensible est appliquée de manière optimale pour permettre la déformation de la sangle afin de conserver en tension la sangle de traction inextensible après pivotement du bras de levier. Par la suite la détente de la sangle lors du pivotement du bras de levier sera nommé gain d'amplitude.

En couplant deux moyens pousseurs, l’un dit de force et l’autre dit d’amplitude, l’invention corrige une difficulté liée à la transformation énergétique de force transversale en force longitudinale.

Dans des modes de réalisation, le point d’attache du deuxième membre est positionné à une distance de l’articulation inférieure à 20% de la longueur du deuxième membre.

Un tel placement du point d’attache, avantageux dans certaines situations, est permis par le bras articulé objet de l’invention alors qu’il est n’est possible dans les solutions de l’art antérieur qu’au prix de performance très insatisfaisantes.

Dans des modes de réalisation, au moins un dispositif moteur comporte un système tenseur configuré pour tendre la sangle de traction en appui sur un moyen pousseur.

Grâce à ces dispositions, la sangle de traction peut être raidie sur un moyen pousseur, en particulier sur le moyen pousseur dit d’amplitude, ce qui optimise la consommation d’énergie de l’ensemble mécanique pour la conservation du gain d'amplitude.

Dans des modes de réalisation, le système tenseur comporte au moins une sangle liée à la sangle de traction par deux attaches coulissantes.

Grâce à ces dispositions, le système tenseur permet la mise en tension de la sangle de traction pour éviter de sur-dimensionner le moyen pousseur dit d’amplitude.

Dans des modes de réalisation, au moins un dispositif moteur comporte une poulie arrangée de sorte à replier la sangle de traction sur elle-même en forme de « U » sur une portion de sa longueur.

Grâce à ces dispositions, l’encombrement du dispositif moteur est largement réduit.

Dans des modes de réalisation, la poussée transversale exercée par l’un au moins des moyens pousseurs est exercée par un ou plusieurs vérins, la poussée des vérins s’exerçant sur une sangle, plus le nombre de vérin est important, plus la surface d’appui est grande. La pression à injecter est donc moins forte pour obtenir la poussée souhaitée. Cela s’applique particulièrement au moyen de pousseur dit d’amplitude.

Dans des modes de réalisation, un vérin comporte un moyen de blocage du type crémaillère, butée, frein, clapet ou vanne.

Grâce à ces dispositions, les vérins sont bloqués sur une position souhaitée d’extension du piston, ce par exemple pour maintenir la sangle de traction en tension sans dépense supplémentaire d’énergie.

Dans des modes de réalisation, le bras articulé selon l’invention comporte un ensemble de motorisation supplémentaire permettant le pivotement du deuxième membre autour de l’axe dans le sens de rotation opposé.

Grâce à ces dispositions, le bras articulé peut être déplacé dans une direction et dans l’autre sur un même plan autour d’un axe de rotation, et ce sans assistance de la force de gravité.

Dans des modes de réalisation, le premier et le deuxième membre sont articulés par une liaison pivot et le bras articulé comporte au moins trois ensembles de motorisation disposés en triangle tout autour du premier membre, permettant le pivotement du deuxième membre dans toutes les directions.

Grâce à ces dispositions, le bras articulé peut être déplacé dans toutes les directions.

Dans des modes de réalisation, le bras articulé comporte une pluralité de dispositifs moteurs raccordés en série, la sangle de traction de chaque dispositif moteur étant solidaire de la sangle de traction du dispositif moteur suivant par un point d’accrochage commun.

Grâce à ces dispositions, la traction par sangle actionnée par un ensemble moteur selon l’invention est multipliée en série afin de produire un déplacement contrôlé de charge en bout de sangle de traction, ou d’un câble portant une charge positionnée à l’extrémité du dernier membre, avec une faible dépense énergétique.

Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un procédé de levage d’une charge par un bras articulé, lequel comporte un premier membre articulé à un deuxième membre, par un ensemble de motorisation piloté par un organe de commande et comportant un premier dispositif moteur et un deuxième dispositif moteur, ledit procédé de levage comportant les étapes suivantes :

- une traction sur une première sangle de traction inextensible reliant un point d’attache sur le premier membre à un point d’attache sur le deuxième membre, et

- une traction sur une deuxième sangle de traction inextensible reliant un point d’attache sur le premier membre à un point d’attache sur le deuxième membre, l’une au moins des étapes de tractions mettant en oeuvre une poussée transversale sur une sangle de traction et les étapes de tractions étant répétées jusqu'à élévation du deuxième membre à une hauteur souhaitée.

Avantageusement, selon le procédé objet de l’invention, un premier dispositif moteur lié à une première sangle de traction et un deuxième dispositif moteur lié à une deuxième sangle de traction coopèrent pour exercer une force de traction dans le but de lever une charge ou de mettre en mouvement un bras de levier. Les deux dispositifs moteurs fonctionnant en séquence. On considère dans l’exemple ci-après l’amplitude de déploiement d’un bras articulé.

Par exemple, si l’on considère un état de l’ensemble moteur dans lequel les sangles de traction d’un premier et d’un deuxième dispositif moteurs sont sous tension :

- l’application d’une force transversale sur la première sangle par le moyen pousseur dit de force du premier dispositif moteur permet un gain d’amplitude et donc la détente de la deuxième sangle,

- la tension sur la deuxième sangle est reprise par l’application d’une force transversale par le moyen pousseur dit d’amplitude sur le deuxième dispositif moteur.

L'équilibrage de la tension de la sangle inextensible du deuxième dispositif moteur est effectué par la mise sous basse pression de son système tenseur. Une fois les équilibres d'amplitude et de forces atteints, la position est imposée par les deux systèmes indifféremment.

Par la suite, la mise en route sous basse pression du moyen pousseur dit de force du second moteur pourra produire de la force de traction provoquant la détente de la sangle inextensible du premier dispositif moteur pour permettre la réinitialisation des moyens pousseurs dit de force et du système tenseur.

Grâce à ces dispositions, le système pousseur transversal dit d'amplitude peut être actionné à basse pression pour reprendre les gains successifs d'amplitude.

Grâce à ces dispositions, le système pousseur transversal dit de force peut être actionné sous basse pression pour imposer une force maximale sur la sangle inextensible pour produire la puissance du couple moteur.

Grâce à ces dispositions, le système tenseur peut être actionné sous basse pression pour imposer un équilibrage de tension entre les deux sangles inextensibles des deux moteurs couplés pour produire le transfert de charge entre les deux moteurs sans perte de force ni d'amplitude.

Grâce à ces dispositions, ce transfert de charge entre deux moteurs permet l'optimisation des dépenses énergétiques.

Dans des modes de réalisation, le procédé objet de l’invention comporte en outre une mise en tension par un système tenseur de la sangle de traction, en appui sur un moyen pousseur.

Dans des modes de réalisation, au moins une étape de traction comporte, en séquence, les étapes suivantes :

- un relâchement de la tension exercée sur la sangle de traction par un moyen pousseur dit de force et un relâchement de la tension exercée par le système tenseur,

- une mise en tension de la sangle de traction par poussée transversale d’un moyen pousseur dit d’amplitude,

- une mise en tension de la sangle de traction, en appui sur un moyen pousseur, par un système tenseur,

- une mise en tension de la sangle de traction par poussée transversale d’un moyen pousseur dit de force, et

- un contrôle de l’élévation du deuxième membre.

Dans des modes de réalisation, le procédé objet de l’invention comporte en outre une initialisation selon les étapes suivantes :

- une mise en tension par les moyens pousseurs dit d’amplitude du premier dispositif moteur et du deuxième dispositif moteur,

- un contrôle de l’élévation du deuxième membre, et

- une mise en tension de la sangle de traction du deuxième dispositif moteur par poussée transversale du moyen pousseur dit de force. D’autres avantages, buts et caractéristiques du procédé de levage objet de l’invention étant les mêmes que ceux du bras articulé objet de l’invention ils ne sont pas rappelés ici.

Selon un troisième aspect, l’invention concerne un système de traction d’une charge comportant :

- au moins deux dispositifs moteurs,

- chaque dispositif moteur étant monté sur le premier membre et comportant une sangle de traction inextensible reliant un point d’attache sur le premier membre à un point d’attache sur le deuxième membre,

- chaque dispositif moteur comportant au moins deux moyens pousseurs configurés pour exercer une poussée transversale sur la sangle de traction, et

- un organe de commande apte à faire fonctionner les moyens pousseurs des dispositifs moteurs selon une séquence prédéterminée, la tension exercée sur les sangles permettant le déplacement de la charge.

PRÉSENTATION DES FIGURES

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures dans lesquelles :

- la figure 1 représente, schématiquement et en vue perspective trois-quarts de face, un mode de réalisation particulier d’un dispositif moteur d’un bras articulé selon l’invention,

- la figure 2 représente, schématiquement et en vue perspective trois-quarts arrière, le dispositif moteur de la figure 1,

- la figure 3 représente, schématiquement et en vue perspective trois-quarts un mode de réalisation d’un ensemble moteur comportant deux dispositifs moteur,

- la figure 4 représente, schématiquement et en vue perspective, un mode de réalisation particulier d’un bras articulé selon l’invention qui comporte deux ensembles moteurs,

- la figure 5 représente, schématiquement et en vue de coté, un mode de réalisation particulier d’un bras articulé selon l’invention, et

- la figure 6 représente, sous forme de logigramme, un procédé particulier de mise en oeuvre d’un bras articulé selon l’invention.

DESCRIPTION D’UN MODE DE RÉALISATION DE L’INVENTION

On observe en figure 5 un bras articulé 10 comportant un premier membre 103 relié par une articulation pivotante selon un axe 500 à un deuxième membre 104. Le bras articulé 10 est motorisé par un ensemble de motorisation comportant deux dispositifs moteurs. Lesdits dispositifs moteurs sont montés sur le premier membre 103 et comportent chacun une sangle de traction inextensible reliant le premier membre 103 au deuxième membre 104, la tension exercée sur les sangles inextensibles permet le pivotement du deuxième membre autour de l’axe 500.

Le bras articulé 10 comporte en outre un organe de commande (non représenté) apte à faire fonctionner les dispositifs moteurs selon une séquence prédéterminée.

Il est utile de noter à ce stade que la description du dispositif moteur 101 peut aussi bien décrire d’autres dispositifs moteurs portés par le bras articulé 10, directement ou par homothétie, par exemple par symétrie axiale ou symétrie centrale.

Le dispositif moteur 101 comporte une sangle 105 de traction inextensible reliant un point d’attache 108 à un point d’attache 109. La sangle 105 est un bandeau souple et résistant, similaire à une courroie de transmission.

Dans d’autres modes de réalisation la sangle peut être un câble, un filin, une chaîne ou tout autre élément similaire connu.

La sangle de traction 105 est fixée au point d’attache 108. La sangle traverse un passant monté sur le support 163 porté par le deuxième membre 104 et un passant monté sur le support 161 porté par le premier membre 103.

Les passants des supports 161 et 163 peuvent être constitués par un simple trou passant dont la surface interne présente un coefficient de friction faible avec la sangle 105 ou bien encore comporter un roulement à bille.

La sangle 105 de traction continue sa course jusqu’à la poulie 160. La longueur de sangle s’étendant du passant du support 161 à la poulie 160 forme un premier segment. Une portion étroite dudit premier segment de sangle repose sur le piston 111 (voir figure 1) d’un moyen pousseur 110 dit de force. La sangle 105 est enroulée en spirales plusieurs fois autour de la poulie 160 de sorte que la sangle 105 se décale le long de la poulie à chaque spire. La sangle continue ensuite sa course, suivant un second segment décalé et parallèle au premier jusqu’à la poulie 170. La sangle est ainsi disposée, sur une partie de sa longueur, selon la forme d’un « U >>. Entre la poulie 160 et la poulie 170 la sangle est passée dans deux passants formé par deux lumière pratiquées dans les deux coulisseaux 135 et 136. Une portion large du second segment de sangle repose sur un moyen pousseur dit d’amplitude 120. La sangle 105 continu ensuite sa course de sorte à traverser un second passant porté par le support 161, puis un second passant porté par le support 163, l’extrémité de la sangle 105 est enfin fixée au point d’attache 109.

Avantageusement, la poulie 160 est montée sur un bras pivotant 171 lui-même monté par une liaison pivot dans une base 172 en forme de « V ». Au moins un ressort (non représentés) relie chaque branche du « V » de la base 172 au bras pivotant 171 de sorte que, en l’absence de tension sur la sangle 105 le bras pivotant 171 occupe une position de repos déterminée par la raideur desdits ressorts. Préférentiellement la position de repos du bras pivotant 171 est en butée, ou affleurant, sur une surface oblique 173 de la base en « V » 172.

Il est utile à ce stade de préciser que, afin de faciliter la compréhension des dessins, les sangles de traction et sangles du système tenseur ne sont pas représentés sur les figures 1 à 4.

On observe en figures 1 et 2, un mode de réalisation particulier d’un dispositif moteur 101 d’un bras articulé selon l’invention. Le dispositif moteur 101 comporte deux moyens pousseurs 110 et 120 configurés pour exercer une poussée transversale sur la sangle de traction. Le dispositif moteur 101 comporte en outre un système tenseur.

Le moyen pousseur 110 dit de force comporte un vérin unique configuré pour exercer une force transversale orientée vers le haut sur une portion étroite de la sangle 105. La sangle étant arrangée de sorte que l’angle entre la sangle au repos et la sangle déplacée par l’extension du moyen pousseur dit de force puisse au moins passer de zéro à au moins quinze degrés.

Le moyen pousseur 120 dit d’amplitude comporte cinq vérins 121, 122,

123, 124, 125 disposés en ligne. En se déployant, le piston de chacun de ces cinq vérins s’appuie sur un bloc 127 de forme sensiblement rectangulaire sur lequel repose la sangle 105. Le bloc 127 comporte à ses deux extrémités 128 et 129 une ou plusieurs saillies qui coopèrent avec un rail formé dans les glissières 137 et 138 pour permettre le coulissement. Le bloc 127 dispose ainsi d’un unique degré de liberté en translation verticale. Le moyen pousseur 120 dit d’amplitude est configuré pour exercer une force en déployant les vérins 121, 122, 123, 124 et 125. La force, retransmise par le bloc 127, orientée vers le haut déforme la sangle 105 en forme de trapèze contraint à ses deux extrémités par la poulie 160 et la poulie 170. La déformation de la sangle de traction 105 se fait en conservant une large zone centrale, correspondant à la longueur du bloc 127, parallèle à l’axe longitudinal de la sangle de traction 105 au repos.

Le système tenseur comporte deux vérins 131 et 132, deux sangles, deux coulisseaux 135 et 136 et deux glissières 137 et 138. Les coulisseaux 135 et 136 prennent appuis sur la face supérieure de la sangle de traction 105. Les deux coulisseaux 135 et 136 sont respectivement montés coulissants dans les glissières 137 et 138. Chaque extrémité 129, 128 du bloc 127 comporte un prolongement, respectivement, 142, 144, en trapèze dont la base est montée dans les glissières, respectivement, 138 et 137, et s’étend vers l’extérieur orthogonalement au bloc 127.

Le prolongement 142 est monté coulissant dans la glissière 138. De manière équivalente par symétrie, le prolongement 144 est monté coulissant dans la glissière 137.

Les prolongements 142 et 144 forment des saillies en forme de tiges sur un coté du bloc 127 (voir figure 5). Une portion étroite de la sangle 133 est en contact sur sa surface supérieure avec le piston du vérin 131. Le vérin 131 est configuré pour exercer une force orientée perpendiculairement à la sangle 133 et dirigée vers le bas.

Symétriquement, sur l’autre coté du bloc 127, les prolongements 142 et 144 forment des saillies en forme de tiges. Une portion étroite de ladite sangle lie les coulisseaux en se reflétant sur les tige142 et 144 et est en contact sur sa surface supérieure avec le piston du vérin 132. Le vérin 132 est configuré pour exercer une force orienté perpendiculairement à la sangle du système tenseur (non représentée) et dirigée vers le bas.

En déployant les vérins 131 et 132 le système tenseur applique une force orientée vers le bas transmise à la sangle de traction 105 par l’intermédiaire des coulisseaux 135 et 136. La force appliquée par le système tenseur contribue à assurer la rigidité de la sangle 105 à moindre dépense énergétique.

Avantageusement la force de pression appliquée par les vérins 131 et 132 est similaire.

Dans des modes de réalisation, une extension du piston 123 à travers la lumière 139 vient aider ce système par une déformation transversale de zéro à au moins quinze degrés de la sangle 105.

Dans des modes de réalisation, la force appliquée par les vérins du système tenseur est commandée en fonction de l’information relevée par un capteur configuré pour mesurer une valeur représentative d’un état de la sangle de traction, par exemple la force de tension qui lui est appliquée. Dans d’autres modes de réalisation la force appliquée par les vérins du système tenseur est commandée en fonction de l’information relevée par un capteur configuré pour mesurer un état du moyen pousseur 120 dit d’amplitude.

Dans des modes de réalisation, un ressort relie le coulisseau 136 à une extrémité de la glissière 138. Similairement, un ressort relie le coulisseau 135 à une extrémité de la glissière 137. En l’absence de contraintes importantes sur les coulisseaux les ressorts permettent un retour passif des coulisseaux vers leurs positions initiales.

Dans des modes de réalisation, une lumière 139 est pratiquée dans le bloc 127 de sorte à permettre au vérin 123 de traverser le bloc. Ce mode de réalisation est la mise en oeuvre d’une alternative simplifiée du système tenseur, il peut également être utilisé en combinaison avec le système tenseur.

Dans ce mode de réalisation le piston du vérin 123 pourra ou bien rester à la même hauteur que les pistons des vérins 121, 122, 124, 125 ou bien être utilisé comme système tenseur secondaire en exerçant une poussée solitaire après la poussée d’amplitude. Son action déformera alors la sangle inextensible pour assurer la nécessaire rigidité de la sangle inextensible.

Les vérins 110, 121, 122, 123, 124, 125, 131 et 132 peuvent être de toute nature. Par exemple il peut s’agir de vérin du type hydraulique, vis-écrou ou électrique. Des vérins du type pneumatique systèmes peuvent également êtres mis en œuvre, ils sont particulièrement adaptés pour des applications requérant une faible charge et une exécution rapide.

Les vérins 110, 121, 122, 123, 124, 125, 131 et 132 peuvent également être substitués par tout autre mécanisme apte à exercer une force sur la sangle 105 ou l’un des sangle du système tenseur et ayant la capacité de reprendre de forte charge retour.

Dans des modes de réalisation, un vérin comporte un moyen de blocage du type crémaillère, butée ou frein. Le blocage d’un vérin utilisant un fluide est quant à lui inhérent à l’arrêt de l’injection de liquide

Dans des modes de réalisation, chaque vérin est associé à un système de retour élastique comportant par exemple un ressort spiralé ou une aspiration rapide du fluide dans le cas d’un vérin hydraulique.

On observe en figure 3 un ensemble moteur 100 comportant deux dispositifs moteur 101 et 102 précédemment décrits.

DESCRIPTION D’UN EXEMPLE DE FONCTIONNEMENT DE L’INVENTION

On observe en figure 6, un logigramme illustrant un exemple de procédé 40 de levage d’une charge par un bras articulé, lequel comporte un premier membre articulé à un deuxième membre. Le levage est réalisé par un ensemble de motorisation piloté par un organe de commande et comportant un premier dispositif moteur et un deuxième dispositif moteur. Le procédé 40 de levage comporte les étapes suivantes :

- une traction 50 sur une première sangle de traction inextensible reliant un point d’attache sur le premier membre à un point d’attache sur le deuxième membre,

- une traction 60 sur une deuxième sangle de traction inextensible reliant un point d’attache sur le premier membre à un point d’attache sur le deuxième membre,

L’une au moins des étapes de tractions 50, 60 mettant en œuvre une poussée transversale sur une sangle de traction et les étapes de tractions

50, 60 étant répétée jusqu'à élévation du deuxième membre à une hauteur souhaitée.

Dans des modes de réalisation, le procédé de levage d’une charge par un bras articulé selon l’invention comporte en outre une étape de mise en tension par un système tenseur de la sangle de traction, en appui sur un moyen pousseur.

Dans des modes de réalisation, au moins une étape de traction 50, 60 comporte, en séquence, les étapes suivantes :

- un relâchement 505, 605 de la tension exercée sur la sangle de traction par un moyen pousseur dit de force et un relâchement 510, 610 de la tension exercée par le système tenseur,

- une mise en tension 515, 615 de la sangle de traction par poussée transversale d’un moyen pousseur dit d’amplitude,

- une mise en tension 520, 620 de la sangle de traction, en appui sur un moyen pousseur, par un système tenseur,

- une mise en tension 525, 625 de la sangle de traction par poussée transversale d’un moyen pousseur dit de force, et

- un contrôle 530, 630 de l’élévation du deuxième membre.

Dans des modes de réalisation, le procédé de levage d’une charge par un bras articulé selon l’invention comporte en outre une étape préalable comprenant les étapes suivantes :

- une mise en tension 405 par les moyens pousseurs dit d’amplitude du premier dispositif moteur et du deuxième dispositif moteur,

- un contrôle 410 de l’élévation du deuxième membre, et

- une mise en tension 415 de la sangle de traction du deuxième dispositif moteur par poussée transversale du moyen pousseur dit de force.

VARIANTES DE RÉALISATION DE L’INVENTION

Dans des modes de réalisation, la sangle 105 comporte une bande élastique (non représentée) attachée en deux points de sa longueur de sorte que la sangle se replie sur elle-même en accordéon au repos. En revanche, quand la sangle est en tension, la bande élastique est étirée sans gêner le rôle de la sangle inextensible.

Quand la sangle 105 est détendue la bande élastique permet le plissement de la sangle inextensible de sorte à éviter que celle-ci ne se détende dans le mécanisme moteur, cela permet aussi la tenue du bras de levier dans une rigidité grâce à la raideur élastique configurée à la non charge.

On observe en figure 4, un mode de réalisation dans lequel le bras articulé 10 comporte un ensemble de motorisation 200 supplémentaire monté en miroir de l’ensemble de motorisation 100 sur le membre 103 de sorte à motoriser le pivotement du deuxième membre autour de l’axe 500 dans les deux sens de rotation.

Dans des modes de réalisation, trois ensembles de motorisation 100 sont disposés en triangle tout autour du premier membre. Ce mode de réalisation permet le pivotement du deuxième membre dans toutes les directions. Dans ce mode de réalisation une liaison rotule autorisant trois degrés de liberté en rotation lie le premier et le second membre.

Dans des modes de réalisation, six ensembles de motorisation 100 sont disposés en hexagone tout autour du premier membre. Ce mode de réalisation permet le pivotement du deuxième membre dans toutes les directions avec un contrôle plus fin que le mode de réalisation précédant. Dans ce mode de réalisation une liaison rotule autorisant trois degrés de liberté en rotation lie premier et le second membre.

Dans des modes de réalisation, une pluralité de dispositifs moteurs sont raccordés en série, la sangle de traction de chaque dispositif moteur étant solidaire de la sangle de traction du dispositif moteur suivant par un point d’accrochage commun. Plus précisément, si on se réfère à la figure 5, deux ensembles moteurs peuvent être reliés entre eux. L’ensemble moteur aval a alors sa poulie postérieure montée sur un bras pivot, point terminal de la sangle de l’ensemble moteur amont. La sangle du système amont peut être fixée sur le bras pivot 171 de manière similaire à la fixation la sangle 105 aux points d’attaches 108 et 109. Le bras pivot 171 peut reculer sous l’action de l’ensemble moteur amont et donc tendre la sangle de l’ensemble moteur aval.

Sans action de l’ensemble moteur amont, le pivot est maintenu en butée oblique coté aval par un ressort spirale (non représenté).

Claims

REVENDICATIONS

1 - Bras articulé (10) comportant un premier membre relié par une articulation pivotante selon un axe 500 à un deuxième membre, caractérisé en ce qu’il est motorisé par un ensemble de motorisation (100) comportant :

- au moins deux dispositifs moteurs (101,102),

- chaque dispositif moteur étant monté sur le premier membre et comportant une sangle de traction (105) inextensible reliant un premier point d’attache (108) à un deuxième point d’attache (109),

- chaque dispositif moteur comportant au moins deux moyens pousseurs (110, 120) configurés pour exercer une poussée transversale sur la sangle de traction, et

- un organe de commande apte à faire fonctionner les moyens pousseurs des dispositifs moteurs selon une séquence prédéterminée, la tension exercée sur les sangles inextensibles permettant le pivotement du deuxième membre autour de l’axe 500.
2 - Bras articulé (10) selon la revendication précédente, dans lequel au moins un dispositif moteur (101, 102) met en oeuvre un moyen pousseur (110) dit de force qui comporte un vérin configuré pour exercer une force transversale sur une portion étroite de la sangle de traction (105), ladite sangle étant arrangée de sorte que l’angle entre la sangle de traction au repos et la sangle de traction déplacée par le moyen pousseur dit de force puisse varier de zéro à au moins quinze degrés.
3 - Bras articulé (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un dispositif moteur (101, 102) met en oeuvre un moyen pousseur (120) dit d’amplitude qui comporte une pluralité de vérins (121, 122, 123, 124, 125) configurés pour exercer une poussée transversale sur une étendue large de la sangle de traction (105).
4 - Bras articulé (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le point d’attache (108) du deuxième membre est positionné à une distance de l’articulation inférieure à vingt pourcent de la longueur du deuxième membre.
5 - Bras articulé (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un dispositif moteur (101, 102) comporte un système tenseur configuré pour tendre la sangle de traction (105) en appui sur un moyen pousseur.
6- Bras articulé (10) selon la revendication précédente, dans lequel le système tenseur comporte une sangle (135) apte à exercer une force sur la sangle de traction (105) par l’intermédiaire de deux attaches coulissantes (135, 136).
7 - Bras articulé (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins un dispositif moteur (101, 102) comporte une poulie arrangée de sorte à replier la sangle de traction (105) sur elle-même en forme de « U >> sur une portion de sa longueur.
8 - Bras articulé (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la poussée transversale exercée par l’un au moins des moyens pousseurs est exercé par un ou plusieurs vérins.
9 - Bras articulé (10) selon la revendication précédente, dans lequel au moins un vérin comporte un moyen de blocage du type crémaillère, butée, frein, clapet ou vanne.
10-Bras articulé (10) selon l'une des revendications précédentes, qui comporte un ensemble de motorisation supplémentaire permettant le pivotement du deuxième membre autour de l’axe 500 dans le sens de rotation opposé.
11 - Bras articulé (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier et le deuxième membre sont articulés par une liaison pivot et qui comporte au moins trois ensembles de motorisation (100) disposés en triangle tout autour du premier membre permettant le pivotement du deuxième membre dans toutes les directions.
12-Bras articulé (10) selon l'une des revendications précédentes, qui comporte une pluralité de dispositifs moteurs raccordés en série, la sangle de traction inextensible de chaque dispositif moteur étant solidaire de la sangle de traction inextensible du dispositif moteur suivant par un point d’accrochage commun.
13 - Procédé (40) de levage d’une charge par un bras articulé, lequel comporte un premier membre articulé à un deuxième membre, par un ensemble de motorisation (100) piloté par un organe de commande et comportant un premier dispositif moteur et un deuxième dispositif moteur, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :

une traction (50) sur une première sangle de traction inextensible reliant un point d’attache sur le premier membre à un point d’attache sur le deuxième membre, une traction (60) sur une deuxième sangle de traction inextensible reliant un point d’attache sur le premier membre à un point d’attache sur le deuxième membre, l’une au moins des étapes de traction mettant en oeuvre une poussée transversale sur une sangle de traction et les étapes de tractions (50, 60) étant répétées jusqu'à élévation du deuxième membre à une hauteur souhaitée.
14-Procédé de levage d’une charge par un bras articulé selon la revendication 13, qui comporte en outre une mise en tension par un système tenseur de la sangle inextensible de traction, en appui sur un moyen pousseur.
15 - Procédé (40) de levage d’une charge par un bras articulé selon l’une des revendications 13 à 14 dans lequel au moins une étape de traction (50, 60) comporte, en séquence, les étapes suivantes :

un relâchement (505, 605) de la tension exercée sur la sangle inextensible de traction par un moyen pousseur dit de force et un relâchement (510, 610) de la tension exercée par le système tenseur, une mise en tension (515, 615) de la sangle inextensible de traction par poussée transversale d’un moyen pousseur dit d’amplitude, une mise en tension (520, 620) de la sangle inextensible de traction, en appui sur un moyen pousseur, par un système tenseur, une mise en tension (525, 625) de la sangle inextensible de traction par poussée transversale d’un moyen pousseur dit de force, et un contrôle (530, 630) de l’élévation du deuxième membre.
16 - Procédé (40) de levage d’une charge par un bras articulé selon l’une des revendications 13 à 15 qui comporte en outre une étape préalable comprenant les étapes suivantes :

une mise en tension (405) par les moyens pousseurs dit d’amplitude du premier dispositif moteur et du deuxième dispositif moteur, un contrôle (410) de l’élévation du deuxième membre, et une mise en tension (415) de la sangle inextensible de traction du deuxième dispositif moteur par poussée transversale du moyen pousseur dit de force.