FR3087693A1 - GRIPPER WITH INTERNAL FLEXIBLE SUPPLY HOSE - Google Patents
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Abstract
Dispositif de préhension d'objets (1), ledit dispositif (1) comprenant : un support (3) avec un premier passage (3A) pour fluide, une membrane (7) attachée au support (3) et formant une enceinte (9) déformable et fermée en communication avec le premier passage (3A), un matériau granuleux (9A) disposé dans l'enceinte (9), le fluide pouvant être injecté et expulsé de l'enceinte (9) par le premier passage (3A), et une ventouse (13) rattachée à une portion (7B) de la membrane (7) opposée au support (3), le dispositif (1) comprenant, en outre : un tuyau flexible (15), dans l'enceinte (9), reliant un deuxième passage (3B) pour fluide (5) sur le support (3) avec la ventouse (13), de manière à pouvoir commander la ventouse (13) depuis le support (3). Device for gripping objects (1), said device (1) comprising: a support (3) with a first passage (3A) for fluid, a membrane (7) attached to the support (3) and forming an enclosure (9) deformable and closed in communication with the first passage (3A), a granular material (9A) disposed in the enclosure (9), the fluid being able to be injected and expelled from the enclosure (9) via the first passage (3A), and a suction cup (13) attached to a portion (7B) of the membrane (7) opposite the support (3), the device (1) further comprising: a flexible pipe (15), in the enclosure (9) , connecting a second passage (3B) for fluid (5) on the support (3) with the suction cup (13), so as to be able to control the suction cup (13) from the support (3).
Description
PREHENSEUR AVEC TUYAU FLEXIBLE INTERNE D'ALIMENTATION L'invention a trait au domaine de la préhension d'objets en vue de leur manutention, plus particulièrement à la préhension d'objets lors du montage de véhicules automobiles.The invention relates to the field of gripping objects with a view to their handling, more particularly to gripping objects during the assembly of motor vehicles.
II existe de nombreux dispositifs de préhension qui fonctionnent entre autres par électromagnétisme, par dépression, ou plus simplement par utilisation de pinces de serrage.There are many gripping devices which operate, inter alia, by electromagnetism, by vacuum, or more simply by using collets.
Ces dispositifs servent notamment à faciliter la manutention d'une pièce, en particulier une pièce métallique, lors de sa fabrication, de sa mise en forme ou de son montage sur un véhicule automobile.These devices serve in particular to facilitate the handling of a part, in particular a metal part, during its manufacture, its shaping or its assembly on a motor vehicle.
Le document de brevet publié FR 3 051 701 Al divulgue un dispositif de préhension d'objets.The published patent document FR 3 051 701 A1 discloses a device for gripping objects.
Ce dispositif comprend un support auquel est rattachée une membrane souple, la membrane formant une enceinte déformable contenant un matériau granuleux.This device comprises a support to which is attached a flexible membrane, the membrane forming a deformable enclosure containing a granular material.
Un fluide peut également être injecté ou expulsé de la membrane par des passages situés dans le support.A fluid can also be injected or expelled from the membrane through passages located in the support.
Ce dispositif comprend en outre une ventouse rattachée à la membrane du côté opposé au support, la ventouse permettant d'adhérer à des objets.This device further comprises a suction cup attached to the membrane on the side opposite the support, the suction cup making it possible to adhere to objects.
Ce dispositif présente l'inconvénient d'être encombrant du fait de la présence du tuyau d'alimentation de la ventouse, qui peut parfois interférer avec des éléments avoisinants.This device has the drawback of being bulky due to the presence of the suction cup supply pipe, which can sometimes interfere with neighboring elements.
De plus, ce tuyau génère un effort parasite sur la ventouse, qui est alors susceptible de modifier négativement l'orientation de la ventouse.In addition, this pipe generates a parasitic force on the suction cup, which is then liable to negatively modify the orientation of the suction cup.
L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné.The object of the invention is to overcome at least one of the drawbacks of the above-mentioned state of the art.
Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de s'acquitter des inconvénients causés par le tuyau latéral d'alimentation en vide de la ventouse.More particularly, the object of the invention is to overcome the drawbacks caused by the lateral vacuum supply pipe of the suction cup.
L'invention a pour objet un dispositif de préhension d'objets, ledit dispositif comprenant : un support avec un premier passage pour fluide, une membrane attachée au support et formant une enceinte déformable et fermée en communication avec le premier passage, un matériau granuleux disposé dans l'enceinte, le fluide pouvant être injecté et expulsé de l'enceinte par le premier passage, et une ventouse rattachée à une portion de la membrane opposée au support, remarquable en ce que le dispositif comprend, en outre : un tuyau flexible, dans l'enceinte, reliant un 2 deuxième passage pour fluide sur le support avec la ventouse, de manière à pouvoir commander la ventouse depuis le support.The subject of the invention is a device for gripping objects, said device comprising: a support with a first passage for fluid, a membrane attached to the support and forming a deformable and closed enclosure in communication with the first passage, a granular material arranged in the enclosure, the fluid being able to be injected and expelled from the enclosure through the first passage, and a suction cup attached to a portion of the membrane opposite the support, remarkable in that the device further comprises: a flexible pipe, in the enclosure, connecting a second passage for fluid on the support with the suction cup, so as to be able to control the suction cup from the support.
Selon un mode avantageux de l'invention, le tuyau flexible forme des spires dans l'enceinte.According to an advantageous embodiment of the invention, the flexible pipe forms turns in the enclosure.
5 Selon un mode avantageux de l'invention, la membrane s'étend entre le support et la ventouse suivant une direction longitudinale, les spires du tuyau flexible étant autour de ladite direction.According to an advantageous embodiment of the invention, the membrane extends between the support and the suction cup in a longitudinal direction, the turns of the flexible pipe being around said direction.
Selon un mode avantageux de l'invention, les spires du tuyau flexible présentent un diamètre variable le long de la direction longitudinale, ledit diamètre augmentant 10 depuis le support jusqu'à un maximum à mi-hauteur de l'enceinte, et ensuite diminuant jusqu'à la ventouse.According to an advantageous embodiment of the invention, the turns of the flexible pipe have a variable diameter along the longitudinal direction, said diameter increasing from the support to a maximum at mid-height of the enclosure, and then decreasing to 'to the suction cup.
Selon un mode avantageux de l'invention, le dispositif comprend, en outre, une interface de fixation de la ventouse à la membrane, le tuyau flexible étant relié à ladite interface.According to an advantageous embodiment of the invention, the device further comprises an interface for fixing the suction cup to the membrane, the flexible pipe being connected to said interface.
15 Selon un mode avantageux de l'invention, l'interface de fixation comprend une collerette évasée en contact avec la membrane.According to an advantageous embodiment of the invention, the fixing interface comprises a flared collar in contact with the membrane.
Selon un mode avantageux de l'invention, le dispositif comprend, en outre, une liaison à rotule attelée au support et à l'interface de fixation.According to an advantageous embodiment of the invention, the device further comprises a ball joint hitched to the support and to the fixing interface.
Selon un mode avantageux de l'invention, la liaison à rotule comprend un premier bras 20 avec une première extrémité fixée au support et une deuxième extrémité avec une sphère ou une cavité sphérique, un deuxième bras avec une première extrémité fixée à l'interface de fixation et une deuxième extrémité avec une cavité sphérique ou une sphère en prise avec la sphère ou cavité sphérique, respectivement, du premier bras, et une membrane souple enveloppant les premier et deuxième bras.According to an advantageous embodiment of the invention, the ball joint comprises a first arm 20 with a first end fixed to the support and a second end with a sphere or a spherical cavity, a second arm with a first end fixed to the interface of attachment and a second end with a spherical cavity or a sphere engaged with the sphere or spherical cavity, respectively, of the first arm, and a flexible membrane enveloping the first and second arms.
25 Selon un mode avantageux de l'invention, la liaison à rotule est circulaire et présente un diamètre variable le long de la direction longitudinale, ledit diamètre présentant un maximum à mi-hauteur de l'enceinte, les spires du tuyau flexible entourant la liaison à rotule.According to an advantageous embodiment of the invention, the ball joint is circular and has a variable diameter along the longitudinal direction, said diameter having a maximum at mid-height of the enclosure, the turns of the flexible pipe surrounding the connection. ball joint.
3 Selon un mode avantageux de l'invention, le tuyau flexible présente un diamètre extérieur inférieur à 15mm, une épaisseur de paroi supérieure à 2mm, et est en matériau plastique présentant un module de Young supérieur à 2 G Pa.3 According to an advantageous embodiment of the invention, the flexible pipe has an outside diameter less than 15mm, a wall thickness greater than 2mm, and is made of a plastic material having a Young's modulus greater than 2 G Pa.
Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent d'améliorer 5 l'alimentation en fluide de la ventouse, en évitant que le tuyau d'alimentation en vide, positionné à l'origine à l'extérieur du dispositif, soit arraché ou endommagé au cours de la manipulation.The measures of the invention are advantageous in that they make it possible to improve the supply of fluid to the suction cup, while preventing the vacuum supply pipe, originally positioned outside the device, be torn off or damaged during handling.
L'absence du tuyau à l'extérieur du dispositif permet en outre d'en diminuer l'encombrement.The absence of the pipe outside the device also makes it possible to reduce its bulk.
Dans l'art antérieur, le tuyau d'alimentation présente l'inconvénient d'être trop rigide, ce qui entraîne un déplacement du dispositif en dehors 10 de son référentiel, et limite la répétabilité de ses actions.In the prior art, the supply pipe has the drawback of being too rigid, which causes the device to move outside its frame of reference, and limits the repeatability of its actions.
Cela entraîne également une augmentation du temps nécessaire entre chaque manipulation puisqu'il faut à chaque étape reconfigurer le dispositif pour le remettre dans son référentiel.This also leads to an increase in the time required between each manipulation since it is necessary at each step to reconfigure the device in order to put it back in its repository.
Enfin, l'invention est réalisée par des techniques connues de l'homme du métier et dans des matériaux couramment utilisés.Finally, the invention is carried out by techniques known to those skilled in the art and in materials commonly used.
15 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de préhension selon l'invention ; - La figure 2 est une vue en perspective du dispositif de la figure 1, et montrant 20 l'intérieur du dispositif ; - La figure 3 est une vue en coupe du dispositif de préhension des figures 1 et 2.Other characteristics and advantages of the present invention will be better understood with the aid of the description and the drawings, among which: FIG. 1 is a perspective view of a gripping device according to the invention; FIG. 2 is a perspective view of the device of FIG. 1, and showing the interior of the device; - Figure 3 is a sectional view of the gripping device of Figures 1 and 2.
La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de préhension d'objets selon l'invention.FIG. 1 is a perspective view of a device for gripping objects according to the invention.
Le dispositif 1 est constitué par un support 3, une membrane 7 et une ventouse 13.The device 1 consists of a support 3, a membrane 7 and a suction cup 13.
Le support 3 permet la fixation du dispositif 1 sur un manipulateur qui va 25 réaliser la préhension.The support 3 allows the fixing of the device 1 on a manipulator which will perform the gripping.
Ce support 3 comprend au moins deux orifices, un premier orifice de fixation 3C, qui permet la fixation du dispositif 1 sur le manipulateur, et un second orifice correspondant au deuxième passage 3B pour fluide positionné sur un côté du support 3 .This support 3 comprises at least two orifices, a first fixing orifice 3C, which allows the fixing of the device 1 on the manipulator, and a second orifice corresponding to the second passage 3B for fluid positioned on one side of the support 3.
Le support 3 comprend en outre une collerette évasée 3E, qui va entourer partiellement, dans une portion supérieure 7A, la membrane 7.The support 3 further comprises a flared collar 3E, which will partially surround, in an upper portion 7A, the membrane 7.
Le dispositif 30 1 comprend en outre une interface de fixation 11 située sur la membrane 7 à une 4 extrémité opposée au support 3, cette interface 11 permettant la fixation de la ventouse 13 à la membrane 7.The device 30 1 further comprises a fixing interface 11 situated on the membrane 7 at an end 4 opposite to the support 3, this interface 11 allowing the attachment of the suction cup 13 to the membrane 7.
Cette interface de fixation 11 comprend une collerette évasée 11E, en contact avec la membrane 7 dans une portion inférieure 7B opposée au support 3.This fixing interface 11 comprises a flared flange 11E, in contact with the membrane 7 in a lower portion 7B opposite to the support 3.
La membrane 7 du dispositif 1 s'étend entre le support 3 et la ventouse 5 13 suivant une direction longitudinale x.The membrane 7 of the device 1 extends between the support 3 and the suction cup 5 13 in a longitudinal direction x.
Le dispositif 1, et plus particulièrement la membrane 7, peut être séparée en deux parties par un axe A transversal à la direction longitudinale x du dispositif 1, positionné à mi-hauteur du dispositif 1.The device 1, and more particularly the membrane 7, can be separated into two parts by an axis A transverse to the longitudinal direction x of the device 1, positioned at mid-height of the device 1.
La figure 2 montre une vue partielle de l'intérieur du dispositif de préhension selon l'invention.FIG. 2 shows a partial view of the interior of the gripping device according to the invention.
Sur cette figure, on peut voir que la membrane 7 forme une enceinte 9 10 déformable et fermée, qui comprend un matériau granuleux 9A, constitué par des particules.In this figure, it can be seen that the membrane 7 forms a deformable and closed enclosure 9, which comprises a granular material 9A, consisting of particles.
Cette enceinte 9 comprend en outre un tuyau flexible 15, ou tuyau d'alimentation en vide, qui s'étend depuis le support 3 vers l'interface de fixation 11 de la ventouse 13, le tuyau flexible 15 formant des spires 15A dans l'enceinte 9.This enclosure 9 further comprises a flexible pipe 15, or vacuum supply pipe, which extends from the support 3 towards the fixing interface 11 of the suction cup 13, the flexible pipe 15 forming turns 15A in the pregnant 9.
Le tuyau flexible 15 est plus préférentiellement relié à l'interface de fixation 11, et à 15 vocation à alimenter la ventouse 13 en fluide 5, ventouse 13 qui peut alors être commandée depuis le support 3.The flexible pipe 15 is more preferably connected to the fixing interface 11, and intended to supply the suction cup 13 with fluid 5, the suction cup 13 which can then be controlled from the support 3.
Entre les spires 15A du tuyau flexible 15 se trouve une liaison à rotule 17 qui permet d'améliorer la résistance du dispositif 1 aux efforts.Between the turns 15A of the flexible pipe 15 is a ball joint 17 which improves the resistance of the device 1 to forces.
Plus particulièrement, les spires 15A du tuyau flexible 15 s'enroulent autour de la direction longitudinale x du dispositif 1, et ont un diamètre variable le long de ladite 20 direction x.More particularly, the turns 15A of the flexible pipe 15 wind around the longitudinal direction x of the device 1, and have a variable diameter along said direction x.
En effet, le diamètre des spires 15A augmente depuis le support 3 jusqu'à un maximum situé à hauteur de l'axe A de l'enceinte 9, puis diminue jusqu'à la ventouse 13.Indeed, the diameter of the turns 15A increases from the support 3 to a maximum located at the height of the axis A of the enclosure 9, then decreases to the suction cup 13.
Le tuyau flexible 15 est préférentiellement réalisé dans des matériaux plastiques, et plus particulièrement en PER (polyéthylène réticulé), la spirale permet alors que le tuyau flexible 15 soit plus souple dans le dispositif 1.The flexible pipe 15 is preferably made of plastic materials, and more particularly of PER (crosslinked polyethylene), the spiral then allows the flexible pipe 15 to be more flexible in the device 1.
La variation de 25 diamètre des spires 15A permet d'éviter que les spires 15A deviennent jointives quand l'enceinte déformable 9 est compressée.The variation in diameter of the turns 15A makes it possible to prevent the turns 15A from becoming contiguous when the deformable enclosure 9 is compressed.
La figure 3 est une vue en coupe du dispositif des figures 1 et 2, qui montre l'alimentation en fluide du dispositif.Figure 3 is a sectional view of the device of Figures 1 and 2, which shows the fluid supply to the device.
Le deuxième passage 3B d'entrée pour le fluide 5 est en communication avec le tuyau flexible 15, qui va rejoindre un passage de sortie 30 11B pour un fluide 5, positionné dans l'interface de fixation 11, et qui débouche au niveau de la ventouse 13.The second inlet passage 3B for the fluid 5 is in communication with the flexible pipe 15, which will join an outlet passage 11B for a fluid 5, positioned in the fixing interface 11, and which opens out at the level of the suction cup 13.
Le tuyau flexible 15 va ainsi alimenter en fluide 5 la ventouse 13, et ainsi permettre de saisir ou de relâcher l'objet.The flexible pipe 15 will thus supply the suction cup 13 with fluid 5, and thus make it possible to grip or release the object.
Avantageusement, le tuyau 5 flexible 15 présente un diamètre extérieur inférieur à 15mm avec une épaisseur de paroi supérieure à 2mm.Advantageously, the flexible pipe 15 has an outside diameter of less than 15mm with a wall thickness of greater than 2mm.
Le matériau plastique dans lequel le tuyau flexible 15 est réalisé présente un module de Young supérieur à 2GPa.The plastic material in which the flexible pipe 15 is made has a Young's modulus greater than 2GPa.
Cela évite au tuyau flexible 15 de s'écraser en condition extrême de compression, c'est-à-dire en présence de 5 pression dans l'enceinte 9 et de dépression dans ledit tuyau 15.This prevents the flexible pipe 15 from collapsing in an extreme condition of compression, that is to say in the presence of pressure in the chamber 9 and of depression in said pipe 15.
L'enceinte déformable 9, qui comprend le matériau granuleux 9A, peut également recevoir du fluide 5.The deformable enclosure 9, which comprises the granular material 9A, can also receive fluid 5.
Ce fluide 5 est injecté ou expulsé par un premier passage pour fluide 3A.This fluid 5 is injected or expelled through a first passage for fluid 3A.
De cette manière, les particules constituant le matériau granuleux 9A peuvent être individualisées par l'injection du fluide 5, ce qui facilite le positionnement 10 du dispositif 1.In this way, the particles constituting the granular material 9A can be individualized by the injection of the fluid 5, which facilitates the positioning 10 of the device 1.
Le dispositif 1 peut comprendre en outre la liaison à rotule 17.The device 1 can further include the ball joint 17.
Cette liaison à rotule 17 comprend un premier bras 19 et un deuxième bras 21, enveloppés par une membrane souple 23.This ball joint 17 comprises a first arm 19 and a second arm 21, enveloped by a flexible membrane 23.
Les spires 15A du tuyau flexible 15 entourent la liaison à rotule 17.The turns 15A of the flexible pipe 15 surround the ball joint 17.
Cette liaison 17 est préférentiellement circulaire avec un diamètre variable le long 15 de la direction longitudinale x, et dont le diamètre maximal est situé à mi-hauteur (axe A) de l'enceinte 9.This connection 17 is preferably circular with a variable diameter along the longitudinal direction x, and the maximum diameter of which is located at mid-height (axis A) of the enclosure 9.
Plus spécifiquement, le premier bras 19 comprend une première extrémité 19A fixée au support 3 et une deuxième extrémité 19B avec une sphère.More specifically, the first arm 19 comprises a first end 19A fixed to the support 3 and a second end 19B with a sphere.
Cette sphère est positionnée à hauteur de l'axe A de l'enceinte 9, la première extrémité 19A étant inséré 20 dans un passage 3D dans lequel le premier bras 19 peut coulisser.This sphere is positioned at the height of the axis A of the enclosure 9, the first end 19A being inserted 20 in a 3D passage in which the first arm 19 can slide.
Le second bras 21 comprend une première extrémité 21A, s'insérant dans un passage 11 D de l'interface de fixation 11, et une deuxième extrémité 21 B avec une cavité sphérique en prise avec la sphère du premier bras 19.The second arm 21 comprises a first end 21A, fitting into a passage 11 D of the fixing interface 11, and a second end 21 B with a spherical cavity in engagement with the sphere of the first arm 19.
De manière générale, le fluide 5 peut être de l'air.Generally, the fluid 5 can be air.
Le matériau granuleux 9A comprend 25 des particules telles que du sable.The granular material 9A comprises particles such as sand.
Le dispositif 1 est préférentiellement réalisé dans des matériaux plastiques.The device 1 is preferably made from plastic materials.
Il est également possible d'inverser les deux bras (19, 21) de la liaison à rotule 17. 6It is also possible to reverse the two arms (19, 21) of the ball joint 17. 6
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| FR3087693B1 (en) | 2020-12-11 |
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