FR3134025A1 - Dispositif de liaison et préhenseur magnétique comprenant un tel dispositif de liaison - Google Patents

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J19/0075Means for protecting the manipulator from its environment or vice versa

Abstract

Dispositif de liaison et préhenseur magnétique comprenant un tel dispositif de liaison La présente description concerne un dispositif de liaison (20) pour préhenseur magnétique comprenant une membrane (22) ayant des première et deuxième faces opposées (24, 26), une portion annulaire (28) se projetant depuis la deuxième face le long du pourtour de la membrane et des moyens de fixation (40) déformables se projetant depuis la portion annulaire. Figure pour l'abrégé : Fig. 4

Description

Dispositif de liaison et préhenseur magnétique comprenant un tel dispositif de liaison
La présente description concerne de façon générale les dispositifs de liaison pour préhenseur magnétique et les préhenseurs magnétiques comprenant de tels dispositifs de liaison.
Les préhenseurs magnétiques sont utilisés pour la manipulation de pièces mécaniques ferromagnétiques. Un exemple d'application est le domaine automobile dans lequel les préhenseurs magnétiques sont utilisés pour manipuler des pièces mécaniques tels que des pignons, des moyeux, etc. Dans ce but, le préhenseur magnétique est approché de la pièce mécanique à manipuler, un dispositif à aimant du préhenseur est alors actionné de sorte que la pièce mécanique adhère au préhenseur par attraction magnétique. Lorsque la pièce mécanique est amenée à la position souhaitée, le dispositif à aimant est désactivé pour relâcher la pièce mécanique.
La manipulation de la pièce mécanique par le préhenseur ne doit pas abîmer la pièce mécanique. Il est en outre souhaitable de pouvoir utiliser un même préhenseur avec des pièces mécaniques de différentes dimensions. L'intensité du champ magnétique décroit avec la distance par rapport à la tête du préhenseur. Le coût de fabrication du préhenseur magnétique dépend notamment de l'intensité maximale du champ magnétique produit par le dispositif à aimant du préhenseur. Il est souhaitable que le coût de fabrication du préhenseur magnétique soit réduit, ce qui implique que la pièce mécanique manipulée soit la plus proche possible de la tête du préhenseur pour que les forces d'attraction exercées sur la pièce mécanique en permettent la manipulation sans requérir la génération d'un champ magnétique de forte intensité.
Ainsi, un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des préhenseurs magnétiques connus.
Un autre objet d'un mode de réalisation est de pouvoir utiliser le préhenseur magnétique avec des pièces mécaniques de différentes tailles.
Un autre objet est d'éviter un contact physique direct entre la pièce mécanique et une partie rigide, notamment métallique, du préhenseur magnétique, en particulier avec des pièces mécaniques de différentes tailles.
Dans ce but, un mode de réalisation prévoit un dispositif de liaison pour préhenseur magnétique comprenant une membrane ayant des première et deuxième faces opposées, une portion annulaire se projetant depuis la deuxième face le long du pourtour de la membrane et des moyens de fixation déformables se projetant depuis la portion annulaire.
Selon un mode de réalisation, la membrane et la portion annulaire forment une pièce monobloc.
Selon un mode de réalisation, les moyens de fixation comprennent une lèvre déformable.
Selon un mode de réalisation, la membrane et la portion annulaire sont réalisées en un matériau souple.
Selon un mode de réalisation, l'épaisseur de la membrane est comprise entre 0,05 mm et 5 mm.
Selon un mode de réalisation, l'épaisseur de la portion annulaire est comprise entre 5 mm et 15 mm.
Selon un mode de réalisation, la dimension latérale maximale de la membrane est comprise entre 10 mm et 100 mm.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison comprend un axe de symétrie de révolution.
Un mode de réalisation prévoit également un préhenseur magnétique comprenant un outil de préhension magnétique et un dispositif de liaison tel que défini précédemment.
Selon un mode de réalisation, l'outil de préhension magnétique comprend une tête ayant une troisième face, la membrane recouvrant la totalité de la troisième face, la deuxième face étant au contact physique de la troisième face.
Selon un mode de réalisation, la troisième face est plane.
Selon un mode de réalisation, le préhenseur magnétique comprend une rainure dans laquelle pénètre au moins partiellement les moyens de fixation déformables.
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la est une vue en perspective, partiellement éclatée, d'un mode de réalisation d'un préhenseur magnétique ;
la est une vue de côté du préhenseur de la ;
la est une vue en coupe latérale du préhenseur de la ;
la est une vue de détail de la ;
la est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un dispositif de liaison du préhenseur de la ;
la est une vue de dessus du dispositif de liaison de la ;
la est une vue en coupe latérale du dispositif de liaison de la ;
la est une vue en coupe d'une partie du préhenseur de la lors de la manipulation d'un objet de petite dimension ;
la est une vue en coupe d'une partie du préhenseur de la lors de la manipulation d'un objet de dimension moyenne ; et
la est une vue en coupe d'une partie du préhenseur de la lors de la manipulation d'un objet de grande dimension.
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la structure d'un préhenseur magnétique n'a pas été détaillée.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures ou à un ... dans une position normale d'utilisation.
Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
La est une vue en perspective, schématique et partiellement éclatée, d'un mode de réalisation d'un préhenseur magnétique 10. La est une vue de côté, partielle et schématique, du préhenseur 10. La est une vue en coupe de la selon le plan de coupe III-III. La est une vue de détail de la .
Le préhenseur magnétique 10 comprend un outil de préhension magnétique 12 et un dispositif de liaison 20. L'outil de préhension 12 peut être déplacé par un système d'actionnement, non représenté, par exemple un bras robotisé. L'outil de préhension 12 comprend notamment un tête de préhension 14 ayant une face 16, de préférence plane. Selon un mode de réalisation, la tête 14 correspond à un pièce cylindrique à base circulaire. La tête 14 peut être en un matériau ferromagnétique. Le dispositif de liaison 20 est disposé sur la tête 14 et recouvre notamment la face 16.
La structure interne de l'outil de préhension 12 n'est pas représentée sur les vues en coupe. Selon un mode de réalisation, l'outil de préhension 12 comprend une enceinte contenant un aimant permanent et un vérin, par exemple un vérin pneumatique ou un vérin électrique, adapté à déplacer l'aimant à l'intérieur de l'enceinte pour rapprocher ou éloigner l'aimant de la tête 14. La prise d'une pièce mécanique est obtenue en approchant l'aimant de la tête. Selon un mode de réalisation, l'enceinte de l'outil de préhension 12 comprend un électro-aimant pour la génération du champ magnétique d'attraction de la pièce mécanique à déplacer.
La est une vue en perspective, partielle et schématique, d'un mode de réalisation du dispositif de liaison 20. La est une vue de dessus, partielle et schématique, du dispositif de liaison 20. La est une vue en coupe de la selon le plan de coupe VII-VII.
Le dispositif de liaison 20 comprend une membrane 22 délimitant une face avant 24 et une face arrière 26 opposée à la face avant 24. Selon un mode de réalisation, lorsque le dispositif de liaison 20 est monté sur la tête 14, la face avant 24 est sensiblement plane et la face arrière 26 est en contact physique avec la face 16 de la tête 14. A titre de variante, la face 24 n'est pas plane. La face 24 comprend, par exemple, des protubérances destinées à améliorer l'adhérence entre le dispositif de liaison 20 et la pièce à déplacer, notamment pendant un mouvement linéaire latéral. La face avant 24 est destinée à être en contact avec la pièce à manipuler par le préhenseur 10. Selon un mode de réalisation, la membrane 22 ne comprend pas d'ouverture traversante. Selon un mode de réalisation, l'épaisseur de la membrane 22 est comprise entre 0,05 mm et 5 mm.
Le dispositif de liaison 20 comprend une portion annulaire 28 s'entendant le long du pourtour de la membrane 22. De préférence, la portion annulaire 28 s'étend sur la totalité du pourtour de la membrane 22. La portion annulaire 28 comprend une paroi latérale intérieure 30, une paroi latérale extérieure 32, un bord arrière 34. Selon un mode de réalisation, la portion annulaire 28 se projette depuis la face arrière 26 de la membrane 22. De préférence, le dispositif de liaison 20 ne comprend pas d'éléments en saillie par rapport à la face avant 24. Le bord arrière 34 peut correspondre à une surface plane. La portion annulaire 28 a une forme complémentaire de la tête 14. Selon un mode de réalisation, lorsque la tête 14 correspond à un pièce cylindrique à base circulaire, la portion annulaire 28 peut être de forme circulaire. La paroi latérale intérieure 30 et la paroi latérale extérieure 32 peuvent alors correspondre à des parois cylindriques à base circulaire. En outre, le dispositif de liaison 20 peut alors être à symétrie de révolution.
De façon générale, les dimensions de la portion annulaire 28 dépendent de celles de la tête 14, et donc des dimensions des pièces à manipuler. Selon un mode de réalisation, lorsque la portion annulaire 28 a une forme circulaire, la portion annulaire 28 comprend un diamètre interne compris entre 10 mm et 100 mm et un diamètre externe compris entre 25 mm et 70 mm . Selon un mode de réalisation, l'épaisseur de la portion annulaire 28, mesurée perpendiculairement à la face avant 24, est comprise entre 5 mm et 15 mm.
Le dispositif de liaison 20 comprend des moyens de fixation du dispositif de liaison 20 à la tête 14 de l'outil de préhension 12. Selon un mode de réalisation, les moyens de fixation comprennent une lèvre 40 se projetant vers la tête 14, depuis la paroi intérieure 30 de la portion annulaire 28 dans le prolongement du bord arrière 34 de la portion annulaire 28. La fixation du dispositif de liaison 20 sur la tête de préhension 14 peut être réalisée par déformation de la lèvre 40. En , la lèvre 40 est représentée non déformée d'où un chevauchement partiel avec la tête 14. L'outil de préhension 12 peut comprendre une rainure 44 à la base de la tête dans laquelle la lèvre 40 peut pénétrer au moins partiellement. La coopération de la lèvre 40 dans la rainure 44 améliore le maintien du dispositif de liaison 12.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 5 et 6, la lèvre 40 est présente sur la totalité de la jonction entre la paroi intérieure 30 et le bord arrière 34. A titre de variante, la lèvre 40 continue peut être remplacée par plusieurs lèvres distinctes se projetant chacune vers la tête 14, depuis la paroi intérieure 30 de la portion annulaire 28 dans le prolongement du bord arrière 34 de la portion annulaire 28.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison 20 est une pièce monobloc. Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison 20 est en un matériau souple. Selon un mode de réalisation, la dureté Shore A du matériau composant le dispositif de liaison 20 est comprise entre 50 Shore A et 65 Shore A. La mesure de la dureté Shore A peut être réalisé selon la norme ISO 48-4:2018. Le dispositif de liaison 20 peut être réalisée en un polymère. Le dispositif de liaison 20 peut être réalisé en polyuréthane. Selon un mode de réalisation, le dispositif de liaison 20 est fabriqué par moulage. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de liaison 20 est fabriqué par impression tridimensionnelle.
Les figures 8, 9, et 10 sont des vues analogues à la illustrant la manipulation de pièces mécaniques 50, 52, 54 de différentes dimensions par le préhenseur magnétique 10. Comme cela est illustré par ces figures, le préhenseur 10 peut être utilisé pour manipuler une pièce mécanique 50 dont la dimension latérale est inférieure à la dimension latérale de la tête 14, une pièce mécanique 52 dont la dimension latérale est légèrement supérieure à la dimension latérale de la tête 14 et inférieure à la dimension latérale du dispositif de liaison 12, ou une pièce mécanique 54 dont la dimension latérale est supérieure à la dimension latérale de la tête 14 et supérieure à la dimension latérale du dispositif de liaison 12. La présence de la membrane 22 permet d'éviter que la pièce mécanique 50 à déplacer ne vienne en contact direct avec la tête, même lorsque la dimension latérale de la pièce mécanique 50 est inférieure à la dimension latérale de la tête 14. En outre, l'épaisseur réduite de la membrane 22 permet que la pièce mécanique 50, 52, 54 à déplacer demeure proche de la face avant 16 de la tête 14, là où le champ magnétique présente une intensité maximale à l'extérieur du préhenseur 10.
Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à la personne du métier. Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.

Claims (12)

  1. Dispositif de liaison (20) pour préhenseur magnétique comprenant une membrane (22) ayant des première et deuxième faces opposées (24, 26), une portion annulaire (28) se projetant depuis la deuxième face le long du pourtour de la membrane et des moyens de fixation (40) déformables se projetant depuis la portion annulaire.
  2. Dispositif de liaison (20) selon la revendication 1, dans lequel la membrane (22) et la portion annulaire (28) forment une pièce monobloc.
  3. Dispositif de liaison (20) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de fixation (40) comprennent une lèvre déformable.
  4. Dispositif de liaison (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la membrane (22) et la portion annulaire (28) sont réalisées en un matériau souple.
  5. Dispositif de liaison (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'épaisseur de la membrane (22) est comprise entre 0,05 mm et 5 mm.
  6. Dispositif de liaison (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'épaisseur de la portion annulaire (28) est comprise entre 5 mm et 15 mm.
  7. Dispositif de liaison (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la dimension latérale maximale de la membrane est comprise entre 10 mm et 100 mm.
  8. Dispositif de liaison (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un axe de symétrie de révolution.
  9. Préhenseur magnétique (10) comprenant un outil de préhension magnétique (12) et un dispositif de liaison (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. Préhenseur magnétique selon la revendication 9, dans lequel l'outil de préhension magnétique (12) comprend une tête (14) ayant une troisième face (16), la membrane (22) recouvrant la totalité de la troisième face, la deuxième face (26) étant au contact physique de la troisième face.
  11. Préhenseur magnétique selon la revendication 9 ou 10, dans lequel la troisième face (16) est plane.
  12. Préhenseur magnétique selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, comprenant une rainure (44) dans laquelle pénètre au moins partiellement les moyens de fixation (40) déformables.
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