WO2018015456A1 - Chaîne articulée comprenant un unique actionneur et ensemble de chaînes articulées associées - Google Patents

Chaîne articulée comprenant un unique actionneur et ensemble de chaînes articulées associées Download PDF

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WO2018015456A1
WO2018015456A1 PCT/EP2017/068274 EP2017068274W WO2018015456A1 WO 2018015456 A1 WO2018015456 A1 WO 2018015456A1 EP 2017068274 W EP2017068274 W EP 2017068274W WO 2018015456 A1 WO2018015456 A1 WO 2018015456A1
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WO
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proximal
phalanx
pulley
medial
distal
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Application number
PCT/EP2017/068274
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English (en)
Inventor
Astrid RUBIANO FONSECA
José Luis RAMIREZ ARIAS
Laurent GALLIMARD
Olivier POLIT
Nicolas JOUANDEAU
Original Assignee
Univ Paris Ouest Nanterre La Defense
Universite De Paris Viii.Paris Vincennes
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Publication date
Application filed by Univ Paris Ouest Nanterre La Defense, Universite De Paris Viii.Paris Vincennes filed Critical Univ Paris Ouest Nanterre La Defense
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0009—Gripping heads and other end effectors comprising multi-articulated fingers, e.g. resembling a human hand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers
    • B25J15/0233—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers actuated by chains, cables or ribbons
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    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/1085—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements positioning by means of shape-memory materials

Definitions

  • Articulated chain comprising a single actuator and associated articulated chain assembly
  • the invention relates to the field of robotics and industrial computing, and more particularly articulated chains such as fingers or arms, legs and manipulators.
  • robots include a set of actuators, sensors and electronic circuits that allow them to perform specific tasks in an automated way.
  • these robots are generally not capable of performing delicate tasks or requiring increased precision such as the seizure of fragile objects.
  • An object of the invention is therefore to provide an articulated chain forming in particular all or part of a finger of an arm, a leg or a manipulator, which can be actuated simply, efficiently and accurately in a small footprint to allow including its use in anthropomorphic applications.
  • another object of the invention is to provide an articulated chain capable of performing delicate tasks such as the participation in the robust grip of a fragile object possibly involving external shocks or gripping tasks synergizing the deformations of the objects with the deformations of the gripping mechanisms.
  • the invention provides an articulated chain forming in particular all or part of a finger of an arm, a leg or a manipulator and comprising a frame, an actuator attached to the frame, a proximal phalanx and a medial phalanx connected to the proximal phalanx.
  • the actuator is configured to rotate the proximal phalanx relative to the frame.
  • the articulated chain further comprises:
  • a proximal pulley mounted on a proximal end of the proximal phalanx
  • a first medial pulley mounted on a proximal end of the medial phalanx
  • the actuation of the proximal pulley by the actuator has the effect of moving the medial phalanx relative to the proximal phalanx.
  • the articulated chain further comprising a second proximal actuation cable fixed on the one hand to the proximal pulley and on the other hand to the first medial pulley so as to enable the proximal phalanx to be actuated in two distinct directions, the second proximal actuation cable is mounted so as to cross the first proximal actuation cable,
  • the articulated chain further comprising a distal phalanx, attached to a distal end of the medial phalanx, a second medial pulley mounted on a distal end of the proximal phalanx, a distal pulley mounted on a distal end of the medial phalanx, and at least one distal actuating cable secured on the one hand to the second medial pulley and, on the other hand, to the distal pulley, so that actuation of the proximal pulley by the actuator further has the effect of displace- the distal phalanx,
  • the articulated chain further comprising a second distal actuating cable fixed on the one hand to the second medial pulley and, on the other hand, to the distal pulley so as to enable the distal phalanx to be actuated in two distinct directions,
  • the at least one first proximal actuation cable is made of a material having an elongation at break of less than or equal to 50%, preferably of between 20% and 40%, for example of the order of 25%,
  • the at least one first proximal actuation cable is made of a material having an elasticity greater than 2 GPa, typically 2.8 GPa, for example nylon or fluorocarbon,
  • the articulated chain further comprising at least one additional cable, fixed in parallel with the first proximal actuation cable, said additional cable being made of a shape memory material,
  • the shape memory material has an austenitic phase start temperature lower than a melting temperature of a material constituting the proximal pulley and the first distal pulley on which the additional cable is attached, and / or
  • the shape memory material has an austenitic phase start temperature greater than or equal to 70 ° when the additional cable is under a load of 172 MPa.
  • the invention also proposes a set of articulated chains comprising at least one articulated chain as described above.
  • the invention also proposes an articulated chain forming in particular all or part of a finger of an arm, a tab or a manipulator and comprising a frame, an actuator fixed to the frame, a phalanx proximal and a medial phalanx connected to the proximal phalanx.
  • the articulated chain further comprises actuation cables, fixed between the proximal phalanx and the medial phalanx and / or between the medial phalanx and the actuator, said actuation cables being made of a shape memory material to control the stiffness of all or part of the actuating cables and thus manage the precision of movement of the knuckles of the articulated chain.
  • the shape memory material has an austenitic phase start temperature lower than a melting temperature of a material constituting the proximal pulley and the first distal pulley on which the additional cable is attached, and / or
  • the shape memory material has an austenitic phase start temperature preferably greater than or equal to 70 ° when the additional cable is under a load of 172 MPa.
  • the invention also proposes a set of articulated chains forming in particular a hand and comprising at least one articulated chain forming in particular all or part of a finger of an arm, a leg or a manipulator. and comprising a frame, an actuator attached to the frame, a proximal phalanx, and a medial phalanx connected to the proximal phalanx.
  • the articulated chain further comprises actuating cables, fixed between the proximal phalanx and the medial phalanx and / or between the medial phalanx and the actuator, said actuation cables being made of a shape memory material in order to control the stiffness of all or part of the actuating cables and thus to manage the precision of movement of the phalanges of the articulated chain.
  • FIG. 1 is a perspective view of a first exemplary embodiment of an articulated chain according to the invention, on which the actuation cables have been omitted,
  • FIG. 2 is a view from above of the articulated chain of FIG.
  • FIG. 3 is a side view of the articulated chain of FIG. 2, in which two proximal actuation cables have been represented in transparency,
  • FIG. 4 is a side view in section of a second embodiment of an articulated chain according to the invention, in which only the phalanges and their actuating mechanism are visible,
  • FIG. 5 is a perspective view of an exemplary embodiment of a pulley
  • FIG. 6 is a perspective view of an exemplary embodiment of a medial phalanx
  • FIG. 7 is a perspective view of an exemplary embodiment of a proximal phalanx
  • FIG. 8 is a view from above of a third exemplary embodiment of an articulated chain according to the invention, on which a proximal actuating cable, a distal actuating cable and additional cables made of memory-memory material. form have been illustrated, and Figure 9 is a perspective view of an embodiment of a plate of a set of articulated chains, the articulated chains having been omitted.
  • the invention will be more particularly described in the case where the articulated chain 1 comprises all or part of a finger of a robotic prosthesis comprising a hand.
  • the invention can be implemented for the realization of any type of articulated chain 1, including a finger, an arm, a leg or a manipulator.
  • An articulated chain 1 according to the invention comprises a frame 2, an actuator 3 fixed to the frame 2, a first member 10 and a second member 20.
  • the first limb 10 corresponds to a proximal phalanx 10 of the finger 1 while the second limb 20 corresponds to a medial phalanx 20 thereof.
  • the articulated chain 1 could comprise more phalanges, for example a proximal phalanx, a medial phalanx and a distal phalanx.
  • the first member 10 could correspond to the medial phalanx while the second member 20 would correspond to a distal phalanx without departing from the invention.
  • proximal and index with the reference “a” any element (end, cable, etc.) extending near the frame 2 of the articulated chain 1, by “distal” with a indexed reference “b” any element (end, cable, etc.) extending away from the frame 2 and away from the proximal element and “medial” any element (cable, etc.) extending between the proximal element and the distal element.
  • each phalanx 10, 20 includes a proximal end 10a, 20a and a distal end 10b, 20b.
  • the actuator 3 is configured to rotate the proximal phalanx 10 with respect to the frame 2.
  • the actuator 3 can in particular comprise a standard motor (typically a DC motor, stepper or a servomotor), controlled by a processor and configured to rotate an output shaft 4 on which is connected the proximal phalanx 10.
  • a standard motor typically a DC motor, stepper or a servomotor
  • the actuator 3 is configured to rotate the output shaft 4 over an angular range of about 90 degrees with a torque not less than 0.350 N.mm (3.5 .10 "4 Nm).
  • the motor of the actuator 3 may be configured to translate a drive shaft connected to the output shaft 4, in which case the actuator 3 may further comprise a device configured to converting the translation movement of the drive shaft into a rotational movement of the output shaft 4. The motor is then configured to move the drive shaft a distance of about eleven millimeters with a greater force to five Newton.
  • the drive shaft may include a rack or auger while the output shaft 4 includes an associated gear wheel.
  • the proximal phalanx 10 can be connected directly to the output shaft 4 of the actuator 3, so that a rotation of the output shaft 4 directly drives the proximal phalanx 10 in rotation.
  • proximal phalanx 10 may be connected to the actuator 3 through a drive assembly including, for example, actuating pulleys and / or gears.
  • FIGS. 1 and 2 show an exemplary embodiment of a drive assembly. This includes:
  • a drive gear 8 fixedly mounted on the second drive pulley 7, by gluing or by means of flats, one being formed on a lateral face of the second drive pulley 7 while the another is formed on the axis of rotation of the drive gear 8 in order to secure them in motion, and
  • the drive gears 8 and 9 output preferably have a straight or helical toothing.
  • the output shaft 4 of the actuator 3, the drive shaft 7c and, if appropriate, the axis of rotation 9c of the output gear 9 are parallel in order to reduce the space requirement of the 5 and facilitate the implantation of the fingers 1 in the case of an anthropomorphic application (that is to say a finger 1 of a hand prosthesis whose size corresponds substantially to that of a human being adult) and increase the precision of grip (or if necessary of pointing or support) of the finger 1. They are also positioned on the same side of the actuator 3 to prevent the drive cable 5 from touching a part of the finger 1 in operation.
  • the output shaft 4 and the axis 7c are also sufficiently spaced apart to avoid contact between the first and second drive pulley 7.
  • the actuation of the actuator 3 has the effect of driving in rotation the first drive pulley, which tends the drive cable and thus causes the second drive pulley to rotate.
  • the driving gear 8 is fixed on the second drive pulley, this has the effect of also rotate it and drive the output gear 9 which in turn drives the proximal phalanx 10 in rotation, or by direct contact (gluing) or by means of the axis of rotation 9c and optionally the flats 8c.
  • the drive gear 8 and the output gear 9 may be made of a material having a Young's modulus of between 0.1 GPa and 70 GPa, preferably between 0.3 GPa and 3 GPa, for example of the order of 0.9 Gpa. Typically, they may be made of a plastic or metal material such as nylon or aluminum.
  • This drive assembly has the advantage of having a small footprint in that it extends substantially axially, which is particularly advantageous in the case of an anthropomorphic application since it allows the implantation of several fingers 1 on the built 2 in a small space. Furthermore, this training unit makes the articulated chain 1 compatible with a servo control system.
  • the finger 1 further comprises:
  • a proximal pulley 12 mounted on the proximal end 10a of the proximal phalanx 10,
  • a first medial pulley 22 fixedly mounted on the proximal end 20a of the medial phalanx 20, and
  • the proximal pulley may be rotatably mounted relative to the proximal phalanx 10, or may be rotatably mounted on said proximal phalanx 10.
  • the medial phalanx 20 is mounted on the proximal phalanx 10 via a proximal phalanx 10. medial fixation.
  • the medial fixation rod is movable relative to the proximal phalanx 10 and / or the medial phalanx 20 to allow rotation of the medial phalanx 20 relative to the proximal phalanx 10.
  • the actuation of the proximal phalanx 10 by the actuator 3 has the effect of moving (away or coming together) the first medial pulley 22 relative to the proximal pulley 12 and thus to stretch or relax the first proximal actuating cable 14.
  • the medial phalanx 20 bends (or is stretched, in the direction of actuation) relative to the proximal phalanx 10, which allows to bend (or tender, respectively) all the phalanges of the finger 1 with a single actuator 3.
  • proximal 12 and medial pulleys 22 may for example be fixed relative to the frame 2 and the proximal phalanx 10 on which they are mounted.
  • the proximal pulley 12 could be rotatably mounted on the frame 2 while the first medial pulley 22 is fixed in rotation relative to the medial phalanx 20.
  • the finger 1 further comprises a second proximal actuating cable 15 fixed on the one hand on the proximal pulley 12 and on the other hand on the first medial pulley 22 so as to allow to operate the proximal phalanx 10 in two distinct directions and to bend or stretch the finger 1, in the direction of rotation of the output shaft 4 of the actuator 3.
  • the rotation of the shaft of Exit 4 has the effect of tensioning the first proximal actuating cable 14 between the proximal pulley 12 and the first medial pulley 22 and relaxing the second proximal actuating cable 15.
  • the first medial pulley 22 being fixed relative to the phalanx medial 20, this causes a rotation (for example in the direction of folding of the finger 1) of the medial phalanx 20 with respect to the proximal phalanx 10.
  • the rotation of the output shaft 4 has the effect of relaxing the first proximal actuating cable 14 and tensioning the second proximal actuating cable 15 , which causes a rotation in the other direction of the medial phalanx 20 relative to the proximal phalanx 10, for example in the direction of unfolding the finger 1.
  • first proximal actuating cable 14 and the second proximal actuating cable 24 are fixed at two substantially opposite points of each pulley 12, 22.
  • the second proximal actuating cable 24 is fixed so as to cross the first proximal actuating cable 14. This cross configuration allows to obtain a complementary movement (if the proximal phalanx 10 bends the medial phalanx 20 also bends) to the movement of the preceding phalanx. If the actuating cables are not crossed the movement of the medial phalanx 20 will be opposed to the movement of the proximal phalanx 10.
  • the drive assembly also includes two drive cables 5 secured between the first and second actuating pulleys 6, 7, to allow the proximal phalanx 10 to be driven in both directions.
  • the drive cables 5 can then be substantially parallel or alternatively cross, in which case the actuator must rotate inversely.
  • the finger 1 may comprise a larger number of phalanges.
  • a single actuator 3 is however sufficient to operate all phalanges.
  • the finger 1 may further comprise:
  • a second medial pulley 16 mounted on the distal end 10b of the proximal phalanx 10,
  • At least one first distal actuating cable 24 fixed firstly to the second medial pulley 16 and secondly to the distal pulley 32.
  • the second medial pulley 16 can be rotatably mounted relative to the proximal phalanx 10, or variant can be mounted fixed in rotation on said proximal phalanx 10.
  • the distal phalanx 30 is mounted on the medial phalanx 20 via a distal fixation rod.
  • the distal fixation rod is movable relative to the distal phalanx 30 and / or the medial phalanx 20 to allow rotation of the distal phalanx 30 relative to the medial phalanx 20.
  • the actuation of the proximal phalanx 10 by the actuator 3 has the effect of displacing (at a distance or approaching) the second medial pulley 16 (which is fixed with respect to the proximal phalanx 10) relative to the proximal pulley 12 and thus to stretch or relax the first distal actuating cable 24.
  • the distal phalanx 30 bends (or is stretched, in the direction of actuation) relative to the medial phalanx 20 and the proximal phalanx 10 , which makes it possible to fold (or stretch, respectively) the three phalanges 10, 20, 30 of the finger 1 with a single actuator 3.
  • first medial pulley 22 and the second medial pulley 16 can be mounted on the same axis.
  • the finger 1 may also comprise a second distal actuating cable 25 fixed on the one hand on the second medial pulley 16 and on the other hand on the distal pulley 32 by crossing the first distal actuating cable 24 (see FIG. 4) and thus making it possible to actuate the distal phalanx 30 in both directions (folding and unfolding).
  • the distal phalanx 30 may in particular comprise a sensor 40.
  • the senor 40 may for example be fixed (for example by gluing, latching, screwing, etc.) on the distal end of the distal phalanx 30.
  • the sensor described in the document FR 16 55991 in the name of the Applicants can be reported and fixed on the distal phalanx 30.
  • the drive pulleys 6, 7 and the pulleys 12, 22, 16, 32 of the mechanism of the finger 1 may have a generally cylindrical shape. Here for example they are generally cylindrical of revolution and have a central axis of symmetry X.
  • Each pulley 6, 7, 12, 22, 16, 32 further has at least one annular groove 42 centered on its central axis of symmetry X (see for example the first medial pulley 22 illustrated in Figure 5).
  • the groove 42 is formed generally over the entire periphery of the pulley and is configured to receive an actuating cable 5, 14, 15, 24, 25.
  • the groove 42 has a section (in a plane comprising the central axis of symmetry X) substantially triangular to avoid any risk of output of the corresponding actuating cable.
  • An angle at the apex of the triangle may be between 15 ° and 165 °, preferably between 15 ° and 65 °, for example of the order of 60 ° (to 2 degrees).
  • the proximal pulley 12 and the first medial pulley 22 may each comprise two parallel annular grooves 42 as described above, which are preferably of identical shape, each groove 42 being configured to housing one of the proximal actuating cables 14, 15 (and optionally the distal actuating cables 15, 25). It is the same for the actuating pulleys 6, 7 of the drive assembly.
  • the pulleys 12, 22, 16, 32 are made of a sufficiently rigid material to transmit the forces applied by the cables without deforming under normal use conditions of the finger 1.
  • the pulleys 6, 7, 12, 22, 16, 32 may be formed in a material having a Young's modulus of between 0.1 and 70 GPa, preferably between 0.9 and 50 GPa, for example 2.1 GPa.
  • materials that may be used include polylactic acid (PLA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS) or aluminum of the 1050A series (AI99, 3.0255, 1 B).
  • the constituent materials of the pulleys 6, 7, 12, 22, 16, 32 may be identical or different from one pulley to another.
  • Each pulley 12, 22, 16, 32 is mounted on the end of the associated phalanx 10, 20, 30 via an axis.
  • the associated end has a recess, configured to accommodate at least partially the pulley 12, 22, 16, 32 and the axis.
  • the pulleys 6, 7 and the pulleys 12, 22, 16, 32 of the mechanism of the finger 1 may have a shape and dimensions similar or different.
  • the fixing of the actuating cables 5, 14, 24, 15, 25 on the pulleys 6, 7, 12, 22, 16, 32 associated can be achieved by any means.
  • an orifice 44 may be formed in the periphery of the pulley 6, 7, 12, 22, 16, 32, for example in the groove 42 associated with the pulley 6, 7, 12, 22 , 16, 32, and open into one of its lateral faces, the end of the actuating cable then being introduced into said orifice 44 and blocked by making a knot configured to abut against the lateral face of the pulley 6 , 7, 12, 22, 16, 32 to prevent the exit of the cable 5, 14, 24, 15, 25.
  • the actuating cables 5, 14, 24, 15, 25 may be embedded in the material of the pulley 6, 7, 12, 22, 16, 32 corresponding.
  • actuating cables 5, 14, 24, 15, 25 fixed to the pulleys 6, 7, 12, 22, 16, 32 makes it possible to actuate the knuckles 10, 20 more precisely without risk of loss of referencing, in comparison with loop-shaped cables simply wound around the pulleys 6, 7, 12, 22, 16 , 32 in the manner of a belt, which could slide on the pulleys 6, 7, 12, 22, 16, 32.
  • Each actuating cable 5, 14, 15, 24, 25 is preferably made of an elastic material, that is to say a material having an elongation at break of less than or equal to 50%, preferably between 20 % and 40%, for example of the order of 25% (to 2%).
  • the actuating cables 5, 14, 15, 24, 25 may be made of at least one of the following materials: nylon, fluorocarbon, or any material having an elasticity greater than 2 GPa, typically 2.8 GPa.
  • the choice of an elastic material allows the phalanges 10, 20 to adapt more easily to the movements made by the finger 1 when it touches a part and to avoid a possible rupture of the actuating cables 5, 14, 24 , 15, 25 and / or phalanges 10, 20, especially in the event of impact (which may be accidental) or when applying stresses that prove to be greater than those provided at the time of actuation of the finger 1.
  • the tensile strength of the cable is greater than or equal to 78 N / m (according to DIN 53455).
  • each actuating cable corresponds to the length between the axes of the pulleys 12, 22, 16, 32 on which is fixed the actuating cable to which is added the length necessary to allow the attachment of the cable on said pulleys 12, 22, 16, 32.
  • the actuating cables 5, 14, 24, 15, 25 are therefore slightly stretched when the finger 1 is in the rest position (that is to say in equilibrium, when it is not solicited by the actuator 3).
  • the proximal phalanx 10 and the medial phalanx 20 are made of a rigid material and have the function of effectively and accurately drive the distal end 1b of the finger 1, especially when this distal end 1b is equipped with a sensor 40 .
  • the proximal phalanx 10 and the medial phalanx 20 are preferably made of sufficiently rigid and dimensionally stable materials under the normal conditions of use of the finger 1 to fulfill these functions.
  • they may be formed in a material having a Young's modulus of between 0.1 and 70 GPa, preferably between 0.9 and 50 GPa, for example 2.1 GPa.
  • materials that may be used include polylactic acid (PLA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS) or aluminum of the 1050A series (AI99, 3.0255, 1 B).
  • the proximal phalanx 10 and the medial phalanx 20 may be made of a flexible material and have a Shore A hardness of between 90 and 100 or a Shore D hardness between 0 and 100, preferably of the order of 80 ( to 10%).
  • Shore A hardness between 90 and 100
  • Shore D hardness between 0 and 100
  • the choice of such a material makes it possible to reduce the risk of damaging the finger 1 in the event of impact or when applying stresses that prove to be greater than those provided at the moment of actuation of the finger 1.
  • the material constituting the medial phalanx 20 may be identical or different from that of the proximal phalanx 10.
  • the proximal phalanx 10 comprises a body 18 whose shape is adapted to the desired application for the articulated chain 1, here the finger 1.
  • the body 18 may be generally cylindrical, typically cylindrical of revolution.
  • the body 18 may have two proximal tabs 19a extending substantially parallel in the extension of the body 18 so as to define therebetween a housing configured to at least partially receive the proximal pulley 12. This configuration makes it possible to effect of reducing the size of the finger 1 and the length of the first proximal actuating cable 14 necessary to actuate the finger 1 and to center the proximal pulley 12 relative to the finger 1.
  • the proximal pulley 12 is mounted on the frame 2 via a support 2c, which can also penetrate all or part of the housing thus formed.
  • a support 2c which can also penetrate all or part of the housing thus formed.
  • the proximal pulley 12 and its support 2c could extend away from the body 18, without this modifying the operation of the finger 1.
  • the housing may for example have a width (dimension along the axis of rotation of the proximal phalanx 10 relative to the support 2c) of the order of ten millimeters, for example 8.5 millimeters.
  • the body 18 of the proximal phalanx 10 has a distal tab 19b extending in the extension of the body 18 and configured to allow the attachment of the medial phalanx 20.
  • the medial phalanx 20 has a body 28 whose shape may be substantially identical to that of the body 18 of the proximal phalanx 10, and a proximal tab 29a extending from the proximal end of the body 28 and in the extension of it.
  • the medial phalanx 20 is attached to the distal lug of the proximal phalanx 10 through this proximal lug 29a using the medial fixation rod.
  • the medial fixation rod may in particular comprise a threaded rod, fixed on the finger 1 with the aid of two circlips, two pins or two nuts, or alternatively a screw fixed with a circlip, a pin or a nut.
  • the first medial pulley 22 is fixed on the proximal tab 29a of the medial phalanx 20.
  • the first medial pulley 22 is fixed on the face of the proximal tab 29a which is oriented towards the inside of the body 18 and not outwardly, so that the first medial pulley 22 is positioned generally above the proximal pulley 12.
  • the distal tab 19b of the proximal phalanx 10 and the proximal tab 29a of the medial phalanx 20 thus together form a housing for the first medial pulley 22.
  • the housing formed between the distal tab 19b of the proximal phalanx 10 and the proximal tab 29a of the medial phalanx 20 is configured to also receive the second pulley medial 16 to allow the articulation of said additional phalanx 30 relative to the medial phalanx 20.
  • the second medial pulley 16 is fixed relative to the proximal phalanx 10.
  • the additional phalanx 30 may in turn comprise a body 38, whose shape may be substantially identical to that of the body 18 of the proximal phalanx 10, and at least one proximal lug extending from the proximal end of the body 38 and extending in the extension thereof to allow the fixation of the distal pulley 32.
  • the distal end of the distal phalanx 30 may be adapted for fixing said part.
  • the distal end of the distal phalanx 30 may have a planar surface to allow adhesive attachment of the sensor.
  • the finger 1 may further comprise means making it possible to control actively stiffness of all or part of the cables (drive 5, proximal actuation 14, 15 and / or distal actuation 24, 25). This thus makes it possible to manage the precision of displacement of the phalanges 10, 20 of the finger 1 and thus, if necessary gripping in the case of an anthropomorphic application.
  • an additional cable 50 made of a shape memory material may be fixed in parallel with all or part of the cables 5, 14, 24, 15, 25.
  • shape memory material here will be understood a material having a martensitic crystallographic phase and an austenitic crystallographic phase.
  • the passage from one crystallographic phase to another is here by temperature change and has the effect of retracting (decreasing length) the cable.
  • a cable 50 of shape memory material is fixed in parallel with the drive cable 5 and each proximal 14 and distal actuating cable 24 configured to fold the corresponding phalanx 10, the cables 5, 15, 25 configured to stretch the phalanx 10, 20 may not be split.
  • the shape memory material is preferably selected to have a lower austenitic phase start temperature than the melting temperature of the material of the pulley on which the shape memory additional cable 50 is attached.
  • the austenitic phase start temperature is preferably less than half the thermal peak of the polymerizable material (ie half of the heat produced during the polymerization).
  • the shape memory material may have an austenitic phase start temperature greater than or equal to 70 ° when the actuation cable is under load. 172 MPa. Martensitic phase start temperature as for it can by for example be less than or equal to 45 ° when the actuating cable is under a load of 172MPa.
  • shape memory materials include at least one of the following alloys: copper-aluminum-nickel, and nickel-titanium, copper-zinc-aluminum, preferably nickel-titanium.
  • the cables 50 made of shape memory materials are connected to a power source configured to apply a voltage to the cables 50 in order to adapt their length according to the actions of the finger 1. More specifically, the application of a voltage to the cables 50 makes it possible to increase the temperature of the cables 50 and to move them from the martensitic phase to the austenitic phase, so that the length of the cables 50 decreases (retraction).
  • the power supply source may for example be the same as the power supply of the actuator 3, the electrical connection being made by means of an electrical power circuit, for example a bridge h.
  • each drive cable 5 and actuator 14, 24 configured to participate in the folding of the finger 1 is doubled by an additional cable 50 of shape memory material.
  • a first additional cable 50 made of shape memory material is fastened in parallel with the first proximal actuating cable 14 between the proximal pulley 12 and the first medial pulley 22.
  • a additional cable 50 in a shape memory material may be attached in parallel with the drive cable 5 configured to bend the finger 1.
  • an additional cable 50 of shape memory material may also be attached in parallel with the first distal actuating cable 20 between the second proximal pulley 16 and the distal pulley 32.
  • the addition of cables 50 of shape memory material thus makes it possible to actively control the stiffness of the cables (driving 5, proximal actuating 14, 15 and / or distal actuating 24, 25) they split.
  • the cables 5, 14, 24, 15, 25 which are split may themselves be made of a shape memory material.
  • the electrical characteristics of two cables of shape memory material are indeed different, which may allow a reduction in the energy consumption of the finger 1.
  • a set of articulated chains 1 comprising at least two articulated chains 1 as described above will now be presented in the case of an anthropomorphic application, with reference to FIG. 10. However, this is not limiting. areas of application that may require a set of articulated strings 1.
  • the assembly forms for example a hand comprising at least two fingers 1, preferably at least three fingers 1 corresponding to the thumb, index and middle finger.
  • the number of fingers 1 of the hand depends on its field of application (grip, pointing, support, etc.).
  • the number of phalanges 10, 20, 30 of each finger 1 also depends on the desired operating spaces.
  • the hand comprises a plate 60 on which are fixed the frames 2, for example by screwing.
  • the frames 2 can be formed integrally and in one piece with the plate 60, for example by molding or have come from casting with said plate 60.
  • the axes of rotation Xi, X2, X3 of the proximal phalanges 10 of the fingers 1 may be coplanar or alternatively may be non-coplanar and be oriented in pairs at an angle of the order of 45 ° (within 5 °).
  • the fingers 1 can be placed on the plate 60 so that:
  • the angle ⁇ between the axis of rotation X 1 of the proximal phalanx 10 of the thumb and the axis of rotation X 2 of the proximal phalanx 10 of the index is between 60 ° and 90 °, preferably equal to 82.5 °; (within 10%) and / or
  • the angle ⁇ 12 between the axis of rotation X 1 of the proximal phalanx 10 of the thumb and the axis of rotation X 3 of the proximal phalanx 10 of the middle finger is between 0 ° and 60 °, preferably equal to 15 ° (at 10%).

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Abstract

L'invention concerne une chaîne articulée (1) comprenant une phalange proximale (10), une phalange médiale (20) et un actionneur (3) configuré pour mettre en rotation la phalange proximale (10), la chaîne articulée (1) comprenant en outre: - une poulie proximale (12), montée sur une extrémité proximale (10a) de la phalange proximale (10), - une première poulie médiale (22), montée sur une extrémité proximale (20a) de la phalange médiale (20), et - au moins un premier câble d'actionnement proximal (14) fixé d'une part sur la poulie proximale (12) et d'autre part sur la première poulie médiale (22) afin d'actionner la phalange médiale (20), de sorte que l'actionnement de la poulie proximale (12) par l'actionneur (3) a pour effet de déplacer la phalange médiale (20) par rapport la phalange proximale (10), - au moins un câble additionnel (50), fixé en parallèle de du premier câble d'actionnement proximal (14), ledit câble additionnel (50) étant réalisé dans un matériau à mémoire de forme.

Description

Chaîne articulée comprenant un unique actionneur et ensemble de chaînes articulées associées
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne le domaine de la robotique et de l'informatique industrielle, et plus particulièrement des chaînes articulées telles que des doigts ou encore des bras, des pattes et des manipulateurs.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
De nos jours, les robots comprennent un ensemble d'actionneurs, de capteurs et de circuits électroniques leur permettant d'accomplir des tâches spécifiques de manière automatisée. Toutefois, ces robots ne sont généralement pas capables d'accomplir des tâches délicates ou nécessitant une précision accrue telles que la saisie d'objets fragiles.
Dans le cas des chaînes articulées telles que les doigts par exemple, on cherche actuellement à améliorer le contrôle des doigts afin de leur permettre d'accomplir ces tâches délicates. Elles doivent en outre être capables de supporter des impacts qui peuvent être accidentels ou de supporter des contraintes qui s'avèrent plus importantes que prévues sans risque de rupture ou d'endommagement de la chaîne articulée, ou encore d'obtenir des modes de préhension correspondant à des tâches à accomplir, à des contraintes à satisfaire et à des formes à saisir.
En parallèle, il est important que la chaîne articulée soit de faible encombrement afin de pour l'utiliser dans des ensembles tels que des mains, des prothèses ou encore des manipulateurs.
RESUME DE L'INVENTION
Un objectif de l'invention est donc de proposer une chaîne articulée formant notamment tout ou partie d'un doigt d'un bras, d'une patte ou d'un manipulateur, qui puisse être actionnée de manière simple, efficace et précise dans un faible encombrement afin de permettre notamment son utilisation dans des applications anthropomorphes. Optionnellement, un autre objectif de l'invention est de proposer une chaîne articulée capable d'accomplir des tâches délicates comme la participation à la préhension robuste d'un objet fragile impliquant éventuellement des chocs externes ou des tâches de préhension mettant en synergie les déformations des objets avec les déformations des mécanismes de préhension.
Pour cela, l'invention propose une chaîne articulée formant notamment tout ou partie d'un doigt d'un bras, d'une patte ou d'un manipulateur et comprenant un bâti, un actionneur fixé sur le bâti, une phalange proximale et une phalange médiale connectée à la phalange proximale. L'actionneur est configuré pour mettre en rotation la phalange proximale par rapport au bâti. Par ailleurs, la chaîne articulée comprend en outre :
- une poulie proximale, montée sur une extrémité proximale de la phalange proximale,
- une première poulie médiale, montée sur une extrémité proximale de la phalange médiale, et
- au moins un premier câble d'actionnement proximal fixé d'une part sur la poulie proximale et d'autre part sur la première poulie médiale afin d'actionner la phalange médiale.
De la sorte, l'actionnement de la poulie proximale par l'actionneur a pour effet de déplacer la phalange médiale par rapport au à la phalange proximale.
Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives de la chaîne articulée décrite ci-dessus sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison :
- la chaîne articulée comprenant en outre un deuxième câble d'actionnement proximal fixé d'une part sur la poulie proximale et d'autre part sur la première poulie médiale de manière à permettre d'actionner la phalange proximale dans deux directions distinctes, - le deuxième câble d'actionnement proximal est monté de manière à croiser le premier câble d'actionnement proximal,
- la chaîne articulée comprenant en outre une phalange distale, fixée sur une extrémité distale de la phalange médiale, une deuxième poulie médiale, montée sur une extrémité distale de la phalange proximale, une poulie distale, montée sur une extrémité distale de la phalange médiale, et au moins un câble d'actionnement distal fixé d'une part sur la deuxième poulie médiale et d'autre part sur la poulie distale, de sorte que l'actionnement de la poulie proximale par l'actionneur a en outre pour effet de déplacer la phalange distale,
- la chaîne articulée comprenant en outre un deuxième câble d'actionnement distal fixé d'une part sur la deuxième poulie médiale et d'autre part sur la poulie distale de manière permettre d'actionner la phalange distale dans deux directions distinctes,
- l'au moins un premier câble d'actionnement proximal est réalisé dans un matériau présentant un allongement à la rupture inférieur ou égal à 50%, de préférence compris entre 20% et 40%, par exemple de l'ordre de 25%,
- l'au moins un premier câble d'actionnement proximal est réalisé dans un matériau présentant une élasticité supérieure à 2 GPa, typiquement de 2.8GPa, par exemple du nylon ou du fluorocarbone,
- la chaîne articulée comprenant en outre au moins un câble additionnel, fixé en parallèle de du premier câble d'actionnement proximal, ledit câble additionnel étant réalisé dans un matériau à mémoire de forme,
- le matériau à mémoire de forme présente une température de début de phase austénitique inférieure à une température de fusion d'un matériau constitutif de la poulie proximale et de la première poulie distale sur lesquelles le câble additionnel est fixé, et/ou
- le matériau à mémoire de forme présente une température de début de phase austénitique supérieure ou égale à 70° lorsque le câble additionnel est sous une charge de 172 MPa. Selon un deuxième aspect, l'invention propose également un ensemble de chaînes articulées comprenant au moins une chaîne articulée comme décrite ci-dessus. Selon un troisième aspect, l'invention propose également une chaîne articulée formant notamment tout ou partie d'un doigt d'un bras, d'une patte ou d'un manipulateur et comprenant un bâti, un actionneur fixé sur le bâti, une phalange proximale et une phalange médiale connectée à la phalange proximale. La chaîne articulée comprend en outre des câbles d'actionnement, fixés entre la phalange proximale et la phalange médiale et/ou entre la phalange médiale et l'actionneur, lesdits câbles d'actionnement étant réalisés dans un matériau à mémoire de forme afin de contrôler la raideur de tout ou partie des câbles d'actionnement et de gérer ainsi la précision de déplacement des phalanges de la chaîne articulée.
Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives de cette chaîne articulée sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison :
- le matériau à mémoire de forme présente une température de début de phase austénitique inférieure à une température de fusion d'un matériau constitutif de la poulie proximale et de la première poulie distale sur lesquelles le câble additionnel est fixé, et/ou
- le matériau à mémoire de forme présente une température de début de phase austénitique de préférence supérieure ou égale à 70° lorsque le câble additionnel est sous une charge de 172 MPa.
Selon un quatrième aspect, l'invention propose également un ensemble de chaînes articulées, formant notamment une main et comprenant au moins une chaîne articulée formant notamment tout ou partie d'un doigt d'un bras, d'une patte ou d'un manipulateur et comprenant un bâti, un actionneur fixé sur le bâti, une phalange proximale et une phalange médiale connectée à la phalange proximale. La chaîne articulée comprend en outre des câbles d'actionnement, fixés entre la phalange proximale et la phalange médiale et/ou entre la phalange médiale et l'actionneur, lesdits câbles d'actionnement étant réalisés dans un matériau à mémoire de forme afin de contrôler la raideur de tout ou partie des câbles d'actionnement et de gérer ainsi la précision de déplacement des phalanges de la chaîne articulée.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
La figure 1 est une vue en perspective d'un premier exemple de réalisation d'une chaîne articulée conforme à l'invention, sur laquelle les câbles d'actionnement ont été omis,
La figure 2 est une vue du dessus de la chaîne articulée de la figure
1 dans laquelle sont additionnellement visibles des engrenages,
La figure 3 est une vue de côté de la chaîne articulée de la figure 2, sur laquelle deux câbles d'actionnement proximaux ont été représentés en transparence,
La figure 4 est une vue de côté et en coupe d'un deuxième exemple de réalisation d'une chaîne articulée conforme à l'invention, sur laquelle seules les phalanges et leur mécanisme d'actionnement sont visibles,
La figure 5 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'une poulie,
La figure 6 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'une phalange médiale,
La figure 7 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'une phalange proximale,
La figure 8 est une vue du dessus d'un troisième exemple de réalisation d'une chaîne articulée conforme à l'invention, sur laquelle un câble d'actionnement proximal, un câble d'actionnement distal et des câbles additionnels en matériau à mémoire de forme ont été illustrés, et La figure 9 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'une platine d'un ensemble de chaînes articulées, les chaînes articulées ayant été omises. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
Dans ce qui suit, l'invention va plus particulièrement être décrite dans le cas où la chaîne articulée 1 comprend tout ou partie d'un doigt d'une prothèse robotique comprenant une main. Ceci n'est cependant pas limitatif, l'invention pouvant être mise en œuvre pour la réalisation de tout type de chaîne articulée 1 , notamment d'un doigt, d'un bras, d'une patte ou d'un manipulateur.
Une chaîne articulée 1 conforme à l'invention comprend un bâti 2, un actionneur 3 fixé sur le bâti 2, un premier membre 10 et un deuxième membre 20.
Ici, le premier membre 10 correspond à une phalange proximale 10 du doigt 1 tandis que le deuxième membre 20 correspond à une phalange médiale 20 de celui-ci. En variante, on notera que la chaîne articulée 1 pourrait comprendre davantage de phalanges, par exemple une phalange proximale, une phalange médiale et une phalange distale. Dans ce cas, le premier membre 10 pourrait correspondre à la phalange médiale tandis que le deuxième membre 20 correspondrait à une phalange distale sans sortir pour autant de l'invention.
Dans ce qui suit, on désignera par « proximal » et on indexera avec la référence « a » tout élément (extrémité, câble, etc.) s'étendant à proximité du bâti 2 de la chaîne articulée 1 , par « distal » avec une référence indexée « b » tout élément (extrémité, câble, etc.) s'étendant à distance du bâti 2 et à l'opposé de l'élément proximal et par « médial » tout élément (câble, etc.) s'étendant entre l'élément proximal et l'élément distal.
Par exemple, chaque phalange 10, 20 comprend une extrémité proximale 10a, 20a et une extrémité distale 10b, 20b. L'actionneur 3
L'actionneur 3 est configuré pour mettre en rotation la phalange proximale 10 par rapport au bâti 2. L'actionneur 3 peut notamment comprendre un moteur standard (typiquement un moteur à courant continu, pas à pas ou encore un servomoteur), commandé par un processeur et configuré pour mettre en rotation un arbre de sortie 4 sur lequel est connectée la phalange proximale 10. De préférence l'actionneur 3 est configuré mettre en rotation l'arbre de sortie 4 sur une plage angulaire d'environ 90 degrés avec un couple au moins égal à 0.350 N.mm (3.5 .10"4 N.m).
En variante (non illustrée sur les figures), le moteur de l'actionneur 3 peut être configuré pour translater un arbre d'entraînement connecté à l'arbre de sortie 4, auquel cas l'actionneur 3 peut en outre comprendre un dispositif configuré pour transformer le mouvement de translation de l'arbre d'entraînement en un mouvement de rotation de l'arbre de sortie 4. Le moteur est alors configuré pour déplacer l'arbre d'entraînement sur une distance d'environ onze millimètres avec une force supérieure à cinq Newton. Par exemple, l'arbre d'entraînement peut comprendre une crémaillère ou une vis sans fin tandis que l'arbre de sortie 4 comprend une roue dentée associée.
La phalange proximale 10 peut être connectée directement sur l'arbre de sortie 4 de l'actionneur 3, de sorte qu'une rotation de l'arbre de sortie 4 entraine directement la phalange proximale 10 en rotation.
En variante, la phalange proximale 10 peut être connectée à l'actionneur 3 par l'intermédiaire d'un ensemble d'entraînement comprenant, par exemple, des poulies d'actionnement et/ou des engrenages.
On a ainsi illustré sur les figures 1 et 2 un exemple de réalisation d'ensemble d'entraînement. Celui-ci comprend :
- une première poulie d'entraînement 6, montée fixe sur l'arbre de sortie 4 de l'actionneur 3, - une deuxième poulie d'entraînement 7, montée fixe sur un axe d'entraînement 7c, ledit axe 7c étant monté mobile en rotation sur le bâti par l'intermédiaire d'un support,
- un câble d'entraînement 5, fixé d'une part sur la première poulie d'entraînement 6 et d'autre part sur la deuxième poulie d'entraînement 7 en étant tendu entre lesdites poulies 6, 7 afin de transmettre la rotation de l'actionneur 3 à la deuxième poulie d'entraînement 7,
- un engrenage d'attaque 8, monté fixe sur la deuxième poulie d'entraînement 7, par collage ou par l'intermédiaire de méplats, l'un étant formé sur une face latérale de la deuxième poulie d'entraînement 7 tandis que l'autre est formé sur l'axe de rotation de l'engrenage d'attaque 8 afin de les solidariser en mouvement, et
- un engrenage de sortie 9, monté fixe sur la phalange proximale 10, par collage ou par l'intermédiaire de méplats, l'un étant formé sur l'axe de rotation 9c de l'engrenage de sortie 9 tandis que l'autre est formé sur la phalange proximale 10 afin de les solidariser en mouvement (voir figure 8, référence 10c).
On notera que la mise en œuvre de méplats permet d'améliorer la transmission des efforts entre les pièces en comparaison avec l'utilisation de colle. Par ailleurs, les engrenages d'attaque 8 et de 9 sortie présentent de préférence une denture droite ou hélicoïdale.
De préférence, l'arbre de sortie 4 de l'actionneur 3, l'axe d'entraînement 7c et le cas échéant l'axe de rotation 9c de l'engrenage de sortie 9 sont parallèles afin de réduire l'encombrement de l'ensemble d'entraînement 5 et faciliter l'implantation des doigts 1 dans le cas d'une application anthropomorphe (c'est-à-dire un doigt 1 d'une prothèse de main dont la taille correspond sensiblement à celle d'un être humain adulte) et d'augmenter la précision de préhension (ou le cas échéant de pointage ou encore de soutien) du doigt 1 . Ils sont par ailleurs positionnés du même côté de l'actionneur 3 pour éviter au câble d'entraînement 5 de toucher une pièce du doigt 1 en fonctionnement. L'arbre de sortie 4 et l'axe d'entrainement 7c sont par ailleurs suffisamment espacés pour éviter tout contact entre la première et la deuxième poulie d'entrainement 7.
De la sorte, l'actionnement de l'actionneur 3 a pour effet d'entraîner en rotation la première poulie d'entrainement, qui tend le câble d'entrainement et entraine donc en rotation la deuxième poulie d'entrainement. L'engrenage d'attaque 8 étant fixé sur la deuxième poulie d'entrainement, ceci a pour effet de le mettre également en rotation et d'entraîner l'engrenage de sortie 9 qui entraine à son tour la phalange proximale 10 en rotation, soit par contact direct (collage) soit grâce à l'axe de rotation 9c et le cas échéant les méplats 8c.
L'engrenage d'attaque 8 et l'engrenage de sortie 9 peuvent être réalisés dans un matériau présentant un module d'Young compris entre 0.1 GPa et 70 GPa, de préférence entre 0.3 GPa et 3 GPa, par exemple de l'ordre de 0.9 Gpa. Typiquement, ils peuvent être réalisés dans un matériau plastique ou métallique tels que du nylon ou de l'aluminium.
Cet ensemble d'entrainement a l'avantage de présenter un faible encombrement dans la mesure où il s'étend sensiblement axialement, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas d'une application anthropomorphe puisque cela autorise l'implantation de plusieurs doigts 1 sur le bâti 2 dans un faible espace. Par ailleurs, cet ensemble d'entrainement rend la chaîne articulée 1 compatible avec un système de contrôle d'asservissement.
Mécanisme du doigt 1
Le doigt 1 comprend en outre :
- une poulie proximale 12, montée sur l'extrémité proximale 10a de la phalange proximale 10,
- une première poulie médiale 22, montée fixe sur l'extrémité proximale 20a de la phalange médiale 20, et
- au moins un premier câble d'actionnement proximal 14 fixé d'une part sur la poulie proximale 12 et d'autre part sur la première poulie médiale 22 afin d'actionner la phalange médiale 20. La poulie proximale peut être montée mobile en rotation par rapport à la phalange proximale 10, ou variante être montée fixe en rotation sur ladite phalange proximale 10. La phalange médiale 20 est montée sur la phalange proximale 10 par l'intermédiaire d'une tige de fixation médiale. La tige de fixation médiale est mobile par rapport à la phalange proximale 10 et/ou la phalange médiale 20 afin de permettre la rotation de la phalange médiale 20 par rapport à la phalange proximale 10.
De la sorte, l'actionnement de la phalange proximale 10 par l'actionneur 3 a pour effet de déplacer (en éloignement ou en rapprochement) la première poulie médiale 22 par rapport à la poulie proximale 12 et donc de tendre ou de détendre le premier câble d'actionnement proximal 14. La phalange médiale 20 se plie (ou se tend, selon le sens d'actionnement) par rapport à la phalange proximale 10, ce qui permet de plier (ou tendre, respectivement) toutes les phalanges du doigt 1 avec un unique actionneur 3. La mise en œuvre d'un sous- actionnement permettant d'actionner toutes les phalanges du doigt 1 avec un unique actionneur 3 et de réduire la consommation énergétique du doigt 1 , caractéristique indispensable pour application anthropomorphe et en particulier une prothèse de main comprenant plusieurs doigts.
On comprendra ici que, bien que le terme « poulie » soit employé, cela n'implique aucunement que la poulie concernée est nécessairement mobile en rotation par rapport au support 2c sur lequel elle est montée. Ainsi, les poulies proximale 12 et médiale 22 peuvent par exemple être fixes par rapport au bâti 2 et à la phalange proximale 10 sur lesquels elles sont montées. En variante, la poulie proximale 12 pourrait être montée libre en rotation sur le bâti 2 tandis que la première poulie médiale 22 est fixe en rotation par rapport à la phalange médiale 20.
Dans une forme de réalisation illustrée par exemple en figure 3, le doigt 1 comprend en outre un deuxième câble d'actionnement proximal 15 fixé d'une part sur la poulie proximale 12 et d'autre part sur la première poulie médiale 22 de manière à permettre d'actionner la phalange proximale 10 dans deux directions distinctes et de plier ou de tendre le doigt 1 , selon le sens de rotation de l'arbre de sortie 4 de l'actionneur 3. En effet, dans un premier sens de rotation, la rotation de l'arbre de sortie 4 a pour effet de tendre le premier câble d'actionnement proximal 14 entre la poulie proximale 12 et la première poulie médiale 22 et de détendre le deuxième câble d'actionnement proximal 15. La première poulie médiale 22 étant fixe par rapport à la phalange médiale 20, cela entraine une rotation (par exemple dans le sens du pliage du doigt 1 ) de la phalange médiale 20 par rapport à la phalange proximale 10.
Inversement, dans le deuxième sens de rotation (opposé au premier sens de rotation), la rotation de l'arbre de sortie 4 a pour effet de détendre le premier câble d'actionnement proximal 14 et de tendre le deuxième câble d'actionnement proximal 15, ce qui entraine une rotation dans l'autre sens de la phalange médiale 20 par rapport à la phalange proximale 10, par exemple dans le sens du dépliage du doigt 1 .
Pour cela, le premier câble d'actionnement proximal 14 et le deuxième câble d'actionnement proximal 24 sont fixés en deux points sensiblement opposés de chaque poulie 12, 22. Par exemple, le deuxième câble d'actionnement proximal 24 est fixé de sorte à croiser le premier câble d'actionnement proximal 14. Cette configuration croisée permet d'obtenir un mouvement complémentaire (si la phalange proximal 10 se plie la phalange médial 20 se plie aussi) au mouvement de la phalange précédant. Si les câbles de actionnement ne sont pas croisés le mouvement de la phalange médial 20 sera opposé au mouvement de la phalange proximal 10.
Dans cette forme de réalisation, l'ensemble d'entraînement comprend également deux câbles d'entraînement 5 fixés entre la première et la deuxième poulie d'actionnement 6, 7, afin de permettre l'entraînement de la phalange proximale 10 dans les deux sens de rotation par l'actionneur 3. Les câbles d'entraînement 5 peuvent alors être sensiblement parallèles ou en variante être croisés, auquel cas l'actionneur doit tourner inversement. Comme indiqué plus haut, le doigt 1 peut comprendre un plus grand nombre de phalanges. Un seul actionneur 3 suffit cependant pour actionner toutes les phalanges. Par exemple, dans le cas où le doigt 1 comprend une phalange distale 30, fixée sur l'extrémité distale 20b de la phalange médiale 20, le doigt 1 peut en outre comprendre :
- une deuxième poulie médiale 16, montée sur l'extrémité distale 10b de la phalange proximale 10,
- une poulie distale 32, fixée en rotation sur l'extrémité proximale 20a de la phalange médiale 20, et
- au moins un premier câble d'actionnement distal 24 fixé d'une part sur la deuxième poulie médiale 16 et d'autre part sur la poulie distale 32.
La deuxième poulie médiale 16 peut être montée mobile en rotation par rapport à la phalange proximale 10, ou variante être montée fixe en rotation sur ladite phalange proximale 10.
La phalange distale 30 est montée sur la phalange médiale 20 par l'intermédiaire d'une tige de fixation distale. La tige de fixation distale est mobile par rapport à la phalange distale 30 et/ou la phalange médiale 20 afin de permettre la rotation de la phalange distale 30 par rapport à la phalange médiale 20.
De la sorte, l'actionnement de la phalange proximale 10 par l'actionneur 3 a pour effet de déplacer (en éloignement ou en rapprochement) la deuxième poulie médiale 16 (qui est fixe par rapport à la phalange proximale 10) par rapport à la poulie proximale 12 et donc de tendre ou de détendre le premier câble d'actionnement distal 24. La phalange distale 30 se plie (ou se tend, selon le sens d'actionnement) par rapport à la phalange médiale 20 et à la phalange proximale 10, ce qui permet de plier (ou tendre, respectivement) les trois phalanges 10, 20, 30 du doigt 1 avec un unique actionneur 3.
Optionnellement, la première poulie médiale 22 et la deuxième poulie médiale 16 peuvent être montées sur un même axe.
Le cas échéant, de manière analogue à précédemment, le doigt 1 peut également comprendre un deuxième câble d'actionnement distal 25 fixé d'une part sur la deuxième poulie médiale 16 et d'autre part sur la poulie distale 32 en croisant le premier câble d'actionnement distal 24 (voir figure 4) et permettre ainsi d'actionner la phalange distale 30 dans les deux directions (de pliage et de dépliage).
La phalange distale 30 peut notamment comprendre un capteur 40.
Le cas échéant, le capteur 40 peut par exemple être fixé (par exemple par collage, encliquetage, vissage, etc.) sur l'extrémité distale de la phalange distale 30. A titre d'exemple non limitatif, le capteur décrit dans le document FR 16 55991 au nom des Demanderesses peut être rapporté et fixé sur la phalange distale 30.
Les poulies 6, 7, 12, 22, 16, 32 et les câbles 5, 14, 24, 15, 25
Les poulies d'entraînement 6, 7 et les poulies 12, 22, 16, 32 du mécanisme du doigt 1 peuvent présenter une forme globalement cylindrique. Ici par exemple elles sont globalement cylindriques de révolution et présentent un axe de symétrie centrale X. Chaque poulie 6, 7, 12, 22, 16, 32 présente en outre au moins une rainure annulaire 42 centrée sur son axe de symétrie centrale X (voir par exemple la première poulie médiale 22 illustrée en figure 5). La rainure 42 est formée globalement sur toute la périphérie de la poulie et est configurée pour recevoir un câble d'actionnement 5, 14, 15, 24, 25. Dans une forme de réalisation, la rainure 42 présente une section (dans un plan comprenant l'axe de symétrie centrale X) sensiblement triangulaire afin d'éviter tout risque de sortie du câble d'actionnement correspondant. Un angle au sommet du triangle peut être compris entre 15° et 165°, de préférence entre 15° et 65°, par exemple de l'ordre de 60° (à 2 degrés près).
Lorsque le doigt 1 comprend plusieurs câbles d'actionnement proximaux 14, 15 (et le cas échéant distaux 24, 25), la poulie proximale 12 et la première poulie médiale 22 (et le cas échéant la deuxième poulie médiale 16 et la poulie distale 32) peuvent chacune comprendre deux rainures 42 annulaire parallèles comme décrites ci-dessus, qui sont de préférence de forme identique, chaque rainure 42 étant configurée pour loger l'un des câbles d'actionnement proximaux 14, 15 (et le cas échéant les câbles d'actionnement distaux 15, 25). Il en est de même pour les poulies d'actionnement 6, 7 de l'ensemble d'entraînement.
Les poulies 12, 22, 16, 32 sont réalisées dans un matériau suffisamment rigide pour transmettre les efforts appliqués par les câbles sans se déformer dans des conditions d'utilisation normales du doigt 1 . Par exemple, de manière analogue aux phalanges 10, 20, les poulies 6, 7, 12, 22, 16, 32 peuvent être formées dans un matériau présentant un module d'Young compris entre 0.1 et 70 GPa, de préférence entre 0.9 et 50 GPa, par exemple 2.1 GPa. Des exemples de matériaux pouvant être utilisés comprennent l'acide polylactique (PLA), l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) ou encore l'aluminium de la série 1050A (AI99, 3.0255, 1 B).
Les matériaux constitutifs des poulies 6, 7, 12, 22, 16, 32 peuvent être identiques ou différents d'une poulie à l'autre.
Chaque poulie 12, 22, 16, 32 est montée sur l'extrémité de la phalange associée 10, 20, 30 par l'intermédiaire d'un axe. Pour cela, l'extrémité associée présente un évidemment, configuré pour loger au moins en partie la poulie 12, 22, 16, 32 et l'axe.
Les poulies 6, 7 et les poulies 12, 22, 16, 32 du mécanisme du doigt 1 peuvent présenter une forme et des dimensions similaires ou différentes.
La fixation des câbles d'actionnement 5, 14, 24, 15, 25 sur les poulies 6, 7, 12, 22, 16, 32 associées peut être réalisée par tout moyen. Par exemple, comme illustré en figure 5, un orifice 44 peut être formé dans la périphérie de la poulie 6, 7, 12, 22, 16, 32, par exemple dans la rainure 42 associée de la poulie 6, 7, 12, 22, 16, 32, et déboucher dans l'une de ses faces latérales, l'extrémité du câble d'actionnement étant alors introduite dans ledit orifice 44 et bloquée en réalisant un nœud configuré pour venir en butée contre la face latérale de la poulie 6, 7, 12, 22, 16, 32 pour empêcher la sortie du câble 5, 14, 24, 15, 25. En variante, les câbles d'actionnement 5, 14, 24, 15, 25 peuvent être noyés dans la matière de la poulie 6, 7, 12, 22, 16, 32 correspondante. On notera que la mise en œuvre de câbles d'actionnement 5, 14, 24, 15, 25 fixés sur les poulies 6, 7, 12, 22, 16, 32 (par exemple à l'aide d'un nœud ou en les noyant dans la masse des poulies) permet d'actionner de manière plus précise les phalanges 10, 20 sans risque de perte de référencement, en comparaison avec des câbles en forme de boucle simplement enroulés autour des poulies 6, 7, 12, 22, 16, 32 à la manière d'une courroie, qui seraient susceptibles de glisser sur les poulies 6, 7, 12, 22, 16, 32.
Chaque câble d'actionnement 5, 14, 15, 24, 25 est de préférence réalisé dans un matériau élastique, c'est-à-dire un matériau présentant un allongement à la rupture inférieur ou égal à 50%, de préférence compris entre 20% et 40%, par exemple de l'ordre de 25% (à 2% près). Par exemple, les câbles d'actionnement 5, 14, 15, 24, 25 peuvent être réalisés dans l'un au moins des matériaux suivants : du nylon, du fluorocarbone, ou tout matériaux ayant une élasticité supérieur à 2 GPa, typiquement de 2.8 GPa. L'emploi d'un entraînement utilisant des câbles élastique permet un sous-actionnement flexible plus adapté et performant pour des applications de préhension.
Le choix d'un matériau élastique permet aux phalanges 10, 20 de s'adapter plus facilement aux mouvements effectués par le doigt 1 lorsque celui-ci touche une pièce et d'éviter une éventuelle rupture des câbles d'actionnement 5, 14, 24, 15, 25 et/ou des phalanges 10, 20, notamment en cas d'impact (qui peut être accidentel) ou lors de l'application de contraintes qui s'avèrent plus importantes que celles prévues au moment de l'actionnement du doigt 1 .
Optionnellement, la résistance à la traction du câble est supérieure ou égale à 78 N/m (selon la norme DIN 53455).
Par ailleurs, la longueur de chaque câble d'actionnement correspond à la longueur entre les axes des poulies 12, 22, 16, 32 sur lesquelles est fixé le câble d'actionnement à laquelle on ajoute la longueur nécessaire pour permettre la fixation du câble sur lesdites poulies 12, 22, 16, 32. Les câbles d'actionnement 5, 14, 24, 15, 25 sont donc légèrement tendus lorsque le doigt 1 est en position de repos (c'est-à-dire à l'équilibre, quand il n'est pas sollicité par l'actionneur 3).
Les phalanges 10, 20
La phalange proximale 10 et la phalange médiale 20 sont réalisées dans un matériau rigide et ont pour fonction d'entraîner efficacement et avec précision l'extrémité distale 1 b du doigt 1 , notamment lorsque cette extrémité distale 1 b est équipée d'un capteur 40.
La phalange proximale 10 et la phalange médiale 20 sont de préférence réalisées dans des matériaux suffisamment rigides et indéformables dans les conditions normales d'utilisation du doigt 1 pour remplir ces fonctions. Par exemple, elles peuvent être formées dans un matériau présentant un module d'Young compris entre 0.1 et 70 GPa, de préférence entre 0.9 et 50 GPa, par exemple 2.1 GPa. Des exemples de matériaux pouvant être utilisés comprennent l'acide polylactique (PLA), l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) ou encore l'aluminium de la série 1050A (AI99, 3.0255, 1 B).
En variante, la phalange proximale 10 et la phalange médiale 20 peuvent être réalisées dans un matériau souple et présenter une dureté Shore A comprise entre 90 et 100 ou une dureté Shore D comprise entre 0 et 100, de préférence de l'ordre de 80 (à 10% près). Le choix d'un tel matériau permet en effet de réduire les risques d'endommagement du doigt 1 en cas d'impact ou lors de l'application de contraintes qui s'avèrent plus importantes que celles prévues au moment de l'actionnement du doigt 1 .
Le matériau constitutif de la phalange médiale 20 peut être identique ou différent de celui de la phalange proximale 10.
La phalange proximale 10 comprend un corps 18 dont la forme est adaptée à l'application désirée pour la chaîne articulée 1 , ici le doigt 1 . Pour une application de préhension anthropomorphe, le corps 18 peut être globalement cylindrique, typiquement cylindrique de révolution. Au niveau de son extrémité proximale, le corps 18 peut présenter deux pattes proximales 19a s'étendant sensiblement parallèlement dans le prolongement du corps 18 de manière à définir entre elles un logement configuré pour recevoir au moins partiellement la poulie proximale 12. Cette configuration permet en effet de réduire l'encombrement du doigt 1 et la longueur du premier câble d'actionnement proximal 14 nécessaire pour actionner le doigt 1 et de centrer la poulie proximale 12 par rapport au doigt 1 . La poulie proximale 12 est montée sur le bâti 2 par l'intermédiaire d'un support 2c, qui peut également pénétrer en tout ou partie dans le logement ainsi formé. En variante, on notera que la poulie proximale 12 et son support 2c pourraient s'étendre à distance du corps 18, sans que cela ne modifie le fonctionnement du doigt 1 .
Dans le cas d'une application anthropomorphe, le logement peut par exemple présenter une largeur (dimension selon l'axe de rotation de la phalange proximale 10 par rapport au support 2c) de l'ordre d'une dizaine de millimètres, par exemple 8.5 millimètres.
Au niveau de son extrémité distale, le corps 18 de la phalange proximale 10 présente une patte distale 19b s'étendant dans le prolongement du corps 18 et configurée pour permettre la fixation de la phalange médiale 20.
La phalange médiale 20 présente quant à elle un corps 28 dont la forme peut être globalement identique à celle du corps 18 de la phalange proximale 10, ainsi qu'une patte proximale 29a s'étendant depuis l'extrémité proximale du corps 28 et dans le prolongement de celui-ci. La phalange médiale 20 est fixée sur la patte distale de la phalange proximale 10 par l'intermédiaire de cette patte proximale 29a à l'aide de la tige de fixation médiale. La tige de fixation médiale peut notamment comprendre une tige filetée, fixée sur le doigt 1 à l'aide de deux circlips, deux goupilles ou encore deux écrous, ou en variante une vis fixée à l'aide d'un circlip, une goupille ou un écrou. La première poulie médiale 22 est quant à elle fixée sur la patte proximale 29a de la phalange médiale 20. De préférence, la première poulie médiale 22 est fixée sur la face de la patte proximale 29a qui est orientée vers l'intérieur du corps 18 et non vers l'extérieur, de sorte que la première poulie médiale 22 soit positionnée globalement au-dessus de la poulie proximale 12.
La patte distale 19b de la phalange proximale 10 et la patte proximale 29a de la phalange médiale 20 forment donc ensemble un logement pour la première poulie médiale 22.
Lorsque le doigt 1 comprend une phalange supplémentaire 30 à actionner, par exemple une phalange distale 30, le logement formé entre la patte distale 19b de la phalange proximale 10 et la patte proximale 29a de la phalange médiale 20 est configuré pour recevoir également la deuxième poulie médiale 16 afin de permettre l'articulation de ladite phalange supplémentaire 30 par rapport à la phalange médiale 20. Pour rappel, la deuxième poulie médiale 16 est fixe par rapport à la phalange proximale 10.
Par ailleurs, la phalange supplémentaire 30 peut quant à elle comprendre un corps 38, dont la forme peut être globalement identique à celle du corps 18 de la phalange proximale 10, et au moins une patte proximale s'étendant depuis l'extrémité proximale du corps 38 et s'étendant dans le prolongement de celui-ci afin de permettre la fixation de la poulie distale 32. Le cas échéant, lorsque la phalange distale 30 est configurée pour recevoir une pièce supplémentaire, l'extrémité distale de la phalange distale 30 peut être adaptée pour la fixation de ladite pièce. Par exemple, dans le cas d'un capteur 40, l'extrémité distale de la phalange distale 30 peut présenter une surface plane afin de permettre la fixation par collage du capteur. Variante : câbles additionnels 50
Dans une variante de réalisation illustrée par exemple en figure 8, le doigt 1 peut en outre comprendre des moyens permettant de contrôler activement la raideur de tout ou partie des câbles (d'entraînement 5, d'actionnement proximal 14, 15 et/ou d'actionnement distal 24, 25). Cela permet ainsi de gérer la précision de déplacement des phalanges 10, 20 du doigt 1 et donc, le cas échéant de préhension dans le cas d'une application anthropomorphe.
Pour cela, un câble additionnel 50 réalisé dans un matériau à mémoire de forme peut être fixé en parallèle de tout ou partie des câbles 5, 14, 24, 15, 25.
Par matériau à mémoire forme, on comprendra ici un matériau présentant une phase cristallographique martensitique et une phase cristallographique austénitique. Le passage d'une phase cristallographique à l'autre se fait ici par changement de température et a pour effet de rétracter (diminution de longueur) le câble.
De préférence, un câble 50 en matériau à mémoire de forme est fixé en parallèle du câble d'entraînement 5 et de chaque câble d'actionnement proximal 14 et distal 24 configuré pour plier la phalange 10, 20 correspondante, les câbles 5, 15, 25 configurés pour tendre la phalange 10, 20 pouvant ne pas être dédoublés. Le matériau à mémoire de forme est de préférence choisi de manière à présenter une température de début de phase austénitique inférieure à la température de fusion du matériau constitutif de la poulie sur laquelle le câble additionnel 50 à mémoire de forme est fixé. Dans le cas de poulies réalisées dans un matériau polymérisable, la température de début de phase austénitique est de préférence inférieure à la moitié du pic thermique du matériau polymérisable (c'est à dire la moitié de la chaleur produite lors de la polymérisation). Par exemple, pour les matériaux listés précédemment pour les poulies 12, 22, 16, 32, le matériau à mémoire de forme peut présenter une température de début de phase austénitique supérieure ou égale à 70° lorsque le câble d'actionnement est sous une charge de 172 MPa. La température de début de phase martensitique quant à elle peut par exemple être inférieure ou égale à 45° lorsque le câble d'actionnement est sous une charge de172MPa.
Des exemples de matériau à mémoire de forme pouvant être utilisés comprennent notamment l'un au moins des alliages suivants : cuivre- aluminium-nickel, et nickel-titane, cuivre-zinc-aluminium, de préférence nickel-titane.
Les câbles 50 réalisés dans des matériaux à mémoire de forme sont connectés à une source d'alimentation électrique configurée pour appliquer un voltage aux câbles 50 afin d'adapter leur longueur en fonction des actions du doigt 1 . Plus précisément, l'application d'un voltage aux câbles 50 permet d'augmenter la température des câbles 50 et de les faire passer de la phase martensitique à la phase austénitique, de sorte que la longueur des câbles 50 diminue (rétraction). La source d'alimentation électrique peut par exemple être la même que l'alimentation de l'actionneur 3, la connexion électrique étant réalisée au moyen d'un circuit électrique de puissance par exemple un pont h.
Dans un exemple de réalisation, chaque câble d'entraînement 5 et d'actionnement 14, 24 configuré pour participer au pliage du doigt 1 est doublé par un câble additionnel 50 en matériau à mémoire de forme. Ainsi, comme illustré par exemple sur la figure 8, un premier câble additionnel 50 en matériau à mémoire de forme est fixé en parallèle du premier câble d'actionnement proximal 14 entre la poulie proximale 12 et la première poulie médiale 22. Par ailleurs, un câble additionnel 50 dans un matériau à mémoire de forme peut être fixé en parallèle du câble d'entraînement 5 configuré pour faire plier le doigt 1 .
On notera que, lorsque le doigt 1 comprend une phalange supplémentaire 30, un câble additionnel 50 en matériau à mémoire de forme peut également être fixé en parallèle du premier câble d'actionnement distal 20 entre la deuxième poulie proximale 16 et la poulie distale 32. L'ajout de câbles 50 en matériau à mémoire de forme permet ainsi de contrôler activement la raideur des câbles (d'entraînement 5, d'actionnement proximal 14, 15 et/ou d'actionnement distal 24, 25) qu'ils dédoublent.
La conservation d'un câble 5, 14, 24, 15, 25 dans un matériau élastique tel que défini précédemment permet le cas échéant d'aider le câble 50 en matériau à mémoire de forme à reprendre sa configuration initiale lorsque ce dernier revient en phase martensitique.
Dans une variante de réalisation, les câbles 5, 14, 24, 15, 25 qui sont dédoublés peuvent eux-mêmes être réalisés dans un matériau à mémoire de forme. Les caractéristiques électriques de deux câbles en matériau à mémoire de forme sont en effet différentes, ce qui peut permettre une réduction de la consommation énergétique du doigt 1 . Ensemble de chaînes articulées 1
Un ensemble de chaînes articulées 1 comprenant au moins deux chaînes articulées 1 comme décrites ci-dessus va à présent être présenté dans le cas d'une application anthropomorphe, en référence à la figure 10. Ceci n'est cependant pas limitatif, d'autres domaines d'application pouvant nécessiter un ensemble de chaînes articulées 1 .
L'ensemble forme par exemple une main comprenant au moins deux doigts 1 , de préférence au moins trois doigts 1 correspondant au pouce, à l'index et au majeur. Le nombre de doigts 1 de la main dépend de son domaine d'application (préhension, pointage, soutien, etc.).
Le nombre de phalanges 10, 20, 30 de chaque doigt 1 dépend par ailleurs des espaces opérationnels désirés. La main comprend une platine 60 sur laquelle sont fixés les bâtis 2, par exemple par vissage. En variante, les bâtis 2 peuvent être formés intégralement et en une seule pièce avec la platine 60, par exemple par moulage ou sont venus de fonderie avec ladite platine 60.
Les axes de rotation Xi , X2, X3 des phalanges proximales 10 des doigts 1 peuvent être coplanaire ou en variante être non-coplanaires et être orientés deux à deux avec un angle de l'ordre de 45° (à 5° près).
Dans un exemple de réalisation, les doigts 1 peuvent être placés sur la platine 60 de sorte que :
- l'angle ai entre l'axe de rotation X1 de la phalange proximale 10 du pouce et l'axe de rotation X2 de la phalange proximale 10 de l'index est compris entre 60° et 90°, de préférence égal à 82.5° (à 10% près) et/ou
- l'angle 012 entre l'axe de rotation X1 de la phalange proximale 10 du pouce et l'axe de rotation X3 de la phalange proximale 10 du majeur est compris entre 0° et 60°, de préférence égal à 15° (à 10% près).

Claims

REVENDICATIONS
1 . Chaîne articulée (1 ) formant notamment tout ou partie d'un doigt d'un bras, d'une patte ou d'un manipulateur, ladite chaîne articulée (1 ) comprenant un bâti (2), un actionneur (3) fixé sur le bâti (2), une phalange proximale (10) et une phalange médiale (20) connectée à la phalange proximale (10), l'actionneur (3) étant configuré pour mettre en rotation la phalange proximale (10) par rapport au bâti (2),
la chaîne articulée (1 ) étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre :
- une poulie proximale (12), montée sur une extrémité proximale (10a) de la phalange proximale (10),
- une première poulie médiale (22), montée sur une extrémité proximale (20a) de la phalange médiale (20), et
- au moins un premier câble d'actionnement proximal (14) fixé d'une part sur la poulie proximale (12) et d'autre part sur la première poulie médiale (22) afin d'actionner la phalange médiale (20),
de sorte que l'actionnement de la poulie proximale (12) par l'actionneur (3) a pour effet de déplacer la phalange médiale (20) par rapport à la phalange proximale (10),
- au moins un câble additionnel (50), fixé en parallèle de du premier câble d'actionnement proximal (14), ledit câble additionnel (50) étant réalisé dans un matériau à mémoire de forme.
2. Chaîne articulée (1 ) selon la revendication 1 , comprenant en outre un deuxième câble d'actionnement proximal (15) fixé d'une part sur la poulie proximale (12) et d'autre part sur la première poulie médiale (22) de manière à permettre d'actionner la phalange proximale (10) dans deux directions distinctes.
3. Chaîne articulée (1 ) selon la revendication 2, dans laquelle le deuxième câble d'actionnement proximal (15) est monté de manière à croiser le premier câble d'actionnement proximal (14).
4. Chaîne articulée (1 ) selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant en outre :
- une phalange distale (30), fixée sur une extrémité distale (20b) de la phalange médiale (20),
- une deuxième poulie médiale (16), montée sur une extrémité distale de la phalange proximale (10),
- une poulie distale (32), montée sur une extrémité distale (20b) de la phalange médiale (20), et
- au moins un câble d'actionnement distal (24) fixé d'une part sur la deuxième poulie médiale (16) et d'autre part sur la poulie distale (32), de sorte que l'actionnement de la poulie proximale (12) par l'actionneur (3) a en outre pour effet de déplacer la phalange distale (30).
5. Chaîne articulée (1 ) selon la revendication 4, comprenant en outre un deuxième câble d'actionnement distal (25) fixé d'une part sur la deuxième poulie médiale (16) et d'autre part sur la poulie distale (32) de manière permettre d'actionner la phalange distale (30) dans deux directions distinctes.
6. Chaîne articulée (1 ) selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle l'au moins un premier câble d'actionnement proximal (14, 15) est réalisé dans un matériau présentant un allongement à la rupture inférieur ou égal à 50%, de préférence compris entre 20% et 40%, par exemple de l'ordre de 25%.
7. Chaîne articulée (1 ) selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle l'au moins un premier câble d'actionnement proximal (14, 15) est réalisé dans un matériau présentant une élasticité supérieure à 2 GPa, typiquement de 2.8GPa, par exemple du nylon ou du fluorocarbone.
8. Chaîne articulée (1 ) selon la revendication 1 , dans laquelle le matériau à mémoire de forme présente une température de début de phase austénitique inférieure à une température de fusion d'un matériau constitutif des poulies sur lesquelles le câble additionnel (50) à mémoire de forme est fixé, dans le cas de deux phalanges, proximale et médiale, la poulie proximale (12) et de la première poulie distale (22) étant reliées par le câble additionnel (50) à mémoire de forme et dans le cas de trois phalanges, proximale, médiale et distale, la poulie proximale (12) étant reliée avec la première poulie médiale (22) par le câble additionnel (50) à mémoire de forme, tandis qu'une deuxième poulie proximale (16) est reliée avec une poulie distale (32) par un autre câble additionnel (50) à mémoire de forme.
9. Chaîne articulée (1 ) selon la revendication 1 , dans laquelle le matériau à mémoire de forme présente une température de début de phase austénitique supérieure ou égale à 70° lorsque le câble additionnel (50) est sous une charge de 172 MPa.
10. Ensemble de chaînes articulées (1 ), formant notamment une main et comprenant au moins une chaîne articulée (1 ) selon l'une des revendications 1 à 9.
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