WO2021244843A1 - Force sensor for cable actuator - Google Patents

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WO2021244843A1
WO2021244843A1 PCT/EP2021/063067 EP2021063067W WO2021244843A1 WO 2021244843 A1 WO2021244843 A1 WO 2021244843A1 EP 2021063067 W EP2021063067 W EP 2021063067W WO 2021244843 A1 WO2021244843 A1 WO 2021244843A1
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nut
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return
screw
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PCT/EP2021/063067
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Philippe Garrec
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Commissariat A L`Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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Abstract

Disclosed is a cable actuator (100) comprising: - a frame (10); - a screw (2) rotatably mounted on the frame (10) and extending along a first axis (Ox); - a nut (4) cooperating with the screw (2); - means for determining (93) a force applied to the output (22.4) of the cable actuator (100) as a function of an angular displacement (α) of the nut (4).

Description

Capteur d' effort pour actionneur à câble Force sensor for cable actuator
DOMAINE DE L'INVENTION FIELD OF THE INVENTION
L'invention concerne un capteur d'effort pour actionneur à câble comportant un ensemble vis/écrou dont l'écrou est mobile en translation et attelé par un câble à un élément à déplacer. L'invention concerne plus particulièrement les capteurs d'effort pour actionneur à câble dont le câble réalise une fonction d'anti-rotation de l'écrou par rapport à la vis. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION The invention relates to a force sensor for a cable actuator comprising a screw / nut assembly, the nut of which is movable in translation and coupled by a cable to an element to be moved. The invention relates more particularly to force sensors for a cable actuator, the cable of which performs an anti-rotation function of the nut with respect to the screw. BACKGROUND OF THE INVENTION
Il est connu des actionneurs à câbles comportant une vis montée sur un châssis et un écrou coopérant avec la vis. L'écrou est associé à des moyens d'anti-rotation de sorte qu'une rotation relative de la vis et de l'écrou provoque un déplacement axial de l'écrou. Un ou plusieurs câbles associés à l'écrou sont reliés à une sortie de l'actionneur qui peut être rotative (lorsque les câbles sont reliés à des poulies) ou linéaire (lorsque les câbles sont reliés directement à la charge à manipuler). Les capteurs d'effort pour de tels actionneurs sont géné- ralement montés directement sur la sortie de l'actionneur et se révèlent encombrants, chers et/ou peu précis. En outre, ces capteurs d'effort étant directement accouplés aux segments du bras articulé, ils supportent des chocs et vibrations en provenance des segments et des charges qu'ils supportent. Pour éviter une trop grande fragilité, ils doivent donc être surdimensionnés ce qui augmente leur vo- lume et diminue leur sensibilité. Ainsi, le pilotage en effort des actionneurs à câble, qui disposent de caracté- ristiques intéressantes notamment en terme de compacité, est malaisé ou coûteux ce qui restreint leur diffusion.Cable actuators are known comprising a screw mounted on a frame and a nut cooperating with the screw. The nut is associated with anti-rotation means so that a relative rotation of the screw and of the nut causes an axial displacement of the nut. One or more cables associated with the nut are connected to an output of the actuator which can be rotary (when the cables are connected to pulleys) or linear (when the cables are connected directly to the load to be handled). The force sensors for such actuators are generally mounted directly on the output of the actuator and prove to be bulky, expensive and / or imprecise. In addition, these force sensors being directly coupled to the segments of the articulated arm, they withstand shocks and vibrations originating from the segments and the loads which they support. To avoid too great a fragility, they must therefore be oversized, which increases their volume and decreases their sensitivity. Thus, the force control of cable actuators, which have interesting characteristics in particular in terms of compactness, is difficult or expensive, which restricts their distribution.
Il est connu du document WO2019/029976 un actionneur à câble du type précité comprenant un câble agencé pour exer- cer des efforts s'opposant à un entrainement en rotation de l'écrou par la vis. It is known from document WO2019 / 029976 an actuator with cable of the aforementioned type comprising a cable arranged to exert forces opposing rotation of the nut by the screw.
OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet d'améliorer la précision et les coûts de fabrication et/ou de maintenance d'un actionneur à câble. OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is to improve the precision and the manufacturing and / or maintenance costs of a cable actuator.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Dans ce but, on prévoit un actionneur à câble comprenant un châssis, une vis montée à rotation sur le châssis et s'étendant selon un premier axe, un écrou coopérant avec la vis, un premier câble attelé à l'écrou et fonctionnel- lement relié à une sortie de l'actionneur, un deuxième câble attelé à l'écrou et fonctionnellement relié à une sortie de l'actionneur, un moteur agencé pour entraîner en rotation la vis. Le premier câble est agencé pour exercer des efforts s'opposant à un entraînement en rotation de l'écrou par la vis pour constituer des moyens d'anti-rota- tion de sorte qu'une rotation de la vis ou de l'écrou sous l'action du moteur provoque un déplacement de l'écrou sur la vis. L'actionneur selon l'invention comprend des moyens de déterminer un déplacement angulaire de l'écrou autour du premier axe relativement au châssis, des moyens de dé- terminer un effort appliqué sur la sortie de l'actionneur en fonction du déplacement angulaire de l'écrou autour du premier axe. Les moyens de déterminer déplacement angulaire comprennent un chariot monté pour translater selon une di- rection sensiblement parallèle au premier axe et qui com- prend un premier et un deuxième renvoi de câble. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION For this purpose, there is provided a cable actuator comprising a frame, a screw rotatably mounted on the frame and extending along a first axis, a nut cooperating with the screw, a first cable coupled to it. 'nut and operatively connected to an output of the actuator, a second cable coupled to the nut and operatively connected to an output of the actuator, a motor arranged to drive the screw in rotation. The first cable is arranged to exert forces opposing a rotational drive of the nut by the screw to constitute anti-rotation means so that a rotation of the screw or the nut under the action of the motor causes a displacement of the nut on the screw. The actuator according to the invention comprises means of determining an angular displacement of the nut around the first axis relative to the frame, means of determining a force applied to the output of the actuator as a function of the angular displacement of the nut. 'nut around the first axis. The means for determining angular displacement comprise a carriage mounted to translate in a direction substantially parallel to the first axis and which comprises a first and a second cable return.
Un troisième renvoi de câble et un quatrième renvoi de câble sont reliés au châssis. L'un des premiers renvois de câble, deuxième renvoi de câble est monté mobile relative- ment au chariot ou l'un des troisièmes renvois de câble ou quatrième renvoi de câble est monté mobile relativement au châssis. L'actionneur comporte également un troisième câble qui comprend un premier brin dont la première extré- mité est attelée à l'écrou et un deuxième brin dont la deuxième extrémité est attelée à l'écrou, le troisième câble coopère avec le premier renvoi de câble, le deuxième renvoi de câble, le troisième renvoi de câble et le qua- trième renvoi de câble. L'un parmi les premiers renvois de câble ou deuxième renvoi de câble est un renvoi de câble instrumenté de manière à mesurer son déplacement relative- ment au chariot, ou l'un des troisièmes renvois de câble ou quatrième renvoi de câble est un renvoi de câble ins- trumenté de manière à mesurer son déplacement relativement au châssis. A third cable return and a fourth cable return are connected to the frame. One of the first referrals from cable, second cable return is mounted movably relative to the carriage or one of the third cable return or fourth cable return is mounted movable relative to the frame. The actuator also comprises a third cable which comprises a first strand whose first end is coupled to the nut and a second strand whose second end is coupled to the nut, the third cable cooperating with the first cable return. , the second cable return, the third cable return and the fourth cable return. One of the first cable returns or second cable return is a cable return instrumented to measure its displacement relative to the carriage, or one of the third cable returns or fourth cable return is a cable instrumented to measure its displacement relative to the chassis.
On obtient ainsi un actionneur dont la mesure de l'effort appliqué sur la sortie est effectuée à l'aide d'un dispo- sitif simple s'appuyant sur des moyens de mesure de posi- tion qui sont des moyens généralement plus fiables que les capteurs d'efforts connus. L'actionneur selon l'invention bénéficie de plus du facteur d'amplification que le pas de la vis provoque sur le déplacement de l'écrou soumis à la charge appliquée sur la sortie de l'actionneur. L'actionneur est peu perturbé par l'environnement lumineux lorsqu'il comprend un codeur rotatif. An actuator is thus obtained in which the measurement of the force applied to the output is carried out using a simple device based on position measuring means which are generally more reliable means than known force sensors. The actuator according to the invention also benefits from the amplification factor that the pitch of the screw causes on the displacement of the nut subjected to the load applied to the output of the actuator. The actuator is little disturbed by the light environment when it includes a rotary encoder.
Avantageusement, le renvoi de câble instrumenté comprend un capteur linéaire, préférentiellement un capteur sans contact. Advantageously, the return of the instrumented cable comprises a linear sensor, preferably a contactless sensor.
Selon un mode de réalisation préféré, le premier brin de câble et le deuxième brin de câble s'étendent de part et d'autre d'un plan comprenant le premier axe. According to a preferred embodiment, the first strand of cable and the second cable strand extend on either side of a plane comprising the first axis.
Les couples parasites sont réduits lorsque l'actionneur comprend un premier chemin de roulement qui coopère avec au moins une roue solidaire du chariot. The parasitic torques are reduced when the actuator comprises a first raceway which cooperates with at least one wheel integral with the carriage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS II sera fait référence aux figures annexées, parmi lesquelles : Other characteristics and advantages of the invention will emerge on reading the following description of particular non-limiting embodiments of the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Reference will be made to the appended figures, among which:
[Fig. 1] la figure 1 est une vue schématique schématique en perspective d'un premier mode de réalisation d'un vérin à câble selon l'invention ; [Fig. 2] la figure 2 est une vue schématique en en coupe selon un plan III-II du mode de réalisation de la figure[Fig. 1] Figure 1 is a schematic perspective view of a first embodiment of a cable jack according to the invention; [Fig. 2] FIG. 2 is a schematic sectional view along a plane III-II of the embodiment of FIG.
1; 1;
[Fig. 3] la figure 3 est une vue schématique en perspec- tive d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ; [Fig. 4] la figure 4 est une vue schématique en perspec- tive d'un troisième mode de réalisation de l'invention ; [Fig. 5] la figure 5 est une vue schématique en en coupe selon un plan VI-VI du mode de réalisation de la figure 4. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, et selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'actionneur de l'invention, généralement désigné 100, comprend un châssis 10, ici une portion de cylindre il droit comprenant une base 12 au centre de laquelle un palier 13 accueille une vis 2 à rotation autour d'un premier axe Ox horizontal. La vis 2 est une vis à billes de pas p2qui est entraînée en rotation par un moteur électrique 3 comprenant un premier codeur rotatif 3.1. Un écrou 4 coopère avec la vis 2 et comprend un premier œillet 5 en saillie radiale de l'écrou 4. Un premier câble 6 s'étend parallèlement au premier axe Ox et comprend un premier tronçon 6.1 maintenu en sa première extrémité 6.2 dans le premier œillet 5 par une première sertissure 7.1. La deuxième extrémité 6.3 du premier tron- çon 6.1 du premier câble 6 est sertie sur une première poulie 14 solidaire d'un premier arbre 16 monté à rotation sur le châssis 10 selon un axe perpendiculaire au premier axe Ox. Le premier câble 6 comprend également un deuxième tronçon 6.4 de premier câble 6 s'étendant parallèlement au premier axe Ox de part et d'autre d'un plan P orthogonal au premier axe Ox comprenant le premier œillet 5 et qui est maintenu en sa première extrémité 6.5 dans le premier œillet 5 par la première sertissure 7.1. La deuxième ex- trémité 6.6 du deuxième tronçon 6.4 du premier câble 6 est sertie sur une deuxième poulie 15 solidaire d'un deuxième arbre 17 monté à rotation sur le châssis 10 selon un axe perpendiculaire au premier axe Ox. [Fig. 3] Figure 3 is a schematic perspective view of a second embodiment of the invention; [Fig. 4] Figure 4 is a schematic perspective view of a third embodiment of the invention; [Fig. 5] FIG. 5 is a schematic sectional view along a plane VI-VI of the embodiment of FIG. 4. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION With reference to FIG. 1, and according to a first embodiment of the FIG. invention, the actuator of the invention, generally designated 100, comprises a frame 10, here a portion of the right cylinder comprising a base 12 at the center of which a bearing 13 accommodates a screw 2 to rotate about a first axis Ox horizontal. Screw 2 is a p2 pitch ball screw which is rotated by an electric motor 3 comprising a first rotary encoder 3.1. A nut 4 cooperates with the screw 2 and comprises a first eyelet 5 projecting radially from the nut 4. A first cable 6 extends parallel to the first axis Ox and comprises a first section 6.1 held at its first end 6.2 in the first eyelet 5 by a first crimp 7.1. The second end 6.3 of the first section 6.1 of the first cable 6 is crimped on a first pulley 14 integral with a first shaft 16 rotatably mounted on the frame 10 along an axis perpendicular to the first axis Ox. The first cable 6 also comprises a second section 6.4 of first cable 6 extending parallel to the first axis Ox on either side of a plane P orthogonal to the first axis Ox comprising the first eyelet 5 and which is held in its first end 6.5 in the first eyelet 5 by the first crimp 7.1. The second end 6.6 of the second section 6.4 of the first cable 6 is crimped on a second pulley 15 integral with a second shaft 17 mounted to rotate on the frame 10 along an axis perpendicular to the first axis Ox.
L'écrou 4 comprend un deuxième œillet 8 en saillie radiale de l'écrou 4 de manière à être diamétralement opposé au premier œillet 5. Un deuxième câble 9 s'étend parallèlement au premier axe Ox et comprend un premier tronçon 9.1 de deuxième câble 9 maintenu en sa première extrémité 9.2 dans le deuxième œillet 8 par une deuxième sertissure 7.2. La deuxième extrémité 9.3 du premier tronçon 9.1 du deuxième câble 9 est reliée à une troisième poulie 18 solidaire du premier arbre 16 monté à rotation sur le châssis 10 selon un axe perpendiculaire au premier axe Ox. The nut 4 comprises a second eyelet 8 projecting radially from the nut 4 so as to be diametrically opposed to the first eyelet 5. A second cable 9 extends parallel to the first axis Ox and comprises a first section 9.1 of second cable 9 maintained at its first end 9.2 in the second eyelet 8 by a second crimp 7.2. The second end 9.3 of the first section 9.1 of the second cable 9 is connected to a third pulley 18 integral with the first shaft 16 rotatably mounted on the frame 10 along an axis perpendicular to the first axis Ox.
Le deuxième câble 9 comprend également un deuxième tronçon 9.4 s'étendant parallèlement au premier axe Ox de part et d'autre d'un plan P orthogonal au premier axe Ox comprenant le deuxième œillet 8 et qui est maintenu en sa première extrémité 9.5 dans le deuxième œillet 8 par la deuxième sertissure 7.2. La deuxième extrémité 9.6 du deuxième tron- çon 9.4 du deuxième câble 9 est sertie sur une quatrième poulie 19 solidaire du deuxième arbre 17 monté à rotation sur le châssis 10 selon un axe perpendiculaire au premier axe Ox. Les premier câbles 6 et deuxième câble 9 sont chacun pré- chargés à une tension de précharge t6,9 égale à la moitié de la tension de précharge totale to, par exemple en agis- sant sur la distance séparant le premier arbre 16 et le deuxième arbre 17. L'actionneur 100 comprend également une cinquième poulie 20 et une sixième poulie 21 respectivement solidaires en rotation du premier arbre 16 et du deuxième arbre 17. Un troisième câble 22 s'étend entre la cinquième poulie 20 et la sixième poulie 21 et comprend une première extrémité 22.1 sertie sur la cinquième poulie 20 et une deuxième extrémité 22.2 sertie sur la sixième poulie 21. The second cable 9 also includes a second section 9.4 extending parallel to the first axis Ox on either side of a plane P orthogonal to the first axis Ox comprising the second eyelet 8 and which is held at its first end 9.5 in the second eyelet 8 by the second crimp 7.2. The second end 9.6 of the second section 9.4 of the second cable 9 is crimped on a fourth pulley 19 integral with the second shaft 17 mounted to rotate on the frame 10 along an axis perpendicular to the first axis Ox. The first cables 6 and second cable 9 are each preloaded at a precharging voltage t6.9 equal to half of the total precharging voltage to, for example by acting on the distance separating the first shaft 16 and the second. shaft 17. The actuator 100 also comprises a fifth pulley 20 and a sixth pulley 21 respectively integral in rotation with the first shaft 16 and the second shaft 17. A third cable 22 extends between the fifth pulley 20 and the sixth pulley 21 and comprises a first end 22.1 crimped on the fifth pulley 20 and a second end 22.2 crimped on the sixth pulley 21.
Un support 22.3 est serti sur le troisième câble 22 pour constituer une sortie 22.4 de l'actionneur 100 destinée à être reliée à une charge 101 à déplacer. Le moteur 3 et son codeur 3.1 sont reliés à une unité de commande 90 de contrôle comprenant une unité 91 de déter- mination de la position de l'écrou 4, un comparateur 92, un calculateur 93, une mémoire 94 et un afficheur 95. Une poignée de commande 96 est également reliée à l'unité de commande 90. A support 22.3 is crimped onto the third cable 22 to constitute an output 22.4 of the actuator 100 intended to be connected to a load 101 to be moved. The motor 3 and its encoder 3.1 are connected to a control unit 90 comprising a unit 91 for determining the position of the nut 4, a comparator 92, a computer 93, a memory 94 and a display 95. A control handle 96 is also connected to the control unit 90.
Le premier câble 6 et le deuxième câble 9 étant tendus, ils exercent des efforts s'opposant à un entrainement en rotation de l'écrou 4 par la vis 2 lors d'une rotation du moteur 3 dans les deux sens de déplacement de l'écrou 4 relativement à la vis 2. Ils réalisent alors - en sus de leur fonction de transmission des efforts de déplacement depuis l'écrou 4 vers la charge 101 - une fonction d'anti- rotation de sorte qu'une rotation de la vis 2 sous l'action du moteur 3 provoque un déplacement de l'écrou 4 relative- ment à la vis 2. L'actionneur à câble 100 de l'invention permet un déplacement de la charge 101 dans deux sens op- posés. The first cable 6 and the second cable 9 being stretched, they exert forces opposing a drive in rotation of the nut 4 by the screw 2 during a rotation of the motor 3 in both directions of movement of the nut 4 relative to the screw 2. They then perform - in addition to their function of transmitting displacement forces from the nut 4 to the load 101 - an anti-rotation function such that a rotation of the screw 2 under the action of the motor 3 causes a displacement of the The nut 4 relative to the screw 2. The cable actuator 100 of the invention allows movement of the load 101 in two opposite directions.
Comme visible en figure 1, un premier chemin de roulement - ici un premier rail carré 25 en acier- solidaire du châs- sis 10 s'étend selon une direction sensiblement parallèle à l'axe Ox. Un chariot 30 comprend un cadre 31 sur lequel sont montés à rotation un premier galet 32 et un deuxième galet 33. Le premier galet 32 et le deuxième galet 33 coopèrent à roulement avec le rail 25. Le chariot 30 com- prend un premier renvoi de câble-ici sous la forme d'une septième poulie 34, monté à rotation sur le cadre 31- et un deuxième renvoi de câble- ici sous la forme d'une hui- tième poulie 35, monté à rotation sur le cadre 31. L'ac- tionneur 100 comprend également un troisième renvoi de câble -ici sous la forme d'une neuvième poulie 36, monté à rotation autour d'un troisième arbre 36.1. Le troisième axe 36.1 est solidaire d'une chape 37 montée flottante relativement au châssis 10. Un quatrième renvoi de câble ici sous la forme d'une dixième poulie 38 est monté à rotation autour d'un cinquième arbre 38.1 solidaire du châssis 10. Un troisième câble 40 comprend un premier brin 41 dont la première extrémité 41.1 est attelée à l'écrou 4 et un deuxième brin 42 dont la deuxième extrémité 42.1 est également attelée à l'écrou 4. Le troisième câble 40 s'étend depuis la première extrémité 41.1 pour s'engager sur la septième poulie 34. Le troisième câble 40 s'étend ensuite sensiblement parallèlement au premier axe Ox pour s'enrouler sur la neuvième poulie 36 autour de laquelle le troisième câble 40 est engagé pour s'étendre sensiblement parallèlement au premier axe Ox pour rejoindre la dixième poulie 38. Après une révolution d'environ cent-quatre- vingt degrés autour de la dixième poulie 38, le troisième câble 40 s'engage sur la huitième poulie 35 avant de re- joindre l'écrou 4 auquel la deuxième extrémité 42.1 du troisième câble 40 est attelée. La première extrémité 41.1 et la deuxième extrémité 42.1 du troisième câble 40 sont, ici, attelées sur la périphérie de l'écrou 4 (cf. figure 2). As can be seen in FIG. 1, a first raceway - here a first square steel rail 25 - integral with the frame 10 extends in a direction substantially parallel to the axis Ox. A carriage 30 comprises a frame 31 on which are rotatably mounted a first roller 32 and a second roller 33. The first roller 32 and the second roller 33 co-operate in rolling motion with the rail 25. The carriage 30 comprises a first return wheel. cable - here in the form of a seventh pulley 34, rotatably mounted on the frame 31 - and a second cable deflection - here in the form of an eighth pulley 35, rotatably mounted on the frame 31. L The actuator 100 also comprises a third cable return - here in the form of a ninth pulley 36, mounted for rotation around a third shaft 36.1. The third axis 36.1 is integral with a yoke 37 mounted to float relative to the frame 10. A fourth cable return here in the form of a tenth pulley 38 is mounted to rotate around a fifth shaft 38.1 integral with the frame 10. A third cable 40 comprises a first strand 41 whose first end 41.1 is coupled to the nut 4 and a second strand 42, the second end 42.1 of which is also coupled to the nut 4. The third cable 40 extends from the first end 41.1 to engage with the seventh pulley 34. The third cable 40 then extends substantially parallel to the first axis Ox to wind on the ninth pulley 36 around which the third cable 40 is engaged to extend substantially parallel to the first axis Ox to join the tenth pulley 38. After a revolution of about one hundred and four - twenty degrees around the tenth pulley 38, the third cable 40 engages on the eighth pulley 35 before joining the nut 4 to which the second end 42.1 of the third cable 40 is coupled. The first end 41.1 and the second end 42.1 of the third cable 40 are, here, coupled to the periphery of the nut 4 (see FIG. 2).
Comme visible en figures 1 et 2, le premier brin 41 et le deuxième brin 42 s'étendent d'un même côté d'un plan com- prenant le premier axe Ox et parallèle aux premier arbre 16 et au deuxième arbre 17. As visible in Figures 1 and 2, the first strand 41 and the second strand 42 extend on the same side of a plane comprising the first axis Ox and parallel to the first shaft 16 and to the second shaft 17.
La septième poulie 34, la huitième poulie 35, la neuvième poulie 36 et la dixième poulie 38 constituent respective- ment un premier renvoi de troisième câble 40, un deuxième renvoi de troisième câble 40, un troisième renvoi de troi- sième câble 40 et un quatrième renvoi de troisième câble 40. The seventh pulley 34, the eighth pulley 35, the ninth pulley 36 and the tenth pulley 38 constitute a first third cable return 40, a second third cable 40, a third third cable 40 and a third cable return, respectively. fourth return of third cable 40.
L'actionneur 100 comprend également un premier tambour 50 monté à rotation autour d'un sixième arbre 51 d'un deuxième codeur rotatif 52 solidaire du châssis 10. La première extrémité 53.1 d'un filin 53 est fixée à la chape 37. Le filin 53 réalise un tour complet sur le deuxième tambour 50 et est relié en sa deuxième extrémité 53.2 à la première extrémité 60 d'un ressort 61 de traction. La deuxième ex- trémité 62 du ressort de traction 61 est reliée au châssis 10. Ainsi, la neuvième poulie 36 est maintenue flottante par rapport au châssis 10 grâce aux tractions conjuguées du troisième câble 40 et du filin 53. The actuator 100 also comprises a first drum 50 mounted to rotate around a sixth shaft 51 of a second rotary encoder 52 integral with the frame 10. The first end 53.1 of a rope 53 is fixed to the yoke 37. The rope 53 makes a full revolution on the second drum 50 and is connected at its second end 53.2 to the first end 60 of a tension spring 61. The second end 62 of the tension spring 61 is connected to the frame 10. Thus, the ninth pulley 36 is kept floating with respect to the frame 10 thanks to the combined pulls of the third cable 40 and of the rope 53.
Le troisième câble 40 est préchargé par la traction du ressort 61 qui transmet sa traction à la chape 37 par le filin 53. Bien que la traction du ressort 61 produise un couple de perturbation sur l'écrou 4, celui-ci peut être négligé en regard du couple généré par la charge 101 lorsqu'on choisit un ressort 61 de faible force et que l'ensemble des poulies sont montés de manière à réduire les frottements, par exemple sur des roulements à billes. La chape 37 est maintenue en équilibre par la traction du ressort 61. Avantageusement, on choisira un ensemble chape 37/poulie 36 suffisamment léger pour ne pas provoquer une flèche notable du filin 53. Alternativement, ou de manière complémentaire, on pourra prévoir un chariot 30 roulant à faible frottement sur le rail 25. Ainsi, une rotation de l'écrou autour de l'axe Ox déplace simultanément les ex- trémités 41.1 et 42.1 du câble 40 d'une même valeur ce qui entraîne une translation de la chape 37 supportant l'axe 36.1 de la poulie 36. Le déplacement de la chape 37 est converti en une rotation, par le tambour 50.La rotation du tambour 50 est mesurée par le codeur 52. The third cable 40 is preloaded by the traction of the spring 61 which transmits its traction to the yoke 37 by the rope 53. Although the traction of the spring 61 produces a disturbing torque on the nut 4, this can be neglected by look at the torque generated by the load 101 when a low force spring 61 is chosen and all the pulleys are mounted so as to reduce friction, for example on ball bearings. The yoke 37 is kept in balance by the pulling of the spring 61. Advantageously, a yoke 37 / pulley 36 assembly will be chosen which is sufficiently light not to cause a noticeable deflection of the rope 53. Alternatively, or in a complementary manner, a carriage can be provided. 30 rolling with low friction on the rail 25. Thus, a rotation of the nut around the axis Ox simultaneously displaces the ends 41.1 and 42.1 of the cable 40 by the same value which causes a translation of the yoke 37. supporting the axis 36.1 of the pulley 36. The displacement of the yoke 37 is converted into a rotation, by the drum 50. The rotation of the drum 50 is measured by the encoder 52.
En revanche, le déplacement linéaire de l'écrou 4 entraîne le déplacement du chariot 30 et la circulation du câble 40 sur la septième poulie 34, huitième poulie 35, neuvième poulie 36 et dixième poulie 38 ne provoque aucun déplace- ment de l'axe 36.1 de la poulie 36 et le codeur 52 n'enre- gistre alors aucun déplacement. On the other hand, the linear displacement of the nut 4 causes the displacement of the carriage 30 and the circulation of the cable 40 on the seventh pulley 34, eighth pulley 35, ninth pulley 36 and tenth pulley 38 does not cause any movement. the axis 36.1 of the pulley 36 and the encoder 52 then records no movement.
Un module 26 de traitement relié au deuxième codeur 52 convertit la rotation du deuxième codeur 52 en une rotation de l'écrou 4 autour de l'axe Ox. A processing module 26 connected to the second encoder 52 converts the rotation of the second encoder 52 into a rotation of the nut 4 about the axis Ox.
Le module 26 est relié à l'unité de commande 90 de contrôle. En fonctionnement, un utilisateur agit sur la poignée 96 pour commander un déplacement de la charge 101. L'unité 90 commande alors une rotation du moteur 3. Sous l'effet du moteur 3, la rotation de la vis 2 provoque une rotation identique de l'écrou 4 en raison des frottements de contact entre la vis 2 et l'écrou 4. Cette rotation met en tension le premier câble 6 et le deuxième câble 9 qui viennent alors exercer des efforts s'opposant à un entrainement en rotation de l'écrou 4 par la vis 2. Le premier câble 6 et le deuxième câble 9 réalisent alors - en sus de leur fonc- tion de transmission des efforts de déplacement vers la charge 101 - une fonction d'anti-rotation de sorte qu'une rotation de la vis 2 sous l'action du moteur 3 provoque un déplacement linéaire de l'écrou 4 relativement à la vis 2. Dans une position donnée de l'écrou 4, en présence de la charge 101, le couple appliqué à l'écrou 4 augmente en fonction de la valeur de la charge 101 ce qui provoque la rotation de l'écrou 4 autour de l'axe Ox jusqu'à une posi- tion d'équilibre avec le couple de rappel généré par le premier brin 41 et le deuxième brin 42. Le module 26 trans- met la valeur de l'estimation de la translation de la chape 37- qui correspond à un déplacement de la poulie 36 et donc à une rotation de l'écrou 4 autour de l'axe Ox- au calcu- lateur 93. L'unité 91 détermine alors l'angle de rotation de l'écrou 4 autour de l'axe Ox à partir de la lecture du codeur 52 et d'un modèle de calcul tenant compte du rayon du tambour 50 et de la position des extrémités 41.1 et 42.1 du premier brin 41 et du deuxième brin 42 sur l'écrou 4. The module 26 is connected to the control unit 90. In operation, a user acts on the handle 96 to control a displacement of the load 101. The unit 90 then controls a rotation of the motor 3. Under the effect of the motor 3, the rotation of the screw 2 causes an identical rotation of the nut 4 due to the contact friction between the screw 2 and the nut 4. This rotation puts in tension the first cable 6 and the second cable 9 which then come to exert forces opposing a rotational drive of the 'nut 4 by screw 2. The first cable 6 and the second cable 9 then perform - in addition to their function of transmitting displacement forces to the load 101 - an anti-rotation function so that a rotation of the screw 2 under the action of the motor 3 causes a linear displacement of the nut 4 relative to the screw 2. In a given position of the nut 4, in the presence of the load 101, the torque applied to the nut 4 increases according to the value of the load 101 which causes the nut to rotate 4 around the axis Ox to a position of equilibrium with the return torque generated by the first strand 41 and the second strand 42. The module 26 transmits the value of the estimate of the translation of the yoke 37- which corresponds to a displacement of the pulley 36 and therefore to a rotation of the nut 4 around the axis Ox- to the computer 93. The unit 91 then determines the angle of rotation of the nut 4 around the axis Ox from the reading of the encoder 52 and from a calculation model taking into account the radius of the drum 50 and the position of the ends. 41.1 and 42.1 of the first strand 41 and of the second strand 42 on the nut 4.
Le calculateur 93 détermine alors un effort appliqué sur le support 22.3 par la charge 101 en fonction de la valeur α du déplacement angulaire de l'écrou 4 autour de l'axe Ox . The computer 93 then determines a force applied to the support 22.3 by the load 101 as a function of the value α of the angular displacement of the nut 4 around the axis Ox.
Une telle détermination peut notamment se faire en résol- vant l'équation 27 d'équilibrage de l'écrou suivante : [Math 1]
Figure imgf000013_0001
dans laquelle :
Such a determination can in particular be made by solving the following nut balancing equation 27: [Math 1]
Figure imgf000013_0001
in which :
- C correspond au couple appliqué sur la première poulie 14, - C corresponds to the torque applied to the first pulley 14,
- R correspond au rayon de la première poulie 14, - R corresponds to the radius of the first pulley 14,
- E correspond à la distance qui sépare les points de tangence du premier câble 6 à la première poulie 14 et la deuxième poulie 15, - E corresponds to the distance between the points of tangency of the first cable 6 to the first pulley 14 and the second pulley 15,
- α correspond à l'angle de rotation de l'écrou 4 autour de l'axe Ox par rapport au châssis 10, - α corresponds to the angle of rotation of the nut 4 around the axis Ox relative to the frame 10,
- ρ correspond au rayon d'ancrage du premier câble 6 par rapport à l'axe de l'écrou 4 (ou vis), - ρ corresponds to the anchoring radius of the first cable 6 with respect to the axis of the nut 4 (or screw),
- d correspond à la distance du centre de l'écrou 4 au point de tangence du premier câble 6 sur la première poulie 14. - correspond au pas réduit du système vis 2 -écrou4 , c'est-à-dire p2/2n ; - d corresponds to the distance from the center of the nut 4 to the point of tangency of the first cable 6 on the first pulley 14. - corresponds to the reduced pitch of the screw 2-nut 4 system, that is to say p2 / 2n;
- k1 correspond à la raideur du brin de premier câble 6 le plus court entre celui séparant l'écrou 4 de la première poulie 14 et celui séparant l'écrou 4 de la deuxième poulie 15 ; - k 1 corresponds to the stiffness of the shortest strand of the first cable 6 between that separating the nut 4 from the first pulley 14 and that separating the nut 4 from the second pulley 15;
- k2 correspond à la raideur du brin de deuxième câble 9 le plus long entre celui séparant l'écrou 4 de la première poulie 14 et celui séparant l'écrou 4 de la deuxième poulie 15 ;t0 correspond à la tension de précharge totale répartie sur les premier et deuxième câbles 6 et 9. - k 2 corresponds to the stiffness of the longest second cable strand 9 between the one separating the nut 4 from the first pulley 14 and that separating the nut 4 from the second pulley 15; t 0 corresponds to the total preload tension distributed over the first and second cables 6 and 9.
Les approximations amenant à cette équation ou en permet- tant sa résolution (développements limités par exemple) peuvent dépendre de la position linéaire de l'écrou 4 sur la vis 2. The approximations leading to this equation or allowing its resolution (limited developments for example) may depend on the linear position of nut 4 on screw 2.
On obtient ainsi un actionneur à câble 100 dont le deuxième codeur 52 permet une estimation des tensions dans le pre- mier câble 6 et le deuxième câble 9 et ainsi d'en déduire un effort exercé sur la sortie 22.4 de 1'actionneur 100.A cable actuator 100 is thus obtained, the second encoder 52 of which makes it possible to estimate the tensions in the first cable 6 and the second cable 9 and thus to deduce therefrom a force exerted on the output 22.4 of the actuator 100.
L'actionneur 100 selon le premier mode de réalisation de 1'invention permet également d'effectuer une vérification de la précharge des câbles. En effet, l'équation d'équili- brage ci-dessus fait apparaître la précharge totale to ré- partie sur les premier câble 6 et deuxième câble 9 et il est ainsi possible d'évaluer cette précharge t0 à l'aide du procédé suivant. The actuator 100 according to the first embodiment of the invention also makes it possible to check the preload of the cables. Indeed, the balancing equation above shows the total preload to distributed over the first cable 6 and second cable 9 and it is thus possible to evaluate this preload t 0 using the method following.
Selon une première étape, on amène l'écrou à une position prédéterminée relativement au châssis, ici en la deuxième extrémité 2.2 de la vis 2. According to a first step, the nut is brought to a predetermined position relative to the frame, here at the second end 2.2 of the screw 2.
Selon une deuxième étape, le support 22.3 est immobilisé en 1'amenant en butée contre un élément fixe relativement au châssis 10. According to a second step, the support 22.3 is immobilized by bringing it into abutment against a relatively fixed element. to the frame 10.
Selon une troisième étape, on commande le moteur 3 pour qu'il applique un couple Cp prédéterminé à la vis 2. Le couple Cp est, ici, appliqué en commandant l'application d'un courant d'alimentation Ip connu au moteur 3, la valeur du couple appliqué par le moteur 3 sur la vis 2 est déter- minée à l'aide de la caractéristique mettant en relation le courant d'entrée et le couple de sortie du moteur 3. Selon une quatrième étape, le module 26 transmet la valeur de l'estimation de la distance D23-24 au calculateur 93 qui la convertit en une position angulaire effective de l'écrou 4 autour de l'axe Ox. According to a third step, the motor 3 is controlled so that it applies a predetermined torque C p to the screw 2. The torque Cp is, here, applied by controlling the application of a known supply current I p to the motor. 3, the value of the torque applied by the motor 3 to the screw 2 is determined using the characteristic relating the input current and the output torque of the motor 3. According to a fourth step, the module 26 transmits the value of the estimate of the distance D 23-24 to the computer 93 which converts it into an effective angular position of the nut 4 around the axis Ox.
Selon une cinquième étape, le comparateur 92 compare la position effective de l'écrou 4 relativement au châssis 10 avec la position prédéterminée de l'écrou 4 relativement au châssis 10 afin d'obtenir une valeur δang4 de la déviation de la position angulaire de l'écrou 4. According to a fifth step, the comparator 92 compares the effective position of the nut 4 relative to the frame 10 with the predetermined position of the nut 4 relative to the frame 10 in order to obtain a value δ ang4 of the deviation of the angular position of nut 4.
Selon une sixième étape, le calculateur 93 détermine la valeur de la précharge totale to répartie sur les premier câble 6 et deuxième câble 9 en fonction de la valeur δang4 de la déviation de la position angulaire de l'écrou 4.According to a sixth step, the computer 93 determines the value of the total preload to distributed over the first cable 6 and second cable 9 as a function of the value δ ang4 of the deviation of the angular position of the nut 4.
La valeur déterminée de la précharge topermet de vérifier que celle-ci est bien conforme à une valeur de référence t0ref · Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits porteront une référence numérique identique à celle-ci dans la description qui suit des deux autres modes de réalisation de l'invention. The determined value of the preload top allows to check that it conforms to a reference value t 0ref The elements identical or similar to those previously described will bear a numerical reference identical to this one in the following description of the other two embodiments of the invention.
Selon un deuxième mode de réalisation représenté en figure 3, le filin 53 comprend un réflecteur 70 -ici une tôle métallique blanche- qui s'étend dans un plan sensiblement parallèle à l'axe Oz. Un émetteur/récepteur laser 71 soli- daire du châssis 10 est relié à un module 72 de traitement relié à l'émetteur/récepteur laser 71 mesure le temps de trajet d'un rayon laser émis par l'émetteur/récepteur 71 et réfléchit par le réflecteur 70 et convertit ce temps de trajet une estimation de la distance D70-71 séparant l'émet- teur/récepteur 71 et le réflecteur 70. Le module 72 est relié à l'unité 90 dont le calculateur 93 convertit la distance D70-71 en un déplacement α de l'axe 36.1 de la poulie 36. According to a second embodiment shown in FIG. 3, the rope 53 comprises a reflector 70 - here a white metal sheet - which extends in a substantially plane. parallel to the Oz axis. A laser transmitter / receiver 71 integral with the frame 10 is connected to a processing module 72 connected to the laser transmitter / receiver 71 measures the travel time of a laser beam emitted by the transmitter / receiver 71 and reflects by reflector 70 and converts this travel time into an estimate of the distance D 70-71 separating the emitter / receiver 71 and the reflector 70. The module 72 is connected to the unit 90 whose computer 93 converts the distance D 70-71 in a displacement α of the axis 36.1 of the pulley 36.
La détermination de l'effort sur la sortie 22.4 de l'ac- tionneur 100 se fait de la même façon que pour le premier mode de réalisation de l'invention exposé précédemment. Selon un troisième mode de réalisation représenté en figure 4 le premier brin 41 et le deuxième brin 42 s'étendent de part et d'autre d'un plan P1 comprenant le premier axe Ox et qui est parallèle au premier arbre 16 et au deuxième arbre 17. Le chariot 30 comprend un troisième galet 39 qui coopère à roulement avec un deuxième rail 28 carré. Une dixième poulie 70 positionnée en une extrémité du deuxième rail 28 renvoi le troisième câble 40 depuis la huitième poulie 35 vers la dixième poulie 38. The determination of the force on the output 22.4 of the actuator 100 is done in the same way as for the first embodiment of the invention described above. According to a third embodiment shown in FIG. 4, the first strand 41 and the second strand 42 extend on either side of a plane P1 comprising the first axis Ox and which is parallel to the first shaft 16 and to the second shaft. 17. The carriage 30 comprises a third roller 39 which cooperates in rolling motion with a second square rail 28. A tenth pulley 70 positioned at one end of the second rail 28 returns the third cable 40 from the eighth pulley 35 to the tenth pulley 38.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais englobe toute variante entrant dans le cadre de l'invention défini par les revendications. Of course, the invention is not limited to what has just been described, but encompasses any variant coming within the scope of the invention defined by the claims.
En particulier, Specifically,
- bien qu'ici, le châssis soit de forme cylindrique, l'in- vention s'applique également à d'autres formes de châssis comme par exemple une platine, un tube carré, une forme quelconque ; - bien qu'ici l'axe de rotation de la vis s'étende hori- zontalement, l'invention s'applique également à d'autres orientations de l'axe de rotation de la vis comme par exemple une orientation verticale, à quarante-cinq degrés ou quelconque ; - although here, the frame is cylindrical in shape, the invention also applies to other shapes of frame such as for example a plate, a square tube, any shape whatsoever; - although here the axis of rotation of the screw extends horizontally, the invention also applies to other orientations of the axis of rotation of the screw such as for example a vertical orientation, at forty -five degrees or any;
- bien qu'ici l'actionneur à câble comprenne deux câbles reliés à l'écrou, l'invention s'applique également à un actionneur dont l'écrou est relié à un unique câble ou à plus de deux câbles ; - bien qu'ici la sortie de l'actionneur à câble soit re- liée à un câble pour fournir un mouvement de translation, l'invention s'applique également à une sortie solidaire en rotation de l'un des arbres de l'actionneur pour fournir un mouvement de rotation ; - bien qu'ici l'utilisateur agisse sur une poignée pour commander l'actionneur, l'invention s'applique également à d'autres moyens de commande comme par exemple un interrup- teur ou une commande vocale ; - Although here the cable actuator comprises two cables connected to the nut, the invention also applies to an actuator whose nut is connected to a single cable or to more than two cables; - although here the output of the cable actuator is connected to a cable to provide a translational movement, the invention also applies to an output integral in rotation with one of the shafts of the actuator to provide rotational movement; although here the user acts on a handle to control the actuator, the invention also applies to other control means such as, for example, a switch or a voice command;
- bien qu'ici la détermination de l'effort exercé par l'actionneur ait été décrite lorsque l'actionneur est sta- bilisé dans une position donnée, l'invention s'applique également à une mesure dynamique de l'effort pendant le mouvement de l'actionneur ; - although here the determination of the force exerted by the actuator has been described when the actuator is stabilized in a given position, the invention also applies to a dynamic measurement of the force during the movement. the actuator;
- bien qu'ici le procédé de détermination de la précharge des câbles ait été décrit en lien avec le premier mode de réalisation de l'actionneur, le procédé de détermination de la précharge des câbles s'applique également aux autres modes de réalisation de l'invention ; - although here the method of determining the preload of the cables has been described in connection with the first embodiment of the actuator, the method of determining the preload of the cables also applies to the other embodiments of the invention;
- bien qu'ici la sortie de l'actionneur soit immobilisée lorsque l'écrou est en la deuxième extrémité de la vis, l'invention s'applique également à d'autres positions pré- déterminée de l'écrou (ou la sortie) relativement au châs- sis ; - although here the output of the actuator is immobilized when the nut is at the second end of the screw, the invention also applies to other predetermined positions of the nut (or the outlet) relative to the frame;
- bien qu'ici l'actionneur comprenne une vis à billes, l'invention s'applique également à d'autres types de vis comme par exemple une vis à filets simples, ou à rouleaux ;- Although here the actuator comprises a ball screw, the invention also applies to other types of screw such as for example a single threaded screw, or a roller screw;
- bien qu'ici le réflecteur soit une tôle métallique blanche, l'invention s'applique également à d'autres types de réflecteurs comme par exemple un miroir, une tôle polie, une tôle simple ou tout élément dont la surface réalise une réflexion suffisante d'une onde pour permettre la me- sure de son temps de trajet ; - although here the reflector is a white metal sheet, the invention also applies to other types of reflectors such as for example a mirror, a polished sheet, a simple sheet or any element whose surface provides sufficient reflection a wave to allow the measurement of its travel time;
- bien qu'ici l'actionneur comprenne un capteur de dis- tance à faisceau laser, l'invention s'applique également à d'autres types de capteur linéaire sans contact comme par exemple d'autres types de capteurs comprenant un émet- teur/récepteur d'ondes tel qu'un émetteur/récepteur d'ul- tra-sons, émetteur/récepteur de lumière visible ou infra- rouge, incrémentaux directement solidaire des poulies ; - bien qu'ici le premier câble soit attelé à l'écrou par un sertissage à un œillet solidaire de l'écrou, l'invention s'applique également à d'autres moyens d'atteler un câble à l'écrou comme par exemple un anneau soudé à l'écrou, une sertissure dans un perçage réalisé dans l'écrou, des tours morts dans un perçage, une fixation à un support intermé- diaire ; - although here the actuator comprises a laser beam distance sensor, the invention also applies to other types of contactless linear sensor such as, for example, other types of sensors comprising a transmitter. / wave receiver such as an ultrasound emitter / receiver, visible or infrared light emitter / receiver, incremental directly attached to the pulleys; - although here the first cable is hitched to the nut by crimping to an eye integral with the nut, the invention also applies to other means of hitching a cable to the nut such as for example a ring welded to the nut, a crimp in a hole made in the nut, dead turns in a hole, an attachment to an intermediate support;
- bien qu'ici les câbles s'étendent parallèlement au pre- mier axe, l'invention s'applique également à d'autres con- figurations des câbles dans lesquelles le câble peut adop- ter une orientation quelconque par rapport au premier axe ;although here the cables extend parallel to the first axis, the invention also applies to other configurations of cables in which the cable can adopt any orientation with respect to the first axis;
- bien qu'ici l'ensemble des câbles de l'actionneur soient préchargés, l'invention s'applique également à un unique câble précharge, aucun câble précharge ou seulement une fraction des câbles préchargés ; - although here all the actuator cables are precharged, the invention also applies to a single precharging cable, no precharging cable or only a fraction of the precharged cables;
- bien qu'ici la vis soit montée dans un palier, l'inven- tion s'applique également à d'autres moyens de montage à rotation de la vis sur le châssis comme par exemple une douille en bronze, un palier à aiguilles, à billes ou à rouleaux coniques ; - although here the screw is mounted in a bearing, the invention also applies to other means of rotationally mounting the screw on the frame such as for example a bronze bush, a needle bearing, with balls or tapered rollers;
- bien qu'ici le procédé de mesure d'une précharge ait été décrit en référence au premier mode de réalisation de l'invention, un tel procédé est clairement applicable à toute variante entrant dans le cadre de l'invention telle que définie par les revendications ; - although here the method of measuring a preload has been described with reference to the first embodiment of the invention, such a method is clearly applicable to any variant coming within the scope of the invention as defined by the claims;
- bien qu'ici les galets coopèrent avec un rail carré, l'invention s'applique également à d'autres types de moyens de guidage en translation comme par exemple un patin , une douille lubrifiée, un doigt dans un lumière ; - Although here the rollers cooperate with a square rail, the invention also applies to other types of translational guide means such as for example a shoe, a lubricated bush, a finger in a slot;
- bien qu'ici l'actionneur comprenne des poulies pour ré- aliser les renvois de câble, l'invention s'applique égale- ment à d'autres types de renvoi de câble comme par exemple un arbre monté à rotation, un œillet métallique ou synthé- tique, un arbre fixe en matière limitant la friction de type bronze ou PTFE ; - although here the actuator comprises pulleys to make the cable returns, the invention also applies to other types of cable return such as for example a shaft mounted for rotation, a metal eyelet or synthetic, a fixed shaft made of a bronze or PTFE-type friction-limiting material;
- bien qu'ici le filin sot relié à une extrémité d'un ressort de traction , l'invention s'applique également à d'autres moyens de rappel du câble comme par exemple un ressort en spirale incorporé au tambour ; - Although here the rope is connected to one end of a tension spring, the invention also applies to other cable return means such as for example a spiral spring incorporated in the drum;
- bien qu'ici l'actionneur comprenne un filin relié à un tambour instrumenté, l'invention s'applique également à d'autres moyens de mesure du déplacement de la troisième poulie, comme par exemple un ensemble roue/vis sans fin ou un ensemble roue/crémaillère ; - although here the actuator comprises a rope connected to an instrumented drum, the invention also applies to other means for measuring the displacement of the third pulley, such as for example a wheel / worm assembly or a wheel / rack assembly;
- bien qu'ici la neuvième poulie soit pourvue d'un capteur mesurant son déplacement relativement au châssis, l'inven- tion s'applique également à d'autres implantations du cap- teur, comme par exemple un capteur mesurant le déplacement de la dixième poulie, de la septième, huitième ou neuvième poulie ; - although here the ninth pulley is provided with a sensor measuring its displacement relative to the frame, the invention also applies to other installations of the sensor, such as for example a sensor measuring the displacement of the frame. tenth pulley, of the seventh, eighth or ninth pulley;
- bien qu'ici la troisième poulie soit montée flottante relativement au châssis, l'invention s'applique également à d'autres moyens de liaison mobile de la troisième poulie au châssis comme par exemple une liaison coulissante par chariot , une sustentation magnétique, ou une chape montée à pivotement par rapport au châssis. - although here the third pulley is mounted floating relative to the frame, the invention also applies to other means of movable connection of the third pulley to the frame such as for example a sliding connection by carriage, a magnetic levitation, or a clevis mounted to pivot relative to the frame.

Claims

REVENDICATIONS
1. Actionneur à câble (100) comprenant : 1. Cable actuator (100) comprising:
- un châssis (10) ; - a frame (10);
- une vis (2) montée à rotation sur le châssis (10) et s'étendant selon un premier axe (Ox) ; - a screw (2) rotatably mounted on the frame (10) and extending along a first axis (Ox);
- un écrou (4) coopérant avec la vis (2) ; - a nut (4) cooperating with the screw (2);
- un premier câble (6) attelé à l'écrou (4) et fonction- nellement relié à une sortie (16, 17, 22.4) de l'actionneur (100) ; - a first cable (6) coupled to the nut (4) and functionally connected to an output (16, 17, 22.4) of the actuator (100);
- un deuxième câble (9) attelé à l'écrou (4) et fonction- nellement relié à la sortie (22.4) de l'actionneur (100) ;- a second cable (9) coupled to the nut (4) and functionally connected to the output (22.4) of the actuator (100);
- un moteur (3) agencé pour entrainer en rotation la vis- a motor (3) arranged to drive the screw in rotation
(2) ; caractérisé en ce que le premier câble (6) est agencé pour exercer des efforts s'opposant à un entraînement en rota- tion de l'écrou (4) par la vis (2) pour constituer des moyens d'anti-rotation de sorte qu'une rotation de la vis (2) sous l'action du moteur (3) provoque un déplacement de l'écrou (4) sur la vis (2), et que (2); characterized in that the first cable (6) is arranged to exert forces opposing a rotational drive of the nut (4) by the screw (2) to constitute anti-rotation means so that a rotation of the screw (2) under the action of the motor (3) causes a displacement of the nut (4) on the screw (2), and that
- l'actionneur à câble (100) comprend également : - the cable actuator (100) also includes:
- des moyens de déterminer (30, 37, 52, 70, 71) un dépla- cement angulaire (a) de l'écrou (4) autour du premier axe (Ox) relativement au châssis (10), - means of determining (30, 37, 52, 70, 71) an angular displacement (a) of the nut (4) around the first axis (Ox) relative to the frame (10),
; et ; and
- des moyens de déterminer (93) un effort appliqué sur la sortie (22.4) de l'actionneur à câble (100) en fonction du déplacement angulaire (a) de l'écrou (4) autour du premier axe (Ox), dans lequel les moyens de déterminer (30, 37, 52, 70, 71) le déplacement angulaire (a) de l'écrou (4) comprennent : - un chariot (30) monté pour translater selon une direc- tion sensiblement parallèle au premier axe (Ox) et qui comprend un premier renvoi de câble (34) et un deuxième renvoi de câble (35), - un troisième renvoi de câble (36) relié au châssis et un quatrième renvoi de câble (38) relié au châssis (10), l'un des premier renvoi de câble (34), deuxième renvoi de câble (35) est monté mobile relativement au chariot (30) ou l'un des troisième renvoi de câble (36) ou quatrième renvoi de câble (37) est monté mobile relativement au châs- sis (10) ; l'actionneur comporte également un troisième câble (40) qui comprend un premier brin (41) dont la première extré- mité (41.1) est attelée à l'écrou (4) et un deuxième brin (42) dont la deuxième extrémité (42.1) est attelée à l'écrou (4), le troisième câble (40) coopère avec le pre- mier renvoi de câble (34), le deuxième renvoi de câble (35), le troisième renvoi de câble (36) et le quatrième renvoi de câble (38); l'un parmi les premier renvoi de câble (34) ou deuxième renvoi de câble (35) est un renvoi de câble instrumenté de manière à mesurer son déplacement relativement au chariot (30), ou l'un des troisième renvoi de câble (36) ou quatrième renvoi de câble (38) est un renvoi de câble instrumenté de manière à mesurer son dé- placement relativement au châssis (10) - means for determining (93) a force applied to the output (22.4) of the cable actuator (100) as a function of the angular displacement (a) of the nut (4) around the first axis (Ox), in which means for determining (30, 37, 52, 70, 71) the angular displacement (a) of the nut (4) comprises: - a carriage (30) mounted to translate in a direction substantially parallel to the first axis (Ox) and which comprises a first cable return (34) and a second cable return (35), - a third cable return ( 36) connected to the frame and a fourth cable return (38) connected to the frame (10), one of the first cable return (34), second cable return (35) is movably mounted relative to the carriage (30) or one of the third cable return (36) or fourth cable return (37) is movably mounted relative to the frame (10); the actuator also comprises a third cable (40) which comprises a first strand (41) whose first end (41.1) is coupled to the nut (4) and a second strand (42) whose second end (42.1) ) is coupled to the nut (4), the third cable (40) cooperates with the first cable return (34), the second cable return (35), the third cable return (36) and the fourth cable return (38); one of the first cable return (34) or second cable return (35) is a cable return instrumented to measure its displacement relative to the carriage (30), or one of the third cable return (36 ) or fourth cable return (38) is a cable return instrumented so as to measure its displacement relative to the frame (10)
2. Actionneur à câble (100) selon la revendication 1, dans lequel le renvoi de câble instrumenté comprend un codeur rotatif (52). 2. Cable actuator (100) according to claim 1, wherein the instrumented cable return comprises a rotary encoder (52).
3. Actionneur à câble (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le renvoi de câble instrumenté comprend un capteur linéaire (70, 71). 3. Cable actuator (100) according to any preceding claim, wherein the instrumented cable return comprises a linear sensor (70, 71).
4. Actionneur à câble (100) selon la revendication 3, dans lequel le capteur linéaire (70, 71) est un capteur sans contact. Cable actuator (100) according to claim 3, wherein the linear sensor (70, 71) is a non-contact sensor.
5. Actionneur à câble (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier brin de câble (41) et le deuxième brin de câble (42) s'étendent de part et d'autre d'un plan comprenant le premier axe (Ox). 5. Cable actuator (100) according to any preceding claim, wherein the first cable strand (41) and the second cable strand (42) extend on either side of a plane comprising the first axis (Ox).
6. Actionneur à câble (100) selon la revendication 1, dans lequel l'actionneur comprend un premier chemin de roulement (25) qui coopère avec au moins une roue (32, 33) solidaire du chariot (30). 6. Cable actuator (100) according to claim 1, wherein the actuator comprises a first raceway (25) which cooperates with at least one wheel (32, 33) integral with the carriage (30).
7. Actionneur à câble (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier renvoi de câble (34) et/ou le deuxième renvoi de câble (35) et/ou le troisième renvoi de câble (36) et/ou le quatrième renvoi de câble (38) comprend une poulie. 7. Cable actuator (100) according to any one of the preceding claims, wherein the first cable return (34) and / or the second cable return (35) and / or the third cable return (36) and / or the fourth cable return (38) comprises a pulley.
8. Actionneur à câble (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier brin (41) et le deuxième brin (42) s'étendent de part et d'autre d'un plan (PI) comprenant le premier axe (Ox). 8. Cable actuator (100) according to any preceding claim, wherein the first strand (41) and the second strand (42) extend on either side of a plane (PI) comprising the first axis (Ox).
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US20130345877A1 (en) * 2012-06-25 2013-12-26 Canon Kabushiki Kaisha Robot and robot control method
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WO2019029976A1 (en) 2017-08-09 2019-02-14 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Anti-rotation with cables

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