WO2023247850A1 - Actionneur à câble à compacité améliorée - Google Patents

Actionneur à câble à compacité améliorée Download PDF

Info

Publication number
WO2023247850A1
WO2023247850A1 PCT/FR2023/050821 FR2023050821W WO2023247850A1 WO 2023247850 A1 WO2023247850 A1 WO 2023247850A1 FR 2023050821 W FR2023050821 W FR 2023050821W WO 2023247850 A1 WO2023247850 A1 WO 2023247850A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cable
nut
actuator
screw
cables
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/050821
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Garrec
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives filed Critical Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Publication of WO2023247850A1 publication Critical patent/WO2023247850A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/06—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising flexible members, e.g. an endless flexible member
    • F16H19/0622—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising flexible members, e.g. an endless flexible member for converting reciprocating movement into oscillating movement and vice versa, the reciprocating movement is perpendicular to the axis of oscillation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2075—Coaxial drive motors

Definitions

  • the invention relates to a cable jack comprising a screw/nut assembly whose nut is movable in translation and connected using cables to an element to be moved.
  • Cable jacks comprising a motorized screw extending along a longitudinal axis and which is mounted on a chassis.
  • a nut cooperates with the screw and is associated with anti-rotation means so that relative rotation of the screw and the nut causes a linear movement of the nut.
  • a first cable whose ends are connected to the nut forms a first loop between a first pulley and a second pulley of a first pair of pulleys.
  • a second cable whose ends are connected to the nut makes a second loop between a third pulley and a fourth pulley of a second pair of pulleys.
  • the first and third pulleys are generally integral in rotation with the same shaft and connected to an output of the actuator.
  • Such a system is therefore a cylinder with a rotary output.
  • the first pair of pulleys and the second pair of pulleys are placed on either side of the screw so that the strands of the first cable which extend between the nut and the first pair of pulleys as well as the strands of the second cable which extend between the nut and the second pair of pulleys are located in the same plane which includes the longitudinal axis.
  • Such an arrangement is necessary in order to balance the forces applied to the nut and limit friction on the nut and the risk of it blocking relative to the screw.
  • parasitic kinematic oscillations of the nut relative to the screw, and misalignments of the strands this balance is not self-evident.
  • a cylinder which, although having a total length close to the maximum stroke of the nut, has a significant footprint in width (considered in a direction parallel to the axes of rotation of the pairs of pulleys) and in height (considered in a direction parallel to the axes of rotation of the pairs of pulleys) and in height (considered in a direction orthogonal to the axes of rotation of the pulleys and to the longitudinal axis).
  • the minimum width of such a cable jack corresponds to that of the nut and the two pulleys, when its minimum height corresponds to half the height of the nut to which is added the height of the pulleys.
  • cable jacks comprising a motorized nut mounted on a frame and which cooperates with a screw extending along a longitudinal axis.
  • the screw has anti-rotation means so that rotation of the nut causes linear movement of the screw.
  • a first cable the ends of which are connected to the ends of the screw, forms a loop between a first pulley and a second pulley of a first pair of pulleys.
  • the first pulley and the second pulley are included in a plane normal to the axis of rotation of the pulleys and which includes the longitudinal axis.
  • the pulleys are positioned relative to the longitudinal axis so that it is tangent to the pulleys.
  • This type of cable jack has a reduced width compared to the type of jack previously described but has a total length substantially equal to twice the maximum stroke of the jack to which is added approximately the length of the screw .
  • the minimum height of the cylinder is also approximately equal to half the height of the nut to which is added the height of the pulleys.
  • the object of the invention is to improve the compactness of a cable jack.
  • an actuator comprising a chassis, a screw/nut assembly comprising a nut cooperating with a screw extending along a longitudinal axis, a motor arranged to rotate the screw and cause a linear movement of the nut .
  • the actuator also comprises a single pair of transmissions comprising a first transmission and a second transmission mounted to rotate on the chassis, the first transmission being connected to an output of the actuator.
  • a first member for transmitting a tensile force is coupled to the nut by its first end and its second end and cooperates with the first return and the second return.
  • the first member for transmitting a tensile force is a cable or a toothed belt.
  • the compactness of the actuator is improved when the anti-rotation device comprises a carriage connected on the one hand to the nut and on the other hand to the first member for transmitting a traction force. It is possible to further improve the compactness of the actuator when the anti-rotation device comprises a mechanism for guiding a translation in a direction parallel to the longitudinal axis of the carriage relative to the chassis.
  • the guide mechanism is a prismatic linear guide mechanism and/or comprises two translation guide points.
  • the carriage is connected to the nut by a first pair of cables comprising a second cable and a third cable extending on either side of the screw as well as by a second pair of cables comprising a fourth cable and a fifth cable extending on either side of the screw.
  • the operation of the actuator is further improved when the second cable and the third cable are coupled to the nut by a first intermediate support connected to the nut by a seventh cable and an eighth cable and/or the fourth cable and the fifth cable are coupled to the nut by a second intermediate support connected to the nut by a ninth cable and a tenth cable.
  • this design allows tolerances in positioning and parallelism of the guide and the screw as well as parasitic kinematic oscillations of the nut relative to the screw which is particularly favorable to the reduction and regularity of friction.
  • the actuator comprises a device for tensioning the second and/or third cable.
  • these cables are very short, they can be chosen for their resistance and not for their stiffness, which can help to reduce the diameter of the nut.
  • toothed belt can be used instead of actuating cables to increase, for example, joint travel instead of resorting to more expensive helical cable pulleys.
  • Figure 1 is a schematic representation in plan and front view of an actuator according to a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic representation in plan and top view of the actuator of Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic representation in plan and front view of an actuator according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a schematic representation in plan and top view of the actuator of Figure 3;
  • Figure 5 is a schematic representation in plan and front view of an actuator according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 6 is a schematic representation in plan and side view of the actuator of Figure 5.
  • the actuator of the invention comprises a frame 20 on which is mounted a bearing 21 which accommodates a screw 2 rotating around a longitudinal axis Ox.
  • Screw 2 is a ball screw and is rotated by an electric motor 3.
  • a nut 4 cooperates with screw 2 and includes a ring 5 projecting radially from nut 4.
  • the actuator 1 comprises a single pair of pulleys comprising a first pulley 10 mounted to rotate around a first shaft 22 secured to the frame 20 using a first ball bearing 30 and a second pulley 11 mounted rotating around a second shaft 23 connected to the chassis 20 using a second ball bearing 31.
  • a first actuation cable 6 cooperates with the first pulley 10 and the second pulley 11.
  • the cable 6 is connected to the nut 4 at its first end 6.1 and its second end 6.2 according to methods which will be described below.
  • the actuator 1 comprises an anti-rotation device 40 to block rotation of the nut 4 relative to the screw 2.
  • the anti-rotation device 40 comprises a carriage 41 mounted movable in translation in one direction DI parallel to the axis Ox using a guide mechanism 50.
  • the mechanism 50 is here a prismatic linear guide which comprises a rail 51 on which slide a first shoe 52 and a second shoe 53, both integral with the cart 41.
  • the carriage 41 comprises a base 42 which extends substantially parallel to the longitudinal axis Ox and at the ends of which a first arm 43 and a second arm 44 project.
  • the carriage 41 is connected to the nut 4 by a first pair of cables 60 comprising a second cable 61 and a third cable 62 extending on either side of the screw 2 as well as by a second pair of cables 70 comprising a fourth cable 71 and a fifth cable 72 s extending on either side of the screw 2.
  • the first pair of cables 60 and the second pair of cables 70 extend in a direction substantially parallel to the longitudinal axis and the first pair of cables 60 and the second pair of cables are located on either side of a first plane PI passing through the nut 4 and which is normal to the screw 2.
  • a third end 61.1 of cable 61 and a fourth end 62.1 of cable 62 are crimped on arm 43.
  • a fifth end 71.1 of cable 71 and a sixth end 72.1 of cable 72 are crimped on arm 44.
  • the second cable 61, the third cable 62, the fourth cable 71 and the fifth cable 72 are crimped at their other ends to the ring 5.
  • the first cable 6 has its first end 6.1 which is crimped on the arm 43 and extends parallel to the longitudinal axis Ox up to the first pulley 10 to engage in the first groove 10.1 and make a half-turn of winding on the first pulley 10.
  • the first cable 6 extends at the outlet of the first pulley 10 parallel to the longitudinal axis Ox to engage in the second groove 11.1 of the second pulley 11 and make a half winding turn.
  • the first cable 6 then extends to the ring 5 on which the second end 6.2 of the first cable 6 is crimped.
  • the cable 6 is preferably connected by crimping to the pulley 10 or also to the pulley 11.
  • the first pulley 10 is integral in rotation with a finger 80 which constitutes the output of the actuator 1.
  • the finger 80 corresponds, here, to a phalanx of a mechanized hand not shown.
  • connection of the ends 6.1 and 6.2 of the first cable 6 to the carriage 41 are located below (according to the representation of Figure 1) a second plane P2 orthogonal to the first plane PI and which includes the longitudinal axis Ox.
  • a seventh end 61.2 of the second cable 61 and an eighth end 62.2 of the third cable 62 are coupled to the nut 4 by a first intermediate support 90 connected to the nut 4 by a seventh cable 91 and an eighth cable 92.
  • the first intermediate support 90 is here in the form of a ring and comprises a first drilling 90.1 in which the seventh end 61.2 of the cable 61 is crimped.
  • the first intermediate support 90 also comprises a second bore 90.2 diametrically opposite the first bore 90.1 and into which the eighth end 62.2 of the cable 62 is crimped.
  • the first intermediate support 90 also comprises a third bore 90.3 in which a ninth end 91.1 of the seventh cable 91 is crimped and a sixth bore 90.4 in which the tenth end 92.1 of the cable 92 is crimped.
  • the eleventh end 91.2 of the cable 91 is crimped in a seventh hole 5.1 of the ring 5 and the twelfth end 92.2 of the cable 92 is crimped in an eighth hole 5.2 of the ring 5.
  • the thirteenth end 71.2 of the fourth cable 71 and the fourteenth end 72.2 of the fifth cable 72 are coupled to the nut 4 by a second intermediate support 95 connected to the nut 4 by a ninth cable 96 and a tenth cable 97.
  • the second intermediate support 95 is here, in the form of a ring and includes a seventh hole 95.1 in which the thirteenth end is crimped
  • the second intermediate support 95 also comprises an eighth bore 95.2 diametrically opposite the seventh bore 95.1 and in which the fourteenth end 72.2 of the cable 72 is crimped.
  • the second intermediate support 95 also includes a ninth drilling
  • the seventeenth end 96.2 of the cable 96 is crimped into the seventh hole 5.1 and the eighteenth end 97.2 of the tenth cable 97 is crimped into the eighth hole 5.2.
  • the third end 61.1 of the cable 61 is, here, not crimped on the arm 43 but is secured to a threaded end which passes through a ninth bore 43.1 of the arm 43.
  • a knurled nut is engaged on the threaded end piece and has one of its faces which rests on the arm 43. Action on the nut makes it possible to put the cables 61, 62, 71, ni, 91, 92, 96 and 97 in tension.
  • connection of the ends 6.1 and 6.2 of the first cable 6 to the carriage 41 are located above a second plane P2 orthogonal to the first plane PI and which comprises the Longitudinal axis Ox.
  • This configuration makes it possible to further reduce the size of the actuator 1 without generating parasitic forces on the screw 2 / nut 4 assembly.
  • the cables 6, 61, 62, 71, 72, 91, 92, 96 and 97 are advantageously preloaded.
  • the invention also applies to other types of screws such as for example a screw with simple threads, or with rollers;
  • the first cable is coupled to the nut by a crimp made in a ring secured to the nut, the invention also applies to other means of coupling a cable to the nut such as crimping in a hole made in the nut, gluing or welding;
  • first pulley and the second pulley are pulleys with cylindrical grooves
  • the invention also applies to second and fourth pulleys provided with grooves of different types such as for example helical grooves
  • first cable cooperates with the two pulleys
  • the invention also applies to a first cable which comprises a first strand connecting the nut (via the frame) and the first pulley, then a second strand distinct from the first which has one of its ends connected by crimping to the first pulley and the other of its ends connected by crimping to the second pulley.
  • first cable may include a third strand, one end of which is crimped onto the second pulley and the other end of which is connected to the nut (via the frame). The set of distinct strands forming a first cable which cooperates with the first and second pulley to achieve transmission between two points of connection to the nut;
  • the anti-rotation device comprises cables connecting the nut to a linearly guided carriage
  • the invention also applies to other types of anti-rotation such as for example one or more rollers secured to the nut and engaged in one or more grooves or a connecting shaft of the nut with a linear guide
  • the actuator comprises a guide mechanism with two guide points in translation
  • the invention also applies to a guide mechanism comprising a different number of guide points such as for example a single point guidance or more than two;
  • the guide mechanism is a prismatic linear guide
  • the invention also applies to other types of translation guidance such as for example one or more sliding pivots;
  • linear guide comprises two pads cooperating with a rail
  • the invention also applies to other types of linear guides, such as for example a prismatic linear guide using one or more pads with ball recirculation or a linear guide comprising a ball recirculation bush mounted on a splined shaft;
  • the invention also applies to other modes of cooperation of the first cable with the pulleys such as for example a connection by friction for example to the using one or more dead turns of the cable around a pulley;
  • the output of the actuator is a finger integral in rotation with the first pulley
  • the invention also applies to other types of output of the actuator such as for example an output integral with the first cable and which translates to obtain a linear actuator;
  • the third end of the second cable comprises a threaded end cooperating with a knurled nut
  • the invention also applies to other types of device for tensioning the second and/or third cable such as for example a fir tooth type ratchet assembly or an eccentric roller;
  • the actuator comprises a cable connected to the nut and cooperating with smooth pulleys
  • the invention also applies to other types of members for transmitting a traction force such as for example a chain, a toothed belt or not, a ribbon, a hybrid member comprising connecting rods connected by cable;
  • the invention also applies to other types of steering gears adapted to other types of control members.
  • transmission of a force such as sprockets for chains, toothed or non-toothed wheels for toothed belts, guide rollers for straps or ribbons.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Actionneur (1) comprenant : - un châssis (20); - un ensemble vis (2)/écrou (4) comprenant un écrou (4) coopérant avec une vis (2) s'étendant selon un axe longitudinal (Ox); - un moteur (3) agencé pour entrainer en rotation la vis (2) et provoquer un déplacement linéaire de l'écrou (4); l'actionneur (1) comprend également - une unique paire de renvois (10, 11) comprenant un premier renvoi (10) et un deuxième renvoi (11) montés à rotation sur le châssis (20), le premier renvoi (10) étant relié à une sortie (80) de l'actionneur (1); - un premier organe de transmission (6) d'un effort de traction attelé à l'écrou (4) par sa première extrémité (6.1) et sa deuxième extrémité (6.2) et qui coopère avec le premier renvoi (10) et le deuxième renvoi (11), - un dispositif d'anti-rotation (40) pour bloquer une rotation de l'écrou (4) relativement à la vis (2).

Description

Description
Titre de l'invention : Actionneur à câble à compacité améliorée
Domaine technique de l’invention
L'invention concerne un vérin à câble comportant un ensemble vis/écrou dont l'écrou est mobile en translation et relié à l'aide de câbles à un élément à déplacer.
Technique antérieure
Il est connu des vérins à câbles comportant une vis motorisée s'étendant selon un axe longitudinal et qui est montée sur un châssis. Un écrou coopère avec la vis et est associé à des moyens d’anti-rotation de sorte qu'une rotation relative de la vis et de l'écrou provoque un déplacement linéaire de l'écrou. Un premier câble dont les extrémités sont reliées à l'écrou réalise une première boucle entre une première poulie et une deuxième poulie d'une première paire de poulies. Un deuxième câble dont les extrémités sont reliées à l'écrou réalise une deuxième boucle entre une troisième poulie et une quatrième poulie d'une deuxième paire de poulies. Les première et troisième poulies sont généralement solidaires en rotation d'un même arbre et reliées à une sortie de l'actionneur. Un tel système est donc un vérin à sortie rotative. Classiquement, la première paire de poulies et la deuxième paire de poulies sont placées de part et d'autre de la vis de façon à ce que les brins du premier câble qui s'étendent entre l'écrou et la première paire de poulies ainsi que les brins du deuxième câble qui s'étendent entre l'écrou et la deuxième paire de poulies soient situés dans un même plan qui comprend l'axe longitudinal. Un tel agencement est nécessaire afin d'équilibrer les efforts appliqués sur l'écrou et limiter les frottements sur l'écrou et les risques de blocage de celui-ci relativement à la vis. Toutefois en raison des incertitudes de réalisation, des oscillations cinématiques parasites de l'écrou par rapport à la vis, et des désalignements des brins, cet équilibre ne va pas de soi. On obtient un vérin qui, bien que disposant d'une longueur totale proche de la course maximale de l'écrou, possède un encombrement conséquent en largeur (considéré selon une direction parallèle aux axes de rotation des paires de poulies) et en hauteur (considéré selon une direction orthogonale aux axes de rotation des poulies et à l'axe longitudinal). En effet, la largeur minimale d'un tel vérin à câble correspond à celle de l'écrou et des deux poulies, quand sa hauteur minimale correspond à la moitié de la hauteur de l'écrou à laquelle s'ajoute la hauteur des poulies.
Il existe également des vérins à câble comportant un écrou motorisé monté sur un châssis et qui coopère avec une vis s'étendant selon un axe longitudinal. La vis a des moyens d'anti-rotation de sorte qu'une rotation de l'écrou provoque un déplacement linéaire de la vis. Un premier câble, dont les extrémités sont reliées aux extrémités de la vis, réalise une boucle entre une première poulie et une deuxième poulie d'une première paire de poulies. La première poulie et la deuxième poulie sont comprises dans un plan normal à l'axe de rotation des poulies et qui comprend l'axe longitudinal. Les poulies sont positionnées relativement à l'axe longitudinal de manière à ce que celui-ci soit tangent aux poulies. Un tel agencement des poulies et de la vis est nécessaire afin de ne générer aucune flexion sur la vis et ainsi limiter les frottements et les risques de blocage de la vis relativement à l'écrou. Ce type de vérin à câble dispose d'une largeur réduite par rapport au type de vérin précédemment décrit mais dispose d'une longueur totale sensiblement égale au double de la course maximale du vérin à laquelle s'ajoute à peu près la longueur de la vis. La hauteur minimale du vérin est également sensiblement égale correspond à la moitié de la hauteur de l'écrou à laquelle s'ajoute la hauteur des poulies.
Ainsi, ces vérins à câbles sont encore considérés comme inadaptés pour la réalisation d'actionneurs miniaturisés très compacts alors qu'ils disposent de caractéristiques en terme d'effort délivré et de linéarité particulièrement intéressantes.
Présentation de l'invention
L'invention a pour objet d'améliorer la compacité d'un vérin à câble.
A cet effet, on prévoit un actionneur comprenant un châssis, un ensemble vis/écrou comprenant un écrou coopérant avec une vis s'étendant selon un axe longitudinal, un moteur agencé pour entrainer en rotation la vis et provoquer un déplacement linéaire de l'écrou. Selon l'invention, l'actionneur comprend également une unique paire de renvois comprenant un premier renvoi et un deuxième renvois montés à rotation sur le châssis, le premier renvoi étant relié à une sortie de l'actionneur. Un premier organe de transmission d'un effort de traction est attelé à l'écrou par sa première extrémité et sa deuxième extrémité et coopère avec le premier renvoi et le deuxième renvoi.
On obtient alors un actionneur à câble qui, mettant en œuvre une unique paire de renvois, présente une largeur réduite et possède également une longueur totale proche de la course maximale de l'écrou.
Avantageusement, le premier organe de transmission d'un effort de traction est un câble ou une courroie crantée.
La compacité de l'actionneur est améliorée lorsque le dispositif d'anti-rotation comprend un chariot relié d'une part à l'écrou et d'autre part au premier organe de transmission d'un effort de traction. Il est possible d'améliorer encore la compacité de l'actionneur lorsque le dispositif d'anti-rotation comprend un mécanisme de guidage d'une translation selon une direction parallèle à l'axe longitudinal du chariot relativement au châssis.
Avantageusement, le mécanisme de guidage est un mécanisme de guidage linéaire prismatique et/ou comprend deux points de guidage en translation.
Selon un mode de réalisation préféré, le chariot est relié à l'écrou par un première paire de câbles comprenant un deuxième câble et un troisième câble s'étendant de part et d'autre de la vis ainsi que par une deuxième paire de câbles comprenant un quatrième câble et un cinquième câble s'étendant de part et d'autre de la vis.
Le fonctionnement de de l'actionneur est encore amélioré lorsque le deuxième câble et le troisième câble sont attelés à l'écrou par un premier support intermédiaire relié à l'écrou par un septième câble et un huitième câble et/ou le quatrième câble et le cinquième câble sont attelés à l'écrou par un deuxième support intermédiaire relié à l'écrou par un neuvième câble et un dixième câble. En effet, cette conception autorise des tolérances de positionnement et de parallélisme du guidage et de la vis ainsi que les oscillations cinématiques parasites de l'écrou par rapport à la vis ce qui est particulièrement favorable à la réduction et à la régularité du frottement.
Très préférentiellement, l'actionneur comprend un dispositif de mise en tension du deuxième et/ou du troisième câble. Ces câbles étant très courts ils peuvent être choisis pour leur résistance et non pour leur raideur ce qui peut contribuer à diminuer l'encombrement diamétral de l'écrou.
Il est possible d'augmenter la rigidité du système ou d'augmenter l'effort transmissible lorsque la première poulie et la deuxième poulie possèdent une pluralité de gorges pour accueillir des câbles d'actionnement supplémentaires.
De même, une courroie crantée peut être utilisée au lieu des câbles d'actionnement pour augmenter par exemple le débattement articulaire au lieu de recourir à des poulies à câbles hélicoïdales plus coûteuses.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. Brève description des figures
[Fig. 1] la figure 1 est une représentation schématique en plan et en vue de face d'un actionneur selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
[Fig. 2] la figure 2 est une représentation schématique en plan et en vue de dessus de l'actionneur de la figure 1;
[Fig. 3] la figure 3 est une représentation schématique en plan et en vue de face d'un actionneur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
[Fig. 4] la figure 4 est une représentation schématique en plan et en vue de dessus de l'actionneur de la figure 3;
[Fig. 5] la figure 5 est une représentation schématique en plan et en vue de face d'un actionneur selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
[Fig. 6] la figure 6 est une représentation schématique en plan et en vue de côté de l'actionneur de la figure 5.
Description des modes de réalisation
[0001] En référence à la figure 1, l’actionneur de l’invention, généralement désigné 1, comprend un châssis 20 sur lequel est monté un palier 21 qui accueille une vis 2 à rotation autour d’un axe longitudinal Ox. La vis 2 est une vis à billes et est entraînée en rotation par un moteur électrique 3. Un écrou 4 coopère avec la vis 2 et comprend un anneau 5 en saillie radiale de l’écrou 4.
[0002] L’actionneur 1 comprend une unique paire de poulies comprenant une première poulie 10 montée à rotation autour d’un premier arbre 22 solidaire du châssis 20 à l’aide d’un premier roulement à bille 30 et une deuxième poulie 11 montée à rotation autour d’un deuxième arbre 23 relié au châssis 20 à l’aide d’un deuxième roulement à bille 31. Un premier câble 6 d’actionnement coopère avec la première poulie 10 et la deuxième poulie 11. Le câble 6 est relié à l’écrou 4 en sa première extrémité 6.1 et sa deuxième extrémité 6.2 selon des modalités qui seront décrites ci-après.
[0003] L’actionneur 1 comprend un dispositif d’anti-rotation 40 pour bloquer une rotation de l’écrou 4 relativement à la vis 2. Le dispositif d’anti-rotation 40 comporte un chariot 41 monté mobile en translation selon une direction DI parallèle à l’axe Ox à l’aide d’un mécanisme de guidage 50. Le mécanisme 50 est ici un guidage linéaire prismatique qui comprend un rail 51 sur lequel coulissent un premier patin 52 et un deuxième patin 53, tous deux solidaires du chariot 41.
[0004] Le chariot 41 comprend une base 42 qui s’étend sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal Ox et aux extrémités de laquelle viennent en saillie un premier bras 43 et un deuxième bras 44. Le chariot 41 est relié à l’écrou 4 par une première paire de câbles 60 comprenant un deuxième câble 61 et un troisième câble 62 s’étendant de part et d’autre de la vis 2 ainsi que par une deuxième paire de câbles 70 comprenant un quatrième câble 71 et un cinquième câble 72 s’étendant de part et d’autre de la vis 2. Comme visible en figure 2, la première paire de câbles 60 et la deuxième paire de câbles 70 s’étendent selon une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal et la première paire de câbles 60 et la deuxième paire de câbles sont situées de part et d’autre d’un premier plan PI passant par l’écrou 4 et qui est normal à la vis 2. Plus précisément, une troisième extrémité 61.1 du câble 61 et une quatrième extrémité 62.1 du câble 62 sont serties sur le bras 43. Symétriquement, une cinquième extrémité 71.1 du câble 71 et une sixième extrémité 72.1 du câble 72 sont serties sur le bras 44.
[0005] Le deuxième câble 61, le troisième câble 62, le quatrième câble 71 et le cinquième câble 72 sont sertis en leurs autres extrémités à l’anneau 5.
[0006] Comme visible en figure 1 et 2, le premier câble 6 possède sa première extrémité 6.1 qui est sertie sur le bras 43 et s'étend parallèlement à l'axe longitudinal Ox jusqu'à la première poulie 10 pour s'engager dans la première gorge 10.1 et réaliser un demi- tour d'enroulement sur la première poulie 10. Le premier câble 6 s'étend en sortie de la première poulie 10 parallèlement à l'axe longitudinal Ox pour s'engager dans la deuxième gorge 11.1 de la deuxième poulie 11 et y réaliser un demi-tour d'enroulement. Le premier câble 6 s'étend ensuite jusqu'à l'anneau 5 sur lequel la deuxième extrémité 6.2 du premier câble 6 est sertie. Afin de limiter le frottement entre le câble 6 et les poulies 10 et 11, le câble 6 est préférentiellement relié par sertissage à la poulie 10 voire également à la poulie 11.
[0007] La première poulie 10 est solidaire en rotation d'un doigt 80 qui constitue la sortie de l'actionneur 1. Le doigt 80 correspond, ici, à une phalange d'une main mécanisée non représentée.
[0008] En fonctionnement, sous l'effet d'une commande envoyée au moteur 3, une 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. Ce déplacement met en tension la première paire de câbles 60 et la deuxième paire de câbles 70. Les paires de câbles 60 et 70 étant reliées au chariot 41 -dont seul le déplacement le long de l'axe Ox est autorisé- les paires de câbles 60 et 70 viennent exercer des efforts s'opposant à un entrainement en rotation de l'écrou 4 par la vis 2. Ainsi, une rotation de la vis 2 sous l'action du moteur 3 provoque un déplacement linéaire de l'écrou 4 selon l'axe longitudinal Ox. Ce déplacement est transmis par les paires de câbles 60 et 70 au chariot 41 auquel est relié le câble 6. Le déplacement linéaire du chariot 41 entraîne le câble 6 qui provoque une rotation de la poulie 10 et un actionnement du doigt 80. [0009] On obtient alors un actionneur 1 à câble qui présente une largeur réduite et une longueur totale proche de la course maximale de l'écrou 4.
[0010] Comme visible en figure 1, les liaisons des extrémités 6.1 et 6.2 du premier câble 6 au chariot 41 sont situées en-dessous (selon la représentation de la figure 1) d'un deuxième plan P2 orthogonal au premier plan PI et qui comprend l'axe longitudinal Ox.
[0011]
[0012] Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits porteront une référence numérique identique à celle-ci dans la description qui suit d'un deuxième, mode de réalisation de l'invention.
[0013]
[0014] Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention représenté en figures 3 et 4, une septième extrémité 61.2 du deuxième câble 61 et une huitième extrémité 62.2 du troisième câble 62 sont attelées à l'écrou 4 par un premier support intermédiaire 90 relié à l'écrou 4 par un septième câble 91 et un huitième câble 92. Le premier support intermédiaire 90 est ici, en forme d'anneau et comprend un premier perçage 90.1 dans lequel est sertie la septième extrémité 61.2 du câble 61. Le premier support intermédiaire 90 comprend également un deuxième perçage 90.2 diamétralement opposé au premier perçage 90.1 et dans lequel est sertie la huitième extrémité 62.2 du câble 62.
[0015] Le premier support intermédiaire 90 comprend également un troisième perçage 90.3 dans lequel est sertie une neuvième extrémité 91.1 du septième câble 91 et un sixième perçage 90.4 dans lequel est sertie la dixième extrémité 92.1 du câble 92. La onzième extrémité 91.2 du câble 91 est sertie dans un septième perçage 5.1 de l'anneau 5 et la douzième extrémité 92.2 du câble 92 est sertie dans un huitième perçage 5.2 de l'anneau 5.
[0016] De manière homologue, la treizième extrémité 71.2 du quatrième câble 71 et la quatorzième extrémité 72.2 du cinquième câble 72 sont attelées à l'écrou 4 par un deuxième support intermédiaire 95 relié à l'écrou 4 par un neuvième câble 96 et un dixième câble 97. Le deuxième support intermédiaire 95 est ici, en forme d'anneau et comprend un septième perçage 95.1 dans lequel est sertie la treizième extrémité
71.2 du câble 71. Le deuxième support intermédiaire 95 comprend également un huitième perçage 95.2 diamétralement opposé au septième perçage 95.1 et dans lequel est sertie la quatorzième extrémité 72.2 du câble 72.
[0017] Le deuxième support intermédiaire 95 comprend également un neuvième perçage
95.3 dans lequel est sertie la quinzième extrémité 96.1 du neuvième câble 96 et un dixième perçage 95.4 dans lequel est sertie la seizième extrémité 97.1 du dixième câble 97.
[0018] La dix-septième extrémité 96.2 du câble 96 est sertie dans le septième perçage 5.1 et la dix-huitième extrémité 97.2 du dixième câble 97 est sertie dans le huitième perçage 5.2.
[0019] De manière optionnelle, la troisième extrémité 61.1 du câble 61 n'est, ici, pas sertie sur le bras 43 mais est solidaire d'un embout fileté qui traverse un neuvième perçage 43.1 du bras 43. Un écrou moleté est engagé sur l'embout fileté et possède une de ses faces qui vient en appui sur le bras 43. Une action sur l'écrou permet de mettre en tension les câbles 61, 62, 71, ni, 91, 92, 96 et 97.
[0020]
[0021] Selon un troisième mode de réalisation représenté en figure 5 et 6, les liaisons des extrémités 6.1 et 6.2 du premier câble 6 au chariot 41 sont situées au-dessus d'un deuxième plan P2 orthogonal au premier plan PI et qui comprend l'axe longitudinal Ox. Cette configuration permet de réduire encore l'encombrement de l'actionneur 1 sans générer d'efforts parasites sur l'ensemble vis 2 / écrou 4.
[0022]
[0023] Dans l'ensemble des modes de réalisation décrits, les câbles 6, 61, 62, 71, 72, 91, 92, 96 et 97 sont avantageusement préchargés.
[0024]
[0025] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications.
[0026] En particulier,
[0027] - bien qu'ici le vérin 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 ; [0028] - bien qu'ici le premier câble soit attelé à l'écrou par un sertissage réalisé dans un anneau solidaire de l'écrou, l'invention s'applique également à d'autres moyens d'atteler un câble à l'écrou comme par exemple un sertissage dans un perçage réalisé dans l'écrou, un collage ou un soudage ;
[0029] - bien qu'ici les câbles s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal, l'invention s'applique également à d'autres configurations des câbles dans lesquelles aucun tronçon ou un seul tronçon de câbles s'étend parallèlement à l'axe longitudinal, le reste du câble pouvant adopter une orientation quelconque par rapport à l'axe longitudinal ;
[0030] - bien qu'ici l'ensemble des câbles du vérin soient préchargés, l'invention s'applique également à un unique câble préchargé ou seulement une fraction des câbles préchargés ;
[0031] - bien qu'ici la première poulie et la deuxième poulie soient des poulies à gorge cylindrique, l'invention s'applique également à des deuxièmes et quatrièmes poulies pourvues de gorge de types différents comme par exemple des gorges hélicoïdales ;
[0032] - bien qu'ici seul un premier câble soit engagé sur la première paire de poulies, l'invention s'applique également à une paire de poulies qui possèdent une pluralité de gorges pour accueillir des câbles d'actionnement supplémentaires ;
[0033] - bien qu'ici le premier câble coopère avec les deux poulies, l'invention s'applique également à un premier câble qui comprend un premier brin reliant l'écrou (via le cadre) et la première poulie, puis un deuxième brin distinct du premier qui possède une de ses extrémités reliée par sertissage à la première poulie et l'autre de ses extrémités reliée par sertissage à la deuxième poulie. Enfin le premier câble peut comprendre un troisième brin dont une extrémité est sertie sur la deuxième poulie et dont l'autre extrémité est reliée à l'écrou (via le cadre). L'ensemble des brins distincts formant un premier câble qui coopère avec la première et la deuxième poulie pour réaliser une transmission entre deux points de liaison à l'écrou;
[0034] - bien qu'ici le dispositif d'anti-rotation comprenne des câbles reliant l'écrou à un chariot guidé linéairement, l'invention s'applique également à d'autres types d'antirotation comme par exemple un ou plusieurs galets solidaires de l'écrou et engagés dans une ou plusieurs gorges ou un arbre de liaison de l'écrou avec un guidage linéaire ; [0035] - bien qu'ici l'actionneur comprenne un mécanisme de guidage à deux points de guidage en translation, l'invention s'applique également à un mécanisme de guidage comprenant un nombre différent de points de guidage comme par exemple un unique point de guidage ou plus de deux ;
[0036] - bien qu'ici le mécanisme de guidage soit un guidage linéaire prismatique, l'invention s'applique également à d'autres types de guidage d'une translation comme par exemple un ou plusieurs pivots glissants ;
[0037] - bien qu'ici le guidage linéaire comprenne deux patins coopérant avec un rail , l'invention s'applique également à d'autres types de guidages linéaires, comme par exemple un guidage linéaire prismatique mettant en oeuvre un ou plusieurs patins à recirculation de billes ou un guidage linéaire comprenant une douille à recirculation de billes montée sur un arbre cannelé ;
[0038] - bien qu'ici le premier câble soit relié par sertissage aux poulies, l'invention s'applique également à d'autres modalités de coopération du premier câble avec les poulies comme par exemple une liaison par frottement par exemple à l'aide d'un ou plusieurs tours morts du câble autour d'une poulie ;
[0039] - bien qu'ici la sortie de l'actionneur soit un doigt solidaire en rotation de la première poulie, l'invention s'applique également à d'autres types de sortie de l'actionneur comme par exemple une sortie solidaire du premier câble et qui effectue une translation pour obtenir un actionneur linéaire ;
[0040] - bien qu'ici la troisième extrémité du deuxième câble comprenne un embout fileté coopérant avec un écrou moleté, l'invention s'applique également à d'autres types de dispositif de mise en tension du deuxième et/ou du troisième câble comme par exemple un assemblage à cliquet de type dent de sapin ou un galet excentrique ;
[0041] - bien qu'ici l'actionneur comprenne un câble relié à l'écrou et coopérant avec des poulies lisses, l'invention s'applique également à d'autres types d'organes de transmission d'un effort de traction comme par exemple une chaîne, une courroie crantée ou non, un ruban , un organe hybride comprenant des bielles reliées par câble ;
[0042] - bien q u'ici les câbles coopèrent avec des poulies, l'invention s'applique également à d'autres types de renvois de direction adaptés à d'autres types d'organes de transmission d'un effort comme par exemple des pignons pour des chaînes, des roues crantées ou non pour des courroies crantées, des galets de guidage pour des sangles ou des rubans.

Claims

REVENDICATIONS (option a)
1. Actionneur (1) comprenant :
- un châssis (20) ;
- un ensemble vis (2)/écrou (4) comprenant un écrou (4) coopérant avec une vis (2) s'étendant selon un axe longitudinal (Ox);
- un moteur (3) agencé pour entrainer en rotation la vis (2) et provoquer un déplacement linéaire de l'écrou (4) ; l'actionneur (1) comprend également
- une unique paire de renvois (10, 11) comprenant un premier renvoi (10) et un deuxième renvoi (11) montés à rotation sur le châssis (20), le premier renvoi (10) étant relié à une sortie (80) de l'actionneur (1) ;
- un premier organe de transmission (6) d'un effort de traction attelé à l'écrou (4) par sa première extrémité (6.1) et sa deuxième extrémité (6.2) et qui coopère avec le premier renvoi (10) et le deuxième renvoi (11),
- un dispositif d'anti-rotation (40) pour bloquer une rotation de l'écrou (4) relativement à la vis (2), dans lequel le chariot (41) est relié à l'écrou (4) par un première paire de câbles (60) comprenant un deuxième câble (61) et un troisième câble (62) s'étendant de part et d'autre de la vis (2) ainsi que par une deuxième paire de câbles (70) comprenant un quatrième câble (71) et un cinquième câble (72) s'étendant de part et d'autre de la vis (2), la première paire de câbles (60) et la deuxième paire de câbles (70) s'étendant selon une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (Ox), la première paire de câbles (60) et la deuxième paire de câbles (70) étant situées de part et d'autre d'un premier plan (PI) passant par l'écrou (4) et qui est normal à la vis (2).
2. Actionneur (1) selon la revendication 1, dans lequel le premier organe de transmission (6) d'un effort de traction est un câble (6) ou une courroie crantée.
3. Actionneur (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dispositif d'antirotation (40) comprend un chariot (41) relié d'une part à l'écrou (4) et d'autre part au premier organe de transmission d'un effort de traction (6).
4. Actionneur (1) selon la revendication 3, dans lequel le dispositif d'anti-rotation (40) comprend un mécanisme de guidage (50) d'une translation selon une direction (Dl) parallèle à l'axe longitudinal (Ox), du chariot (41) relativement au châssis (20).
5. Actionneur (1) selon la revendication 4, dans lequel le mécanisme de guidage (50) est un mécanisme de guidage linéaire prismatique.
6. Actionneur (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel le mécanisme de guidage (50) comprend deux points de guidage en translation.
7. Actionneur (1) à câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième câble (61) et le troisième câble (62) sont attelés à l'écrou (4) par un premier support intermédiaire (90) relié à l'écrou par un septième câble (91) et un huitième câble (92).
8. Actionneur (1) à câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le quatrième câble (71) et le cinquième câble (72) sont attelés à l'écrou (4) par un deuxième support intermédiaire (95) relié à l'écrou (4) par un neuvième câble (96) et un dixième câble (97).
9. Actionneur (1) à câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un dispositif de mise en tension (7,8) du deuxième câble (61) et/ou du troisième câble
10. Actionneur (1) à câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première poulie (10) et la deuxième poulie (11) possèdent une pluralité de gorges pour accueillir des organes de transmission d'un effort de traction supplémentaires.
PCT/FR2023/050821 2022-06-23 2023-06-08 Actionneur à câble à compacité améliorée WO2023247850A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2206265 2022-06-23
FR2206265A FR3137146A1 (fr) 2022-06-23 2022-06-23 Actionneur à câble à compacité améliorée

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023247850A1 true WO2023247850A1 (fr) 2023-12-28

Family

ID=82942386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2023/050821 WO2023247850A1 (fr) 2022-06-23 2023-06-08 Actionneur à câble à compacité améliorée

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3137146A1 (fr)
WO (1) WO2023247850A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0828093A2 (fr) * 1996-09-06 1998-03-11 Deutsche Star GmbH Dispositif de guidage linéaire
FR2852373A1 (fr) * 2003-03-14 2004-09-17 Commissariat Energie Atomique Transmission a vis, ecrou et cable
DE102013017244A1 (de) * 2013-10-16 2015-04-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Getriebe zum Übertragen einer Drehbewegung und Antriebsmodul mit einem solchen Getriebe
WO2019029976A1 (fr) * 2017-08-09 2019-02-14 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Anti-rotation a cables

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0828093A2 (fr) * 1996-09-06 1998-03-11 Deutsche Star GmbH Dispositif de guidage linéaire
FR2852373A1 (fr) * 2003-03-14 2004-09-17 Commissariat Energie Atomique Transmission a vis, ecrou et cable
DE102013017244A1 (de) * 2013-10-16 2015-04-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Getriebe zum Übertragen einer Drehbewegung und Antriebsmodul mit einem solchen Getriebe
WO2019029976A1 (fr) * 2017-08-09 2019-02-14 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Anti-rotation a cables

Also Published As

Publication number Publication date
FR3137146A1 (fr) 2023-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0143820B1 (fr) Transmission a engrenage comportant deux vis sans fin
EP2981739A1 (fr) Verin a cable permettant un debattement articulaire augmente
FR2717547A1 (fr) Levier de frein de parking avec moyen d'amplification de déplacement.
FR2843788A1 (fr) Entrainement
WO2021099599A1 (fr) Fourreau de colonne de direction comportant un système de réglage d'une position relative entre deux tubes
WO2023247850A1 (fr) Actionneur à câble à compacité améliorée
FR2749360A1 (fr) Embrayage unidirectionnel
FR2658892A1 (fr) Poulie menee d'une transmission a vitesse variable.
FR3103445A1 (fr) Fourreau de colonne de direction comportant un Système de réglage d’une position relative entre deux tubes
FR2632037A1 (fr) Transmission a variation continue a courroie plate
WO2019120760A1 (fr) Actionneur reversible a deux axes non synchonises avec un seul moteur
EP0071498B1 (fr) Dispositif de transmission à variateur de vitesse incorporé
FR2634250A1 (fr) Dispositif d'avance pour une machine de forage du roc
FR3115084A1 (fr) Actionneur à câble à compacité améliorée
WO2010135847A1 (fr) Dispositif d'enroulement d'un lien souple
WO2020126481A1 (fr) Actionneur a dispositif d'ajustement automatique de precharge
EP3628890A1 (fr) Transmission hybride a raideur augmentee pour verin a cable
WO2023222489A1 (fr) Verin a cables a boucles asymetriques
FR2458327A1 (fr) Agrafeuse de tubes
FR2467328A1 (fr) Transmission par cable
WO2021244843A1 (fr) Capteur d'effort pour actionneur a câble
FR2499054A1 (fr) Mecanisme d'entrainement lineaire d'un cable
WO2020216886A1 (fr) Systeme de transmission de puissance entre deux arbres séparés par un organe intermediaire
BE428100A (fr)
BE504220A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23736421

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1