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Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS WITH LEGS ADHERING TO A NON HORIZONTAL SURFACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1985/002360
Kind Code:
A1
Abstract:
The device for supporting on a non horizontal surface an apparatus capable of moving along such surface is comprised of a support (1) which moves perpendicularly to the surface on which the apparatus is bearing, a compensation bar (5) of which the flexibility is maintained within certain limits to enable the adaptation to curvature variations, and at least two sections cups (6) mounted at the end of the compensation bar. A safer and less costly support is thereby obtained.

Inventors:
KROCZYNSKI PATRICE ALAIN (US)
MOREAU JEAN-PIERRE (BE)
Application Number:
PCT/FR1984/000282
Publication Date:
June 06, 1985
Filing Date:
November 27, 1984
Export Citation:
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Assignee:
INT ROBOTIC ENG (US)
International Classes:
B25J5/00; B62D57/024; B25J9/10; B62D57/00; (IPC1-7): B25J5/00
Foreign References:
EP0106709A21984-04-25
FR2221243A11974-10-11
US3409854A1968-11-05
FR1266182A1961-07-07
EP0010034A11980-04-16
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Claims:
REVENDICAT IONS
1. Dispositif de maintien sur une surface non horizontale d'un appareil capable de se déplacer le long de cette surface, ce dispositif de maintien comportant au moins un ensemble comprenant au moins deux ventouses, caractérisé en ce que chacun desdits ensembles comporte : un support (1) susceptible de se déplacer perpen¬ diculairement à la surface. un palonnier (5) flexible monté à pivot en sa partie centrale sur ledit support, et au moins deux ventouses (6) magnétiques ou pneu¬ matiques vers les extrémités du palonnier, la flexibilité du palonnier étant suffisante pour permettre une adaptation des ventouses aux variations prévues de cour¬ bure de la surface, mais insuffisante pour entraîner un dë collement des ventouses sous l'effet des forces susceptibles de résulter' du fonctionnement de l'appareil.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palonnier est formé d'une lame allongée, qui porte une ventouse vers chacune de ses extrémités.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, carac¬ térisé en ce que les ventouses (6) sont fixées sur le palon¬ nier par la partie centrale de leur face arrière (7), opposée à leur face active, cette face arrière présentant sur ses bords une convexité ou une conicitë suffisante pour ne pas gêner une flexion du palonnier.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le palonnier est pourvu, sur sa face tournée vers la surface qui coopère avec les ventouses, d'une butée élastique (8), placée dans sa partie centrale et desti né à s'opposer à une flexion exagérée dudit palonnier.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le palonnier (5) présente au repos, une courbure dont la concavité est dirigée vers la surface.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque ventouse est équipée d'un dëtec O Pl teur de proximité (9) disposé dans le région axiale de la ventouse et capable d'émettre des signaux quand ladite ven¬ touse est sensiblement au contact de la surface.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les ventouses sont magnétiques, caractérisé en ce que chaque ventouse est équipée d'un capteur sensible aux variations que présente le champ magnétique émis par la ventouse quand celuici approche d'une surface ferromagné¬ tique.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque ventouse est équipée d'un bour¬ relet de matière flexible, capable de protéger la ventouse lors d'un déplacement par déformation momentanée du palo nier lors du contact d'une aspérité de la surface.
Description:
APPAREIL APATTESADHERENTESSURUNESURFACENON-HORIZONTALE

La présente invention est relative à un dispositif de maintien sur une surface non horizontale d'un appareil capa¬ ble de se déplacer le long de cette surface. Elle est plus particulièrement applicable à un appareil tel que décrit dans la demande de brevet EP-A-OQ84012. Ce document décrit un appa¬ reil autonome capable de se déplacer le long d'une surface non horizontale et comportant un premier équipage et un secon équipage relié au premier par des moyens permettant d'obtenir un déplacement relatif par translation et par rotation dans un plan parallèle à la surface, et des premiers et seconds moyens de maintien portés respectivement par le premier et le second équipage et capables de fixer l'appareil sur la surfa¬ ce de façon amovible, caractérisé en ce que les moyens de maintien portés par au moins l'un des équipages sont reliés à cet équipage par l'intermédiaire de vérins capables de dé¬ placer ledit équipage par rapport auxdits moyens de maintien dans une direction perpendiculaire à la surface. Lesdits moyens de maintien sont, avantageusement selon ce brevet-, constitués de plusieurs dispositifs d'adhérence qui sont des ventouses magnétiques ou pneumatiques, et il est prévu qu'on peut remplacer une ventouse par plusieurs petites couplées entre elles. Cette solution est évidemment avantageuse, car elle permet de réduire le prix de revient. Une ventouse de grandes dimensions est, en effet, plus coûteuse qu'un ensem- ble d'efficacité équivalente et comportant des ventouses plus petites .

Dans le brevet de base, il est prévu, entre chaque vérin capable de déplacer l'équipage par rapport aux moyens de maintien perpendiculairement ϋ la surface qui les supporte e lesdits moyens de maintien, une rotule qui permet -l'adap¬ tation aux variations de courbure de la surface.

Il est cependant apparu qu'une telle rotule est un instrument fragile et coûteux, et qu'une seule rotule inter¬ calée entre un vérin et un ensemble comportant plusieurs ven- - touses n'était pas toujours capable d'assurer une adaptation parfaite des moyens de maintien notamment lorsque la courbure n'est pas constante à l'échelle du moyen de maintien.

__ .

La présente invention a donc pour but de résoudre ses difficultés et de fournir une liaison entre un vérin et un ensemble de ventouses qui soit à la fois plus sûr,moins coûteux et moins fragile ue la disposition prévue initia- lement. *

Un second but de l'invention est d'améliorer la précision de la détection de la position des ventouses par rapport à la paroi. On sait que le positionnement des vérins est asservi à la détection de la position des ventou- ses,une amélioration de cette détection est donc manifeste¬ ment en liaison avec l'amélioration des moyens de maintien.

La présente invention fournit donc un appareil <-• selon la revendication 1 du brevet principal et dans lequel les moyens de maintien comportent au moins un ensemble comprenant au moins deux ventouses, qui présente la particularité que chacun desdits ensembles comporte: -un support susceptible de se déplacer perpendi¬ culairement à la surface

-un palonnier flexible monté à pivot en sa partie centrale sur ledit supp.ort ' , et -au moins deux ventouses magnétiques ou pneumatiques vers les extrémités du palonnier, la flexibilité du palonnier étant suffisante pour permettre une adaptation des ventouses aux variations prévues de courbure de la surface, mais insuffisan our entraîner un décollement des ventouses sous l'effet des forces suscep¬ tibles de résulter du fonctionnement de l'appareil. Suivant des modalités avantageuses: -le palonnier est formé d'une lame allongée,qui porte une ventouse vers chacune de ses extrémités, -les ventouses sont fixées sur le palonnier par la partie centrale de leur face arrière, opposée à leur face active,cette face arrière présentant sur ses bords une convexité ou une conicité suffisante pour ne pas gêner une flexion du palonnier, -le palonnier est pourvu,sur sa face tournée vers la surface qui coopère avec les ventouses,d'une butée élastique,placée dans sa partie centrale et destinée à s'opposer à une flexion exagérée dudit palonnier,

r OM

-le palonnier présente au repos,une courbure dont la concavité est dirigée vers la surface, -chaque ventouse est équipée d'un détecteur de proximité disposé dans la région axiale de la ventouse et capable d'émettre des signaux quand ladite ventouse est sensiblement au contact de la surface.

L'invention va maintenant être décrite plus en détail en s'aidant d'un exemple pratique,non limitatif, illustré par la figure unique.

Cette figure est une coupe longitudinale partielle d'un ensemble comprenant deux ventouses.

Elle monte l'extrémité d'un support l,qui peut être lié à la tige d'un vérin orienté perpendiculairemen i à la surface 2 sur laquelle soit se déplacer l'appareil, et qui est ici représenté comme une surface plarve, mais qui peut être courbe. Le support 1 peut également être lié à un outil porté par l'appareil.

Le support 1 compoπte un alésage parallèle à la surface,et dans lequel passe un axé 3,lequel supporte une chape - solidaire du palonnier flexible 5,qui constitue un élément important de l'invention. Ce palonnier .est cons¬ titué d'une lame d'acier inoxydable dont la flexibilité a été déterminée en tenant compte de considérations qui seront exposées plus loin. Le palonnier a une forme générale rectan¬ gulaire allongée perpendiculairement à 1 'axe 3 , et qui va en s'effilant un peu vers les extrémités, la chape * est fixée par vis sensiblement à son milieu.

Aux extrémités du palonnier flexible, deux ventou- ses 6 sont fixées par vis. Il s'agit ici de ventouses magné¬ tiques, dont l'une est figurée en coupe ( à gauche sur la figure). Cette ventouse est de type classique, avec pour seule particularité que sa face arrière 7 , c'est-à-dire celle qui est opposée à sa face active, laquelle est tournée vers la surface 2,présente une forme tronconique, la ventouse, ou plus exactement son capot, étant plus/au centre, par où elle est fixée sur le palonnier 5,que sur ses bords. Les

OMPI

ventouses 6 pourraient être du type pneumatique,mais même dans ce cas il est préférable que leur face arrière présente cette particularité.

Le palonnier pourrait être triangulaire ou en étoile, et porté à chaque sommet du triangle ou chaque extrémité de l'étoile une ventouse du même genre. Dans ce cas, la liaison du palonnier avec le support 1 devrait comporter un joint universel ou une rotule,la liaison par l'axe 3 et la chape *+ ne permettent pas des pivotements dans toutes les directions. La largeur de l'extrémité du support 1 fait que celui-ci constitue une butée qui limite l'inclinai¬ son du palonnier 5 par rapport audit support.

Cette inclinaison résulte de l'angle moyen que peut faire la surface 2 avec la direction du support, et sa valeur maximale est déterminée à l'avance.

Au droit de la chape 4, ais sur la face opposée du palonnier,il est prévu une butée en élastomère 8,qui limite un déplacement du support l,et de la partie centrale du palonnier,en direction de la surface 2 à une valeur. telle que la déformation du palonnier 5 reste toujours dans le domaine élastique.

Au repos le palonnier 5 présente une concavité vers la surface 2 qui correspond à la courbure maximale vers l'extérieur de la surface 2.Cette concavité répond à la considération suivante: supposons que le palonnier soit plan et que l'ensemble formé par le support,le palonnier et les ventouses exécute une manoeuvre d'approche en direc¬ tion d'une surface 2 concave, l'adaptation se fait sans difficulté,et le palonnier s'incurbe jusqu'à ce que les ventouses s 'appliquent sur la surface. Supposons au contraire que la surface 2 soit convexe,le mouvement" d'adaptation de la forme du palonnier sera cont_____riée par l'avance du support 1 en direction de la surface 2,qui tend à donner au palonnier une courbure de sens inverse compte-tenu de la résistance des ventouses en appui par leur bord sur la surfacee 2. Il peut en résulter une adaptation imparfaite des ventouses. Celle-ci est évitée en donnant au palonnier la concavité qu'on vient d'indiquer,

car alors la situation se présente toujours comme dans le cas où un palonnier plan se trouve en face d'une surface 2 concave.

La convexité ou conicité de la face arrière 7 des ventouses est destinée à faciliter l'adaptation à la courbure de la surface 2, en permettant à la flexibilité du palonnier de jouer son-rôle sur toute la longueur de celui-ci, en toutes circonstances .

La flexibilité (ou élasticité) du palonnier et détermine en tenant compte des considérations suivantes: un palonnier trop rigide conduit à des efforts exagérés pour une bonne adaptation des ventouses,alors qu'un palonnier trop souple peut permettre un décollement d'une ventouse sous l'effet d'un effort latéral important transmis par le support 1.

Un capteur de proximité 9 est disposé dans l'axe de chaque ventouse. Il s'agit ici d'un capteur inductif, mais un autre capteur peut être envisagé. De par sa situa¬ tion, il signale avec précision le moment où la ventouse est dans la position convenable. Le signal correspondant à ce moment commande l'envoi du courant dans la bobine iode la ventouse, et l'arrêt de l'avance du support 1 vers la surface 2. Au cas ou, pour une raison quelconque, cette avance du support ne serait pas arrêtée,la butée 9 protège le palonnier contre une flexion exagérée qui pourrait le déformer ou l'endommager.

La référence 11 est relative à un autre capteur, dit "capteur de sécurité". Il s'agit d'un simple solanoïde de petites dimensions, fixé sur la face arrière dâ la entouse magnétique 6. Le champ magnétique reçu par ce capteur varie rapidement lorsque la bobine 10, convenablement excitée, s'approche d'une surface ferro-magnétique telle que la coque d'un navire. Le signal de sortie du capteur 11, diminue brusquement et passe, par exemple de 5 volts à 3 Volts au moment du contact. Ces chiffres correspondent à une ventou¬ se magnétique du type courant, de 90 mm. de diamètre, ce capteur 11 -étant formé d'un solënoïde de 500 spires pour

1 cm. de diamètre. La présence d'une couche de peinture peut réduire la chute de tension, mais si cette tension reste trop élevée, cela correspond à une efficacité insuffisante de la bobine, et par conséquent à un défaut dans l'adhérence de l'agpareil.

La référence 11 a correspond à une autre position du capteur 11, sur le cδtë de la ventouse magnétique. Dans cette position les variations du champ magnétique sont en sens opposé à celles qui ont été décrites plus haut, mais le fonctionnement est le même.

Il est possible de remplacer le capteur à solénoï- de par un autre capteur sensible au champ magnétique, par exemple un capteur à effet Hall.

On notera, par ailleurs que les bords des ventouses 6 portent un bourrelet 12, en matière flexible et élastique, telle qu'un élastomère. Pour simplifier, ce bourrelet n'est représenté que sur une des ventouses . La fonction de ce bour¬ relet est la suivante : si la ventouse se déplace a faible distance de la paroi 2 et parallèlement à celle-ci, et si elle présente une saillie anormalement haute, un cordon de soudure, par exemple, le bourrelet 12 glissera sur cette saillie, en soulevant le palonnier 5, grâce a la souplesse de celui-ci, sans risqua d'endommager la Ventouse 6 et les organes 9, 10, qu'elle contient. L'invention est applicable à tous genres de robots à pattes .