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Title:
MECHANICAL TRANSMISION DEVICE AND SYSTEM COMPRISING SUCH A DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/041966
Kind Code:
A1
Abstract:
Mechanical transmission device and system comprising such a device. This mechanical transmission device (1) has a main axis (X1), characterized in that it comprises: – a support (3); – first (5) and second (6) input members, independent of one another and arranged in parallel, and intended to be operated by associated engines, the first and second members having, with respect to the support, a single degree of freedom in rotation or in translation about or along a first axis (X5) and a second axis (X6) which are parallel to the main axis and arranged symmetrically on each side of the main axis (X1); - an output member (8) having, with respect to the support, a single degree of freedom in rotation about the main axis (X1) or about an axis orthogonal to the main axis (X1) and a single degree of freedom in translation along the main axis (X1); and, – a coupling means (9, 10, 91, 101) for coupling the input members to the output member.

Inventors:
BOUZGARROU, Belhassan Chedli (117 rue Fontgiève, CLERMONT FERRAND, CLERMONT FERRAND, 63000, FR)
Application Number:
EP2017/071899
Publication Date:
March 08, 2018
Filing Date:
August 31, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SIGMA CLERMONT (SIGMA CLERMONT LES CEZEAUX, AUBIERE, 63170, FR)
UNIVERSITÉ CLERMONT AUVERGNE (49 Boulevard François Mitterrand CS, 63000 CLERMONT FERRAND, 63000, FR)
CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (3 rue Michel Ange, PARIS, PARIS, 75016, FR)
International Classes:
F16H25/20; B25J9/10; F16H37/16
Domestic Patent References:
WO2008047066A12008-04-24
Foreign References:
FR2957005A12011-09-09
FR2957014A12011-09-09
FR2892789A12007-05-04
DE29820787U11999-04-01
DE20101545U12001-04-26
JPH01228792A1989-09-12
US3159046A1964-12-01
US20110072920A12011-03-31
JPS6396350A1988-04-27
EP2699071A22014-02-19
JPH01228792A1989-09-12
FR2957005A12011-09-09
FR2957014A12011-09-09
FR2892789A12007-05-04
DE29820787U11999-04-01
DE20101545U12001-04-26
Attorney, Agent or Firm:
MYON, Gérard et al. (LAVOIX, 62 rue de Bonnel, LYON CEDEX 03, 69448, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Dispositif (1 ; 15) de transmission mécanique présentant un axe principal (X1 ; X15), caractérisé en ce qu'il comporte :

- un support (3; 17);

- des premier (5; 19) et second (6; 20) organes d'entrée, indépendants l'un de l'autre, disposés en parallèle, et destinés à être actionnés par des moteurs associés (51 , 61 ), les premier et second organes possédant, par rapport au support, un unique degré de liberté en rotation ou en translation selon un premier axe (X5; X19), respectivement un second axe (X6; X20), les premier et second axes étant parallèles à l'axe principal et disposés de façon symétrique de part et d'autre de l'axe principal (X1 ; X15);

- un organe de sortie (8; 22) possédant, par rapport au support, un unique degré de liberté de rotation selon l'axe principal (X1 ; X15) ou selon un axe orthogonal (Y22) à l'axe principal (X1 ; X15) et un unique degré de liberté de translation selon l'axe principal (X1 ; X15); et,

- un moyen de couplage (9, 10, 91 , 101 ; 52, 62, 82; 24, 25) des organes d'entrée à l'organe de sortie. 2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les premier (5; 19) et second (6; 20) organes d'entrée sont identiques ou symétriques par rapport à l'axe principal (X1 ; X15).

3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de couplage définissent une première (9, 91 ; 52; 24) et une seconde (10, 101 ; 62; 25) chaîne cinématique reliant respectivement les premier (5; 19) et second (6; 20) organes d'entrée à l'organe de sortie (8; 22) et dont les composants sont identiques ou symétriques par rapport à l'axe principal (X1 ; X15). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les première (9, 91 ; 52;

24) et seconde (10, 101 ; 62; 25) chaînes cinématiques présentent une symétrie cinématique.

5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premiers et second organes d'entrée (5, 6) sont formés par des vis à pas inversés, en ce que le moyen de couplage est formé par deux écrous (9, 10) montés sur les vis et sur lesquels sont montés des éléments d'entrainement en rotation (91 , 101 ; 52, 62, 82) de l'organe de sortie (8) autour de l'axe principal (X1 ).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les écrous (9, 10) et l'organe de sortie (8) sont montés rotatifs dans un chariot (12) entraîné en translation selon l'axe principal (X1 ) par les écrous (9, 10).

7. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les éléments d'entrainement sont des courroies (91 , 101 ) ou des chaînes.

8. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les éléments d'entrainement sont formés par un train d'engrenages (52, 62, 82).

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les premier et second organes d'entrée (19, 20) sont chacun formés par un chariot mobile en translation, le moyen de couplage étant formé par deux bielles (24, 25) montées chacune sur l'un des chariots (19, 20) et reliées chacune à l'une de deux branches (221 , 222) de l'organe de sortie (22), qui est monté mobile en rotation selon l'axe orthogonal (Y22) à l'axe principal (X15) sur un chariot (27) mobile en translation par rapport au support (17) selon l'axe principal.

10. Système (30; 30') comprenant un support (300 ; 301 , 302, 303) et un élément mobile (305) relié au support par trois jambes (307) motorisées, caractérisé en ce que les jambes sont reliées au support par des dispositifs de transmission mécanique (1 ; 15) selon l'une des revendications 1 à 9, dont les premiers (5; 19) et second (6; 20) organes d'entrée sont motorisés.

1 1 . Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que les jambes (307) sont reliées à l'élément mobile (305) par des liaisons, formant chacune soit une liaison rotule (308) soit un ensemble de trois liaisons pivots dont les axes sont concourants entre eux.

12. Système selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que les jambes (307) sont reliées aux dispositifs de transmission (1 ; 15) par des liaisons pivot centrées sur des axes de rotation (A7), l'axe de rotation de chaque dispositif de transmission étant soit orthogonal et concourant avec l'axe principal (X1 ) de ce dispositif de transmission, soit orthogonal et concourant avec l'axe orthogonal (Y22) à l'axe principal de ce dispositif de transmission.

13. Système (40) comprenant un support (401 ), un élément mobile (403) et trois dispositifs de transmission mécanique (1 A, 1 B, 1 C) selon l'une des revendications 5 à 8 reliant l'élément mobile (403) et le support (401 ), l'élément mobile (403) étant relié aux organes de sortie (1 A8, 1 B8, 1 C8) des dispositifs de transmission mécanique par des cardans (405A, 405B, 405C), les supports (3) des dispositifs de transmission mécanique étant reliés au support (401 ) du système (40) par des cardans (407).

14. Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que les cardans (405A, 405B, 405C) reliant l'élément mobile (403) aux organes de sortie (1 A8, 1 B8, 1 C8) présentent des centres de liaison confondus en un même point.

Description:
Dispositif de transmission mécanique et système comprenant un tel dispositif

L'invention concerne un dispositif de transmission mécanique, ainsi qu'un système comprenant un tel dispositif de transmission mécanique.

Dans le domaine des dispositifs de transmission mécanique, il est connu de fabriquer des dispositifs à deux entrées, permettant d'obtenir deux mouvements en sortie. Toutefois, la plupart des dispositifs connus mettent en œuvre des techniques non symétriques et découplées, par exemple utilisant un vérin ou un moteur linéaire pour obtenir une translation, et un moteur rotatif pour obtenir une rotation. De tels systèmes ne sont pas satisfaisants car ils impliquent généralement que l'un des moteurs est placé sur une pièce mobile, ce qui réduit les performances du dispositif. En outre, les systèmes utilisant de tel dispositif ont également des possibilités d'action limitée du fait de l'inconvénient précité. De tels dispositifs sont notamment connus de EP 2 699 071 ou de JP H01 228 792, qui implique des chaînes cinématiques différentes et non symétriques.

FR-A-2 957 005 et FR-A-2 957 014 divulguent des robots parallèles comprenant de plus de deux organes d'entrée et de multiples organes de sortie animés de multiples mouvements. FR-A-2 892 789 décrit un système d'actionnement de boite de vitesse, dont un organe de sortie est animé d'un mouvement de translation et de rotation. Les axes de mouvement des organes d'entrée ne sont pas symétriques par rapport à l'axe principal de l'organe de sortie et les actionneurs permettant d'obtenir ces mouvements sont découplés. DE-U-298 20 787 et DE-U-201 01 545 décrivent des robots combinant deux organes d'entrée rotatifs entraînés par des moteurs, et un bras articulé animé d'une translation et d'une rotation. Les actionneurs permettant d'obtenir ces mouvements définissent des chaînes cinématiques différentes.

C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un nouveau dispositif de transmission de mouvements, permettant d'obtenir, sur un organe de sortie, deux mouvements selon deux degrés de liberté grâce à une structure n'impliquant pas d'actionneurs découplés.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif de transmission mécanique présentant un axe principal. Selon l'invention, le dispositif de transmission comporte un support; des premier et second organes d'entrée, indépendants l'un de l'autre, disposés en parallèle, et destinés à être actionnés par des moteurs associés, les premier et second organes possédant, par rapport au support, un unique degré de liberté en rotation ou en translation selon un premier axe, respectivement un second axe, les premier et second axes étant parallèles à l'axe principal et disposés de façon symétrique de part et d'autre de l'axe principal. Le dispositif de transmission comporte en outre un organe de sortie possédant, par rapport au support, un unique degré de liberté de rotation selon l'axe principal ou selon un axe orthogonal à l'axe principal et un unique degré de liberté de translation selon l'axe principal; et un moyen de couplage des organes d'entrée à l'organe de sortie.

Grâce à l'invention, l'organe de sortie est animé d'un mouvement de rotation et d'un mouvement de translation obtenus grâce à deux actionneurs indépendants fonctionnant de façon couplée et préférentiellement symétrique, et le dispositif ne comprend pas d'actionneurs intégrés sur des éléments mobiles de sortie.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel dispositif peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises selon toute combinaison techniquement admissible :

Les premier et second organes d'entrée sont identiques ou symétriques par rapport à l'axe principal.

- Les moyens de couplage définissent une première et une seconde chaîne cinématique reliant respectivement les premier et second organes d'entrée à l'organe de sortie et dont les composants sont identiques ou symétriques par rapport à l'axe principal.

Les première et seconde chaînes cinématiques présentent une symétrie cinématique.

- Les premier et second organes d'entrée sont formés par des vis à pas inversés, alors que le moyen de couplage est formé par deux écrous montés sur les vis et sur lesquels sont montés des éléments d'entraînement en rotation de l'organe de sortie autour de l'axe principal.

- Les écrous et l'organe de sortie sont montés rotatifs dans un chariot entraîné en translation selon l'axe principal par les écrous.

Les éléments d'entraînement sont des courroies ou des chaînes.

Les éléments d'entraînement sont formés par un train d'engrenages.

Les premier et second organes d'entrée sont chacun formés par un chariot mobile en translation, le moyen de couplage étant formé par deux bielles montées chacune sur l'un des chariots et reliées chacune à l'une de deux branches de l'organe de sortie, qui est monté mobile en rotation selon l'axe orthogonal à l'axe principal sur un chariot mobile en translation par rapport au support selon l'axe principal.

L'invention concerne également un système comprenant un support et un élément mobile relié au support par trois jambes motorisées. Selon l'invention, les jambes sont reliées au support par des dispositifs de transmission mécanique tels que celui défini ci- avant, dont les premier et second organes d'entrée sont motorisés. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel système peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises selon toute combinaison techniquement admissible :

Les jambes sont reliées à l'élément mobile par des liaisons, formant chacune soit une liaison rotule soit un ensemble de trois liaisons pivots dont les axes sont concourants entre eux.

Les jambes sont reliées aux dispositifs de transmission par des liaisons pivot centrées sur des axes de rotation, l'axe de rotation de chaque dispositif de transmission étant soit orthogonal et concourant avec l'axe principal de ce dispositif de transmission, soit orthogonal et concourant avec l'axe orthogonal à l'axe principal de ce dispositif de transmission.

L'invention concerne également un système comprenant un support, un élément mobile et trois dispositifs de transmission mécanique, tels que celui défini ci-avant, reliant l'élément mobile et le support, l'élément mobile étant relié aux organes de sortie des dispositifs de transmission mécanique par des cardans, les supports des dispositifs de transmission mécanique étant reliés au support du système par des cardans.

De préférence, les cardans reliant l'élément mobile aux organes de sortie présentent des centres de liaison confondus en un même point.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'un dispositif de transmission mécanique conforme à l'invention, et de trois systèmes comprenant des dispositifs de transmission conformes à l'invention, faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de transmission mécanique conforme à un premier mode de réalisation de l'invention,

- la figure 2 est une vue en perspective d'une variante du système de transmission mécanique de la figure 1 ,

- la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif de transmission mécanique conforme à un second mode de réalisation de l'invention,

- la figure 4 est une vue en perspective du dispositif de transmission mécanique de la figure 3,

- la figure 5 est une vue en perspective d'un système équipé des dispositifs de transmission mécanique de la figure 2,

- la figure 6 est une vue en perspective d'un second système équipé des dispositifs de transmission mécanique de la figure 2,

- la figure 7 illustre un détail selon un cadre C7 de la figure 6, et - la figure 8 est une vue en perspective d'un système équipé des dispositifs de transmission mécanique représentés à la figure 4.

La figure 1 représente un dispositif 1 de transmission mécanique, qui présente un axe principal X1 . Le dispositif 1 comporte un support 3, et des premier et second organes d'entrée 5 et 6. Les organes d'entrée 5 et 6 sont indépendants l'un de l'autre, disposés en parallèle et destinés à être actionnés par des moteurs associés 51 et 61 représentés à la figure 2. Les premier et second organes 5 et 6 sont similaires entre eux et possèdent, par rapport au support 3, un unique degré de liberté en rotation selon des axes respectifs X5 et X6 qui sont parallèles à l'axe principal X1 . Les axes X5 et X6 sont également disposés de part et d'autre de l'axe principal X1 , de préférence de façon symétrique. Le dispositif 1 comprend également un organe de sortie 8 qui possède, par rapport au support 3, un unique degré de liberté en rotation autour de l'axe principal X1 et un unique degré de liberté de translation selon l'axe principal X1 . Entre les organes d'entrée 5 et 6 et l'organe de sortie 8, le dispositif 1 comprend des moyens de couplage des organes d'entrée 5 et 6 à l'organe de sortie 8. Les premier et second organes d'entrée 5 et 6 sont formés par des vis, entraînées en rotation autour des axes X5 et X6 par les moteurs 51 et 61 . Le pas de la vis 5 est inversé par rapport à celui de la vis 6, comme illustré sur la figure 1 .

Deux écrous 9 et 10 sont montés sur les organes d'entrée 5 et 6. Sur les écrous 9 et 10 sont montés des éléments d'entraînement en rotation de l'organe de sortie 8 autour de l'axe principal X1 . Sur la figure 1 , ces éléments d'entraînement sont formés par deux courroies 91 et 101 .

Les écrous 9 et 10 sont eux-mêmes montés libres en rotation autour des axes X5 et X6 dans un chariot 12 entraîné en translation selon l'axe principal X1 par la coopération entre les écrous 9 et 10 et les vis 5 et 6. Les écrous 9 et 10, et l'organe de sortie 8 sont supportés en rotation par rapport au chariot 12 par des paliers 13, qui peuvent être des roulements à billes, ou bien de tout autre type adapté.

Pour réduire le frottement entre les écrous 9 et 10 et les vis 5 et 6, des billes sont incorporées dans les filetages des vis 5 et 6. De préférence, les écrous 9 et 10 et les vis 5 et 6 forment respectivement deux vis-écrous à billes.

Le dispositif 1 permet d'obtenir avec, en entrée, deux rotations d'axes parallèles, un mouvement de rotation suivant l'axe principal X1 conjugué à un mouvement de translation selon ce même axe principal X1 , qui sont transmis à l'organe de sortie 8. En effet, la rotation des vis 5 et 6 dans les écrous 9 et 10 induit leur translation selon les axes X5 et X6, et la liberté en rotation des écrous 9 et 10 par rapport au chariot 12 permet leur rotation autour des axes X5 et X6. Les écrous 9 et 10 sont solidaires en translation du chariot 12 et transmettent donc à l'organe de sortie 8 une translation selon l'axe principal X1 , tandis que le couplage en rotation entre les écrous 9 et 10 et l'organe de sortie 8 permet l'entraînement en rotation autour de l'axe X1 de l'organe de sortie 8.

Selon une variante représentée sur la figure 2, les éléments d'entraînement en rotation de l'organe de sortie 8 autour de l'axe principal X1 par les écrous 9 et 10 peuvent être formés par un train d'engrenage, incluant une première roue dentée 52 solidaire de la vis 5, une second roue dentée 62 solidaire de la vis 6, et une troisième roue dentée 82 solidaire de l'organe de sortie 8. Sur la figure 2, un ensemble comprenant des pièces 3A, 3B et 3C forme le support 3, dans lequel sont guidées en rotation les organes d'entrée 5 et 6, respectivement autour d'un axe X5 et d'un axe X6. L'organe de sortie 8 est guidé en rotation autour de l'axe X1 , parallèle aux axes X5 et X6, par rapport au chariot 12. L'organe de sortie 8 est en liaison cylindrique par rapport à l'organe 3A d'axe X1 . Cette liaison n'est pas obligatoire pour le fonctionnement du système mais elle permet de le rigidifier. La transmission des couples des moteurs 51 et 61 respectivement aux vis 5 et 6 est assurée par des organes d'accouplement, par obstacles ou par adhérence, non visibles sur la figure 2. Ces organes d'accouplement sont configurés pour assurer le mieux possible une transmission rigide et sans jeu.

Selon une variante non représentée, les éléments d'entraînement 5 et 6 peuvent également être formés par des chaînes.

Un second mode de réalisation de l'invention est représenté sur les figures 3 et 4. Dans ce mode de réalisation, un dispositif 15 est représenté. Ce dispositif 15 présente un axe principal X15, et comporte un support 17. Le dispositif 15 présente des premier et second organes d'entrée 19 et 20, indépendant l'un de l'autre, disposés en parallèle et destinés à être actionnés par des moteurs associés. Ces moteurs peuvent être, par exemple, des moteurs linéaires ou bien des vérins. Les organes d'entrée 19 et 20 sont similaires entre eux et possèdent par rapport au support 17 un unique degré de liberté en translation selon des axes respectifs X19 et X20 qui sont parallèles à l'axe principal X15 et disposés, de préférence, symétriquement par rapport à l'axe principal X15.

Le dispositif 15 comprend également un organe de sortie 22, possédant, par rapport au support 17, un unique degré de liberté en rotation autour d'un axe Y22 orthogonal à l'axe principal X15 et un unique degré de liberté de translation selon l'axe principal X15. Entre l'organe de sortie 22 et les organes d'entrée 19 et 20, le dispositif 15 comprend un moyen de couplage des organes d'entrée 19 et 20 à l'organe de sortie 22. Ce moyen de couplage inclut deux bielles 24 et 25, montées chacune sur l'un des organes d'entrée 19 et 20 qui sont formés par des chariots mobiles en translation sur des glissières 170 et 171 du support 17 alignées avec les axes X19 et X20. A l'une de leurs extrémités respectives, les bielles 24 et 25 sont articulées sur les organes d'entrée 19 et 20, et à leur autre extrémité, les bielles 24 et 25 sont reliées chacune à une branche 221 et 222 de l'organe de sortie 22, qui est lui-même monté mobile en rotation autour de l'axe Y22 sur un chariot 27 mobile en translation par rapport au support 17 selon l'axe principal X15. Le support 17 comprend une glissière 172 alignée avec l'axe X15 et sur laquelle le chariot 27 est monté. Ainsi, lors de la translation des organes d'entrée 19 et 20 selon les axes X19 et X20, la liaison formée par les bielles 24 et 25 actionne simultanément la translation de l'organe de sortie 22 permise par la liberté en translation du chariot 27 selon l'axe principal X15, ainsi que la rotation de l'organe de sortie 22 autour de l'axe Y22. Le dispositif 15 permet donc, à partir de deux entrées formées par deux translations parallèles, de transmettre un mouvement simultané de translation selon l'axe principal X15 et de rotation autour de l'axe Y22 orthogonal à l'axe principal X15.

La figure 5 représente un système 30 comprenant un support 300, formant un plateau s'étendant parallèlement à un plan P30. Le système 30 comprend également un élément mobile, formé par une plateforme mobile 305, reliée au support par trois jambes motorisées 307. Les jambes 307 sont elles-mêmes reliées au support par des dispositifs de transmission 1 qui sont fixés au support 300. Les premier et second organes d'entrée respectifs des dispositifs de transmission 1 équipant le système 30 sont motorisés et contrôlés pour obtenir des déplacements de la plateforme mobile 305.

Les jambes 307 sont articulées par rapport à la plateforme 305 par des liaisons rotules qui portent la référence 308. Les jambes 307 sont articulées aux dispositifs de transmission 1 par des liaisons pivot définissant des axes de rotation A7. Chacun de ces axes A7 est orthogonal et concourant à l'axe X1 du dispositif de transmission 1 qui lui est associé. Les liaisons pivots d'axe A7 sont entraînées en rotation autour de l'axe X1 , ainsi qu'en translation parallèlement à l'axe X1 , de leur dispositif de transmission 1 respectif, par rotation et translation de l'organe de sortie du dispositif de transmission 1 concerné. Dans le cas particulier de la figure 5, les axes A7 se retrouvent parallèles au plan P30, mais tournent autour de l'axe X1 en même temps que l'organe de sortie du dispositif 1 concerné.

Le système 30 permet de conférer à la plateforme mobile 305, c'est-à-dire d'exercer sur la plateforme mobile 305, des mouvements à six degrés de mobilité, utiles dans le cadre de robots ou de machines de production industrielle.

Selon une variante non représentée, en remplacement des liaisons rotules 308, chaque liaison entre les jambes 307 et la plateforme mobile 305 peut être réalisée par un ensemble de trois liaisons pivots d'axes concourants. Dans ce cas, le point de concours des trois axes est situé à l'emplacement du centre de la liaison rotule 308 remplacée. Pour chaque ensemble de trois axes, l'un des trois axes correspond préférentiellement à l'axe longitudinal des jambes 307.

Les dispositifs de transmission mécanique 1 peuvent être également utilisés dans le cadre d'un second système 40 représenté aux figures 6 et 7. Le système 40 comprend un support de forme parallélépipédique, conformé en carré dans cet exemple, et comprenant des barres de structure 401 . Le système 40 comprend également un élément mobile 403. Un système 40 comprend également trois dispositifs de transmission mécanique 1 A, 1 B et 1 C identiques au dispositif de transmission mécanique 1 , et qui relient l'élément mobile 403 aux barres 401 . Les organes de sortie 1 A8, 1 B8 et 1 C8 respectifs des dispositifs 1 A, 1 B et 1 C forment respectivement des arbres articulés sur l'élément mobile 403 par des cardans 405A, 405B et 405C.

Selon un mode de réalisation préférentiel, non obligatoire, chaque cardan 405A, 405B et 405C définit deux axes de rotation concourants et, dans cet exemple, orthogonaux entre eux. Plus précisément, chaque cardan 405A, 405B et 405C comprend un organe intermédiaire 406A, 406B et 406C, lié à l'un des organes de sortie 1 A8, 1 B8 et 1 C8 par une liaison pivot primaire 408A, 408B et 408C, et lié à l'élément mobile 403 par une liaison pivot secondaire 409A, 409B et 409C. Les liaisons pivot primaires 408A, 408B et 408C sont centrées respectivement sur des axes de pivotement X403B, X403C et X403A. Les liaisons pivot secondaires 409A, 409B et 409C sont centrées respectivement sur les axes X403C, X403A et X403B. La rotation des arbres de sortie 1 A8, 1 B8 et 1 C8 est effectuée respectivement autour d'axes coaxiaux avec les axes X403A, X403B et X403C, de sorte que les organes intermédiaires 406A, 406B et 406C sont respectivement entraînés en rotation autour de ces mêmes axes.

Les deux axes de pivotement X403A, X403B et/ou X403C de chaque cardan 405A, 405B et 405C définissent donc un centre de liaison du cardan concerné, les trois centres de liaison étant confondus au point de concours des trois axes X403A, X403B et X403C.

Les supports 3 des dispositifs 1 A, 1 B et 1 C sont reliés aux barres 401 par des cardans 407. Dans cet exemple, le système 40 comprend des dispositifs de transmission 1 équipés de trains d'engrenages.

L'élément mobile 403 comprend six degrés de mobilité par rapport au support. Le système 40 des figures 6 et 7 permet de commander d'une manière découplée les mouvements de translation et les mouvements de rotation de la plateforme mobile 403 en fonction des mouvements de sortie des dispositifs de transmission mécanique 1 A, 1 B et 1 C. Le système 40, correspondant au mode de réalisation préférentiel des figures 6 et 7, présente une solution unique de mécanisme parallèle à six degrés de mobilité, où les mouvements de translation et de rotations sont découplés. Cette invention peut être utilisée dans des applications ou procédés nécessitant la génération de mouvements complexes à haute dynamique avec une grande précision ainsi qu'une forte rigidité tout en ayant une commande simple.

Le dispositif de transmission mécanique 15 peut également être utilisé dans le cadre d'un système 30' représenté à la figure 8, similaire au système 30, et dans lequel les dispositifs 1 sont remplacés par les dispositifs 15 pour relier la plateforme mobile 305 au support. Les dispositifs 15 sont montés sur des paires de branches 301 , 302 et 303 définissant un plan P30'. Pour le système 30', les liaisons pivot reliant les jambes 307 aux dispositifs de transmission mécanique 15 sont centrées sur des axes de rotation A7, de sorte que chacun des trois axes de rotation A7 est orthogonal et concourant avec l'axe Y22 du dispositif de transmission mécanique 15 concerné. Dans le cas du système 30', les axes X15 et A7 sont parallèles au plan P30'.

Les dispositifs 1 et 15 et les systèmes 30, 30' et 40 permettent des améliorations en termes d'efficacité, de simplicité et de modularité pour la conception de machines complexes. Les dispositifs 1 et 15 permettent d'utiliser des composants standards de façon symétrique. Les systèmes 30, 30' et 40 permettent de fabriquer des architectures de robot à six degrés de mobilité avec trois jambes seulement, sans intégrer de liaison motorisée en série dans les jambes où des transmissions non symétriques.

Le dispositif 1 permet d'obtenir des mouvements de rotation dont l'amplitude est illimitée et des mouvements de translation limités uniquement par les dimensions du dispositif. Le dispositif 15 permet de générer des couples de sortie très élevés, pouvant être utilisés pour orienter des objets avec précision, notamment dans le cas où les mouvements linaires des organes d'entrée sont obtenus par les systèmes de vis à bille. Pour les deux dispositifs 1 et 15, les mouvements de l'organe de sortie sont dans un espace à deux dimensions incluant une coordonnée en translation et une coordonnée en orientation angulaire, ce qui est adapté pour travailler dans un environnement où les tâches et les mouvements souhaités sont définis en coordonnées cylindriques. L'invention permet d'améliorer la modularité des actionneurs visés dans des mécanismes à plusieurs degrés de mobilité tout en réduisant la complexité cinématique et la commande, en comparaison avec les robots ayant un seul actionneur par jambe ou plusieurs actionneurs en série par jambe. L'invention offre notamment la possibilité d'actionner une translation avec deux moteurs identiques sans générer de contraintes mécaniques internes dues au défaut de synchronisation des vitesses des deux moteurs que l'on peut trouver sur les machines à architecture de type portique (usuellement dénommées « gantry »). Les puissances des deux moteurs s'additionnent pour générer la translation en sortie, même si leurs vitesses angulaires ne sont pas exactement identiques. Les dispositifs 1 et 15 moyennent les vitesses des deux moteurs. Le différentiel des vitesses des moteurs est absorbé par le mouvement de rotation non utilisé pour la transmission de puissance. Les systèmes 30 et 40 peuvent notamment être utilisés pour la production industrielle, dans le cadre de machines-outils, de robotique de production et de procédés nécessitant le déplacement ou le positionnement d'objets, d'outils, ou d'autres dispositifs avec précision et une vitesse maîtrisée.

Comme cela ressort des descriptions ci-dessus des dispositifs 1 et 15 ainsi que des figures 1 à 4, les organes d'entrée 5 et 6 du dispositif 1 et les organes d'entrée 19 et 20 du dispositif 15 sont symétriques par rapport à l'axe principal X1 ou X15 ou identiques. Les vis 5 et 6 sont symétriques par rapport à l'axe principal, car il s'agit de vis de même diamètre, longueur de pas et profondeur de filetage, leur seule différence étant l'inversion de leur pas. Les chariots 19 et 20 sont identiques en ce qu'ils sont formés par des pièces mécaniques identiques, fonctionnant de la même manière. Les pièces mécaniques formant les chariots 19 et 20 peuvent notamment être interchangeables. Les pièces mécaniques formant les organes d'entrée peuvent être fabriquées selon les mêmes procédés en série. Il en résulte une grande facilité de fabrication et de montage.

Comme cela ressort également de la description des dispositifs 1 et 15 et des figures 1 à 4, les moyens de couplage des organes d'entrée 5 et 6 du dispositif 1 et 19 et 20 du dispositif 15 aux organes de sortie 8 et 22 définissent une première et une seconde chaîne cinématique. Dans le dispositif 1 , la première chaîne cinématique relie le premier organe d'entrée 5 à l'organe de sortie 8 et comprend des composants formés par l'écrou 9 et la courroie 91 ou bien la roue dentée 52. La seconde chaîne cinématique relie le second organe d'entrée 6 à l'organe de sortie 8 via le l'écrou 10 et la courroie 101 ou bien la roue dentée 62. Dans le dispositif 15, ces deux chaînes cinématiques reliant respectivement les premier et second organes d'entrée 19 et 20 à l'organe de sortie 22 comprennent des composants formés respectivement par les bielles 24 et 25. Les composants des deux chaînes cinématiques sont identiques, en ce qu'ils sont formés par les mêmes pièces, qui peuvent être montées indifféremment après le premier ou le second organe d'entrée, ou bien symétriques par rapport à l'axe principal dans le cas du dispositif 1 .

Ces chaînes cinématiques présentent également de part et d'autre l'organe de sortie une symétrie cinématique, en ce qu'elles présentent le même enchaînement de liaisons cinématiques. Dans le cas du dispositif 1 il s'agit de liaisons pivots en entrée suivie chacune d'une liaison hélicoïdale puis d'une liaison pivot, dans le dispositif 15 il s'agit de deux liaisons glissières suivies chacune de deux liaisons pivot successives.

Les chaînes cinématiques sont interchangeables, peuvent être assemblées préalablement, il en résulte une grande facilité de montage et de fabrication.

Dans les dispositifs 1 et 2, la symétrie des axes des organes d'entrée par rapport aux axes principaux facilite la modularité et la commande des dispositifs et des systèmes dans lesquels ils sont utilisés. Cela autorise également une meilleure répartition des efforts et des usures, et une meilleure compacité.

L'invention peut également être utilisée dans le cadre d'applications robotiques médicales, et de services, notamment les interfaces haptiques, les assistances aux mouvements, le positionnement de systèmes d'optique, et les simulateurs de mouvement.