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Patent Searching and Data


Title:
SELF-PROPELLED MULTI-TASK MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/004893
Kind Code:
A1
Abstract:
A self-propelled multi-task machine comprises a chassis (1), rolling means (2), an articulated arm (7) mounted on a rotary turret head (6) along a vertical axis. The arm (7) can carry and operate various tools (15) such as gripping, loading, lifting, carrying, drilling, cutting tools, etc., said turret head being arranged centrally at the front of the machine. The machine comprises a rack (14) for holding various tools in readiness, and an upper region (11) for receiving loads.

Inventors:
GROS DANIEL (FR)
Application Number:
PCT/FR1987/000456
Publication Date:
June 01, 1989
Filing Date:
November 19, 1987
Export Citation:
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Assignee:
DES ETABLISSEMENTS AKROS SOC D (FR)
International Classes:
B25J5/00; B25J15/04; B25J19/00; E02F3/38; E02F3/96; (IPC1-7): E02F3/38; B25J15/04
Foreign References:
US3807586A1974-04-30
US4512709A1985-04-23
US3460691A1969-08-12
US3227290A1966-01-04
FR1245618A1960-11-10
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Claims:
REVENDICATIONS
1. 1 Engin multitâches automoteur, comprenant un châssis (1), des moyens de roulement (2), un bras articulé (7) pouvant recevoir, porter ou actionner un outil (15)^ tel qu'un outil de préhension, ,de chargement, de levage, de portage, de perçage, de. taille, de coupe, de creusage, de frappe, de défoncement, etc., le bras (7) étant monté sur une tourelle (6) rotative suivant un axe vertical (II), disposée .de façon centrale à l'avant du châssis (1), caractérisé en ce que : le châssis (1) comprend une zone supérieure libre (11) formant réceptacle pour recevoir et supporter une charge, la tourelle (6) peut tourner autour de son axe pour orienter le. bras selon une amplitude (100) telle que le bras peut atteindre d'une part l'ensemble de la zone située devant l'engin, et d'autre part la zone supérieure libre (11) du châssis.
2. Engin multitâches automoteur selon la revendication.!, caractérisé en ce que le châssis comprend en outre une seconde zone supérieure (13) accessible par le bras (7) et comportant un râtelier (14) pour recevoir et maintenir divers outils de réserve, de . sorte que le bras (7) peut venir reposer un outil (15) en cours d'utilisation et se relier à un autre outil prélevé dans ce râtelier.
3. 3 Engin multitâches automoteur selon la revendication .2, caractérisé en ce que : dans le râtelier (14), l'outil (15) est engagé selon un mouvement transversal dans un étrier (24) assurant son maintien longitudinal dans les deux sens de translation longitudinale et dans lequel il repose, la liaison entre le bras et l'outil est assurée par des moyens d'engagement mâlefemelle (25, 28) à emboîtement longitudinal, par lesquels le bras (7) se solidarise à un outil du râtelier par engagement selon un mouvement longitudinal du bras en direction du râtelier, l'outil étant ensuite dégagé du râtelier par un mouvement transversal., l'opération inverse permettant de reposer un outil dans le râtelier et de le désolidariser du bras par un mouvement longitudinal du bras l'éloignant du râtelier. Engin multitâches automoteur selon la revendication 3., caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de verrouillage (30, 35) entre le bras et l'outil, le dispositif de verrouillage étant actionné automatiquement par les mouvements relatifs longitudinaux du bras par rapport au râtelier. Engin multitâches automoteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que : l'extrémité du bras (7) comprend une broche longitudinale (25) munie d'une gorge annulaire (26), l'outil (15) comprend un manche tubulaire (28) à alésage longitudinal conformé pour recevoir avec un faible jeu la broche (25) longitudinale du bras, une douille (30) est montée à coulissement longitudinal sur le manche tubulaire (28), et comprend deux gorges intérieures annulaires (31, 32) séparées par une portion pleine (33), la paroi latérale du manche (28) comprend au moins un alésage radial (34) dans lequel coulisse un doigt de verrouillage (35) dont les extrémités (36, 37) sont suceptibles de faire saillie alternativement dans l'alésage longitudinal (29) du manche et hors de la surface extérieure du manche, la douille (30) comprend une surface extérieure (38) conformée pour s'engager transversalement dans l'étrier (24) du râtelier (14) et y être solidarisée longitudinalement, la douille (30) est sollicitée longitudinalement par des moyens de rappel élastiques (40, 41) la ramenant en une position de verrouillage dans laquelle sa portion pleine (33) est en regard de l'alésage radial (34), de sorte que, en position de verrouillage, la douille repousse le doigt de verrouillage et l'introduit ou le maintient engagé dans la gorge (26) de la broche du bras, et que, par déplacement relatif de la broche et de l'étrier, la douille est coulissée en position de déverrouillage dans laquelle le doigt de verrouillage (35) peut pénétrer dans l'une des gorges annulaires (31, 32) de la douille et dégager 1'alésage longitudi nal. Engin multitâches automoteur selon la revendication 5 , caractérisé en ce que la broche (25) et l 'a lésage (29 ) présentent des sections complémentaires non circulaires pour solidariser en rotation l 'outil sur le bras . 7 Engin multitâches automoteur selon l ' une quelconque des revendication s 1 à 6, caractérisé en ce que la zone antérieure (22) du châs sis comprend des moyens pour recevoir et actionner un outil auxiliaire (23) permettant un travail en collaboration avec l' outil monté en bout de bras articulé.
4. Engin multitâches automoteur selon la revendication '7 f caractérisé en ce que l 'outil auxiliaire est une fourche (23) de chariot élévateur à dép lacement vertical.
5. Engin multitâches automoteur selon l'une, quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le bras ( 7) comprend au moins trois segments articulés , à savoir une flèche (8 ) articulée sur la tourelle (6) et orientable dans un plan vertical de débattement entre une position sensiblement horizontale et une position sensiblement verticale, un second segment (9) articulé en bout de f lèche :et orientable dans le même plan vertical de débattement selon un débatte¬ ment de 150 degrés environ, un troisième segment (10) articulé en bout du second segment et orientable dans le même p lan vertical de débattement selon un débattement d e 90 degrés environ de part et: d ' autre de son prolongement.
6. Engin multitâches automoteur selon la revendication .9 , caractérisé en ce que le bras ( 7) comprend en outre un module de rotation (50) , disposé en bout du troisième segment (10) , susceptible de recevoir l 'outil (15) avec interposition éventuelle d 'un segment d ' accrochage (60) , le module de rotation (50) assurant une rotation de l 'outi l (15) autour de l ' axe longitudinal du troisième segment (10) .
7. Engin multitâches automoteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'une demilargeur du châs sis es t entièrement libre, y compris le volume en caisson (110) , pour recevoir une charge ou pour une libre implantation de composants auxiliaires à l 'action du bras .
Description:
ENGIN MULTITACHES AUTOMOTEUR

La présente invention concerne le domaine des engins d'assis¬ tance à la réalisation de travaux, par exemple de travaux publics ou de travaux de manutention en atelier, et plus particulièrement le domaine des engins comprenant un bras articulé porte-outils.

Dans le domaine des travaux publics, on utilise couramment de gros engins de chantier porteurs d'une cabine à partir de laquelle un opérateur actionne l'engin. Dans des cas où l'espace disponible est plus restreint, ou bien où la tâche à accomplir ne nécessite pas le déplacement ou la mise en oeuvre d'un engin lourd, on a utilisé de petits engins télécommandés porteurs d'outils permettant d'assister un travailleur, par exemple pour des actions de levage, de chargement, de défoncement, etc..

De tels engins, quand ils fonctionnent en chargement, peuvent attraper un objet dans une mâchoire ou autre moyen de préhension ou de portage actionné par le bras articulé pour déplacer l'objet vers un autre emplacement. Par exemple, après une opération de défoncement, l'engin télécommandé pourra saisir des déblais pour les porter vers un camion. Ainsi, seules des petites quantités peuvent être transportées d'un point à un autre et ensuite chargées. En outre, dans ces engins télécommandés classiques, quand on souhaite changer la tâche accomplie par l'engin, il faut remplacer l'outil porté par le bras articulé par un autre. Cette opération est généralement relativement complexe. De même, dans le domaine de la manutention, on utilise le plus souvent des chariots porte-palettes, susceptibles de soulever et déplacer une charge empilée sur une palette de dimensions normalisées. L'engin transporte nécessairement l'intégralité de la charge disposée sur la palette, sans possibilité de modifier cette charge soit par un ajout soit par un retrait d'une partie de la charge ; une modification nécessite une opération manuelle, ou l'intervention d'un autre engin tel qu'une grue ou un portique.

La présente invention a notamment pour objet de prévoir un engin multitâches automoteur ayant une fonction de transport de charges. L'invention permet en particulier le transport en toute sécurité de charges dont la forme est complexe et variée, et évite d'avoir recours à des emballages de protection.

Un autre objet de la présente invention est de prévoir :un tel engin multitâches automoteur dans lequel le temps de changement d'outil soit bref.

En outre, selon l'Invention, le changement d'outil est au moins en grande partie mécanisé, de sorte qu'il est possible de changer rapidement des outils lourds, qu'un homme seul ne peut pas porter.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le - changement d'outil s'effectue de façon quasi automatique, par manipula¬ tion du bras seul au moyen de ses commandes habituelles d ' actionnement , - le mouvement du bras provoquant par lui-même le verrouillage ou le déverrouillage de l'outil en bout du bras. • " i

Un autre objet de l'invention est de prévoir un engin : " automoteur multitâches permettant la manipulation et le positionnement, d'un outil dans les conditions d'orientation les plus variées, et notamment : travail sous plafond, travail derrière une paroi, passage à travers une ouverture de dimension réduite, travail sous plancher.

Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, la présente, invention prévoit un engin multitâches automoteur comprenant un châssis, des moyens de roulement, un bras articulé pouvant recevoir, porter et actionner un outil tel qu'un outil de préhension, de chargement, de levage, de portage, de perçage, de taille, de coupe, de creusage, de= frappe, de défoncement, etc.. Le bras est monté sur une tourelle- rotative suivant un axe vertical, la tourelle étant disposée de façon centrale à l'avant du châssis. Le châssis comprend une zone supérieure libre formant réceptacle pour recevoir et supporter une charge. La tourelle peut tourner autour de son axe pour orienter le bras selon une amplitude angulaire telle que le bras peut atteindr d'une part l'ensemble de la zone située devant l'engin et d 'autre axt la zone; supérieure libre du châssis. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'engiτt multitâ-. ches comprend en outre une seconde zone supérieure acceasible par le bras et comportant un râtelier pour recevoir et maintenir divers outils de réserve, de sorte que le bras peut venir y reposer l'outil en cours d'utilisation et se relier à un autre outil prélevé dans ce râtelier. Selon un mode de réalisation, le râtelier comprend au. moins un étrier pour recevoir un outil, l'outil étant engagé dans l' étrier -selon un mouvement transversal, c'est à dire un mouvement dans le .plan

perpendiculaire à un axe longitudinal de l'outil ; une fois engagé, l'outil repose dans l' étrier qui assure alors son maintien longitudinal et transversal. La liaison entre le bras et l'outil est assurée par des moyens d'engagement mâle-femelle à emboîtement longitudinal. De la sorte, le bras peut se solidariser à un outil du râtelier par engagement selon un mouvement longitudinal, puis le bras peut dégager l'outil de l'étrier par un mouvement transversal ; l'opération inverse permet de reposer un outil dans le râtelier par un mouvement transversal, puis de séparer le bras de l'outil par un mouvement longitudinal. Un dispositif de verrouillage est prévu pour assurer le déverrouillage et le verrouillage automatiques entre le bras et l'outil par les seuls mouvements relatifs longitudinaux du bras par rapport au râtelier.

Selon un mode de réalisation particulier, la zone antérieure du châssis de l'engin comprend des moyens pour recevoir et actionner un outil auxiliaire, permettant un travail en collaboration avec l'outil monté en bout du bras articulé. Par exemple on peut prévoir que l'outil auxiliaire est une fourche semblable à celle habituellement utilisée sur les chariots élévateurs, présentant une possibilité de coulissement vertical ; le bras permet alors d'enlever ou d'ajouter un élément sur une palette, la fourche permettant de soulever et déplacer la palette et la charge qu'elle supporte. On peut ainsi manipuler avec le bras articulé des charges lourdes disposées sur des palettes, charges qui ne pourraient pas être manipulées par un utilisateur seul.

De préférence, la mobilité du bras articulé est telle qu'il peut maintenir une charge sur la zone supérieure libre du châssis pendant le roulement de l'engin. La manipulation et le transport de charges de formes très irrégulières sont ainsi considérablement facili¬ tés, sans nécessiter un emballage de formes appropriées. Les charges sont soulevées par le bras articulé, puis posées sur la partie supérieure libre du châssis, et éventuellement maintenues en position sur la partie libre de châssis par le bras articulé.

La mobilité du bras doit en outre lui permettre de positionner et de manoeuvrer un outil monté en bout de bras dans toutes les positions nécessaires pour le travail désiré. Une telle mobilité de bras est réalisée en prévoyant un bras comportant au moins trois segments articulés principaux, à savoir une fl è che montée sur une tourelle et orientable dans un plan vertical de

débattement entre une position sensiblement horizontale et une position sensiblement verticale, un second segment orientable en bout de. flèche: ' dans le même plan vertical de débattement selon un debattement de 150 ' degrés environ, et un trois ième segment orientable en bout du second segment dans le même plan vertical de débattement selon un débattement , de 90 degrés environ de part et d'autre de son prolongement.

Du fait que l' engin porte ses propres outils , cela simplif ie e - accélère notablement le changement d 'outils, et confère à l 'engin un caractère multitâches réellement opérationnel. Ces objets , caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détails dans la description suivante d 'un mode de réalisation particulier , faite en relation avec les figures jointes , parmi lesquelles :

- la figure 1 représente une vue de côté schématique d'un engin selon la présente invention, bras replié ;

- la figure 2 représente une vue de dessus de l' engin de la f igure 1 , avec un bras en position déployée ;

- la figure 3 représente une vue de face de l'engin, avec le bras en!, position latérale ; : - la figure 4 illustre le schéma de motorisation ; la figure 5 représente en vue de côté un outil disposé '. sur son râtelier ;

- la figure 6 représente en vue de face les étriers du râtelier ; ;.

- la figure 7 représente en vue de dessus et en coupe longitudinale un dispositif d'accouplement entre le bras et un outil ;

- la figure 8 représente une vue schématique en coupe transversale selon le plan A-A de la figure 7 ; et

- la figure 9 représente l'engin en vue de côté, bras déployé. '

Comme le représentent les figures 1 à 3 , un engin selon la présente invention comprend un châssis 1 porté par des roues telles que la roue 2. Sur les figures , on a représenté deux paires de roues, à savoir deux roues antérieures 2 et 3 , et deux roues postérieures 4 et 5 directrices. Deux des roues antérieures ou postérieures au moins sont motrices. Il est clair qu' un autre nombre de roues pourrait être adapté, ou encore que l' engin pourrait être muni de chenilles.

La partie avant du châssis de l' engin porte , de façon centrale , une tourelle 6 pivotant autour d 'un axe vertical I-I. Cette tourelle est

disposée à l'avant de façon centrale par rapport à l'engin, et porte un bras articulé 7. La tourelle est reliée au châssis porteur 1 par une couronne d'orientation qui est entraînée par rapport au châssis par un moteur hydraulique-frein. La tourelle 6 porte les axes d'articulation de la flèche 7 et de son système de commande. L'axe de rotation de la tourelle est équipé d'un joint tournant multipassages qui assure l'alimentation du bras manipulateur 7 en énergie.

Le bras articulé 7 comprend trois segments articulés princi¬ paux, à savoir une flèche 8, un second segment 9 et un troisième segment 10. La flèche 8 est articulée, selon une première extrémité, sur la tourelle 6, et est orientable entre une position sensiblement horizonta¬ le et une position sensiblement verticale. La flèche se débat dans un plan vertical passant par l'axe de rotation I-I de la tourelle. Elle porte les axes d'articulation du second segment 9 et de sa commande. Selon un mode de réalisation, la flèche est un bras à section en forme de U, et possède deux caissons latéraux.

La commande de la flèche 8 est assurée par un vérin à double effet 80, articulé entre la tourelle 6 et la flèche 8.

Le second segment 9 est un bras semblable à la flèche 8. Le second segment 9 est articulé en bout de flèche 8, et se débat dans le même plan. Il porte l'articulation du troisième segment 10 et de son système de commande. Il est orientable, par rapport au prolongement de la flèche 8, selon un débattement angulaire de 150 degrés environ dans un plan vertical à partir du prolongement de la flèche. La commande du second segment 9 est assurée par un vérin à double effet 90, articulé sur la flèche 8 et sur un système à double bielle 91, et permet le débattement de 150 degrés pour une course de vérin.

Le troisième segment 10 est articulé en bout du second segment 9, et est orientable de part et d'autre du prolongement du second segment 9 selon un débattement angulaire de 90 degrés environ dans le plan de débattement de la flèche 8 et du second segment 9. Le troisième segment 10 est une pièce courte qui porte une face de fixation. Sa commande est assurée par un vérin à double effet articulé d'une part sur le second segment 9 et d'autre part sur un système à double bielle qui permet un débattement de 180 degrés du troisième segment 10 par rapport au second segment 9 pour une course de vérin, ce débattement étant réparti selon 90 degrés de part et d'autre de l'axe longitudinal du

second segment 9 .

La flèche 8 , le second segment 9 et le troisième segment 10 sont les éléments principaux du bras 7, qui donnent au bras une mobilité appropriée pour un grand nombre d 'opérations. On peut toutefois avoir besoin de segments supplémentaires , permettant de réaliser des mouve¬ ments plus complexes.

Ainsi , sur les dessins , on a représenté un dispositif, compre¬ nant en outre un module de rotation 50. Le module de rotation 50 est fixé en bout du troisième segment 10. Il permet une rotation totale autour de l ' axe longitudinal du segment 10. Il possède une couronne d 'orientation commandée par un moteur hydraulique-frein. Un j oint tournant multipaεsages permet l'alimentation en énergie des organes d 'extrémité de bras portés par le module de rotation 50.

Dans le mode de réalisation de la figure 1 , le dispositif comprend un segment d 'accrochage 60 , qui peut être f ixé au module de rotation 50 ou à l ' extrémité du troisième segment 10. Le segment d 'accrochage 60 est un dispositif d'accrochage et de décrochage rapide , manuel ou automatique, d 'un segment d 'extrémité ou outil 15. A titre d 'exemple , on a représenté sur les figures un outil 15 en forme de pince.

L ' outil 15 forme l' extrémité du bras manipulateur 7. Il est démontable manuellement ou automatiquement. L 'outil 15 permet au bras d 'exécuter sa tâche.

Le fait de disposer la tourelle 6 à l ' avant de façon centrale par rapport au châssis de l' engin permet de réaliser diverses opérations à l' avant et sur les côtés de l' engin, par exemple un perçage , un défoncement , une compression, une coupe , une préhension. Le bras articulé 7 a des dimensions propres à permettre de saisir à l ' avant ou sur le côté de l' engin des charges pour les déplacer. Le châssis 1 comprend en outre une zone supérieure libre 11 formant réceptacle pour recevoir et supporter une charge , non représen¬ tée sur les figures. La tourelle 6 peut tourner autour de son axe I-I pour orienter le bras selon une amplitude telle que le bras peut atteindre d'une part l' ensemble de la zone située devant l' engin , et d 'autre part la zone supérieure libre 11 du châssis.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, une demi-largeur gauche du châs sis 1 est utilisée pour p lacer le pσste de

conduite 12, le groupe moteur, le groupe hydraulique. La seconde demi- largeur droite est libre pour l'utilisation ; par exemple elle forme zone supérieure libre 11 et sert de plateau pour la pose des charges et des outils. Le volume en caisson 110 peut être utilisé pour contenir certaines charges ou certains outils. Le poste de conduite 12 comporte les moyens de commande pour le bras, les roues directrices, et les organes moteurs.

Dans d'autres modes de réalisation, on pourra préférer réaliser un engin sans poste de conduite porté, mais comportant des moyens de télécommande pour être commandé à distance par un utilisateur. Une telle réalisation peut être préférée par exemple pour un travail sur chantier, et/ou quand l'engin doit pénétrer dans une zone dangereuse.

En outre, l'engin selon la présente invention comprend une seconde zone 13 supérieure, accessible par le bras, et comportant un râtelier 14 pour recevoir et maintenir divers outils 15 de réserve. Les outils 15 de réserve sont adaptables au bras, et peuvent être par exemple une scie, un outil de préhension tel qu'une pince, un outil de perçage, etc.. Ce râtelier est agencé pour que le bras puisse venir y reposer l'outil en cours d'utilisation et se fixer à un autre outil pour la tâche suivante à accomplir.

Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la demi-largeur droite (ou gauche) du châssis est laissée entièrement libre, y compris le volume en caisson 110 s'étendant entre les roues avant et arrière. Cet espace peut recevoir une charge, ou permet une libre implantation de composants auxiliaires à l'action du bras : un réservoir, une centrale hydraulique ou pneumatique, un poste de soudure, un compresseur, une cuve, un extincteur, un aspirateur, un ventilateur, un poste de peinture, un poste de graissage, etc.

Dans un mode de réalisation pratique, la tourelle peut avoir une capacité de rotation inférieure à 360 degrés, par exemple de l'ordre de 300 degrés, pour permettre de travailler seulement sur l'avant et les côtés de l'engin, et sur l'arrière pour atteindre la zone supérieure libre 11 et le râtelier 14, en évitant le poste de conduite 12. Ceci simplifie beaucoup les transmissions de puissance entre les moyens moteurs et le bras ou les outils portés par le bras. La limitation de rotation de tourelle peut être assurée par des butées de fin de course. Les butées de limitation de course de rotation de la tourelles 6 sont

réglables , et permettent d'éviter au bras de rencontrer un obstacle tel que par exemple la cabine de conduite du porteur. Les butées peuvent être constituées par des .détecteurs électriques ou hydrauliques qui freinent puis arrêtent le mouvement de rotation et n' autorisent le mouvement que dans le sens libre.

Les divers organes de l' engin sont actionnés par une chaîne cinématique schématiquement représentée sur la figure 4. Dans le mode de réalisation représenté , qui convient particulièrement pour des applica¬ tions de manutention en atelier , cette chaîne comprend une batterie de traction 16 que l' on recharge à l' arrêt , deux motoreducteurs 17 et 18 avec variateur de vitesse pour l' entraînement des roues motrices 2 et 3 , un groupe hydraulique comportant' une motopompe 19 et un dispositif de distribution 20 relié par des conduites à des vérins d 'actionnement des organes tels que le bras et la tourelle. Un pupitre de commande est prévu dans le poste de conduite 12, et comprend des manipulateurs 21 actionnant les moyens de distribution 20.

Les f igures illustrent diverses positions possibles du bras manipulateur. Une position particulière du bras manipulateur 7 permet à tous les segments de se placer verticalement dans l' axe principal I-I de la tourelle 6. Dans ce cas, l 'extrémité de l 'outil 15 peut décrire une demi-sphère autour de cet axe. Cette disposition permet d 'effectuer des manipulations sous plafond ou le long d'une face verticale faisant obstacle.

Le débattement de 90 degrés d e la f lèche 8 par rapport à la tourelle 6 permet de placer le bras en position particulière horizonta¬ le. Cette disposition autorise des manipulations derrière une cloison, à travers une ouverture minimum pour le passage du bras.

Le débattement de 150 degrés du second segment 9 par rapport à la f lèche 8, tel que défini précédemment , permet d'amener l 'extrémité de l' outil au plus près de l'axe vertical I-I de la tourelle.

La combinaison des mouvements du troisième segment 10 et du module de rotation 50 permet un basculement βphérique de 180 degrés de l 'outil 15 . La position particulière horizontale de la f lèche 8 et verticale du second segment 9 autorise des manipulations sous plancher de l 'outil 15.

Le module de rotation 50, permettant une rotation totale de l 'outil 15 , peut être utilisé pour assurer la rotation d 'un outil

tournant tel que tarrière, visseuse, agitateur, brosse perceuse, etc..

Le débattement d'au moins 180 degrés du troisième segment 10, répartis symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du second segment 9, permet le retournement symétrique d'un outil 15 ou d'une charge sans nécessiter le mouvement des autres segments.

Les articulations entre les différents segments constituant le bras sont équipées de capteurs angulaires ou autres. Lee signaux de ces capteurs seront utilisés pour synchroniser les mouvements des segments entre eux et connaître leurs positions respectives. Les vérins sont équipés de capteurs de pression, ces capteurs renseigneront sur les charges supportées par le bras.

Dans un mode de réalisation évolué, le porteur du bras manipulateur est équipé d'un automate programmable qui utilise les signaux des capteurs angulaires et des capteurs de pression pour synchroniser les mouvements des différents segments du bras, par exemple pour effectuer des travaux répétitifs, des changements d'outils automa¬ tiques, des limitations de mouvements, des limitations de charges. La limitation de charges permet en particulier d'éviter le basculement de l'engin sous l'effet d'une charge trop lourde placée en porte-à-faux. Pour compléter la sécurité, le bras peut être équipé, en différents endroits, de détecteurs de proximités ou d'obstacles, qui arrêteront les mouvements en cas d'activation.

Dans les modes de réalisation dans lesquels l'engin est télécommandé, on utilise des moyens hydrauliques ou électriques permet- tant, par télécommande, par fil ou ondes radio ou infrarouges, de commander le bras, la tourelle et les roues.

La section en U avec deux caissons latéraux de la flèche 8 et du second segment 9 permet de loger à l'intérieur de ceux-ci des vérins de commande, des systèmes à double bielle, des tuyauteries d'alimenta- tion des fluides, des conducteurs électriques. Cette disposition réduit au minimum l'encombrement du bras 7, facilitant son passage par des ouvertures, et réduit sa vulnérabilité sous l'effet de chocs ou de hautes températures.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, la face antérieure 22 du châssis 1 est équipée d'un système de fourche 23 horizontale à coulissement vertical, telles que des fourches couramment utilisées dans les chariots élévateurs de manutention. A l'aide de cette fourche 23,

l 'engin peut lever , transporter , poster des caisses . ou palettes contenant les éléments à manipuler par le bras 7. La combinaison du dispositif de transport de palettes 23 et du bras manipulateur' ' ? est une caractéristique importante de ce mode de réalisation, car elle rend l ' engin autonome dans son approvisionnement en éléments à manipuler.

De préférence , la fourche 23 placée à l' avant du châssis 1 est commandée par un vérin. Le chemin de roulement de la fourche 23 comporte une pente en fin de course haute , afin de donner une légère inclinaison vers l' arrière à la fourche 23 , pour empêcher la charge de glisser vers l ' avant.

Dans d 'autres modes de réalisation, la zone antérieure 22 reçoit des outils auxilaires diff érents , qui viennent compléter l ' action des outils portés par le bras 7. On peut par exemple adapter une pince , une scie, une lame, un outil de débroussaillage, un rouleau vibrant , etc . .

Les figures 6 à 8 illustrent un autre mode de réalisation du dispositif d'accouplement entre les outils 15 et le bras 7.

Dans le mode de réalisation représenté, le râtelier 14 est une paroi sensiblement verticale, disposée transversalement sur la surface supérieure du châssis 1, et comportant des encoches verticales telles que l'encoche 24 représentée sur la figure 6. Ainsi,- l'encoche 24 définit un étrier pour le maintien d'un outil.

En position d'attente, représentée en traits forts sur la figure 6, l'outil 15 repose sur le râtelier 14, engagé dans un étrier 24. En position de travail, représentée en traits mixtes, l'outil 15 est accroché en bout du bras 7.

Comme le représente la figure 7 en coupe longitudinale, le bras 7 comprend, en bout du module de rotation 50, une broche longitudinale 25 munie d'une gorge annulaire 26 au voisinage de son . extrémité 27. L'outil 15 comprend un manche tubulaire longitudinal 28,. à alésage longitudinal 29 conformé pour recevoir avec un faible jeu la ' broche 25 longitudinale du bras 7. Une douille 30 est montée à oulisse ent longitudinal sur le manche tubulaire 28, et comprend deux gorges intérieures annulaires 31 et 32 séparées par une portion pleine 33. La paroi latérale du manche 28 comprend au moins un alésage radial 34 dans lequel coulisse un doigt de verrouillage 35. Les deux extrémités 36 et 37 du doigt 35 sont susceptibles de faire saillie alternativement dans

l'alésage longitudinal 29 du manche et hors de la surface extérieure du manche 28, la longueur du doigt 35 étant légèrement supérieure à l'épaisseur de la paroi du manche 28. La douille 30 comprend une surface extérieure 38 conformée pour s'engager transversalement dans l' étrier 24 du râtelier 14 et y être solidarisée longitudinalement. Pour cela, on prévoit, sur la surface extérieure 38 de la douille 30, une gorge annulaire 39 présentant un diamètre intérieur réduit par rapport à la surface extérieure 38 de la douille, le diamètre intérieur étant légèrement inférieur à la largeur de l'encoche formant l' étrier 24. La largeur de la gorge 39 est légèrement supérieure à l'épaisseur de la paroi formant le râtelier 14.

La douille 30 est sollicitée longitudinalement par des moyens de rappel élastiques telles que des ressorts 40 et 41 montés sur le manche 28, et tendant à la ramener de part et d'autre en une position centrale de verrouillage, représentée sur la figure 7, dans laquelle sa portion pleine 33 est en regard de l'alésage radial 34. La gorge annulaire 26 de la broche 25, et l'extrémité 27 de cette même broche comportent des faces obliques destinées à coopérer avec des faces obliques correspondantes de la première extrémité 36 du doigt de verrouillage. De même, les gorges annulaires intérieures 31 et 32 de la douille 30 comportent des bords obliques pour coopérer avec le rebord tronconique de l'extrémité 37 du doigt 35 de verrouillage.

Le fonctionnement du dispositif d'accouplement est le suivant :

Lorsque l'outil est porté par le bras, en fonctionnement normal, les ressorts 40 et 41 maintiennent la douille 30 en position de verrouillage. La douille 30 est en appui sur le doigt de verrouillage 35 et maintient son extrémité 36 en engagement dans la gorge 26 de la broche 25 du bras.

En fin de cycle de travail, pour enlever l'outil, le bras rapproche l'outil 15 du râtelier 14, et engage la douille 30 selon sa gorge extérieure 39 dans l' étrier 24 selon un mouvement transversal de haut en bas.

Par entraînement en translation axiale de la broche 25 du bras par rapport à l' étrier 14, la douille étant retenue par l' étrier, on provoque un déplacement relatif de l'outil 15 et de son manche 28 par rapport à la douille 30. Ainsi, par une traction exercée sur le bras dans le sens de la flèche 42, on déplace l'ensemble de l'outil 15 et du

bras jusqu' à amener l' alésage axial 34 et le .doigt de verrouiLlage 3-5 en . face de la gorge 31 de la douille 30.. .En- poursuivant la .traction, la : broche 25 tend à écarter le doigt 35 qui pénètre dans la gorge 31 de la douille 30 et qui libère le bras, l 'outi l 15 restant en poste sur le râtelier , maintenu par la douille 30.

Pour adapter sur le bras 7 un outil étant initialement en pos te sur le râtelier 14 , on introduit la broche 25 dans l' alésage 29 ; l ' extrémité 27 vient buter contre le doigt 35 , et repousse l 'outil 15 dans le sens de la flèche 43 , jusqu' à amener le doigt 35 en face de la gorge 32 ; le doigt pénètre alors dans la gorge 32 et permet la pénétration complète de la broche 25 dans l' alésage ; la douille 30 revient alors en position de verrouillage, et introduit le doigt dans la gorge 26 ; le bras peut alors dégager l' outil 15 par une translation transversale vers le haut pour sortir la douille 30 de l 'encoche 24. De préférence on peut prévoir plusieurs doigts de verrouillage tels que le doigt 35 , répartis radialement dans des alésages radiaux. Ainsi , sur la figure 8 , le verrouillage est assuré par quatre doigts.

Il est nécessaire également de solidariser en rotation l 'outil 15 par rapport au bras 7. Pour cela, la section extérieure de - l„a broche 25 comporte au moins une portion non circulaire coopérant avec une portion non circulaire de l' alésage 29 du manche 28.

Il es t possible d ' adapter en bout de bras un outil 15 tel qu'une pince comprenant plusieurs parties articulées entre elles et sollicitées les unes par rapport aux autres par des vérins . On commande les vérins à partir du poste de conduite , et ils sont reliés de manière connue aux moyens de distribution 20 par des conduites non représentées sur les figures . Des raccords rapides sont prévus pour raccorder .les conduites du bras aux conduites correspondantes de l'outil. Ces raccords peuvent être engagés manuellement par l ' opérateur. En alternative, on peut les fixer sur le bras et sur l 'outil de telle manière qu' ils s ' engagent automatiquement lors de l ' engagement de la broche 25 dans l 'alésage 29.

On a représenté , en vue de dessus sur la f igure 2 , le débattement possible du bras par rotation de la tourelle 6. Le débattement est f iguré par le trait mixte 100. Dans ce mode de réalisation , le débattement est de 270 degrés environ, et couvre le quart antérieur gauche , et la moitié droite du p lan par rapport à

l 'engin.

On a représenté sur la figure 9 le contour de la zone pouvant être atteinte par le centre de la pince formant l'outil 15 par mouvement des diff érents segments constituant le bras 7 , dans un plan vertical passant par l ' axe I-I de la tourelle 6. Ainsi , le trait mixte 101 représente le contour intérieur de la zone , obtenu en maintenant la flèche 8 en position verticale et en utilisant le débattement de 150 degrés environ du second segment 9 par rapport à la f lèche 8 et le débattement de plus ou moins 90 degrés du troisième segment 10. Le débattement de 90 degrés du troisième segment 10 par rapport au second segment 9 permet , par la combinaison des débattements de la flèche 8 et du second segment 9, de positionner l 'outi l 15 en toutes positions jusqu' à atteindre le contour extérieur déf ini par le trait mixte 103.

Pour des applications de manutention, on peut avantageusement donner à l ' engin selon la présente invention des dimensions compatibles avec la nature des charges à porter et l ' amplitude des mouvement s à réaliser. On peut ainsi concevoir un engin dont les d imensions sont voisines des dimensions suivantes : longueur Ll du châssis : 2 ,60 mètres ; largeur L2 du châssis : 1 ,30 mètres ; longueur totale du bras 7 à partir de la tourell e 6 : 3 mètres.

La prés ente invention n' est pas limitée aux modes de réa lisa¬ tion qui ont été explicitement décrits , mais el le en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendica¬ tions ci-après .




 
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