| JP07276447 | ARTICLE TAKE OUT DEVICE |
| WO/1998/041366 | CONVEYOR ROBOT |
| JP2536454 | CARRYING DEVICE |
Garrec, Philippe (3 résidence les Fonds Fanettes, GIF SUR YVETTE, GIF SUR YVETTE, F-91190, FR)
| 1. | 1) Bras télescopique composé d'un ensemble de segments (1) et de liaisons (4) unissant lesdits segments à des lieux de liaison, caractérisé en ce que les segments sont polygonaux à facettes et formés de profilés (11) ouverts et assemblés, et les liaisons sont formées de rails se dressant sur des facettes des segments et de patins fixés sur des facettes de segments voisins et s'appuyant sur les rails, les segments étant localement souples aux lieux de liaison. |
| 2. | Bras télescopique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments ont une section polygonale régulière et comprennent alternativement un rail ou un patin sur chaque facette (5) de polygone. |
| 3. | Bras télescopique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les facettes sont alternativement planes et concaves. |
| 4. | Bras télescopique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les profilés polygonaux ouverts comprennent au plus trois facettes, dont deux facettes de bord, des paires de facettes de bords de deux profilés voisins étant assemblées pour composer des facettes des segments. |
| 5. | Bras télescopique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les profilés des segments sont assemblés par des vis à des bords à recouvrement. |
| 6. | Bras télescopique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les patins (7) sont bilatéraux et enveloppent les rails (6). |
Les bras télescopiques sont composés de segments coulissant les uns dans les autres de façon à se déployer tout en restant reliés par des liaisons adéquates. Dans la plupart des applications, il importe que le bras ait une raideur suffisante mme quand il est déployé et qu'un porte-à-faux important existe entre son embase et son extrémité libre, souvent porteuse d'une charge. Cette raideur implique aussi bien une rigidité propre des segments qu'une absence de jeux dans les liaisons. Et comme le bras peut tre orienté dans toutes les directions, les liaisons de support entre les segments doivent tre présentes tout autour de ceux-ci.
La rigidité des segments peut tre accrue de façon évidente par un accroissement de leur épaisseur, des nervures de renforcement, etc. alors que les jeux dans les liaisons peuvent souvent tre supprimés par des réglages appropriés faisant apparaître des précontraintes.
De telles mesures cependant produisent souvent un alourdissement inadmissible du bras, ou de grandes difficultés pour le déployer en raison des efforts existant dans les liaisons précontraintes et des frottements associés.
Le sujet de l'invention est un bras télescopique où ces écueils sont évités et qui présente une excellente raideur d'ensemble tout en restant localement souple, notamment aux lieux de liaison entre les segments, de manière que les jeux aux liaisons soient faibles ou nuls mais sans qu'y apparaissent des efforts importants. Le résultat est que l'invention permet de construire des bras télescopiques plus longs sans craindre l'effet de porte-à-faux ni d'échecs de fonctionnement provenant d'une souplesse excessive. Le bras est aussi facile à déployer et à rétracter grâce à la facilité de glissement aux liaisons entre segments.
Pour résumer, l'invention concerne un bras télescopique composé d'une ensemble de segments et de liaisons unissant les segments à des lieux de liaison, caractérisé en ce que les segments sont polygonaux à facettes formés de profilés ouverts et assemblés et les liaisons sont formées de rails se dressant sur des facettes des segments et de patins fixés sur des segments voisins et s'appuyant sur les rails, les segments étant localement souple aux lieux de liaison.
On vend couramment des mécanismes télescopiques dont les segments sont des profilés reliés par des patins, et notamment des patins à billes roulant sur des portions plates des profilés ; mais ces profilés sont pleins ou du moins ont un périmètre continu, ce qui leur donne une rigidité excessive pour l'application envisagée, ainsi qu'une difficulté à les monter en accédant aux mécanismes internes. On éprouve aussi de grandes difficultés à ajuster convenablement les dimensions des profilés et les emplacements des
patins et des rails correspondants, des incertitudes de fabrication relativement importantes étant inévitables.
L'ouverture des profilés employés dans l'invention les assouplit et réduit les contraintes internes de l'assemblage, et donc, les efforts du déploiement. La souplesse des facettes absorbe les jeux négatifs entre les rails et les patins assemblés avec une précontrainte réduite. Pourtant une rigidité satisfaisante des segments peut tre sauvegardée en flexion longitudinale des segments, de manière qu'ils résistent toujours aux porte-à-faux.
Ces avantages sont manifestement obtenus si chaque segment est formé d'une pluralité de profilés polygonaux ouverts, qui sont avantageusement assemblés à des bords à recouvrement par des vis ou des moyens du mme genre.
Dans une construction préférée, les segments ont une section polygonale régulière et comprennent alternativement un rail ou un patin sur chaque facette de polygone. Avantageusement, les facettes sont alternativement planes et concaves pour délimiter les logements contenant les liaisons.
L'invention sera maintenant décrite en détail au moyen des figures suivantes : - la figure 1 est une vue schématique d'un bras de l'invention à l'état déployé, - la figure 2 est une vue générale en coupe du bras, la figure 3 représente plus particulièrement un mode d'exécution des segments et des liaisons du bras,
et la figure 4 illustre un bras particulier.
Un bras télescopique conforme à l'invention est composé de segments 1 concentriques, dont trois sont représentés à la figure 1 et qui peuvent coulisser les uns dans les autres en se déployant ou se rétractant, entre une première extrémité 2 fixe (qui peut tre effectivement immobile, fixée à une embase, ou au contraire placée sur un véhicule ou un robot mobile), et une extrémité libre 3, qui peut, selon les applications, porter un outil, un capteur, ou un autre objet. Les segments 1 ont, comme le montre la figure 2, une section octogonale et sont reliés entre eux par des liaisons 4. Précisément, chacun des segments 1 est relié au segment 1 voisin par quatre liaisons 4 formées alternativement sur une moitié des facettes 5 des octogones, et à un autre segment voisin (de l'autre côté) par quatre autres liaisons 4 placées sur les autres facettes de l'octogone.
Se reportant à la figure 3, on voit que les liaisons 4 sont composées de rails 6 plats et rectilignes se dressant sur un des segments 1 et de patins 7 fixés à l'autre des segments 1. Les pa-tins 7 sont des patins de roulement bilatéraux, c'est-à-dire qu'ils sont creusés d'une gorge 8 dans laquelle pénètre l'extrémité du rail 6, et les billes des chemins de roulement 9 respectifs s'appuient sur des faces latérales opposées des rails 6. Selon un principe bien connu, les chemins de roulement 9 sont à recirculation, c'est-à-dire qu'ils présentent une portion où les billes sont effectivement utilisées pour réaliser
l'appui sur le rail 6 et une autre portion, parallèle à la précédente et formant une boucle fermée avec elle, où les billes se déplacent en sens opposé à l'écart du rail 6 pour revenir à l'entrée de la première portion.
Dans la réalisation représentée, les facettes 5 portant les rails 6 sont planes, mais les facettes 5 portant les pattes 7 sont concaves de sorte que les liaisons 4 sont contenues dans des logements 10 et que les segments 1 ont des sections moins différentes.
Un élément essentiel de l'invention est que les segments 1 sont composés de profilés ouverts et assemblés qui peuvent avoir été déformés en pliant des tôles originairement plates. Les profilés portent la référence 11 et sont assemblés par des bords 12 à recouvrement par lesquelles on fait passer des vis 13 ou des moyens de liaison analogues.
On a constaté que les sections polygonales offraient une meilleure rigidité en direction longitudinale que les sections circulaires, ou une rigidité équivalente à épaisseur plus faible. Il est souhaitable que les profilés 11 polygonaux composant les segments 1 soient suffisamment nombreux ; on conseille qu'ils ne comprennent que trois facettes 5 des polygones, dont deux de bord, à réunir à des facettes correspondantes d'un autre profilé 11 pour donner des facettes complètes du polygone. Donc, quatre profilés 11 ainsi composés suffisent à former un segment 1 octogonal ayant des caractéristiques de souplesse satisfaisantes. Des profilés encore plus simples, à deux facettes et une arte, seraient aussi excellentes.
Les segments 1 sont munis de butées limitant leur déploiement et de moyens moteurs tels que celui qui est décrit dans un brevet européen du mme demandeur (EP-0 729 399-A) et garantit un déploiement simultané de chacun des segments.
Les effets réalisés par l'invention peuvent tre expliqués comme voici. Comme les rails 6 et les patins 7 sont placés sur des facettes 5 se faisant face, et à leur milieu, la précontrainte appliquée à leur lieu de liaison est atténuée par de la flexion des facettes 5 qui s'éloignent l'une de l'autre, les segments 1 pouvant tre tenus pour relativement souples à ces endroits, sans que la déformation s'étende au- delà des artes séparant les facette 5. Comme les rails 6 et les patins 7 ne sont établis qu'à une facette 5 sur deux, les côtés des facettes 5 opposés aux rails 6 et aux patins 7 sont libres : la flexion des facettes 5 n'est ainsi pas gnée.
Comme les profilés 11 ne comporte qu'une ou deux des artes séparant les facettes 5, il est facile de les fabriquer avec une grande précision et de les assembler à une forme polygonale très régulière, alors qu'un profilé polygonal continu, d'après l'expérience, présente des tolérances dimensionnelles excessives pour garantir un montage convenable, sans coincement local, de toutes les liaisons 4.
Les rails 6 et patins 7 sont assemblés aux profilés 11 par des vis non représentées. Il serait possible d'assembler les profilés 11 entre eux par ces mmes vis, ce qui simplifierait la composition des segments 1.
Dans un autre mode de réalisation, les segments 1 se déploient suivant un ordre qui dépend notamment des frottements, qui n'est pas nécessairement successif.
Un bras télescopique différent est décrit à la figure 4 pour donner un autre type de réalisation.
Il s'agit d'un bras ascenseur ou d'une colonne 15 animée par une chaîne pousseuse 16 présente dans l'axe des segments 1 (identiques aux précédents). Elle est en appui sur le segment 1 supérieur et s'étend au-delà de l'extrémité inférieure de la colonne 16 dans un magasin 17. Elle est à rigidité unilatérale, et composée de maillons 18 unis entre eux par des charnières 19 placées d'un côté ; des butées 20 entre les maillons maintiennent la chaîne 16 à un état droit et stable.
Cependant, des poulies 21 situées dans le magasin 17 et à son entrée permettent d'enrouler la chaîne 16 dans un des deux sens pour la ranger commodément. La chaîne 16 est soutenue dans la colonne 15 par des paliers 22 dans lesquels elle est enfilée et qui sont fixés aux différents segments 1. Dans ce mode de réalisation, les segments 1 se déploient successivement en commençant par l'extrémité libre, ce qui ne change pas la nature de l'invention.