DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

L'invention porte sur un système télescopique de transmission de mouvement rotatif.

Ce système est décrit ici dans le cas d'un appareil de télémanipulation ou télémanipulateur en milieu nucléaire, c'est-à-dire pour la manipulation à distance d'éléments irradiés ou contaminants, dans une cellule confinée.

I l est par ailleurs utilisable dans d'autres domaines techniques, par exemple dans le monde de la radio-pharmacie, des poudres et explosifs, de la chimie fine.

I l est encore utilisable pour d'autres types de machines que le télémanipulateur décrit ci-après, par exemple des robots, des installations sur mât télescopique, par exemple un robot. D'une manière générale, le concept est applicable à tout type de mécanisme nécessitant la mise en jeu de translations et d'une rotation. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

On rencontre, dans le cas des télémanipulateurs télescopiques, des systèmes mécaniques de paroi de type 'maître-esclave' qui sont installés au travers d'un trou dans le mur d'une cellule confinée. Un bras esclave du télémanipulateur se trouve dans la cellule confinée. I l comporte en son extrémité une pince de manipulation montée sur un sous-ensemble intermédiaire articulé appelé genouillère. La pince est commandée en rotation, en élévation et en fermeture/ouverture via la genouillère. Le bras à proprement parler peut être commandé en rotation autour d'un axe d'épaule et en élongation par sa partie télescopique. De même, la partie télescopique peut-elle être commandée en rotation autour de son axe propre (ce mouvement de positionnement de la partie télescopique autour de son axe propre est appelé l'azimut). Les mouvements du bras et de la pince sont généralement transmis depuis un côté opérateur (aussi appelé 'côté froid') vers le côté cellule (appelé 'côté chaud'). Plus précisément, un bras maître, par lequel des ordres mécaniques de mouvement sont fournis, est relié opérationnellement au bras esclave par l'intermédiaire d'une traversée de paroi logée dans le mur de cellule.

L'essentiel des dispositifs existants met en œuvre des transmission mécaniques souples de mouvement : câbles, rubans et/ou chaînes.

C'est le cas dans la demande de brevet de la demanderesse FR2520918. Dans ce document, les transmissions mécaniques de mouvement sont des câbles (et/ou des rubans et/ou des chaînes) dans les bras mêmes, et sont des arbres tournants dans la traversée de paroi.

Des tentatives de remplacement de ce type de transmission souple par des transmissions rigides ont été réalisées.

Ainsi, la demande de brevet FR2620961 décrit un télémanipulateur télescopique dont la transmission de mouvement se fait par un jeu d'arbres rotatifs et de pignons. Comme pour la demande FR2520918, ce dispositif comporte un bras maître, un bras esclave et une traversée de paroi.

La figure 1 de la présente demande reprend la figure 2 de la demande FR2620961, les références étant ici augmentées du nombre 500. Il s'agit d'une vue en coupe du bras esclave 510' du télémanipulateur.

Le bras 510' présente un segment 513, un segment 512 et un segment d'extrémité 514, ou dernier segment. Le segment 513 est articulé sur un sous-ensemble en liaison avec la traversée de paroi (non représentés ici), de manière à pouvoir pivoter par rapport à ce sous-ensemble. Les segments 512 et 514 sont mobiles en translation sur le segment 513, offrant ainsi des possibilités d'allongement du bras. En bout de segment d'extrémité 514 se trouve une genouillère 515 portant la pince (non représentée).

Les ordres de commande mécaniques sont transmis depuis le côté opérateur via un jeu de cinq arbres moteurs parallèles 564a-e (ici, seuls 564b et 564c sont représentés).

Des arbres 556a-e sont chacun disposés dans le prolongement d'un arbre moteur respectif 564a-e. Le rôle de ces arbres 556a-e sera détaillé plus loin. Des douilles 546a-d pourvues de pignons sont montées à coulissement sur les axes 556a-d (ici, 546b n'est pas représenté). Chaque douille 546a-d comporte ainsi des galets cylindriques la reliant opérationnellement à des rainures de l'arbre 556a-d respectif.

Les douilles 546a-c sont reliées opérationnellement via des couronnes dentées à des arbres 536a-c disposés dans le segment 514 parallèlement aux arbres 556a- c (ici, seuls 536a et 536c sont représentés, schématisés par leur axe longitudinal). La rotation des arbres 556a-556c et des arbres 536a-536c correspondants permet de commander la rotation et l'élévation de la pince, ainsi que son mouvement de serrage (c'est-à-dire la fermeture et l'ouverture de la pince).

L'arbre 556d permet via la douille 546d de mettre en rotation la partie interne 528 du segment 514 autour de son axe propre XX' pour assurer le positionnement par azimut. L'arbre 556e contrôle la translation du segment 514.

Enfin, l'arbre 556e est relié à un mécanisme qui comporte un organe de transmission 574, un couple conique 576/578, qui permet de contrôler l'allongement du bras 510' par déplacement du segment d'extrémité 514.

D'une manière générale, pour améliorer la portée et la flexibilité d'action d'un bras esclave, il est souhaitable d'en augmenter le nombre de segments mobiles.

Néanmoins, l'ajout d'un troisième segment mobile en translation sur un bras esclave par un système d'arbres parallèles tel que celui décrit par la demande de brevet FR2620961 augmenterait considérablement l'encombrement de l'appareil. En effet, il y a nécessité de transmettre cinq mouvements : trois mouvements de rotation pour la pince (élévation, rotation et fermeture/ouverture) - qui correspondent aux rotations des trois arbres 556a-c, un mouvement de rotation pour la rotation du dernier segment autour de son axe (positionnement par azimut) - qui correspond à la rotation de l'arbre 556d, et un mouvement de rotation pour assurer la translation du dernier segment (allongement du bras par déplacement du dernier segment) - qui correspond à la rotation de l'arbre 556e. L'invention vise ainsi à proposer une alternative simple aux systèmes télescopiques existants qui permette de mettre en rotation un système mécanique disposé à l'intérieur d'un ensemble télescopique, par exemple deux tubes télescopiques, à partir d'un entraînement extérieur, et qui ait un encombrement limité, qui permette l'ajout de portions supplémentaires mobiles en translation et qui soit transposable par exemple dans le domaine des télémanipulateurs, des robots et des installations sur mât télescopiques.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

L'invention porte ainsi sur un système télescopique pour la transmission de mouvements rotatifs comportant au moins un premier arbre, un deuxième arbre, une première douille et une deuxième douille, la première douille étant montée coulissante sur le premier arbre, la deuxième douille étant montée coulissante sur le deuxième arbre, le premier arbre et le deuxième arbre étant concentriques l'un avec l'autre, la première douille étant fixée au deuxième arbre, des premiers moyens de guidage en translation étant prévus entre le premier arbre et la première douille et des deuxièmes moyens de guidage en translation étant prévus entre le deuxième arbre et la deuxième douille, les premiers et les deuxièmes moyens de guidage en translation étant également configurés pour permettre un entraînement en rotation d'une part entre le premier arbre et la première douille, et d'autre part entre le deuxième arbre et la deuxième douille, un organe d'entraînement étant prévu pour permettre un entraînement en rotation depuis la deuxième douille.

Le système selon l'invention permet d'assurer un entraînement à rotation de manière simple et compacte depuis une entrée de mouvement, à jeu minimum, tout en présentant des possibilités d'ajout d'arbres et de douilles supplémentaires sans augmentation démesurée du volume.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le deuxième arbre est disposé autour d'au moins une partie longitudinale du premier arbre lorsque le système télescopique est dans un état rétracté. Selon un mode de réalisation avantageux, les premiers moyens de guidage en translation comportent des cannelures et des éléments saillants, les deuxièmes moyens de guidage comportant des cannelures et des éléments saillants.

Selon un mode de réalisation alternatif, des cannelures des premiers et des deuxièmes moyens de guidage en translation sont ménagées respectivement sur le premier et sur le deuxième arbre, et des éléments saillants des premiers et des deuxièmes moyens de guidage en translation étant ménagés respectivement sur la première et sur la deuxième douille.

Selon des caractéristiques avantageuses de l'invention, le système comporte une première section tubulaire mobile, la première douille étant montée à rotation à la première section tubulaire mobile et solidaire en translation de la première section tubulaire mobile.

Selon des caractéristiques avantageuses de l'invention, le système comporte une deuxième section tubulaire mobile, la deuxième douille étant montée à rotation à la deuxième section tubulaire mobile et solidaire en translation de la deuxième section tubulaire mobile.

L'invention porte également sur un dispositif de télémanipulation comportant une section tubulaire principale fixe en translation, une première section tubulaire mobile montée à coulissement sur la section tubulaire principale, une deuxième section tubulaire mobile montée à coulissement sur la première section tubulaire mobile, le dispositif comportant un système télescopique tel que caractérisé ci-dessus, ledit système télescopique formant moyen de transmission de mouvements rotatifs vers un organe de manipulation que comporte le dispositif.

Dans le développement d'un manipulateur de paroi, il est notamment recherché l'optimisation de l'encombrement afin de réduire le diamètre du trou dans la paroi. Cette nécessité découle de l'importance de la minimisation des sections de fuite radiologique dans le but de limiter le débit de dose en zone opérateur.

Comme on peut aisément l'imaginer, l'ajout d'un troisième arbre en parallèle de chaque couple d'arbres de l'état de la technique (536a et 556a en figure 1 par exemple) augmenterait de façon importante l'encombrement de l'appareil, dans la mesure où une pluralité de mouvements est à équiper.

En se passant d'au moins un engrenage de transfert de mouvement de rotation entre arbres parallèles non concentriques, le dispositif de télémanipulation selon l'invention offre une alternative compacte à l'existant.

Cette nouvelle structure permet l'ajout d'une troisième section mobile en translation, ou plus, simplement et sans augmentation démesurée de l'encombrement.

En outre, la structure mise en œuvre permet de limiter le nombre d'engrenages, ce qui réduit ainsi le jeu mécanique et les frottements associés le long de la chaîne de mouvements et en améliore la fiabilité.

Avantageusement, la première douille est montée à rotation à la première section tubulaire mobile et la deuxième douille étant montée à rotation à la deuxième section tubulaire mobile.

Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif de télémanipulation comporte au moins une troisième section tubulaire mobile qui est montée à coulissement dans ladite deuxième section tubulaire mobile.

Avantageusement, le système télescopique comporte un troisième arbre et une troisième douille, la deuxième douille étant fixée au troisième arbre et la troisième douille étant montée coulissante sur le troisième arbre.

Selon des caractéristiques particulièrement avantageuses, le dispositif selon l'invention comporte plusieurs systèmes télescopiques formant moyens de transmission de mouvements rotatifs.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en coupe d'un système télescopique de transmission de mouvement rotatif de l'état de la technique, - les figures 2a et 2b sont des représentations schématiques d'un exemple de réalisation d'un système télescopique de transmission de mouvement rotatif selon l'invention dans un état rétracté et dans un état déployé respectivement,

- la figure 3a montre la partie centrale d'une variante du système télescopique de la figure 2a, suivant la flèche III,

- la figure 3b est une vue en perspective des éléments de la figure 3a,

- la figure 4 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'un bras esclave télescopique d'un appareil de télémanipulation selon l'invention,

- la figure 5 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un exemple de système télescopique selon l'invention,

- la figure 6 est une vue en perspective des éléments de la figure 5,

- la figure 7 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'un bras esclave télescopique d'un appareil de télémanipulation selon l'invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

Les figures 2a et 2b illustrent la structure générale d'un système télescopique 10 selon l'invention, respectivement dans un état rétracté (figure 2a) et dans un état déployé (figure 2b). On entend par 'système télescopique' un système de longueur variable comportant une pluralité d'éléments s'emboîtant les uns dans les autres et aptes à coulisser le long d'un axe longitudinal entre un état rétracté et un état déployé.

Les figures 4 à 6 illustrent la mise en œuvre d'un système télescopique 110a de principe similaire au système 10 dans le bras esclave télescopique 115 d'un télémanipulateur 100.

Un deuxième télémanipulateur 300 est enfin illustré en figure 7.

Le système télescopique 10 (figures 2a et 2b) d'axe longitudinal X ₀ comporte une partie centrale 10a dont une variante est représentée seule en figures 3a et 3b. La partie centrale 10a présente un premier arbre 21, ou arbre interne, un deuxième arbre 22, ou arbre externe, et deux douilles 31 et 32. En plus de cette partie centrale 10a, le système 10 comporte un tube principal 40 et deux tubes mobiles 41 et 42 décrits ci- après (figures 2a et 2b).

L'arbre interne 21 est ici plein et de section extérieure générale circulaire (figures 2a, 2b, 3a et 3b). L'arbre 21 comporte à son extrémité supérieure un menton 27 permettant de le relier à une partie motrice (non représentée), par exemple par l'intermédiaire d'un pignon ou d'un cardan ou d'un autre système de liaison mécanique non représentés.

L'arbre externe 22 est creux et de section extérieure générale circulaire. II est disposé autour d'une partie au moins de la longueur de l'arbre interne 21 (figure 2a, 2b, 3a et 3b).

Les arbres 21 et 22 comportent ici tous les deux des cannelures 23 s'étendant longitudinalement sur une partie au moins de leur longueur. Dans le mode de réalisation représenté, les cannelures 23 sont de section transversale carrée et sont au nombre de quatre par arbre 21 ou 22, comme les rainures 23 de l'arbre 21 visibles en figure 3. Ces rainures 23 sont droites et disposées sur le pourtour de l'arbre 21 ou 22 respectif, à 90 degrés les unes des autres.

La première douille 31 est fixée en bout de deuxième arbre 22 et est montée coulissante sur le premier arbre 21. La première douille 31 comporte ici des éléments saillants de guidage en translation 24 par rapport au premier arbre 21, qui sont ici des galets, chacun maintenu par une rondelle de maintien 26 montée sur la douille 31

(figures 3a et 3b).

La deuxième douille 32 est montée coulissante sur le deuxième arbre 22. La deuxième douille 32 comporte ici des éléments saillants de guidage en translation 25 par rapport au deuxième arbre 22, ici des galets. Chacun des galets 25 est maintenu à l'intérieur de la douille 32 par une rondelle de maintien 34 montée sur l'extérieur de la douille 32 (figures 3a et 3b).

Alternativement, les galets sont montés directement sur la douille, sans rondelle de maintien. Préférentiellement, chaque galet tourne sur lui-même autour d'un axe propre. Alternativement, les galets sont remplacés par des patins fixes. Les galets 24 et 25 sont chacun disposés dans une rainure 23 correspondante. Les galets 24 et 25 ont une dimension et une disposition adaptée aux caractéristiques des rainures 23 correspondantes pour pouvoir coulisser à frottement sec. Dans l'exemple illustré, les galets 25, situés sur l'arbre externe 22 sont de diamètres identiques aux galets 24 et les rondelles de maintien 26 et 34 sont de diamètres identiques.

En variante non représentée, les galets 24 et 25 sont de tailles différentes, et/ou les rondelles de maintien sont de tailles différentes.

Chaque douille 31 ou 32 présente ici deux galets 24 ou 25 par rainure 23. Cette disposition permet un déplacement longitudinal de la douille 31 ou 32 sur l'arbre correspondant 21 ou 22 sans jeu parasite selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du système 10 ou en rotation autour d'un axe perpendiculaire à la direction longitudinale du système 10.

L'imbrication des arbres 21 et 22 telle que décrite ci-dessus remplace avantageusement un mécanisme à roues dentées pour réaliser un entraînement en rotation, permettant ainsi de limiter sensiblement d'une part les jeux mécaniques, d'autre part l'encombrement.

Le nombre, la forme et la répartition des cannelures 23 et des éléments de guidage en translation 24 et 25 peut varier en fonction des efforts à transmettre. Il peut y avoir plus ou moins de quatre cannelures 23, par exemple trois ou cinq. Il peut y avoir plus ou moins de deux éléments de guidage en translation par cannelure, par exemple un, trois, quatre ou plus. En outre, le nombre d'éléments de guidage en rotation peut différer d'une cannelure à l'autre. En variante non représentée, les cannelures 23 sont des gorges de section globalement circulaire et les éléments de guidage en translation avec lesquels elles coopèrent sont des billes. D'autres variantes non représentées mettent en œuvre des rainures de section trapézoïdale (ou de géométrie encore différente) coopérant avec des éléments de guidage en translation correspondants qui, d'une manière plus générale, permettent conjointement des jeux minimaux. Préférentiellement, les frottements entre éléments de guidage en translation et les cannelures sont secs. En variante, un lubrifiant est utilisé, c'est-à-dire que les frottements sont visqueux.

Les cannelures 23 peuvent être réparties différemment sur le pourtour des arbres, par exemple de façon asymétrique, selon des angles non identiques et/ou selon des angles différents de 90 degrés.

En variante non représentée, des éléments saillants de guidage en translation comme les galets sont montés sur les arbres tandis que des cannelures correspondantes sont ménagées à l'intérieur des douilles. Cette variante est notamment intéressante lorsque les efforts à transmettre sont faibles, par exemple dans le cas de microsystèmes robotisés.

Les arbres 21 et 22 peuvent alternativement avoir une section non circulaire, par exemple ovale ou carrée (non représenté ici).

Comme visible en figures 2a et 2b, l'arbre 21 est monté fixe en translation dans le tube principal 40 et libre en rotation par l'intermédiaire d'un palier 50.

Dans l'exemple représenté, le tube principal 40 n'est pas mobile lui- même en translation. Dans le cas d'un télémanipulateur, le tube principal 40 peut être fixé à un plafond ou un mur de cellule confinée ou un système mobile de type « pont roulant », ou encore articulé à rotation sur un axe d'épaule d'une traversée de paroi. Par exemple, dans le cas des télémanipulateurs 100 et 300 décrits plus loin en référence aux figures 4 et 7, les tubes 140 et 340 sont articulés à rotation sur un axe respectif 114 ou

314.

Dans le cas d'autres types de machines, le tube principal 40 peut être fixé à un châssis fixe, ou encore à une partie de machine contrôlable en rotation autour d'un axe perpendiculaire à la direction longitudinale du tube 40.

Le premier tube mobile 41 est monté sur la douille 31 par l'intermédiaire d'un palier 51. La douille 31 est ainsi fixe en translation et mobile en rotation dans le tube 41.

Le deuxième tube mobile 42 est ici monté sur la douille 32 par l'intermédiaire d'un palier 52. La douille 32 est ainsi fixe en translation et mobile en rotation dans le tube 42. Ainsi disposés, le tube mobile 41 coulisse dans le tube principal 40 et le tube mobile 42 coulisse dans le tube mobile 41.

D'une manière générale, les tubes 40 à 42 sont mobiles en rotation autour de la partie centrale 10a. Autrement dit, la partie centrale 10a est mobile en rotation par rapport aux tubes 40 à 42.

On note que dans l'exemple décrit aux figures 2a, 2b et 3b, la partie centrale 10a et les tubes 40 à 42 sont coaxiaux selon l'axe longitudinal X ₀ . Cette caractéristique n'est pas limitative comme on pourra le voir plus loin.

Dans le mode de réalisation représenté aux figures 2a et 2b, une couronne dentée 33a est montée fixe sur la douille 32 (figures 2a et 2b). La couronne 33a est ici de diamètre extérieur supérieur à celui de la douille 32.

La couronne 33a est engrenée par l'intermédiaire d'un pignon (non représenté ici) avec un arbre mobile en rotation qui est disposé en aval (non représenté).

Toute rotation appliquée à l'arbre 21 depuis une partie motrice non représentée située en amont sera ainsi transmise à l'arbre en aval de la couronne 33a via les galets 24 et 25, les rainures 23, la douille 31, l'arbre 22 et la douille 32.

En variante de la couronne 33a, la couronne dentée 33b représentée en figures 3a et 3b présente un diamètre extérieur inférieur.

Alternativement, un autre organe d'entraînement ou d'autres systèmes d'entraînement peuvent être utilisés en remplacement des couronnes 33a ou 33b, par exemple un système à chaînes, à courroies, etc. Dans le cas de forces faibles, l'entraînement est réalisé par friction directe, par exemple par contact direct de la douille 32 sur un arbre situé en aval.

On décrit maintenant un exemple de télémanipulateur 100 illustré en figure 4 intégrant un système télescopique. Le système télescopique 110a visible en figures 5 et 6 en est un exemple. Le télémanipulateur 100 est installé à travers un trou 112 aménagé dans une paroi 111.

Le télémanipulateur 100 comporte un bras esclave télescopique 115 s'étendant selon un axe longitudinal Xi. Dans le mode de réalisation représenté, le bras 115 comporte une section principale 240 et deux sections inférieures 241 et 242 successives. Les sections 241 et 242 sont mobiles en translation entre elles et par rapport à la section principale 240.

Le bras 115 est monté opérationnellement sur une section d'extrémité

113 d'une traversée de paroi du télémanipulateur. Plus précisément, la section 240 est articulée à rotation via un axe d'épaule 114 sur la section 113.

Dans des réalisations alternatives non représentées de télémanipulateurs, la section principale peut être fixée directement à un plafond ou un mur de cellule confinée ou un système comme un pont roulant, ou encore articulé à rotation sur l'axe d'épaule d'une traversée de paroi fixée au plafond.

La section principale 240 comporte un tube principal 140 ; les sections 241 et 242 comportent respectivement un tube mobile 141 et 142. Une pince de manipulation 116 est articulée sur une genouillère 117 qui est disposée en bout de section mobile 242, c'est-à-dire à l'extrémité du bras 115 opposée à l'axe 114.

On décrit maintenant à l'appui des figures 5 et 6 le système télescopique 110a de transmission de mouvement rotatif que comporte le bras 115. Ici, le système 110a s'étend selon un axe longitudinal X ₂ parallèle à l'orientation générale Xi du bras 115.

Le système télescopique 110a est fonctionnellement similaire à la partie centrale 10a du système 10 décrit ci-dessus en référence aux figures 2a, 2b, 3a et 3b. On a ainsi attribué aux composants du système télescopique 110a les références des composants de la partie 10a augmentées du nombre 100.

Dans le mode de réalisation représenté aux figures 5 et 6, le système télescopique 110a comporte un premier arbre cannelé 121, ou arbre interne, un deuxième arbre cannelé 122, ou arbre externe et deux douilles 131 et 132. Les termes « interne » et « externe » sont à comprendre ici comme définissant les arbres 121 et 122 l'un par rapport à l'autre et non par rapport aux tubes 140 à 142. L'arbre interne 121 est ici plein et de section extérieure générale circulaire. L'arbre 121 comporte à son extrémité supérieure un menton 127 permettant de le solidariser en rotation à une partie motrice amont (non représentée).

L'arbre externe 122 est creux et de section extérieure générale circulaire. Il est concentrique à l'arbre interne 121 et est disposé autour d'une partie au moins de la longueur de celui-ci.

Les arbres 121 et 122 comportent tous les deux des cannelures 123 sur une partie au moins de leur longueur. Ici, les cannelures 123 sont de section carrée et sont au nombre de quatre par arbre 121 ou 122, comme les rainures 123 de l'arbre 121 visibles en figures 5 et 6. Ces rainures 123 sont droites et disposées sur le pourtour de l'arbre 121 ou 122 respectif, à 90 degrés les unes des autres.

La première douille 131 est fixée en bout de deuxième arbre 122 et est montée coulissante sur le premier arbre 121. La première douille 131 comporte ici des éléments saillants de guidage en translation 124 par rapport au premier arbre 121, qui sont ici des galets, chacun maintenu par une rondelle de maintien 126 montée sur la douille 131.

La deuxième douille 132 est montée coulissante sur le deuxième arbre 122. La deuxième douille 132 comporte ici des éléments saillants de guidage en translation 125 par rapport au deuxième arbre 122, ici des galets. Chacun des galets est maintenu à l'intérieur de la douille 132 par une rondelle de maintien 134 montée sur la douille 132.

Les galets 124 ou 125 sont chacun disposés dans une rainure 123 correspondante. Ils ont une dimension et une disposition adaptée aux caractéristiques des rainures 123 correspondantes. Dans l'exemple illustré, les galets 125, situés sur l'arbre externe 122 sont de diamètre identique au diamètre des galets 124 et les rondelles 126 et 134 sont de diamètres identiques entre elles.

Chaque douille 131 ou 132 présente ici deux galets 124 ou 125 par rainure 123, ce qui permet un déplacement longitudinal de la douille 131 ou 132 sur l'arbre correspondant 121 ou 122 sans jeu parasite en rotation autour d'un axe perpendiculaire à la direction longitudinale X ₂ du système 110a. Le coulissement des galets 124 et 125 dans les rainures 123 s'effectue par frottement sec.

L'imbrication des arbres 121 et 122 telle que décrite ci-dessus remplace avantageusement un mécanisme à roues dentées pour permettre un entraînement en rotation, permettant ainsi de limiter sensiblement les jeux mécaniques.

Le nombre, la forme et la répartition des cannelures 123 et des éléments de guidage en translation 124 et 125 peut varier en fonction des efforts à transmettre. Il peut y avoir plus ou moins de quatre cannelures 123, par exemple trois ou cinq. Il peut y avoir plus ou moins de deux éléments de guidage en translation par cannelure, par exemple un, trois, quatre ou plus. En outre, le nombre d'éléments de guidage en rotation peut différer d'une cannelure à l'autre. En variante non représentée, les cannelures 123 sont des gorges de section globalement circulaire et les éléments de guidage en translation avec lesquels elles coopèrent sont des billes. D'autres variantes non représentées mettent en œuvre des rainures de section trapézoïdale (ou de géométrie encore différente) coopérant avec des éléments de guidage en translation correspondants qui, d'une manière plus générale, permettent conjointement des jeux minimaux. Préférentiellement, les frottements entre éléments de guidage en translation et les cannelures sont secs. En variante, un lubrifiant est utilisé, c'est-à-dire que les frottements sont visqueux. Les cannelures 123 peuvent être réparties différemment sur le pourtour des arbres, par exemple de façon asymétrique, selon des angles non identiques et/ou selon des angles différents de 90 degrés.

Les arbres 121 et 122 peuvent alternativement avoir une section non circulaire, par exemple ovale ou carrée (non représenté ici).

L'arbre 121 est monté fixe en translation dans le tube principal 140 par l'intermédiaire d'un palier (non représenté mais semblable au palier 50 du système télescopique 10). Ce palier offre un degré de liberté en rotation de l'arbre 121 vis-à-vis du tube 140.

Ici, la douille 131 est montée sur un fond du premier tube mobile 141 par l'intermédiaire d'un palier 151 visible en figure 5. La douille 131 est ainsi fixe en translation et mobile en rotation dans le tube 141. La douille 132 est montée sur un fond du deuxième tube mobile 142 par l'intermédiaire de deux paliers 152. La douille 132 est ainsi fixe en translation et mobile en rotation dans le tube 142.

Ainsi disposés, le tube mobile 141 peut coulisser dans le tube principal 140 et le tube mobile 142 peut coulisser dans le tube mobile 141.

Une couronne dentée 133b est montée fixe sur la douille 132 (figures 5 et 6). La couronne 133b engrène un pignon 229, lui-même monté fixe en translation et mobile en rotation sur le fond du tube mobile 142 par l'intermédiaire d'un palier 250. Ainsi disposés, l'écartement axial entre la douille 132 et le pignon 229 est maintenu.

Le pignon 229 est solidaire en translation et en rotation d'un arbre 221 disposé en aval. Le pignon 229 est ici fait d'une pièce avec l'arbre 221, coaxialement suivant un axe longitudinal X ₃ parallèle aux axes Xi _et X ₂ . Toute rotation appliquée à la douille 132 via le système 110a sera ainsi transmise à l'arbre 221.

Plusieurs systèmes télescopiques similaires au système 110a peuvent être arrangés côte-à-côte et disposés de façon semblable ou identique dans un bras de télémanipulateur pour commander une pince d'extrémité du type de la pince 116 en élévation, rotation et fermeture/ouverture. Le télémanipulateur 100 décrit ici peut comporter cinq systèmes télescopiques du type du système 110a, chacun relié à un arbre moteur du type des axes 564a-e.

Un télémanipulateur comportant plusieurs systèmes télescopiques du type de 10a, chacun actionnant un dispositif distinct ne sort pas du cadre de la présente invention.

En outre, un télémanipulateur comportant un ou plusieurs systèmes télescopiques du type de 10a et un ou plusieurs systèmes télescopiques de l'état de la technique ne sort également pas du cadre de la présente invention.

L'arbre externe 122 est rattaché en son extrémité opposée à la douille 131 de manière mobile en rotation par exemple directement à une plaque d'extrémité du tube 142 par l'intermédiaire d'un palier non représenté. L'allongement du bras 115 par translation des sections mobiles 241 et 242 est contrôlé par un système non représenté, par exemple du type à pignons et crémaillères.

Par ailleurs, ici, parmi les sections mobiles 241 et 242, seule la section d'extrémité 242 est mobile en rotation autour de la direction longitudinale du bras 115.

D'une manière plus générale, les variantes des composants du système 10a peuvent être transposés au système 100a.

Le télémanipulateur 300 représenté en figure 7 reprend le principe général du télémanipulateur décrit en référence aux figures 4 à 6.

On a attribué aux composants du télémanipulateur 300 les références des composants analogues du télémanipulateur 100 augmentées du nombre 200.

Le télémanipulateur 300 se différencie du télémanipulateur 100 en ce qu'il comporte une section mobile supplémentaire. Ainsi, le bras esclave 315 du télémanipulateur 300 comporte une section principale 440 et trois sections inférieures 441 à 443. Les sections 440 à 443 comportent chacune un tube respectif 340 à 343. La section 440 est articulée à rotation via un axe d'épaule 314 à une section d'extrémité 313 d'une traversée de paroi.

Une pince de manipulation 316 est articulée sur une genouillère 317 disposée en bout de section mobile 343, c'est-à-dire à l'extrémité du bras 315 opposée à l'axe 314.

Le télémanipulateur 300 intègre un mécanisme télescopique (non représenté) de même principe que les systèmes 10a et 110a. Un mécanisme télescopique interne à 300 comporte par exemple un arbre supplémentaire, c'est-à-dire un troisième arbre. Celui-ci est concentrique aux deux autres et monté autour d'un arbre tel que l'arbre 122 de manière à l'entourer partiellement dans un état rétracté. Le mécanisme comporte en outre une douille supplémentaire, c'est-à-dire une troisième douille, qui est montée autour du troisième arbre. La troisième douille présente un organe d'entraînement similaire à la couronne dentée 33a ou à ses alternatives décrites ci- dessus. Dans des variantes non représentées du télémanipulateur, le nombre de sections mobiles imbriquées les unes dans les autres est supérieur à trois.

Le système télescopique est particulièrement avantageux pour la réalisation de télémanipulateur, notamment des télémanipulateurs utilisés dans le domaine nucléaire. Mais il sera compris que le système télescopique peut être mis en œuvre dans tout dispositif requérant un système à longueur variable et la transmission d'un mouvement de rotation.