FR2578183A1 - Device for grasping a cylindrical container or the like - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE PREHENSION D'UN CONTENEUR CYLINDRIQUE OU ANALOGUE
La présente invention est relative à un dispositif destine à permettre la préhension, le transport et la dépose en des endroits ou emplacements déterminés, d'un conteneur ou plus généralement d'un objet présentant un contour sensiblement cylindrique.DEVICE FOR GRIPPING A CYLINDRICAL CONTAINER OR THE LIKE
The present invention relates to a device intended to allow the gripping, the transport and the deposit in determined places or locations, of a container or more generally of an object having a substantially cylindrical contour.
Dans les opérations de manutention de tels conteneurs, réalisées notamment à l'aide d'un robot, celui-ci doit assurer le déplacement de l'objet d'un point de coordonnées exactement connues à un autre avec une précision parfaite. Pour assurer cette fonction, en particulier avec des conteneurs cylindriques de grandes dimensions et présentant une charge importante, de l'ordre respectivement de 500 mm de diamètre et de 50 daN ou plus, il est nécessaire que la prise, le transport et le relâchement de l'objet s'effectuent dans des conditions qui maintiennent les références exactes par rapport auxquelles le robot s'oriente et exécute ses mouvements.Dans ce but, il convient de tenir compte des contraintes dynamiques engendrées par le robot, qui risquent de modifier ces réfé- rences par suite notamment d'un déplacement non commandé de l'objet, aussi bien que des contraintes mécaniques dues à l'opération de préhension proprement dite qui peut occasionner, si l'on n'y prend pas garde, des déformations irréversibles de l'objet à saisir et, dans ces conditions, conduire à des erreurs de positionnement préjudiciables. In the handling operations of such containers, carried out in particular using a robot, the latter must ensure the movement of the object from a point of exactly known coordinates to another with perfect precision. To perform this function, in particular with large cylindrical containers with a large load, of the order of 500 mm in diameter and 50 daN or more respectively, it is necessary that the picking up, transporting and loosening of the object is carried out under conditions which maintain the exact references with respect to which the robot is oriented and executes its movements. To this end, account should be taken of the dynamic constraints generated by the robot, which risk modifying these references - Rences due in particular to an uncontrolled movement of the object, as well as mechanical stresses due to the actual gripping operation which can cause, if we are not careful, irreversible deformations of the object to be seized and, under these conditions, lead to harmful positioning errors.
La présente invention a pour objet un dispositif de préhension qui permet d'éviter ces inconvénients grace à un mécanisme de préhension qui assure une répartition uniforme des contraintes sur l'objet à déplacer, qui soit d'un fonctionnement sur et procure une grande efficacité d'action même avec des conteneurs de grandes dimensions représentant des charges élevées. The subject of the present invention is a gripping device which makes it possible to avoid these drawbacks thanks to a gripping mechanism which ensures a uniform distribution of the stresses on the object to be moved, which is safe to operate and provides great efficiency. action even with large containers representing high loads.
A cet effet, le dispositif considère se caractérise en ce qu'il comporte un bâti porteur rigide, présentant une face d'appui concave épousant approximativement une partie de la surface externe du conteneur un moyen d'ancrage disposé sur un côté du bâti pour l'extrémité d'un ruban métallique cerclant le conteneur selon sa surface opposée à celle en contact avec la face d'appui du bâti et un organe de traction et de blocage de l'autre extrémité du ruban, également porté par le bâti sur le côte opposé à celui du moyen d'ancrage. To this end, the device considered is characterized in that it comprises a rigid support frame, having a concave bearing face conforming approximately to part of the external surface of the container, an anchoring means arranged on one side of the frame for the end of a metal tape encircling the container along its surface opposite to that in contact with the bearing face of the frame and a member for pulling and blocking the other end of the tape, also carried by the frame on the side opposite to that of the anchoring means.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen d'ancrage est constitué par une première attache fixée à l'extrémité du ruban métallique et solidarisée d'un axe transversal monte à pivotement dans des paliers portés par le bâti, cette attache comportant une tige filetée traversant avec jeu une douille s'étendant perpendiculairement à l'axe et un alésage prévu dans le prolongement de la douille. According to a particular characteristic of the invention, the anchoring means is constituted by a first fastener fixed to the end of the metal strip and secured to a transverse axis pivotally mounted in bearings carried by the frame, this fastener comprising a threaded rod with clearance through a bush extending perpendicular to the axis and a bore provided in the extension of the bush.
Avantageusement, la tige filetée coopère avec un premier écrou arrêté par la douille, ajustant le réglage de la longueur libre initiale du ruban par rapport à l'axe transversal du moyen d'ancrage. De préfé- rence, la tige filetée comporte à son extrémité ayant traversé l'alésage de l'axe transversal, un second écrou, emprisonnant entre T'axe transversal et une rondelle d'appui, un ensemble élastique dont la compression, par le serrage du second écrou, assure le réglage de la tension du ruban sur le conteneur. Advantageously, the threaded rod cooperates with a first nut stopped by the sleeve, adjusting the adjustment of the initial free length of the strip relative to the transverse axis of the anchoring means. Preferably, the threaded rod comprises at its end having passed through the bore of the transverse axis, a second nut, trapping between the transverse axis and a support washer, an elastic assembly whose compression, by tightening of the second nut, adjusts the tension of the ribbon on the container.
De préférence également, l'ensemble élastique est constitué par un empilage de rondelles "Belleville". Par ailleurs, un soufflet d'étan chéité est, de préférence, monté autour de l'attache, dont les extrémités sont solidaires respectivement du bâti et du ruban. Also preferably, the elastic assembly is constituted by a stack of "Belleville" washers. Furthermore, a bellows of waterproofing is preferably mounted around the fastener, the ends of which are secured respectively to the frame and the ribbon.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de traction et de blocage de l'autre extrémité du ruban comporte une seconde attache, solidarisée du ruban et traversée par un axe dont les extrémités sont engagées dans les bras parallèles d'une double bielle, chaque bras portant en outre un maneton transversal tourillonnant dans un palier porté par le bâti. Selon une caractéristique particulière, l'un des manetons comporte un pignon denté engrenant avec une crémaillère de commande montée dans un carter solidaire du bâti, la rotation du pignon actionné par la crémaillère étant agencée pour provoquer une rotation de 1800 de la double bielle, en assurant, par le déplacement de la seconde attache fixée à l'extrémité du ruban, une traction correspondante sur ce ruban. According to another characteristic of the invention, the member for pulling and blocking the other end of the ribbon comprises a second fastener, secured to the ribbon and crossed by an axis, the ends of which are engaged in the parallel arms of a double connecting rod, each arm further carrying a transverse crank pin journalled in a bearing carried by the frame. According to a particular characteristic, one of the crankpins comprises a toothed pinion meshing with a control rack mounted in a casing secured to the frame, the rotation of the pinion actuated by the rack being arranged to cause a rotation of 1800 of the double rod, ensuring, by moving the second fastener attached to the end of the ribbon, a corresponding traction on this ribbon.
Avantageusement, le déplacement de la crémaillère dans son carter selon un mouvement de va et vient est assuré par un vérin à double effet, porté par le bâti. Advantageously, the movement of the rack in its housing in a back and forth movement is ensured by a double-acting cylinder, carried by the frame.
Selon une caractéristique additionnelle du dispositif selon l'invention, la crémaillère est entourée par deux soufflets d'étanchéité fixés tous deux, d'une part au bâti, d'autre part à l'une des extrémités de la crémaillère. According to an additional characteristic of the device according to the invention, the rack is surrounded by two sealing bellows both fixed, on the one hand to the frame, and on the other hand to one of the ends of the rack.
Selon une autre caractéristique, l'extrémité du ruban liée à la seconde attache traverse, à l'extérieur du bâti, un guide comportant deux parties accolées ménageant entre elles un passage pour le ruban et supportant un joint a lèvre en appui sur ce ruban, les deux parties assemblées constituant une rotule montée à pivotement dans un boîtier porte par le bâti. According to another characteristic, the end of the ribbon linked to the second fastener crosses, outside the frame, a guide comprising two adjoining parts providing between them a passage for the ribbon and supporting a lip seal bearing on this ribbon, the two assembled parts constituting a ball joint pivotally mounted in a housing carried by the frame.
D'autres caractéristiques et avantages d'un dispositif de préhension de conteneurs cylindriques, établi conformément à l'invention apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels:
- la figure 1 est une vue de dessus en coupe transversale d'un
dispositif de préhension selon l'invention représenté
en prise sur un conteneur cylindrique;
- les figures 2 et 3 sont des vues respectivement en élévation et de
dessus du bâti porteur du dispositif illustre sur la
figure 1;
- les figures 4 et 5 sont des vues en coupe à plus grande échelle
représentant respectivement le moyen d'ancrage de
l'extrémité du ruban de cerclage du conteneur sur le
bâti d'une part, et le moyen de traction et de
blocage de l'autre extrémité de ce ruban.Other characteristics and advantages of a device for gripping cylindrical containers, established in accordance with the invention will become more apparent from the following description of an exemplary embodiment, given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings. on which ones:
- Figure 1 is a top view in cross section of a
gripping device according to the invention shown
engaged on a cylindrical container;
- Figures 2 and 3 are views respectively in elevation and
above the support frame of the device illustrated on the
figure 1;
- Figures 4 and 5 are sectional views on a larger scale
respectively representing the anchoring means of
the end of the container strapping tape on the
built on the one hand, and the means of traction and
blocking of the other end of this ribbon.
Comme illustre plus particulièrement sur les figures 1 à 3, le dispositif selon l'invention comporte principalement un bâti porteur rigide 1, à structure mécano-soudée formée au moyen de plaques de tôles rigides respectivement 2 et 3, immobilisées et raidies mutuellement par des renforts latéraux 4. Le bâti comporte par ailleurs une plaque d'appui 5 de forme sensiblement concave contre laquelle est destiné venir d'appuyer un conteneur 6 de forme générale cylindrique, dont on désire assurer, au moyen du dispositif considéré, la préhension, le transport et la dépose en des endroits prédéterminés. Le positionnement convenable du conteneur 6 contre la plaque d'appui 5 du bâti est ajusté au moyen d'un pion central 7 schématiquement illustré sur les dessins. As illustrated more particularly in FIGS. 1 to 3, the device according to the invention mainly comprises a rigid support frame 1, with a mechanically welded structure formed by means of rigid sheet plates 2 and 3 respectively, immobilized and stiffened mutually by reinforcements side 4. The frame further comprises a support plate 5 of substantially concave shape against which is intended to come to support a container 6 of generally cylindrical shape, which it is desired to ensure, by means of the device considered, the gripping, the transport and drop it off at predetermined locations. The suitable positioning of the container 6 against the support plate 5 of the frame is adjusted by means of a central pin 7 schematically illustrated in the drawings.
Conformément à l'invention, l'application et le maintien rigide du conteneur 6 contre le bâti porteur 1, sont assurés au moyen d'un ruban ou feuillard métallique 13, cerclant le conteneur dans sa surface opposée à celle en contact avec la plaque d'appui 5 du bâti, ce ruban étant associé à l'une de ses extrémités à un organe d'ancrage 11 et à son autre extrémité à un organe de traction et de blocage, schématiquement illustré sous la référence 12, en deux organes 11 et 12 portes par le bâti 1 de part et d'autre de celui-ci par des extensions 9 et 10. In accordance with the invention, the application and rigid holding of the container 6 against the support frame 1 is ensured by means of a metal strip or strip 13, encircling the container in its surface opposite to that in contact with the plate d 'support 5 of the frame, this ribbon being associated at one of its ends with an anchoring member 11 and at its other end with a traction and locking member, schematically illustrated under the reference 12, in two members 11 and 12 doors by the frame 1 on either side of it by extensions 9 and 10.
Le moyen d'ancrage d'une des extrémités du ruban 13 est plus particulièrement illustré sur la figure 4 et comporte, à l'extrémité du ruban 13, une première attache 14, immobilisée sur le ruban par une vis transversale 15 (figure 1),.cette première attache 14 se prolongeant par une tige filetée 16. Celle-ci traverse librement une douille d'appui 17 puis, à la sortie de cette douille, un alésage 18 ménagé dans un axe transversal 19 permettant d'assurer au moyen d'ancrage considéré un degré convenable de pivotement par rapport au bâti 1. Sur la tige filetee 16 sont montés d'un côté de la douille 17, un écrou 20 et un contreécrou 21, permettant d'immobiliser la tige par rapport à celui-ci et d'ajuster la longueur libre initiale du ruban 13 autour du conteneur.A son extrémité opposée, après traversée de l'axe 19, la tige 16 comporte un écrou 22 et un contre-écrou 23, immobilisant entre-eux et la surface extérieure de l'axe transversal 19 un système élastique 24, avantageusement constitue par un empilage de rondelles "Belleville", permettant par action sur les écrous 22 et 23, le réglage de la tension initiale du ruban 13. The means for anchoring one of the ends of the ribbon 13 is more particularly illustrated in FIG. 4 and comprises, at the end of the ribbon 13, a first fastener 14, immobilized on the ribbon by a transverse screw 15 (FIG. 1) , .this first fastener 14 extending by a threaded rod 16. The latter freely passes through a support bushing 17 then, at the outlet of this bushing, a bore 18 formed in a transverse axis 19 making it possible to ensure by means of anchoring considered a suitable degree of pivoting relative to the frame 1. On the threaded rod 16 are mounted on one side of the sleeve 17, a nut 20 and a lock nut 21, making it possible to immobilize the rod relative to the latter and to adjust the initial free length of the ribbon 13 around the container. At its opposite end, after crossing the axis 19, the rod 16 comprises a nut 22 and a lock nut 23, immobilizing them and the external surface of the transverse axis 19 an elastic system 24, advantageously constitutes pa r a stack of "Belleville" washers, allowing, by action on the nuts 22 and 23, the adjustment of the initial tension of the ribbon 13.
L'axe transversal 19 comporte deux embouts d'extrémités, respectivement 25 et 26, portant deux bagues 27 et 28 tourillonnant à l'inte- rieur de paliers respectivement 29 et 30 portés par deux plaques d'appui 31 et 32 du bâti. En outre, et comme illustré sur la figure 1, le moyen d'ancrage 11 se complète au moyen d'un soufflet d'étanchéité 34 dont une extrémité est fixée en l'entourant sur l'attache 14, et dont l'autre extrémité est solidarisée du bâti 1 autour d'une collerette de fixation 35 (figure 1). The transverse axis 19 comprises two end caps, respectively 25 and 26, carrying two rings 27 and 28 journalling inside bearings respectively 29 and 30 carried by two bearing plates 31 and 32 of the frame. In addition, and as illustrated in FIG. 1, the anchoring means 11 is completed by means of a sealing bellows 34, one end of which is fixed by surrounding it on the fastener 14, and the other end of which is secured to the frame 1 around a fixing flange 35 (Figure 1).
Le moyen de traction et de blocage 12 de l'autre extrémité du ruban 13 sur la surface externe du conteneur 6 est illustre plus specialement sur la figure 5, en référence par ailleurs à la figure 1. A cet effet, le ruban 13 comporte à son extrémité opposée une seconde attache 36, rendue solidaire d'une double bielle pivotante 37, montée à rotation autour d'un axe transversal 38 porté par le bâti. De manière plus précise et comme illustre sur la figure 5, la seconde attache 36 comporte une douille transversale 39 à l'intérieur de laquelle est engagée une bague cylindrique 40 traversée par un axe 41 muni à une de ses extrémités d'une tête d'appui 42 et à son extrémité opposée d'une goupille de blocage 43, permettant d'immobiliser cet axe sur les bras parallèles 44 et 45 de la bielle 37. The means of traction and blocking 12 of the other end of the ribbon 13 on the external surface of the container 6 is illustrated more specifically in FIG. 5, with reference in addition to FIG. 1. For this purpose, the ribbon 13 comprises at its opposite end a second fastener 36, made integral with a double pivoting rod 37, mounted for rotation about a transverse axis 38 carried by the frame. More precisely and as illustrated in FIG. 5, the second fastener 36 comprises a transverse sleeve 39 inside of which is engaged a cylindrical ring 40 crossed by an axis 41 provided at one of its ends with a head support 42 and at its opposite end with a locking pin 43, making it possible to immobilize this axis on the parallel arms 44 and 45 of the connecting rod 37.
Le bras 44 est solidarisé selon la direction de l'axe de pivotement 38 avec un maneton transversal 46 convenablement étagé, tourillonnant, par l'intermédiaire de bagues 47 et 48, à l'intérieur d'un palier 49 porté par une plaque 50 appartenant au bâti 1. Le bras parallèle 45 de la bielle pivotante 37 comporte, de la même manière, un maneton transversal 51 s'étendant selon l'axe 38, à l'oppose du maneton 46, ce maneton 51 tourillonnant à son tour, par l'intermédiaire d'une bague 52, dans un palier 53 porté par un carter 54, lui-même solidarisé d'une plaque 55 faisant corps avec le bâti 1. The arm 44 is secured in the direction of the pivot axis 38 with a suitably stepped transverse pin 46, journalling, by means of rings 47 and 48, inside a bearing 49 carried by a plate 50 belonging to the frame 1. The parallel arm 45 of the pivoting rod 37 comprises, in the same way, a transverse crank pin 51 extending along the axis 38, opposite the crank pin 46, this crank pin 51 in turn journalling, by by means of a ring 52, in a bearing 53 carried by a casing 54, itself secured to a plate 55 integral with the frame 1.
Dans le carter 54, est ménagé un logement interne 56 traverse par l'extrémité du maneton 51 et dans lequel est logé un pignon 57 fixé sur le maneton 51 par une clavette transversale 58. Le pignon 57 comporte, dans sa surface extérieure, une denture 59 apte à engrener avec une crémaillère transversale 60 dont le mouvement est assure par l'intermédiaire de la tige 61 d'un vérin 62 (figure 1) à double effet porte par le bâti 1. Enfin, des soufflets, respectivement 63 et 64, sont montés autour des extrémités de la crémaillère dans ses parties débordant du carter 54, ces deux soufflets étant liés d'une part au carter 54 et d'autre part aux extrémités de la crémaillére 60. In the casing 54, an internal housing 56 is formed passing through the end of the crank pin 51 and in which is housed a pinion 57 fixed to the crank pin 51 by a transverse key 58. The pinion 57 has, in its outer surface, a toothing 59 able to mesh with a transverse rack 60 whose movement is ensured by means of the rod 61 of a jack 62 (FIG. 1) with double effect carried by the frame 1. Finally, bellows, respectively 63 and 64, are mounted around the ends of the rack in its parts projecting from the casing 54, these two bellows being connected on the one hand to the casing 54 and on the other hand to the ends of the rack 60.
L'équipement du moyen de blocage et de traction 12 se complète enfin en disposant, à la traversée du bâti 1 par l'extrémité du ruban de cerclage 13, d'un dispositif de guidage et d'étanchéité 65 comportant deux demi-bobines 66 et 67 (figure 1) portant un joint à lèvre 68 en appui sur le ruban 13, les demi-bobines 66 et 67 jouant le rôle d'une rotule pour accommoder les mouvements transversaux du ruban dus à la mise en oeuvre du moyen de traction
Le fonctionnement du dispositif de préhension selon l'invention se déduit aisément de la description qui précède.The equipment of the locking and traction means 12 is finally completed by having, at the crossing of the frame 1 by the end of the strapping tape 13, a guiding and sealing device 65 comprising two half-coils 66 and 67 (FIG. 1) carrying a lip seal 68 bearing on the ribbon 13, the half-coils 66 and 67 playing the role of a ball joint to accommodate the transverse movements of the ribbon due to the use of the traction means
The operation of the gripping device according to the invention is easily deduced from the above description.
Pour assurer le transport d'un conteneur cylindrique 6 d'un endroit à un autre dont les coordonnées sont exactement déterminées au moyen d'un robot ou analogue, ce dernier amène le bâti porteur 1 par sa plaque d'appui 5 contre le conteneur 6 de telle sorte que le ruban 13 entoure largement celui-ci. Prealablement, la longueur du ruban 13 est ajustée en jouant sur la tige filetée 16 du moyen d'ancrage 11 par un vissage plus ou moins accentué sur cette tige dès écrous 20 et 21. To transport a cylindrical container 6 from one place to another, the coordinates of which are exactly determined by means of a robot or the like, the latter brings the supporting frame 1 by its support plate 5 against the container 6 so that the ribbon 13 largely surrounds it. Beforehand, the length of the ribbon 13 is adjusted by playing on the threaded rod 16 of the anchoring means 11 by a more or less accentuated screwing on this rod from nuts 20 and 21.
Parallèlement, la traction initiale exercée sur le ruban 13 est réglée par les rondelles "Belleville" 24 et les écrous de serrage 22 et 23.At the same time, the initial traction exerted on the ribbon 13 is regulated by the "Belleville" washers 24 and the tightening nuts 22 and 23.
Dans un deuxième temps, le ruban métallique 13 est fermement appliqué contre la surface extérieure du conteneur 6 opposée à la plaque d'appui 5 grâce à un mouvement de pivotement a 1800 de la bielle pivotante 37 solidaire de l'extrémité opposée du ruban 13. Dans ce mouvement de pivotement, la bielle 37 assure une traction sur le ruban 13, permettant à celui-ci de s'appliquer étroitement contre la surface extérieure du conteneur et de maintenir ce dernier bloqué contre le bâti. Celui-ci peut alors être soulevé et transporté avec le conteneur qu'il emprisonne, d'un endroit prédéterminé à un autre dont les coordonnées sont parfaitement repérées, ceci sans risqué de modification des références par rapport auxquelles s'effectuent ces mouvements, par suite d'un glissement ou d'une déformation du conteneur lui-même. In a second step, the metal strip 13 is firmly applied against the outer surface of the container 6 opposite the support plate 5 by virtue of a pivoting movement 1800 of the pivoting connecting rod 37 secured to the opposite end of the strip 13. In this pivoting movement, the connecting rod 37 provides traction on the ribbon 13, allowing the latter to be applied tightly against the outer surface of the container and to keep the latter locked against the frame. This can then be lifted and transported with the container it traps, from a predetermined location to another whose coordinates are perfectly identified, without risking modification of the references in relation to which these movements are carried out, as a result slipping or deformation of the container itself.
On réalise ainsi un dispositif de préhension particulièrement sûr et efficace pouvant opérer dans toutes sortes d'environnement et de conditionnement, grâce en particulier à l'étanchéité du bâti et des organes que celui-ci incorpore, en particulier de la crémaillère et du moyen d'ancrage, étanchéité réalisée d'une part au moyen des soufflets 34, 63 et 64 prévus de part et d'autre à l'intérieur du bâti et également du joint à lèvre 68 contre lequel glisse le ruban 13 dans son mouvement de serrage sur le conteneur. A particularly safe and effective gripping device can thus be produced which can operate in all kinds of environment and packaging, thanks in particular to the tightness of the frame and of the elements which it incorporates, in particular of the rack and the means of anchoring, sealing made on the one hand by means of the bellows 34, 63 and 64 provided on either side inside the frame and also of the lip seal 68 against which the ribbon 13 slides in its tightening movement on the container.
Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas aux seuls exemples de réalisation décrits et représentés ci-dessus; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. Of course, it goes without saying that the invention is not limited only to the exemplary embodiments described and shown above; on the contrary, it embraces all its variants.
Claims (11)
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