FR2981597A1

FR2981597A1 - Dispositif formant bras manipulateur

Info

Publication number: FR2981597A1
Application number: FR1159683A
Authority: FR
Inventors: Andre Garnier
Original assignee: Societe dInnovations Techniques SIT SAS
Current assignee: Soletanche Freyssinet SA
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2013-04-26
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: FR2981597B1

Abstract

Un dispositif formant bras manipulateur comporte une première partie proximale (1) et une deuxième partie distale (11). La première partie proximale (1) comporte une première extrémité (2) de raccordement. La deuxième partie distale (11) comporte une deuxième extrémité (4) de raccordement. Le dispositif comporte en combinaison un organe (5) de verrouillage formant écrou tournant et une extrémité filetée (2) apte à coopérer avec ledit écrou tournant (5), pour connecter la première partie proximale (1) avec la deuxième partie distale (11) ou pour déconnecter la deuxième partie distale (11) de la première partie proximale (1).

Description

L'invention est relative à un dispositif formant bras manipulateur, comportant une première partie proximale et une deuxième partie distale. Le document WO 2009/153 429 décrit un bras manipulateur apte à être utilisé dans des cellules blindées de haute activité ou dans des enceintes irradiées.

Le bras manipulateur du document WO 2009/153 429 présente un support coulissant sur lequel est rapportée une portion d'extrémité amovible. La portion d'extrémité amovible porte des moteurs électriques pour l'actionnement de degrés de liberté internes ou externes à une portion d'extrémité. Le segment terminal du bras et la portion d'extrémité amovible sont pourvus de moyens de connexion / déconnexion rapide permettant une mise en place et un retrait de la portion d'extrémité amovible, à l'aide d'un bras manipulateur supplémentaire disposé dans une enceinte. Les moyens de connexion / déconnexion rapide permettent un démontage et une remise en place d'une portion d'extrémité amovible. Les moyens de connexion / déconnexion rapide comportent un connecteur électrique femelle et une portée de centrage conique sur un segment terminal du bras, ainsi qu'un connecteur électrique mâle homologue et une portée de centrage conique homologue sur la portion d'extrémité amovible. Des moyens d'indexation comportant des doigts portés par la portion d'extrémité amovible et des cavités homologues portées par le segment terminal sont prévus pour le bon positionnement angulaire de la portion d'extrémité amovible sur le segment terminal du bras manipulateur. Des moyens de verrouillage comportant une bague montée en rotation autour de la portion d'extrémité amovible au niveau d'une portée conique adjacente comportent intérieurement des pentes pour forcer radialement des billes dans des cavités creusées dans la partie de la portion amovible portant la portée conique, ce qui provoque un serrage de la liaison conique et un verrouillage de celle-ci. La bague de verrouillage comporte extérieurement des dentures permettant la manoeuvre de rotation de la bague pour verrouiller ou déverrouiller la liaison entre la portion d'extrémité amovible et le bras. À cet effet, un bras manipulateur supplémentaire équipé d'un moteur terminé par un pignon denté est prévu pour faire tourner et déverrouiller la portion d'extrémité amovible.

Cette disposition présente cependant l'inconvénient de nécessiter un bras manipulateur supplémentaire équipé d'un moteur terminé par un pignon denté pour coopérer avec des dentures homologues de la bague de verrouillage, pour la faire tourner et déverrouiller la portion d'extrémité amovible. Un premier but de l'invention est de remédier aux inconvénients de la technique connue, en proposant un nouveau dispositif formant bras télescopique de mise en oeuvre facile et économique. Un deuxième but de l'invention est de proposer un nouveau dispositif formant bras manipulateur permettant la connexion et la déconnexion rapide de manière manuelle ou par l'intermédiaire d'un bras manipulateur supplémentaire. L'invention a pour objet un dispositif formant bras manipulateur, comportant une première partie proximale et une deuxième partie distale, la première partie proximale comportant une première extrémité de raccordement, la deuxième partie distale comportant une deuxième extrémité de raccordement, caractérisé par le fait que le dispositif comporte en combinaison un organe de verrouillage formant écrou tournant et une extrémité filetée apte à coopérer avec ledit écrou tournant, pour connecter la première partie proximale avec la deuxième partie distale ou pour déconnecter la première partie proximale de la deuxième partie distale. Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention : - L'organe de verrouillage formant écrou tournant présente une denture destinée à être entraînée par un pignon conique ; - Le pignon conique peut être un pignon amovible apte à être guidé dans une douille ou un palier de guidage en vue de son positionnement dans la position d'engrènement de la denture de l'écrou tournant ; - Le pignon conique peut alternativement être un pignon monté solidaire du dispositif ; - Le pignon conique présente avantageusement une extrémité d'actionnement apte à être entraînée en rotation par un outil ou un moyen d'entraînement extérieur au dispositif ; - L'organe de verrouillage formant écrou tournant est monté à une partie du dispositif sur un chemin de billes formant palier de rotation ; - Le dispositif comporte un connecteur électrique tournant monté en position centrale dans une bague par une douille formant palier de rotation ; - Le dispositif comporte au moins un organe de centrage pour le positionnement relatif des deux parties en vue de leur connexion mécanique ; - Le dispositif comporte deux organes de centrage montés de part et d'autre du connecteur tournant et radialement extérieurement par rapport à la bague ou douille formant palier de rotation ; - Le connecteur électrique tournant est monté dans un support de centrage apte à coopérer avec au moins un organe de centrage correspondant.

L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective avec arrachements partiels d'un premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention en position déconnectée. - La figure 2 représente schématiquement une vue en perspective avec arrachements partiels d'un premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention en position connectée. - La figure 3 représente schématiquement une vue en perspective avec arrachements partiels d'un deuxième mode de réalisation de dispositif selon l'invention en position déconnectée. - La figure 4 représente schématiquement une vue en perspective avec arrachements partiels d'un deuxième mode de réalisation de dispositif selon l'invention en position connectée. En référence aux figures 1 à 4, les éléments identiques ou fonctionnellement équivalents sont repérés par des chiffres de référence identiques. Sur la figure 1, un premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention comporte une première partie proximale (1) et une deuxième partie distale (11).

La première partie proximale (1) est par exemple un tube intérieur de télescope de bras télémanipulateur. Cette première partie proximale (1) comporte une première extrémité (2) de raccordement. Dans cet exemple, la première extrémité (2) de raccordement est réalisée sous forme d'une pièce filetée sur un diamètre extérieur, mais l'invention s'étend également au cas où la première extrémité (2) de raccordement serait constituée sous forme d'une première pièce taraudée sur un diamètre intérieur. La première extrémité (2) de raccordement porte une partie centrale (3) présentant un chanfrein (3a).

La partie centrale (3) porte un connecteur électrique tournant (10) monté dans une douille ou un palier de guidage (8). Le connecteur électrique tournant (10) est monté solidaire de la partie centrale (3) et retenu à l'aide d'une rondelle (9) montée par vis. Des moyens d'étanchéité, tels que des joints toriques ou autres systèmes d'étanchéité de type connu, sont prévus pour une utilisation en milieu nucléaire bactériologique ou chimique et ne nécessitent pas une description plus détaillée. La deuxième partie distale comporte une deuxième extrémité (4) de raccordement. Cette deuxième partie distale (11) est prolongée par un organe (5) de verrouillage formant écrou tournant.

Dans cet exemple, l'organe (5) de verrouillage formant écrou tournant est réalisé sous forme d'une pièce annulaire taraudée sur un diamètre intérieur, mais l'invention s'étend également au cas où cette pièce tournante est une pièce filetée sur un diamètre extérieur. L'extrémité (4) de raccordement comporte également une partie centrale servant de support à un connecteur tournant femelle destiné à coopérer avec le connecteur mâle de la première extrémité (2) de raccordement et présente deux organes (6) de centrage, par exemple deux tétons coniques destinés à coopérer avec des passages correspondants prévus dans la partie centrale (3) de la première extrémité (2) de raccordement. Les organes de centrage (6) sont montés de part et d'autre de la partie femelle du connecteur (10) tournant et sont montés radialement extérieurement par rapport à une bague ou douille formant palier de rotation pour la partie femelle du connecteur électrique tournant. L'organe (5) de verrouillage formant écrou tournant est monté sur un chemin de billes (7) et présente une denture (13) réalisée radialement sur la face arrière.

Un palier de rotation ou douille de guidage (14) est prévu pour recevoir un pignon conique (15) non représenté sur la figure 1. Ce pignon conique (15) non représenté sur la figure 1 est apte à engrener la denture (13) et à entraîner cette denture (13) en rotation pour faire tourner l'organe (5) de verrouillage formant écrou tournant.

Dans ce mode de réalisation, le pignon (15) d'entraînement est un pignon conique amovible destiné à être guidé dans la douille ou palier de guidage (14) lors de l'engrènement avec la denture (13) de l'écrou tournant (5). Sur la figure 2, le dispositif de la figure 1 est présenté en position assemblée, avec le filetage de la première extrémité (2) de raccordement assemblé avec le taraudage de l'organe (5) formant écrou tournant. Après engagement des moyens de centrage et connexion du connecteur électrique tournant (10), l'assemblage électrique et mécanique est achevé par insertion du pignon conique (15) représenté ici en position de dégagement en traits pleins. Le pignon conique (15) engagé par son extrémité dans le palier de guidage (14) permet d'engrener la denture (13) pour faire tourner l'écrou tournant (5) dans le sens du vissage ou du dévissage. Lors de l'entraînement en rotation, l'écrou tournant (5) est libre en rotation en étant monté sur le chemin de billes (7) tandis que la deuxième extrémité (4) de raccordement portant les moyens de centrage et de connexion électrique reste en position fixe. Le pignon conique (15) comporte avantageusement une extrémité d'actionnement apte à être entraînée en rotation par un outil ou un moyen d'entraînement extérieur au dispositif.

Dans cet exemple, le pignon conique (15) présente une extrémité supérieure en forme de carré d'entraînement. Sur la figure 3, un deuxième mode de réalisation de dispositif selon l'invention comporte une première partie proximale (1) et une deuxième partie distale (11).

La première partie proximale (1) est par exemple un tube intérieur de télescope de bras télémanipulateur. Cette première partie proximale (1) comporte une première extrémité (2) de raccordement. Dans cet exemple, la première extrémité (2) de raccordement est réalisée sous forme d'une pièce filetée sur un diamètre extérieur, mais l'invention s'étend également au cas où la première extrémité (2) de raccordement serait constituée sous forme d'une première pièce taraudée sur un diamètre intérieur. La première extrémité (2) de raccordement porte une partie centrale (3) présentant un chanfrein (3a). La partie centrale (3) porte un connecteur électrique tournant (10) monté dans une douille ou un palier de guidage (8). Le connecteur électrique tournant (10) est monté solidaire de la partie centrale (3) et retenu à l'aide d'une rondelle (9) montée par vis. Des moyens d'étanchéité, tels que des joints toriques ou autres systèmes d'étanchéité de type connu, sont prévus pour une utilisation en milieu nucléaire bactériologique ou chimique et ne nécessitent pas une description plus détaillée. La deuxième partie distale comporte une deuxième extrémité (4) de raccordement. Cette deuxième partie distale (11) est prolongée par un organe (5) de verrouillage formant écrou tournant. Dans cet exemple, l'organe (5) de verrouillage formant écrou tournant est réalisé sous forme d'une pièce annulaire taraudée sur un diamètre intérieur, mais l'invention s'étend également au cas où cette pièce tournante est une pièce filetée sur un diamètre extérieur. L'extrémité (4) de raccordement comporte également une partie centrale servant de support à un connecteur tournant femelle destiné à coopérer avec le connecteur mâle de la première extrémité (2) de raccordement et présente deux organes (6) de centrage, par exemple deux tétons coniques destinés à coopérer avec des passages correspondants prévus dans la partie centrale (3) de la première extrémité (2) de raccordement. Les organes de centrage (6) sont montés de part et d'autre de la partie femelle du connecteur (10) tournant et sont montés radialement extérieurement par rapport à une bague ou douille formant palier de rotation pour la partie femelle du connecteur électrique tournant. L'organe (5) de verrouillage formant écrou tournant est monté sur un chemin de billes (7) et présente une denture (13) réalisée radialement sur la face arrière.

Un palier de rotation ou douille de guidage (14) est prévu pour un pignon conique (16). Ce pignon conique (16) engrène la denture (13) et entraîne cette denture (13) en rotation pour faire tourner l'organe (5) de verrouillage formant écrou tournant. Sur la figure 4, le dispositif de la figure 3 est présenté en position assemblée, avec le filetage de la première extrémité (2) de raccordement assemblé avec le taraudage de l'organe (5) formant écrou tournant. Après engagement des moyens de centrage et connexion du connecteur électrique tournant (10), l'assemblage électrique et mécanique est achevé par action du pignon conique (16).

Le pignon conique (16) guidé dans le palier de guidage (14) engrène la denture (13) pour faire tourner l'écrou tournant (5) dans le sens du vissage ou du dévissage. Lors de l'entraînement en rotation, l'écrou tournant (5) est libre en rotation en étant monté sur le chemin de billes (7), tandis que la deuxième extrémité (4) de 25 raccordement portant les moyens de centrage et de connexion électrique reste en position fixe. Le pignon conique (16) comporte avantageusement une extrémité d'actionnement apte à être entraînée en rotation par un outil ou un moyen d'entraînement extérieur au dispositif.

L'invention, décrite en référence à deux modes de réalisation, ne leur est nullement limitée, mais couvre au contraire toute modification de forme et toute variante de réalisation dans le cadre des revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS1 - Dispositif formant bras manipulateur, comportant une première partie proximale (1) et une deuxième partie distale (11), la première partie proximale (1) portant une première extrémité (2) de raccordement, la deuxième partie distale (11) portant une deuxième extrémité (4) de raccordement, caractérisé par le fait que le dispositif comporte en combinaison un organe (5) de verrouillage formant écrou tournant et une extrémité filetée (2) apte à coopérer avec ledit écrou tournant (5), pour connecter la première partie proximale (1) avec la deuxième partie distale (11) ou pour déconnecter la deuxième partie distale (11) de la première partie proximale (1).
2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe (5) de verrouillage formant écrou tournant présente une denture (13) destinée à être entraînée par un pignon conique (15, 16).
3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le pignon conique (15, 16) est un pignon amovible apte à être guidé dans une douille (14) ou 15 palier de guidage en vue de son positionnement pour l'engrènement avec la denture (13) de l'écrou tournant (5).
4 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le pignon conique (15, 16) est un pignon conique monté solidaire du dispositif et guidé dans une douille (14) ou palier de guidage. 20
5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que le pignon conique (15, 16) présente une extrémité d'actionnement apte à être entraînée en rotation par un outil ou un moyen d'entraînement extérieur au dispositif.
6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe (5) de verrouillage formant écrou tournant est monté dans une 25 partie du dispositif sur un chemin de billes (7) formant palier de rotation.
7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif comporte un connecteur électrique (10) tournant monté en position centrale dans une bague (8) ou douille formant palier de rotation.
8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif comporte au moins un organe (6) de centrage pour le positionnement relatif des deux parties (1, 11) en vue de leur connexion.
9 - Dispositif selon la revendication 7 et la revendication 8, caractérisé par le fait que le dispositif comporte deux organes (6) de centrage montés de part et d'autre du connecteur tournant (10) et radialement extérieurement par rapport à la bague (8) ou douille formant palier de rotation du connecteur électrique tournant (10). - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le connecteur électrique tournant (10) est monté dans un support (3) de centrage apte à coopérer avec 10 au moins un organe (6) de centrage correspondant.