WO2007088314A2 - Structure articulee - Google Patents

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    • F16M2200/06—Arms
    • F16M2200/061—Scissors arms

Definitions

  • the present invention relates to an articulated structure for allowing the orientation in space of an object which is linked thereto.
  • the object of the present invention is to provide an articulated structure for orienting an object in space, simple design, high rigidity and a small footprint.
  • the articulated structure according to the invention is essentially characterized in that it comprises a fixed plate connected to a plate movable through three arms, where each of said arms comprises two elements, articulated to one another via a spherical connection, and each articulated on one of said plates by means of a pivot, and in that for each of the plates the three pivots are non-parallel axes.
  • each arm is associated with a motor means adapted to act on the pivoting of an element of said arm on the plate.
  • it is associated in series with at least one other similar articulated structure, so as to comprise at least one intermediate plate which comprises three pivots, of non-parallel axes, intended each to the attachment of two articulated arms each allowing the connection with one of the two adjacent plates, the two elements of said two articulated arms, pivotally mounted on said intermediate plate, being firmly fixed.
  • FIGS 1, 2 and 3 show schematic perspective views of an articulated structure according to the invention, in different deployment positions.
  • FIG. 7 shows a schematic perspective view of another variant of the same articulated structure.
  • an articulated structure comprises, in this embodiment, a fixed plate 1 and a movable plate 2 for carrying an object to be oriented in space.
  • the two plates 1 and 2 are connected by three arms 3, each comprising two elements 31 and 32, connected by a spherical joint 30.
  • the elements 31 articulate on the fixed plate 1 by means of clevises 10 bearing pivots, not visible, whose axes are not parallel.
  • the elements 32 articulate on the movable plate 2 by means of clevises 20 carrying pivots 21 whose axes are not parallel.
  • each of the elements 31 is connected to the fixed plate 1 by a motor means 4 adapted to act on the pivoting of the element 31, in this case each of the motor means 4 consists of a jack.
  • the motor means 4 could quite be integral with the movable plate 2, and act on the pivoting elements 32.
  • articulated arms namely a fixed plate 1 connected, through arms 5, to an intermediate plate 6, itself connected, via articulated arms 7, to a mobile plate 8.
  • the arms 5 each consist of two elements 51 and 52 connected by a spherical joint 50, the elements 51 articulating on the fixed plate 1 through clevises 10 carrying pivots, not visible, whose axes are not parallel, in this case contained in the same plane and forming an angle of 120 ° between them, while the elements 52 are articulated on the intermediate plate 6, through clevises 60 carrying pins 61 whose axes are non-parallel , in this case also contained in the same plane and forming an angle of 120 ° between them.
  • the arms 7 each consist of two elements 71 and 72 connected by a spherical articulation 70, the elements 71 articulating on the intermediate plate 6 through the yokes 60 and the pivots 61, while the elements 72 are articulated on the mobile plate 8, through clevises 80 bearing pivots 81 whose axes are non-parallel, in this case contained in the same plane and forming between them an angle of
  • FIG. 7 thus represents an assembly comprising a fixed plate 1, two intermediate plates 6 and a movable plate 8, and arms 5 and 7, as well as arms 9. connecting the two intermediate plates 6 and consist of two elements 91 and 92 connected by a spherical connection 90.
  • the figures represent a preferential embodiment of the articulated structure according to the invention, where for each plate the axes of the pivots make an angle of 120 ° between them, and are contained in the same plane, while the arms are of the same length.
  • the articulated structure according to the invention comprises arms of different lengths, that the axes of a same platinum are: different planes, parallel or not, that the arrangement and orientation of the axes of a plate are unsymmetrical to those of the adjacent plate, the essential remaining in the fact that the axes of the same platinum are not parallel.

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Abstract

Structure articulée destinée à permettre l'orientation dans l'espace d'un objet qui y est lié. Elle comporte une platine fixe (1) liée à une platine mobile (2) au travers de trois bras (3), où chacun des bras (3) comprend deux éléments (31, 32), articulés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une liaison sphérique (30), et s'articulant chacun sur l'une des platines (1, 2) par l'intermédiaire d'un pivot (21), pour chacune des platines (1, 2) les trois pivots sont d'axes non parallèles. Chacun des bras (3) est associé à un moyen moteur (4) apte à agir sur le pivotement d'un élément (31) du bras (3) sur la platine (1).

Description

STRUCTURE ARTICULEE
La présente invention a pour objet une structure articulée destinée à permettre l'orientation dans l'espace d'un objet qui y est lié.
On connaît de nombreuses structures articulées permettant de réaliser une telle orientation, et cela dans de nombreux domaines tels que, par exemple et non limitativement, la constitution et l'architecture des robots, des grues et autres engins de terrassement, l'orientation d'un objet comme une antenne etc., ou bien des dispositifs de commande de type joystick ou manche à balai
Ces structures articulées sont plus ou moins complexes, selon le nombre souhaité de degrés de liberté, et plus ce nombre est élevé, plus la structure est complexe et en outre coûteuse.
Le but de la présente invention est de proposer une structure articulée permettant d'orienter un objet dans l'espace, de conception simple, d'une grande rigidité et d'un encombrement réduit.
La structure articulée selon l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'elle comporte une platine fixe liée à une platine mobile au travers de trois bras, où chacun desdits bras comprend deux éléments, articulés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une liaison sphérique, et s' articulant chacun sur l'une desdites platines par l'intermédiaire d'un pivot, et en ce que pour chacune des platines les trois pivots sont d' axes non parallèles .
Selon une caractéristique additionnelle de la structure articulée selon l'invention, chacun des bras est associé à un moyen moteur apte à agir sur le pivotement d'un élément dudit bras sur la platine . Selon une autre caractéristique additionnelle de la structure articulée selon l'invention, elle est associée en série à au moins une autre structure articulée similaire, en sorte de comprendre au moins une platine intermédiaire qui comporte trois pivots , d' axes non parallèles , destinés chacun au rattachement de deux bras articulés permettant chacun la liaison avec l'une des deux platines adjacentes, les deux éléments desdits deux bras articulés, montés pivotants sur ladite platine intermédiaire, étant solidaires fixement.
Les avantages et les caractéristiques du dispositif selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente plusieurs modes de réalisation non limitatifs.
Dans le dessin annexé :
- les figures 1 , 2 et 3 représentent des vues schématiques en perspective d'une structure articulée selon l'invention, dans différentes positions de déploiement.
- les figures 4 , 5 et 6 représentent des vues schématiques en perspective d'une variante de la même structure articulée, dans deux positions différentes de déploiement.
- la figure 7 représente une vue schématique en perspective d'une autre variante de la même structure articulée.
Sur les figures 1, 2 et 3 on peut voir qu'une structure articulée selon l'invention comprend, dans ce mode de réalisation, une platine fixe 1 et une platine mobile 2 destinée à porter un objet à orienter dans l'espace.
Les deux platines 1 et 2 sont reliées par trois bras 3 , comprenant chacun deux éléments 31 et 32 , reliés par une articulation sphérique 30. Les éléments 31 s'articulent sur la platine fixe 1 par l'intermédiaire de chapes 10 portant des pivots, non visibles, dont les axes ne sont pas parallèles . De la même manière et symétriquement, les éléments 32 s'articulent sur la platine mobile 2 par l'intermédiaire de chapes 20 portant des pivots 21 dont les axes ne sont pas parallèles .
D'autre part, chacun des éléments 31 est relié à la platine fixe 1 par un moyen moteur 4 apte à agir sur le pivotement de l'élément 31, en l'occurrence chacun des moyens moteurs 4 consiste en un vérin.
On peut comprendre qu'un pivotement des éléments 31 selon un même angle, tel que cela est représenté sur la figure 3, génère un déplacement de la platine mobile 2, parallèlement à la platine fixe 1 alors qu'un pivotement selon des angles différents, tel que cela est représenté sur la figure 2 , génère une inclinaison de la platine mobile 2.
On notera que, dans une autre configuration, les moyens moteur 4 pourraient tout à fait être solidaires de la platine mobile 2 , et agir sur le pivotement des éléments 32.
En référence maintenant aux figures 4 , 5 et 6 , on peut voir une variante de la structure articulée selon l'invention, où notamment deux structures articulées sont associées en série.
On peut voir ainsi trois platines reliées par des bras articulés, à savoir une platine fixe 1 reliée, au travers de bras 5, à une platine intermédiaire 6, elle-même reliée, au travers de bras articulés 7 , à une platine mobile 8.
Les bras 5 sont constitués chacun de deux éléments 51 et 52 reliés par une articulation sphérique 50 , les éléments 51 s'articulant sur la platine fixe 1 au travers de chapes 10 portant des pivots, non visibles, dont les axes sont non parallèles, en l'occurrence contenus dans un même plan et faisant entre eux un angle de 120°, tandis que les éléments 52 s' articulent sur la platine intermédiaire 6, au travers de chapes 60 portant des pivots 61 dont les axes sont non parallèles, en l'occurrence également contenus dans un même plan et faisant entre eux un angle de 120° .
Les bras 7 sont constitués chacun de deux éléments 71 et 72 reliés par une articulation sphérique 70 , les éléments 71 s'articulant sur la platine intermédiaire 6 au travers des chapes 60 et des pivots 61, tandis que les éléments 72 s'articulent sur la platine mobile 8, au travers de chapes 80 portant des pivots 81 dont les axes sont non parallèles, en l'occurrence contenus dans un même plan et faisant entre eux un angle de
Figure imgf000006_0001
On peut constater que les éléments 52 et 71 qui pivotent sur une même chape 60 , sont liés de manière rigide, ce qui permet de transmettre aux bras 7 les mouvements des bras 5, eux-mêmes déplacés par les moyens moteurs 4.
Il est possible de placer en série plusieurs structures articulées selon l'invention, la figure 7 représente ainsi un ensemble comprenant une platine fixe 1 , deux platines intermédiaires 6 et une platine mobile 8 , et des bras 5 et 7 , ainsi que des bras 9 reliant les deux platines intermédiaires 6 et constitués de deux éléments 91 et 92 reliés par une liaison sphérique 90.
On notera que les figures représentent une forme de réalisation préférentielle de la structure articulée selon l'invention, où pour chaque platine les axes des pivots font entre eux un angle de 120°, et sont contenus dans un même plan, tandis que les bras sont de même longueur. Il est toutefois parfaitement envisageable que la structure articulée selon l'invention comporte des bras de longueurs différentes, que les axes d'une même platine soient: des plans différents, parallèles ou non, que la disposition et l'orientation des axes d'une platine soient non symétriques à celles de la platine adjacente, l'essentiel demeurant dans le fait que les axes d'une même platine soient non parallèles .

Claims

REVENDICATIONS
1) Structure articulée destinée à permettre l'orientation dans l'espace d'un objet qui y est lié, caractérisée en ce qu'elle comporte une platine fixe (1) liée à une platine mobile (2 ; 6, 8) au travers de trois bras (3 ; 5, 7 ; 9) , où chacun desdits bras (3 ; 5, 7 ; 9) comprend deux éléments (31, 32 ; 51, 52, 71, 72), articulés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une liaison sphérique (30 ; 50, 70 ; 90) , et s' articulant chacun sur l'une desdites platines (1, 2 ; 6, 8) par l'intermédiaire d'un pivot (21 ; 61), et en ce que pour chacune des platines (1, 2 ; 6, 8) les trois pivots sont d'axes non parallèles.
2) Structure articulée selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacun des bras (3 ; 5) est associé à un moyen moteur (4) apte à agir sur le pivotement d'un élément (31 ; 51) dudit bras (3 ; 5) sur la platine (1) .
3) Structure articulée selon la revendication 1 ou la revendication 2 , caractérisée en ce qu' elle est associée en série à au moins une autre structure articulée similaire, en sorte de comporter au moins une platine intermédiaire (6) qui comporte trois pivots , d' axes non parallèles , destinés chacun au rattachement de deux bras articulés (5, 7 ; 9) permettant chacun la liaison avec l'une des deux platines adjacentes (1, 6, 8), les deux éléments (52 et 71 ; 52 et 91, 92 et 71) desdits deux bras articulés (5, 7 ; 9) , montés pivotants sur ladite platine intermédiaire (6) , étant solidaires fixement.
4) Structure articulée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les trois pivots de chaque platine (1, 2 ; 6, 8) sont d'axes contenus dans un même plan et faisant entre eux un angle de 120°.
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