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WO2025219115A1 - Préhenseur robotique destiné à coopérer avec un dispositif de moyen de préhension prédéfini - Google Patents

Préhenseur robotique destiné à coopérer avec un dispositif de moyen de préhension prédéfini

Info

Publication number
WO2025219115A1
WO2025219115A1 PCT/EP2025/059264 EP2025059264W WO2025219115A1 WO 2025219115 A1 WO2025219115 A1 WO 2025219115A1 EP 2025059264 W EP2025059264 W EP 2025059264W WO 2025219115 A1 WO2025219115 A1 WO 2025219115A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mechanism assembly
finger mechanism
robotic gripper
connecting rod
pivot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2025/059264
Other languages
English (en)
Inventor
Loïc MANNO
Maxime CANIOT
Jean-François MARCHAL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Enchanted Tools
Original Assignee
Enchanted Tools
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enchanted Tools filed Critical Enchanted Tools
Publication of WO2025219115A1 publication Critical patent/WO2025219115A1/fr
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0009—Gripping heads and other end effectors comprising multi-articulated fingers, e.g. resembling a human hand

Definitions

  • the present invention relates to the field of robots, in particular humanoid robots. More specifically, the invention relates to a robotic gripper intended to cooperate with a predefined universal gripping means device.
  • a robotic hand for a humanoid robot is known from the prior art.
  • a robotic hand comprises a motor, a screw, a shaft and four fingers each associated with a drive wheel.
  • the motor is connected to one end of the screw, itself connected by its other end to the shaft.
  • the drive wheels are distributed on the shaft and are configured to wind and/or unwind around them a wire extended in the finger with which each is associated.
  • the motor is configured to rotate the screw which is itself configured to rotate the shaft which causes the rotation of the drive wheels and therefore the winding or unwinding of the wires around each drive wheel thus causing the fingers to bend or open.
  • wires in the robotic hand makes it possible to obtain fingers of reduced size, adapting to a plurality of shapes and objects.
  • the robotic hand also includes another motor connected to another screw, another shaft and a thumb each associated with a drive wheel.
  • the configuration and operation are similar to those previously presented.
  • the hand then has fingers independent of the thumb, so as to allow the robotic hand to have the function of a gripper for gripping objects.
  • the wires deform and relax, causing a lack of precision in the bending and unbending of the fingers, including reduced resistance when gripping.
  • the attachment of the wire to the drive wheel causes significant play and therefore a limitation in the precision of the grip and in the adaptation to the plurality of objects.
  • the friction of the wires during their use leads to wear of the drive wheels, and therefore the need for regular and costly maintenance.
  • this deformation of the wires can cause them to slip from the drive wheels, which causes the robotic hand to completely block.
  • the diameter of the robotic hand's wires determines the maximum force of the fingers and therefore the grip. Indeed, the thinner the wires, the weaker the gripping force. Thus, the greater the gripping force must be, the larger the wire diameter must be, and therefore the larger the hand's dimensions will be; the training wheels, for example, must be larger.
  • the present invention therefore aims to solve at least in part the aforementioned problems by proposing a robotic gripper configured to grip a predefined gripping means device, capable of gripping large loads while keeping a reduced size.
  • the invention relates to a robotic gripper configured to grip a predefined gripping means device.
  • Said robotic gripper comprises a palm body; at least two motors, namely a first motor and a second motor; at least a first finger mechanism assembly connected to the first motor and to the palm body; and at least a second finger mechanism assembly connected to the second motor and to the palm body.
  • Said first finger mechanism assembly comprises at least two portions articulated by means of a connection and said first finger mechanism assembly is movable between an open position in which the first portion and the second portion are substantially aligned with each other and a closed position in which the second portion has pivoted with respect to the first portion, in particular to close the robotic gripper in order to grip said predefined gripping means device.
  • the first motor is configured to enable the first finger mechanism assembly to move from the open position to the closed position, and vice versa, by driving said first portion of the first finger mechanism assembly which drives said second portion of the first finger mechanism assembly around said connection, such that said first finger mechanism assembly grasps or, vice versa, releases, the predefined gripping means device.
  • the second finger mechanism assembly comprises at least two articulated portions connected to the palm body by means of a ball-and-socket type connection and to each other by means of another connection, and said second finger mechanism assembly being movable between an open position in which the first portion and the second portion are substantially aligned with each other and a closed position in which the second portion has pivoted with respect to the first portion, in particular to close the robotic gripper in order to assist the first finger mechanism assembly to grasp said predefined gripping means device.
  • the second motor is configured to allow the second finger mechanism assembly to move from the open position to the closed position, and vice versa, by driving said first portion of the second finger mechanism assembly which drives said second portion of the second finger mechanism assembly around said other link, such that said second finger mechanism assembly does not obstruct the gripping or, conversely, the releasing, of the gripping means device predefined by the first finger mechanism assembly.
  • the second set of finger mechanisms allows the first set of finger mechanisms to grip the gripping means device without hindering or interfering with the gripping. In other words, the second set of finger mechanisms frees the inward access of the first set of finger mechanisms to the gripping means device. Furthermore, the mobility of the second set of finger mechanisms allows the robotic gripper to grip the gripping means device similar to that of a human hand.
  • the second set of finger mechanisms may also provide assistance to the first set of finger mechanisms to grasp, or reciprocally release, the gripping means device.
  • a single motor is connected to the second set of finger mechanisms.
  • a single motor is sufficient to enable the closing movement of the second set of finger mechanisms to enable the robotic gripper to close.
  • the robotic gripper with a single motor for the movement of the first set of finger mechanisms and a single motor for the second set of finger mechanisms, is lighter and less expensive than known robotic grippers.
  • the ball joint connecting the palm body to the first portion of the second finger mechanism assembly comprises a first pivot connection comprising a hollow body in which a shaft is housed, the hollow body being configured to pivot around the shaft, such that the second finger mechanism assembly pivots from a position in which it is inscribed in a frontal plane of the palm body, to a position in which the second finger mechanism assembly is substantially orthogonal to said plane, and vice versa.
  • the activated motor drives the shaft, which is housed in the hollow body, into rotation.
  • the shaft is fixedly connected in the hollow body.
  • the rotation of the shaft drives the hollow body into rotation.
  • the shaft and the hollow body form the pivot connection allowing the thumb to pivot from the position in which it is inscribed in the frontal plane of the palm body to the position in which the second set of finger mechanisms is substantially orthogonal to said plane, and vice versa.
  • the second set of finger mechanisms and in particular the thumb, does not hinder the grasping or, conversely, the release of the gripping means device predefined by the first set of finger mechanisms.
  • the ball joint connecting the palm body to the first portion of the second finger mechanism assembly comprises a second pivot connection, a groove being formed in an outer wall of the hollow body of the first pivot connection and a guide stud projecting from the first portion towards the hollow body, said guide stud being engaged in the groove and configured to cooperate with said groove so as to translate along the groove, the groove and the guide stud forming the second pivot connection.
  • the groove and in particular its shape makes it possible to define the movement of the thumb when closing the robotic gripper.
  • the palm body is hollow and is configured to house electronic components of the robotic gripper.
  • the first finger mechanism assembly comprises a plurality of finger mechanisms each connected to the first motor and each comprising at least two portions articulated by means of a link, each finger mechanism of the first finger mechanism assembly being movable between an open position, in which the first portion and the second portion are substantially aligned with each other, and a closed position in which the second portion has pivoted with respect to the first portion, in particular to close the robotic gripper in order to grasp said predefined gripping means device.
  • the activated motor drives the rotation of the actuating means which will cause the movement of the force distributor.
  • the movement by translation of the force distributor, allows the finger mechanism to which it is connected to move from the open position to the closed position, and vice versa.
  • the force distributor drives the movement of the first portion, which itself drives, by its movement, the movement of the second portion, causing the robotic gripper to close and therefore the finger mechanism to move from the open position to the closed position.
  • the reverse movement is performed for the move from the closed position to the open position.
  • the second finger mechanism assembly comprises at least one thumb, comprising two articulated portions connected to the palm body by means of a ball-and-socket type connection and to each other by means of another connection, said thumb being movable between an open position, in which the first portion and the second portion are substantially aligned with each other and a closed position, in which the second portion has pivoted with respect to the first portion, in particular to close the robotic gripper in order to assist the first finger mechanism assembly in gripping said predefined gripping means device.
  • the first portion comprises a connecting rod and the second portion comprises another connecting rod, said connecting rods being connected to each other by means of a pivot-type connection.
  • the first portion comprises a first connecting rod and a second extendable connecting rod and the second portion comprises a third connecting rod, the first connecting rod being connected on the one hand by means of a pivot connection at a first point to the hollow body and on the other hand by means of a pivot-type connection to the third connecting rod at a second point, the second extendable connecting rod being connected on the one hand by means of a pivot connection at a third point, distinct from the first point, to the hollow body, and on the other hand by means of a pivot-type connection to the third connecting rod at a fourth point, distinct from the second point, the extendable connecting rod being configured to move from a folded position to a deployed position.
  • the extendable connecting rod stores the energy generated by opening and closing the robotic gripper, as well as the energy generated by an impact on the second set of finger mechanisms. Storing this energy helps limit breakage of the robotic gripper.
  • the first portion comprises a first connecting rod and a jack and the second portion comprises a third connecting rod
  • the first connecting rod being connected on the one hand by means of a pivot connection at a first point to the hollow body and on the other hand by means of a pivot-type connection to the third connecting rod at a second point
  • the jack being connected on the one hand by means of a pivot connection at a third point, distinct from the first point, to the hollow body, and on the other hand by means of a pivot-type connection to the third connecting rod at a fourth point, distinct from the second point
  • the jack being configured to move from a folded position to a deployed position.
  • the cylinder stores the energy generated by the opening and closing of the robotic gripper, as well as the energy generated by an impact on the second set of finger mechanisms. Storing this energy helps limit the damage to the robotic gripper.
  • the second finger mechanism assembly further comprises at least one pad connected to the first portion and/or to the second portion, such that in the closed position of the second finger mechanism assembly, said pad is configured to fit the predefined universal gripping means device.
  • the pad increases the contact surface between the robotic gripper and the universal gripping device, thus improving the latter's gripping and its retention in the robotic gripper.
  • the second set of finger mechanisms and the first set of finger mechanisms are configured to cooperate with a stop of the predefined gripping means device so as to passively ensure the correct positioning of said robotic gripper with respect to the predefined gripping means device.
  • the invention also relates to an assembly comprising a robotic gripper as described above and at least one predefined universal gripping means device, the robotic gripper being configured to grip and/or release the universal gripping means device.
  • the invention relates to a robotic gripper 1, as shown in the .
  • the robotic gripper 1 is configured to grip a predefined gripping means device 2.
  • the robotic gripper 1 comprises at least a first set of finger mechanisms 6, comprising a plurality of finger mechanisms 6B, in particular three finger mechanisms 6B each connected to a palm body 10 composed of an operating mechanism of the robotic gripper 1 housed in a frame and covered by a cover 11.
  • Each finger mechanism 6B here comprises two articulated portions, a first portion 61 and a second portion 62, articulated by means of a connection 60, in particular a pivot type connection.
  • Each finger mechanism 6B is movable between an open position and a closed position.
  • the first portion 60 and the second portion 62 are substantially aligned with each other.
  • the second portion 62 has pivoted relative to the first portion 61, in particular to close the robotic gripper 1 in order to grasp said predefined gripping means device 2.
  • the robotic gripper 1 has a second set of finger mechanisms 6A connected to the palm body 10.
  • the second set of finger mechanism 6A has at least one thumb 9.
  • the thumb 9 comprises two articulated portions, namely a first portion 91 and a second portion 92, connected to the palm body 10 by means of a ball-and-socket type connection 600.
  • the first portion 91 and the second portion 92 are connected to each other by means of another connection 93, of the pivot type.
  • the thumb 9 is movable between an open position, in which the first portion 91 and the second portion 92 are substantially aligned with each other, and a closed position, in which the second portion 92 has pivoted with respect to the first portion 91, in particular to close the robotic gripper 1 so as not to obstruct the gripping or, conversely, the releasing, of the predefined gripping means device 2 by the first set of finger mechanisms 6.
  • the second set of finger mechanisms 6A allows the first set of finger mechanisms 6 to grip the gripping means device 2 without hindering or hindering the gripping. In other words, the second set of finger mechanisms 6A frees the inward access of the first set of finger mechanisms 6 to the gripping means device 2. Furthermore, the mobility of the second set of finger mechanisms 6A allows the gripping means device 2 to be gripped by the robotic gripper 1 similar to that of a human hand.
  • the second set of finger mechanisms 6A may also provide assistance to the first set of finger mechanisms 6 to grasp, or reciprocally release, the gripping means device 2.
  • a single motor 3A is connected to the second set of finger mechanisms 6A.
  • a single motor 3A is sufficient to enable the closing movement of the second set of finger mechanisms 6A to enable the closing of the robotic gripper 1.
  • the robotic gripper 1, with a single motor 3 for the movement of the first set of finger mechanisms 6 and a single motor 3A for the second set of finger mechanisms 6A, is lighter and less expensive than known robotic grippers.
  • the palm body 10 is hollow and is configured to house electronic components of the robotic gripper 1.
  • the ball joint 600 connecting the palm body 10 to the first portion 91 of the second finger mechanism assembly 6A comprises a first pivot connection 601 comprising a hollow body 602 in which a shaft 603 is housed, the hollow body 602 being configured to pivot around the shaft 603, so that the second finger mechanism assembly 6A pivots from a position in which it is inscribed in a frontal plane of the palm body 10, to a position in which the second finger mechanism assembly 6A is substantially orthogonal to said plane, and vice versa.
  • the activated motor 3A drives the shaft 603 in rotation, which is housed in the hollow body 602.
  • the shaft 603 is fixedly connected in the hollow body 602.
  • the rotation of the shaft 603 drives the hollow body 602 in rotation.
  • the shaft 603 and the hollow body 602 form the pivot connection 601 allowing the thumb 9 to pivot from the position in which it is inscribed in the frontal plane of the palm body 10 to the position in which the second finger mechanism assembly 6A is substantially orthogonal to said plane, and vice versa.
  • the second finger mechanism assembly 6A and in particular the thumb 9 does not prevent the predefined gripping means device 2 from being grasped or, conversely, released by the first finger mechanism assembly 6.
  • the ball joint 600 connecting the palm body 10 to the first portion 91 of the second finger mechanism assembly 6A comprises a second pivot connection 604.
  • a groove 605 is formed in an external wall of the hollow body 602 of the first pivot connection 601 and a guide stud projects from the first portion 91 towards the hollow body 602.
  • the guide stud is engaged in the groove 605 and configured to cooperate with said groove 605 so as to translate along the groove 605.
  • the groove 605 and the guide stud form the second pivot connection 604.
  • the groove 605 in particular due to its shape, makes it possible to define the movement of the thumb 9 when closing the robotic gripper 1.
  • one of the finger mechanisms 6B and/or the thumb 9 may comprise a side bearing 7.
  • the side bearing 7 is configured to allow the alignment of the predefined gripping means 2 in the robotic gripper 1.
  • the first portion 91 comprises a connecting rod 94 and the second portion 92 comprises another connecting rod 95.
  • the connecting rods 94, 95 are connected to each other by means of the pivot-type connection 93.
  • Connecting rods 94 and 95 can for example be rigid connecting rods.
  • the first portion 91 comprises a first connecting rod, the connecting rod 94 and a second extendable connecting rod 96.
  • the second portion 92 comprises a third connecting rod, the connecting rod 95.
  • the connecting rod 94 is connected on the one hand by means of a pivot connection at a first point 97 to the hollow body 602 and on the other hand by means of a pivot-type connection to the third connecting rod 95 at a second point 98.
  • the second extendable connecting rod 96 is connected on the one hand by means of a pivot connection at a third point 99, distinct from the first point 97, to the hollow body 602, and on the other hand by means of a pivot-type connection to the third connecting rod 95 at a fourth point 100, distinct from the second point 98.
  • the extendable connecting rod 96 is configured to pass from a folded position ( ) to a deployed position ( ).
  • the second point 98 and the fourth point 100 form the connection 93 of the thumb 9.
  • the extendable connecting rod 96 makes it possible to store the energy generated by the opening and closing of the robotic gripper 1, but also the energy generated by an impact on the second set of finger mechanisms 6A. The storage of this energy makes it possible to limit the breakage of the robotic gripper 1.
  • the extendable connecting rod 96 can be replaced by a jack.
  • the first portion 91 can comprise a first connecting rod 94 and a jack and the second portion 92 can comprise a third connecting rod 95, the first connecting rod 94 being connected on the one hand by means of a pivot connection at a first point 97 to the hollow body 602 and on the other hand by means of a pivot-type connection to the third connecting rod 95 at a second point 98, the jack being connected on the one hand by means of a pivot connection at a third point 99, distinct from the first point 97, to the hollow body 602, and on the other hand by means of a pivot-type connection to the third connecting rod 95 at a fourth point 100, distinct from the second point 98, the jack being configured to move from a folded position to a deployed position.
  • the cylinder stores the energy generated by the opening and closing of the robotic gripper 1, but also the energy generated by an impact on the second set of finger mechanisms 6A. The storage of this energy limits the breakage of the robotic gripper 1.
  • the second finger mechanism assembly 6A is connected to a motor 3A.
  • the motor 3A is configured to allow the second finger mechanism assembly 6A to move from the open position to the closed position, and vice versa, by driving the first portion 91 of the second finger mechanism assembly 6A which drives the second portion 92 of the second finger mechanism assembly 6A around the other connection 93, so that said second finger mechanism assembly 6A assists in gripping or, vice versa, in releasing, the predefined gripping means device 2.
  • the thumb 9 can rotate 90° to allow the gripping means device 2 to be gripped by the finger mechanisms 6B, but also to allow its release. Furthermore, the thumb 9, by its movement, can allow, in cooperation with the finger mechanisms 6B, to passively align the gripping means device 2 in the robotic gripper 1.
  • the second finger mechanism assembly 6A further comprises at least one pad 8A connected to the first portion 91 and/or to the second portion 92, such that in the closed position of the second finger mechanism assembly 6A, said pad 8A is configured to fit the predefined universal gripping means device 2.
  • each of the finger mechanisms 6B and the thumb 9 comprises a side bearing 7.
  • each finger mechanism 6B may comprise a pad 8.
  • the pad 8 is connected to the first portion 61 and/or to the second portion 62. In the closed position of the finger mechanism 6, each pad 8 is configured to adapt to the predefined universal gripping means device 2.
  • the pad 8 makes it possible to increase the contact surface between the robotic gripper 1 and the universal gripping means device 2, thereby improving the gripping of the latter and its retention in the robotic gripper 1.
  • thumb 9 and the finger mechanisms 6B are configured to cooperate with a stop of the predefined gripping means device 2, so as to passively ensure the correct positioning of the robotic gripper 1, with respect to the predefined gripping means device 2.
  • the robotic gripper 1 further comprises at least one motor 3, at least one actuating means 4 and at least one force distributor 5.
  • the motor 3 is connected to the actuating means 4, itself connected to the force distributor 5.
  • the force distributor 5 is connected to each finger mechanism 6.
  • the motor 3 is configured to drive the actuating means 4 so as to actuate the force distributor 5.
  • the force distributor 5 is configured to move the finger mechanism 6B from the open position to the closed position and vice versa.
  • the force distributor 5 is configured to drive the first portion 61 which drives the second portion 62 around the connection 60, so that the finger mechanism 6B grips or vice versa, releases, the predefined gripping means device 2.
  • the force distributor 5 is configured to drive the movement of the first portion 61, which itself is configured to drive the movement of the second portion 62, via the link 60.
  • the first portion 61 comprises at least one rod 63.
  • the rod 63 is on the one hand connected by means of a pivot-type connection 64 to the force distributor 5.
  • the second portion 62 comprises at least one rod 65, different from the rod 63.
  • the rod 63 of the first portion 61 and the rod 65 of the second portion 62 are connected by the connection 60 connecting the first portion 61 and the second portion 62.
  • the pivot-type connection 60 connecting the first portion 61 and the second portion 62 may comprise a disc 66, configured to pivot about an axis of rotation.
  • the first portion 61 and the second portion 62 are each connected to the disc 66.
  • the force distributor 5 comprises an arcuate rod to which the rods 63 of the finger mechanisms 6 are connected.
  • the rods 63 are connected to the arcuate rod of the force distributor 5 by means of a pivot-type connection.
  • the finger mechanisms 6B are distributed along the length of the force distributor rod 5.
  • the rod of the force distributor 5 is arched so that each finger mechanism 6B has a different angle when they are connected to it. This allows kinematics close to that of a human hand when gripping an object to be obtained.
  • the finger mechanisms 6, during their movements are not parallel to each other but are concentrated towards a central point during closing.
  • an opening is provided in the arcuate rod of the force distributor 5, so as to allow at least part of the actuating means 4 to pass through, allowing it to translate.
  • the pivot connection 64 connecting the first portion 61 of the finger mechanism 6B and the force distributor 5 has mechanical play. This mechanical play is configured to allow passive alignment of the plurality of finger mechanisms 6, here of the three finger mechanisms 6, between their open position and their closed position.
  • the actuating means 4 may comprise at least one gear 67 and one worm screw 68.
  • the gear 67 is connected to the motor 3 on the one hand and to the worm screw 68 on the other hand.
  • the worm screw 68 is connected to the force distributor 5, in particular the worm screw 68 passes through the opening made in the arcuate rod of the force distributor 5, itself connected to the finger mechanisms 6.
  • a button can be added at the end of travel of the worm screw 68, so as to automate the calibration of the robotic gripper 1 each time the robot is switched on, the initial position of the robotic gripper being known. After calibration, the absolute position of the finger mechanisms 6B can be known at any time.
  • the motor 3 is configured to drive the gear 67 in rotation, itself configured to drive the worm screw 68 in translation.
  • the worm screw 68 is then configured to drive the force distributor 5 in translation, configured to move each finger mechanism 6B from their open position to their closed position and/or from their closed position to their open position.
  • the motor 3 may include an encoder making it possible to control the relative position of the finger mechanisms 6 at any time.
  • the thread of the worm screw 68 is inclined. This inclination allows the worm screw 68 to self-lock, that is to say not to start rotating without power from the motor 3, and therefore to lock the robotic gripper in a position.
  • the finger mechanisms 6B can grip the gripping means device by adopting the closed position and maintain this closed position, without consuming energy from the motor 3 for the entire time that the closed position is maintained.
  • the inclination of the thread of the worm screw 68 makes it possible to consume the energy of the motor 3 only when moving from the open position to the closed position and vice versa, and not when maintaining one of these two positions.
  • the finger mechanisms 6B are in an open position, i.e. a position in which the first portion 61 and the second portion 62 are substantially aligned with each other.
  • the motor 3 is activated, rotating the gears 67 of the actuating means 4.
  • the gear 67 drives the movement of the worm screw 68, which will translate in the direction of the force distributor 5, causing the translation of said force distributor 5 in the opposite direction, i.e. in the direction of the motor 3.
  • the translation of the force distributor 5 causes the rotation about the connection 64 of the rod 63, which by its movement causes the rotation of the rod 62, causing the closing of the finger mechanisms 6.
  • the reverse movement is performed.
  • the motor 3 is activated in the opposite direction to that in which it is activated to move from the open position to the closed position, rotating the gears 67 of the actuating means 4, also in the opposite direction to previously.
  • the gear 67 drives the movement of the worm screw 68, which will translate in the opposite direction with respect to the force distributor 5, causing the translation of said force distributor 5 in the direction of the finger mechanisms 6.
  • the translation of the force distributor 5 causes the rotation about the connection 64 of the rod 63 which, by its movement, causes the rotation of the rod 62, causing the opening of the finger mechanisms 6.
  • the invention also relates to an assembly comprising a robotic gripper 1, as previously described, and at least one predefined universal gripping means device 2.
  • the robotic gripper 1 is configured to grip and/or release the universal gripping means device 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

La présente invention vise un préhenseur robotique (1) comportant un premier ensemble de mécanisme de doigt (6) et un deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A), chacun étant configuré pour être mobile entre une position ouverte et une position fermée, le premier ensemble de mécanisme de doigt (6) étant configuré pour saisir ou, réciproquement relâcher un dispositif de moyen de préhension prédéfini et le deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) étant configuré pour aider à la saisie ou, réciproquement, au relâchement, du dispositif de moyen de préhension prédéfini.

Description

Préhenseur robotique destiné à coopérer avec un dispositif de moyen de préhension prédéfini
La présente invention concerne le domaine des robots, notamment des robots humanoïdes. Plus précisément, l’invention concerne un préhenseur robotique destiné à coopérer avec un dispositif de moyen de préhension universel prédéfini.
 ETAT DE LA TECHNIQUE
Il est connu de l’état de la technique une main robotique pour robot humanoïde. En particulier, une telle main robotique comporte notamment un moteur, une vis, un arbre et quatre doigts associés chacun à une roue d’entrainement. Le moteur est relié à une extrémité de la vis, elle-même reliée par son autre extrémité à l’arbre. Les roues d’entrainement sont réparties sur l’arbre et sont configurées pour enrouler et/ou dérouler autour d’elles un fil étendu dans le doigt auquel chacune est associée.
Ainsi, le moteur est configuré pour entrainer en rotation la vis qui est configurée pour elle-même entrainer en rotation l’arbre qui provoque la rotation des roues d’entrainement et donc l’enroulement ou le déroulement des fils autour de chaque roue d’entrainement provoquant ainsi le pliage des doigts ou leur ouverture. L’utilisation de fils dans la main robotique permet d’obtenir des doigts de taille réduite, s’adaptant à une pluralité de formes et d’objets.
Par ailleurs, il est connu que la main robotique comporte en outre un autre moteur relié à une autre vis, un autre arbre et un pouce associé chacun à une roue d’entrainement. La configuration et le fonctionnement sont similaires à ceux précédemment présentés. La main présente alors des doigts indépendants du pouce, de sorte à permettre à la main robotique d’avoir la fonction de pince pour la préhension d’objets.
Toutefois, avec le temps et à force d’être enroulés et déroulés, les fils se déforment et se détendent provoquant un manque de précision dans le pliage et le dépliage des doigts, notamment une résistance moindre lors de la préhension. En effet, la fixation du fil sur la roue d’entrainement entraine un jeu important et donc une limitation dans la précision de la saisie et dans l’adaptation à la pluralité d’objets. Par ailleurs, la friction des fils lors de leur utilisation entraine l’usure des roues d’entrainement, et donc la nécessité d’une maintenance régulière et couteuse. De plus, cette déformation des fils peut engendrer leur glissement des roues d’entrainement, ce qui provoque le blocage total de la main robotique.
Par ailleurs, le diamètre des fils de la main robotique détermine la force maximale des doigts et donc de la préhension. En effet, plus les fils sont fins et plus la force de préhension est faible. Ainsi, plus la force de préhension doit être importante et plus les fils doivent présenter un diamètre important et donc plus les dimensions de la main seront importantes, les roues d’entrainement par exemples devant avoir des dimensions plus importantes.
La présente invention vise donc à résoudre au moins en partie les problèmes susmentionnés en proposant un préhenseur robotique configuré pour saisir un dispositif de moyen de préhension prédéfini, capable de saisir des charges importantes en gardant une taille réduite.
 PRESENTATION DE L’INVENTION
Plus précisément, l’invention a pour objet un préhenseur robotique configuré pour saisir un dispositif de moyen de préhension prédéfini. Ledit préhenseur robotique comporte un corps de paume ; au moins deux moteurs, soit un premier moteur et un deuxième moteur ; au moins un premier ensemble de mécanisme de doigt relié au premier moteur et au corps de paume ; et au moins un deuxième ensemble de mécanisme de doigt relié au deuxième moteur et au corps de paume. Ledit premier ensemble de mécanisme de doigt comporte au moins deux portions articulées au moyen d’une liaison et ledit premier ensemble de mécanisme de doigt est mobile entre une position ouverte dans laquelle la première portion et la deuxième portion sont sensiblement alignées l’une par rapport à l’autre et une position fermée dans laquelle la deuxième portion a pivoté par rapport à la première portion, notamment pour fermer le préhenseur robotique en vue de saisir ledit dispositif de moyen de préhension prédéfini. Le premier moteur est configuré pour permettre le passage du premier ensemble de mécanisme de doigt de la position ouverte et la position fermée, et réciproquement, en entrainant ladite première portion du premier ensemble de mécanisme de doigt qui entraine ladite deuxième portion du premier ensemble de mécanisme de doigt autour de ladite liaison, de sorte que ledit premier ensemble de mécanisme de doigt saisisse ou, réciproquement, relâche, le dispositif de moyen de préhension prédéfini. Le deuxième ensemble de mécanisme de doigt comporte au moins deux portions articulées reliées au corps de paume au moyen d’une liaison de type rotule et entre elles au moyen d’une autre liaison, et ledit deuxième ensemble de mécanisme de doigt étant mobile entre une position ouverte dans laquelle la première portion et la deuxième portion sont sensiblement alignées l’une par rapport à l’autre et une position fermée dans laquelle la deuxième portion a pivoté par rapport à la première portion, notamment pour fermer le préhenseur robotique en vue d’aider le premier ensemble de mécanisme de doigt à saisir ledit dispositif de moyen de préhension prédéfini. Le deuxième moteur est configuré pour permettre le passage du deuxième ensemble de mécanisme de doigt de la position ouverte et la position fermée, et réciproquement, en entrainant ladite première portion du deuxième ensemble de mécanisme de doigt qui entraine ladite deuxième portion du deuxième ensemble de mécanisme de doigt autour de ladite autre liaison, de sorte que ledit deuxième ensemble de mécanisme de doigt ne fasse pas obstacle à la saisie ou, réciproquement, au relâchement, du dispositif de moyen de préhension prédéfini par le premier ensemble de mécanisme de doigt.
Le deuxième ensemble de mécanisme de doigt permet de laisser le premier ensemble de mécanisme de doigt saisir le dispositif de moyen de préhension, sans faire obstacle, sans gêner la saisie. En d’autres termes, le deuxième ensemble de mécanisme de doigt libère l’accès vers l’intérieur du premier ensemble de mécanisme de doigt au dispositif de moyen de préhension. Par ailleurs, la mobilité du deuxième ensemble de mécanisme de doigt permet une saisie du dispositif de moyen de préhension par le préhenseur robotique similaire à celle d’une main humaine.
Le deuxième ensemble de mécanisme de doigt peut également permettre une aide au premier ensemble de mécanisme de doigt pour saisir, ou réciproquement relâcher, le dispositif de moyen de préhension.
Un seul moteur est relié au deuxième ensemble de mécanisme de doigt. Ainsi, un seul moteur est suffisant pour permettre le mouvement de fermeture du deuxième ensemble de mécanisme de doigt afin de permettre la fermeture du préhenseur robotique. Le préhenseur robotique, avec un seul moteur pour le mouvement du premier ensemble de mécanisme de doigt et un seul moteur pour le deuxième ensemble de mécanisme de doigt, est plus léger et moins cher que les préhenseurs robotiques connus.
En outre, la liaison rotule reliant le corps de paume à la première portion du deuxième ensemble de mécanisme de doigt comporte une première liaison pivot comprenant un corps creux dans lequel est logé un arbre, le corps creux étant configuré pour pivoter autour de l’arbre, de sorte que le deuxième ensemble de mécanisme de doigt pivote d’une position dans lequel il est inscrit dans un plan frontal du corps de paume, vers une position dans lequel le deuxième ensemble de mécanisme de doigt est sensiblement orthogonal audit plan, et réciproquement.
Le moteur activé entraine l’arbre en rotation, qui est logé dans le corps creux. L’arbre est relié fixement dans le corps creux. Ainsi, la rotation de l’arbre entraine le corps creux en rotation. L’arbre et le corps creux forment la liaison pivot permettant le pivotement du pouce de la position dans lequel il est inscrit dans le plan frontal du corps de paume vers la position dans lequel le deuxième ensemble de mécanisme de doigt est sensiblement orthogonal audit plan, et réciproquement. C’est ainsi que le deuxième ensemble de mécanisme de doigt et en particulier le pouce ne fait pas obstacle à la saisie ou, réciproquement, au relâchement, du dispositif de moyen de préhension prédéfini par le premier ensemble de mécanisme de doigt.
De plus, la liaison rotule reliant le corps de paume à la première portion du deuxième ensemble de mécanisme de doigt comporte une deuxième liaison pivot, une rainure étant formée dans une paroi externe du corps creux de la première liaison pivot et un plot de guidage saillant de la première portion en direction du corps creux, ledit plot de guidage étant engagé dans la rainure et configuré pour coopérer avec ladite rainure de sorte à translater le long de la rainure, la rainure et le plot de guidage formant la deuxième liaison pivot.
La rainure et en particulier sa forme permet de définir le mouvement du pouce lors de la fermeture du préhenseur robotique.
Avantageusement, le corps de paume est creux et est configuré pour loger des composantes électroniques du préhenseur robotique.
Avantageusement, le premier ensemble de mécanisme de doigt comporte une pluralité de mécanismes de doigts chacun relié au premier moteur et comportant chacun au moins deux portions articulées au moyen d’une liaison, chaque mécanisme de doigt du premier ensemble de mécanisme de doigt étant mobile entre une position ouverte, dans laquelle la première portion et la deuxième portion sont sensiblement alignées l’une par rapport à l’autre, et une position fermée dans laquelle la deuxième portion a pivoté par rapport à la première portion, notamment pour fermer le préhenseur robotique en vue de saisir ledit dispositif de moyen de préhension prédéfini.
Le moteur activé entraine la rotation du moyen d’actionnement qui va entrainer le mouvement du distributeur de force. Le mouvement, par translation du distributeur de force, permet le passage du mécanisme de doigt auquel il est relié, de la position ouverte à la position fermée, et réciproquement. En particulier, le distributeur de force entraine le mouvement de la première portion, qui entraine elle-même, par son mouvement, le mouvement de la deuxième portion, provoquant la fermeture du préhenseur robotique et donc le passage de la position ouverte à la position fermée du mécanisme de doigt. Le mouvement inverse est effectué pour le passage de la position fermée à la position ouverte.
Avantageusement, le deuxième ensemble de mécanisme de doigt comporte au moins un pouce, comportant deux portions articulées reliées au corps de paume au moyen d’une liaison de type rotule et entre elles au moyen d’une autre liaison, ledit pouce étant mobile entre une position ouverte, dans laquelle la première portion et la deuxième portion sont sensiblement alignées l’une par rapport à l’autre et une position fermée, dans laquelle la deuxième portion a pivoté par rapport à la première portion, notamment pour fermer le préhenseur robotique en vue d’aider le premier ensemble de mécanisme de doigt à saisir ledit dispositif de moyen de préhension prédéfini.
Avantageusement, la première portion comporte une bielle et la deuxième portion comporte une autre bielle, lesdites bielles étant reliées entre elles au moyen d’une liaison de type pivot.
Avantageusement, la première portion comporte une première bielle et une deuxième bielle extensible et la deuxième portion comporte une troisième bielle, la première bielle étant reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un premier point au corps creux et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle en un deuxième point, la deuxième bielle extensible étant reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un troisième point, distinct du premier point, au corps creux, et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle en un quatrième point, distinct du deuxième point, la bielle extensible étant configurée pour passer d’une position repliée à une position déployée.
La bielle extensible permet d’emmagasiner l’énergie générée par l’ouverture et la fermeture du préhenseur robotique, mais aussi l’énergie générée par un choc sur le deuxième ensemble de mécanisme de doigt. L’emmagasinement de cette énergie permet de limiter la casse du préhenseur robotique.
Avantageusement, la première portion comporte une première bielle et un vérin et la deuxième portion comporte une troisième bielle, la première bielle étant reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un premier point au corps creux et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle en un deuxième point, le vérin étant reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un troisième point, distinct du premier point, au corps creux, et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle en un quatrième point, distinct du deuxième point, le vérin étant configurée pour passer d’une position repliée à une position déployée.
Le vérin permet d’emmagasiner l’énergie générée par l’ouverture et la fermeture du préhenseur robotique, mais aussi l’énergie générée par un choc sur le deuxième ensemble de mécanisme de doigt. L’emmagasinement de cette énergie permet de limiter la casse du préhenseur robotique.
Avantageusement, le deuxième ensemble de mécanisme de doigt comporte en outre au moins un coussinet relié à la première portion et/ou à la deuxième portion, de sorte qu’en position fermée du deuxième ensemble de mécanisme de doigt, ledit coussinet est configuré pour s’adapter au dispositif de moyen de préhension universel prédéfini.
Le coussinet permet d’augmenter la surface de contact entre le préhenseur robotique et le dispositif moyen de préhension universel, améliorant ainsi la saisie de ce dernier et son maintien dans le préhenseur robotique.
Avantageusement, le deuxième ensemble de mécanisme de doigt et le premier ensemble de mécanisme de doigt sont configurés pour coopérer avec une butée du dispositif de moyen de préhension prédéfini de sorte à assurer passivement le positionnement correct dudit préhenseur robotique vis-à-vis du dispositif de moyen de préhension prédéfini.
L’invention concerne également un ensemble comportant un préhenseur robotique tel que décrit précédemment et au moins un dispositif de moyen de préhension universel prédéfini, le préhenseur robotique étant configuré pour saisir et/ou relâcher le dispositif de moyen de préhension universel.
 PRESENTATION DES FIGURES
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels :
La est une représentation schématique du préhenseur robotique selon l’invention, dans une position ouverte des premier et deuxième ensembles de mécanismes de doigts, le préhenseur robotique comportant un couvercle permettant de couvrir son mécanisme de fonctionnement ;
La est une vue semblable du préhenseur robotique de la , mais dans lequel le couvercle a été omis, rendant visible le mécanisme de fonctionnement du préhenseur robotique ;
La est une vue de dessus du préhenseur robotique de la , dans lequel les mécanismes de doigt du premier ensemble de mécanisme de doigt ont été rendu visibles ;
La est une représentation schématique de l’ensemble selon l’invention comportant le préhenseur robotique de la , en position fermée, dans lequel est disposé un dispositif de moyen de préhension universel ;
La est vue de droite de l’ensemble de la  ;
La est une vue de dessus de l’ensemble de la  ;
La est une vue de droite et en coupe de l’ensemble de la , rendant particulièrement visible les mécanismes de doigt dans une position fermée du préhenseur robotique ;
La est une vue de face du préhenseur robotique de la , auquel a été omis le couvercle et le premier ensemble de mécanisme de doigt, de sorte à rendre particulièrement visible le deuxième ensemble de mécanisme de doigt ;
La est un agrandissement de la liaison reliant le deuxième ensemble de mécanisme de doigt au corps de paume du préhenseur robotique de la  ;
La est une représentation schématique du deuxième ensemble de mécanisme de doigt du préhenseur robotique de la , dans sa position fermée ; et
La est une représentation schématique du deuxième ensemble de mécanisme de doigt du préhenseur robotique de la , dans sa position ouverte.
Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour permettre de mettre en œuvre l’invention ; bien que non limitatives, lesdites figures servent notamment à mieux définir l’invention le cas échéant.
 DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
L’invention concerne un préhenseur robotique 1, tel que représenté sur la .
Le préhenseur robotique 1 est configuré pour saisir un dispositif de moyen de préhension 2 prédéfini.
En référence à la , le préhenseur robotique 1 comporte au moins un premier ensemble de mécanisme de doigt 6, comportant une pluralité de mécanisme de doigts 6B, notamment trois mécanismes de doigts 6B chacun relié à un corps de paume 10 composé d’un mécanisme de fonctionnement du préhenseur robotique 1 logé dans un châssis et couvert par un couvercle 11.
Chaque mécanisme de doigt 6B comporte ici deux portions articulées, une première portion 61 et une deuxième portion 62, articulées au moyen d’une liaison 60, en particulier une liaison de type pivot.
Chaque mécanisme de doigt 6B est mobile entre une position ouverte et une position fermée. En position ouverte, la première portion 60 et la deuxième portion 62 sont sensiblement alignées l’une par rapport à l’autre. En position fermée, la deuxième portion 62 a pivoté par rapport à la première portion 61, notamment pour fermer le préhenseur robotique 1 en vue de saisir ledit dispositif de moyen de préhension 2 prédéfini.
De plus, le préhenseur robotique 1 comporte un deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A relié au corps de paume 10.
Le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A comporte au moins un pouce 9.
En référence à la , le pouce 9 comporte deux portions articulées, à savoir une première portion 91 et une deuxième portion 92, reliées au corps de paume 10 au moyen d’une liaison de type rotule 600. La première portion 91 et la deuxième portion 92 sont reliées entre elles au moyen d’une autre liaison 93, de type pivot.
Le pouce 9 est mobile entre une position ouverte, dans laquelle la première portion 91 et la deuxième portion 92 sont sensiblement alignées l’une par rapport à l’autre et une position fermée, dans laquelle la deuxième portion 92 a pivoté par rapport à la première portion 91, notamment pour fermer le préhenseur robotique 1 en vue de ne pas faire obstacle à la saisie ou, réciproquement, au relâchement, du dispositif de moyen de préhension prédéfini 2 par le premier ensemble de mécanisme de doigt 6.
Le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A permet de laisser le premier ensemble de mécanisme de doigt 6 saisir le dispositif de moyen de préhension 2, sans faire obstacle, sans gêner la saisie. En d’autres termes, le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A libère l’accès vers l’intérieur du premier ensemble de mécanisme de doigt 6 au dispositif de moyen de préhension 2. Par ailleurs, la mobilité du deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A permet une saisie du dispositif de moyen de préhension 2 par le préhenseur robotique 1 similaire à celle d’une main humaine.
Le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A peut également permettre une aide au premier ensemble de mécanisme de doigt 6 pour saisir, ou réciproquement relâcher, le dispositif de moyen de préhension 2.
Un seul moteur 3A est relié au deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A. Ainsi, un seul moteur 3A est suffisant pour permettre le mouvement de fermeture du deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A afin de permettre la fermeture du préhenseur robotique 1. Le préhenseur robotique 1, avec un seul moteur 3 pour le mouvement du premier ensemble de mécanisme de doigt 6 et un seul moteur 3A pour le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A, est plus léger et moins cher que les préhenseurs robotiques connus.
Avantageusement, le corps de paume 10 est creux et est configuré pour loger des composantes électroniques du préhenseur robotique 1.
En référence aux figures 8 et 9, la liaison rotule 600 reliant le corps de paume 10 à la première portion 91 du deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A comporte une première liaison pivot 601 comprenant un corps creux 602 dans lequel est logé un arbre 603, le corps creux 602 étant configuré pour pivoter autour de l’arbre 603, de sorte que le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A pivote d’une position dans lequel il est inscrit dans un plan frontal du corps de paume 10, vers une position dans lequel le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A est sensiblement orthogonal audit plan, et réciproquement.
Le moteur 3A activé entraine l’arbre 603 en rotation, qui est logé dans le corps creux 602. L’arbre 603 est relié fixement dans le corps creux 602. Ainsi, la rotation de l’arbre 603 entraine le corps creux 602 en rotation. L’arbre 603 et le corps creux 602 forment la liaison pivot 601 permettant le pivotement du pouce 9 de la position dans lequel il est inscrit dans le plan frontal du corps de paume 10 vers la position dans lequel le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A est sensiblement orthogonal audit plan, et réciproquement. C’est ainsi que le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A et en particulier le pouce 9 ne fait pas obstacle à la saisie ou, réciproquement, au relâchement, du dispositif de moyen de préhension prédéfini 2 par le premier ensemble de mécanisme de doigt 6.
En référence à la , la liaison rotule 600 reliant le corps de paume 10 à la première portion 91 du deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A comporte une deuxième liaison pivot 604. En particulier, une rainure 605 est formée dans une paroi externe du corps creux 602 de la première liaison pivot 601 et un plot de guidage saille de la première portion 91 en direction du corps creux 602. Le plot de guidage est engagé dans la rainure 605 et configuré pour coopérer avec ladite rainure 605 de sorte à translater le long de la rainure 605. La rainure 605 et le plot de guidage forment la deuxième liaison pivot 604.
La rainure 605, en particulier à raison de sa forme, permet de définir le mouvement du pouce 9 lors de la fermeture du préhenseur robotique 1.
Tel que représenté sur la , un des mécanismes de doigt 6B et/ou le pouce 9 peut comporter un palier latéral 7. Le palier latéral 7 est configuré pour permettre l’alignement du moyen de préhension 2 prédéfini dans le préhenseur robotique 1.
En référence aux figures 10 et 11, la première portion 91 comporte une bielle 94 et la deuxième portion 92 comporte une autre bielle 95. Les bielles 94, 95 sont reliées entre elles au moyen de la liaison de type pivot 93.
Les bielles 94 et 95 peuvent par exemple être des bielles rigides.
Selon un mode de réalisation de l’invention représenté sur les figures 10 et 11, la première portion 91 comporte une première bielle, la bielle 94 et une deuxième bielle extensible 96. La deuxième portion 92 comporte une troisième bielle, la bielle 95. La bielle 94 est reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un premier point 97 au corps creux 602 et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle 95 en un deuxième point 98. La deuxième bielle extensible 96 est reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un troisième point 99, distinct du premier point 97, au corps creux 602, et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle 95 en un quatrième point 100, distinct du deuxième point 98. La bielle extensible 96 est configurée pour passer d’une position repliée ( ) à une position déployée ( ).
Dans ce mode de réalisation, le deuxième point 98 et le quatrième point 100 forme la liaison 93 du pouce 9.
La bielle extensible 96 permet d’emmagasiner l’énergie générée par l’ouverture et la fermeture du préhenseur robotique 1, mais aussi l’énergie générée par un choc sur le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A. L’emmagasinement de cette énergie permet de limiter la casse du préhenseur robotique 1.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, la bielle extensible 96 peut être remplacée par un vérin. En particulier, la première portion 91 peut comporter une première bielle 94 et un vérin et la deuxième portion 92 peut comporter une troisième bielle 95, la première bielle 94 étant reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un premier point 97 au corps creux 602 et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle 95 en un deuxième point 98, le vérin étant reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un troisième point 99, distinct du premier point 97, au corps creux 602, et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle 95 en un quatrième point 100, distinct du deuxième point 98, le vérin étant configurée pour passer d’une position repliée à une position déployée.
Le vérin permet d’emmagasiner l’énergie générée par l’ouverture et la fermeture du préhenseur robotique 1, mais aussi l’énergie générée par un choc sur le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A. L’emmagasinement de cette énergie permet de limiter la casse du préhenseur robotique 1.
Le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A est relié à un moteur 3A. Le moteur 3A est configuré pour permettre le passage du deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A de la position ouverte et la position fermée, et réciproquement, en entrainant la première portion 91 du deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A qui entraine la deuxième portion 92 du deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A autour de la autre liaison 93, de sorte que _ledit deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A aide à la saisie ou, réciproquement, au relâchement, du dispositif de moyen de préhension 2 prédéfini.
Ainsi, le pouce 9 peut effectuer une rotation de 90° pour permettre la préhension du dispositif de moyen de préhension 2, par les mécanismes de doigts 6B, mais également pour permettre son relâchement. Par ailleurs, le pouce 9, par son mouvement peut permettre en coopération avec les mécanismes de doigts 6B d’aligner passivement le dispositif de moyen de préhension 2 dans le préhenseur robotique 1.
Le deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A comporte en outre au moins un coussinet 8A relié à la première portion 91 et/ou à la deuxième portion 92, de sorte qu’en position fermée du deuxième ensemble de mécanisme de doigt 6A, ledit coussinet 8A est configuré pour s’adapter au dispositif de moyen de préhension universel 2 prédéfini.
De manière avantageuse, chacun des mécanismes de doigt 6B et le pouce 9 comportent un palier latéral 7.
En outre, chaque mécanisme de doigt 6B peut comporter un coussinet 8. Le coussinet 8 est relié à la première portion 61 et/ou à la deuxième portion 62. En position fermée du mécanisme de doigt 6, chaque coussinet 8 est configuré pour s’adapter au dispositif de moyen de préhension universel 2 prédéfini. Ainsi, le coussinet 8 permet d’augmenter la surface de contact entre le préhenseur robotique 1 et le dispositif moyen de préhension universel 2, améliorant ainsi la saisie de ce dernier et son maintien dans le préhenseur robotique 1.
Par ailleurs, le pouce 9 et les mécanismes de doigts 6B sont configurés pour coopérer avec une butée du dispositif de moyen de préhension 2 prédéfini, de sorte à assurer passivement le positionnement correct du préhenseur robotique 1, vis-à-vis du dispositif de moyen de préhension 2 prédéfini.
La représente le préhenseur robotique de la  ; seulement, le couvercle 11 a été enlevé, permettant de rendre visible le mécanisme de fonctionnement du préhenseur robotique 1.
En référence à la , le préhenseur robotique 1 comporte en outre au moins un moteur 3, au moins un moyen d’actionnement 4 et au moins un distributeur de force 5.
En particulier, le moteur 3 est relié au moyen d’actionnement 4, lui-même relié au distributeur de force 5. Le distributeur de force 5 est relié à chaque mécanisme de doigt 6.
Le moteur 3 est configuré pour entrainer le moyen d’actionnement 4 de sorte à actionner le distributeur de force 5.
Le distributeur de force 5 est configuré pour faire passer le mécanisme de doigt 6B de la position ouverte à la position fermée et réciproquement. En particulier, le distributeur de force 5 est configuré pour entrainer la première portion 61 qui entraine la deuxième portion 62 autour de la liaison 60, de sorte que le mécanisme de doigt 6B saisisse ou réciproquement, relâche, le dispositif de moyen de préhension 2 prédéfini.
Autrement dit, le distributeur de force 5 est configuré pour entraîner le mouvement de la première portion 61, qui elle-même est configurée pour entraîner le mouvement de la deuxième portion 62, via la liaison 60.
De plus, tel que cela est rendu visible sur les figures 3 et 7, la première portion 61 comporte au moins une tige 63. La tige 63 est d’une part reliée au moyen d’une liaison 64 de type pivot au distributeur de force 5. La deuxième portion 62 comporte au moins une tige 65, différente de la tige 63. La tige 63 de la première portion 61 et la tige 65 de la deuxième portion 62 sont reliées par la liaison 60 reliant la première portion 61 et la deuxième portion 62.
Tel que représenté sur la , la liaison 60 de type pivot reliant la première portion 61 et la deuxième portion 62 peut comporter un disque 66, configuré pour pivoter autour d’un axe de rotation. La première portion 61 et la deuxième portion 62 sont chacune reliée au disque 66.
En référence à la , le distributeur de force 5 comporte une tige arquée sur laquelle sont reliées les tiges 63 des mécanismes de doigts 6. En particulier, les tiges 63 sont reliées à la tige arquée du distributeur de force 5 au moyen d’une liaison de type pivot.
Les mécanismes de doigts 6B sont répartis sur la longueur de la tige du distributeur de force 5.
La tige du distributeur de force 5 est arquée de sorte à ce que chaque mécanisme de doigt 6B présente un angle différent quand ils y sont reliés. Cela permet l’obtention d’une cinématique proche de celle d’une main humaine lors de la préhension d’un objet. Ainsi, les mécanismes de doigts 6, lors de leurs mouvements, ne sont pas parallèles les uns aux autres mais se concentrent vers un point central lors de la fermeture.
De plus, une ouverture est ménagée dans la tige arquée du distributeur de force 5, de sorte à laisser passer au moins une partie du moyen d’actionnement 4, lui permettant de translater.
Tel que cela est représenté sur la , la liaison pivot 64 reliant la première portion 61 du mécanisme de doigt 6B et le distributeur de force 5 présente un jeu mécanique. Ce jeu mécanique est configuré pour permettre un alignement passif de la pluralité de mécanismes de doigts 6, ici des trois mécanismes de doigts 6, entre leur position ouverte et leur position fermée.
Le moyen d’actionnement 4, tel que représenté sur les figures 2 et 3 par exemple, peut comporter au moins un engrenage 67 et une vis sans fin 68.
L’engrenage 67 est relié au moteur 3 d’une part et à la vis sans fin 68 d’autre part. La vis sans fin 68 est reliée au distributeur de force 5, en particulier la vis sans fin 68 traverse l’ouverture ménagée dans la tige arquée du distributeur de force 5, lui-même relié aux mécanismes de doigt 6.
De plus, un bouton peut être ajouté en fin de course de la vis sans fin 68, de sorte à automatiser le calibrage du préhenseur robotique 1 à chaque allumage du robot, la position initiale du préhenseur robotique étant connue. Après un étalonnage, la position absolue des mécanismes de doigt 6B peut être connue à tout moment.
Le moteur 3 est configuré pour entrainer en rotation l’engrenage 67, lui-même configuré pour entrainer en translation la vis sans fin 68. La vis sans fin 68 est alors configurée pour entrainer en translation le distributeur de force 5 configuré pour faire passer chaque mécanisme de doigt 6B de leur position ouverte à leur position fermée et/ou de leur position fermée à leur position ouverte.
De plus, le moteur 3 peut comporter un encodeur permettant de contrôler à tout moment la position relative des mécanismes de doigt 6.
Le filet de la vis sans fin 68 est incliné. Cette inclinaison permet à la vis sans fin 68 de s’auto-bloquer, c’est-à-dire de ne pas entrer en rotation sans alimentation du moteur 3, et donc de bloquer le préhenseur robotique dans une position. Ainsi, les mécanismes de doigts 6B peuvent saisir le dispositif de moyen de préhension en adoptant la position fermée et maintenir cette position fermée, sans consommation d’énergie du moteur 3 pendant tout le temps où la position fermée est maintenue. En d’autres termes, l’inclinaison du filet de la vis sans fin 68 permet de consommer l’énergie du moteur 3 uniquement lors du passage de la position ouverte à la position fermée et réciproquement, et non lors du maintien de l’une de ces deux positions.
Nous allons maintenant décrire le mouvement du préhenseur robotique 1, en particulier pour passer de la position ouverte des mécanismes de doigts 6B tel que représenté sur la , à une position fermée tel que représenté sur la .
Tel que représenté sur la , les mécanismes de doigts 6B sont dans une position ouverte, c’est-à-dire une position dans laquelle la première portion 61 et la deuxième portion 62 sont sensiblement alignées l’une par rapport à l’autre. Pour passer dans la position fermée, le moteur 3 est activé, entraînant en rotation les engrenages 67 du moyen d’actionnement 4. L’engrenage 67 entraine le mouvement de la vis sans fin 68, qui va translater en direction du distributeur de force 5, entrainant la translation dudit distributeur de force 5 dans la direction inverse, c’est-à-dire en direction du moteur 3. La translation du distributeur de force 5, entraine la rotation autour de la liaison 64 de la tige 63, qui par son mouvement entraine la rotation de la tige 62, provoquant la fermeture des mécanismes de doigts 6.
Pour passer de la position fermée représentée sur la à la position ouverte représentée sur la , le mouvement inverse est opéré. En particulier, le moteur 3 est activé dans le sens inverse que celui dans lequel il est activé pour passer de la position ouverte à la position fermée, entrainant en rotation les engrenages 67 du moyen d’actionnement 4, également dans le sens inverse à précédemment. L’engrenage 67 entraine le mouvement de la vis sans fin 68, qui va translater en direction inverse vis-à-vis du distributeur de force 5, entrainant la translation dudit distributeur de force 5 dans la direction des mécanismes de doigts 6. La translation du distributeur de force 5 entraine la rotation autour de la liaison 64 de la tige 63 qui, par son mouvement, entraine la rotation de la tige 62, provoquant l’ouverture des mécanismes de doigts 6.
L’invention concerne également un ensemble comportant un préhenseur robotique 1, tel que précédemment décrit, et au moins un dispositif de moyen de préhension universel 2 prédéfini. Le préhenseur robotique 1 est configuré pour saisir et/ou relâcher le dispositif de moyen de préhension universel 2.
On notera par ailleurs que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrit précédemment. Il apparaîtra en effet à l’homme du métier que diverses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit ci-dessus, à la lumière de l’enseignement qui vient de lui être divulgué.
Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention au mode de réalisation exposé dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme du métier en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.

Claims (9)

  1. Préhenseur robotique (1) configuré pour saisir un dispositif de moyen de préhension (2) prédéfini, ledit préhenseur robotique (1) comportant :
    un corps de paume (10) ;
    au moins deux moteurs (3 ; 3A), soit un premier moteur (3) et un deuxième moteur (3A) ;
    au moins un premier ensemble de mécanisme de doigt (6) relié au premier moteur (3) et au corps de paume (10) ; et
    au moins un deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) relié au deuxième moteur (3A) et au corps de paume (10) ;
    ledit premier ensemble de mécanisme de doigt (6) comportant au moins deux portions articulées (61, 62) au moyen d’une liaison (60) et ledit premier ensemble de mécanisme de doigt (6) étant mobile entre une position ouverte dans laquelle la première portion (60) et la deuxième portion (62) sont sensiblement alignées l’une par rapport à l’autre et une position fermée dans laquelle la deuxième portion (62) a pivoté par rapport à la première portion (61), notamment pour fermer le préhenseur robotique (1) en vue de saisir ledit dispositif de moyen de préhension (2) prédéfini ;
    le premier moteur (3) étant configuré pour permettre le passage du premier ensemble de mécanisme de doigt (6) de la position ouverte et la position fermée, et réciproquement, en entrainant ladite première portion (61) du premier ensemble de mécanisme de doigt (6) qui entraine ladite deuxième portion (62) du premier ensemble de mécanisme de doigt (6) autour de ladite liaison (60), de sorte que ledit premier ensemble de mécanisme de doigt (6) saisisse ou, réciproquement, relâche, le dispositif de moyen de préhension (2) prédéfini ;
    le deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) comportant au moins deux portions articulées (91 ; 92) reliées au corps de paume (10) au moyen d’une liaison de type rotule (600) et entre elles au moyen d’une autre liaison (93), et ledit deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) étant mobile entre une position ouverte dans laquelle la première portion (91) et la deuxième portion (92) sont sensiblement alignées l’une par rapport à l’autre et une position fermée dans laquelle la deuxième portion (92) a pivoté par rapport à la première portion (91), notamment pour fermer le préhenseur robotique (1) en vue d’aider le premier ensemble de mécanisme de doigt (6) à saisir ledit dispositif de moyen de préhension (2) prédéfini ;
    le deuxième moteur (3A) étant configuré pour permettre le passage du deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) de la position ouverte et la position fermée, et réciproquement, en entrainant ladite première portion (91) du deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) qui entraine ladite deuxième portion (92) du deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) autour de ladite autre liaison (93), de sorte que ledit deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) ne fasse pas obstacle à la saisie ou, réciproquement, au relâchement, du dispositif de moyen de préhension (2) prédéfini par le premier ensemble de mécanisme de doigt (6),
    préhenseur robotique (1) dans lequel la liaison rotule (600) reliant le corps de paume (10) à la première portion (91) du deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) comporte une première liaison pivot (601) comprenant un corps creux (602) dans lequel est logé un arbre (603), le corps creux (602) étant configuré pour pivoter autour de l’arbre (603), de sorte que le deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) pivote d’une position dans lequel il est inscrit dans un plan frontal du corps de paume (10), vers une position dans lequel le deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) est sensiblement orthogonal audit plan, et réciproquement,
    et dans lequel la liaison rotule (600) reliant le corps de paume (10) à la première portion (91) du deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) comporte une deuxième liaison pivot (604), une rainure (605) étant formée dans une paroi externe du corps creux (602) de la première liaison pivot (601) et un plot de guidage saillant de la première portion (91) en direction du corps creux (602), ledit plot de guidage étant engagé dans la rainure (605) et configuré pour coopérer avec ladite rainure (605) de sorte à translater le long de la rainure (605), la rainure (605) et le plot de guidage formant la deuxième liaison pivot (604).
  2. Préhenseur robotique (1) selon la revendication 1, dans lequel le premier ensemble de mécanisme de doigt (6) comporte une pluralité de mécanismes de doigts (6B) chacun relié au premier moteur (3) et comportant chacun au moins deux portions articulées (61, 62) au moyen d’une liaison (60), chaque mécanisme de doigt (60) du premier ensemble de mécanisme de doigt (6) étant mobile entre une position ouverte, dans laquelle la première portion (61) et la deuxième portion (62) sont sensiblement alignées l’une par rapport à l’autre, et une position fermée dans laquelle la deuxième portion (62) a pivoté par rapport à la première portion (61), notamment pour fermer le préhenseur robotique (1) en vue de saisir ledit dispositif de moyen de préhension (2) prédéfini.
  3. Préhenseur robotique (1) selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel le deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) comporte au moins un pouce (9), comportant deux portions articulées (91 ; 92) reliées au corps de paume (10) au moyen d’une liaison de type rotule (600) et entre elles au moyen d’une autre liaison (93), ledit pouce (9) étant mobile entre une position ouverte, dans laquelle la première portion (91) et la deuxième portion (92) sont sensiblement alignées l’une par rapport à l’autre et une position fermée, dans laquelle la deuxième portion (92) a pivoté par rapport à la première portion (91), notamment pour fermer le préhenseur robotique (1) en vue d’aider le premier ensemble de mécanisme de doigt (6) à saisir ledit dispositif de moyen de préhension (2) prédéfini.
  4. Préhenseur robotique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la première portion (91) comporte une bielle (94) et la deuxième portion (92) comporte une autre bielle (95), lesdites bielles (94 ; 95) étant reliées entre elles au moyen d’une liaison de type pivot (93).
  5. Préhenseur robotique (1) selon l’une de revendications 1 à 3, dans lequel la première portion (91) comporte une première bielle (94) et une deuxième bielle extensible (96) et la deuxième portion (92) comporte une troisième bielle (95), la première bielle (94) étant reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un premier point (97) au corps creux (602) et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle (95) en un deuxième point (98), la deuxième bielle extensible (96) étant reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un troisième point (99), distinct du premier point (97), au corps creux (602), et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle (95) en un quatrième point (100), distinct du deuxième point (98), la bielle extensible (96) étant configurée pour passer d’une position repliée à une position déployée.
  6. Préhenseur robotique (1) selon l’une de revendications 1 à 3, dans lequel la première portion (91) comporte une première bielle (94) et un vérin et la deuxième portion (92) comporte une troisième bielle (95), la première bielle (94) étant reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un premier point (97) au corps creux (602) et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle (95) en un deuxième point (98), le vérin étant reliée d’une part au moyen d’une liaison pivot en un troisième point (99), distinct du premier point (97), au corps creux (602), et d’autre part au moyen d’une liaison de type pivot à la troisième bielle (95) en un quatrième point (100), distinct du deuxième point (98), le vérin étant configurée pour passer d’une position repliée à une position déployée.
  7. Préhenseur robotique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) comporte en outre au moins un coussinet (8A) relié à la première portion (91) et/ou à la deuxième portion (92), de sorte qu’en position fermée du deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A), ledit coussinet (8A) est configuré pour s’adapter au dispositif de moyen de préhension universel (2) prédéfini.
  8. Préhenseur robotique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le deuxième ensemble de mécanisme de doigt (6A) et le premier ensemble de mécanisme de doigt (6) sont configurés pour coopérer avec une butée du dispositif de moyen de préhension (2) prédéfini de sorte à assurer passivement le positionnement correct dudit préhenseur robotique (1) vis-à-vis du dispositif de moyen de préhension (2) prédéfini.
  9. Ensemble comportant un préhenseur robotique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 et au moins un dispositif de moyen de préhension universel (2) prédéfini, le préhenseur robotique (1) étant configuré pour saisir et/ou relâcher le dispositif de moyen de préhension universel (2).
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