FR2693397A1

FR2693397A1 - Master-slave remote handling device - in radioactive hot cell with resistance strain gauges monitoring force applied to handle to actuate alarm if force is excessive

Info

Publication number: FR2693397A1
Application number: FR9208523A
Authority: FR
Inventors: Hennebaut Jean-Marc; Peruchon Edouard; Micallef Jean-Paul; Valentin Christian; Tadjou Ibrahim; Rabischong Pierre
Original assignee: Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
Current assignee: Orano Demantelement SAS
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1994-01-14
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: FR2693397B1

Abstract

A master-slave type of remote handling device incorporates a set of electric resistance strain gauges (40x-40z), which monitor the forces applied by the operator to the handle to actuate an alarm if the forces are likely to damage the device. The strain gauges are attached to a tubular section of the 'master' side of the device, between the handle and the first joint, and comprise twelve gauges arranged in groups of four to monitor strain in three orthogonal direction. The gauges of each group form respective wheatstone bridges whose outputs are fed to an electronic circuit, whereby any force above a variable threshold actuates an alarm. USE/ADVANTAGE - The device is used for handling radioactive material in a hot cell. The alarm is given before any damage is caused by excessive forces, enabling the operator to modify his manipulations accordingly.

Description

DISPOSITIF DE RETOUR D'INFORMATION SENSORIELLE
REPRESENTATIVE DE L'EFFORT EXERCE SUR UN
TELEMANIPULATEUR PAR SON UTILISATEUR.SENSORY INFORMATION RETURN DEVICE
REPRESENTATIVE OF THE EFFORT EXERCISED ON A
TELEMANIPULATOR BY ITS USER.

DESCRIPTION
L'invention concerne un dispositif permettant de fournir à l'utilisateur d'un télémanipulateur, tel qu'un télémanipulateur maître-esclave mécanique, une information sensorielle représentative de l'effort qu'il exerce sur la poignée du télémanipulateur lors de llexé- cution d'une tâche.DESCRIPTION
The invention relates to a device making it possible to supply the user of a remote manipulator, such as a mechanical master-slave remote manipulator, with sensory information representative of the force which it exerts on the handle of the remote manipulator during execution. of a task.

Lorsque les produits manipulés et/ou l'atmosphère environnante sont dangereuses et interdisent l'intervention directe d'un opérateur, comme c'est notamment le cas dans l'industrie nucléaire, on utilise depuis de nombreuses années des télémanipulateurs permettant à l'opérateur d'effectuer les tâches requises à distance. When the products handled and / or the surrounding atmosphere are dangerous and prohibit the direct intervention of an operator, as is particularly the case in the nuclear industry, remote manipulators have been used for many years allowing the operator perform the required tasks remotely.

La majeure partie des télémanipulateurs utilisés à cet effet sont des télémanipulateurs maître-esclave mécaniques, qui comportent un bras maître équipé d'une poignée de commande sur laquelle agit l'opérateur, ainsi qu'un bras esclave relié mécaniquement au bras maître et placé à l'intérieur d'une cellule de confinement dans laquelle se trouvent les produits ou les objets à manipuler.Most of the manipulators used for this purpose are mechanical master-slave manipulators, which include a master arm fitted with a control handle on which the operator acts, as well as a slave arm mechanically connected to the master arm and placed at inside a containment cell in which the products or objects to be handled are located.

Le bras esclave est terminé par une pince qui peut être actionnée, orientée et déplacée par l'opérateur agissant sur la poignée de commande.The slave arm is terminated by a clamp which can be actuated, oriented and moved by the operator acting on the control handle.

Compte tenu des conditions particulières qui règnent à l'intérieur des cellules de confinement, notamment dans l'industrie nucléaire, les télémanipulateurs qui équipent ces cellules lors de leur réalisation restent généralement opérationnels pendant de nombreuses années. Cependant, les activités développées à l'intérieur d'une cellule déterminée peuvent évoluer de façon importante au fil des années. I1 peut donc arriver que des télémanipulateurs équipant une cellule de confinement deviennent partiellement inadaptés aux tâches qui doivent être accomplies à l'intérieur de ces cellules. Cette inadaptation peut concerner, par exemple, le poids de certains des objets à transporter et/ou l'emplacement de la zone dans laquelle certaines tâches doivent être effectuées, qui n'est plus adapté à la zone de préhension normale des télémanipulateurs. Taking into account the particular conditions which prevail inside the confinement cells, in particular in the nuclear industry, the manipulators which equip these cells during their production generally remain operational for many years. However, the activities developed inside a given cell can evolve significantly over the years. It can therefore happen that remote manipulators equipping a confinement cell become partially unsuitable for the tasks which must be performed inside these cells. This inadequacy can concern, for example, the weight of some of the objects to be transported and / or the location of the area in which certain tasks must be carried out, which is no longer suitable for the normal gripping area of remote manipulators.

Dans ces situations dégradées, les opérateurs doivent s'adapter et prendre en compte, en agissant sur le télémanipulateur, le fait que la situation présente ne correspond plus à la situation pour laquelle le télémanipulateur a été implanté sur la cellule. Par ailleurs, la qualité souvent modeste des informations sensorielles de retour provenant à l'opérateur, soit visuelles, correspondant à l'observation à travers un hublot de la tâche en cours, soit tactiles, correspondant à la résistance exercée, par exemple, par les objets à déplacer, impose à l'opérateur une attention particulièrement soutenue qui a pour effet d'accroître sa fatigue et son stress émotionnel. Cependant, cette adaptation peut être difficile et peut conduire à la casse de certaines pièces sensibles des télémanipulateurs.Des interventions de maintenance, parfois rapprochées, peuvent alors conduire à une réduction sensible du taux d'utilisation de certaines cellules de confinement. Cela a pour conséquence un coût de maintenance élevé et, éventuellement, une baisse de rendement d'une installation présente dans la cellule ainsi qu'une perturbation non négligeable pour l'opérateur qui est alors brutalement stoppé lors de la réalisation d'une tâche souvent délicate. In these degraded situations, operators must adapt and take into account, by acting on the manipulator, the fact that the present situation no longer corresponds to the situation for which the manipulator was installed on the cell. In addition, the often modest quality of the sensory feedback from the operator, either visual, corresponding to the observation through a porthole of the task in progress, or tactile, corresponding to the resistance exerted, for example, by the objects to be moved, requires the operator to pay particularly close attention, which has the effect of increasing fatigue and emotional stress. However, this adaptation can be difficult and can lead to the breakage of certain sensitive parts of the manipulators. Maintenance interventions, sometimes closely spaced, can then lead to a significant reduction in the rate of use of certain containment cells. This results in a high maintenance cost and, possibly, a drop in yield of an installation present in the cell as well as a non-negligible disturbance for the operator who is then suddenly stopped during the performance of a task often delicate.

L'invention a précisément pour objet un dispositif prévu pour être associé à un télémanipulateur, afin de fournir à son utilisateur une information sensorielle représentative de l'effort qu'il exerce sur la poignée du télémanipulateur, afin que cet utilisateur puisse modifier ou stopper son action avant toute casse du matériel, de façon à réduire le coût de maintenance, à augmenter le taux d'utilisation de la cellule et à améliorer les conditions de travail. The subject of the invention is precisely a device intended to be associated with a remote manipulator, in order to provide its user with sensory information representative of the effort that it exerts on the handle of the remote manipulator, so that this user can modify or stop its action before any equipment breakage, so as to reduce the maintenance cost, increase the cell utilization rate and improve working conditions.

Conformément à 1 invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un dispositif de retour sensoriel pour fournir à l'utilisateur d'un télémanipulateur une information sensorielle représentative de l'effort qu'il exerce sur la poignée du télémanipulateur, caractérisé par le fait qu'il comprend - des moyens de détection et de mesure de l'effort appli
qué sur la poignée - des moyens d'information aptes à émettre un signal sen
sible qui varie selon l'effort mesuré par les moyens
de détection et de mesure.In accordance with the invention, this result is obtained by means of a sensory feedback device to provide the user of a manipulator with sensory information representative of the effort which he exerts on the handle of the manipulator, characterized by the fact that it includes - means for detecting and measuring the applied force
on the handle - means of information capable of transmitting a sen signal
sible which varies according to the effort measured by the means
detection and measurement.

De préférence, le signal sensible délivré par les moyens d'information présente une fréquence, avantageusement réglable, qui varie selon l'effort mesuré par les moyens de détection et de mesure. Preferably, the sensitive signal delivered by the information means has a frequency, advantageously adjustable, which varies according to the force measured by the detection and measurement means.

Pour éviter que le signal sensible ne soit émis en permanence, les moyens d'information comprennent avantageusement des moyens permettant de comparer l'effort mesuré avec un seuil d'effort prédéterminé, de façon à n'émettre le signal sensible que lorsque l'effort mesuré dépasse ce seuil prédéterminé, de préférence réglable. To prevent the sensitive signal from being emitted permanently, the information means advantageously comprise means making it possible to compare the measured effort with a predetermined effort threshold, so as to only emit the sensitive signal when the effort measured exceeds this predetermined threshold, preferably adjustable.

Le signal sensible est de préférence un signal sonore, l'ouïe présentant l'avantage de fonctionner sur un mode passif et d'être très peu sollicitée en téléintervention. On peut toutefois envisager de laisser le choix à l'opérateur entre un signal sonore et un signal visuel, et même de lui permettre de disposer simultanément de ces deux signaux. The sensitive signal is preferably an audible signal, hearing having the advantage of operating in a passive mode and of being very little used in remote intervention. It is however possible to envisage leaving the operator the choice between an audible signal and a visual signal, and even allowing him to have these two signals simultaneously.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de détection et de mesure comprennent un capteur d'efforts qui est placé entre la poignée et la genouillère du bras maître du télémanipulateur. According to a preferred embodiment of the invention, the detection and measurement means comprise a force sensor which is placed between the handle and the knee lever of the master arm of the manipulator.

Ce capteur d'efforts peut notamment comprendre trois ponts de jauges extensométriques, placées symétriquement sur un corps tubulaire, de façon à mesurer les composantes du moment résultant de l'effort exercé sur la poignée, selon trois directions orthogonales.This force sensor can in particular comprise three bridges of strain gauges, placed symmetrically on a tubular body, so as to measure the components of the moment resulting from the force exerted on the handle, in three orthogonal directions.

On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue de côté représentant schématiquement un télémanipulateur maître-esclave mécanique équipé d'un dispositif de retour sensoriel conforme à l'invention
- la figure 2 est une vue de côté illustrant, en perspective et à plus grande échelle, l'implantation d'un capteur d'efforts utilisé dans le dispositif selon l'invention, entre la poignée et la genouillère du bras maître du télémanipulateur de la figure 1
- la figure 3 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, illustrant schématiquement à plus grande échelle l'implantation des jauges extensométriques du capteur d'efforts de la figure 2 ; et
- la figure 4 est un diagramme qui illustre schématiquement l'ensemble du dispositif selon l'invention.A preferred embodiment of the invention will now be described, by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a side view schematically showing a mechanical master-slave manipulator equipped with a sensory feedback device according to the invention
- Figure 2 is a side view illustrating, in perspective and on a larger scale, the installation of a force sensor used in the device according to the invention, between the handle and the toggle lever of the master arm of the manipulator figure 1
- Figure 3 is a perspective view, partially broken away, schematically illustrating on a larger scale the location of the strain gauges of the force sensor of Figure 2; and
- Figure 4 is a diagram which schematically illustrates the entire device according to the invention.

Sur la figure 1, on a représenté de façon très schématique un télémanipulateur maître-esclave mécanique permettant à un opérateur situé à l'extérieur d'une cellule de confinement 10 d'effectuer un certain nombre de tâches à l'intérieur de cette cellule. Il est à noter que, si le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté pour être associé à un télémanipulateur de ce type, il peut aussi être associé à des télémanipulateurs de type différent, tels que des télémanipulateurs maître-esclave électroniques. In Figure 1, there is shown very schematically a mechanical master-slave manipulator allowing an operator located outside a confinement cell 10 to perform a number of tasks inside this cell. It should be noted that, if the device according to the invention is particularly suitable for being associated with a remote manipulator of this type, it can also be associated with remote manipulators of different type, such as electronic master-slave manipulators.

Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 1, le télémanipulateur comprend un bras maître télescopique 12 et un bras esclave télescopique 14 reliés entre eux par un fût 16, d'axe horizontal, qui traverse de façon étanche la paroi 18 de la cellule de confinement 10. Cependant, le dispositif selon l'invention pourrait également être associé à un télémanipulateur dont le bras maître et le bras esclave sont des bras articulés. In the embodiment illustrated in FIG. 1, the remote manipulator comprises a telescopic master arm 12 and a telescopic slave arm 14 interconnected by a barrel 16, of horizontal axis, which crosses the wall 18 of the cell in leaktight manner containment 10. However, the device according to the invention could also be associated with a remote manipulator whose master arm and slave arm are articulated arms.

De façon plus précise, dans le télémanipulateur illustré à titre d'exemple sur la figure 1, le fût 16 est monté dans la paroi 18 de façon à pouvoir tourner autour de son axe horizontal dans la paroi 18 et il supporte à ses extrémités le bras maître 12 et le bras esclave 14 par des articulations d'épaules 20 et 22, respectivement. Les extrémités opposées du bras maître 12 et du bras esclave 14 sont terminées par des genouillères 24 et 26 qui supportent respectivement une poignée de commande 28 et une pince de préhension 30. More specifically, in the remote manipulator illustrated by way of example in FIG. 1, the barrel 16 is mounted in the wall 18 so as to be able to rotate around its horizontal axis in the wall 18 and it supports the arm at its ends master 12 and the slave arm 14 by shoulder joints 20 and 22, respectively. The opposite ends of the master arm 12 and the slave arm 14 are terminated by knee pads 24 and 26 which respectively support a control handle 28 and a gripper 30.

Afin que l'opérateur du télémanipulateur puisse disposer d'une vision suffisante pour effectuer la tâche dont il est chargé, un hublot 32 est généralement formé dans la paroi 18, en dessous du fût 16. Le cas échéant, l'opérateur peut également disposer d'un écran de télévision diffusant une image vidéo en provenance d'une caméra placée à l'intérieur de la cellule de confinement. So that the operator of the manipulator can have sufficient vision to perform the task for which he is responsible, a window 32 is generally formed in the wall 18, below the barrel 16. If necessary, the operator can also have a television screen broadcasting a video image from a camera placed inside the confinement cell.

Conformément à l'invention, le télémanipulateur illustré à titre d'exemple sur la figure 1 est équipé d'un dispositif de retour sensoriel, qui permet de fournir à son utilisateur, en temps réel, une information sensorielle représentative de l'effort qu'il exerce sur la poignée 28. Cette information sensorielle est constituée, de préférence, par un signal sonore. Dans certains cas, ce signal sonore peut être remplacé ou complété par un signal visuel. In accordance with the invention, the remote manipulator illustrated by way of example in FIG. 1 is equipped with a sensory feedback device, which makes it possible to provide its user, in real time, with sensory information representative of the effort that it exerts on the handle 28. This sensory information preferably consists of an audible signal. In certain cases, this audible signal can be replaced or supplemented by a visual signal.

La fourniture d'une telle information à l'opé- rateur a essentiellement pour but de faire savoir à ce dernier que l'effort qu'il exerce sur la poignée lui fait prendre un risque de casse pour le télémanipulateur. Grâce à cette information, l'utilisateur peut soit réguler son effort de façon différente, soit interrompre l'action en cours pour changer de stratégie dans l'exécution de la tâche entreprise. The main purpose of providing such information to the operator is to let him know that the effort he exerts on the handle makes him take a risk of breakage for the remote manipulator. With this information, the user can either regulate his effort differently, or interrupt the action in progress to change strategy in the execution of the task undertaken.

Comme l'illustre plus précisément la figure 2, le dispositif de retour sensoriel conforme à l'invention comprend un capteur d'efforts 34, placé entre la poignée 28 et la genouillère 24, à l'extrémité du bras maître 12. As illustrated more precisely in FIG. 2, the sensory feedback device according to the invention comprises a force sensor 34, placed between the handle 28 and the toggle switch 24, at the end of the master arm 12.

Ce capteur d'efforts 34 permet de détecter et de mesurer l'effort appliqué sur la poignée 28 par l'opérateur.This force sensor 34 makes it possible to detect and measure the force applied to the handle 28 by the operator.

Comme l'illustrent les figures 2 et 3, le capteur d'efforts 34 comprend un support tubulaire rigide 36, réalisé par exemple en alliage léger, formant une bague de liaison mécanique entre la poignée 28 et la genouillère 24. A cet effet, le support tubulaire 36 comporte une extrémité de grand diamètre, illustrée sur la gauche de la figure 3, prévue pour être emboîtée sur une partie tubulaire en saillie de la poignée 28, et une extrémité de petit diamètre illustrée sur la droite de la figure 3, prévue pour être emboîtée dans la genouillère 24 du bras maître. Dans les deux cas, la fixation est assurée par des moyens classiques tels que des vis agissant par pincement, en réduisant le diamètre de l'extrémité de grand diamètre, alors fendue, du support 36, et de l'extrémité adjacente, également fendue, de la genouillère 24. As illustrated in FIGS. 2 and 3, the force sensor 34 comprises a rigid tubular support 36, made for example of light alloy, forming a mechanical connection ring between the handle 28 and the toggle joint 24. For this purpose, the tubular support 36 has a large diameter end, illustrated on the left of FIG. 3, intended to be fitted onto a tubular protruding part of the handle 28, and a small diameter end illustrated on the right of FIG. 3, provided to be fitted into the toggle switch 24 of the master arm. In both cases, the fixing is ensured by conventional means such as screws acting by pinching, by reducing the diameter of the end of large diameter, then split, of the support 36, and of the adjacent end, also split, knee pad 24.

Le support tubulaire 36 est traversé selon son axe par un passage 37 dans lequel peut être reçu un organe de transmission de mouvement (non représenté) tel qu'une chaînette, par lequel le mouvement d'ouverture et de fermeture de la pince 30 exercé par l'opérateur sur la poignée 28 est transmis entre cette dernière et la genouillère 24, selon une technique traditionnelle. The tubular support 36 is traversed along its axis by a passage 37 in which can be received a movement transmission member (not shown) such as a chain, by which the opening and closing movement of the clamp 30 exerted by the operator on the handle 28 is transmitted between the latter and the toggle switch 24, according to a traditional technique.

Dans sa partie centrale et comme l'illustre la figure 3, le support tubulaire 36 comporte un corps tubulaire 38 de moindre diamètre, servant de support à trois ponts de jauges extensométriques, placées de façon à mesurer les composantes Mfx, Mfy et Mf z du moment résultant de l'effort exercé par l'opérateur sur la poignée 28, selon trois directions orthogonales liées au support tubulaire 36. Ces trois directions orthogonales correspondent aux trois axes du repère orthonormé
Oxyz sur la figure 3.In its central part and as illustrated in FIG. 3, the tubular support 36 comprises a tubular body 38 of smaller diameter, serving as a support for three bridges of strain gauges, placed so as to measure the components Mfx, Mfy and Mf z of the moment resulting from the force exerted by the operator on the handle 28, in three orthogonal directions linked to the tubular support 36. These three orthogonal directions correspond to the three axes of the orthonormal reference frame
Oxyz in Figure 3.

Chacun des trois ponts de jauges extensométriques montées sur le corps tubulaire 38 comporte quatre jauges extensométriques, dont certaines seulement sont visibles sur la figure 3. Ces jauges sont désignées respectivement par les références 40x, 40y et 40z selon que les ponts de jauges correspondants servent à mesurer les composantes du moment résultant des forces appliquées sur la poignée 28 suivant les directions Ox, Oy et Oz respectivement. Les jauges 40x et 40y sont orientées selon l'axe du cylindre, alors que les jauges 40z sont orientées à 450 par rapport à cet axe. De plus, les quatre jauges de chaque groupe sont situées à 900 l'une de l'autre sur le cylindre. Each of the three strain gauge bridges mounted on the tubular body 38 comprises four strain gauges, only some of which are visible in FIG. 3. These gauges are designated respectively by the references 40x, 40y and 40z depending on whether the corresponding gauge bridges are used to measure the components of the moment resulting from the forces applied to the handle 28 in the directions Ox, Oy and Oz respectively. The gauges 40x and 40y are oriented along the axis of the cylinder, while the gauges 40z are oriented at 450 with respect to this axis. In addition, the four gauges in each group are located 900 from each other on the cylinder.

Afin d'éviter que les jauges extensométriques 40x, 40y et 40z, ainsi que les conducteurs électriques qui les relient, ne soient endommagés accidentellement, le support tubulaire 36 est recouvert, au moins autour du corps tubulaire 38 portant les jauges, par un cache de protection 42. Comme cela a déjà été indiqué, les jauges 40x, 40y et 40z sont reliées électriquement entre elles pour former trois ponts de Wheatstone servant respectivement à mesurer les composantes Mfxt Mfy et Mf z du moment résultant des forces appliquées par l'opé rateur suivant les directions Ox, Oy et Oz. Ces ponts de Wheatstone sont désignés respectivement par les références 42x, 42y et 42z sur la figure 4.Les signaux électriques représentatifs de ces trois composantes sortent du capteur d'efforts 34 par un câble électrique 44 (figure 2), par lequel le capteur est relié au reste du dispositif de retour sensoriel conforme à l'invention. In order to prevent accidental strain gauges 40x, 40y and 40z, as well as the electrical conductors connecting them, from being damaged accidentally, the tubular support 36 is covered, at least around the tubular body 38 carrying the gauges, by a cover of protection 42. As already indicated, the gauges 40x, 40y and 40z are electrically connected together to form three Wheatstone bridges used respectively to measure the components Mfxt Mfy and Mf z of the moment resulting from the forces applied by the operator following the directions Ox, Oy and Oz. These Wheatstone bridges are designated respectively by the references 42x, 42y and 42z in FIG. 4. The electrical signals representative of these three components exit from the force sensor 34 by an electric cable 44 (FIG. 2), by which the sensor is connected to the rest of the sensory feedback device according to the invention.

Comme l'illustre plus précisément la figure 4, les trois conducteurs électriques issus des ponts de
Wheatstone 42x, 42y et 42z et formant le câble 44 sont reliés à leurs extrémités opposées à des circuits électroniques 46 assurant la préamplification des signaux issus des ponts de jauges. De préférence, le gain de ces circuits électroniques est réglable de 1 à 1000.As illustrated more precisely in FIG. 4, the three electrical conductors coming from the bridges of
Wheatstone 42x, 42y and 42z and forming the cable 44 are connected at their opposite ends to electronic circuits 46 ensuring the preamplification of the signals coming from the gauge bridges. Preferably, the gain of these electronic circuits is adjustable from 1 to 1000.

Les trois signaux amplifiés sortant des circuits 46 sont ensuite injectés dans un module analogique de calcul 48, qui calcule en temps réel l'amplitude du moment de flexion résultant, à partir des composantes Mfxt Mfy et Mf z mesurées. The three amplified signals leaving circuits 46 are then injected into an analog calculation module 48, which calculates in real time the amplitude of the resulting bending moment, from the components Mfxt Mfy and Mf z measured.

Un signal analogique représentatif de cette amplitude est délivré par le module de calcul 48 et injecté dans un oscillateur 50 apte à délivrer un signal sinusoïdal dans la gamme des fréquences auditives. La fréquence de ce signal sinusoïdal est pilotée ou modulée par l'amplitude du signal électrique délivré par le module de calcul 48, c'est-à-dire par l'amplitude du moment de réflexion résultant mesuré par le capteur d'efforts 34. An analog signal representative of this amplitude is delivered by the calculation module 48 and injected into an oscillator 50 capable of delivering a sinusoidal signal in the range of auditory frequencies. The frequency of this sinusoidal signal is controlled or modulated by the amplitude of the electrical signal delivered by the calculation module 48, that is to say by the amplitude of the resulting reflection moment measured by the force sensor 34.

L'oscillateur 50 est équipé d'un système de réglage de fréquence 52, qui permet à l'utilisateur de régler la fréquence haute et la fréquence basse du signal sinusoïdal apte à être émis par l'oscillateur. The oscillator 50 is equipped with a frequency adjustment system 52, which allows the user to adjust the high frequency and the low frequency of the sinusoidal signal capable of being emitted by the oscillator.

L'oscillateur 50 est également équipé d'un système de réglage de seuil 54, permettant à l'opérateur de régler le seuil au-delà duquel le signal électrique injecté dans l'oscillateur 50 par le module de calcul 48 engendre un signal sinusoïdal. En d'autres termes, le système de réglage de seuil 54 permet à l'opérateur de déterminer à l'avance l'effort minimal qui doit être exercé sur la poignée 28 pour assurer l'entrée en fonction de l'oscillateur 50. Ce dernier comprend alors des moyens pour comparer le signal en provenance du module de calcul 48 au seuil affiché sur le système de réglage 54. Lorsque l'effort exercé sur la poignée reste inférieur à l'effort minimal déterminé par ce seuil, aucun signal sonore n'est émis par l'oscillateur 50.Au contraire, un signal sonore est émis dès le franchissement du seuil préréglé, et la fréquence de ce signal augmente d'autant plus que l'effort appliqué est supérieur au seuil de déclenchement préalablement affiché. The oscillator 50 is also equipped with a threshold adjustment system 54, allowing the operator to adjust the threshold beyond which the electrical signal injected into the oscillator 50 by the calculation module 48 generates a sinusoidal signal. In other words, the threshold adjustment system 54 allows the operator to determine in advance the minimum force that must be exerted on the handle 28 to ensure the entry into operation of the oscillator 50. This the latter then comprises means for comparing the signal from the calculation module 48 with the threshold displayed on the adjustment system 54. When the force exerted on the handle remains less than the minimum force determined by this threshold, no sound signal is given. is emitted by the oscillator 50. On the contrary, an audible signal is emitted as soon as the preset threshold is crossed, and the frequency of this signal increases all the more as the force applied is greater than the previously displayed trigger threshold.

Lorsque le seuil préalablement affiché sur les moyens de réglage 54 est dépassé l'oscillateur 50 délivre donc un signal sinusoïdal qui est injecté dans un amplificateur de puissance 56 amenant ce signal à un niveau de puissance suffisant pour attaquer un haut parleur 58. L'amplificateur de puissance 56 est équipé d'un système de réglage externe 60 du niveau de sortie, c'est-à-dire du niveau sonore, ainsi que d'une sortie (non représentée) pouvant être raccordée à un dispositif de transmission infrarouge (grâce auquel le signal sonore amplifié peut être transmis à un casque porté par l'opé- rateur). When the threshold previously displayed on the adjustment means 54 is exceeded, the oscillator 50 therefore delivers a sinusoidal signal which is injected into a power amplifier 56 bringing this signal to a power level sufficient to attack a loudspeaker 58. The amplifier power 56 is equipped with an external adjustment system 60 of the output level, that is to say the sound level, as well as an output (not shown) which can be connected to an infrared transmission device (thanks to to which the amplified sound signal can be transmitted to a helmet worn by the operator).

Comme on l'a déjà mentionné, le dispositif de retour sensoriel conforme à l'invention peut être conçu de façon à émettre un signal visuel, au lieu du signal sonore émis par le haut parleur 58 ou en même temps que ce signal sonore. Plus précisément, ce signal visuel peut être un signal alternatif, dont la fréquence est modulée selon l'intensité de l'effort exercé par l'opérateur et qui n'est émis que lorsque cet effort dépasse un certain seuil. As already mentioned, the sensory feedback device according to the invention can be designed so as to emit a visual signal, instead of the sound signal emitted by the speaker 58 or at the same time as this sound signal. More specifically, this visual signal can be an alternating signal, the frequency of which is modulated according to the intensity of the force exerted by the operator and which is only emitted when this force exceeds a certain threshold.

Le dispositif de retour sensoriel selon l'invention peut notamment comprendre en parallèle le dispositif décrit apte à émettre un signal sonore et un dispositif comparable apte à émettre un signal optique. The sensory feedback device according to the invention can in particular comprise in parallel the device described capable of emitting a sound signal and a comparable device capable of emitting an optical signal.

Dans ce cas, l'opérateur dispose d'un système de commutation grâce auquel il peut choisir à l'avance entre l'un ou l'autre de ces modes d'informations ou décider de disposer simultanément des deux modes d'information.In this case, the operator has a switching system by which he can choose in advance between one or the other of these information modes or decide to have both information modes simultaneously.

L'utilisation du dispositif de retour sensoriel conforme à l'invention, en association avec un télémanipulateur tel qu'un télémanipulateur maître-esclave mécanique, permet d'envisager une réduction sensible des frais de maintenance ainsi qu'une augmentation notable de la disponibilité du télémanipulateur. The use of the sensory feedback device according to the invention, in combination with a remote manipulator such as a mechanical master-slave remote manipulator, makes it possible to envisage a significant reduction in maintenance costs as well as a significant increase in the availability of the remote manipulator.

Bien entendu, l'invention n' est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais en couvre toutes les variantes. En particulier, il est à noter que la détection et la mesure de l'effort appliqué sur la poignée peuvent être effectuées par tout autre moyen de mesure d'effort existant, différent des ponts de jauges décrits précédemment. Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described by way of example, but covers all its variants. In particular, it should be noted that the detection and measurement of the force applied to the handle can be carried out by any other existing force measurement means, different from the gauge bridges described above.

Par ailleurs, cette détection et cette mesure peuvent être effectuées en un emplacement différent du télémanipulateur. Furthermore, this detection and this measurement can be carried out at a different location from the manipulator.

Claims

1. Sensory feedback device, to provide the user of a remote manipulator with sensory information representative of the force exerted on the handle of the remote manipulator, characterized in that it comprises - means of detection and measure (34) of effort

applied to the handle - information means (50,56,58) capable of transmitting

a sensitive signal which varies according to the effort measured by

the means of detection and measurement.

2. Device according to claim 1, characterized in that the information means (50,56, 58) deliver a sensitive signal having a frequency which varies according to the effect measured by the detection and measurement means.

3. Device according to claim 2, characterized in that the information means (50,56, 58) comprise means for adjusting (52) the frequency of the sensitive signal.

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the sensitive signal is an audible signal.

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the sensitive signal is a visual signal.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the detection and measurement means comprise a force sensor (34) placed between the handle (28) and the toggle joint (24) of the master arm ( 12) of the remote manipulator.

7. Device according to claim 6, characterized in that the force sensor (34) comprises three bridges of strain gauges (42x, 42y, 42z) placed symmetrically on a tubular body (38), so as to measure the components of the moment resulting from the force exerted on the handle (28), in three orthogonal directions (Ox, Oy, Oz).

8. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the information means (50, 56, 58) comprise means of comparison (54) of the force measured with a predetermined force threshold, so as to emit the sensitive signal only when the force measured exceeds this threshold.

9. Device according to claim 8, characterized in that the comparison means comprise adjustment means (54) of the predetermined threshold.