TITRE : Module formant un actionneur mécanique du type muscle ou ballonnet fluidique, système et méthode d'utilisation correspondant

Domaine de l'invention

Le domaine de l'invention est celui de la robotique appliquée aux domaines industriels comme l'automobile, la plasturgie, etc.

Notamment, l'invention est particulièrement adaptée à la robotique appliquée aux canalisations. De tels robots sont utilisés par exemple pour réaliser des tâches de dégagement d'obstacles et de réhabilitation au sein des canalisations. L'invention est également adaptée au pompage de fluides visqueux et à la traction de câbles.

Art antérieur

Dans le domaine des actionneurs, et plus particulièrement pour la robotique, on connaît les vérins pneumatiques ou hydrauliques qui permettent de transmettre un mouvement de translation et/ou une force grâce à l'énergie pneumatique ou hydraulique.

Ces vérins, de conception simple, sont relativement efficaces et fiables dans leur fonctionnement. Toutefois, ces vérins sont des dispositifs rigides qui ne peuvent pas être utilisés dans tous les domaines ou environnements, et notamment dans des canalisations de petit diamètre et/ou qui présentent des coudes.

Un autre inconvénient de ces vérins dits « classiques » est qu'ils sont, lorsqu'utilisés dans des canalisations, difficiles à mettre en oeuvre avec d'autres dispositifs, outils ou équipements, notamment électriques ou électroniques nécessaires aux opérations à effectuer.

On connaît, pour remédier à au moins certains de ces inconvénients, des muscles et ballonnets pneumatiques qui sont flexibles et se déforment pour transmettre un mouvement de translation, généralement en traction pour les muscles et en poussée pour les ballonnets.

La figure 1 illustre un exemple de muscle pneumatique 9 connu. Un tel muscle 9 comprend une membrane 91 souple disposée entre deux raccords, ou connecteurs, d'extrémité 92. Les raccords d'extrémités 92 présentent chacun un orifice d'alimentation en fluide 93 permettant d'injecter et retirer le fluide à l'intérieur de la membrane 91.

Selon la structure de la membrane 91 le dispositif se rétracte axialement (muscle) ou se dilate axialement (ballonnet). Une membrane non renforcée par des fibres pour empêcher son allongement pendant le gonflage permet de réaliser un ballonnet qui se dilate axialement lors du gonflage.

Une membrane renforcée par des fibres de façon à empêcher l'allongement de cette membrane pendant le gonflage permet de réaliser un muscle qui se rétrécit axialement pendant le gonflage.

Lors de l'introduction du fluide à l'intérieur de la membrane 91, celle-ci se dilate diamétralement/transversalement et se rétrécit axialement pour passer d'un état allongé à un état rétracté. Ce changement d'état permet de réaliser une fonction de traction par l'application d'un mouvement de translation lors du rétrécissement du muscle.

Pour un ballonnet, lors de l'introduction du fluide à l'intérieur de la membrane 91, la dilatation diamétrale/transversale est limitée et la membrane s'allonge axialement pour passer d'un état rétracté à un état dilaté. Ce changement d'état permet de réaliser une fonction de poussée par l'application d'un mouvement de translation lors de l'allongement du ballonnet.

Muscles et ballonnets sont flexibles lorsqu'ils ne sont pas gonflés et plus rigide une fois gonflé

L'inconvénient de ce type de muscles et de ballonnets fluidiques, dans une application robotique nécessitant une transmission de puissance, par exemple pour réaliser une action de fraisage, réside dans le fait qu'ils ne permettent pas cette transmission de puissance directement à l'outil situé en aval du système. Ainsi l'outil ou l'équipement mis en oeuvre à l'extrémité aval du système pour réaliser la fonction de fraisage nécessite une conversion de puissance, qui met généralement en oeuvre un moteur électrique, hydraulique ou bien pneumatique pour transmettre une puissance à l'outil/l'équipement. Un tel dispositif de conversion de puissance présente un encombrement relativement important qui a pour conséquence de sensiblement limiter la puissance de ces systèmes lors d'une utilisation dans des environnements de petites dimensions et/ou présentant des coudes.

Si l'on se focalise sur le domaine des robots de canalisations, et en particulier sur la fonction d'avance dans une canalisation, on connaît des systèmes mettant en oeuvre un système gonflable présentant un corps divisé en une pluralité de sections gonflables pneumatiquement. Ces systèmes permettent le passage des coudes. Lorsque les différentes sections gonflables sont gonflées selon des séquences particulières, ces systèmes peuvent être utilisés pour verrouiller une position ou faire avancer le robot dans la canalisation.

Un inconvénient de ces systèmes est qu'ils sont traversés par de nombreux câbles électriques et/ou tuyaux pneumatiques ou hydrauliques pour acheminer la puissance et les signaux vers la partie opérative avant de ces robots, ils sont donc relativement difficiles et onéreux à entretenir, notamment lorsqu'une des sections gonflables est détériorée ou éclatée. De ce fait, les opérations de maintenance de ces systèmes nécessitent l'intervention d'un opérateur spécialisé, engendrant un coût élevé et un délai d'opération important pendant lequel le système est indisponible.

Il existe donc un besoin de fournir une nouvelle solution qui permette de fournir un actionneur sous la forme d'un muscle ou ballonnet fluidique qui permette de réaliser, en plus d'une transmission de mouvement axial, une transmission de puissance directement de la source en amont du dispositif vers la partie opérative en aval, sans recourir à un dispositif de conversion de puissance tels que des moteurs pneumatiques, hydrauliques ou électriques, par exemple.

Un autre objectif de l'invention, dans au moins un mode de réalisation, est également de fournir une solution modulaire permettant l'assemblage de plusieurs modules, gonflables indépendants les uns des autres par exemple, de sorte à assurer différentes fonctions de transmission de mouvement et de puissance et de faciliter la maintenance de systèmes complexes constitués par plusieurs de ces modules.

Un autre objectif de l'invention, dans au moins un mode de réalisation, est également de réaliser la transmission de mouvements de traction et/ou poussée des modules muscles ou ballonnets d'un module vers au moins un autre module suivant afin d'obtenir des fonctions mécaniques complexes, telles qu'un basculement angulaire, une transformation de mouvement de translation en un mouvement de rotation, ou une composition de mouvements dans un encombrement réduit.

Un autre objectif de l'invention, dans au moins un mode de réalisation, est également de pouvoir réaliser l'ensemble de ces fonctions en conservant les propriétés de flexibilité variable connues des muscles et ballonnets pour négocier le passage de coudes ou d'obstacles.

Un autre objectif de l'invention, dans au moins un mode de réalisation, est de pouvoir permettre de véhiculer et/ou pomper directement des fluides, et en particulier les fluides visqueux, à travers les muscle et ballonnets de ce nouveau type.

Un autre objectif de l'invention, dans au moins un mode de réalisation, est de transmettre le mouvement de translation axiale engendré par le gonflage de la membrane extérieure à la gaine intérieure et aux accessoires qu'elle peut contenir afin de réaliser un module de traction de l'accessoire par pincement de celui-ci. Une telle fonction peut être obtenue par la déformation de la gaine intérieure sous la pression de la chambre de gonflage du muscle ou ballonnet

L'objet de la présente invention concerne en premier lieu les muscles à membrane renforcée caractérisés par un rétrécissement axial lors du gonflage (muscle). Toutefois, le principe de l'invention peut également s'appliquer aux ballonnets se dilatant axialement (ballonnet).

Résumé de l'invention

La technique de l'invention permet de résoudre au moins certains des inconvénients soulevés par l'art antérieur. Plus précisément, l'invention se rapporte à un module, formant un actionneur mécanique du type muscle ou ballonnet fluidique, apte notamment à être mis en oeuvre sur un robot, ledit module comprenant : un premier et un deuxième raccords, ou connecteurs, d'extrémité étanches munis de moyens d'alimentation, ou de circulation, en fluide, une enveloppe, ou membrane, souple disposée entre lesdits premier et deuxième raccords d'extrémité, ladite enveloppe souple étant apte à se déformer entre un état gonflé, du module, lorsqu'un fluide de gonflage est introduit dans ladite enveloppe, et un état dégonflé, lorsque ledit fluide de gonflage est évacué/retiré de ladite enveloppe, le passage d'un état à l'autre de ladite enveloppe transmettant/appliquant une force et/ou un mouvement de translation ;

Selon l'invention, ledit module comprend au moins une gaine flexible en forme de tube, disposée à l'intérieur de ladite enveloppe et débouchant au niveau des connecteurs d'extrémité, ménageant au moins un passage traversant s'étendant longitudinalement à travers ledit module. Ladite gaine flexible est étanche fluidiquement et forme, avec ladite enveloppe et lesdits connecteurs d'extrémité, une chambre de gonflage dans laquelle ledit fluide de gonflage est introduit.

L'invention propose donc une nouvelle solution d'actionneur se présentant sensiblement sous la forme d'un muscle ou ballonnet fluidique, par exemple pneumatique ou hydraulique, qui peut être souple, dans un état dégonflé, de sorte à permettre le passage des coudes dans des canalisations par exemple, et qui peut être rigide, dans un état gonflé.

La mise en oeuvre d'une gaine flexible permet donc au module de se déformer lorsqu'il est en position allongée de sorte, notamment, à permettre le passage de coudes lorsqu'il est utilisé dans des canalisations.

En outre, le passage du module de l'état dégonflé à l'état gonflé (et inversement) permet notamment de transmettre une force et/ou un mouvement de translation de traction ou de poussée.

L'invention prévoit également un passage traversant qui s'étend de part en part du module et qui permet le passage d'accessoires ou d'équipements ou de fluides à l'intérieur/à travers le module. Par exemple, ce passage traversant peut permettre de recevoir un câble de torsion transmettant, sans conversion de puissance, une puissance élevée de sorte à mettre en rotation directement un outil, par exemple.

Selon un aspect particulier de l'invention, ladite au moins une gaine est configurée pour résister à la pression dudit fluide lorsque ce dernier est injecté dans ladite chambre.

Ainsi, la gaine ne s'écrase pas ou ne se déforme pas radialement sous l'effet du fluide injecté dans la chambre de gonflage. Cela permet de protéger tout élément, accessoire ou équipement reçu dans le passage traversant.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, ledit passage traversant est configuré pour recevoir au moins un élément accessoire fixe ou mobile en translation et/ou en rotation.

Selon encore un autre aspect particulier de l'invention, ledit élément accessoire est choisi parmi : un câble de torsion tournant apte à transmettre une puissance à un outil ; un flexible haute pression ou très haute pression hydraulique ; un flexible pneumatique ; un câble d'alimentation électrique ; un câble de transmission de données ; un câble de traction mécanique ; un axe rigide ou flexible qui peut être fixe ou tournant ; un élément de poussée d'un autre module ; ou une combinaison de ces derniers.

Dans une variante, il est possible de faire passer directement un fluide au sein de la gaine à la place de l'élément accessoire.

Ainsi, l'invention permet, grâce au passage traversant ménagé au sein du module, de recevoir, voire de faire passer, au moins un élément accessoire. Selon l'élément accessoire reçu, il est possible de transmettre une puissance, des données, une force, un mouvement, etc.

Le passage traversant est particulièrement adapté pour recevoir un câble de torsion tournant apte à transmettre une puissance à un outil. Un tel câble permet de s'affranchir de l'utilisation d'un moteur (électrique, hydraulique ou pneumatique) intégré au système, conformément aux solutions de l'art antérieur. Un tel câble permet alors de fournir une puissance supérieure pour un encombrement identique ou réduit.

Selon un aspect particulier de l'invention, ledit passage traversant est configuré pour recevoir un élément de poussée incompressible, ledit élément de poussée étant fixe au moins en translation par rapport à l'un desdits raccords d'extrémité et mobile au moins en translation à travers l'autre desdits raccord d'extrémité de sorte à transmettre un déplacement en translation et/ou une force lors du passage d'un état à l'autre de ladite enveloppe.

La mise en oeuvre d'un élément de poussée permet au module de transmettre une force et/ou un mouvement de translation en poussée, c'est-à-dire vers l'avant, ce qui n'est pas possible avec un muscle pneumatique classique tel que décrit dans l'art antérieur.

Ainsi, le module de l'invention permet de fournir une solution alternative à un vérin, proposant en outre une flexibilité, par exemple pour passer des coudes dans des canalisations, lorsque le module est en position allongée.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, ledit élément de poussée incompressible est creux de sorte à présenter un passage central, ledit passage central étant configuré pour recevoir ledit au moins un élément accessoire.

De cette manière, au moins un élément accessoire peut être reçu à travers le module, comme détaillé précédemment.

Selon un aspect particulier de l'invention, ladite gaine est incompressible, ladite gaine étant monté fixe au moins en translation par rapport à l'un desdits raccords d'extrémité et montée mobile au moins en translation à travers l'autre desdits raccord d'extrémité de sorte à transmettre un mouvement en translation et/ou une force lors du passage d'un état à l'autre de ladite enveloppe.

Cette variante propose de s'abstenir de l'utilisation d'un élément de poussée incompressible, en mettant directement en oeuvre une gaine incompressible mobile en translation par rapport à des raccords d'extrémité. De cette manière, la gaine est apte à transmettre une force et/ou un mouvement de translation en poussée.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, ledit raccord d'extrémité sur lequel ladite gaine incompressible est montée au moins mobile en translation comprend des moyens d'étanchéité au niveau dudit raccord d'extrémité coopérant avec ladite gaine.

Ainsi, les moyens d'étanchéité permettent à la gaine de former, avec l'enveloppe et les raccords d'extrémité la chambre de gonflage.

Selon un aspect particulier de l'invention, ledit module comprend au moins un élément intermédiaire enserrant ladite enveloppe et ladite au moins une gaine flexible, ledit au moins un élément intermédiaire formant un élément de guidage de ladite gaine flexible lors du passage d'un état à l'autre de ladite enveloppe.

Un tel élément intermédiaire est particulièrement adapté pour des modules de grandes longueurs qui risqueraient de flamber lors du changement de position du module. Il permet de brider l'enveloppe tout en guidant la gaine.

Selon un aspect particulier de l'invention, ledit module comprend au moins un fourreau auxiliaire flexible, de préférence étanche, disposé entre lesdits premier et deuxième raccords d'extrémité et s'étendant dans ladite enveloppe.

Ce(s) fourreau(x) auxiliaire(s) permet(tent) de recevoir des accessoires ou des équipements additionnels à travers le module.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, ledit au moins un fourreau auxiliaire est configuré pour recevoir ou constituer au moins l'un parmi : un câble de torsion tournant, apte à transmettre une puissance à un outil ; un flexible haute pression ou très haute pression hydraulique ; un flexible pneumatique ; un câble d'alimentation électrique ; un câble de transmission de données ; un câble de traction mécanique ; une combinaison de ces derniers.

Selon un aspect particulier de l'invention, le module comprend une gaine flexible s'étendant de manière coaxiale à l'axe longitudinal dudit module et au moins un fourreau auxiliaire disposé entre ladite gaine et ladite enveloppe.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, le module comprend une gaine flexible s'étendant de manière coaxiale à l'axe longitudinal dudit module et au moins deux fourreaux auxiliaires disposés à équidistances les uns des autres entre et par rapport à ladite gaine.

Selon encore un autre aspect particulier de l'invention, le module comprend trois fourreau auxiliaire disposés entre ladite gaine et ladite enveloppe selon une disposition en triangle équilatéral.

Une telle configuration peut permet de commander, en agissant sur des câbles de traction mécaniques disposés dans lesdits fourreaux auxiliaires, l'orientation de l'extrémité avant du module, portant par exemple un outil.

Selon un aspect particulier de l'invention, le module comprend une gaine flexible s'étendant de manière excentrique par rapport audit axe longitudinal dudit module et au moins un fourreau auxiliaire disposé entre ladite gaine et ladite enveloppe.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, le module comprend au moins trois fourreaux auxiliaires disposés en arc de cercle et disposés à équidistances les uns des autres et par rapport à ladite gaine.

Selon un aspect particulier de l'invention, le module comprend au moins deux gaines flexibles s'étendant de manière excentrique par rapport audit axe longitudinal dudit module et au moins un fourreau auxiliaire disposé entre lesdites gaines et ladite enveloppe.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, le module comprend trois gaines flexibles disposées à équidistances dudit axe longitudinal et entre elles, et au moins trois fourreaux auxiliaires disposés à équidistances les uns des autres et par rapport auxdites gaines.

Le module selon l'invention peut donc présenter différentes configurations, avec un nombre, des positions, des dimensions multiples pour la ou les gaines à travers le module. Il en est de même pour le ou les fourreaux auxiliaires s'étendant à travers le module. Il est ainsi possible de fabriquer un module parfaitement adapté au besoin de l'utilisateur. La seule limite réside dans les dimensions du module, notamment en position allongée.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, chaque raccord d'extrémité est raccordé à un clapet anti-retour, ledit clapet anti-retour étant en communication fluidique avec la gaine.

De cette manière, il est possible, lors de la variation du volume intérieur de la gaine dû au changement successif de position du module, de créer successivement des cycles d'aspiration et de refoulement d'un liquide de sorte à pomper ce dernier, par exemple.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, au moins une desdites au moins une gaine disposée à l'intérieur de ladite enveloppe et débouchant au niveau des connecteurs d'extrémité comprend, à chacune de ces extrémités, un clapet anti-retour

L'invention concerne également un système comprenant au moins deux modules tels que décrits précédemment.

Selon l'invention, ledit système comprend des moyens d'assemblage d'un premier module avec un deuxième module, lesdits premier et deuxième modules étant disposés en série.

Ainsi, l'invention propose une nouvelle solution de système modulaire permettant d'assembler des modules les uns après les autres afin de proposer différentes fonctions. Le système de l'invention permet donc de s'adapter de manière aisée aux besoins de l'utilisateur. De plus, la modularité du système permet de faciliter la maintenance du système, puisque les modules sont aisément démontables pour permettre leur réparation ou leur remplacement.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, lesdits moyens d'assemblage comprennent une bride d'assemblage comprenant deux demi-coques configurées pour enserrer les raccords d'extrémités adjacents de deux modules à assembler.

De tels moyens d'assemblage sont simples et peu coûteux à mettre en oeuvre. Ils proposent en outre une solution fiable d'assemblage.

Selon un autre aspect particulier de l'invention, au moins un premier desdits modules comprend un élément de poussé apte à traverser au moins un autre desdits modules, adjacents audit au moins un premier module, de façon à transmettre une force et/ou un mouvement de translation lors du changement d'état dudit au moins un premier module.

L'invention concerne aussi une méthode d'utilisation d'un système comprenant deux modules tels que décrits précédemment. Selon l'invention, la méthode comprend un cycle de poussée d'un système comprenant les étapes de : verrouillage de la position du système par rapport à un élément extérieur au module lors du gonflage d'un premier module ; déplacement de l'élément de poussée par rapport à un élément extérieur au module par gonflage d'un deuxième module.

Une telle méthode permet au système de transmettre une force et/ou un mouvement de poussée.

L'invention concerne aussi une méthode d'utilisation d'un système comprenant trois modules tels que décrits précédemment. Selon l'invention, la méthode comprend un cycle d'avance d'un système dans une canalisation comprenant la répétition des étapes suivantes de : premier verrouillage de la position du système par rapport à un élément extérieur au module lors du gonflage d'un premier module ; première avance du système par rapport à un élément extérieur au module lors du gonflage d'un deuxième module ; deuxième verrouillage de la position du système par rapport à un élément extérieur au module lors du gonflage d'un troisième module ; deuxième avance du système par rapport à un élément extérieur au module lors du dégonflage desdits premier et deuxième modules ; déverrouillage de la position du système par rapport à un élément extérieur au module par dégonflage dudit troisième module.

Liste des Figures

L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront plus facilement compris, à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation illustratif et non limitatif de celle-ci, et des dessins annexés parmi lesquels :

[Fig 1] illustre une vue en coupe d'un muscle fluidique selon l'art antérieur ;

[Fig 2a] est une vue en coupe d'un module formant un actionneur mécanique selon un premier mode de réalisation de l'invention, le module étant en position allongée ou de repos ;

[Fig 2b] est une vue en coupe du module de la figure 2a en position rétractée ;

[Fig 2c] est une vue en coupe du module de la figure 2a, courbée et en position allongée ;

[Fig 3a] est une vue en coupe d'un module formant un actionneur mécanique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le module étant en position allongée ;

[Fig 3b] est une vue en coupe du module de la figure 3a en position rétractée ;

[Fig 4] est une vue en coupe d'un module formant un actionneur mécanique selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le module étant en position rétractée ;

[Fig 5] est une vue en coupe longitudinale d'un module formant un actionneur mécanique selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, le module étant en position rétractée ;

[Fig 6] est une vue en coupe transversale d'un module selon un cinquième mode de réalisation compatible avec les modes de réalisations un à quatre ;

[Fig 7] est une vue en coupe transversale d'un module selon un sixième mode de réalisation compatible avec les modes de réalisations un à quatre ;

[Fig 8] est une vue en coupe longitudinale d'un système selon l'invention illustrant un exemple d'assemblage de deux modules adjacents, un tel système étant compatible avec tous les modes de réalisation du module selon l'invention présentés précédemment ;

[Fig 9] est une vue de détails en perspective de l'exemple d'assemblage de deux modules adjacents de la figure 6 ;

[Fig 10a] [Fig 10b] [Fig 10c] sont des vues de côté illustrant la cinématique d'un premier mode de réalisation d'une méthode d'utilisation d'un système selon l'invention ;

[Fig 11] est une vue de côté d'une variante du système des figures 10a à 10c montrant que le système peut être muni d'un élément accessoire ; et

[Fig 12] est un diagramme illustrant les étapes de la méthode d'utilisation des figures 10a à 10c ;

[Fig 13a] [Fig 13b] [Fig 13c] [Fig 13d] [Fig 13e] [Fig 13f] sont des vues de côté illustrant la cinématique d'un deuxième mode de réalisation d'une méthode d'utilisation d'un système selon l'invention ;

[Fig 14] est un diagramme illustrant les étapes de la méthode d'utilisation des figures 13a à 13f ;

[Fig 15a] est une vue en coupe illustrant une application particulière d'un module selon le premier mode de réalisation de l'invention, le module étant en position allongée ou de repos ;

[Fig 15b] est une vue en coupe illustrant l'application particulière d'un module selon le premier mode de réalisation de l'invention, le module étant en position rétractée. Description détaillée de l'invention

Le principe général de l'invention repose sur la mise en oeuvre d'au moins une gaine flexible et étanche au sein d'un module se présentant sensiblement sous la forme d'un muscle ou d'un ballonnet fluidique de sorte à former un passage interne traversant permettant passage direct, par exemple, de moyens de transmission de puissance sans recourir à un moyen de conversion de puissance tels que des moteurs.

L'invention prévoit également l'ajout d'un élément de poussée incompressible pour permettre d'utiliser le module de l'invention en poussée. En d'autres termes, le changement d'état du module de l'état dégonflé à l'état gonflé permet de travailler en traction, c'est-à-dire d'appliquer une force et un mouvement de translation en traction/vers l'arrière, ce qui est classique. La mise en oeuvre d'un élément de poussée incompressible permet, lors du changement d'état de l'état gonflé à l'état dégonflé, de travailler en poussée, c'est-à-dire d'appliquer une force et un mouvement de translation en poussée/vers l'avant, ce qui se distingue notamment de l'art antérieur.

L'invention est modulaire en ce sens qu'elle permet un assemblage aisé de plusieurs modules conformes à l'invention, gonflables indépendamment les uns des autres par exemple, afin d'obtenir différentes fonctions de transmission de mouvement et de puissance.

L'invention peut également permettre de transmettre un mouvement de traction et/ou de poussée des modules, par exemple de type muscle et/ou ballonnet, entre eux. Plus précisément, en fonction de son changement d'état (de gonflé à dégonflé et inversement), un premier module peut transmettre un mouvement de traction ou de poussée vers un ou plusieurs autres modules suivant afin d'obtenir des fonctions mécaniques complexes, telles qu'un basculement angulaire, une transformation d'un déplacement en translation vers un déplacement en rotation, ou une composition de mouvements dans un encombrement réduit. Par exemple, lorsqu'un module est utilisé seul, il peut fournir une fonction de verrouillage. Lorsque deux modules sont assemblés, ils peuvent fournir une fonction de poussée. Enfin, lorsque trois modules sont assemblés, ils peuvent fournir une fonction d'avance automatique, lorsqu'une séquence de gonflage et dégonflage particulière est appliquée sur ces trois modules.

Évidemment, un nombre plus important de modules peut être mis en oeuvre afin de fournir des fonctions additionnelles.

Cette modularité permet aussi de faciliter les opérations de maintenance d'un système comprenant une pluralité de modules. En effet, un module endommagé peut aisément être remplacé puisqu'ils sont indépendants.

Selon au moins une application particulière de l'invention, les modules peuvent être flexibles de sorte à permettre le passage des coudes lorsqu'ils sont mis en oeuvre dans le domaine de la robotique appliquée aux canalisations, par exemple.

La ou les gaines internes aux modules de l'invention, lorsqu'elles sont conçues pour ne pas changer de diamètre, constituent lors de l'allongement ou du raccourcissement du muscle ou du ballonnet (c'est-à-dire lors du changement d'état du module) une chambre de cylindrée variable rendant ces gaines pouvant permettre le pompage de fluide(s). De cette manière, les modules de l'invention sont alors utilisés comme des pompes volumétriques dont les ratios sont fixés par les diamètres des chambres délimitées par les gaines internes.

Par ailleurs, lorsque la ou les gaines internes aux modules de l'invention sont conçues pour s'écraser lors du gonflage de la chambre de gonflage délimitée par l'enveloppe externe et la ou les gaines internes, l'effet de pincement engendré par cette déformation rend le module de l'invention capable d'immobiliser un accessoire disposé à l'intérieur du module, de sorte par exemple à réaliser un effort de traction sur celui-ci au moyen d'un autre module.

Différents modes de réalisation de l'invention sont décrits dans la suite de la description. Il est à noter que les éléments identiques aux différents modes de réalisation présentent les mêmes références numériques et ne sont pas décrits de nouveau.

1 ^er mode de réalisation d'un module selon l'invention

Les figures 2a à 2C illustrent un module 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans différents états. Plus précisément, dans ce premier mode de réalisation illustré, le module 1 comprend une enveloppe externe 13 renforcée de façon à empêcher son allongement axial pendant le gonflage. Le module 1 se présente donc sous la forme d'un muscle fluidique.

On comprend bien évidemment que la description donnée ci-après en relation avec le muscle de ce premier mode de réalisation pourrait s'appliquer avec une enveloppe externe 13 renforcée de façon à empêcher son allongement transversal pendant le gonflage. Le module 1 se présenterait alors sous la forme d'un ballonnet fluidique.

La figure 2a illustre le module 1 dans un état dégonflé, c'est-à-dire que le module 1 est dans une position allongée ou de repos. La figure 2b illustre le module 1 dans un état gonflé, c'est-à-dire que le module 1 est dans une position rétractée. Dans cette position, on note que la longueur du module 1 est réduite par rapport à la position allongée. La figure 2c illustre le module 1 dans une position allongée et courbée, par exemple pour permettre le passage de coudes lorsque le module 1 est utilisé dans des canalisations.

Le module 1 comprend un premier lia et un deuxième 11b raccords, ou connecteurs, d'extrémité étanches. Une enveloppe, ou membrane, 13 souple est disposée entre les premier lia et deuxième 11b raccords d'extrémité. Plus précisément, l'enveloppe 13 est fixée de manière étanche aux raccords d'extrémité lia, 11b.

Les raccords d'extrémité lia, 11b présentent des moyens d'alimentation 12 en fluide, préférentiellement de l'air ou un fluide incompressible. Dans cet exemple, les moyens d'alimentation se présentant sous la forme d'un orifice d'introduction/évacuation ménagés dans chacun des raccords d'extrémité lia, 11b. On comprend que si le module 1 est un module situé en extrémité d'un système, il peut ne présenter qu'un seul orifice, situé sur l'un ou l'autre des raccords d'extrémités lia, 11b. En effet, lorsque l'on met en oeuvre plusieurs modules les uns après les autres (comme décrit plus en détails par la suite), les modules peuvent être alimentés individuellement à partir du ou des orifices ou fourreaux 12 d'alimentation des raccords lia, 11b de façon à pouvoir piloter chaque module pour obtenir une fonction spécifique, ou alternativement être alimentés en série par une même source de pression. Ainsi, chaque raccord d'extrémité lia, 11b comprend un ou plusieurs orifices d'introduction et peut comporter un orifice ou plusieurs orifices d'évacuation. L'enveloppe 13 et les raccords d'extrémité lia, 11b forment ensemble un muscle fluidique de telle sorte que l'enveloppe 13 souple est apte à se déformer entre un état gonflé, correspondant à une position rétractée du module 1 (figure 2b), lorsqu'un fluide de gonflage est introduit dans l'enveloppe 13 et un état dégonflé, correspondant à une position allongée du module 1 (figure 2a et 2c), lorsque le fluide de gonflage est évacué/retiré de l'enveloppe 13.

Le passage d'un état gonflé à un état dégonflé correspond également au passage d'un état rigide (figure 2b) à un état flexible (figure 2a). Dans l'état flexible, c'est-à-dire lorsque le module 1 est dégonflé, ce dernier est apte à se courber (comme illustré sur la figure 2c), de sorte à permettre le passage des coudes dans des canalisations, par exemple.

Lors du passage de l'état dégonflé à l'état gonflé, le module 1 se rétracte, c'est-à- dire qu'il se rétrécit. En d'autres termes, la longueur du module 1 diminue sous l'effet de la déformation de l'enveloppe 13 qui se gonfle. Ce changement d'état permet au module 1 d'appliquer une force de traction et donc un mouvement de translation, du fait de la diminution de la longueur du module 1.

Selon l'invention, le module 1 comprend au moins une gaine 14 flexible en forme de tube. On entend par tube, un conduit tubulaire plus long que large pouvant présenter une section circulaire, carrée, rectangulaire ou de toute autre forme. Dans l'exemple illustré, une seule gaine 14 est mise en oeuvre dans le module 1 mais on comprend qu'il est possible d'en mettre en oeuvre une pluralité, de dimensions variables et disposées à souhait, selon les besoins de l'utilisateur.

La gaine 14 flexible est disposée à l'intérieur de l'enveloppe 13 et débouche au niveau de chaque raccord d'extrémité lia, 11b. Ainsi, la gaine 14 ménage/crée un passage traversant 15 qui s'étend sensiblement longitudinalement à travers le module. Dans cet exemple, la gaine 14 s'étend de manière coaxiale à l'axe longitudinal X-X du module 1. D'autres implémentations, décrites dans la suite de la description, sont néanmoins possibles sans s'écarter du principe général de l'invention.

La gaine 14 est fabriquée dans un matériau flexible pour permettre, dans la position allongée du module 1 (figure 2c), de se courber/se tordre pour permettre le passage des coudes de canalisations, par exemple. Le matériau de la gaine 14 est également étanche fluidiquement de sorte que la gaine 14 forme, avec l'enveloppe 13 et les raccords d'extrémité lia, 11b, une chambre 16 de gonflage dans lequel le fluide de gonflage est introduit/évacué.

Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, la gaine 14 est compressible de sorte à s'adapter au changement de longueur du module 1, sans flamber. Ainsi, la gaine 14 reste droite, autrement dit elle reste dans son axe, lorsque le module 1 se rétracte.

Dans ce mode de réalisation, le module 1 est destiné à travailler en traction, c'est- à-dire que le passage de la position allongée à la position rétractée permet d'exercer une force de traction et un mouvement de translation vers l'arrière puisque le module 1 va tirer.

Comme indiqué précédemment, cette description est effectuée en relation avec un muscle fluidique qui, lors du gonflage, se dilate diamétralement, c'est-à-dire transversalement à son axe longitudinal. On comprend bien évidemment que le principe général peut également s'appliquer à un ballonnet qui, lors du gonflage, se dilate axialement.

Dans une variante de réalisation (non illustrée), l'ajout d'un élément de rappel, tel qu'un ressort de rappel par exemple, pourrait permettre de fournir une force de poussé lors du dégonflage du module et ainsi permettre de travailler également en poussée. L'effort de rappel peut également être obtenu par une déformation élastique de la gaine 14 qui tendra à reprendre sa forme après la phase de gonflage (raccourcissement) et participera à ramener le muscle à son état de repos (allongé).

De plus, la gaine 14 est configurée pour résister à la pression externe exercée par le fluide lorsqu'il est injecté sous pression dans la chambre de gonflage 16. Plus particulièrement, la gaine 14 doit résister à une pression supérieure ou égale à la pression de gonflage de la chambre 16, que cette pression soit pneumatique ou hydraulique. Pour ce faire, le matériau est sélectionné pour résister seul à cette pression. Dans une variante, des moyens de renfort peuvent être prévus, tout en garantissant la flexibilité et la compressibilité de la gaine 14.

Comme décrit précédemment, la gaine 14 forme un passage traversant 15 à travers le module 1. Ce passage traversant 15 débouche au niveau d'au moins un des deux raccords d'extrémité lia, 11b et est configuré pour recevoir au moins un élément accessoire 18. Cet élément accessoire 18 peut être fixe dans le passage traversant 15 ou mobile en translation et/ou en rotation (comme détaillé en relation avec la figure 4). Par exemple, le passage traversant 15 est configuré pour recevoir un élément accessoire 17 qui peut être choisi parmi un câble de torsion tournant apte à transmettre une puissance à un outil, un flexible haute pression ou très haute pression hydraulique, un flexible pneumatique, un câble d'alimentation électrique (tel qu'un câble électrique de puissance par exemple), un câble de transmission de données (de type USB, HDMI, etc.), un câble de traction mécanique, un axe rigide ou flexible qui peut être fixe ou tournant, ou un élément de poussée d'un autre module.

D'autres éléments accessoires 18 non listés peuvent également être mis en oeuvre dans le passage traversant 15 sans pour autant s'écarter du principe général de l'invention.

Selon une application particulière de l'invention, le passage traversant 15 est apte à recevoir un élément accessoire 18 se présentant sous la forme d'un câble de torsion tournant. En effet, un tel câble de torsion tournant permet de transmettre une puissance élevée directement à un outil ou un équipement situé à l'avant du système. Une telle solution permet de de s'affranchir de l'utilisation d'éléments de conversion de puissance tels des moteurs électriques, hydrauliques ou pneumatiques intégrés habituellement dans les systèmes/robots de l'art antérieur et qui présentent une puissance limitée de par l'espace qui leur est attribué au sein du système/robot.

En effet, un tel câble de torsion tournant peut, selon le diamètre sélectionné, transmettre une puissance supérieure à 1 kW, pour un encombrement réduit par rapport à un système mettant en oeuvre un moteur électrique, hydraulique ou pneumatique de l'art antérieur.

Comme illustré sur les figures 2a et 2b (non illustré sur la figure 2c), la module 1 met en oeuvre au moins un fourreau auxiliaire 112 (un seul fourreau auxiliaire est illustré sur les figures) qui s'étend entre les deux raccords d'extrémité lia, 11b et traverse donc la totalité du module 1. Plus précisément, le fourreau auxiliaire 112 est fixé de manière étanche au niveau de canaux ou ouvertures ménagés dans les raccords d'extrémités lia, 11b.

Le fourreau auxiliaire 112 est flexible de sorte à permettre le passage des coudes.

Il peut aussi flamber ou plus généralement se déformer lors de la rétractation du module

1, comme illustré sur la figure 2c. Le fourreau auxiliaire 112 est de préférence étanche et est configuré pour recevoir ou constituer au moins un équipement qui peut être choisi parmi un flexible haute pression ou très haute pression hydraulique, un flexible pneumatique, un câble d'alimentation électrique (tel qu'un câble électrique de puissance par exemple), un câble de transmission de données (de type USB, HDMI, etc.), un câble de traction mécanique, un axe rigide ou flexible qui peut être fixe ou tournant, ou un élément de poussée d'un autre module, voire une combinaison de ces équipements.

Tout comme la gaine 14, le fourreau auxiliaire 112 est configuré pour résister à la pression externe exercée par le fluide lorsqu'il est injecté sous pression dans la chambre de gonflage 16.

Dans une variante non illustrée, il est envisageable de proposer un fourreau auxiliaire configuré pour s'écraser sous la pression de sorte à empêcher écoulement d'un fluide.

Les figures 15a et 15b illustrent le module 1 selon une application particulière qui permet d'obtenir une action de pompage d'un fluide. Plus précisément, des clapets antiretour 119 sont mis en oeuvre à chacune des extrémités lia, 11b du module 1. Ces clapets 119 sont en communication fluidique avec le volume intérieur de la gaine 14. Le volume au sein de la gaine 14 est un cylindre de volume variable, puisqu'il est plus élevé lorsque le module 1 est en position allongée que lorsqu'il est en position rétractée, il est donc possible de créer successivement des cycles d'aspiration et de refoulement d'un liquide par gonflage et dégonflage du module 1.

2 ^ème mode de réalisation d'un module selon l'invention

Les figures 3a à 3b illustrent un module 1 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, respectivement dans un état dégonflé, c'est-à-dire que le module 1 est dans une position allongée et dans un état gonflé, c'est-à-dire que le module 1 est dans une position rétractée.

Dans ce deuxième mode de réalisation de l'invention, le module 1 est sensiblement identique au module de premier mode de réalisation. En conséquence, les éléments identiques gardent les mêmes références numériques et ne sont donc pas décrits de nouveau.

Ainsi, le module 1 comprend une enveloppe 13 de type muscle, c'est-à-dire renforcée de façon à empêcher son allongement pendant le gonflage, disposée entre deux raccords d'extrémité lia, 11b présentant des moyens d'alimentation en fluide 12. Le module 1 comprend aussi une gaine 14 pouvant être flexible s'étendant dans l'enveloppe 13 entre les premier lia et deuxième 11b raccords d'extrémités de sorte à former une chambre de gonflage 16 et un passage traversant 15. Le module 1 peut également comprendre au moins un fourreau auxiliaire 112 (un seul fourreau est illustré sur les figures).

De nouveau, dans l'exemple illustré, une seule gaine 14 est mise en oeuvre dans le module 1 mais on comprend qu'il est possible d'en mettre en oeuvre une pluralité, de dimensions variables et disposées à souhait, selon les besoins de l'utilisateur.

Dans ce deuxième mode de réalisation, le passage traversant 15 arrangé dans la gaine 14 reçoit un élément de poussée 17. Dans l'exemple illustré, l'élément de poussée 17 se présente sous la forme d'une tige pleine rigide ou flexible. L'élément de poussée 17 est monté fixe au moins en translation sur le premier raccord lia d'extrémité. En d'autres termes, le premier raccord d'extrémité lia constitue une butée pour l'élément de poussée 17, c'est-à-dire qu'il constitue le point fixe de l'élément de poussée 17, ce qui permet à ce dernier de sortir du module à partir de ce point.

Par ailleurs, l'élément de poussée 17 est monté libre au moins en translation par rapport au deuxième raccord 11b d'extrémité. Ainsi, lors d'un changement d'état du module 1, l'élément de poussée 17 peut coulisser à travers le deuxième raccord 11b d'extrémité.

L'élément de poussée 17 est de préférence flexible pour permettre une déformation du module et en particulier le passage de coudes dans les canalisations ou un environnement comportant des courbes, comme illustré en relation avec la figure 2c du premier mode de réalisation. Ainsi, la mise en oeuvre de la tige de poussée 17 n'empêche pas le module 1 de se courber lorsque cela est nécessaire (dans la position allongée).

Dans une variante, l'élément de poussée 17 peut également être rigide et se présenter sous la forme d'une tige en métal par exemple, afin d'éviter le flambage, lorsque cela est préféré. On peut envisager de mettre en oeuvre un élément de poussée 17 amovible afin de permettre un remplacement aisé de ce dernier pour faciliter la maintenance et laisser libre choix à l'utilisateur entre un élément de poussée flexible ou rigide, selon les besoins. En outre, l'élément de poussée 17 est incompressible pour permettre de travailler en poussée. Plus précisément, l'élément de poussée 17 étant monté mobile en translation par rapport au deuxième raccord d'extrémité 11b, lorsque le module 1 est gonflé et passe donc de la position allongée à la position rétractée, il est apte à se déplacer par rapport au deuxième raccord d'extrémité 11b et à faire saillie, c'est-à-dire à sortir, du module 1. Ainsi, l'élément de poussée 17 est capable de transmettre une force de poussée et un mouvement de translation vers l'avant (c'est-à-dire en poussée).

Dans une variante de réalisation (non illustrée), l'ajout d'un élément de rappel, tel qu'un ressort de rappel par exemple, pourrait permettre, en complément, de fournir une force de traction lors du dégonflage du module et ainsi permettre de travailler également en traction.

Un avantage du module 1 selon l'invention par rapport à un vérin classique tel que décrit en relation avec l'art antérieur est qu'il permet de transmettre des forces élevées (par exemple jusqu'à 6000N lorsque l'on utilise un élément de poussée rigide et un module de diamètre 40mm) tout en proposant un actionneur de dimensions réduites (présentant par exemple un diamètre compris entre 25 et 100mm à l'état dégonflé). Le module 1 de l'invention permet également de fournir un actionneur qui soit flexible lorsque l'élément de poussée 17 est flexible de sorte à pouvoir utiliser un tel module 1 dans des canalisations, notamment.

3 ^ème mode de réalisation du module

La figure 4 illustre un module 1 selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le module étant en position rétractée sur cette figure. On comprend évidemment que le module 1 est apte à se déplacer entre une position allongée (non illustrée) et une position rétractée.

Le module 1 selon le troisième mode de réalisation de l'invention est sensiblement identique au module 1 décrit en relation avec le deuxième mode de réalisation. En conséquence, les éléments identiques gardent les mêmes références numériques et ne sont donc pas décrits de nouveau.

Ainsi, le module 1 comprend une enveloppe 13 disposée entre deux raccords d'extrémité lia, 11b présentant des moyens d'alimentation en fluide 12. Le module 1 comprend aussi une gaine 14 flexible s'étendant dans l'enveloppe 13 entre les premier lia et deuxième 11b raccords d'extrémités de sorte à former une chambre de gonflage 16 et un passage traversant 15. Le module 1 comprend également, dans cet exemple, un fourreau auxiliaire 112.

De nouveau, dans l'exemple illustré, une seule gaine 14 est mise en oeuvre dans le module 1 mais on comprend qu'il est possible d'en mettre en oeuvre une pluralité, de dimensions variables et disposées à souhait, selon les besoins de l'utilisateur.

Le module 1 de ce troisième mode de réalisation diffère du deuxième mode de réalisation en ce que l'élément de poussée 17 est ici creux de sorte à ménager un passage central le module 1 de part en part et qui débouche au niveau des raccords d'extrémité lia et 11b. Le passage central est configuré pour recevoir au moins un élément accessoire 18 (un seul est illustré sur la figure 4).

L'élément accessoire 18 peut être reçu de manière fixe dans le passage central. Toutefois, l'élément accessoire 18 est de préférence reçu mobile en translation et/ou en rotation.

L'élément accessoire 18 peut être choisi parmi : un câble de torsion tournant apte à transmettre une puissance à un outil, un flexible haute pression ou très haute pression hydraulique, un flexible pneumatique, un câble d'alimentation électrique (tel qu'un câble électrique de puissance par exemple), un câble de transmission de données (de type USB, HDMI, etc.), un câble de traction mécanique, un axe rigide ou flexible qui peut être fixe ou tournant, ou un élément de poussée d'un autre module.

D'autres éléments accessoires 18 non listés peuvent également être mis en oeuvre dans le passage traversant 15 sans pour autant s'écarter du principe général de l'invention.

Selon une application particulière de l'invention, le passage traversant 15 est apte à recevoir un élément accessoire 18 se présentant sous la forme d'un câble de torsion tournant. Un tel câble de torsion tournant permet de transmettre une puissance élevée directement à un outil ou un équipement situé à l'avant du système. Une telle solution permet de s'affranchir de dispositifs de conversion de puissance tels que des moteurs électriques, hydrauliques ou pneumatiques intégrés dans les systèmes/robots de l'art antérieur et qui présentent une puissance limitée par l'espace qui leur est attribué au sein du système/robot.

Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, la gaine 14 est flexible et compressible. L'effort de poussée est obtenu par la mise en oeuvre d'un élément de poussée 17 incompressible similaire à celui décrit en relation avec le deuxième mode de réalisation.

Dans une variante de ce mode de réalisation (non illustrée), l'élément de poussée est constitué par la gaine 14 qui est alors incompressible dans ce cas (mais qui peut être flexible). Pour ce faire, la gaine 14 est montée fixe en translation sur le premier raccord d'extrémité lia (comme pour les autres modes de réalisation décrits) et mobile au moins en translation sur le deuxième raccord d'extrémité 11b. De cette manière, lors d'un changement d'état du module 1, la gaine 14 peut coulisser par rapport au deuxième raccord d'extrémité 11b. Afin de garantir l'étanchéité de la chambre de gonflage 16, des moyens d'étanchéité, se présentant sous la forme d'un joint d'étanchéité par exemple, peuvent être mis en oeuvre au niveau du raccord d'extrémité 11b coopérant avec ladite gaine 14. Ainsi, la gaine 14 (incompressible dans cette variante) permet de transmettre un effort de poussée et un mouvement de translation d'avance.

4 ^ème mode de réalisation d'un module selon l'invention

La figure 5 illustre un module 1 selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, le module étant en position rétractée sur cette figure. On comprend évidemment que le module 1 est apte à se déplacer entre une position allongée (non illustrée) et une position rétractée. Le module 1 selon le quatrième mode de réalisation est compatible avec les modes de réalisation décrits précédemment, c'est-à-dire avec une ou plusieurs gaine(s) compressible(s) ou non, avec ou sans élément de poussée et avec ou sans accessoires.

Ce quatrième mode de réalisation décrit la mise en oeuvre d'un élément intermédiaire 19, se présentant par exemple sous la forme d'une bride, configuré pour brider l'enveloppe 13 et pour guider la gaine 14 flexible. Un tel élément intermédiaire 19 est avantageux lorsque le module 1 présente une longueur importante (par exemple une longueur supérieure à 250 mm pour un diamètre de 40mm) de sorte à limiter/éviter le flambage lors de la poussée, par exemple.

En effet, lorsque la longueur du module 1 est élevée, il existe un risque que la gaine 14 flambe au lieu de simplement se compresser/rétracter. Or, le flambage est néfaste pour le module 1 car il limite la course obtenue et peut endommager les éléments constitutifs du module 1 ainsi que les éléments accessoires 18 reçus dans le passage traversant 15 ou les équipements reçus dans les fourreaux auxiliaires 112. De plus, un flambage de la gaine 14 peut entrainer une déconnexion de cette dernière par rapport aux raccords d'extrémités.

Une telle configuration permet également d'augmenter et de régler la flexibilité du module lorsque celui-ci est gonflé et que sa rigidité est supérieure.

Bien qu'un seul élément intermédiaire 19 soit mis en oeuvre dans l'exemple illustré, il est possible de mettre en oeuvre plusieurs éléments intermédiaires 19 en fonction de la longueur du module 1 afin de supprimer ou à tout le moins de limiter les risques de flambage du module lors du changement d'état du module 1.

5 ^ème et 6 ^ème modes de réalisation du module selon l'invention

Ces modes de réalisation sont illustrés et décrits afin de montrer que le module 1 selon l'invention peut permettre la transmission de mouvements de traction et/ou de poussée des modules, par exemple de type muscle et/ou ballonnet, entre eux. Plus précisément, en fonction de son changement d'état (de gonflé à dégonflé et inversement), un premier module peut transmettre un mouvement de traction ou de poussée vers un ou plusieurs autres modules suivant afin d'obtenir des fonctions mécaniques complexes, telles qu'un basculement angulaire, une transformation d'un déplacement en translation vers un déplacement en rotation, ou une composition de mouvements dans un encombrement réduit.

Le module 1 selon l'invention peut présenter un grand nombre de configurations possibles, en termes de nombres de gaines et de fourreaux auxiliaires, ainsi qu'en terme de dimensions et de positionnement de ces derniers dans le module 1, à condition de convenir aux dimensions du module 1. Il est à noter que ces modes de réalisation sont compatibles avec tous les modes de réalisation décrits précédemment.

La figure 6 illustre un cinquième mode de réalisation de l'invention montrant une coupe transversale d'un module 1. Dans ce cinquième mode de réalisation, le module 1 comprend un unique passage traversant 15 formé par une gaine 14 flexible s'étendant de manière coaxiale à l'axe longitudinal X-X du module 1. Le module 1 comprend également au moins un fourreau auxiliaire 112 disposé entre la gaine 14 et l'enveloppe 13.

Plus précisément, dans l'exemple illustré, le module 1 comprend quatre fourreaux auxiliaires 112 disposés à équidistances, ou à distances régulière, les uns des autres et avec la gaine 14. La disposition des fourreaux auxiliaires 112 forme donc ici un carré. On comprend qu'avec trois fourreaux auxiliaires 112, cela formerait un triangle équilatéral, etc. On comprend toutefois qu'un positionnement quelconque des fourreaux auxiliaires autour de la gaine 14 est aussi envisageable.

Dans un exemple particulier (non illustré), le module 1 peut comprendre trois fourreaux auxiliaires 112, disposés selon un triangle équilatéral autour de la gaine 14, et comprenant chacun un câble de traction mécanique. En d'autres termes, le centre du triangle équilatéral est disposé de manière coaxiale au module 1. Une telle configuration peut permettre de piloter la flexion du module 1 en agissant sur les câbles de traction mécanique de sorte à commander l'orientation de l'extrémité du module 1, portant par exemple un outil.

La figure 7 illustre un sixième mode de réalisation de l'invention montrant une coupe transversale d'un raccord d'extrémité lia, 11b d'un module 1. Dans ce sixième mode de réalisation, le module 1 comprend au moins deux gaines 14 qui s'étendent à équidistance les unes des autres et par rapport à l'axe longitudinal X-X du module 1. Dans cet exemple, trois gaines sont mises en oeuvre et sont donc disposées en triangle équilatéral. On comprend que si quatre gaines avaient été mises en oeuvre, elles auraient été disposées en carré autour de l'axe longitudinal X-X du module 1. On comprend aisément la disposition d'un nombre supérieur de gaines. On comprend également qu'un positionnement et/un dimensionnement quelconque des gaines 14 est envisageable.

Le module 1 comprend également au moins un fourreau auxiliaire 112 disposé entre la gaine 14 et l'enveloppe 13. Plus précisément, les fourreaux auxiliaires 112 sont disposés entre les gaines 14. On note donc que les fourreaux auxiliaires et les gaines 14 sont disposés de manière alternative et régulière. On comprend également qu'un positionnement quelconque des fourreaux auxiliaires par rapport aux gaines 14 est envisageable. Enfin les fourreaux auxiliaires 112 peuvent se présenter sous la forme de câbles de traction permettant d'orienter la déformation du module et d'infléchir la déformation axiale du module.

Ces exemples sont donnés à titre indicatifs et non limitatifs. On comprend qu'une pluralité de mises en oeuvre peut être proposée sans pour autant s'écarter du principe général de l'invention.

Système modulaire selon l'invention L'invention concerne également un système 100 modulaire comprenant au moins deux modules 1 selon l'invention, quel que soit le mode de réalisation décrit précédemment. Les modules 1 sont assemblés en série, soit les uns après les autres.

L'invention propose donc un système qui comprend au moins un deux modules 1 selon l'invention. En fonction du besoin et des fonctions techniques à réaliser, il suffit de sélectionner le nombre de modules souhaité, puis de les assembler. Pour cela, des moyens d'assemblage simples et rapides sont décrits plus en détail par la suite.

Les modules 1 sont donc assemblés les uns après les autres tout en gardant leurs avantages. Les modules 1 doivent toutefois être sélectionné pour être compatible entres eux de sorte que leur juxtaposition permette au(x) passage(s) traversant(s) 15 des différents modules 1 de coopérer entre eux, tout comme les fourreaux auxiliaires 112. L'assemblage des modules 1 assure donc la continuité des fonctions de chaque module 1 pour former un système fonctionnel.

Les figures 8 et 9 illustrent un exemple de moyens d'assemblage 110 de deux modules 1 en série. Pour ce faire, les raccords d'extrémités lia, 11b de deux modules 1 adjacents sont juxtaposés/mis en contact l'un avec l'autre, comme illustré sur la figure 8. Les passages traversant 15 ainsi que les fourreaux auxiliaires 112 des deux modules sont alors en vis-à-vis. En d'autres termes, les passages traversant 15 se retrouvent les uns face aux autres, tout comme les fourreaux auxiliaires 112.

Les raccords d'extrémité lia, 11b sont mis en contact/juxtaposés de manière étanche ou non. Des moyens d'étanchéité (non illustrés), par exemple sous la forme de joints d'étanchéité, peuvent être prévus pour assurer l'étanchéité entre les deux raccords d'extrémité lia, 11b et entre les passages traversant 15 et les fourreaux 112 des deux accords d'extrémités.

Le système 100 comprend des moyens d'assemblage 110 qui se présentent, dans cet exemple, sous la forme d'une bride comprenant deux demi-coques 111a, 111b qui viennent coopérer avec une surface d'assemblage des raccords d'extrémité lia, 11b.

Plus précisément, dans cet exemple, la bride est une bride conique en ce sens que chaque demi-coque 111a, 111b comprend des surfaces inclinées l'une vers l'autre sur sa face orientée vers les raccords d'extrémités lia, 11b. Les raccords lia, 11b comprennent, sur la face extérieure et au niveau de leur extrémité, une surface d'assemblage présentant une inclinaison correspondante. Ainsi, les deux demi-coques 111a, 111b sont rapprochées l'une de l'autre en enserrant les raccords d'extrémité lia, 11b des deux modules 1 adjacents pour assurer leur maintien. Des moyens de verrouillage de la position des moyens d'assemblage peuvent également être prévus.

Ces moyens d'assemblage 110 permettent de fournir un assemblage simple, rapide et fiable. On comprend toutefois que tout autre type de moyens d'assemblage peut être envisagé sans pour autant s'écarter du principe général de l'invention.

Par exemple, on pourrait envisager de solidariser deux raccords d'extrémité lia, 111b adjacents par vissage des raccords l'un dans l'autre, par bridage avec des demie- coquilles non coniques, au moyen de colliers de serrage, via un mécanisme de verrouillage du type quart de tour, etc.

1 ^er mode de réalisation d'une méthode d'utilisation d'un système selon l'invention

Les figures 10a à 10c, 11 et 12 illustrent les étapes d'un premier mode de réalisation d'une méthode d'utilisation d'un système 100 selon l'invention.

Plus précisément, le système 100 comprend deux modules 1 assemblés ensemble, en série. Dans cet exemple, un des modules présente une longueur sensiblement plus élevée que l'autre module. Néanmoins, le principe de fonctionnement du système reste identique, quel que soit la longueur des deux modules 1 sélectionnés.

Ce premier mode de réalisation consiste à fournir une fonction de poussée au système 100. Pour ce faire, la méthode 20 comprend un cycle de poussée comprenant les étapes suivantes : verrouillage 21 de la position du système 100 par rapport à un élément extérieur 99 aux modules 1 lors du gonflage d'un premier module 1 (figure 10b), et déplacement 22 de l'élément de poussée 17 ou de la gaine incompressible 14 par rapport à l'élément extérieur 99 aux modules 1 par gonflage d'un deuxième module 1 (figure 10c).

Dans cet exemple, le deuxième module comprend un élément de poussé 17 apte à traverser le premier module 1 adjacent, de façon à transmettre une force et/ou un mouvement de translation lors de son changement d'état.

La figure 10a illustre le système 100 dans son état initial dans lequel les deux modules 1 sont au repos, c'est-à-dire en position allongée correspondant à un état dégonflé. Tl

La méthode d'utilisation du système selon ce premier mode de réalisation consiste à réaliser un cycle de poussée. Pour ce faire, un premier module 1 est utilisé pour verrouiller la position du système 1 par rapport à un élément extérieur 99.

Le premier module est donc gonflé pour passer de la position allongée à l'état contracté. Ce changement d'état permet de verrouiller (étape 21) la position du système.

Le figure 10b illustre le verrouillage 21 du système 100 dans une canalisation 99. Dans cet exemple, le gonflage du premier module 1 permet un verrouillage 21 par contact direct de l'enveloppe 13 sur les parois de la canalisations 99. Dans une variante non illustrée, par exemple lorsque la canalisation est de plus grande dimension, l'enveloppe 13 du module n'est pas apte à venir en contact direct avec les parois de la canalisation 99, par exemple du fait que le diamètre du module gonflé est inférieur au diamètre de la canalisation. Il est donc possible de mettre en oeuvre des moyens additionnels de verrouillage, se présentant par exemple sous la forme de biellettes, de bras, ou de tout autre moyen de bridage, qui sont activés par le changement d'état du premier module 1 et qui permettent d'immobiliser/verrouiller la position du système.

La figure 10c illustre le déplacement 22 de l'élément de poussée 17 ou de la gaine incompressible 14 du deuxième module 1 du système 100 par rapport à l'élément extérieur 99 (une canalisation dans cet exemple). Pour ce faire, le deuxième module 1 est gonflé de sorte à passer de la position allongée à la position rétractée. Ce changement d'état du deuxième module 1 permet, lors de la rétractation du module, de déplacer l'élément de poussée 17 ou la gaine incompressible 14 pour exercer une force et un déplacement/mouvement de translation en poussée (c'est-à-dire vers l'avant).

Il est possible, en maintenant le premier module gonflé, c'est-à-dire en gardant le système 100 verrouillé, de gonfler et dégonfler successivement le deuxième module 1 de sorte à appliquer une répétition du mouvement de poussée, par exemple afin de dégager un obstacle d'une canalisation.

Ainsi, par l'assemblage de deux modules, il est possible de créer un mouvement de poussée.

Dans l'exemple illustré, le premier module est celui situé au niveau de la sortie de l'élément de poussée 17 ou de la gaine incompressible 14, c'est-à-dire celui situé à l'avant du système 100 en fonction de la direction de déplacement/poussée (celui situé à droite sur les figures 10a à 10c). Le deuxième module est donc celui situé à l'arrière du système 100 en fonction de la direction de déplacement/poussée de l'élément de poussée ou de la gaine incompressible 14 (celui situé à gauche sur les figures 10a à 10c).

En outre, les modules 1 du système 100 sont sélectionnés parmi les deuxième (fig. 2a et 2b) et troisième (fig. 3a et 3b) modes de réalisation de l'invention. En particulier, le premier module 1, situé à l'avant du système 100 (celui situé le plus à droite sur les lia à 11c), est un module 1 selon le deuxième mode de réalisation, en ce sens qu'il ne présente pas d'élément de poussée. Le deuxième module 1, situé à l'arrière du système (celui situé le plus à gauche sur les figures 10a à 10c), est un module 1 conforme au troisième mode de réalisation, en ce sens qu'il présente un élément de poussée 17 ou une gaine incompressible 14 monté(e) en butée au sein du deuxième module 1. Cet élément de poussée 17 ou cette gaine incompressible 14 est apte à traverser le premier module 1.

La figure 11 illustre un système conforme au système décrit précédemment et montre que la fonction de poussée peut également être obtenue avec des modules 1 comprenant un élément accessoire 18 traversant l'ensemble des modules. Cet élément accessoire peut permettre de mettre en rotation un outil ou tout autre équipement, comme décrit en détail précédemment. La mise en oeuvre d'un élément accessoire ne change en rien la cinématique décrite précédemment.

2 ^ème mode de réalisation d'une méthode d'utilisation d'un système selon l'invention

Les figures 13a à 13f et 14 illustrent les étapes d'un deuxième mode de réalisation d'une méthode d'utilisation d'un système 100 selon l'invention.

Plus précisément, le système 100 comprend ici trois deux modules 1 assemblés ensemble, en série. Dans cet exemple, un des modules présente une longueur sensiblement plus élevée que les deux autres modules. Néanmoins, le principe de fonctionnement du système reste identique, quel que soit la longueur des trois modules 1 sélectionnés.

Ce deuxième mode de réalisation consiste à fournir une fonction d'avance au système 100. Pour ce faire, la méthode 30 comprend la répétition d'un cycle d'avance comprenant les étapes suivantes : premier verrouillage 31 de la position du système 100 par gonflage d'un premier module 1 (le module situé le plus à droite sur la figure 13b) ; première avance 32 du système 100 par gonflage d'un deuxième module 1 (le module central sur la figure 13c) ; de deuxième verrouillage 33 de la position du système 100 par gonflage d'un troisième module 1 (le module situé le plus à gauche sur la figure 13d) ; premier déverrouillage 34 de la position du système 100 par dégonflage du premier module 1 (le module situé le plus à de droite sur la figure 13e) et du deuxième module 1 (le module central sur la figure 13e) ; de maintien 35 de la position du système 100 par gonflage du premier module 1 (le module situé le plus à droite sur la figure 13f), jusqu'au retour à la première étape de premier verrouillage 31 illustrée sur la figure 13b qui nécessite de préalablement dégonfler le troisième module 1 (le module situé le plus à gauche sur la figure 13b).

La figure 13a illustre le système 100 dans un état initial, dans lequel les trois modules 1 sont au repos, c'est-à-dire en position allongée correspondant à un état dégonflé. Cet état se retrouve également en toute fin de la répétition des cycles d'avance décrits ci-dessus.

La méthode d'utilisation du système 100 selon ce deuxième mode de réalisation consiste à réaliser un cycle d'avance, qui, lorsqu'il est répété, permet de faire avancer « automatiquement » le système 100 au sein d'une canalisation 99, par exemple. Cela permet d'augmenter les distances d'action obtenue par des systèmes de poussés existants mais également d'éviter à un utilisateur de pousser sur le système pour le faire avancer dans la canalisation, notamment lorsque cela est nécessaire sur de très longues distances.

Pour ce faire, un premier module 1 (situé le plus à droite sur la figure 13a) est utilisé pour verrouiller la position du système 1 par rapport à un élément extérieur 99. Le premier module est donc gonflé pour passer de la position allongée à l'état contracté. Ce changement d'état permet de verrouiller (étape 31) la position du système.

Le figure 13b illustre le verrouillage 31 du système 100 dans une canalisation 99. Dans cet exemple, le gonflage du premier module 1 (le module situé le plus à de droite sur la figure 13b) permet un verrouillage 31 par contact direct de l'enveloppe 13 sur les parois de la canalisations 99. Dans une variante non illustrée, par exemple lorsque la canalisation est de grande dimensions, l'enveloppe 13 du module n'est pas apte à venir en contact avec les parois de la canalisation. On peut donc utiliser des moyens additionnels de verrouillage, se présentant par exemple sous la forme de biellettes, de bras, ou de tout autre moyen de bridage circulaire, qui sont activés par le changement d'état du premier module 1.

La figure 13c illustre une première avance 32 du système 100 par gonflage d'un deuxième module 1 (le module central sur la figure 13c). Pour ce faire, le deuxième module 1 est gonflé de sorte à passer de la position allongée à la position rétractée. Ce changement d'état du deuxième module 1 permet, lors de la rétractation du module, de faire avancer le système 100, via un mouvement de translation vers l'avant, et de déplacer l'élément de poussée 17 ou la gaine incompressible 14 par rapport à l'extrémité avant du système 100 (c'est-à-dire l'extrémité située du côté de la direction d'avance du système sur les figures).

La figure 13d illustre le deuxième verrouillage 33 de la position du système 100 par gonflage d'un troisième module 1 (le module situé le plus à gauche sur la figure 13d). Ce deuxième verrouillage est identique au premier verrouillage et n'est donc pas décrit de nouveau.

La figure 13e illustre le premier déverrouillage 34 de la position du système 100 par dégonflage du premier module 1 (le module situé le plus à de droite sur la figure 13e) et du deuxième module 1 (le module central sur la figure 13e).

Le dégonflage des premier et deuxième modules permet à ces dernier de retourner à leur position allongée. De cette manière, et grâce au deuxième verrouillage 33, le système s'allonge. En d'autres termes, le système 100 avance grâce à l'allongement des premier et deuxième modules 1.

La figure 13f illustre le maintien 35 de la position du système 100 jusqu'au retour à la première étape de premier verrouillage 31 illustrée sur la figure 13b. Ainsi, le premier module est de nouveau gonflé de sorte à verrouiller le système 100, ce qui est nécessaire pour maintenir le système en position dans un environnement vertical par exemple. Le troisième module (le module situé le plus à gauche sur la figure 13f) peut ensuite être dégonflé de sorte à retrouver la configuration de la figure 13b et recommencer le cycle d'avance décrit précédemment.

Lorsque l'avance du système n'est plus souhaitée, il suffit, à la fin d'un cycle d'avance, de déverrouiller 36 la position du système 100 par dégonflage des premier et troisième modules 1 (les modules situés au centre et le plus à gauche sur les figures 13a à 13f) afin de retrouver la situation illustrée sur la figure 13a.

Ainsi, cette succession d'étape permet au système 100 d'avancer/de se déplacer vers l'avant au sein de la canalisation 99.

Dans l'exemple illustré, le premier module est celui situé au niveau de la sortie de l'élément de poussée 17 ou de la gaine incompressible 14, c'est-à-dire celui situé à l'avant du système 100 en fonction de la direction de déplacement/poussée (celui situé à droite sur les figures 13a à 13f). Le troisième module est celui situé à l'arrière du système 100 en fonction de la direction de déplacement/poussée de l'élément de poussée 17 ou de la gaine incompressible 14 (celui situé à gauche sur les figures 13a à 13f). Le deuxième module est donc celui situé entre les premier et troisième modules.

En outre, les modules 1 du système 100 sont sélectionnés parmi les deuxième (fig. 2a et 2b) et troisième (fig. 3a et 3b) modes de réalisation de l'invention. En particulier, le premier module 1, situé à l'avant du système 100 (celui situé le plus à droite sur les 13a à 13f), et le troisième module 1, situé à l'arrière du système 100 (celui situé le plus à gauche sur les 13a à 13f), sont des un module 1 selon le deuxième mode de réalisation, en ce sens qu'ils ne présentent pas d'élément de poussée. Le deuxième module 1, dit module intermédiaire, situé entre les premier et troisième modules 1 du système 100, est un module 1 conforme au troisième mode de réalisation, en ce sens qu'il présente un élément de poussée 17 ou une gaine incompressible 14 monté(e) en butée au sein du deuxième module 1. Cet élément de poussée 17 ou cette gaine incompressible 14 est apte à traverser le premier module 1.

Bien que cela ne soit pas illustré, la fonction d'avance peut également être obtenue avec des modules 1 comprenant un élément accessoire 18 traversant l'ensemble des modules. Cet élément accessoire peut permettre de mettre en rotation un outil ou tout autre équipement, sans recourir à des dispositifs de conversion de puissance tels que des moteurs, pneumatiques, hydrauliques ou électriques comme décrit en détail précédemment. La mise en oeuvre d'un élément accessoire ne change en rien la cinématique décrite précédemment.

Autres aspects et variantes de l'invention La gaine flexible 14 peut se présenter sous la forme d'un flexible annelé, d'une gaine à ressort spiralée, d'un tube en silicone, d'un ressort étanche ou d'un tuyau rétractable, par exemple.

Par ailleurs, la mise en œuvre, dans un passage traversant 15 d'un module 1 selon l'invention, d'un câble de traction ou de torsion ou d'un mécanisme de bielle-manivelle, et notamment lorsqu'ils sont décentrés, permettent d'obtenir un gonflage asymétrique du module de sorte à assurer un gonflage curviligne du module. En effet, le câble ou le mécanisme de bielle-manivelle permet de contraindre le muscle dans une direction de sorte à l'obliger à se courber lorsqu'il se gonfle.

L'invention est décrite en relation avec le domaine de la robotique appliquée aux robots de canalisations et en particulier les applications nécessitant de mettre en rotation un outil ou tout autre équipement, sans recourir à des dispositifs de conversion de puissance tels que des moteurs, pneumatiques, hydrauliques ou électriques.

Toutefois, on comprend bien que le module, le système, voire même les méthodes d'utilisation de ce système, peuvent s'appliquer à tout domaine requérant une transmission de force et/ou de mouvement en translation et pouvant nécessiter un actionneur flexible comportant un ou plusieurs passages traversants pour mettre en œuvre tout type d'accessoires, pneumatiques, hydrauliques, électriques, de transmission de signal ou toute combinaison de ces éléments.

Dans une variante de l'invention (non illustrée), un système comprenant au moins deux modules de l'invention peut être utilisé pour transmettre un mouvement de translation axiale, engendré par le gonflage de la membrane extérieure, à la gaine interne 14 et aux accessoires 18 qu'elle peut contenir afin de réaliser un module de traction de l'accessoire par pincement de celui-ci. Une telle fonction peut être obtenue par la déformation de la gaine intérieure (compressible dans cette exemple) sous la pression de la chambre de gonflage du muscle ou ballonnet.

FEUILLE RECTIFIEE (REGLE 91 ) ISA/EP