FR3065939A1 - Robot de transfert de charges - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un chariot automoteur robotisé comprenant deux roues principales (6) porteuses et motorisées, disposées sur un même essieu fixé à un châssis (2), des roulettes de stabilité (14) disposées de chaque côté de cet essieu, et des capteurs (28) disposés près du sol, ce chariot étant remarquable en ce qu'au moins d'un côté de l'essieu, les roulettes de stabilité (14) sont reliées par un système à ressort (20) au châssis (2), permettant une course verticale de ces roulettes de stabilité (14), et en ce qu'un capteur (28) est lié à un support (12) de ces roulettes de stabilité (14).
Description
® Mandataire(s) : CABINET GERMAIN & MAUREAU.
FR 3 065 939 - A1 ® ROBOT DE TRANSFERT DE CHARGES.
(© L'invention a pour objet un chariot automoteur robotise comprenant deux roues principales (6) porteuses et motorisées, disposées sur un même essieu fixé à un châssis (2), des roulettes de stabilité (14) disposées de chaque côté de cet essieu, et des capteurs (28) disposés près du sol, ce chariot étant remarquable en ce qu'au moins d'un côté de l'essieu, les roulettes de stabilité (14) sont reliées par un système à ressort (20) au châssis (2), permettant une course verticale de ces roulettes de stabilité (14), et en ce qu'un capteur (28) est lié à un support (12) de ces roulettes de stabilité (14).
CHARIOT AUTOMOTEUR ROBOTISE COMPORTANT DES ROULETTES DE STABILITE MONTEES SUR DES SUSPENSIONS
La présente invention concerne un chariot automoteur robotisé, permettant de faire des déplacements de manière automatique, ainsi qu'un procédé de calcul des accélérations longitudinales de ce chariot.
Un type de chariot automoteur robotisé connu, équipé d'une motorisation électrique autonome alimentée par des batteries de stockage d'énergie, comporte des moyens de guidage par rapport au sol lui permettant de suivre de manière automatique une trajectoire.
Un procédé connu mettant en oeuvre ce type de chariot automoteur, cité à titre d'exemple, présenté notamment par le document WO-A1-2015107313, utilise des supports de stockage recevant plusieurs références de produits, qui sont soulevés puis déplacés de manière automatique par des chariots pour conduire ces supports devant des stations de traitement. Des opérateurs peuvent alors prélever des produits sur ces supports pour préparer des commandes.
Afin de permettre un entraînement et un pivotement des chariots automoteur dans toutes les directions, il est connu de disposer sur ces chariots un essieu central comprenant deux roues principales motrices et porteuses, qui supportent le principal de la charge reçue sur le chariot. Des roulettes annexes de stabilité disposées sur les côtés de cet essieu, libres en rotation autour d'un pivot vertical, assurent la stabilité du chariot.
Chaque roue principale est entraînée de manière indépendante par une motorisation électrique, ce qui permet au chariot d'aller dans les deux directions avec une rotation de ces roues à la même vitesse, de prendre des courbes avec une différence de vitesse, ou de pivoter sur place avec deux vitesses inversées.
Pour le guidage, ces chariots automoteurs comportent des capteurs de détection optique disposés près du sol, qui leurs permettent de se repérer par rapport à des bandes de guidage tracées sur le sol. Cette technologie a l'avantage de présenter un coût modéré. En complément on peut utiliser des moyens de positionnement des chariots utilisant d'autres technologies, notamment des cellules intégrées dans le sol avec une liaison radiofréquence.
Toutefois des inégalités du revêtement du sol, comme des raccords de dalles en béton comprenant des joints de dilatation, des défauts de planéité du sol, ou d'autres paramètres comme la charge emportée par le chariot, peuvent entraîner des écarts de distance entre les capteurs et le sol, posant des problèmes de lecture des capteurs qui peuvent perdre l'information sur le sol. On a alors des risques d'erreur de guidage des chariots, qui peuvent entraîner des incidents comme des arrêts de chariots.
La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure.
Elle propose à cet effet un chariot automoteur robotisé comprenant deux roues principales porteuses et motorisées, disposées sur un même essieu fixé à un châssis, des roulettes de stabilité disposées de chaque côté de cet essieu, et des capteurs disposés près du sol, ce chariot étant remarquable en ce qu'au moins d'un côté de l'essieu, les roulettes de stabilité sont reliées par un système à ressort au châssis, permettant une course verticale de ces roulettes de stabilité, et en ce qu'un capteur est lié à un support de ces roulettes de stabilité.
Un avantage de ce chariot automoteur est que l'on obtient avec le système à ressort, des roulettes de stabilité conservant un contact permanent avec le sol grâce au ressort formant une suspension permettant au support de ces roulettes de descendre ou monter en suivant des inégalités du sol. Les roulettes de stabilité disposées de l'autre côté des roues principales, peuvent comporter ou non un système à ressort.
Le contact permanent des roulettes de stabilité avec le sol impose une distance constante par rapport à ce sol des capteurs fixés sur le support maintenant ces roulettes, ce qui assure une continuité du guidage du chariot.
Le chariot automoteur selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, le support allongé transversalement, reçoit à chaque extrémité une roulette de stabilité, et au-dessus le système à ressort. De cette manière on utilise un seul système à ressort pour deux roulettes disposées d'un même côté.
Avantageusement, le capteur est fixé au support entre les deux roulettes de stabilité. Le capteur suit alors fidèlement le mouvement vertical des roulettes en restant à une distance constante du sol.
Avantageusement, le support est relié au châssis du chariot par deux bras tournés vers le centre du chariot, recevant chacun à son extrémité un pivot transversal fixé à ce châssis. Cette construction simple assure un bon guidage du support.
Avantageusement, le chariot automoteur comporte des butées élastiques de fin de course arrêtant vers le haut la course des roulettes de stabilité reliées par le système à ressort. Ces butées élastiques participent à l'amortissement de fin de course lors des remontées de ces roulettes.
Avantageusement, le chariot automoteur comporte des butées rigides de fin de course arrêtant vers le bas la course des roulettes de stabilité reliées par le système à ressort.
En particulier, le chariot automoteur peut comporter de chaque côté de l'essieu portant les roues principales, des roulettes de stabilité reliées par un système à ressort au châssis. On obtient de cette manière une plus grande capacité d'absorption des irrégularités du sol.
Dans ce cas, avantageusement le chariot automoteur présente une symétrie par rapport au plan transversal passant par l'axe de l'essieu.
L'invention a aussi pour objet un procédé de calcul des accélérations longitudinales ou de rotation d'un chariot automoteur comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui calcule des courbes d'accélération longitudinale ou de rotation de ce chariot en prenant en compte la masse embarquée du chariot.
Avantageusement, pour un chariot embarquant des supports de stockage, le procédé estime la masse embarquée de ce chariot à partir d'opérations de chargement de ces supports de stockage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple, en référence aux figures annexées suivantes :
- les figures 1 et 2 sont des vues respectivement de côté et en perspective d'un chariot automoteur selon l'invention ;
- la figure 3 est un schéma vu de côté de ce chariot dans une position normale sur un sol plat ; et
- les figures 4 et 5 sont des schémas de ce chariot présentant les roues principales posées respectivement sur un creux et une bosse du sol.
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures.
Les figures 1, 2 et 3 présentent un chariot automoteur comportant un châssis 2 réalisé en profilés d'alliage d'aluminium, formant un caisson parallélépipédique recevant à chaque extrémité une avancée 8 disposée en bas de ce caisson, constituant une butée longitudinale du chariot.
Le chariot symétrique par rapport à un plan médian transversal, reçoit dans ce plan un essieu porteur comprenant de chaque côté une roue principale 6. Un bac inférieur 4 fixé transversalement en dessous de deux longerons inférieurs 10 du châssis 2, comporte de chaque côté une plaque verticale 30 recevant le moyeu d'une roue principale 6, et une plaque inférieure 4 reliant ces plaques verticales, recevant une motorisation électrique non représentée, indépendante pour chaque roue principale 6.
Le volume disponible dans le châssis 2 au-dessus des motorisations reçoit des batteries d'alimentation des moteurs électriques ainsi que des systèmes électroniques de commande de ces moteurs et de guidage du chariot, ces batteries et ces systèmes électroniques n'étant pas représentés.
Le chariot comporte à chaque extrémité du châssis 2, sous ce châssis, un support 12 formant une plaque horizontale allongée dans la direction transversale, recevant à chaque extrémité en dessous une roulette de stabilité 14 montée libre en rotation sur un pivot vertical.
Chaque extrémité du support 12 est reliée au châssis 2 par un bras latéral incliné 16 formé par une tôle verticale disposée longitudinalement sur le côté de ce châssis, comprenant une extrémité soudée au-dessus du support, et une autre extrémité formant une pointe remontante tournée vers le centre du chariot, qui se termine par un pivot transversal 18 formé par une vis. De cette manière l'ensemble du support 12 pivote autour de l'axe transversal formé par les deux pivots 18 disposés de chaque côté du chariot, ce qui donne aux roulettes de stabilité 14 un mouvement en arc de cercle présentant une composante verticale.
Chaque extrémité du châssis 2 comporte une traverse inférieure 32, recevant au milieu de sa face inférieure un ressort hélicoïdal de suspension 20 travaillant en compression, disposé verticalement, qui prend appui sur la face supérieure du support 12 se trouvant en dessous pour réaliser une suspension des roulettes de stabilité 14 se trouvant de ce côté.
Chaque extrémité des traverses inférieures 32 reçoit en dessous une butée élastique supérieure 22 formée dans un élastomère, en particulier un polyuréthane souple, présentant une face inférieure d'appui venant au-dessus du support avec un jeu permettant une course.
De cette manière chaque support 12 est monté sur une suspension reliée au châssis 2, présentant une course principale pendant laquelle le ressort de compression 20 travaille, puis une fin de course vers le haut un appui sur les deux butées élastiques 22 freinant la fin de course tout en réalisant un certain amortissement du mouvement avec une absorption d'énergie par la matière élastique.
Chaque support 12 comporte sur le côté extérieur d'un de ces bras latéral 16, une butée inférieure 24 formée par une bande comportant en partie supérieure un pli venant au-dessus du longeron inférieur 10 disposé de ce côté. De cette manière chaque support 12 présente une course limitée vers le bas, quand la butée inférieure 24 prend appui sur le longeron inférieur 10.
Chaque support 12 comporte au milieu de sa face inférieure un boîtier 26 formé par une bande de tôle pliée, descendant vers le bas, recevant dans sa partie centrale un capteur optique 28 dirigé vers le sol avec une petite distance D de ce sol, permettant de lire une ligne contrastée tracée sur le sol pour guider le chariot. De cette manière le capteur optique 28 placé en avant dans le sens de la marche dirige le chariot sur cette ligne.
On notera que de chaque côté le capteur optique 28 fixé entre les roulettes de stabilité 14 est disposé dans la direction longitudinale au niveau de l'axe de ces roulettes, cette disposition n'étant pas représentée sur le schéma de la figure 3 donné uniquement pour expliquer le fonctionnement du chariot.
La figure 4 présente les roues principales 6 passant dans un relief formant un creux. Chaque jeu de roulettes de stabilité 14 disposé de chaque côté du chariot, remonte en comprimant leur ressort de suspension 20. Le creux est suffisant pour mettre de chaque côté le support 12 en appui sur les butées élastiques 22, ce qui freine en douceur la fin de course des roulettes de stabilité 14 vers le haut.
La figure 5 présente les roues principales 6 passant dans un relief formant une bosse. Chaque jeu de roulettes de stabilité 14 disposé de chaque côté du chariot, descend en laissant son ressort de suspension 20 se détendre.
De chaque côté en fin de détente du ressort de suspension 20, la butée inférieure 24 vient en appui sur le longeron inférieur 10 ce qui arrête la course des roulettes de stabilité 14 vers le bas.
L'enfoncement des ressorts de suspension 20 dépend aussi de la charge embarquée sur le chariot, provoquant un petit tassement des roues principales 6. Ces ressorts de suspension 20 permettent ainsi aux roulettes de stabilité 14 de rester dans tous les cas de charge en contact avec le sol. On notera qu'en particulier la masse du chariot à vide peut être de l'ordre de 150 kg, et la masse de la charge embarquée, disposée en hauteur, peut être de l'ordre de 600 kg, ce qui représente un écart de masse important.
Les exemples de déformation du sol présentés figures 4 et 5, représentent des déformations maximum de ce sol qui permettent dans tous les cas de garder les quatre roulettes de stabilité 14 en contact avec le sol.
Le capteur optique 28 fixé au support 12 et disposé longitudinalement suivant l'axe des roulettes de stabilité 14, suit le mouvement vertical de ces roulettes qui restent posées au sol. On obtient avec une bonne précision une distance D des capteurs optique 28 par rapport au sol qui reste constante.
En particulier le chariot peut être mis en oeuvre par le procédé selon l'art antérieur présenté ci-dessus. Dans ce cas, la face supérieure du châssis 2 du chariot reçoit un élévateur plat, permettant à ce chariot de venir en dessous d'un support de stockage pour le soulever légèrement, et le déplacer.
Les raideurs des ressorts de suspension 20 et des butées 22 sont prévues pour obtenir une bonne stabilité de la charge embarquée sur le chariot. Les courbes d'accélération et de décélération longitudinales, ou les courbes d'accélération transversale pour la rotation du chariot, sont calculées en fonction de ces charges afin d'obtenir une stabilité du chariot évitant des oscillations.
Avantageusement les courbes d'accélération et de décélération longitudinales, et les courbes d'accélération de rotation, sont définies en fonction de la masse embarquée sur le chariot, et du centre de gravité de cette masse pour optimiser leurs niveaux sans risquer d'oscillation des suspensions des roulettes de stabilité 14.
La masse embarquée sur le chariot peut être mesurée par un capteur de charge disposé sur ce chariot. En variante la masse peut être estimée par le superviseur de gestion des chariots de l'installation, qui connaît les références et les quantités de produits disposés sur le support de stockage embarqué.
D'une manière générale le chariot peut comporter des ressorts de suspension 20 sur les roulettes 14 disposées d'un seul côté de l'essieu. II peut aussi comporter des ressorts de suspension individuels pour chaque roulette 14.
On notera que l'association des ressorts de suspension 20, et des butées élastiques 22 agissant sur une partie de la course, présentant des caractéristiques de raideur et d'amortissement complémentaires, constitue un système de suspension permettant d'absorber les irrégularités du sol à la fois pour le chariot à vide, et pour le chariot supportant des charges lourdes.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Chariot automoteur robotisé comprenant deux roues principales (6) porteuses et motorisées, disposées sur un même essieu fixé à un châssis (2), des roulettes de stabilité (14) disposées de chaque côté de cet essieu, et des capteurs (28) disposés près du sol, caractérisé en ce qu'au moins d'un côté de l'essieu, les roulettes de stabilité (14) sont reliées par un système à ressort (20) au châssis (2), permettant une course verticale de ces roulettes de stabilité (14), et en ce qu'un capteur (28) est lié à un support (12) de ces roulettes de stabilité (14).
- 2. Chariot automoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (12) allongé transversalement, reçoit à chaque extrémité une roulette de stabilité (14), et au-dessus le système à ressort (20).
- 3. Chariot automoteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur (28) est fixé au support (12) entre les deux roulettes de stabilité (14).
- 4. Chariot automoteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le support (12) est reliée au châssis (2) du chariot par deux bras (16) tournés vers le centre du chariot, recevant chacun à son extrémité un pivot transversal (18) fixé à ce châssis (2).
- 5. Chariot automoteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des butées élastiques de fin de course (22), arrêtant vers le haut la course des roulettes de stabilité (14) reliées par le système à ressort (20).
- 6. Chariot automoteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des butées rigides de fin de course (24), arrêtant vers le bas la course des roulettes de stabilité (14) reliées par le système à ressort (20).
- 7. Chariot automoteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte de chaque côté de l'essieu portant les roues principales (6), des roulettes de stabilité (14) reliées par un système à ressort (20) au châssis (2).
- 8. Chariot automoteur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il présente une symétrie par rapport au plan transversal passant par l'axe de l'essieu.
- 9. Chariot automoteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de charge disposé sur ce chariot.2/2
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