FR3114260A1 - Robotic system for the treatment of a wall of an ovoid type duct. - Google Patents
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Abstract
Système robotisé pour le traitement d’une paroi d’un conduit de type ovoïde Système robotisé (1) à disposer à l’intérieur d’un conduit (5) de type ovoïde pour le traitement d’une paroi de celui-ci, comportant : - un châssis (10) mobile configuré pour prendre appui sur le conduit (5) pour se déplacer le long de celui-ci ; - une tête de décapage (20) de la paroi, mobile relativement à un support (21); et - des moyens de déplacement (30) du support (5) relativement au châssis (10) selon au moins un mouvement vertical de translation Figure pour l’abrégé : Fig. 1Robotic system for treating a wall of an ovoid-type duct Robotic system (1) to be placed inside an ovoid-type duct (5) for treating a wall of the latter, comprising : - a movable frame (10) configured to rest on the duct (5) to move along it; - a stripping head (20) of the wall, movable relative to a support (21); and - displacement means (30) of the support (5) relative to the frame (10) according to at least one vertical translational movement Figure for the abstract: Fig. 1
Description
La présente invention concerne l’entretien de conduits, notamment enterrés, en particulier de conduits visitables de type ovoïde. La présente invention concerne plus particulièrement le décapage des revêtements intérieurs dans ces conduits.The present invention relates to the maintenance of ducts, in particular buried ones, in particular ovoid-type ducts that can be visited. The present invention relates more particularly to the pickling of the interior coatings in these ducts.
Il est nécessaire d’entretenir régulièrement les ovoïdes, et notamment de renouveler leur protection intérieure en éliminant le revêtement existant pour le remplacer par un nouveau.It is necessary to regularly maintain the ovoids, and in particular to renew their interior protection by eliminating the existing coating to replace it with a new one.
En général, cette opération consiste d’abord à préparer les parois en adéquation avec l’application du nouveau revêtement. La préparation consiste souvent en un décapage du revêtement existant qui permet de créer une certaine rugosité de surface pour l’accroche et l’application du nouveau revêtement.In general, this operation consists first of preparing the walls in adequacy with the application of the new coating. The preparation often consists of stripping the existing coating which creates a certain surface roughness for the grip and application of the new coating.
Actuellement, le décapage des conduits de type ovoïde est réalisé manuellement par des opérateurs humains. Cette activité est souvent menée dans des conditions difficiles, notamment du fait de l’exiguïté du poste de travail qui découle à la fois des dimensions du conduit, de son encombrement causé par la présence potentielle de gravats ou de gaines, et du suréquipement de l’opérateur, nécessaire pour le protéger des risques associés à cette activité.Currently, the stripping of ovoid-type ducts is carried out manually by human operators. This activity is often carried out in difficult conditions, in particular due to the cramped nature of the workstation resulting from the dimensions of the duct, its size caused by the potential presence of rubble or ducts, and the over-equipment of the operator. operator, necessary to protect him from the risks associated with this activity.
En outre, cette activité mobilise un nombre important d’opérateurs humains. A titre d’exemple, le décapage est usuellement réalisé par une équipe d’environ quatre personnes au moyen d’un marteau burineur pneumatique, ce qui permet un traitement moyen de 7ml par jour et représente un coût horaire de 4,5h par ml. Des opérateurs supplémentaires doivent de plus être affectés à l'évacuation des débris du revêtement ou des autres déchets générés, et la présence d’opérateurs en surface est également requise. Une intervention standard consiste généralement à traiter de un à trois tronçons de 50ml. Cette activité est par conséquent coûteuse à la fois en moyens humains et en temps de travail.In addition, this activity mobilizes a large number of human operators. For example, pickling is usually carried out by a team of about four people using a pneumatic chipping hammer, which allows an average treatment of 7ml per day and represents an hourly cost of 4.5 hours per ml. Additional operators must also be assigned to the disposal of coating debris or other waste generated, and the presence of operators on the surface is also required. A standard intervention generally consists of treating one to three sections of 50ml. This activity is therefore costly both in terms of human resources and working time.
On connaît des robots pour le traitement de canalisations de section circulaire utilisant le décapage hydraulique sous très haute pression. Par exemple, la demande WO2011/009420 décrit un robot pour le nettoyage et l’inspection de conduits circulaires comportant une buse qui projette de l'eau sous haute pression. La buse est portée par un bras articulé. Un tel robot n’est pas adapté aux conduits de type ovoïde.Robots are known for the treatment of pipelines of circular section using hydraulic stripping under very high pressure. For example, application WO2011/009420 describes a robot for cleaning and inspecting circular ducts comprising a nozzle which projects water under high pressure. The nozzle is carried by an articulated arm. Such a robot is not suitable for ovoid-type ducts.
Il existe par conséquent un besoin pour faciliter l’entretien ou la rénovation des conduits de type ovoïde.There is therefore a need to facilitate the maintenance or renovation of ovoid type ducts.
L’invention vise à y répondre en proposant, selon un premier de ses aspects, un système robotisé à disposer à l’intérieur d’un conduit de type ovoïde pour le traitement d’une paroi de celui-ci, comportant :The invention aims to respond to this by proposing, according to a first of its aspects, a robotic system to be placed inside an ovoid-type conduit for the treatment of a wall thereof, comprising:
- un châssis mobile configuré pour prendre appui sur le conduit pour se déplacer le long de celui-ci ;- A movable frame configured to bear on the conduit to move along it;
- une tête de décapage de la paroi, mobile relativement à un support ; et- a stripping head of the wall, movable relative to a support; And
- des moyens de déplacement du support relativement au châssis selon au moins un mouvement vertical de translation.- Means for moving the support relative to the frame according to at least one vertical translational movement.
Grâce à l’invention, les opérations de décapage dans les conduits de type ovoïde peuvent être automatisées et ce sur une longueur aussi grande que souhaitée.Thanks to the invention, stripping operations in ovoid-type ducts can be automated over as long a length as desired.
De plus, le système robotisé permet une précision et une répétabilité des opérations de décapage qui sont supérieures à celle d’un opérateur humain. Il en résulte à la fois un gain du temps de travail et une diminution de la pénibilité pour les opérateurs.In addition, the robotic system allows precision and repeatability of stripping operations that are superior to that of a human operator. This results in both a gain in working time and a reduction in hardship for the operators.
Le système robotisé offre également la possibilité de traiter des milieux susceptibles de contenir des substances toxiques comme par exemple de l’amiante ou des métaux lourds.The robotic system also offers the possibility of treating environments likely to contain toxic substances such as asbestos or heavy metals.
En outre, le fait de déplacer le support de la tête de décapage selon un mouvement de translation vertical permet au système robotisé de s’adapter à la forme particulière des conduits de forme ovoïde, et d’éviter la complexité de certains robots à bras articulés.In addition, moving the support of the stripping head according to a vertical translational movement allows the robotic system to adapt to the particular shape of ovoid-shaped ducts, and to avoid the complexity of certain robots with articulated arms. .
L’invention rend possible de déplacer aisément la tête de décapage le long de trajectoires qui ne s’inscrivent pas nécessairement dans un cercle et qui assurent donc la précision recherchée dans le traitement des sections transversales non circulaires comme celles de conduits de type ovoïdes.The invention makes it possible to easily move the stripping head along trajectories which do not necessarily fall within a circle and which therefore ensure the precision sought in the treatment of non-circular cross-sections such as those of ovoid-type conduits.
Conduitleads
Par « conduit de type ovoïde », il faut comprendre un conduit présentant une partie supérieure de préférence arrondie et des parois latérales qui se rapprochent l'une de l'autre dans la partie inférieure de l’ouvrage.By "ovoid type conduit", it is necessary to understand a conduit having a preferably rounded upper part and side walls which approach each other in the lower part of the structure.
Le conduit peut correspondre à une canalisation ou galerie de tout type, notamment un égout. De préférence, le conduit est un égout.The conduit may correspond to a pipe or gallery of any type, in particular a sewer. Preferably, the conduit is a sewer.
La forme de l’ovoïde est particulièrement avantageuse dans le cas des égouts car elle empêche la sédimentation grâce à une vitesse supérieure de l'eau à faible débit dans la partie inférieure du conduit, plus étroite.The ovoid shape is particularly advantageous in the case of sewers because it prevents sedimentation thanks to a higher water velocity at low flow in the lower, narrower part of the conduit.
Le conduit est de préférence visitable. Un « conduit visitable » correspond à un conduit présentant une hauteur sous voûte suffisante pour permettre à un opérateur humain de le visiter, notamment à des fins de maintenance. Cette hauteur est de préférence supérieure à 150 cm, par exemple de l’ordre de 200 cm.The duct is preferably visitable. A “visitable duct” corresponds to a duct having sufficient vault height to allow a human operator to visit it, in particular for maintenance purposes. This height is preferably greater than 150 cm, for example of the order of 200 cm.
Les dimensions du conduit de type ovoïde sont de préférence choisies pour respecter la norme NF P-16-401.The dimensions of the ovoid type duct are preferably chosen to comply with standard NF P-16-401.
Le conduit peut présenter une largeur maximale comprise entre 80 cm et 150 cm.The duct can have a maximum width of between 80 cm and 150 cm.
Le conduit peut s’étendre selon un axe longitudinal rectiligne ou courbe. Il peut présenter une ou plusieurs courbures orientées autour d’axes différents et/ou selon des sens différents, entre les extrémités longitudinales du conduit.The duct can extend along a straight or curved longitudinal axis. It may have one or more curvatures oriented around different axes and/or in different directions, between the longitudinal ends of the duct.
Par « axe longitudinal du conduit », on désigne la ligne joignant l'ensemble des barycentres des sections transversales du conduit.By “longitudinal axis of the duct”, is meant the line joining all the barycenters of the cross sections of the duct.
Le conduit peut s’étendre horizontalement, verticalement ou selon une direction oblique par rapport à l’horizontale.The duct can extend horizontally, vertically or in a direction oblique to the horizontal.
Structure du châssis mobileMobile frame structure
De préférence, le système robotisé est configuré pour prendre appui sur les parties haute et basse du conduit afin de déplacer le châssis le long du conduit.Preferably, the robotic system is configured to bear on the upper and lower parts of the duct in order to move the frame along the duct.
Cela confère au châssis une certaine stabilité lors de son déplacement le long du conduit ainsi que lors des opérations de décapage. Le châssis peut ainsi être capable de s'auto-maintenir dans le conduit, y compris lorsque ce dernier présente une très forte inclinaison par rapport à l’horizontale.This gives the frame some stability when moving along the duct as well as during stripping operations. The frame can thus be able to self-maintain in the duct, even when the latter has a very steep inclination with respect to the horizontal.
Le châssis peut être agencé pour se déplacer en enjambant une canalisation, câble ou gaine présente par exemple le long de la partie inférieure du conduit.The frame can be arranged to move by spanning a pipe, cable or sheath present for example along the lower part of the duct.
L’avancement du châssis peut être effectué au moyen d’une pluralité d’organes d’appui comportant par exemple des roues.The advancement of the chassis can be carried out by means of a plurality of support members comprising, for example, wheels.
Ainsi, le châssis peut comporter des jeux de paires d’organes d’appui haut et bas.Thus, the chassis may include sets of pairs of top and bottom support members.
Les organes d’appui de chaque paire s’étendent de préférence de part et d’autre d’un plan médian vertical du conduit.The support members of each pair preferably extend on either side of a vertical median plane of the duct.
Les jeux de paires d’organes d’appui sont de préférence disposés de part et d’autre d’un plan médian horizontal du conduit.The sets of pairs of support members are preferably arranged on either side of a horizontal median plane of the duct.
L’une au moins des paires d’organes d’appui peut être montée de manière réglable sur le châssis, notamment en hauteur et/ou en écartement de manière à s’adapter aux dimensions du conduit.At least one of the pairs of support members can be mounted in an adjustable manner on the frame, in particular in height and/or in spacing so as to adapt to the dimensions of the duct.
Le châssis peut être réalisé de façon à lui permettre de s’auto-adapter à son environnement.The chassis can be made in such a way as to allow it to self-adapt to its environment.
Ainsi, pendant que le châssis est en mouvement le long du conduit, l’une au moins des paires d’organes d’appui peut voir sa longueur et/ou son écartement modifiés pour s’adapter à l’évolution de la section du conduit. Cela permet au châssis de s’adapter aux variations de hauteur dans le conduit lors de son déplacement le long de ce dernier. Cela permet également au châssis de s’adapter aux variations de largeur dans le conduit. Une telle configuration permet également d’adapter le déplacement du châssis à d'éventuels obstacles internes qui forment des irrégularités sur la paroi du conduit. Thus, while the frame is moving along the duct, at least one of the pairs of support members can see its length and/or its spacing modified to adapt to the evolution of the section of the duct. . This allows the frame to adapt to variations in height in the duct as it moves along it.. This also allows the frame to adapt to variations in width in the duct. Such a configuration also makes it possible to adapt the movement of the frame to any internal obstacles that form irregularities on the wall of the duct.
L’autoadaptation des organes d’appui peut s’effectuer de manière passive grâce à organes de rappel élastiques qui pressent les organes d’appui contre la paroi et/ou de manière active, grâce à des moyens de réglage pilotés par exemple en fonction d’un retour quant à la forme du conduit, généré par exemple par une caméra ou autre(s) capteur(s), ou la force de réaction sur les parois.The self-adaptation of the support members can be carried out passively thanks to elastic return members which press the support members against the wall and/or actively, thanks to adjustment means controlled for example according to feedback on the shape of the duct, generated for example by a camera or other sensor(s), or the reaction force on the walls.
De préférence, le châssis est automoteur. Celui-ci est ainsi capable d’avancer seul, sans être tracté par des câbles par exemple. Le système peut à cet effet comporter un ou plusieurs moteurs, de préférence électriques, pour entrainer en mouvement, notamment en rotation, au moins une roue formant organe d’appui.Preferably, the chassis is self-propelled. It is thus able to move forward alone, without being towed by cables for example. The system can for this purpose comprise one or more motors, preferably electric, to drive in movement, in particular in rotation, at least one wheel forming a support member.
Afin de faciliter l’installation du système robotisé dans le conduit, le châssis est avantageusement démontable, de façon à diminuer son encombrement. Le châssis comporte par exemple un cadre vertical sur lequel sont montés de manière amovible les organes d’appui. Le cadre peut comporter des montants et des longerons fixés de façon amovible sur les montants.In order to facilitate the installation of the robotic system in the duct, the frame is advantageously removable, so as to reduce its size. The chassis comprises, for example, a vertical frame on which the support members are removably mounted. The frame may include uprights and side members removably attached to the uprights.
Les différents éléments constitutifs du châssis, notamment les montants et les longerons, sont avantageusement de dimension inférieure à celle des passages par lesquels des opérateurs accèdent au conduit. Cela permet notamment de faciliter leur transport à l’intérieur du conduit. La réduction en termes de poids et de taille facilite en outre le remontage du châssis dans ledit conduit.The various constituent elements of the frame, in particular the uprights and the side members, are advantageously smaller in size than that of the passages through which operators access the duct. This makes it possible in particular to facilitate their transport inside the duct. The reduction in terms of weight and size also facilitates the reassembly of the frame in said conduit.
DécapageStripping
Le décapage peut être réalisé par toute technique connue à cet effet.Pickling can be carried out by any known technique for this purpose.
Ainsi, le décapage peut être réalisé à l’eau à ultra haute pression, par rabotage ou burinage, ou encore par grenaillage.Thus, pickling can be carried out with water at ultra high pressure, by planing or chiseling, or even by shot blasting.
De préférence, le décapage est réalisé par rabotage.Preferably, the pickling is carried out by planing.
Ainsi, la tête de décapage comporte avantageusement un outil abrasif entraîné en mouvement sur lui-même, notamment autour d’un axe de rotation.Thus, the stripping head advantageously comprises an abrasive tool driven in movement on itself, in particular around an axis of rotation.
L’outil abrasif peut comporter une pluralité de rangées de segments abrasifs disposées sur la circonférence d’un moyeu, chaque rangée de segments abrasifs s’étendant de préférence hélicoïdalement autour de l’axe de rotation du moyeu.The abrasive tool may include a plurality of rows of abrasive segments arranged around the circumference of a hub, each row of abrasive segments preferably extending helically around the axis of rotation of the hub.
Les segments abrasifs peuvent être en carbure de tungstène et/ou comporter une couche extérieure polycristalline diamantée.The abrasive segments can be made of tungsten carbide and/or have a polycrystalline diamond outer layer.
Les segments consécutifs d’une même rangée peuvent être disposés selon un pas fixe ou variable. De même, les rangées peuvent être disposées selon un pas fixe ou variable.The consecutive segments of the same row can be arranged according to a fixed or variable pitch. Similarly, the rows can be arranged according to a fixed or variable pitch.
Lors du décapage de la paroi, la présence d’espaces entre les segments et/ou les rangées favorise la formation de reliefs sur la paroi traitée, qui assurent une rugosité de surface suffisante pour pouvoir accrocher et appliquer un nouveau revêtement.When stripping the wall, the presence of spaces between the segments and/or the rows promotes the formation of reliefs on the treated wall, which ensure sufficient surface roughness to be able to grip and apply a new coating.
En variante, l’outil abrasif comporte une pluralité de disques abrasifs empilées.Alternatively, the abrasive tool includes a plurality of stacked abrasive discs.
Les disques sont de préférence empilés avec un espacement suffisant pour permettre la formation de reliefs sur la paroi.The discs are preferably stacked with sufficient spacing to allow the formation of reliefs on the wall.
La position de la tête de décapage relativement au support est avantageusement réglable. La tête de décapage est de préférence montée de manière à pouvoir se déplacer selon un mouvement de translation par rapport au support, de sorte à régler la profondeur du décapage.The position of the stripping head relative to the support is advantageously adjustable. The stripping head is preferably mounted so as to be able to move according to a translation movement relative to the support, so as to adjust the depth of the stripping.
Le support peut comporter des moyens d’immobilisation permettant d’immobiliser la tête de décapage dans une position déterminée par rapport au support. Ainsi, on peut empêcher tout basculement indésirable de la tête de décapage vers l’avant ou l’arrière du support qui influencerait outre mesure la précision du décapage. Les moyens d’immobilisation peuvent être de tout type adapté, et peuvent correspondre à une butée mécanique, par exemple.The support may include immobilization means making it possible to immobilize the stripping head in a determined position with respect to the support. Thus, we can prevent any undesirable tilting of the stripping head towards the front or the rear of the support which would have an undue influence on the precision of the stripping. The immobilization means can be of any suitable type, and can correspond to a mechanical stop, for example.
Le décapage, notamment le rabotage, s’effectue de préférence par un mouvement de rotation de la tête de décapage par rapport au support. La tête de décapage peut être entraînée en mouvement relativement au support à l’aide d’un moteur électrique, hydraulique ou pneumatique, de préférence électrique.Stripping, in particular planing, is preferably carried out by a rotational movement of the stripping head relative to the support. The stripping head can be driven in movement relative to the support using an electric, hydraulic or pneumatic motor, preferably electric.
Déplacement de la tête de décapageMoving the stripping head
L’application de la tête de décapage contre la paroi du conduit est effectuée à l’aide de moyens de déplacement. Ces derniers peuvent comporter un premier translateur linéaire permettant de déplacer le support dans une direction transversale à l’axe longitudinal du conduit.The application of the stripping head against the wall of the duct is carried out using displacement means. The latter may comprise a first linear translator making it possible to move the support in a direction transverse to the longitudinal axis of the duct.
Cela permet d’assurer un écartement du support qui s’adapte aux dimensions de la section de la paroi du conduit à décaper.This makes it possible to ensure a spacing of the support which adapts to the dimensions of the section of the wall of the duct to be stripped.
Une telle mobilité est avantageuse dans le cas du conduit de type ovoïde car elle permet d’adapter l’application de la tête de décapage aux variations des dimensions du conduit. Il est également possible à la fois d’écarter le support du châssis en vue d’appliquer la tête de décapage contre la paroi et de le rapprocher du châssis de façon à éviter à la tête de décapage de venir au contact de certaines zones de la paroi, correspondant à des zones qu’il convient d’éviter de solliciter.Such mobility is advantageous in the case of the ovoid type conduit because it makes it possible to adapt the application of the stripping head to variations in the dimensions of the conduit. It is also possible both to separate the support from the frame in order to apply the stripping head against the wall and to bring it closer to the frame so as to prevent the stripping head from coming into contact with certain areas of the wall, corresponding to areas which should be avoided.
Le premier translateur linéaire précité peut être entrainé en mouvement par un moteur pneumatique, électrique ou hydraulique, de préférence pneumatique. De préférence le premier translateur est à action pneumatique.The aforementioned first linear translator can be driven in motion by a pneumatic, electric or hydraulic motor, preferably pneumatic. Preferably the first translator is pneumatically operated.
Dans le but de permettre au système d’atteindre des zones de la paroi situées à différentes hauteurs, les moyens de déplacement peuvent comporter un deuxième translateur linéaire permettant le déplacement le déplacement vertical du support.In order to allow the system to reach areas of the wall located at different heights, the displacement means may include a second linear translator allowing the vertical displacement of the support.
Le deuxième translateur linéaire peut être entrainé en mouvement par un moteur électrique par exemple.The second linear translator can be driven in motion by an electric motor for example.
Les moyens de déplacement peuvent également comporter un mécanisme de rotation permettant d’orienter le support autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe longitudinal du conduit et de le maintenir avec une orientation sensiblement perpendiculaire à la paroi. Ce mécanisme de rotation peut permettre à la tête de décapage de parcourir une circonférence complète du conduit. Le mécanisme de rotation peut être entraîné par un moteur, notamment électrique.The displacement means may also comprise a rotation mechanism making it possible to orient the support around an axis substantially parallel to the longitudinal axis of the duct and to maintain it with an orientation substantially perpendicular to the wall. This rotation mechanism can allow the stripper head to travel a full circumference of the conduit. The rotation mechanism can be driven by a motor, in particular an electric motor.
Avantageusement, le ou les moteurs électriques ont une classe de résistance leur permettant d’être immergés dans le conduit.Advantageously, the electric motor(s) have a resistance class enabling them to be immersed in the conduit.
Ainsi, les moyens de déplacement permettent à la tête de décapage d’atteindre une zone quelconque de la paroi et de la traiter avec la précision requise.Thus, the displacement means allow the stripping head to reach any area of the wall and treat it with the required precision.
Le système robotisé peut en outre comporter un système de commande pour commander d’une part le déplacement du châssis, et d’autre part les différents mouvements des moyens de déplacement ainsi que celui de la tête de décapage.The robotic system may further comprise a control system for controlling on the one hand the displacement of the frame, and on the other hand the various movements of the displacement means as well as that of the stripping head.
Le système de commande peut ainsi comporter un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation dans lesquels est mémorisé un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code exécutable par le ou les processeurs pour commander le système robotisé.The control system can thus comprise one or more processors and storage means in which a computer program product is stored, in the form of a set of code instructions executable by the processor or processors to control the robotic system. .
Le système de commande peut comporter une interface homme/machine à partir de laquelle un opérateur peut contrôler le système robotisé.The control system may include a human/machine interface from which an operator can control the robotic system.
L’interface homme/machine est par exemple utilisée en amont de l’intervention, lors de la planification des opérations de décapage, afin d’établir la trajectoire du système robotisé, cette planification s’effectuant par exemple en chargeant dans le système un modèle numérique 3D du conduit préalablement réalisé. Ce même modèle numérique 3D peut être utilisé pour piloter le système robotisé lors de l’intervention.The man/machine interface is for example used upstream of the intervention, during the planning of the stripping operations, in order to establish the trajectory of the robotized system, this planning being carried out for example by loading into the system a model 3D digital of the duct previously made. This same 3D digital model can be used to control the robotic system during the intervention.
L’interface homme/machine peut être utilisée pendant l’intervention pour visualiser la progression du châssis, en affichant par exemple sa position en temps réel ou quasi-temps réel.The man/machine interface can be used during the intervention to visualize the progress of the frame, for example by displaying its position in real time or near real time.
L’interface homme/machine peut à cet effet comporter un écran de visualisation, de préférence tactile.The man/machine interface may for this purpose include a display screen, preferably a touch screen.
L’interface homme/machine peut comporter tous moyens de saisie adaptés, par exemple un clavier ou une manette de commande.The man/machine interface can include any suitable input means, for example a keyboard or a joystick.
RecyclageRecycling
Le système peut également comporter des moyens d’aspiration pour l’évacuation des débris générés lors du décapage.The system may also include suction means for the evacuation of debris generated during stripping.
Cela permet d'éviter ou tout du moins de réduire l'accumulation de déchets dans le conduit.This avoids or at least reduces the accumulation of waste in the conduit.
Les moyens d’aspiration peuvent comporter au moins un tuyau d’aspiration à relier à une unité d’aspiration à disposer de préférence hors du conduit.The suction means may comprise at least one suction pipe to be connected to a suction unit to be preferably placed outside the duct.
Le déplacement du tuyau est de préférence asservi à celui du châssis.The movement of the pipe is preferably slaved to that of the frame.
Le tuyau d’aspiration est de préférence relié au support de la tête de décapage. Ainsi, les débris peuvent être captés à la source, ce qui permet notamment d’optimiser l’opération d’aspiration.The suction hose is preferably connected to the support of the stripping head. Thus, the debris can be captured at the source, which in particular makes it possible to optimize the suction operation.
Pour assister le système robotisé dans son fonctionnement, ce dernier peut comporter un système d’acquisition de données d’environnement.To assist the robotic system in its operation, the latter may include an environment data acquisition system.
Le système d’acquisition de données d’environnement peut comporter au moins un capteur optique tel qu’une ou plusieurs caméras et/ou un ou plusieurs capteurs laser à balayage.The environment data acquisition system may comprise at least one optical sensor such as one or more cameras and/or one or more scanning laser sensors.
Le système robotisé peut comporter un dispositif d’éclairage et/ou d’illumination IR du conduit.The robotic system may include a device for lighting and/or IR illumination of the duct.
Le système d’acquisition de données peut être associé à un système de géolocalisation, par exemple GPS ou de type « indoor », permettant de fournir les coordonnées des données acquises. Ce même système de localisation peut également être configuré pour fournir une information relative à la position du châssis dans le conduit.The data acquisition system can be associated with a geolocation system, for example GPS or of the "indoor" type, making it possible to provide the coordinates of the acquired data. This same location system can also be configured to provide information relating to the position of the frame in the duct.
ProcédéProcess
L’invention a encore pour objet un procédé de traitement d’une paroi d’un conduit de type ovoïde d’un ouvrage tel qu’une galerie souterraine, mis en œuvre par un système robotisé selon l’invention, comportant l’étape consistant à :The invention also relates to a method for treating a wall of an ovoid-type conduit of a structure such as an underground gallery, implemented by a robotic system according to the invention, comprising the step consisting To :
- décaper une portion de la paroi à l’aide de la tête de décapage, en déplaçant son support à l’aide des moyens de déplacement précités.stripping a portion of the wall using the stripping head, moving its support using the aforementioned moving means.
L’étape a) peut être réalisée alors que le système robotisé a arrêté son déplacement le long du conduit.Step a) can be performed while the robotic system has stopped moving along the conduit.
Le procédé peut comporter, le cas échéant, ultérieurement à l’étape a), l’étape b) consistant à faire avancer le châssis après le décapage de ladite portion de la paroi, en vue de décaper une portion suivante.The method may include, where appropriate, subsequently to step a), step b) consisting in advancing the frame after the stripping of said portion of the wall, with a view to stripping a following portion.
En variante, l’étape a) est réalisée alors que le système robotisé se déplace le long du conduit.Alternatively, step a) is performed while the robotic system is moving along the duct.
L’étape a) comporte avantageusement l’étape i) consistant à effectuer au moins une translation du support, par rapport au châssis, selon un axe transversal et/ ou perpendiculaire à l’axe longitudinal du conduit, de sorte à écarter le support du châssis et à rapprocher au mieux la tête du décapage de la portion de la paroi à traiter.Step a) advantageously includes step i) consisting in carrying out at least one translation of the support, relative to the frame, along an axis transverse and/or perpendicular to the longitudinal axis of the duct, so as to move the support away from the chassis and to bring the stripping head as close as possible to the portion of the wall to be treated.
L’étape a) peut comporter l’étape ii) consistant à effectuer une rotation du support autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe longitudinal du conduit de manière à orienter la tête de décapage perpendiculairement à la portion de la paroi précitée.Step a) may include step ii) consisting in performing a rotation of the support around an axis substantially parallel to the longitudinal axis of the duct so as to orient the stripping head perpendicularly to the aforementioned portion of the wall.
L’étape ii) peut être réalisée avant l’étape i), après l’étape i), ou simultanément à l'étape i).Step ii) can be carried out before step i), after step i), or simultaneously with step i).
L’étape a) peut comporter en outre l’étape iii) consistant à mettre en mouvement, notamment en rotation, la tête de décapage relativement au support.Step a) may further comprise step iii) consisting in setting in motion, in particular in rotation, the stripping head relative to the support.
Le procédé peut comporter l’étape iv) consistant à aspirer les débris de revêtement générés à l’étape a) à l’aide des moyens d’aspiration vers l’unité d’aspiration, notamment disposée en surface lorsque le conduit est enterré.The method may include step iv) consisting in sucking the coating debris generated in step a) using the suction means towards the suction unit, in particular placed on the surface when the conduit is buried.
L’étape iv) peut être réalisée après l’étape a) ou simultanément à l'étape a).Step iv) can be carried out after step a) or simultaneously with step a).
Préalablement à l’étape b), le système robotisé peut effectuer au moins une translation en sens inverse à celui de l’étape i) de sorte à rapprocher le support du châssis, et éventuellement le ramener en position initiale.Prior to step b), the robotic system can perform at least one translation in the opposite direction to that of step i) so as to bring the support closer to the frame, and possibly bring it back to the initial position.
A l’étape b) l’avancement peut se faire de manière incrémentielle, d’une distance correspondant à la largeur de la tête de décapage, de façon à permettre un décapage de la paroi du conduit continu le long du conduit.In step b) the advancement can be done incrementally, by a distance corresponding to the width of the stripping head, so as to allow stripping of the wall of the continuous duct along the duct.
Les différentes étapes décrites plus haut sont de préférence téléopérées par un opérateur à distance à partir de l’interface homme/machine, notamment à l’aide d’une manette de commande.The various steps described above are preferably remotely operated by a remote operator from the man/machine interface, in particular using a joystick.
L’invention a encore pour objet un conduit de type ovoïde, notamment enterré tel qu’un égout, traité selon le procédé selon l’invention.The invention also relates to an ovoid-type pipe, in particular buried such as a sewer, treated according to the method according to the invention.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :The invention may be better understood on reading the detailed description which follows, non-limiting examples of implementation thereof, and on examining the appended drawing, in which:
Description détailléedetailed description
On a représenté aux figures 1, 4 et 5, un exemple de système robotisé 1 selon l’invention, destiné à être placé à l’intérieur d’un conduit 5 de type ovoïde, en vue de décaper sa paroi.There is shown in Figures 1, 4 and 5, an example of a robotic system 1 according to the invention, intended to be placed inside a pipe 5 of the ovoid type, in order to strip its wall.
Comme cela est visible à la
Le système robotisé 1 comporte un châssis mobile 10 configuré pour se déplacer le long du conduit 5 en s’appuyant sur ce dernier.The robotic system 1 comprises a mobile frame 10 configured to move along the duct 5 by resting on the latter.
Dans l’exemple illustré, le châssis 10 comporte un cadre vertical 11 et une pluralité d’organes d’appui 17. Le cadre 11 comporte des montants verticaux 12 et des longerons horizontaux 13 fixés de façon amovible sur les montants.In the example illustrated, the chassis 10 comprises a vertical frame 11 and a plurality of support members 17. The frame 11 comprises vertical uprights 12 and horizontal beams 13 removably fixed to the uprights.
Les organes d’appui 17 comportent dans l’exemple illustré des roues, dont au moins une partie est automotrice et est entrainée par un ou plusieurs moteurs, non représentés, via des réducteurs et/ou renvois d’angle.The support members 17 comprise in the illustrated example wheels, at least one part of which is self-propelled and is driven by one or more motors, not shown, via reducers and/or bevel gears.
Dans le mode de réalisation illustré, le châssis 10 comporte deux jeux de paires d’organe d’appui hauts 16 et d’organes d’appui bas 15, qui sont disposées de part et d’autre d’un plan médian horizontal M1 du conduit 5. Comme cela est visible à la
Les organes d’appui 17 de chaque paire 15 ou 16 s’étendent symétriquement de part et d’autre d’un plan médian vertical du conduit, comme illustré.The support members 17 of each pair 15 or 16 extend symmetrically on either side of a vertical median plane of the duct, as illustrated.
Le système robotisé 1 comporte en outre une tête de décapage 20, mobile par rapport à un support 21 portant celle-ci. De préférence, la tête de décapage 20 est mobile en translation par rapport au support 21, ce qui permet de régler sa position par rapport au support et ainsi la profondeur du décapage.The robotic system 1 further comprises a stripping head 20, movable relative to a support 21 carrying it. Preferably, the stripping head 20 is movable in translation relative to the support 21, which makes it possible to adjust its position relative to the support and thus the depth of the stripping.
Le support 21 comporte des moyens d’immobilisation, par exemple une butée mécanique, permettant d’immobiliser la tête de décapage 20 dans la position souhaitée par rapport au support.The support 21 comprises immobilization means, for example a mechanical stop, making it possible to immobilize the stripping head 20 in the desired position with respect to the support.
Dans le mode de réalisation illustré, le décapage est réalisé par rabotage de la paroi. La tête de décapage 20 comporte à cet effet un outil abrasif entraîné sur lui-même autour d’un axe de rotation X2perpendiculaire à l’axe longitudinal X1du support 21. A cet effet, la tête de décapage est entrainée en rotation à l’aide d’un moteur électrique non représenté.In the illustrated embodiment, the stripping is carried out by planing the wall. The stripping head 20 comprises for this purpose an abrasive tool driven on itself around an axis of rotation X 2 perpendicular to the longitudinal axis X 1 of the support 21. For this purpose, the stripping head is driven in rotation using an electric motor, not shown.
Dans l’exemple illustré à la
Chaque rangée s’étend de préférence hélicoïdalement autour de l’axe de rotation X2 du moyeu, comme cela est visible à la
Les rangées consécutives peuvent être disposées selon un pas e1fixe ou variable.The consecutive rows can be arranged according to a fixed or variable pitch e 1 .
En variante, l’outil abrasif 22 comporte une succession de disques abrasifs coaxiaux 26. Ces derniers sont de préférence disposés avec un espacement suffisant pour permettre la formation de reliefs sur la paroi. Un exemple de disque 26 adapté est représenté à la
Afin de permettre à la tête de décapage 20 d’être appliquée au mieux sur les différentes zones de la paroi, le système robotisé comporte des moyens de déplacement pour déplacer le support 21 par rapport au châssis 10.In order to allow the stripping head 20 to be applied in the best possible way to the different areas of the wall, the robotic system includes means of movement to move the support 21 relative to the frame 10.
Les moyens de déplacement 30 comportent dans l’exemple illustré un premier translateur linéaire 33 permettant de déplacer le support 21 dans un sens transversal Y à l’axe longitudinal X du conduit 5.The movement means 30 comprise in the example illustrated a first linear translator 33 allowing the support 21 to be moved in a transverse direction Y to the longitudinal axis X of the duct 5.
Le premier translateur linéaire est de préférence commandé par un actionneur pneumatique.The first linear translator is preferably controlled by a pneumatic actuator.
Les moyens de déplacement 30 comportent également un deuxième translateur linéaire 35 permettant de déplacer le support verticalement le long d’un axe Z perpendiculaire à l’axe longitudinal X du conduit 5.The moving means 30 also comprise a second linear translator 35 allowing the support to be moved vertically along an axis Z perpendicular to the longitudinal axis X of the duct 5.
Le deuxième translateur linéaire 35 peut être entrainé en mouvement au moyen d’un moteur électrique.The second linear translator 35 can be driven in motion by means of an electric motor.
Dans l’exemple illustré, les moyens de déplacement comportent en outre un mécanisme d’orientation 37, visible sur les figures 4 et 5, permettant d’orienter le support autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe longitudinal X du conduit 5 et de le maintenir perpendiculairement à la paroi. Le mécanisme d’orientation permet ainsi à la tête de décapage de parcourir la circonférence de la section. Le mécanisme d’orientation peut comporter un moteur électrique pour entrainer en rotation la tête de décapage.In the example illustrated, the displacement means further comprise an orientation mechanism 37, visible in Figures 4 and 5, allowing the support to be oriented around an axis substantially parallel to the longitudinal axis X of the conduit 5 and keep it perpendicular to the wall. The orientation mechanism thus allows the stripping head to traverse the circumference of the section. The orientation mechanism may include an electric motor to drive the stripping head in rotation.
Les différents moteurs d’entrainement précités sont commandés à l’aide d’un système de commande, non représenté. Ce système de commande peut comporter un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation dans lesquels est mémorisé un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code à exécuter par le ou les processeurs. Il s’agit par exemple d’un micro-ordinateur ou microcontrôleur équipé d’interfaces appropriées pour contrôler les moteurs.The various aforementioned drive motors are controlled using a control system, not shown. This control system may include one or more processors and storage means in which a computer program product is stored, in the form of a set of code instructions to be executed by the processor(s). It is for example a microcomputer or microcontroller equipped with appropriate interfaces to control the motors.
Le système de commande comporte également une interface homme/machine à partir de laquelle un opérateur peut diriger le système robotisé.The control system also includes a man/machine interface from which an operator can direct the robotic system.
Cette interface comporte de préférence un écran tactile permettant à l’opérateur de saisir les informations relatives au fonctionnement du système robotisé.This interface preferably comprises a touch screen allowing the operator to enter information relating to the operation of the robotic system.
L’interface comporte également une manette de commande pour permettre à l’opérateur de contrôler les différents mouvements du système robotisé.The interface also includes a joystick to allow the operator to control the different movements of the robotic system.
Le système robotisé 1 comporte de préférence des moyens d’aspiration pour l’évacuation des débris du revêtement générés lors des opérations de décapage.The robotic system 1 preferably comprises suction means for the evacuation of debris from the coating generated during stripping operations.
Les moyens d’aspiration peuvent comporter au moins un tuyau d’aspiration reliée à une unité d’aspiration placée en surface. Le déplacement du tuyau est de préférence asservi à celui du châssis. Le tuyau d’aspiration est de préférence attaché directement au support de la tête de décapage.The suction means may comprise at least one suction pipe connected to a suction unit placed on the surface. The movement of the pipe is preferably slaved to that of the frame. The vacuum hose is preferably attached directly to the stripping head bracket.
On va maintenant décrire brièvement des étapes d’un procédé du décapage de la paroi du conduit 5 selon l’invention. Ces étapes peuvent être en partie téléopérées par un opérateur à distance à l’aide de la manette de commande de l’interface homme/machine précitée. En particulier, l’opérateur commande l’allumage ou l’arrêt du système.A brief description will now be given of the steps of a process for stripping the wall of the conduit 5 according to the invention. These steps can be partly remotely operated by a remote operator using the aforementioned man/machine interface control joystick. In particular, the operator controls the switching on or off of the system.
On suppose que le châssis 10 est positionné au voisinage d’une zone Z de la paroi nécessitant d’être décapée.It is assumed that the frame 10 is positioned in the vicinity of a zone Z of the wall that needs to be stripped.
Le système réalise le décapage d’une portion Pi de la paroi à l’aide de la tête de décapage 20, en déplaçant son support à l’aide des moyens de déplacement 30 relativement au châssis 10, en suivant les étapes consistant à :The system carries out the stripping of a portion Pi of the wall using the stripping head 20, by moving its support using the moving means 30 relative to the frame 10, by following the steps consisting of:
i) effectuer au moins une translation du support 21 selon un axe transversal et/ou une translation selon un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal X du conduit 5, de sorte à rapprocher au maximum la tête de décapage 20 de la portion Pi à traiter, et/oui) perform at least one translation of the support 21 along a transverse axis and/or a translation along an axis perpendicular to the longitudinal axis X of the conduit 5, so as to bring the stripping head 20 as close as possible to the portion Pi to be treated , and or
ii) effectuer une rotation du support 21 autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe longitudinal X du conduit 5.ii) perform a rotation of the support 21 around an axis substantially parallel to the longitudinal axis X of the duct 5.
Lorsque la tête de décapage 20 est perpendiculaire à la surface de la paroi à décaper, la tête de décapage 20 est mise en rotation sur elle-même pour décaper la surface.When the stripping head 20 is perpendicular to the surface of the wall to be stripped, the stripping head 20 is rotated on itself to strip the surface.
Une fois le décapage de la portion Pi réalisé, le système robotisé 1 peut effectuer au moins une translation en sens inverse à celui de l’étape i) de sorte à rapprocher le support du châssis, et éventuellement à le ramener à une position initiale.Once the stripping of the portion Pi has been carried out, the robotic system 1 can perform at least one translation in the opposite direction to that of step i) so as to bring the support closer to the frame, and possibly to bring it back to an initial position.
Ensuite, Le châssis est déplacé d'un nouvel incrément le long du conduit. Ce déplacement peut correspondre à la largeurdde la tête de décapage 20, de façon à permettre un traitement de la paroi du conduit sans discontinuités.Then, the frame is moved a new increment along the duct. This displacement may correspond to the width d of the stripping head 20, so as to allow treatment of the wall of the duct without discontinuities.
En variante, les opérations de décapage sont effectuées pendant que le châssis est en mouvement de déplacement le long du conduit, la tête de décapage suivant une sorte de trajectoire hélicoïdale.Alternatively, the stripping operations are carried out while the frame is moving along the duct, the stripping head following a sort of helical trajectory.
Les étapes relatives à l’avancement du système et à l’adaptation à son environnement décrites ci-dessus sont de préférence réalisées de manière automatique.The steps relating to the advancement of the system and the adaptation to its environment described above are preferably carried out automatically.
Le procédé comporte en outre l’aspiration, pendant que le décapage est en cours, des débris générés par celui-ci.The method further comprises the suction, while the stripping is in progress, of the debris generated by the latter.
Les étapes décrites ci-dessus sont réitérées pour décaper la paroi du conduit sur toute la longueur souhaitée.The steps described above are repeated to strip the wall of the duct over the entire desired length.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à l’exemple de réalisation qui vient d’être décrit.Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described.
Par exemple, la tête de décapage 20 peut être autre qu’un outil de rabotage, étant par exemple une buse projetant de l'eau sous ultra haute pression.For example, the stripping head 20 may be other than a planing tool, being for example a nozzle projecting water under ultra high pressure.
Le système robotisé 1 peut comporter deux têtes de décapage. Ces dernières peuvent être portées par le même support ou par deux supports distincts.The robotic system 1 can comprise two pickling heads. The latter can be carried by the same support or by two separate supports.
Le système robotisé peut également comporter un outil de dépose de revêtement permettant à la suite du décapage du revêtement existant d’appliquer le nouveau revêtement. Le système robotisé peut ainsi porter par exemple un outil d’application d’un revêtement.The robotic system may also include a coating removal tool allowing, following the stripping of the existing coating, to apply the new coating. The robotic system can thus carry, for example, a tool for applying a coating.
On peut encore apporter d’autres modifications au système sans sortir du cadre de l’invention, et par exemple le châssis peut comporter des appuis additionnels reposant sur les parois latérales.It is also possible to make other modifications to the system without departing from the scope of the invention, and for example the frame can comprise additional supports resting on the side walls.
Claims (26)
- un châssis mobile (10) configuré pour prendre appui sur le conduit (5) pour se déplacer le long de celui-ci ;
- une tête de décapage (20) de la paroi, mobile relativement à un support (21); et
- des moyens de déplacement (30) du support (21) relativement au châssis (10) selon au moins un mouvement vertical de translation.Robotic system (1) to be placed inside an ovoid-type conduit (5) for treating a wall thereof, comprising:
- a movable frame (10) configured to bear on the duct (5) to move along it;
- a stripping head (20) of the wall, movable relative to a support (21); And
- Displacement means (30) of the support (21) relative to the frame (10) according to at least one vertical translational movement.
a) décaper une portion (Pi) de la paroi à l’aide de la tête de décapage (20), en déplaçant son support (21) à l’aide des moyens de déplacement (30).Method for treating a wall of an ovoid-type conduit (5), implemented by a robotic system (1) according to any one of the preceding claims, comprising the steps consisting in:
a) stripping a portion (Pi) of the wall using the stripping head (20), by moving its support (21) using the moving means (30).
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| FR2009738A FR3114260B1 (en) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | Robotic system for the treatment of a wall of an ovoid type duct. |
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2020
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