" Système et procédé de transport et de tri de charges isolées, et véhicules individuels mis en œuvre dans ce système "
DESCRIPTION La présente invention concerne un système de transport et de tri de charges isolées. Elle vise également un procédé de transport et de tri mis en oeuvre dans ce système, ainsi que des véhicules individuels utilisés dans ce système.
La présente invention trouve son application dans le domaine de la logistique, plus précisément le transport et le tri de charges isolées telles que paquets, colis ou bagages. Elle s'applique plus particulièrement aux systèmes de transport et de tri connus sous le sigle « DCV » (acronyme de « Destination Coded Vehicle » : véhicule à destination codée), et notamment au processus de chargement et déchargement de ces véhicules.
Dans des centres spécialisés dits plates-formes logistique ou centres de préparation de commandes, les opérateurs concentrent ou créent des
« charges isolées », c'est-à-dire des objets tels que des paquets ou colis, qui doivent ensuite être acheminés vers diverses destinations par différents véhicules tels que camions, trains ou avions.
Ces charges sont en général identifiées par un étiquetage optique
(typiquement un code-barre) ou électronique (lisibles par induction ou radio fréquence). Cet étiquetage indique la destination finale soit directement, soit par association de l'identification à une destination par consultation d'une base de données informatique.
Les systèmes de transport et de tri relevant du domaine de l'invention ont pour fonction de prendre en charge en entrée des charges isolées dont les destinations sont mélangées, et de les distribuer physiquement vers des « sorties de tri » où elles se retrouvent groupées par destination, et peuvent être chargées dans le ou les véhicules desservant cette destination.
A titre d'exemple une plate-forme postale reçoit des bureaux de poste des lots de paquets de destinations quelconque. Une première étape de traitement consiste à doter chaque colis d'un associé à une région de distribution, sous forme d'un code-barre reproduisant tout ou partie du « code postal ». Ces paquets sont ensuite injectés dans un système électromécanique de transport et de tri piloté par ordinateur, dont la fonction est d'acheminer chaque objet devant une porte où stationne une remorque associée à la destination du paquet. Cette remorque est ultérieurement attelée à un tracteur et conduite par route vers la région de destination.
La première étape des opérations consiste à lire automatiquement le code optique ou électronique qui est traduit en sortie de tri associée à la destination. Cette première étape est classique et sort du domaine de l'invention. Parmi les systèmes de transport et de tri actuellement implantés, on distingue principalement deux technologies : les systèmes de tri à plateaux basculants (anglais : tilt tray sorter) et les systèmes de tri mettant en oeuvre des véhicules individuels (DCV).
Un système de tri à plateaux basculants repose sur le montage en circuit fermé de chariots mécaniquement attelés entre eux sur un chemin de roulement en boucle. L'ensemble est mis en mouvement continu par divers procédés de motorisation tels que chaîne sans fin entraînée par un moteur conventionnel, ou entraînement par une série de moteurs linéaires situés sur le chemin de roulement. Chacun de ces chariots est surmonté d'un plateau basculant selon un axe colinéaire au dit chemin de roulement.
Le processus de tri mis en oeuvre dans un tel système comprend les étapes suivantes : - injection de chaque charge sur un plateau en position horizontale, par l'intermédiaire de dispositifs qui donnent à la charge une vitesse de
translation identique à celle de la machine de tri synchronisent ce mouvement avec le passage d'un plateau vide,
- trajet jusqu'à l'emplacement de la sortie de tri désirée,
- basculement du plateau, faisant tomber la charge par gravité sur une sorte de toboggan appelé « chute ».
Le basculement puis la remise à l'horizontale s'obtiennent soit par des jeux de cames mécaniques, soit par un moteur auxiliaire monté sur chaque chariot.
Ces machines de tri à plateaux basculants sont généralement appréciées pour leur débit (en ordre de grandeur pour trier des bagages la vitesse est couramment de 1 ,5 m/s à 2 m/s, les plateaux étant au pas de 1 ,50m, soit 3600 à 4800 charges/heure). Elles sont également appréciées car le suivi de la charge sur la machine est sans erreur, puisque l'on sait par voie informatique associer de manière bi-univoque un plateau à la charge portée.
Cependant, un des points faibles chronique de ce type de machine est l'attelage mécanique entre chariots. La détérioration d'un élément d'attelage provoque généralement l'arrêt complet de la machine. En outre le chemin de roulement crée une topologie rigoureusement fixe « en boucle », qui se traduit par des délais de transport immuables entre chaque entrée et chaque sortie. Si, selon le sens de mouvement adopté, la chute associée à la charge se trouve immédiatement avant le point d'injection, la charge effectue nécessairement un tour presque complet avant d'être à destination. Cette caractéristique influe négativement sur la performance de certains système à temps critique tels que l'acheminement de bagages en correspondance dans un aéroport.
Les systèmes assurant le transport et le tri par véhicules individuels connus sous le sigle DCV n'ont pas les limitations décrites pour les machines de tri, car les véhicules circulent sur un réseau analogue à un réseau ferroviaire ou routier.
Un système de transport et de tri à base de DCV comporte en effet des voies de roulement qui s'interconnectent par des dispositifs de divergence (« aiguillages ») et de convergence (« jonctions »). Sur ces voies circulent des chariots généralement prévus pour le transport individuel d'une charge à la fois, plus rarement d'un petit nombre de charges groupées.
Le concept de véhicule à destination codée repose sur la prise d'une charge à un emplacement quasi arbitraire de la plate-forme logistique et son déchargement à un emplacement non moins arbitraire, la seule condition étant qu'on ait créé assez de voies pour que ces points d'entrée et de sortie soient desservis par le circuit. Les circuits DCV comportent le plus souvent une boucle principale, des dérivations et des raccourcis (anglais : bypass) . Il existe ainsi, contrairement aux machines de tri, des cheminements qui permettent de réduire le trajet donc le temps de transit entre chargement et déchargement de chaque véhicule.
En outre, les véhicules travaillent à vitesse variable (en ordre de grandeur on atteint 5 m/s à 1 0 m/s sur les modèles commercialisés à ce jour) ce qui contribue encore à réduire ces temps dans des plates-formes logistiques de grandes dimensions telles que les aéroports. Les systèmes de transport et de tri à base de DCV présentent la même caractéristique appréciée des machines de tri, soit un suivi parfait de la charge grâce à l'association un pour un de chaque charge à un véhicule.
Toutefois, les systèmes connus de ce type souffrent d'inconvénients liés à leur processus de chargement ou de déchargement.
Ainsi, il existe des systèmes de transport et de tri à base de DCV comportant des chariots automoteurs dotés de substantiels automatismes embarqués. Ces chariots sont alimentés par des contacts glissants sur des rails d'alimentation solidaires des voies. La charge utile est chargée latéralement à l'arrêt par transfert latéral depuis un convoyeur à bande classique fixe vers un petit convoyeur porté par le chariot. Le
déchargement s'effectue soit par mise en mouvement du convoyeur porté en regard de chutes analogues à celles des machines de tri, soit à l'arrêt vers un convoyeur de sortie fixe. Le processus de chargement à l'arrêt pénalise ce système car la cadence d'un point d'injection est faible ; en effet cette méthode se traduit par un cycle long : approche d'un nouveau chariot / arrêt / transfert de charge / redémarrage / évacuation du point d'injection. Le débit unitaire des points de chargement implique, pour obtenir des débits comparables aux machines de tri, de subdiviser le circuit en ramifications (la disposition est analogue à celle d'une gare de triage ferroviaire) pour additionner les débits de plusieurs postes de chargement. En outre le débit ne peut être maintenu que s'il existe à chaque poste de chargement une file d'attente de chariots vides en réserve qui ne sont plus productifs tant qu'ils sont dans cette file d'attente et mobilisent des linéaires de voies non négligeable. II résulte des différentes caractéristiques de ce système à base de DCV qu'à débit égal il occupe des surfaces substantiellement supérieures à l'emprise d'une machine de tri de débit comparable.
Un autre système de transport et de tri à base de DCV utilise des chariots propulsés par des moteurs linéaires fixes, disposés sur la voie à des intervalles variables. Sur les sections non motorisées les chariots progressent par inertie en mode balistique. Les performances de ce système en termes de chargement et de déchargement dépendent du type de charge utile portée. Dans une première variante de ce système, le transport de la charge s'effectue dans un bac solidaire du chariot, dans lequel les charges sont injectées par le dessus à une cadence notablement inférieure à celle permise par une machine de tri, ce qui oblige à ramifier le circuit et crée des encombrements. La séparation de la charge et du bac exige des machines spéciales qui se couplent à faible vitesse avec les chariots pour les basculer en bloc. Dans une seconde variante de ce système, la charge utile est un bac porte-charge séparable du chariot. Les processus d'accouplement et
de désaccouplement bac/chariot génèrent également des ralentissements, files d'attente et nécessitent des machines spéciales aux points de sortie.
On peut également citer des systèmes de transport et de tri mettant en œuvre des bacs guidés porte-charge qui ne sont pas dotés de roues mais sont entraînés par friction sur des bandes motorisées solidaires des voies, dont le fonctionnement est analogue à celui décrit pour les systèmes à base de DCV précités. Ce système présente sensiblement les mêmes inconvénients que les machines de tri et de transport : stations de chargement à faible cadence, files d'attente, machines spéciales pour séparer la charge du bac.
Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un système de transport et de tri à base de véhicules individuels DCV qui permet de reproduire les performances d'une machine de tri, c'est-à-dire un chargement et un déchargement « au vol ».
Cet objectif est atteint avec un système pour transporter et trier des charges isolées, par exemple des paquets ou bagages, comprenant :
- un ensemble de véhicules individuels (DCV) circulant sur au moins une voie de circulation, - au moins un poste pour charger des objets sur lesdits véhicules individuels,
- au moins un poste pour décharger des objets desdits véhicules individuels, et
- des moyens pour entraîner lesdits véhicules individuels sur la voie de circulation.
Suivant l'invention, les moyens d'entraînement comprennent un ensemble de modules de motorisation linéaire électromagnétique disposés à intervalles réguliers à l'intérieur de la voie de circulation et coopérant avec des barres de réaction électromagnétique passive disposées dans lesdits véhicules individuels, et en ce que chaque module de motorisation comprend des moyens pour communiquer, d'une part, avec celui desdits
véhicules individuels situé sensiblement au niveau dudit module de motorisation et, d'autre part, avec d'autres modules de motorisation.
Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens de communication de modules de motorisation successifs sont reliés en série. Dans chaque module de motorisation, les moyens de communication peuvent être agencés pour relayer vers des modules de motorisation distants des informations émises par un module de motorisation.
De plus, le système selon l'invention peut en outre avantageusement comprendre, en un ou plusieurs points de la voie de circulation, des moyens pour piloter à vitesse variable des véhicules individuels sur la voie de circulation,
- (i) en synchronisme dans des portions de voie de circulation à l'approche et au niveau desdits postes de chargement et déchargement, et
- (ii) en mode asynchrone dans les autres portions de voie de circulation ; ces moyens de pilotage coopérant avec les modules de motorisation, notamment pour recevoir des informations de position de véhicules individuels via lesdits moyens de communication. Par synchronisme, on entend un mode de pilotage dans lequel chaque véhicule se déplace à vitesse constante et à intervalles constants ou multiples entiers d'un intervalle constant. On peut alors parler de comportement collectif d'un train de véhicules. Il est à noter que cet intervalle constant peut être nul, les véhicules étant alors physiquement en contact.
Par mode asynchrone, on entend un mode de pilotage dans lequel chaque véhicule est commandé de façon à respecter une consigne de vitesse tout en évitant la collision avec le véhicule précédent.
Chaque module de motorisation peut en outre comprendre des moyens pour transmettre par couplage électromagnétique de l'énergie
électrique à un véhicule individuel disposé sensiblement au dessus de ce module de motorisation.
Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens de communication comprennent des moyens pour transmettre par couplage électromagnétique des informations entre un module de motorisation et un véhicule individuel disposé sensiblement au dessus de ce module de motorisation.
Chaque véhicule individuel peut comprendre un plateau basculant et des moyens pour commander ce plateau en basculement lorsque ledit véhicule est sensiblement en vis à vis d'un poste de déchargement.
Le système de transport et de tri selon l'invention, basé sur des véhicules ou chariots sans attelage matériel, réunit les avantages reconnus à la fois aux machines de tri et aux systèmes conventionnels à base de DCV, c'est-à-dire : - un débit régulier au moins du même ordre de grandeur que celui des machines de tri, obtenu grâce à la synchronisation rigoureuse de véhicules individuels porteurs de plateaux similaires à ceux desdites machines,
- un processus de chargement et de déchargement « au vol » avec des performances au moins identiques aux entrées et sorties des machines de tri,
- une flexibilité topologique identique à celles des systèmes à base de DCV pour le dessin de circuits de circulation du type ferroviaire ou routier, et - une vitesse variable permettant d'optimiser les temps de transit.
Les inconvénients des systèmes de transport et de tri actuels sont supprimés ou significativement atténués, du fait notamment de l'absence d'attelages mécaniques (élimination d'un point faible des machines de tri usuelles), de l'élimination du besoin de zones de stockage ou de files d'attente qui affecte les systèmes connus du type DCV, et de la possibilité offerte de démarrage ou redémarrage à partir de n'importe
quelle situation du système sans intervention manuelle ni perte d'information sur la localisation des charges.
En outre, le système de transport et de tri selon l'invention permet de hautes vitesses de circulation dans les parties courbes des circuits grâce à une inclinaison appropriée des plateaux basculants. Par ailleurs, il devient possible d'optimiser les besoins en énergie du système.
Ces caractéristiques sont obtenues d'une part grâce à une conception spécifique de chariots du genre DCV portant des plateaux basculants similaires à ceux d'une machine de tri et d'autre part grâce à une motorisation synchronisée.
Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé pour transporter et trier des charges isolées, par exemple des bagages, mis en œuvre dans un système selon l'invention, dans lequel un ensemble de véhicules individuels (DCV) circule sur au moins une voie de circulation sur laquelle sont disposés au moins un poste de chargement et au moins un poste de déchargement.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un entraînement de chaque véhicule individuel par un ensemble de modules de motorisation linéaire électromagnétique disposés à intervalles réguliers à l'intérieur de la voie de circulation et coopérant avec des barres de réaction électromagnétique passive disposées dans lesdits véhicules individuels, et des séquences de communication d'une part, entre chaque véhicule individuel et le module de motorisation au dessus duquel il est sensiblement situé, et d'autre part, entre plusieurs modules de motorisation.
Les séquences de communication entre plusieurs modules de motorisation peuvent être réalisées par communication entre modules de motorisation successifs reliés en série.
Le procédé selon l'invention peut en outre comprendre, en un ou plusieurs points de la voie de circulation, un pilotage à vitesse variable de véhicules individuels sur la voie de circulation,
- (i) en synchronisme dans des portions de voie de circulation à l'approche et au niveau desdits postes de chargement et déchargement, et
- (ii) en mode asynchrone dans les autres portions de voie de circulation ; ce pilotage étant effectué notamment à partir d'informations de position de véhicules individuels transmises via des modules de motorisation.
On peut prévoir que, pendant une séquence de pilotage en synchronisme, plusieurs véhicules individuels soient commandés de façon à être chacun en contact mécanique avec un véhicule précédant. On peut aussi prévoir que, pendant une séquence de pilotage en synchronisme avec contact, la vitesse de déplacement d'un véhicule soit réglée de façon à être sensiblement supérieure à celle du véhicule précédant.
Le procédé selon l'invention peut aussi comprendre des séquences pour transmettre par couplage électromagnétique de l'énergie électrique à un véhicule individuel disposé sensiblement au dessus dudit module de motorisation, ainsi que des séquences pour transmettre par couplage électromagnétique des informations entre un module de motorisation et un véhicule individuel disposé sensiblement au niveau dudit module de motorisation.
Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un véhicule individuel à destination codée (DCV), utilisé dans un système de transport et de tri selon l'invention, comprenant :
- des moyens d'entraînement le long d'une voie de circulation, - des moyens pour communiquer avec au moins un site fixe,
- des moyens pour supporter un objet, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comprennent une barre de réaction électromagnétique passive coopérant avec des modules de motorisation linéaire électromagnétique disposés à intervalles réguliers à l'intérieur de la voie de circulation.
Les moyens de communication d'un véhicule individuel peuvent être avantageusement agencés pour communiquer avec chaque module de motorisation successivement rencontré par ledit véhicule, et peuvent aussi comprendre des moyens de couplage électromagnétique disposés sur la barre de réaction et coopérant avec des moyens de couplage électromagnétique d'information disposés au sein des modules de motorisation.
Un véhicule individuel selon l'invention peut en outre avantageusement comprendre des moyens pour recevoir de l'énergie électrique fournie à partir d'un module de motorisation au niveau duquel ce véhicule est sensiblement situé, et des moyens pour stocker cette énergie électrique reçue.
Ces moyens de réception d'énergie électrique comprennent par exemple des moyens de couplage électromagnétique disposés sur la barre de réaction et coopérant avec des moyens de couplage électromagnétique d'énergie disposés au sein des modules de motorisation.
Dans une première configuration de circuit magnétique, la barre de réaction est configurée pour présenter avec chaque module de motorisation successivement rencontré une zone active d'entrefer sensiblement verticale.
Dans une seconde configuration de circuit magnétique qui peut être avantageusement combinée à la première configuration, la barre de réaction est configurée pour présenter avec chaque module de motorisation successivement rencontré une zone active d'entrefer sensiblement horizontale.
Dans une première version de réalisation d'un véhicule individuel selon l'invention, les moyens de support d'objet comprennent un plateau basculant dont l'inclinaison réglable est commandée par des moyens de commande en fonction d'informations reçues par les moyens de communication.
Ces moyens de commande peuvent être agencés pour commander l'inclinaison du plateau basculant dans des portions courbes d'une voie de circulation pour compenser les actions de force centrifuge exercées sur l'objet transporté. Les moyens de commande peuvent en outre être agencés pour commander le basculement du plateau basculant lorsque le véhicule est situé sensiblement en vis à vis d'un poste de déchargement correspondant à la destination codée affectée audit véhicule.
Dans une seconde version de réalisation d'un véhicule individuel selon l'invention, les moyens de support d'objet comprennent un tapis motorisé dont l'entraînement est commandé par des moyens de commande en fonction d'informations reçues par les moyens de communication.
Un véhicule individuel selon l'invention peut en outre comprendre à chacune de ses extrémités un dispositif mécanique de bouclier agencé pour permettre une mise en contact d'un train de véhicules individuels.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 représente un exemple de réalisation d'un véhicule de transport et de tri selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe du véhicule de transport et de tri représenté en figure 1 ;
- la figure 3 est une vue de dessus d'un véhicule de transport et de tri selon l'invention sur une voie de circulation ;
- la figure 4 illustre schématiquement plusieurs véhicules de transport et de tri selon l'invention au niveau d'un poste de chargement ;
- la figure 5 illustre schématiquement un véhicule de transport et de tri selon l'invention au niveau d'un poste de déchargement ; et
- la figure 6 représente schématiquement différentes séquences de fonctionnement de véhicules individuels selon l'invention.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 1 à 3, un exemple de réalisation d'un véhicule individuel utilisé dans un système de transport et de tri selon l'invention, en même temps qu'une voie de circulation adaptée à recevoir ce type de véhicule. Le véhicule individuel 1 comprend une structure de base 9 comportant un dispositif d'entraînement électromagnétique ou barre de réaction R, des dispositifs de commande, de communication et de traitement d'information (non représentés), un plateau porte-objet 2 pouvant être incliné ou basculé au moyen d'un dispositif de basculement 3 disposé sur la structure de base 9, et à chacune de ses extrémités des boucliers 41 , 42 fixés à la structure de base 9 et réalisés par exemple en caoutchouc moulé injecté. Cette structure de base ou châssis 9 est pourvue de quatre roues de support 61 1 , 61 2 prévues pour rouler dans des rigoles longitudinales 61 , 62 ménagées dans la voie de circulation 1 0 et de quatre roues de guidage latéral 71 , 72, 73 d'axe sensiblement vertical, reliées mécaniquement à la structure de base 9 par des bras 710, 720 et prévues pour rouler contre des parois de guidage latéral 51 0, 520 prévues dans la voie de circulation 1 0.
Les roues de support comprennent par exemple des roulements à double rangées de billes graissés à vie et des bandes de roulement en polyuréthane à haute résistance. La bande de roulement est fixée sur un noyau en aluminium pour obtenir une bonne adhésion et une bonne dissipation de chaleur.
Les roues de guidage latéral guident le véhicule individuel le long des voies de circulation et au passage des aiguillages et des jonctions. Il est à noter que le mode d'entraînement par moteur linéaire procure un effet d'autocentrage du véhicule sur la voie de circulation, de sorte que les roues de guidage latéral ne sont en principe pas chargées dans les sections de voie droites.
Les bras de la structure de base, réalisés par exemple en alliage d'aluminium, sont conçus pour supporter à la fois le poids du véhicule individuel en charge maximale et la force d'attraction du moteur linéaire à réiuctance variable. Le plateau basculant 2 comporte une face réceptrice supérieure 20 de forme sensiblement concave prévue pour recevoir un objet à transporter et comportant à chacune de ses extrémités un rebord 21 , 22 prévu pour limiter le déplacement longitudinal de l'objet disposé sur la face réceptrice 20. A titre d'exemple de réalisation non limitatif, le plateau basculant peut être réalisé dans un matériau plastique thermoformé bi-couche, de faible poids mais résistant aux impacts. La surface supérieure de ce plateau est de préférence traitée pour éviter tout effet de « collage » des bagages sur ce plateau. II est à noter que dans certaines applications telles que le transport à longue distance, il n'est pas nécessaire de prévoir un mécanisme de basculement sur chaque véhicule individuel, et le plateau de support d'objet peut alors être directement monté sur le châssis du véhicule individuel. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir un mécanisme externe fixe pour le déchargement des bagages.
La voie de circulation 2, pourvue d'une structure de support 8 pour recevoir ses différentes composantes mécaniques, comporte dans sa partie centrale un système de motorisation linéaire S constitué d'une succession de modules de motorisation linéaire Si, Si + 1 ,... régulièrement espacés, par exemple d'une distance d'environ 1 mètre, chaque module de motorisation Si coopérant avec le dispositif d'entraînement électromagnétique ou barre de réaction R du véhicule 1 se trouvant alors sensiblement en vis à vis.
Des efforts électromagnétiques d'entraînement longitudinal sont générés par effet de réiuctance variable lorsque des enroulements d'excitation disposés dans chaque module de motorisation sont alimentés
de façon appropriée selon des techniques connues dans le domaine des moteurs linéaires. On peut par exemple prévoir au sein de chaque module de motorisation un moteur linéaire à réiuctance variable tétraphasé.
Il est à noter que le dispositif d'entraînement équipant le véhicule individuel est intrinsèquement passif et ne comporte donc pas d'enroulement moteur. Il peut s'agir par exemple d'une structure magnétique dentée.
La barre de réaction équipant un véhicule individuel selon l'invention peut être considérée comme la version linéaire du rotor d'un moteur à réiuctance variable à commutation électronique. Cette barre de réaction est constituée principalement de dents en acier fixées à une barre solide réalisée en alliage d'aluminium extrudé. Des enroulements sont disposés sur des dents situées aux extrémités de la barre de réaction pour réaliser par couplage électromagnétique, d'une part, la fonction de communication entre le véhicule individuel et le module de motorisation, et d'autre part, la fonction de transfert d'énergie électrique depuis le module de motorisation vers le véhicule individuel.
Ainsi, chaque module de motorisation assure, outre la fonction de motorisation, les fonctions suivantes : - détection de position de véhicule individuel,
- transfert d'énergie sans contact au véhicule individuel,
- communication entre le véhicule individuel et le site fixe (Communication « Nord/Sud » ou N/S),
- communication entre modules de motorisation le long de la voie de circulation (InTraCom).
Chaque module de motorisation est équipé d'un ensemble de détecteurs de position présentant une précision de position meilleure que + 1- 2 cm. Les données de position ainsi collectées sont utilisées aux fins suivantes :
- la position doit être connue avec précision par le moteur linéaire à réiuctance variable pour la commutation des enroulements moteurs,
- la position du véhicule individuel est envoyée au module de motorisation suivant et aux modules précédents sur la voie de circulation, pour réguler la distance et la vitesse de véhicules consécutifs ;
- la position de chaque véhicule individuel est transmise en permanence au contrôleur d'îlot (MIC), pour permettre la traçabilité à la fois des véhicules individuels et des bagages.
Lorsqu'un véhicule individuel est équipé d'un mécanisme de basculement, l'énergie nécessaire pour alimenter l'actionneur de basculement est « pompée » à partir d'enroulements dédiés disposés sur une ou plusieurs des dents de la barre de réaction et couplés electromagnetiquement à des enroulements correspondants disposés sur des dents du moteur linéaire à réiuctance variable inclus dans le module de motorisation, à chaque fois que ce véhicule individuel passe au dessus de ce module de motorisation. L'énergie électrique ainsi reçue est stockée dans un condensateur embarqué qui, en fonction du modèle de véhicule, peut stocker de l'énergie suffisante pour 1 , 2 ou 3 actions de basculement consécutives. Après chaque action de basculement isolée, environ 1 5 secondes sont nécessaires pour recharger le condensateur pour une nouvelle action de basculement.
Un enroulement supplémentaire fixé sur une dent de la barre de réaction d'un véhicule individuel permet une fonction de communication entre ce véhicule individuel et tout module de motorisation, dans les deux directions. Cette fonction de communication « Nord/Sud » permet la transmission des données ou commandes suivantes :
- des commandes de basculement du site fixe vers le véhicule individuel, n'importe où sur la voie de circulation,
des commandes d'inclinaison de plateau du site fixe vers le véhicule individuel, dans les courbes pour compenser la force centrifuge exercée sur les bagages,
- un numéro d'identification de véhicule émis depuis le véhicule individuel vers chaque module de motorisation, pour la traçabilité des véhicules et des bagages,
- des informations sur l'état du mécanisme de basculement du plateau, émis depuis le véhicule individuel vers chaque module de motorisation, à des fins de diagnostic. Les modules de motorisation linéaire dans la voie de circulation sont connectés les uns aux autres, via une ligne de communication série. Sur le canal de communication ainsi réalisé, qui est désigné sous le terme de « InTraCom » (In Track Communication) et qui est particulièrement puissant et redondant, différentes données et commandes peuvent être transmises :
Chaque module de motorisation qui en cours d'entraînement d'un véhicule, envoie la position et la vitesse de véhicule aux modules de motorisation précédents via le canal de communication InTraCom, de module en module. Lorsqu'un nouveau véhicule arrive sur ces modules, ces derniers peuvent alors commander la vitesse de ce nouveau véhicule en fonction de la distance et de la vitesse du précédent véhicule.
En plus de la fonction basique de radar ainsi réalisée entre des véhicules consécutifs, le canal de communication InTraCom peut également signaler d'autres obstacles à un véhicule, par exemple un feu de trafic au rouge, l'approche d'un aiguillage ou d'une jonction ou encore l'approche d'une chute. Les moteurs linéaires peuvent alors adapter la vitesse des véhicules individuels en conséquence.
Par ailleurs, le canal de communication InTraCom transmet des données et commandes entre les véhicules individuels et le contrôleur MIC, ainsi que des données et commandes entre les modules de motorisation et le contrôleur MIC, notamment des données d'état des
moteurs à des fins de diagnostic et des données de configuration au démarrage.
Des contrôleurs externes IPC sont disposés à intervalles réguliers dans la voie de circulation, pour intercepter et/ou injecter des messages InTraCom en provenance ou à destination de la voie de circulation. Les contrôleurs d'aiguillage et de jonction font partie intégrante de ces contrôleurs externes. Dans de longs tronçons de tunnel, des contrôleurs externes sont par exemple disposés tous les 200 mètres de voie. Ces contrôleurs externes constituent l'interface entre les modules de motorisation dans la voie de circulation et le contrôleur MIC.
La redondance du canal de communication InTraCom est assurée par le fait que chaque message émis par un module de motorisation linéaire est envoyé dans les deux directions (en amont et en aval) et qu'au moins deux contrôleurs IPC doivent transmettre ce message au contrôleur principal MIC. A l'inverse, chaque commande qui doit être envoyée à un module de motorisation est envoyée depuis le contrôleur MIC aux deux contrôleurs IPC entourant le module de motorisation, de sorte que cette commande arrive via le canal de communication InTraCom au module de motorisation des deux côtés. Les voies de circulation peuvent être avantageusement réalisées par assemblage d'éléments de voie préfabriqués comprenant chacun deux rails de guidage, deux rails de roulement, et deux canaux de passage de câbles disposés sur les deux côtés intérieurs de chaque élément de voie et prévus pour l'un au passage des câbles de distribution d'énergie et pour l'autre au passage des câbles de signalisation.
Ces canaux de passage de câbles ont aussi une fonction secondaire de support des modules de motorisation disposés au sein des éléments de voie. Les rails et les canaux de passage de câble d'un élément de voie sont tous montés et soudés sur des arceaux d'assemblage. Lors du montage de la voie de circulation, les éléments de voie adjacents sont fixés entre eux au niveau de leurs arceaux d'assemblage. La mise à
niveau des différents éléments de voie est réalisée au moyen de trous et d'épingles calibrés dans chaque arceau, ce qui garantit une circulation des véhicules individuels à très faible bruit. Une voie de circulation peut être montée soit sur un plancher, soit sur une plate-forme métallique, soit suspendue à un plafond. Des absorbeurs de chocs en caoutchouc sont normalement disposés pour réaliser une isolation du bruit et des vibrations. On peut aussi prévoir, pour prendre en compte des phénomènes de dilatation thermique, des segments de compensation spéciaux régulièrement répartis sur des segments longs de voie, par exemple tous les 200 mètres.
Pour la réalisation des aiguillages dans un circuit mettant en œuvre un système de transport et de tri selon l'invention, on peut avantageusement utiliser un mécanisme d'aiguillage à aiguille de type « tramway ». Lorsqu'un véhicule individuel arrive au niveau du mécanisme d'aiguillage, ses roues de guidage sont prises par l'aiguille, et le véhicule est guidé dans la position correcte. Une fois le véhicule engagé dans la direction souhaitée, les roues de guidage sont engagées dans les profils de guidage des éléments de voie.
L'aiguille peut être actionnée electromagnetiquement et des capteurs de proximité sont prévus pour confirmer les positions extrémales de l'aiguille et fournir des informations de confirmation à un contrôleur d'aiguillage pour surveiller le fonctionnement correct de l'aiguillage.
Des modules de motorisation sont disposés au cœur de l'aiguillage pour assurer la continuité des fonctions de démarrage, d'arrêt et de contrôle pendant le passage d'un véhicule individuel dans l'aiguillage.
Les mécanismes de jonction ou de fusion peuvent utiliser un mécanisme du même type que le mécanisme d'aiguillage précité, à la différence que l'aiguille est ici passive et est poussée dans la bonne direction par le véhicule lui-même. Des modules de motorisation sont également placés dans la jonction pour permettre la continuité des fonctions de démarrage, d'arrêt et de contrôle. Ce principe de jonction
permet la réalisation de jonctions à multiples voies, par exemple des jonctions trois-voies, très compactes. Ces jonctions sont pourvues d'un contrôleur local pour réguler le trafic. On peut prévoir différents algorithmes de jonction. Par exemple, la priorité peut être donnée à la ligne principale et dans ce cas, des véhicules provenant des lignes secondaires ne sont insérés que si un écart suffisant est détecté entre des véhicules individuels sur la ligne principale.
Dans une autre configuration possible, un algorithme de contrôle de jonction crée dynamiquement un écart dans la ligne principale dès qu'un véhicule se présente sur une ligne ou branche secondaire. Ceci permet une opération de jonction bien plus douce puisque les véhicules individuels ne sont pas arrêtés mais seulement ralentis pour créer l'écart.
Le débit dépend de la vitesse maximale autorisée à la jonction. La vitesse dans la branche directe peut atteindre par exemple 6 m/s, alors que la vitesse dans une branche fusionnante dépend du rayon de courbure de la branche. Dans une jonction standard, le rayon de courbure d'une branche fusionnante est de 3 m et la vitesse est alors limitée à 2 m/s, ce qui conduit à un débit de 3000 véhicules individuels par heure.
Il est à noter que comme dans le cas d'un aiguillage, le débit d'une jonction peut être augmenté en choisissant des jonctions de rayon de courbure plus élevé : des vitesses de plus de 5 m/s dans une branche fusionnante sont alors possibles, avec un débit global à la sortie de la jonction de plus de 4000 véhicules individuels par heure.
Chaque véhicule individuel 1 présente les fonctionnalités suivantes : - il peut être entraîné par couplage électromagnétique vers une destination codée en étant guidé dans la voie de circulation 2 ; - son plateau 2, dont la position initiale ou de base (I) est sensiblement horizontale, peut être soit légèrement incliné de façon réglable afin de compenser les effets de force centrifuge exercés sur un objet transporté dans des virages de la voie de circulation, soit complètement basculé
dans une position (11) permettant le déplacement par gravité de l'objet transporté sur une voie d'évacuation ou chute.
La commande d'inclinaison ou de basculement du plateau 2 du véhicule individuel 1 est réalisée au moyen d'un actionneur 3 commandé électriquement et reliée mécaniquement à la partie inférieure du plateau par des bras de forme adaptée 231 , 232. L'actionneur 3 est commandé par un contrôleur de basculement disposé dans un boîtier de commande en aluminium étanche à la poussière qui est fixé à la barre de réaction via des amortisseurs de vibration. Le contrôleur de basculement reçoit l'énergie électrique à travers le système de transfert d'énergie électrique par couplage électromagnétique. Les commandes de basculement sont émises depuis les modules de motorisation via le système de communication par couplage électromagnétique. Le contrôleur de basculement surveille en permanence l'état du mécanisme de basculement et envoie des informations d'état aux modules de motorisation via le système de communication.
Le boîtier de commande peut être pourvu de diodes électroluminescentes pour indiquer l'état du mécanisme de basculement. Un commutateur à clé permet une déconnexion et une décharge de l'électronique du véhicule individuel pour des travaux de maintenance.
Afin d'assurer une continuité de l'action d'entraînement électromagnétique d'un véhicule individuel 1 selon l'invention sur toute la longueur d'une voie de circulation 1 0, la longueur L du dispositif de la barre de réaction R disposée centralement et longitudinalement sous la structure de base du véhicule 1 doit être sensiblement inférieure à la distance P séparant deux modules de motorisation Si, Si + 1 , Si + 2 consécutifs, en référence à la figure 3. De cette façon, la barre de réaction R d'un véhicule 1 se trouve toujours en vis à vis partiel ou total avec un ou deux modules de motorisation linéaire. L'ensemble des fonctions d'entraînement et de freinage par motorisation linéaire, de transfert d'énergie et de communication est
totalement assuré pour des pentes de voie présentant des angles de déclivité inférieure à 5 degrés.
Pour des angles de déclivité compris entre 5 et 1 5 degrés, de puissants moteurs linéaires verticaux peuvent être utilisés, à la fois dans les tronçons droits et courbes des parties en pente. On peut prévoir de commander des basculements de plateau dans ces parties en pente, mais la largeur de chute doit être adaptée en conséquence à la vitesse et à l'inclinaison des véhicules individuels.
Dans le cas de fortes déclivités comprises par exemple entre 1 5 et 30 degrés, la hauteur de transition est limitée, par exemple à environ 1 .7 mètres et les tronçons de voie concernés peuvent être motorisés (descentes) ou non motorisés (côtes). Dans une côte, le véhicule individuel doit attaquer celle-ci avec une vitesse suffisante pour être capable d'en atteindre le sommet. Pour accélérer le véhicule individuel, des modules de motorisation supplémentaires peuvent être implantés dans le tronçon de voie précédant immédiatement la côte, ou cette côte doit suivre une descente correspondante pour procurer un effet de vallée.
Dans les descentes, la hauteur de transition est limitée par exemple à environ 2 mètres pour empêcher le véhicule individuel d'atteindre au bas de la descente une vitesse supérieure à une vitesse maximale autorisée. Le freinage des véhicules individuels est assuré par la présence de modules de motorisation supplémentaires placés dans le tronçon de voie suivant immédiatement la descente, ou cette descente doit être suivie d'une côte correspondante (vallée). II est à noter que, pour accroître les transitions de hauteur pour ces grands angles de déclivité, des modules de motorisation supplémentaires peuvent être prévus dans les tronçons de montée/descente. Il faut cependant préciser qu'un véhicule arrêté ne peut être redémarré de lui- même dans ces côtes, et qu'un véhicule ne peut être arrêté dans ces descentes. Le contrôle de trafic permet de garantir qu'aucun véhicule individuel ne soit arrêté dans ces tronçons à forte déclivité, de sorte que
les véhicules individuels peuvent toujours se déplacer librement sur ces tronçons.
On va maintenant décrire schématiquement une séquence dite de synchronisation de véhicules individuels selon l'invention, à l'approche d'un poste de chargement, en référence à la figure 4. Dans cette séquence, les véhicules individuels Vj, Vj + 1 , Vj + 2 sont commandés en synchronisme avec contact de telle sorte que leurs boucliers respectifs 42j, 42j + 1 se trouvent en contact mécanique. En pratique, la vitesse d'un véhicule Vj + 1 est réglée légèrement supérieure à la vitesse du véhicule Vj le précédant.
Le poste de chargement comprend un dispositif d'injection I d'un type connu adapté pour une machine de tri et de transport conventionnelle, qui permet le transfert successif des bagages L sur les véhicules individuels commandés en synchronisme à une vitesse compatible avec la vitesse de défilement du dispositif d'injection I.
Dans une séquence de déchargement, illustrée schématiquement par la figure 5, un véhicule individuel 1 piloté en synchronisme passe en vis à vis d'une rampe C (chute) d'un poste de déchargement D correspondant à la destination codée attribuée au bagage L porté par ce véhicule. Son plateau 2 est alors commandé en basculement de sorte que le bagage L quitte ledit plateau et s'engage dans la rampe de déchargement C.
Les séquences de chargement et de déchargement qui viennent d'être décrites en référence aux figures 4 et 5 sont effectuées « au vol » sans qu'il soit nécessaire d'immobiliser les véhicules individuels. Une station de chargement ou d'injection peut être pourvue d'un équipement de contrôle comprenant par exemple :
- un dispositif de détection placé au dessus de la voie de circulation, bien avant l'entrée de la station de chargement, pour détecter si le plateau est en position horizontale et s'il est vide (dans le cas contraire, le véhicule individuel n'est pas dirigé vers la station de chargement) ;
- des cellules photoélectriques à longue portée placées dans les segments de voie, immédiatement après la station de chargement, pour détecter un bagage éventuellement tombé sur la voie. En cas de détection, la station de chargement et le tronçon de voie sont immédiatement arrêtés et une alarme est émise ;
- si le vitesse de véhicules individuels ne peut pas être synchronisée à la vitesse de chargement ou d'injection, le processus d'injection n'est pas arrêté, et ces véhicules individuels passent alors vides sous la station.
D'une manière générale, dans un système de transport et de tri selon l'invention, le pilotage de chaque véhicule individuel est déterminé en fonction de l'emplacement instantané dudit véhicule au sein du circuit de transport et de tri. Ainsi, en référence à la figure 6, dans une zone de chargement 101 comportant des postes de chargement, les véhicules individuels sont pilotés en synchronisme SY pour assurer une injection optimale des objets. Lorsqu'un véhicule individuel aborde des zones de virage à courbure prononcée 102, une commande IN d'inclinaison du plateau est actionnée automatiquement pour compenser les effets de force centrifuge. Dans les zones de transfert 103, par exemple entre deux terminaux d'aéroport, les véhicules individuels sont de préférence commandés en mode asynchrone AS avec évitement de collision.
A l'approche d'une zone de déchargement 104 comportant des rampes de chute C, les véhicules individuels sont à nouveau pilotés en mode synchrone SY.
Chaque véhicule individuel selon l'invention présente son propre identifiant unique, encodé dans une mémoire non volatile d'un contrôleur embarqué dans ce véhicule individuel. Cet identifiant, ainsi que d'autres informations associées à ce véhicule, peut être lu et/ou écrit à partir de n'importe quel moteur linéaire disposé au sein de la voie de circulation,
même à vitesses élevées, par exemple par l'un des modules de motorisation d'un système de transport et de tri selon l'invention.
La communication entre un module de motorisation et le contrôleur d'un véhicule individuel consiste en un échange de données inductif sans contact.
Bien qu'un véhicule individuel selon l'invention puisse être identifié par un module de motorisation quelconque au sein de l'ensemble de modules de motorisation régulièrement disposés le long de la voie de circulation, l'information d'identification n'est normalement envoyée qu'au contrôleur d'îlot MIC lorsque ce véhicule individuel entre dans une section spéciale telle qu'une section de chute ou une section d'injection de bagage ou lorsque le véhicule individuel approche un aiguillage.
Le système selon l'invention trouve des applications majeures dans le domaine du transport et du tri de bagages, notamment dans deux fonctions de base qui d'ailleurs peuvent être combinées :
- le transport rapide à longue distance,
- le tri « intra Terminal ».
Dans la fonction de transport rapide à longue distance, à une extrémité de la liaison, des bagages sont chargés individuellement sur des véhicules selon l'invention, puis transportés aussi rapidement que possible vers l'autre extrémité, où les bagages sont déchargés. Les bagages sont maintenus en sécurité sur les plateaux de véhicules individuels même à vitesses élevées, et chaque bagage est complètement suivi durant son transfert. Dans la fonction de tri « intra terminal », des bagages sont chargés automatiquement en différents endroits du terminal sur des véhicules individuels selon l'invention, et emmenés sur des sites de chute, où ils sont déchargés au moyen de mécanisme de basculement de plateau intégré à chaque véhicule individuel. Si la destination du bagage n'a pas été lue correctement, le véhicule individuel est dirigé vers une station de codage manuel où une destination est assignée à ce véhicule individuel
qui se dirige alors vers la position de chute associée à cette destination. Si le bagage arrive trop tôt et qu'aucune position de chute n'est encore ouverte, le véhicule individuel est alors dirigé vers une zone de stockage anticipé de bagage (« Early Bag Storage » EBS) où le bagage est déchargé du véhicule individuel et placé dans la zone de stockage EBS. Lorsque le vol correspondant à cette destination est ouvert, le bagage est extrait de la zone de stockage et rechargé sur un véhicule individuel.
Dans l'une ou l'autre des configurations, on prévoit une station centrale de maintenance dans laquelle des véhicules individuels selon l'invention sont envoyés pour des opérations de maintenance préventive en fonction du nombre d'heures de fonctionnement. Un véhicule individuel présentant une défaillance du mécanisme de basculement de son plateau est également automatiquement dirigé vers cette station centrale de maintenance. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, on peut envisager d'autres techniques de motorisation des véhicules individuels que celle qui vient d'être décrite.