Brevet FR2610235A1 — publié le 19880805

APPAREIL DE TRANSPORT ET DE MANUTENTION DE CHARGES, COMPRENANT UN CHARIOT SANS CONDUCTEUR A FOURCHE DE LEVAGE L'invention concerne un appareil de transport et de manutention de charges diverses, telles que des articles, des produits, des cartons, des paquets, des pots, etc..., cet appareil comprenant un chariot sans conducteur à fourche de levage pour la prise, le transport et la pose d'une unité de manutention, telle par exemple qu'une palette, sur laquelle peuvent être placées plusieurs charges, le chariot étant guidé au sol sur un trajet prédéterminé par des moyens classiques (par exemple un fil ou un cable encastré dans le sol) sous commande d'un calculateur central situé à distance. Les appareils de ce type permettent donc de réaliser automatiquement la manutention et le transport d'un palette d'un point à un autre, par exemple d'un magasin à une unité de production, d'un magasin à un poste de préparation, etc.... Toutefois, lorsqu'une palette chargée a été déposée par l'appareil au point voulu, il est encore nécessaire de venir reprendre un à un chacun des objets chargés sur la palette, soit manuellement, soit à l'aide d'un autre appareil de manutention, pour en assurer la distribution finale. Il en résulte nécessairement une augmentation des coûts de transport et de manutention des objets. L'invention a notamment pour but d'éviter cet inconvénient, grâce à un appareil permettant d'assurer, non seulement la prise, la tranport et la pose d'une unité de manutention sur laquelle sont placées plusieur charges, mais également la distribution sélective de ces charges, chacune en un point déterminé. L'invention propose à cet effet un appareil de transport et de manuten tion de charges, comprenant un chariot sans conducteur à fouche de levage pour la prise, le transport et la pose d'une unité de manutention, caractéri sée en ce qu'il comprend un bras manipulateur à plusieurs degrés de liberté, monté sur le chariot et équipé de moyens de prise d'une charge, des moyens d'entraînement des divers éléments constituant le bras manipulateur, et une unité programmable de commande du bras manipulateur, montée également sur le chariot. L'appareil selon l'invention permet donc, entre autres, de prendre et de transporter une palette chargée de plusieurs objets, de déposer un à un ces objets en des point différents prédéterminés, éventuellement de prendre plusieurs objets en des points différents pour les poser sur la palette, et de transporter la palette vide ou chargée pour la ramener au point de départ ou en un point différent. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de commande du bras manipulateur est reliée au calculateur central situé à distance, par exemple par l'intermédiaire des moyens matérialisant le trajet prédéterminé du chariot. Ainsi, c'est le calculateur central qui détermine le trajet du chariot, ses arrêts en des points prédéterminés, la pose des objets en ces points, la prise d'objets en ces points et leur pose sur la palette en des emplacements prédéterminés de celle-ci, le rôle de l'unité de commande embarquée sur le chariot étant limité à l'exécution des mouvements des divers éléments constituant le bras manipulateur en fonction des ordres reçus du calculateur central. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bras manipulateur est alimenté en énergie par des batteries électriques d'ail mention des moyens moteurs de déplacement du chariot, ces batteries étant bien entendu portées par le chariot. Cet appareil est donc totalement autonome du point de vue de son alimentation en énergie électrique, ce qui évite tous les problèmes de raccordement entre un appareil mobile et une source fixe d'énergie électrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bras manipulateur comprend une tourelle montée à rotation autour d'un axe vertical sur le chariot, une flèche horizontale déplacable en translation sur la tourelle, et les moyens précités de prise de charge, montés à l'extrémité de la flèche, et mobiles verticalement par rapport à celle-ci. Un tel bras manipulateur a une structure plus simple, plus légère et moins coûteuse que celle des bras manipulateurs classiques. Selon un autre caractéristique de l'inventionj les moyens de prise de charge comprennent une traverse horizontale fixe à l'extrémité précitée de la flèche, des colonnes verticales montées mobiles en déplacement vertical sur la traverse, des moyens d'entraînement des colonnes, et un organe de préhension de charge, fixé à l'extrémité inférieure des colonnes. Dans le cas où l'objet à saisir est de forme sensiblement cylindrique, l'organe de préhension comprend une couronne sur laquelle sont montés des leviers basculeurs actionnés par des vérins, ce qui permet de saisir l'objet et de la centrer automatiquement dans la couronne. Lorsque les charges à transporter son relativement lourdes, l'invention prévoit encore que le chariot est équipé de vérins stabilisateurs d'appui au sol, qui sont actionnables sous contrôle de l'unité de commande du bras manipulateur en fonction des positions de ce bras pour des raisons de sécurité, ladite unité de commande ne permettant le fonctionnement du bras manipulateur à partir de sa position de repos que si les vérins stabilisateurs sont descendus et en appui sur le sol, et ne permettant la remise en marche du chariot que si le bras manipulateur est de retour dans sa position de repos. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue latérale de l'appareil selon l'invention, le bras manipulateur étant en position de repos - la figure 2 est une vue de face de cet appareil; - la figure 3 est une vue en plan représentant l'appareil à vide - la figure 4 est une vue en plan de l'appareil représenté avec un chargement; - la figure 5 est une vue latérale de l'appareil représentant le bras manipulateur en position de prise ou de pose d'un objet sur l'unité de manutention; - la figure 6 est une vue partielle latérale de l'extrémité du bras manipulateur dans sa position de pose ou de prise d'un objet au sol. Dans l'exemple de réalisation représenté aux dessins, l'appareil selon l'invention comprend un chariot 1 équipé d'une fourche de levage 2 permettant la prise, le transport et la pose d'une unité de manutention 3, telle qu'une palette sur laquelle sont posés des objets 4, par exemple au nombre de six dans l'exemple représenté. Le chariot 1 est du type sans conducteur, et est guidé au sol sur un trajet déterminé (par exemple au moyen d'un fil ou câble conducteur encastré dans le sol) par un calculateur central situé à distance et programmé en fonction des manipulations et des transports à effectuer. De façon classique, le chariot 1 est équipé d'un ou de plusieurs moteurs électriques de déplacement, alimentés par des batteries électriques portées par le chariot et assurant une autonomie de déplacement en continu d'au moins huit heures. Un bras manipulateur est monté sur le chariot 1 et comprend une plaque de base 5, fixée par exemple sur le compartiment de réception des batteries électriques du chariot. Sur la plaque de base 5 se trouve un coffre 6 dans lequel est installé l'unité programmable de commande du bras manipulateur, et qui sert également de fût à une tourelle 7, montée mobile en rotation autour d'un axe vertical et entraînée en rotation autour de cet axe -par un groupe moto-réducteur électrique 8 à courant continu. La tourelle 7 forme support et guidage d'une flèche horizontale 9 déplacable en translation par rapport à la tourelle 7 par un ensemble pignon-crémaillère entraîné par un groupe moto-réducteur électrique 10 à courant continu. La flèche 9 supporte, à l'une de ses extrémités, un contrepoids d'équilibrage 11 et, à son autre extrémité, un ensemble de levage de charge, comprenant une platine 12 fixée à l'extrémité de la flèche 9 et portant une traverse horizontale 13 présentant deux portées dans lesquelles coulissent deux colonnes verticales 14 reliées entre elles, à leur extrémité supérieure, par une traverse horizontale. Les colonnes 14 sont déplacées verticalement, dans un sens et dans l'autre, par un ensemble pignon-crémaillère entraîné par un groupe moto-réducteur électrique à courant continu logé dans la flèche 9. A l'extrémité inférieure des colonnes 14 est monté un organe de préhension de charge, constitué par une couronne ou virole 15 en table, équipée de plusieurs leviers basculeurs (par exemple au nombre de trois ou quatre en fonction de la charge à saisir) montés chacun sur une chape d'articulation solidaire de la couronne. Chaque levier basculeur est déplacé entre une position de repos et une position de prise d'une charge par un vérin électrique 16 entraînant, par l'intermédiaire d'un coulisseau à trou oblong, un doigt cylindrique solidaire du levier basculeur. La partie de chaque levier basculeur destinée à venir en contact avec l'objet à saisir est revêtue, par exemple par collage, d'une couche de matière élastomère présentant un coefficient de frottement compatible avec la matière et le poids de l'objet à saisir. Les divers moteurs électriques d'entraînement des éléments du bras manipulateur sont alimentés en énergie par les batteries électriques du chariot 1, la capacité de celles-ci étant si nécessaire augmentée pour assurer un fonctionnement continu de l'ensemble de l'appareil pendant au moins huit heures. Le chariot 1 est encore équipé de vérins stabilisateurs 17 d'appui au sol, commandés par l'unité programmable embarquée sur le chariot. On va maintenant décrire le fonctionnement de l'appareil, dans une application particlière concernant la manutention et le transport de pots de ruban d'étirage entre une machine d'étirage et des machines à filer. Des pots 4 pleins de ruban d'étirage sont chargés sur des palettes 3 au pied de la machine d'étirage et doivent être transportés, en fonction des besoins, au pied des machines de filage, les pots vides devant être ramenés au pied de la machine d'étirage. Le calculateur central gère en permanence la présence ou l'absence de pots alimentant les machines à filer, ainsi que l'état plein ou vide de ces pots et transmet des instructions à l'appareil selon l'invention. En début de cycle, cet appareil se rend au pied de la machine d'étirage et prend sur sa fourche 2 une palette 3 chargée de pots 4 pleins. Sous commande du calculateur central il effectue ensuite un déplacement sur un trajet prédéterminé passant le long de chaque machine à filer. Quant l'appareil arrive au niveau d'un emplacement vide au pied d'une machine à filer, il s'arrête, les vérins stabilisateurs 17 sont descendus pour prendre appui au sol, la tourelle 7 est entraînée en rotation autour de son axe vertical et, simultanément, la flèche 9 est avancée ou reculée pour aligner ses moyens de préhension d'objet sur l'axe du pot 4 à saisir sur la palette 3.Les colonnes 14 sont descendues, la couronne 15 coiffe le pot à saisir, ses leviers basculeurs sont déplacés par les vérins 16 pour serrer la partie supérieure du pot 4 tout en assurant son centrage à l'intérieur de la couronne 15, les colonnes 14 sont ensuite remontées, la tourelle 7 est entraînée en rotation autour de l'axe vertical et la flèche 9 est simultanément avancée ou reculée pour aligner la couronne 15 sur l'axe de l'emplace- ment visé, puis les colonnes 14 sont descendues pour poser le pot 4 au sol et les leviers basculèurs sont ouverts pour libérer ce pot. Lorsque le pot 4 a été déposé au sol à l'emplacement voulu, les colonnes 14 sont remontées, la tourelle 7 et la flèche 9 sont ramenées dans leur position de repos, ce qui permet le déblocage des vérins stabilisateurs 17 et leur remontée, les freins du chariot sont libérés par la remontée des vérins stabilisateurs 17 et le chariot repart jusqu'à l'emplacement suivant où une manipulation doit être effectuée par pose d'un pot plein à cet emplacement s'il est vide, ou prise d'un pot vide à cet emplacement pour le déposer sur la palette 3. Sur son trajet, l'appareil dépose donc en divers emplacements les pots pleins qui étaient initialement chargés sur la palette 4, et charge sur celleci une série de pots vides. A la fin du cycle, l'appareil dépose au pied de la machine d'étirage une palette 3 chargée de pots vides, et reprend une palette chargée de pots pleins. Ainsi, sans intervention manuelle, les machines à filer sont constamment approvisionnées en pots pleins, tandis que les pots vides sont ramassés, regroupés sur des palettes et déposés au pied de la machine d'étirage pour être à nouveau remplis. De façon générale, J'appareil selon l'invention permet de distribuer des objets en divers points de réception à partir d'une palette de manutention et, inversement, de ramasser des objets et de les ranger sur une palette de manutention pour les transporter en un endroit déterminé (par exemple, de prendre des objets tels que des caisses ou des cartons en divers points d'un magasin et de les rassembler sur une unité de manutention, pour la préparation et la livraison d'une commande). Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. Elle comprend au contraire tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits et représentés, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1) Appareil de transport et de manutention de charges, comprenant un chariot (1) sans conducteur à fourche de levage (2) pour la prise, le transport et la pose d'une unité de manutention (3), telle par exemple qu'une palette, sur laquelle peuvent être placées plusieurs charges (4), le chariot (1) étant guidé au sol sur un trajet prédéterminé par un calculateur central situé à distance, caractérisé en ce qu'il comprend un bras manipulateur (7, 9, 14) à plusieurs degrés de liberté, monté sur le chariot (1) et équipé de moyens (15) de prise d'une charge, des moyens (8, 10) d'entraînement des divers éléments constituant le bras manipulateur, et une unité programmable de commande du bras manipulateur, qui est montée également sur le chariot (1). 2) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de commande du bras manipulateur est reliée au calculateur central situé à distance, par exemple par l'intermédiaire des moyens matérialisant le trajet prédéterminé du chariot. 3) Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bras manipulateur est alimenté en énergie par des batteries électriques d'alimentation des moyens moteurs de déplacement du chariot, ces batteries étant portées par le chariot. 4) Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras manipulateur comprend une tourelle (7) montée à rotation autour d'un axe vertical sur le chariot (1), une flèche horizontale (9) montée déplacable en translation sur la tourelle (7), et les moyens précités (14, 15) de prise de charge, montés à l'extrémité de la flèche (9) et mobiles verticalement par rapport à celle-ci. 5) Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de prise de charge comprennent une traverse horizontale (13) fixée à l'extrémité de la flèche (9), des colonnes verticales (14) montées mobiles en déplacement vertical sur la traverse (13), des moyens d'entraînement desdites colonnes, et un organe (15) de préhension de charge, fixé à l'extrémité inférieure des colonnes (14). 6) Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de préhension de charge comprend, pour la prise d'une charge (4) de forme sensiblement cylindrique, une couronne (15) sur laquelle sont montés des leviers basculeurs actionnés par des vérins (16) pour la prise et le centrage de la charge (4) dans la couronne (15). 7) Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chariot (1) est équipé de vérins stabilisateurs (17) d'appui au sol, acctionnables sous contrôle de l'unité de commande du bras manipulateur en fonction des positions de ce dernier.