Brevet FR2619230A1 — publié le 19890210

On sait qu'il existe divers types de télécommande ou d'automate programmable permettant de faire évoluer un robot sur unc surface sur laquelle il peut effectuer divers travaux. On connait tout d'abord, les systêmes de télécommande, avec o sans fils, nécessitant toutefois une manipulation humaine ter- manente. On connait ensuite, les procédés consistant a programmer un ensemble de fonctions reliées chronologiquement entre elles. e tels systêmes n'ont tas de boucle retour pour éventuellement corriger le déplacement en cas de changement d'un paramètre. Cn connait enfin, les procédés mettant en oeuvre des ensembles programmés collaborant avec des interfaces destines à influencer le déroulement du progranne en fonction Ces variations des naramètres extérieurs. On sait par ailleurs, qu'il existe d-rerses façon de stocker et d'exploiter de l'énergie, notamment le stockage d"énergie cinétique par inertie. Parmi ces dispositifs, l'un décrit par l'auteur dans un breve antérieur, délivre, à l'utilisation,sa puissance sous forme d'air pulsé. En outre, il décrit l'utilisation de l'effet gyros- copique pour le maintien d'assiette ou de cap. Le dispositif relatif f l'invention, applique tout - la fois le stockage d'énergie, son exploitation, l'effet gyroscopique pour le maintien de ca, et un dispositif de guidage pour l'évo- lution d'un robot dans une aire délimitée. La description est particulièrement destinée à une tondeuse à gazon complètement automatioue. Le principe de guidage postule sur le fait que la tondeuse, porteuse de son moteur-gyroscope dont l'axe de rotation est horizontal, garde toujours le même cap durant le temps de la tonte,soit, à titre indicatif, une à deux heures. De ce fait son évolution ne peut se faire que suivant la direction de l'axe de rotation du moteur-gyroscope ou, pour changer de raie, suivant la perpendiculaire. Pour ce faire, un fil 1 est.disposé tout autour de la surface à tondre, tendu à la hauteur adéquate. Ce fil est métallique, conducteur et relié à la terre. La tondeuse 2 est équipée de plusieurs contacts électrioues 3 disposés à sa périphérie. En version de base, terrain carré ou rectangulaire, le fonctionnement est le suivant: L'appareil est disposé dans un angle du terrain de telle sorte qne les contacts 5 a, 5 b; 3 c, 3 d soient en appui sur le fil 1.: le contact établi en 3 a et 3 b comnande la marche avant (AV sur la ligure 1) jusqu'à ce que les contacts 3 e, 5 f soient reliés à la terre par le fil du côté opposé.(fig. 1 et 2). La figure 3 montre leschéma de de commande et de puissance installé sur la tondeuse 2. On peut voir sur cette figure le moteur-gyroscope 4 alimentant les tuyaux 5 et 6 en air pulsé. Le tiroir 7 commandé par la bobine 7 a, distribue l'air pulsé soit sur-l'ensemble moteur marche avant-arrière (AV-AR), soit sur ensemble moteur marche gauche-droite GA-DR), Sur la figure, le tiroir 7 distribue l'air puls sur le tiroir 8 correspondant à l'ensemble moteur (AV-AR). 1 bobine 8 a, positionne le tiroir 8 soit sur la chabre 9 a du vérin 10 (com:e sur la figure), soit sur la chambre b. La chambre 9 k injecte l'air pulsé du côté du moteur à air faisant tourner ce dernier dans le sens trigonométrique (AV). La chambre 9 , injecte l'air pulsé du c8té du moteur à air Il, le faisant tourner dans le sens horaire (AR). comme sur la figure Quelle que soit la chambre alimentée, l'air sous pression fait sortir le tube externe du vérin 12 de telle sorte que la roue 13 a, soit en appui sur le sol. On peut voir sur la figure 3 que la roue 13 a est en service alors que la roue 13 b est décollée du sol. par les ressorts 14. On peut voir sur la figure 1 qu'en fait 13 a représente une paire de rouesorientées dans la même direction et idem pour 13 b. Sur la figure 3, on peut voir aussi le tiroir 15 non alimenté, sa bobine de commande 15 a et l'ensemble moteur gauche-droite composé de son vérin 16 comprenant deux chambres 16 a, 16 b et un tube externe de vérin 17. Dessous, le moteur à air 18 et la roue 13 b. Le tuyau 6 alimente directement le moteur à air 19 qui entraine la lame de coupe par l'arbre 20. L'air de sortie des différents moteurs de roues,étant encore sous une Ingère pression, est utilisé sous l'enceinte de l'appareil, munie dtune jupe, pour participer au maintien de l'assiette de la tondeuse et notamment quand une roue s'enfonce dans une ornière. L'air de sortie du moteur 19 est dirigé contre la tangente interne de l'enceinte circulaire de coupe afin que sa mise en rotation entraine les déchets vers ltévidement de sortie condiisant au panier de récupération des déchets. Cet aménagenent permet d'éviter que les lames de coupe soient formées en pales d'hélice. Par ailleurs, le film d'air en rotation évite le colmatage des parois qui faitbaisser fortement le coe? ficient de frottement et par voie de conséquence, baisser le taux c'évacuation des déchets. On peut voir enfin sur la figure 3, l'unité de commande 21 alimentée par une pile 2z. Pour limiter la consommation des bobines des tiroirs, un relai se servant de l'air pulsé peut être intercalé entre la bobine et le tiroir. Comme vu préce'derment(page 2, ligne 5) , les mises à la terre par 3 G et 3 b sont traitées par l'unité 21 pour commander la marche avant. Quand les contacts 3 e,f, sont en relation avec le terre par le fil oppose, l'unité 21 effectue: - le basculement du tiroir 7 : (mise en service des roues 13 b.) - le basculement du tiroir 15: (mise en rotation gauche par 16 b.) Cette dernière manoeuvre est temporisée (déplacement latéral de la largeur d'une raie), et après temporisation: - le basculement du tiroir 7 (mise en service des roues 13 a). - le basculement du tiroir 8 (mise en rotation arrière par 9 a). Et le cycle continue jusqu'à ce que les contacts 3 g,h, soient mis à la terre plus de quelques secondes et en nêne temps, que 3 a,b, ou 3 e, f, soient aussi à la terre. En effet , 3 g,h, sont mis à la terre en début de raie; il convient donc de ne pas confondre le début et la fin de raie Le maintien de cap obtenu par le moment gyroscopique, évite toute régulation au cours de la trajectoire de la tondeuse. Dans le cas d'un terrain en dévers latéral, la rotation de 1' axe du gyroscope n'oppose aucune résistance. Dans le cas d'un terrain en dévers longitudinal (pente avant-arrière), le moteur-gyroecope 4 s'incline par rapport à son support 23 autour duquel il est articulé. Pour ce faire, les tuyaux de sertie d'air 5, 6, sont en matériau souple. La figure 4 montre la tondeuse 2 dans différentes positions chronologiques 2 a,b,c...dans le cas du contour d'un obstacle 24 entouré d'un fil 1 relié à la terre. On peut voir les différentes raies 25 a,b,c,d,e, chronologiquement référencées dans l'ordre d'avancement de la tondeuse 2. Le fonctionnement est le suivant: La tondeuse 2 arrive en position 2 a, suivant l'origine indiquée par la flèche 26; les contactsJf-g ou f ou g seuls sont mis à la terre: l'unité 21 agit sur: -tiroir 7 (mise en service des roues 13 b). -tiroir ) (mise en rotation droite) Dans le même temps ce cas de figure déclenche une temporisation dans l'unité 21, qui décompte le temps du décalage latéral c'est a dire le temps durant lequel le tiroir 15 est sollicité ce qui, connaissant la vitesse de déplacement, équivaut à mesurer la distance de décalage par rapport à la raie 25 a. la marche latérale sepoursuit jusqu'à ce que aucun des contacts 5 ,g, ne touche le fil 1. A ce ce moment, les roues 13 a, sont remisesen service pour à nouveau l'avance (AV). Dans le même temps, le décompteur de temporisation s'est arrêté. Si l'un des contacts 3 f,g, est à nouveau sollicité, l'opération décalage recommence et ce, autant de fois qu'il est nécessaire tout en cumulant les temps de décalages successifs. Quand, dans la position 2 b,(g, h,)sont ensembles en contact avec le fil I l'unité 21 commande la marche (AV). Quand, dans 1 position 2 c, (h ou h-a), sont sollicités, les marches AV et GA sont successivement employées, selon si l'en- semble 3 h-a touche- ou non le fil 1 sachant que le temps cumulé de la marche GA n'excédera pas le temps préalablement décompté durant la marche (DR), ce qui permet de ramener la tondeuse dans l'alignement de la raie 25 a. Ensuite on peut voir la position 2 d en marche (AV) puis le pasage en raie 25 b , position 2 e, puis, marche (AR) pour rejoin- dre la position 2 f. En position 2 f, c'est le contact 3 a oui est solicité: comme pour la phase précédente, l'unité 21 v-a,par des commandes successives (AR-DR) et (AR-GA), faire co en passant par la position 2g pour ramener la tondeuse 2 dans la position 2h , dans la raie 25b en utilisant,dans l'autre sens la temporisation. Ensuite, l'on peut voir la position 2i puis la position 25 . Dans cette position, il est possible que les contacts 3e et 3f soient en contact simultanément. Dans ce cas, l'unité 21 se comporte comme dans le cas classique de bout de raie, c'est à dire commande une marche (GA).avec de toute façon déclenchement de la temporisation. Compte tenu de la courbure du fil 1 à cet endroit, le contact 3f va, le premier, quitter le fil l; c'est à cet instant que l'unité 21 se mettra en mode de contournement d'obstacle et comme dans les séquences précédentes, ramènera la tondeuse 2 en position 2m,dans la raie 25c gràce à l'action de la temporisation, en passant par les positions 2k et 22. Ensuite, passage en raie 25d, position 2n, contournement de l'obstacle par commande successives (GA-AR) en passant par la position 20, retour raie 25.en position 2p. La position 2q sur la raie 23e montre que s trajectoire passera à côté de l'obstacle. il est à noter que ce procédé de guidage peut être appliqué pour d'autres fonctions que la tonte: nettoyage de grandes surfaces, lustrage, brossage, décapage, pose d'enduit etc... Dans l'application robot-laveur de sol, la prise d'air du moteur-gyroscope peut se faire à ras du sol en aval pour utiliser la dépression dûe à l'aspiration pour accélérer le séchage. Revendications: . Dispositif permettant à un mobile utilisant l'énergie cin tioue, de balayer totalement et automatiquement une surface délimitée et encombrée d'obstacles caractérisé en ce que le mobile (2) est muni de contacts (3) sur sa périphérie oi collaborent avec un fil (1) de mise à la terre pour déterminer sa trajectoire et utilise l'effet gyroscopique de son moteur à énergie cinétique (4) pour maintenir son cap entre les points de contact avec le ou les fils (1). 2. Dispositif suivant la revendication 1, consistant à utiliser des contacts souples (3) caractérisé en ce que ces contacts sont disnosés â la séfipkérie du mobike, c'est à dire deux par côté pour former un ensemble de Huit contacts susceptibles de détecter l'allure d'une courbe matérialisée par un fil (1) ayant un potentiel électrique correspondant à celui de la terre. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, de chaine cinématioue utilisant l'air pulsé caractérisé en ce que la source d'air pulsé permet d'alimenter tout la fois, le moteur de la lame de coupe (19), les roues (13a), (!b), les vérins (42) 2) et (17) mis en pression, donc en service, par lialimentation pour la mise en rotation des roues, l'utili sation de l'air de sortie des moteurs à air pour évacuer les dé cets en l'injectant sur la tangente de la paroi interne où évolue la lame de coupe, et l'utilisation d'une autre partie de l'air de sortie des moteur à air pour établir une sustentation partielle par coussin d'air. L. !)ispositif selon l'une quelconque des revendications pré cédentess d'ensemble vérin-moteur à air caractérisé en ce qué le vérin (12) est divisé en deux parties (9a), (9b) injectant chacune l'air pulsé sur un caté du moteur à palette (11) pour déterminer son sens de rotation et ayant capacité chacun d'agir sur le tube (12) pour déplacer longitudinalement le moteur contre l'action du ressort (14).