Brevet FR2659458A1 — publié le 19910913

La présente invention concerne la prise ou la dépose de charges par un véhicule autonome, c' est-à-dire un chariot de manutention commandé Çe façon automatique sur un parcours donné, par exemple par filoguidage, par optoguidage, par guidage odométrique ou autre. Un procédé et un dispositif de repérage d'un véhicule automatique de ce type ont fait l'objet d'un brevet d'invention français déposé le 30 Juin 1988 sous le no 88 09185 et publié sous le no 2.633.740. Un chariot filoguidé a fait l'objet d'un autre brevet déposé le même jour sous le no 88 09186 et publié sous le no 2.634.186. Selon ces brevets un véhicule autonome est guidé automatiquement le long d'un chemin prédéterminé et/ou comporte des moyens de repérage de positionnement dans sa zone de guidage. Bien que donnant satisfaction, ces véhicules connus ne peuvent pas effectuer automatiquement toutes les opérations nécessaires à la manutention de charges, par exemple, selon ces brevets, un chariot se déplaçant sur son chemin ne peut pas le quitter sans intervention humaine, pour aller prendre une charge située à proximité, Par ailleurs, on connaSt divers types de robots susceptibles de déposer, ou manipuler des objets dans un poste déterminé. Toutefois ces véhicules et robots, connus dans le commerce, sont d'un fonctionnement figé , en particulier ne permettent pas de prendre automatiquement en charge une palette (ou une autre marchandise) à l'emplacement ob elle se trouve, puis la transporter et la déposer au loin sur un autre emplacement libre et/ou prédéterminé, sans aucune intervention humaine, et/ou sans un dispositif de guidage complexe et/ou rigide devant nécessiter une supervision centrale ou locale. De plus dans les véhicules connus les véhicules font parfois des manoeuvres automatiques inutiles, et par ailleurs il ne peuvent pas Se doubler. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et à d'autres, et d'améliorer les différents processus de manutention automatique de charges, en conférant notamment une grande souplesse de fonctionnement et d'évolution, telle que modification : du nombre d'emplacements, positionnement géographique des dits emplacements par rapport au chemin de guidage, variété de dimensionnement de la palette ou du conteneur à,prendfe ou à déposer. L'invention a pour objet un procédé de signali sation et de commande pour la prise ou la dépose de charges par un véhicule autonome circulant sur un chemin muni de stations de guidage et à proximité duquel sont situés des emplacements successifs pour les dites charges, procédé caractérisé par le fait que : - on munit le chemin d'une station signalétique de repérage par emplacement de charge, - on munit chaque véhicule : a) de moyens (capteurs) pour analyser les signaux de repérages de proximité des emplacements qu'il longe sur son chemin, et détecter la ou les stations où il doit en principe manoeuvrer pour prendre ou déposer une charge, b) de moyens pour vérifier la présence ou non d'une charge sur l'emplacement détecté, c) d'une commande de véhicule en fonction de la vérifi cation faite : - soit pour la poursuite de l'itiné raire prévu sur le chemin de guida ge, - soit pour effectuer des manoeuvres complexes prédéterminées hors du chemin de guidage (pour prendre une charge, ou la déposer selon le cas) puis revenir sur le chemin et poursuivre l'itinéraire prévu. Dans le cadre de ce procédé, il est aisé de prévoir sur le chemin de guidage, que la station signalétique d'emplacement soit personnalisée, c'est-à-dire qu'elle permette d'identifier directement un emplacement déterminé. Ainsi un véhicule programmé pour aller près de l'emplacement "C" passera devant les emplacements "A" et "B" sans faire d'opérations. Par contre arrivé près de l'emplacement "C", il procédera aux opérations nécessaires en commençant par la détection de présence, ou non, d'une charge sur le dit emplacement c'1. Cette détection de présence peut s'effectuer par tout procédé connu, notamment N à l'ai de d'une cellule optique émettrice-réceptrice (infra-rouge, laser, ultraviolet, etc.) montée sur le véhicule et d'un réflecteur placé derrière l'emplacement. Suivant ce dernier procédé la charge se trouve sur le trajet du signal optique et fait obstacle à sa propagation. Le non retour du signal à la cellule indique la présence d'une charge. La cellule optique peut être remplacée par un dispositif sonore, ultra-sonore, etc. L'invention a également pour objet les dispositifs de mise en oeuvre du procédé précité. Pour mieux faire comprndre l'invention il est donné ci-après un exemple de réalisation d'un dispositif en référence au dessin annexé. Dans cet exemple le chemin de guidage du véhicule est concrétisé de façon connue par un fil 1, déterminant deux circuits 2 et 3, avec leurs stations signalétiques classiques ou non de repérage 4 du véhicu le1 d'embranchement 5 et de voie libre 6. Il est rappelé que les stations classiques de repérage permettent d'indiquer au véhicule la zone dans laquelle il entre et, par exemple, si un temps d'arrêt doit être observé, la vitesse réduite ou augmentée. La station d'embranchement 5 permet au véhicule de choisir le fil de gauche ou de droite, suivant son programme. La station voie libre 6 permet d'indiquer au véhicule si par exemple, la porte qu'il doit franchir est ouverte ou fermée.Dans le brevet no 2.633.740 on a décrit clairement le mode de repérage par stations à l'aide de plots aimantés disposés dans le sol dans certaines zones déterminées du parcours et selon un positionnement approprié et il n'est pas nécessaire de rappeler le principe de fonctionnement de ces stations. Sur le chemin de guidage se trouvent des stations signalétiques 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, de proximité d'emplacements situées à quelques mètres (quatre ou cinq par exemple) à gauche et/ou à droite 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26, sur lesquels on a représenté quelques charges 28 à31. Les chariots sont référencés 32 à 37 et le moyen de détection de présence éventuelle de charge est constitué par la combinaison d'une ou plusieurs cellules 38, 39 optiques émettrices-réceptrices (telles gue rqprésentées sur le chariot 32) et un réflecteur disposé au-delå de chaque emplacement, ces réflecteurs étant référencés 9, 12, 15, 18, 24, 27. Chaque station signalétique de repérage de proximité d'emplacement, par exemple celle référencée 7, est constituée par un "domino" dont les points sont des aimants convenablement espacés, de l'ordre de dix centimères ou plus. Ainsi les stations représentées sur le dessin comportent des dominos 3+1, 3+2, 3+3, 4+1, 6+1, 6+2, le premier chiffre pouvant indiquer la catégorie ou nature de l'emplacement (soit uniquement prise, soit uniquement dépose, soit l'un ou l'autre) et le deuxième chiffre pouvant indiquer le quantième dans la catégorie. Ainsi un véhicule peut être programmé pour prendre une charge en 14 puis le déposer en 26. Dans ce cas le véhicule passe devant les premières stations 7, 10, sans starrêter jusqu'à la station 13 constituée par le domino 3+3 correspondant à l'emplacement prévu 14. Le véhicule émet un signal optique en direction du réflecteur 15, qu'il n'atteint pas en raison de la présece- de la charge 29. Selon son programme le véhicule a ainsi constaté qu'il est bien à la station prévue et que la charge à prendre est bien là et que le processus de prise peut être déclenché. Selon l'exemple représenté, le véhicule avance sur le chemin de guidage (un mètre par exemple) pivote de 450 et se place sur un axe fictif 40. Il abandonne ainsi le filoguidage pour manoeuvrer en dehors du chemin. La commande des organes moteurs de véhicule est faite directement suivant un programme particulier de manoeuvre de prise préalablement enregistré dans le véhicule lui-même à l'aide d'un clavier approprié. Les fouches du véhicule sont mises à un niveau bas puis le dit véhicule avance automatiquement en position 33 afin de faire passer ses fourches sous la palette et/ou la charge. Dès que les fourches ont suffisamment pénétre sous la charge, le véhicule s'arrête. Dans le cas où les charges à prendre seraient de dimensions variables, un proximètre ou un contacteur de sécurité est disposé sur le corps du robot et/ou au départ des fourches pour indiquer que les dites fourches ont suffisamment pénétré sous la charge avant l'arrêt du véhicule. Ensuite les fourches (avec leur charsqe) sont remontées à un niveau prédéterminé.Si la voie est libre le véhicule recule suivant l'axe 40 jusqu'au chemin concrétisé par le fil 1, et pivote de 45 e en sens contraire que précédemment pour se remettre en guidage automatique. Il poursuit alors le parcours prévu en passant sans s'arrêter devant la station 16 juqu'à la station 25. Si le signal optique qu'il émet lui revient après avoir frappé le réflecteur 27, cela lui indique que l'emplacement 26 n'est pas occupé. Dans ce cas, et suivant l'exemple représenté, il pivote de 45 , avance de la distance prévue, s'arrête, abaisse ses fouches pour que la palette (ou la charge) repose sur le sol, recule jusqu'à la position 36, releve éventuellemetn ses fourches, pivote de 450 en sens contraire, et finalement reprend son parcours. De nombreuses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention, ainsi le dispositif de détection de voie libre et de présence éventuelle de charge peut être constitué par un radar de proximité. Il pourrait être constitué par tout autre dispositif connu. De même, la lecture de la présence ou de la non présence d'une charge pourrait- être traitée apres un détai et/ou une distance donnée le long du chemin de guidage, après détection de proximité de la dite charge. Le fait que le véhicule sorte de son chemin, uniquement après avoir vérifié que l'ordre programmé est exécutable présente de très grands avantages techniques et pratiques. Ainsi lors de la prise, si la charge n'est pas à la place prévue, le véhicule n'exécutera pas les manoeuvres programmées à cet effet et continuera sont parcours. Il peut aussi être programmé pour exécuter les manoeuvres de prise lors de la détection de la première charge rencontrée, et si il ne rencontre pas de charge il reviendra à vide sans perte de temps. Le fait que le véhicule 33 s'écarte de son chemin pour notamment aller chercher une charge 29 permet à un autre véhicule 34 de passer pendant la manoeuvre. Il serait aussi possible de considérer chaque emplacement comme une place de garage pour un véhicule, sans aucune gêne pour les autres véhicules circulant sur le chemin. rb Un autre avantage très appréciable du dispositif consiste à pouvoir déplacer, diminuer ou augmenter le nombre d'emplacements. La position des emplacements par rapport à la station correspondante est variable et modifiable. Par exemple, le nombre utile d'emplacements de prise peut être réduit simplement en plaçant un réflecteur devant la charge, de telle manière que pour le robot l'emplacement paraSt vide, dans cet exemple le réflecteur joue le rôle de leurre. Dans l'exemple cité on a représenté le véhicule pivotant à 45 pour aller prendre ou déposer une charge, mais cet angle n'est donné qu'à titre d'illustration, L'angle de pivotement pouvant être supérieur ou inférieur par exemple être de 900 . On comprend facilement que le procédé et le dispositif décrits procurent un très grande souplesse de fonctionnement à la manutention par véhicule automatique. REVENDICATIONS 1. Procédé de signalisation et de commande pour la prise ou la dépose de charges par un véhicule autonome circulant sur un chemin muni de stations de guidage et à proximité duquel sont situés des emplacements successifs pour les dites charges, procédé caractérisé par le fait que : - on munit chaque véhicule : a) de moyens (capteurs) pour analyser les signaux de repérage de proximité des emplacements qu'il longe sur son chemin, et détecter la ou les stations où il doit en principe manoeuvrerpour prendre ou déposer une charge, b) de moyens pour vérifier la présence ou non d'une charge sur l'emplacement détecté, c) d'une commande de véhicule en fonction de la vérifica tion faite :: - soit pour la poursuite de l'itinéraire prévu sur le chemin de guidage, - soit pour effectuer des manoeuvres complexes prédé terminées hors du chemin de guidage (pour prendre une charge, ou la déposer selon le cas) puis reve nir sur le chemin et poursuivre L'itinéraire prévu. 2. Dispositif de signalisation et de commande pour la prise ou la dépose de charges par un véhicule autonome circulant sur un chemin (1) muni de stations de guidage, et à proximité duquel sont situés des emplacements successifs (8, 11, etc.) pour les dites charges, dispositif caractérisé par le fait que : - le chemin est muni d'une station signalétique de repérage personnalisé pour chaque emplacement de charges, - chaque véhicule est muni : a) d'un capteur des sigaux de repérage d'emplacement, b) de moyens pour analyser ces signaux de repérage et les comparer à ceux qui ont été programmés, c) d'un vérificateur de présence (ou non) de charge à l'emplacement programmé, d) d'un moyen déterminant le programme à suivre en fonction de l'emplacement et de la présence ou non d'une charge, e) un moyen de commande du véhicule selon le programme choisi. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les stations qour le repérage (7, 10, etc.) de proximité d'emplacements (8, 11, etc.) sont constitués chacune par un domino intégré dans le chemin et dont les points sont constitués par des aimants agencés de façon qu'une première série d'aiments indique la nature ou la catégorie de l'emplacement et que la deuxième série indique le numéro d'emplacement. en cas de pluralité d'emplacements. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractér;- sé par le fait que la vérification de présence de charge s'effectue à une station prédéterminée à l'aide d'au moins une cellule (38 ou 39) optique émettrice réceptrice placée sur le véhicule (32) et un réflecteur (tel que 15) disposé au-delà de l'emplacement (14) de telle manière que la présence d'une charge empêche la propagation du signal émis par la dite cellule, revélant ainsi la présence de la dite charge. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le nombre et la position des emplacements utiles par rapport à la station correspondante sont variables et modifiables, et que la pose d'un réflecteur devant La charge est suffisante pour leurrer le véhicule. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que dans le véhicule est enregistré un pro gramme de manoeuvres de prise en charge mis en oeuvre, après détection de présence de charge à la station prévue, manoeuvres consistant à assumer le déplacement du véhicule hors chemin de guidage, en commandant successivement - le pivotement du véhicule qui se met dans l'axe de la charge, - l'abaissement des fourches à un niveau bas prédéterminé, - l'avancement du véhicule jusqu'au bon positionnement des fourches sous la charge, - l'élévation des fourches à un niveau haut prédéterminé, - le recul du véhicule jusqu'à la station, - le pivotement du véhicule qui se remet dans l'axe du fil, - l'avancement du véhicule le long du fil guide. 7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait qu'un proximètre (ou contacteur) est disposé sur le corps du robot, ou au départ des fourches pour indiquer que les dites fourches ont suffisamment penétré sous la charge.