Brevet FR2672533A1 — publié le 19920814

CHARIOT AUTOMOTEUR ÉQUIPÉ D'UN ROBOT ET D'UN SYSTÈME AUTOMATIQUE DE REMPLACEMENT DE BATTERIE D'ACCUMULATEURS La présente invention concerne un robot monté sur un chariot automoteur qui est de se fait capable de se déplacer sur un site le long d'itinéraires prédéterminés pour effectuer un certain nombre d'opérations répétitives en respectant le degré de précision habituel de ce type de machine. Ce robot a été conçu de manière à permettre de réduire ses dimensions et d'augmenter la portée de ses mouvements possibles au-delà de ce qui est prévu de manière générale pour les machine de ce type; il est monté sur un chariot automoteur Ce chariot remplace automatiquement ses batteries lorsqu'elles sont presque totalement déchargées. Le résultat de cette invention constitue une unité totalement automatique qui se déplace le long d'itinéraires programmés, et s'arrête pour effectuer les opérations requises. Un grand nombre d'industries utilisent des machines automatiques, en particulier des robots, pour effectuer un certain nombre de travaux répétitifs, de travaux en environnement dangereux ou d'opérations nécessitant un certain degré de précision ne pouvant pas être atteint manuellement. Ces robots et dispositifs de manipulation sont déjà connus, mais sont toujours utilisés dans des positions fixes ou semi-fixes; au mieux ils sont montés sur des guides qui leurs permettent des mouvements limités, en général entre deux positions déterminées. On connaît déjà des chariots automoteurs capables de se déplacer le long d'un certain nombre de pistes sur un itinéraire donné et pouvant être programmés pour décider de manière indépendante de la piste à emprunter en fonction de la tâche à effectuer. Par exemple, quelques chariots connus peuvent suivre une piste constituée par un fil souterrain le long duquel se déplace un signal, tandis que d'autres types peuvent détecter une piste dessinée sur le sol et peuvent se déplacer le long de l'axe central de cette piste. De tels chariots sont appelés des AGV en jargon technique et ce terme sera utilisé tout au long du reste de la présente description. Le brevet italien No 1 187 369 décrit un système automatique de remplacement de batterie d'accumulateurs sur une unité mobile équipée d'un robot, et comprenant: une station pour le remplacement des batteries; un moyen de positionner ladite unité mobile par rapport à ladite station; et un moyen d'actionner ledit robot pour remplacer la batterie déchargée par une nouvelle batterie. Il existe un besoin pour ce type d'équipement dans un grand nombre d'industries, comme les industries de fabrication et autres industries semblables, mais sa construction soulève un grand nombre de problèmes majeurs. Par exemple, il est nécessaire que le robot puisse se positionner avec toute la précision requise; la difficulté de réaliser un robot suffisamment compact pour pouvoir être monté sur un AGV de dimensions normales tout en conservant toute sa nécessaire liberté de mouvements et de précision est un autre problème qui se pose. La nécessité pour l'unité d'avoir une endurance suffisante est encore un autre problème. Pour pouvoir résoudre ce problème, la présente invention propose un chariot automoteur équipé d'un robot, dans lequel l'unité comprend un système conçu -Or remplacer automatiquement les batteries lorsqu'elles scrnt presque totalement déchargées. Plus précisément, le chariot automoteur conforme à l'invention se caractérise par le fait qu'il utilise deux stations de charge séparées occupant des places appropriées permettant au chariot de se placer entre elles, lesdites stations étant équipées d'éléments qui insèrent ou retirent automatiquement une unité de batterie sur ledit chariot. Passons maintenant à la description détaillée de la présente invention, au moyen d'un exemple non limitatif, et en faisant référence en particulier aux figures en annexe à la présente description dans lesquelles: la Figure 1 est une vue en perspective du robot monté sur un chariot selon la présente invention; la Figure 2 est une vue de dessus du châssis de l'AGV; la Figure 3 est une vue en coupe effectuée le long de la ligne A-A représentée sur la Figure 2; les Figures 4 et 5 sont des vues de dessus des dispositifs automatiques de remplacement des batteries d'accumulateurs; la Figure 6 est une vue de côté de l'ensemble représenté aux Figures 4 et 5; la Figure 7 est une vue de dessus de la station de remplacement de la batterie, l'AGV étant en position; la Figure 8 est une illustration des mouvements du robot selon la présente invention. La Figure 2 montre le châssis de l'AGV, vu de dessus, sur laquelle deux sections sont indiquées par les repères 1 et 2 respectivement; ces sections, dans lesquelles sont logés les équipements électroniques du robots ainsi que l'unité de batteries, sont séparées par une section 3 dans laquelle est monté le robot. La section centrale 3 est plus étroite que les sections latérales de façon à améliorer la mobilité du robot. Le châssis, constitué par des profilés en acier soudés, ou de construction similaire, comporte une paire de roues d'entraînement 4 occupant une position centrale et deux paires de roues pivotantes logées de chaque côté de chacune desdites deux premières roues d'entraînement. L'AGV est équipé de batteries d'accumulateurs interchangeables au nickel- cadmium dont le remplacement se fait automatiquement lorsqu'elles sont presque totalement déchargées. Cesdites batteries sont de type connu et ne sont pas représentées sur les dessins. L'unité de batteries est logée dans la section 2 du chariot. L'unité de batteries est équipée de roues se déplaçant le long de guides 10 (Figure 3) pour permettre la mise en place des batteries et leurs fixation à l'aide du téton de blocage il qui est repoussé vers le haut par un ressort 12 ou tout dispositif semblable qui le fait pénétrer dans un alésage correspondant logé dans le boîtier de batterie. Un piston hydraulique ou tout dispositif équivalent 13 abaisse le téton de blocage 11 pour libérer les batteries au moment de leur remplacement automatique. Des plaques à contacts installées au fond des batteries s'engagent sur des balais 14 installés sur l'AGV; elles sont aussi soumises à l'action d'éléments élastiques qui les appuient vers le haut pour les maintenir en contact avec les électrodes des batteries. L'unité de charge et de remplacement automatique des batteries, représentée aux Figures 4 à 6 comprend une paire de guides 15 occupant une position correspondant a celle des guides 10 logés sur l'AGV Une entretoise 16, sur laquelle est monté un dispositif de préhension de batterie 18, avec intercalation d'éléments amortisseurs 17, se déplace le long des guides 15. Des manchons à pas interne hélicoïdal 19 s'engageant sur des vis-mères 20 à recirculation de billes sont fixés à l'extrémité de l'entretoise 16; les vis-mères sont animées d'un mouvement rotatif imprimé par un moteur 21. Par l'entraînement rotatif des vis-mères 20 le moteur 21 contrôle le déplacement de l'entretoise 16 et de ce fait celui du dispositif de préhension dans une direction parallèle à celle des guides 15. En-dessous des guides une mortaise 22 a été pratiquée, laquelle s'ajuste sur un équipement non représenté sur la Figure et dont la fonction est de souffler de l'air frais sur l'unité de batteries pour ventiler lesdites batteries. Dans l'espace compris entre les guides 15 sont logées deux plaques, chacune d'elles comportant une unite à contacts de charge de batterie 23. Étant donné que les bornes des batteries sont disposées de manière asymétrique il est nécessaire de monter deux unités à contacts de charge sur le dispositif de charge des batteries pour assurer un branchement satisfaisant aux batteries quelle que soit la direction dans laquelle 1 'AGV se présente au moment du remplacement. Deux unités de charge sont prévues; elles doivent être logées de manière à permettre à 1 'AGV de se placer entre elles comme le montre la Figure 7. Ceci permet de retirer la batterie déchargée d'un côté et d'insérer une batterie chargée à partir du côte opposé. Le chariot peut aussi être équipé d'éléments télescopiques en forme de coin qui s'insèrent dans des logements de même forme disposés aux stations de travai pour assurer une précision de positionnement maximale quelle que soit la condition de surface du sol. Lorsque les batteries sont presque totalement déchargées, cet état est signalé par des dispositifs de type connu, le chariot, programmé de manière appropriée, se déplace vers la station de charge (Figure 7) o deux unités de charge sont disposées, chacune d'elles étant signalée par le repère R, et ledit chariot se positionne entre elles. A ce point le moteur 21 est actionné et fait tourner les vis-mères 20; ceci a pour effet de déplacer la plaque 16 le long de ses guides et, par conséquent, d'amener le dispositif de préhension 18 à amortisseurs en position pour prendre une des batteries sur le chariot. Le moteur est actionné à nouveau dans la direction opposée pour retirer la batterie déchargée du chariot; cette batterie est tirée le long des guides 15 vers la station de charge, ses électrodes coïncidant avec une des plaques à contacts électriques 23. De l'air frais est envoyé par l'intermédiaire de la canalisation 22 pour ventiler la batterie pendant la charge. Des dispositifs semblables effectuent simultanément l'opération inverse sur le côté opposé, c'est à dire qu'ils insèrent une batterie chargée sur le chariot. Dans la pratique, l'usage continu du robot et du chariot est ainsi assuré à l'aide d'une seule unité de batterie de remplacement sur le véhicule. Un expert dans ce domaine pourrait concevoir de nombreuses modifications et variantes à la présente invention, lesquelles doivent toutes être considérées à l'intérieur des limites de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Un chariot automoteur équipé d'un robot et d'un système automatique de remplacement de batterie d'accumulateurs, lequel chariot se caractérise par le fait qu'il utilise deux stations de charge séparées occupant des places appropriées permettant au chariot de se placer entre elles, lesdites stations étant équipées d'éléments qui insèrent ou retirent automatiquement une unité de batterie sur ledit chariot. 2 Un chariot automoteur équipé d'un robot et d'un système de remplacement de batterie, selon la Revendication 1, lequel chariot se caractérise par le fait que lesdites stations individuelles de charge de batterie sont équipées de dispositifs 16, 17, 18 ayant pour fonction de retirer la batterie déchargée d'un côté du chariot et d'insérer la batterie chargée du côté opposé dudit chariot. 3 Un chariot automoteur équipé d'un robot et d'un système automatique de remplacement de batterie, selon l'une ou l'autre des Revendications 1 et 2, lequel chariot se caractérise par le fait que ledit équipement de chargement de batterie comporte une entretoise 16 qui se déplace sur une paire de guides 15 dont la fonction est de recevoir l'unité de batterie, ladite entretoise étant équipée de dispositifs de préhension 18 dont la fonction est d'agripper l'unité de batterie, et le déplacement de ladite entretoise 16 étant effectué par l'intermédiaire d'une paire d'actionneurs à recirculation de billes 19, 20, une paire de guides 10 correspondante dont la fonction est de recevoir l'unité de batterie en cours d'installation sur le chariot. 4 Un chariot automoteur équipé d'un robot et d'un système de remplacement de batterie, selon la Revendication 3, dans lequel chariot lesdits dispositifs de préhension 18 sont équipés d'éléments amortisseurs 1. Un chariot automoteur équipé d'un robot et d'un système automatique de remplacement de batterie, selon la revendication 4, lequel chariot se caractérise par le fait qu'il est équipé d'un équipement 22 dont la fonction est de souffler de l'air frais sur ladite batterie pendant que ladite batterie est en cours de charge. 6 Un chariot automoteur équipé d'un robot et d'un système automatique de remplacement de batterie, selon n'importe laquelle des revendications mentionnées ci- dessus, lequel chariot se caractérise par le fait que l'unité de batterie est installée de manière à se déplacer le long d'une paire de guides 10, 15, et que les éléments à contacts électriques 14, 23, sont équipés de supports mobiles soumis à l'action d'un équipement élastique conçu pour maintenir lesdits éléments en contact avec les électrodes desdites batteries. 7 Un chariot automoteur équipé d'un robot et d'un système automatique de remplacement de batterie, selon la Revendication 6, lequel chariot se caractérise par le fait qu'il est équipé d'un téton de blocage il soumis à l'action d'éléments élastiques 12 qui insèrent ledit téton de blocage à l'intérieur de son siège logé dans ladite unité de batterie, et d'éléments pneumatiques 13 qui permettent de libérer ledit téton de blocage.