Brevet FR2664184A1 — publié le 19920110

PROCEDE D'INTERVENTION SUR DES SURFACES INTERNES D'ENCEINTES OU DE GAINES, DISPOSITIF MULTIFONCTIONNEL DE NETTOYAGE OU DE TRAITEMENT DES SURFACES INTERNES La présente invention concerne un procédé d'intervention sur des surfaces internes d'enceintes ou de gaines et un dispositif multifonctionnel de nettoyage ou de traitement de ces surfaces. Il est connu des procédés de nettoyage pour des canalisations faisant intervenir des engins mobiles télécommandés à l'extrémité desquels sont montés des fouets actionnés par un courant d'air pour venir, lors de mouvements aléatoires, frapper la surface interne de l'enceinte ou de la gaine à nettoyer et décrocher ainsi les poussières qui, au cours des ans, ont pu s'accumuler dans, par exemple, une gaine de climatisation ou de ventilation. Un tel outil présente l'inconvénient, dans les applications de venti#lation et de climatisation, de produire, lors du détachement des poussières, une pollution additionnelle qui va aller se fixer un peu plus loin dans la gaine ou sur l'installation de conditionnement, perturbant ainsi son fonctionnement correct. Un premier but de l'invention est donc de proposer un procédé d'intervention sur des surfaces internes d'enceintes ou de gaines permettant d'éviter les inconvénients de l'art antérieur en empechant que l'intervention produise une pollution qui se propage en aval ou en amont du lieu d'intervention dans l'enceinte ou dans la gaine. Ce but est atteint par le fait que le procédé d'intervention sur des surfaces internes d'une enceinte ou d'une gaine, par un robot mobile téléguidé ou autonome porteur d'outils, comporte les étapes suivantes - enregistrement de la position du robot - gonflage d'éléments gonflables situés de part et d'autre des outils pour délimiter une chambre étanche de travail - mise en action des outils à l'intérieur de la chambre de travail - détection de la position avec recalage éventuel du robot ou modification de la stratégie - dégonflage d'au moins un des éléments - déplacement du robot à la position de travail adjacente suivante. Un autre but de l'invention est de permettre l'utilisation de ce procédé pour des missions dans lesquelles la constitution du réseau de gaines ou la forme de l'enceinte est - connue grâce à une première intervention. Ce but est atteint par le fait que, lors d'une première mission, l'enregistrement de la trajectoire du robot sert d'apprentissage et une sauvegarde est effectuée dans un fichier pour servir de référence lors d'une mission ultérieure dans le même réseau. Selon une autre particularité, le procédé comprend une étape préalable d'enregistrement de la mission du robot par déplacement du robot, muni à la place des outils, de capteurs d'enregistrement de l'environnement, ou de la forme du tracé. Un autre but de l'invention est d'utiliser ce procédé dans le nettoyage des gaines de climatisation, d'extraction ou de ventilation. Ce but est atteint par le fait que l'étape de mise en action des outils comporte - une mise en oeuvre d'un élément de nettoyage des parois - l'aspiration des poussières - la pulvérisation d'un produit de traitement ou de désinfection. Selon une autre particularité de l'invention, l'étape de mise en action des outils comporte une étape de soudure ou une étape de réparation. Selon une autre particularité, l'étape de mise en action des outils comporte une étape de projection d'un revêtement. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'avancement utilisant les éléments permettant d'assurer l'étanchéité de la chambre. Ce but est atteint par le fait que l'étape de déplacement comporte - une étape de rétraction d'un vérin reliant les éléments gonflables pour déplacer l'élément dégonflé - une étape de gonflage de cet élément précédemment dégonflé - une étape de dégonflage de l'autre élément - une étape d'extension du vérin. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif multifonctionnel permettant la mise en oeuvre du procédé de nettoyage et de traitement des surfaces internes d'une enceinte. Ce but est atteint par le fait que le dispositif est monté sur un robot porteur autonome ou téléguidé par une liaison avec une unité de traitement et de commande et comporte des moyens pour former une chambre étanche dans laquelle des outils de nettoyage ou de traitement sont actionnés, des moyens de transport de l'énergie nécessaire à l'actionnement du robot et des outils entre une centrale de puissance disposée à l'extérieur de l'enceinte ou de la canalisation et le dispositif. Selon une autre particularité de l'invention, les outils de nettoyage sont constitués par des brosses rotatives montées à chaque extrémité de vérins portés par un bras radial, entraîné en rotation. Selon une autre particularité de l'invention, les outils de nettoyage sont constitués par des lanières de matière souple entraînées en rotation. Selon une autre particularité de l'invention, les outils de nettoyage sont de largeur inférieure à la chambre étanche et déplacés en translation pour permettre un balayage total de la chambre. Selon une autre particularité de l'invention, le robot porteur comporte une vis sans fin montée en rotation selon l'axe longitudinal d'un chassis du robot et entraînée en rotation par un moteur, au moins deux trains de trois pignons régulièrement répartis à la périphérie de la vis sans fin, chacun desdits pignons étant monté en rotation sur une des extrémités d'un bras respectif à l'autre extrémité duquel est montée une deuxième roue motrice, un moyen de transmission entre ladite roue motrice et le pignon d'entraînement. Selon une autre particularité, les bras de support des roues motrices sont actionnés par des vérins pour former, avec une paire de roues motrices situées dans le même plan radial de la vis sans fin, un parallélogramme déformable. Selon une autre particularité, le dispositif comporte des capteurs pour détecter l'environnement des obstacles et effectuer le positionnement du mobile. Selon une autre particularité, ces capteurs sont du type à ultrasons ou de vision. D'autres particularités et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, d'exemples non limitatifs de réalisation de l'invention, faite en relation avec les figures dans lesquelles - la figure 1 représente une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif permettant de mettre en oeuvre l'invention - la figure 2A représente une vue schématique transversale d'un module porteur utilisé dans l'invention; - la figure 2B représente une vue schématique longitudinale du module porteur - la figure 3A représente une vue schématique longitudinale de l'outil de nettoyage - la figure 3B représente une vue transversale schématique de l'outil de nettoyage - la figure 4 représente une vue schématique transversale d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ;; - la figure 5 représente -le schéma de principe des moyens électroniques nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention ; - la figure 6 représente les différentes étapes du procédé mis en oeuvre par l'invention. La figure 1 représente l'invention dans laquelle un robot porteur (2) est figuré à l'intérieur d'une gaine ou enceinte (10). Ce robot porteur (2) est relié par un cordon ombilical (9) assurant le transport des signaux électriques provenant des capteurs (12) installés sur le dispositif mobile, des signaux de commande des moyens actionneurs du dispositif mobile et des fluides nécessaires à la transmission d'énergie à certains éléments du dispositif mobile. Ce robot porteur (2) est relié par une liaison (31) transmettant également les signaux nécessaires et les fluides nécessaires, à un outil (30) dont l'axe (300) supporte, à proximité de l'outil et à son extrémité éloignée de l'outil (30), une rondelle gonflable (la) respectivement (lb) constituant avec la surface intérieure de la gaine, une chambre étanche. A l'intérieur de cette chambre étanche, entraînée en rotation et en déplacement longitudinal par le support d'outil (30) se trouve une gamme d'outils correspondant aux opérations nécessaires d'effectuer. Cette gamme d'outils peut être constituée par une brosse rotative, une buse de pulvérisation de produits de traitement, de désinfection ou de projection d'un revêtement, ou de tout autre outil nécessaire aux interventions. Une centrale de puissance (6) reliée par la liaison (9) au porteur (2) permet de fournir les énergies fluidiques ou électriques nécessaires aux mouvements du robot et de l'outil. Cette centrale de puissance (6) est commandée à travers une liaison (76) par un poste de contrôle (7) formé d'un calculateur et des éléments d'interface nécessaires à la réception et l'envoi des signaux provenant de la centrale de puissance (6) de l'élément porteur (2) et de l'outil (3). L'élément porteur (2) peut être constitué comme représenté à la figure 2. Ce module porteur est constitué d'une vis sans fin (20) montée sur un chassis non représenté. Cette vis sans fin (20) est entraînée par un moteur (26) et engrène avec des pignons d'entraînement (2la, 2 il, 21c, 2 il, 2le, 21f). Une paire de pignons (21d, 21e) est disposée longitudinalement le long de l'axe de symétrie de la vis sans fin (20) et trois paires de pignons sont réparties régulièrement à la périphérie de la vis sans fin (20), comme représenté à la figure 2A. Ces pignons (21a à 21f) sont montés en rotation sur des bras respectifs (27a, 27b, 27c, 27d, 27e, 27f) et à l'autre extrémité de l'axe de rotation, sur lequel est monté chaque pignon (21), est montée une roue à dents (28a à 28f) pour courroie crantée (23a à 23f). Chaque courroie crantée (23a à 23f) entraîne une autre roue à dents (29a à 29f) située à l'autre extrémité du bras de support correspondant (27a à 27f). Chaque roue dentée (29a à 29f) entraîne un axe à l'autre extrémité duquel est montée une roue motrice, respectivement (22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f).Chaque paire (27d, 27e ; 27a,27c 27b,27f) de bras associée à une paire (21d,2le ;2lac 2lb,21f) de pignons engrénant longitudinalement avec la vis sans fin (20) est reliée par un bras de liaison (24de, 24ac,24bf) qui peut être actionné par un vérin (25de,25ac,25bf) de façon à constituer un système pantographique dont l'angle peut être modifié. Ce dispositif pantographique permet ainsi de façon aisée de faire varier les dimensions du porteur mobile pour les adapter aisément au diamètre de la gaine dans laquelle celui-ci est amené à se déplacer. Il est bien évident que dans le cas de l'utilisation d'un tel porteur mobile, l'outil n'est pas positionné au-dessus du porteur mais en avant de celui-ci. Les figures 3 représentent les schémas de principe d'un outil à brosse utilisable avec le porteur mobile de la figure 2. Cet outil à brosse souple (36) comporte un moteur (33) monté selon l'axe de symétrie de la gaine et du porteur mobile. Sur l'axe du moteur (33) est monté un bras radial (32) aux extrémités duquel sont montés deux vérins (34). A chaque extrémité d'un vérin est montée une brosse souple (36). Les vérins (34) permettent par extension ou rétraction de modifier le diamètre d'action de la brosse (36). La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation du dispositif de nettoyage ou de traitement d'une gaine. Selon ce mode de réalisation, des rondelles gonflables (la, lc) sont montées à chacune des extrémités d'un vérin (2) de façon à constituer également le porteur mobile, comme on le verra par la suite. Les outils de nettoyage et de pulvérisation sont constitués respectivement par les éléments (3a, 3b, 3c) montés sur la périphérie du vérin (2). A l'extrémité de la rondelle de gonflage (tic) est monté un ensemble de capteurs (12) tandis qu'à l'autre extrémité de la rondelle gonflable (la) est monté un boîtier (4) comportant l'électronique et les électrovannes nécessaires du dispositif.Une liaison (9) permet de transporter les signaux électriques et les fluides entre l'élément mobile et d'une part, une centrale de puissance (6) constituée par un compresseur et, d'autre part, un calculateur (7). Les outils de nettoyage et les buses de pulvérisation sont du même type que ceux utilisés dans l'autre mode de réalisation. On les adaptera simplement pour qu'ils puissent être montés à la périphérie du vérin. Le principe de déplacement du dispositif correspondant à la deuxième variante est le suivant. Aprés avoir effectué les opérations nécessaires dans la chambre étanche, une des rondelles gonflables, par exemple (la) constituant la chambre, est dégonflée. Ensuite le vérin (2) est rétracté de façon à racourcir l'ensemble à sa dimension minimale. Lorsque l'ensemble a atteint sa dimension longitudinale minimale, le gonflage de l'élément (la) est commandé par l'intermédiaire des électrovannes (4) et du calculateur (7). Une fois l'élément (la) gonflé, le calculateur commande par les électrovannes (4) le dégonflage de l'élément (tic) situé à l'autre extrémité du mobile. Par la suite, une extension du vérin est commandée par le calculateur. Après avoir provoqué l'extension du vérin à sa dimension longitudinale maximale, le gonflage de l'élément mobile est commandé et la chambre étanche est reconstituée et se trouve prête à être utilisée pour les opérations pour lesquelles elle a été conçue. La figure 5 représente le schéma électronique des éléments nécessaires à la commande et au contrôle des différents organes de puissance et d'actionnement du dispositif. La figure 5 représente les éléments constitués d'une unité centrale (72) communiquant à travers une interface (720) et une liaison (721) avec une console formée d'un affichage (70) et d'un clavier (71). Cette unité centrale communique à travers un bus (722) avec une mémoire vive (73) destinée à contenir le programme et les données nécessaires à l'exécution du programme. Le bus (722) communique par une carte d'interface (74) avec des ampli (740) destinés à alimenter les moteurs électriques (61) des éléments du porteur mobile et de l'outil et le moteur (60) du compresseur destiné à fournir la pression hydraulique d'actionnement des vérins et des autres organes actionnés hydrauliquement ainsi que le moteur (62) d'un dispositif d'aspiration et une pompe (660) de pulvérisation. Chacun de ces moteurs renvoie au circuit d'interface (74) des signaux par l'intermédiaire de décodeurs (741). Sur le bus est également branchée une carte d'interface capteurs destinée à communiquer avec les capteurs (12) qui permettent au mobile de détecter son environnement ou sa position.Ces capteurs peuvent être constitués par des capteurs ultrasoniques, des caméras ou des capteus magnétiques détectant des marqueurs (11), disposés à intervalles réguliers dans la gaine, comme représenté à la figure 4. Une carte d'interface (76) est également connectée au bus (722) et communique avec une électronique (4) destinée à commander les électrovannes (42) d'actionnement du vérin (2) de la deuxième variante de réalisation du mobile correspondant à la figure 4, l'électrovanne (41a) de gonflage et dégonflage de la rondelle (la) de la chambre, l'électrovanne (41c) de gonflage et dégonflage de la rondelle (1C) de fermeture de la chambre, et l'électrovanne (43) d'actionnement des outils disposés à l'intérieur de la chambre. L'homme de métier adaptera aisément ce schéma à la variante d'exécution correspondant aux figures 1, 2 et 3, en remplaçant l'électrovanne (42) par des électrovannes (250) destinées à commander, par les vérins (25) l'inclinaison des pantographes (27, 24) du porteur et en remplaçant l'électrovanne (43) par une électrovanne (431) destinée à commander les vérins (34) de déplacement de la brosse (36). Dans cette variante, le circuit (6) servira à actionner le moteur (26) de déplacement du porteur, le moteur (33) d'actionnement en rotation de la brosse ainsi que le compresseur permettant le gonflage des rondelles (la, lc). La figure 6 représente les différentes étapes du procédé d'intervention mis en oeuvre à l'aide de l'une des deux variantes de matériel décrit à l'aide des figures 1 à 5. La première étape (61) consiste en une mise en route du matériel, étape à laquelle succède une étape d'enregistrement (62) de la position du mobile, puis les calculateurs (72), par l'intermédiaire de l'interface (74), du compresseur (6) et des interfaces (76), de l'électronique (4) et des électrodes (41a, 41c) provoquent le gonflage (63). A cette étape succède une étape de mise en rotation de la brosse (64) réalisée, par exemple, en actionnant l'électrovanne (43) qui permet la distribution d'un fluide entraînant en rotation et en translation la brosse entre les deux rondelles gonflables (la,lc) délimitant la chambre. Puis suit une étape d'aspiration (65) des poussières détachées par la brosse en mettant en route, à l'aide de la carte d'interface (74) le moteur (62) de l'aspirateur.A cette étape d'aspiration succède une étape de pulvérisation (66) effectuée par la mise en route, à l'aide de la carte d'interface (74) du moteur de la pompe (660) de pulvérisation des liquides de traitement. Une fois les opérations (64,65,66) d'intervention sur la gaine effectuées, le calculateur commande aux détecteurs (12) d'effectuer une opération de détection de la zone en avant du mobile (67) et de recalage éventuel. Cette opération se décompose en une étape (670) d'émission du capteur, une étape (671) de réception des signaux émis et transmis au calculateur (72) par le capteur (12), les liaisons, la carte d'interface (75), une étape (672) d'analyse par ce calculateur (72) et une étape (673) au cours de laquelle le calculateur effectue les choix stratégiques que lui permet son programme.Ce choix peut constituer, par exemple dans le cas d'une détection d'un retard de la position de l'outil par rapport à la position d'une marque (11) d'effectuer trois opération supplémentaires, de façon à recaler convenablement l'outil par rapport à la position qu'il occupait dans la mission préalablement enregistrée. Ces opérations de détection avant et de recalage éventuel permettent, soit après une phase d'apprentissage, soit après une phase d'enregistrement initial de la mission, de repositionner correctement le mobile pourvu des outils d'intervention lorsque celui-ci effectue réellement sa mission par rapport à l'enregistrement qui avait été effectué. L'enregistrment peut être effectué préalablement à la mission en faisant parcourir la gaine par un mobile pourvu uniquement d'une caméra. Cette étape de détection est suivie d'une étape (68) de dégonflage d'au moins une des rondelles (la, lc) dans la deuxième variante de réalisation et des deux rondelles (la, lc) dans la première variante. A la suite de cette étape de dégonflage, le calculateur commande l'étape d'avancement du mobile (69) en actionnant, par exemple, le moteur (26) dans la première variante de réalisation et dans la deuxième variante de réalisation en commandant le vérin (2) et les éléments de gonflage de la façon décrite ciaprès. Dans la deuxième variante de réalisation l'avancement s'effectue à la suite du dégonflage d'un élément (la) par une étape (690) de rétraction du vérin (2) suivie d'une étape (691) de gonflage de l'élément dégonflé (la). Succède ensuite une étape (692) de dégonflage de l'autre élément (lc) pour enfin pouvoir, lors de l'étape (693) provoquer une extension du vérin (2). Par la suite le programme se reboucle par la liaison (71) sur l'enregistrement de la position et le gonflage (63). Au cours de cette opération de gonflage l'élément dégonflé (tic) se retrouve gonflé et l'étanchéité de la chambre est à nouveau réalisée. Enfin, une étape (70), indiquant la fin de la mission, permet dans le cas d'un apprentissage réalisé lors de la première mission de déclencher l'enregistrement et la sauvegarde des différentes informations stockées par la calculateur de façon à pouvoir reproduire la mission lors d'une intervention ultérieure. On comprend que l'on a ainsi réalisé un outil d'intervention dans les gaines, notamment de climatisation, permettant d'assurer l'entretien et le nettoyage de ces gaines sans pour autant provoquer une pollution qui puisse se propager à l'intérieur des gaines. D'autres modifications à la portée de l'homme de métier font également partie de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'intervention sur des surfaces internes d'une enceinte ou d'une gaine, par un robot mobile téléguidé ou autonome porteur d'outils, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - enregistrement (62) de la position du robot - gonflage (63) d'éléments gonflables situés de part et d'autre des outils pour délimiter une chambre étanche de travail - mise en action (64,65,66) des outils à l'intérieur de la chambre de travail - détection (67) de la position avec recalage éventuel du robot ou modification de la stratégie - dégonflage (68) d'au moins un des éléments - déplacement (69) du robot à la position de travail adjacente suivante. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que , lors d'une première mission, l'enregistrement de la trajectoire du robot sert d'apprentissage et une sauvegarde est effectuée dans un fichier pour servir de référence lors d'une mission ultérieure dans le même réseau. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable d'enregistrement de la mission du robot par déplacement du robot muni, à la place des outils, de capteurs d'enregistrement de 1 'environnement. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de mise en action des outils comporte - une mise en oeuvre (64) d'un outil de nettoyage des parois - l'aspiration (65) des poussières - la pulvérisation (66) d'un produit de traitement ou de désinfection. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape de mise en action des outils comporte une étape de soudure ou une étape de réparation. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape de mise en action des outils comporte une étape de projection d'un revêtement. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de déplacement comporte - une étape (690) de rétraction d'un vérin reliant les éléments gonflables pour déplacer l'élément dégonflé - une étape (691) de gonflage de cet élément précédemment dégonflé - une étape (692) de dégonglage de l'autre élément ; - une étape (693) d'extension du vérin. 8. Dispositif constitué d'un robot porteur téléguidé ou autonome par une liaison avec une unité de traitement et de commande caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (la,lc) de former une chambre étanche dans laquelle des outils (3) de nettoyage ou de traitement sont actionnés, des moyens de transport (9) de l'énergie nécessaire à l'actionnement du robot et des outils entre une centrale de puissance (6) disposée à l'extérieur de l'enceinte ou de la canalisation et le dispositif. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'outil de nettoyage est constitué par des brosses (36) rotatives montées sur chaque extrémité de vérins (34) portés par un bras radial (32) entraîné en rotation. 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les outils de nettoyage sont constitués par des lanières de matière souple entraînées en rotation. 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les outils de nettoyage sont de largeur inférieure à la chambre étanche et déplacés en translation pour permettre un balayage total de la chambre. 12. Dispositif selon la revendication 9, 10 ou 11, caractérisé en ce que le robot porteur comporte une vis sans fin (20) montée en rotation selon l'axe longitudinal d'un chassis du robot et entraînée en rotation par un moteur (26), au moins deux trains de trois pignons (21a à 21f) régulièrement répartis à la périphérie de la vis sans fin (20), lesdits pignons étant montés en rotation sur une des extrémités de bras (27) à l'autre extrémité duquel est montée une deuxième roue motrice (22), un moyen de transmission (28,29,23) entre ladite roue motrice et le pignon d'entraînement. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les bras (27) de support des roues motrices sont actionnés par des vérins (25) pour former, avec une paire de roues motrices situées dans le même plan radial, un parallélogramme déformable. 14. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs (12) pour détecter l'environnement des obstacles et effectuer le positionnement du mobile. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que ces capteurs sont du type à ultrasons ou de vision.