Brevet FR2662591A1 — publié le 19911206

DISPOSITIF DE DISTRIBUTION AUTOMATIQUE D'ARTICLES DE DIFFERENTES CATEGORIES La présente invention concerne un dispositif de distribution automatique d'articles de différentes catégories. Un tel dispositif est particulièrement adapté à la distribution de produits alimentaires. Des distributeurs d'articles de différentes catégories sont bien connus. Ainsi, on a proposé des distributeurs en forme d'armoire proposant des produits alimentaires tels que des friandises ; de tels distributeurs sont le plus souvent disponibles dans des halls de gare ou d'aéroport. Les produits proposés sont stockés à l'intérieur de l'armoire et sont visibles au travers d'une vitre. L'acheteur sélectionne le produit qu'il souhaite acquérir, compose sur un clavier le numéro correspondant à l'article, et paie la somme due. Selon le modèle de distributeur, l'article sélectionné tombe dans un réceptacle accessible à l'acheteur ou est saisi par un outil préhenseur qui le transfère jusqu'à une porte ou un orifice de distribution. De tels distributeurs sont satisfaisants dans la mesure où ils sont simples à utiliser et sont disponibles à tout moment. Toutefois, du fait que ces distributeurs possèdent une structure en façade, leur capacité de stockage est forcément limitée. De plus, bien que ces armoires soient solides et robustes, elles ne sont pas à l'abri d'actes de vandalisme, la vitre séparant l'acheteur des articles pouvant être brisée. Enfin, le simple fait que les articles soient visibles par l'acheteur fait augmenter la probabilité de vol ou de vandalisme. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Pour ce fait elle propose un distributeur d'articles de différentes catégories, dans lequel l'acheteur puisse sélectionner des articles parmi un grand nombre de produits variés. Ainsi, Si on a affaire à des produits alimentaires, le dispositif peut être agencé pour mettre à la disposition de l'acheteur aussi bien des produits d'épicerie fraîche que des produits surgelés et des produits à longue conservation (conserves par exemple). A l'aide de ce dispositif, l'acheteur n'a accès qu'aux produits qu'il a sélectionnés lui-même, et ne peut en aucun cas accéder aux produits stockés et proposés. De cette façon, les tentatives de vandalisme sont nettement réduites. Enfin, il s'agit d'un dispositif simple à utiliser et entièrement automatique. Selon une caractéristique principale de l'invention, le dispositif de distribution automatique comprend a) au moins une enceinte qui renferme une série de bacs mobiles de stockage des articles b) un terminal de livraison qui comprend des moyens pour sélectionner des articles et en effectuer le paiement, ainsi que des moyens de réception des articles sélectionnés c) au moins un manipulateur adapté pour prélever des articles dans les bacs d) un convoyeur apte à recevoir les articles prélevés par le manipulateur et à les acheminer jusqu'au terminal de livraison e) un système de traitement informatique apte à réaliser au moins les opérations suivantes - enregistrer la commande et le paiement des articles sélectionnés par un acheteur - pour chacun des articles choisis, sélectionner le bac correspondant et piloter le manipulateur afin qu'il prélève l'article et le dépose sur le convoyeur. Un tel dispositif peut s'avérer utile dans des villages ainsi que dans des lieux de séjours de vacances (campings) dans la mesure où il permet de pallier à l'absence de commerces. Il peut également être utile à proximité immédiate de grandes surfaces ou dans certaines rues de villes car il est accessible à toute heure, dimanches et jours fériés inclus. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives - l'enceinte comporte une ouverture devant laquelle les bacs défilent et à travers laquelle le manipulateur prélève les articles - ladite ouverture s'étend dans un plan sensiblement horizontal et le manipulateur est équipé de moyens pour le déplacer sélectivement à l'aplomb de l'ouverture ou du convoyeur - ces moyens consistent en un premier et en un second vérins à piston sans tige d'axe horizontal et perpendiculaires l'un à l'autre - ledit automate comprend au moins un vérin à double effet, l'extrémité de la tige du vérin comportant au moins un outil de prélèvement des articles - ledit outil est une ventouse et/ou une pince - ladite enceinte comporte des moyens de réfrigération des articles - les articles sont des produits alimentaires - lesdits moyens de réception des articles sélectionnés consistent en un sas de réception - ledit dispositif de traitement informatique comprend au moins un micro-ordinateur et un terminal de paiement à monnaie ou à carte. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés qui en présentent un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue simplifiée en perspective du dispositif de distribution automatique - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une enceinte de stockage des articles - la figure 3 est une vue en perspective d'un bac de réception des articles équipés d'intercalaires - les figures 4a à 4d sont des schémas destinés à expliquer la façon dont l'automate repère un article à l'intérieur d'un bac - la figure 5 est une vue en perspective du manipulateur et des moyens permettant son déplacement au-dessus de l'ouverture d'une enceinte - la figure 6 est une vue en coupe du manipulateur de la figure 5 - la figure 7 est une vue de dessus en coupe du sas de réception des articles - la figure 8 représente un organigramme de séquencement des principales étapes de fonctionnement du dispositif. Le dispositif représenté schématiquement en perspective à la figure 1 comprend les principaux éléments constitutifs suivants - trois enceintes de stockage la, lb, 1c des articles à distribuer - un convoyeur 2 - au-dessus de chaque enceinte, un manipulateur 5 solidaire d'une installation de guidage 4 (sur la figure 1 un seul manipulateur a été représenté afin de ne pas alourdir inutilement cette figure) - un sas 3 de réception des articles ; - un terminal de livraison 6 qui comprend un microordinateur 60 équipé de moyens de paiement 601 ainsi qu'un poste 61 de réception des articles. Nous allons maintenant décrire plus en détail chacun des éléments constitutifs du dispositif. Trois enceintes de stockage des articles ont été représentées à la figure 1. Bien entendu, le dispositif pourrait en comporter un nombre différent. Il s'agit d'enceintes similaires dont un exemple de réalisation a été représenté à la figure 2. Cette enceinte a une forme générale de "T" renversé, la partie de cette enceinte correspondant à la barre transversale du "T" étant en appui sur le sol. Elle comporte une paroi 10, par exemple métallique. Sa partie avant située à la gauche de la figure 2 comporte une ouverture 15 qui s'étend dans un plan horizontal l'ouverture est équipée d'un volet articulé autour d'un axe XX' horizontal, qui comporte des moyens de fermeture et d'ouverture non représentés, tels qu'un vérin. L'enceinte renferme une série de bacs mobiles de stockage 14 des articles (donc cinq seulement ont été représentés à la figure 2). Il s'agit de bacs parallèlépipèdiques (en forme de boîtes non fermées) suspendus par deux de leurs faces opposées à deux chaînes sans fin 13 parallèles guidées par une série de pignons de renvoi appropriés 12. L'un de ces pignons est entraîné, par l'intermédiaire d'une chaîne 18 et d'un pignon de sortie 17, par un moteur 16 (par exemple électrique). De préférence, ce moteur permet d'actionner les chaînes 13 dans deux sens opposés comme le montre la double flèche g. Des moyens de guidage appropriés (non représentés) assurent que les bacs ont leur ouverture constamment dirigée vers le haut. Les pignons 12 ainsi que les chaînes associées 13 sont réparties de façon à ce que lors de l'avancement des bacs tout au long de la chaîne, ceux-ci passent un à un devant l'ouverture 15 de l'enceinte. Ainsi, il est possible de prélever un article dans le bac par l'ouverture 15. Lorsque les articles contenus dans les bacs ont besoin d'être maintenus à une température basse, l'enceinte comporte des moyens de réfrigération 19, (connus en soi) et la paroi 10 est une paroi thermiquement isolante. Un distributeur de produits à bacs mobiles qui sont portés et déplacés par des chaînes est déjà connu (voir (EP-A-0 099 347). Les bacs 14 sont de préférence montés amovibles sur les chaînes 13. Ceux-ci sont susceptibles de recevoir des intercalaires (plaquettes) 140, 141, mis en place de haut en bas dans les bacs, comme le montre la flèche h de la figure 3. Cette mise en place peut se faire simplement par enfichage dans des fentes verticales (non représentées) prévues dans les parois latérales du bac. On pourrait prévoir la possibilité de placer d'autres intercalaires, dans le sens perpendiculaire à celui représenté à la figure 3. Le convoyeur 3 est formé d'un tapis sans fin mobile 20 monté sur des rouleaux de renvoi 21. L'un au moins de ces rouleaux est en prise avec un moteur d'entraînement électrique non représenté. Le sens de déplacement du brin supérieur du tapis est représenté par la flèche f à la figure 1. Au-dessus de chaque enceinte est disposé un manipulateur 5 qui peut être manoeuvré à l'aide d'une installation de guidage 4. Cette installation 4 consiste essentiellement en un premier et un second vérins à piston sans tige 7, respectivement 8. La structure et le fonctionnement d'un vérin à piston sans tige du genre pouvant être utilisé ici sont décrits par exemple dans la demande de brevet français nO 2 568 955. L'installation 4 comprend également un bâti formé de deux longerons transversaux parallèles 41 portés par des montants verticaux 40 sur lesquels ils sont fixés par l'intermédiaire de plaquettes de montage 42. Les longerons 41 bordent les petits côtés de l'ouverture 15 de l'enceinte et les montants 40 sont en appui sur ceux-ci. Sur chacune des plaquettes 42 est monté un rail de guidage 9 qui comprend un corps cylindrique (par exemple un tube) 91 et des extrémités formant butées 90. Sur le corps 91 peut coulisser un coulisseau 92 monté sur douille à billes. Chaque glissière 92 reçoit l'extrémité 70 du premier vérin sans tige 7 de sorte que celui-ci s'étend perpendiculairement aux rails de guidage 9. Le corps 71 du vérin 7 porte un curseur 72 solidaire du piston du vérin, sur lequel est fixé le manipulateur 5. Celui-ci sera décrit en détail plus loin. Deux distributeurs électropneumatiques 73 permettent de déplacer le curseur 72 le long du corps du vérin dans un sens ou dans l'autre, comme figuré par la double-flèche a. Parallèlement au corps du vérin 7 est placée une règle de repérage 76 qui présente une succession de marques blanches et noires. Nous expliquerons plus loin dans la description, le rôle de cette règle. Sur l'un des côtés des extrémités 70 du vérin sont placés des capteurs de fin de course 74. Parallèlement à l'un des rails de guidage 9 (situé à droite à la figure 5) est monté le second vérin à piston sans tige 8, qui présente des caractéristiques identiques à celle du vérin 7. Ses extrémités 80 reposent sur deux plaquettes 42 opposées. Il est équipé d'une paire de distributeurs électropneumatiques 83. On notera que le curseur 82 de ce vérin est non pas placé sur la partie supérieure du corps 81 du vérin mais tourné vers le rail de guidage 9. De plus, comme le montrent les flèches en traits interrompus, le curseur 82 est solidaire du coulisseau 92. Par conséquent, si le curseur 82 est déplacé le long du vérin 8, celui-ci entraîne simultanément l'ensemble du vérin 7 dans son déplacement, dans l'un ou l'autre sens figuré par la double-flèche b. Le vérin 8 est équipé de capteurs de fin de course 84 il comporte également une règle de repérage 86 du même type que la règle 76 ; celle-ci, représentée partiellement, s'étend parallèlement au corps du vérin 8. Le manipulateur 5 comprend une plaque-support 50 qui est fixée dans sa partie centrale sur le curseur 72 du vérin 7, de sorte qu'une partie de cette plaque-support déborde de chaque côté du corps du vérin. Sur la plaque-support sont montés deux vérins à doubleeffet 51 et 52 dont la tige disposée verticalement traverse la plaque-support. La tige 510 du vérin 51 porte à son extrémité une pince 511. Le second vérin 52 est pourvu d'une tige 520 dont l'extrémité porte une ventouse 521 combinée à une commande à Venturi. A cette ventouse est associé un détecteur d'objets 53. Celui-ci peut être simplement un détecteur à contact mécanique, de type connu. En outre, la plaque-support comporte un capteur optique de position 55 qui est monté sur le manipulateur de manière à se trouver à l'aplomb de la règle de repérage 76. La plaque-support comporte également un capteur inductif 54 qui est placé de manière à toujours se trouver au-dessus de l'espace situé entre les deux rails de guidage 9. Le distributeur selon l'invention comprend également un sas 3 de réception des articles qui est situé à la partie aval du convoyeur 2. Le sas 3 comporte deux volets 30 et 31 situés face à face (voir figure 7). Le premier volet 30 fait communiquer le sas avec le tapis mobile 20 du convoyeur 2 alors que le second volet 31 fait communiquer le sas avec le terminal 6 de livraison des articles. Les références 32 et 62 de la figure 7 désignent respectivement les cloisons non mobiles du sas et du terminal de livraison. Enfin, le dispositif comprend un terminal évoqué cidessus. Ce terminal n'est pas forcément situé à proximité immédiate des enceintes la à îc ; au contraire il peut en être éloigné d'une distance relativement grande. Le convoyeur 2 assure alors la jonction entre les enceintes de stockage et le terminal de livraison. Ce terminal, qui a par exemple la forme d'un local accessible à un acheteur comprend un micro-ordinateur 60 comportant un clavier 602 et un écran 600 ainsi qu'un terminal de paiement 601 à monnaie ou à carte bancaire. Il comprend également un poste de réception des articles 61 qui comprend le volet 31 du sas évoqué ci-dessus et une aire de réception 610. De plus, le dispositif comprend un système de traitement informatique qui permet de réaliser au moins les opérations suivantes - enregistrer la commande et le paiement des articles sélectionnés par un acheteur - pour chacun des articles choisis, sélectionner le bac 14 correspondant et piloter le manipulateur 5 afin qu'il prélève l'article dans le bac et le dépose sur le convoyeur 2. Ce sytème de traitement informatique est de type MULTI-TACHES MULTI-UTILISATEURS TEMPS REEL. Ceci se traduit par sa capacité de gérer diverses tâches en parallèle. A titre d'exemple un tel système informatique peut remplir les opérations suivantes - bâtir et exploiter une commande passée par un client - consulter à distance la liste des articles vendus - gérer des alarmes - tenir à jour le fichier des stocks des articles - permettre sa maintenance à distance. Nous allons maintenant décrire le fonctionnement du dispositif de distribution automatique, celui-ci renfermant par exemple des articles constitués par des produits alimentaires. On supposera que le dispositif comprend trois enceintes de stockage des produits ; l'une est destinée au stockage de produits surgelés. La seconde est destinée au stockage de produits frais, par exemple des plats cuisinés sous-vide. La dernière est destinée au stockage de produits d'épicerie sèche, telle que des pâtes alimentaires, des conserves, ou tout autre produit ne nécessitant pas de conservation à une température basse. Dans un premier temps, nous allons d'abord expliquer comment s'opère le remplissage des bacs à l'aide de produits alimentaires. Pour effectuer cette opération, le préposé au remplissage utilise un lecteur portatif de code à barres relié au système de traitement informatique ainsi qu'un terminal portatif de saisie de données également relié au système informatique. Dans une première étape, le préposé effectue la lecture du code à barres du produit à ranger (lecteur nécessaire pour pouvoir effectuer une gestion des stocks). Dans une deuxième étape, il recherche un lieu de stockage disponible pour l'article. Il saisit alors sur le terminal le numéro de l'enceinte de stockage ainsi que du bac correspondant. Le moteur 16 de l'enceinte concernée se met en route de manière à positionner le bac 14 correspondant en face de l'ouverture 15 de l'enceinte. Le système informatique provoque l'ouverture du volet 11 et le préposé peut mettre alors le produit dans le bac.Il valide alors sur le clavier l'opération en indiquant la quantité correspondante en stock et les coordonnées du produit dans le bac. Ces coordonnées correspondent à la situation du produit par rapport aux règles 76 et 86 et sont comptabilisées en nombre de repères noirs successifs. Enfin, le système informatique pilote la fermeture du volet 11. Nous allons maintenant expliquer comment s'effectue la reconnaissance des produits par le manipulateur 5. Comme indiqué, le positionnement d'un article à l'intérieur d'un bac déterminé est effectué par rapport à la règle de repérage 76 qui équipe le vérin 7 et éventuellement par rapport à la règle de repérage 86 qui équipe également le vérin 8. Ainsi, à la figure 4a, on a représenté schématiquement un bac 14 qui comporte deux articles A et B séparés par des intercalaires 140. Le manipulateur 5 est censé être placé en fin de course par rapport au vérin 7 du côté du capteur situé vers la gauche de la figure 5. Cette position est repérée par la référence 5 à la figure 4a. Lors du déplacement du manipulateur par rapport au vérin 7 ce dernier surplombe le bac 14. Le capteur inductif 54 permet alors de repérer des cloisons et émet un signal représenté à la figure 4b.Parallèlement, le capteur optique 55 qui surplombe la règle de repérage 76 reconnait la succession de cases blanches et noires que comportent cette règle et émet des signaux représentés à la figure 4c. Ainsi, le manipulateur a reconnu dans l'exemple illustré par les figures 4a à 4d qu'il existe deux intercalaires intermédiaires dont les positions respectives sont 6 et 14. Le manipulateur devra donc se placer entre la position O et la position 6, soit la position 3, pour saisir l'article A. Pour saisir l'article B, il devra se placer entre les positions 6 et 14 soit en position 10. Bien entendu, si le bac possède des cloisonnements parallèles à ses grands côtés, le manipulateur 5 se positionnera également par rapport à la règle de repérage 86 située parallèlement au vérin 8. Nous allons maintenant décrire comment s'effectue la commande, la prise et la réception d'un article sélectionné par un acheteur. Dans un premier temps, l'acheteur rentre dans le terminal de livraison et introduit une carte par exemple de type bancaire dans le terminal 601. Des messages sont alors affichés sur l'écran 600 du micro-ordinateur 60 qui proposent des articles à acheter, stockés dans le dispositif. L'acheteur sélectionne l'(ou les)article(s) qui l'intéresse(nt) en tapant le code de l'article concerné sur le clavier 602. L'acheteur valide alors sa commande et le système informatique prend celle-ci en charge. L'organigramme de la figure 8 donne les principales étapes que le système informatique est amené à gérer lorsqu'une commande est passée par un acheteur. Dans le cas illustré, il s'agit d'un article placé dans le vingtcinquième bac de l'enceinte la et positionné au repère 40 par rapport à la règle 76 et au repère 8 par rapport à la règle de repérage 86. Lorsque l'acheteur a validé sa commande, et que le paiement est enregistré, le système informatique sélectionne l'enceinte la. Il actionne le moteur 16 de celle-ci dans le sens adapté pour positionner le plus vite possible le bac contenant l'article en face de l'ouverture 15. Parallèlement, le manipulateur 5 est déplacé par rapport au vérin 7 et 8 pour occuper les positions indiquées ci-dessus. Lorsque ces différentes opérations ont été effectuées le système informatique pilote l'ouverture du volet 11 de l'enceinte et, juste après, actionne le vérin 52 de manière à faire descendre la tige de celui-ci au-dessus de l'article. Lorsque le détecteur d'objets 53 arrive en contact avec l'article, ceci signifie que la ventouse 521 est également en contact avec l'article. Bien entendu, en fonction de l'article à prélever, le système informatique sélectionne et pilote l'outil adapté - pince ou ventouse - ou éventuellement les deux (dans le cas de produits de grandes dimensions et/ou de forme irrégulière). Le système informatique active alors l'aspiration à l'intérieur de la ventouse et le vérin 52 est manipulé de manière à provoquer la remontée de sa tige. Lorsque cette opération est effectuée, le volet 11 se referme automatiquement et le manipulateur 5 se déplace par rapport au vérin sans tige 7 jusqu'à ce qu'il arrive à une position de fin de course. Le vérin 7 est alors déplacé par rapport au rail de guidage 9 de manière à venir surplomber le convoyeur 2. Lorsque cette opération est effectuée, le vérin 52 se met alors en route de manière à venir déposer un article enlevé sur le convoyeur, par arrêt de l'aspiration. Simultanément le système informatique décrémente d'une unité le stock correspondant au produit enlevé. Bien entendu, cette opération est répétée autant de fois que l'acheteur a sélectionné d'articles. Quand ces articles sont contenus dans plusieurs enceintes, les manipulateurs de celles-ci travaillent simultanément. De plus, si plusieurs articles sont contenus dans une même enceinte, le système informatique détermine l'ordre de prélèvement de sorte que celui-ci se fasse en un temps total minimal. Lorsque tous les articles ont été déposés sur le convoyeur, celui-ci est mis en marche de manière à acheminer les articles jusque dans le sas 3. Simultanément, le système informatique pilote l'ouverture du volet 30 pour que les articles puissent rentrer dans le sas. Ensuite, le volet 30 se referme alors que, dans le même temps, s'ouvre le volet 31. L'acheteur peut alors avoir accès aux articles commandés. Il est à noter que, du fait de la fermeture du volet 30, tout accès à la partie fonctionnelle du dispositif est empêchée, ce qui permet d'éliminer pratiquement tout acte de vandalisme ou de vol. Après que l'acheteur ait récupéré ses articles, le volet 31 se referme et la carte de paiement est restituée. Le système informatique émet éventuellement un ticket de caisse. Dans une forme de réalisation, le sas 3 est équipé de moyens de vidage et/ou de nettoyage qui évacuent dans un réceptacle tout objet oublié dans le sas puis nettoient celui-ci. Ces moyens agissent bien entendu après la fermeture du volet 31. Lorsque les articles sont de petite taille ou sont difficiles à prélever par le manipulateur, on prend soin de les conditionner dans des botes ou sur des plaquettes de dimensions suffisantes pour qu'elles soient facilement préhensibles. Bien que la présente invention ait été faite en référence à des articles alimentaires, le dispositif de l'invention peut s'appliquer à la distribution d'autres articles tels que des articles de papeterie, d'habillement ou à un panachage de ces différents articles. REVENDICATIONS 1. Dispositif de distribution automatique d'articles de différentes catégories, caractérisé en ce qu'il comprend a) au moins une enceinte (la, lb, 1c) qui renferme une série de bacs mobiles de stockage (14) des articles b) un terminal de livraison (6) qui comprend des moyens (60 ; 601) pour sélectionner des articles et en effectuer le paiement, ainsi que des moyens de réception (3 ; 611) des articles sélectionnés c) au moins un manipulateur (5) adapté pour prélever des articles dans les bacs (14) d) un convoyeur (2) apte à recevoir les articles prélevés par le manipulateur (5) et à les acheminer jusqu'au terminal de livraison (6) e) un système de traitement informatique apte à réaliser au moins les opérations suivantes - enregistrer la commande et le paiement des articles sélectionnés par un acheteur - pour chacun des articles choisis, sélectionner le bac (14) correspondant et piloter le manipulateur (5) afin qu'il prélève l'article et le dépose sur le convoyeur (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte (la, lb, îc) comporte une ouverture (15) devant laquelle les bacs (14) défilent et à travers laquelle le manipulateur prélève les articles. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite ouverture (11) s'étend dans un plan sensiblement horizontal et en ce que le manipulateur (5) est équipé de moyens pour le déplacer sélectivement à l'aplomb de l'ouverture (15) ou du convoyeur (2). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens consistent en un premier (7) et un second vérins (8) à piston sans tige, d'axe horizontal et perpendiculaires l'un à l'autre. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit automate (5) comprend au moins un vérin à double effet (51, 52), l'extrémité de la tige du vérin comportant au moins un outil de prélèvement des articles. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit outil est une ventouse (521) et/ou une pince (511). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite enceinte (la, lb, 1c) comporte des moyens de réfrigération (19) des articles. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits articles sont des produits alimentaires. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de réception (3, 611) des articles sélectionnés consistent en un sas. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit système de traitement informatique comprend au moins un micro-ordinateur (60) et un terminal de paiement (601) à monnaie ou à carte.