Brevet FR2781243A1 — publié le 20000121

DISPOSITIF DE NETTOYAGE AUTOMATIQUE D'UN BASSIN A DEPLACEMENTS CONTROLES. La présente invention a pour objet un dispositif de nettoyage automatique d'un bassin, à déplacements contrôlés. De nombreux robots de piscines immergés utilisés pour le nettoyage sont décrits dans l'art antérieur. De façon connue, ils comprennent un châssis avec un carter dans lequel sont disposés, dans l'ordre de la circulation du flux d'eau, une bouche d'aspiration d'eau, un filtre, une pompe d'aspiration et de refoulement de l'eau filtrée, une bouche d'évacuation de l'eau filtrée, et des moyens de déplacement sur le fond de la piscine. Ces moyens de déplacement, par exemple des chenilles entraînées par des rouleaux eux-mêmes mis en rotation par un moteur électrique, sont reliés à une centrale de pilotage qui gère les déplacements afin de rendre le nettoyage automatique. Plusieurs solutions sont employées pour nettoyer le fond d'un bassin. Une première solution, la plus utilisée, consiste à programmer une circulation aléatoire du robot nettoyeur au fond du bassin. Ainsi, dès que le robot rencontre une paroi, son sens de déplacement est inversé, et son orientation est modifiée. De cette façon, le robot va de-ci de-là sur le fond du bassin, en passant plusieurs fois au même endroit. Pour nettoyer correctement la totalité de la surface du bassin, on sait de façon empirique que le temps nécessaire pour le nettoyage avec ces mouvements aléatoires est multiplié par quatre par rapport au temps nécessaire avec un déplacement ordonné optimal c'est-à-dire sans aucun chevauchement des trajectoires. Le principal inconvénient de cette solution est donc le temps nécessaire au nettoyage, surtout dans le cas d'un bassin de grandes dimensions. Une seconde solution consiste alors à programmer une circulation ordonnée, du robot au fond de la piscine, prédéterminée en fonction de la géométrie de la piscine. Dans ce cas, le guidage du robot se fait en coordonnées relatives c'est-à-dire que les trajectoires du robot sont déterminées en fonction de la trajectoire précédente. Selon un premier mode de programmation, le robot effectue une première trajectoire sensiblement parallèle au bord, puis une deuxième trajectoire en sens inverse oblique par rapport à la première, puis de nouveau une trajectoire sensiblement parallèle et adjacente à la première, et ainsi de suite. On constate que, là encore, le robot passe au moins deux fois au même endroit, ce qui en terme de temps multiplie par deux la durée de nettoyage. Selon un deuxième mode de programmation, le robot effectue des trajectoires strictement parallèles, avec des petits mouvements obliques pour effectuer le déplacement latéral à chaque inversion de sens. Quel que soit le mode de programmation utilisé, le robot lors de son déplacement au fond du bassin est soumis à une dérive parasite qui peut perturber la circulation programmée si le guidage du robot se fait en coordonnées relatives. Cette dérive peut être engendrée, par exemple, par la pente du fond du bassin, par une force non équilibrée telle que le raccordement électrique du robot par un câble, ou par tout autre élément qui serait susceptible de modifier la trajectoire prédéterminée. Afin de lutter contre cette dérive parasite, dans tous les cas de circulation programmée, il est nécessaire de chevaucher les trajectoires pour être sûr de passer au moins une fois à chaque endroit. Ainsi, en règle générale, la surface globale parcourue est de 20 à 50 % supérieure à la surface réelle du bassin ce qui augmente d'autant plus le temps de nettoyage. Par ailleurs, comme nous venons de le voir, la moindre dérive parasite, telle que la rencontre d'un obstacle non prévu peut perturber fortement la circulation programmée si bien que l'utilisateur est obligé de diriger manuellement le robot. Aussi, I'utilisation d'un robot à circulation programmée ne peut se faire sans la présence d'une personne afin de veiller au bon déroulement du programme. Aussi, la présente invention vise à pallier les problèmes de l'art antérieur en proposant un dispositif de nettoyage automatique parfaitement autonome, qui permet un nettoyage efficace du bassin en limitant la surface nettoyée à la surface du bassin proprement dite. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de nettoyage d'un bassin à l'aide d'un robot nettoyeur muni d'une bouche d'aspiration et de moyens de déplacement commandés par une centrale de pilotage, caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens de repérage du robot par rapport à un référentiel fixe. Avantageusement, la centrale de pilotage est susceptible de corriger automatiquement la trajectoire du robot en fonction des renseignements transmis par les moyens de repérage. Selon un mode de réalisation préféré, le référentiel fixe est réalisé par les parois du bassin. Dans ce cas, les moyens de repérage comprennent un dispositif de télémesure, par exemple un émetteur/récepteur à ultrason, rattaché au robot grâce à des moyens de liaison, qui est susceptible de mesurer la distance entre ledit émetteur/récepteur à ultrason et lesdites parois. De préférence, l'émetteur/récepteur est disposé sous un flotteur afin d'être sensiblement à la surface de l'eau et à l'aplomb du robot. Selon l'invention, les moyens de liaison comprennent une perche télescopique, solidaire du robot grâce à des moyens d'articulation, et à l'extrémité de laquelle est fixé l'émetteur/récepteur à ultrason placé sous le flotteur. Selon un deuxième mode de réalisation, le référentiel fixe est un fil définissant la circulation idéale. Dans ce cas, les moyens de repérage comprennent un capteur qui est susceptible de mesurer la distance entre le robot et le fil du référentiel fixe. Selon un troisième mode de réalisation, les moyens de repérage comprennent un radar fixe qui est susceptible de repérer une balise mobile positionnée sur le robot. D'autre caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'un bassin en cours de nettoyage par le dispositif nettoyeur selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe du bassin de la figure 1, - la figure 3 est une vue du robot nettoyeur équipé de moyens de repérage, et - la figure 4 est une vue en perspective du dispositif selon une seconde variante de réalisation. Sur les figures 1 et 2, un bassin 10 est représenté en cours de nettoyage avec le dispositif 1 2 selon l'invention. Le bassin 10 rectangulaire sur la figure 1 peut avoir des formes plus ou moins complexes. Il comprend des parois latérales 14, un fond 16 avec éventuellement une ou plusieurs pentes 18, et différents objets immergés qui constituent autant d'obstacles 20 pour le dispositif 1 2. De façon connue, comme illustré sur la figure 3, ce dispositif 12, communément appelé robot nettoyeur, comprend un châssis 22 avec un carter dans lequel sont disposés, dans l'ordre de la circulation du flux d'eau, une prise d'aspiration d'eau 24, un filtre, une pompe d'aspiration et de refoulement de l'eau filtrée (non représentés), une bouche d'évacuation de l'eau filtrée 26, et des moyens 28 de déplacement sur le fond de la piscine. Ces moyens 28 de déplacement peuvent comprendre des chenilles entraînées par des rouleaux eux-mêmes mis en rotation par un moteur électrique qui ne sont pas représentés car bien connus de l'homme de l'art. Le robot 12 est relié à une source de courant par un câble 30 afin d'alimenter la pompe et les moyens 28 de déplacement. Par ailleurs, ces moyens 28 de déplacement sont commandés par une centrale de pilotage 32, qui dans l'exemple illustré, comprend un pupitre de commande disposé à proximité du bassin. Selon un autre mode de réalisation, cette centrale de pilotage peut être intégrée directement dans le carter du robot. Selon l'invention, le robot 12 comprend des moyens 34 de repérage par rapport à un référentiel 36 afin de renseigner à chaque instant la centrale 32 de pilotage sur le positionnement du robot 12 par rapport au référentiel 36 et donc au bassin 10. Grâce aux moyens 34 de repérage, chaque mouvement du robot est déterminé par rapport au référentiel fixe, alors que pour l'art antérieur chaque mouvement est déterminé ou relatif au mouvement qui le précède. De ce fait, selon l'invention, tous les mouvements parasites, tels que les dérives, sont instantanément corrigés par la centrale 32 de pilotage, ce qui n'était pas le cas des dispositifs existants. Selon un mode de réalisation préféré, le référentiel 36 est constitué par les parois 38 des grands côtés et les parois 40 des petits côtés du bassin. En complément, les moyens 34 de repérage comprennent un dispositif de télémesure, tel qu'un émetteur/récepteur à ultrason 42 relié au robot 12 par des moyens 44 de liaison, qui mesure la distance séparant ledit émetteur/récepteur 42 desdites parois 38, 40. De préférence, les moyens 44 de liaison comprennent une perche télescopique, solidaire du robot grâce à des moyens 48 d'articulation, et à l'extrémité libre de laquelle est fixé l'émetteur/récepteur 42 disposé sous un flotteur 46. Grâce à cet agencement, l'émetteur/récepteur 42 est toujours placé sensiblement au niveau de la surface de l'eau à l'aplomb du robot, ce qui permet d'obtenir un meilleur positionnement du robot par rapport aux parois 38, 40 du bassin quelle que soit la configuration du fond 16 du bassin. La perche télescopique 44 est réalisée en deux parties, une première 50 articulée par rapport au robot, et une seconde 52 qui peut coulisser grâce à des moyens 54 de coulissement dans la première, et à l'extrémité libre de laquelle l'émetteur/récepteur 42 est fixé. Les moyens 48 d'articulation peuvent être réalisés par une rotule, ou par un élément souple intercalé entre la perche et le robot, ou par tout autre dispositif analogue qui permet une articulation aisée, sans aucune résistance, de la perche par rapport au robot afin que ladite perche soit toujours sensiblement verticale. De même, les moyens 54 de coulissement sont tels que le coulissement entre les deux parties de la perche 44 se fait sans frottement afin que l'émetteur/récepteur 42 soit toujours sensiblement à la surface de l'eau grâce au flotteur 46. Ainsi, les éventuelles irrégularités du fond du bassin ne perturbent pas le guidage du robot. Le fonctionnement du dispositif de nettoyage est maintenant décrit en regard des figures 1, 2 et 3. Suivant la configuration du bassin, I'utilisateur programme la circulation du robot au fond de la piscine afin que ses déplacements soient optimum c'est-à-dire en évitant le chevauchement des trajectoires. Pour ce faire les trajectoires sont, de préférence, parallèles les unes aux autres, avec à chaque inversion de sens qui correspond au contact avec une paroi, des petits mouvements obliques pour effectuer le déplacement latéral. De préférence, cette programmation peut se faire en mode apprentissage, les mouvements pilotés directement par l'utilisateur étant enregistrés lors du premier nettoyage. Lors des nettoyages suivants, I'utilisateur dépose le robot au fond du bassin, l'émetteur/récepteur 42 se trouve alors à l'aplomb du robot sensiblement à la surface de l'eau. Le robot se déplace alors en étant guidé par la centrale 32 de pilotage, en suivant la circulation programmée. A tout instant, les moyens 34 de repérage renseignent la centrale 32 de pilotage sur le positionnement exact du robot dans la piscine qui compare ainsi la trajectoire réelle avec la trajectoire programmée. Dès que la centrale 32 de pilotage constate une différence entre ces deux trajectoires, elle commande les moyens 28 de déplacement du robot afin de corriger cet écart. Ainsi, le robot est toujours bien positionné dans la piscine, ce malgré les dérives inhérentes à tout déplacement. Contrairement, aux robots de l'art antérieur qui se déplaçaient suivant des coordonnées relatives c'est-à-dire en prenant comme référence le mouvement précédent, le robot selon l'invention se déplace suivant des coordonnées absolues ou référencées par rapport à un repère fixe, de la sorte aucun phénomène de dérive ne peut perturber la circulation programmée dudit robot. Ainsi, I'ensemble formé par la centrale 32 de pilotage et les moyens 34 de repérage constitue des moyens de guidage en coordonnées absolues du robot. Ces moyens de guidage sont plus particulièrement bien adaptés au dispositif de nettoyage automatique illustré sur la figure 4. Selon cette variante, le filtre, la pompe d'aspiration et de refoulement de I'eau filtrée, la bouche d'évacuation de l'eau filtrée ne sont pas placés dans le carter du robot mais dans un boîtier 56 disposé à proximité du bassin, la bouche d'aspiration, disposée sous le robot, étant reliée au boîtier à l'aide d'une conduite souple 58. Ainsi, une alimentation basse tension 12 V suffit pour alimenter les moyens 28 de déplacement, la pompe d'aspiration étant alimentée hors de l'eau avec une tension courante de 220 V. Ceci permet de disposer d'une pompe plus puissante tout en respectant les normes en vigueur qui imposent, soit un courant très basse tension, mais dont la puissance énergétique est faible, soit de disposer le matériel moyenne tension à une distance donnée de l'eau, à l'occurrence 3 m. Dans ce cas, la conduite souple 58 d'aspiration perturbe fortement le déplacement, car elle produit des efforts de direction et d'intensité variables et aléatoires sur le robot. Seuls les moyens de guidage en coordonnées absolues permettent de guider le robot suivant une circulation précise préalablement programmée en compensant à chaque instant les effets de la conduite souple sur la trajectoire. La description qui vient d'être faite du dispositif de nettoyage a été donnée à titre d'exemple uniquement. Il est bien entendu que la présente invention englobe de nombreuses variantes. Ainsi, les moyens de guidage en coordonnées absolues peuvent être réalisés par un dispositif de type chariot filoguidé. Dans ce cas, un câble, qui définit la circulation idéale, est noyé dans la structure bétonnée formant le fond et forme ainsi le référentiel 36. En complément, les moyens 34 de repérage sont réalisés par un capteur de champ magnétique qui, dès que le chariot s'éloigne du fil, renseigne la centrale 32 de pilotage qui agit en conséquence sur les moyens de déplacement du robot. Enfin, les moyens 34 de repérage peuvent être fixes, et réalisés par un radar, disposé à proximité du bassin, qui détecte une balise positionnée sur le robot. REVENDICATIONS 1. Dispositif de nettoyage d'un bassin (10) à l'aide d'un robot (12) nettoyeur muni d'une bouche d'aspiration (24) et de moyens (28) de déplacement commandés par une centrale (32) de pilotage, caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens (34) de repérage du robot par rapport à un référentiel fixe (36). 2. Dispositif de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la centrale (32) de pilotage est susceptible de corriger automatiquement la trajectoire du robot (12) en fonction des renseignements transmis par les moyens (34) de repérage. 3. Dispositif de nettoyage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le référentiel fixe est réalisé par les parois (38, 40) du bassin. 4. Dispositif de nettoyage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens (34) de repérage comprennent un dispositif de télémesure, par exemple un émetteur/récepteur (42) à ultrason, rattaché au robot grâce à des moyens (44) de liaison, qui est susceptible de mesurer la distance entre ledit émetteur/récepteur à ultrason et lesdites parois (38, 40). 5. Dispositif de nettoyage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'émetteur/récepteur (42) est disposé sous un flotteur (46) afin d'être sensiblement à la surface de l'eau et à l'aplomb du robot (12). 6. Dispositif de nettoyage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les moyens (44) de liaison comprennent une perche télescopique, solidaire du robot grâce à des moyens (48) d'articulation, et à l'extrémité de laquelle est fixé l'émetteur/récepteur (42) à ultrason placé sous le flotteur (46). 7. Dispositif de nettoyage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le référentiel fixe (36) est un fil définissant la circulation idéale. 8. Dispositif de nettoyage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens (34) de repérage comprennent un capteur qui est susceptible de mesurer la distance entre le robot (12) et le fil du référentiel fixe. 9. Dispositif de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (34) de repérage comprennent un radar fixe qui est susceptible de repérer une balise mobile positionnée sur le robot.