Brevet FR2822097A1 — publié le 20020920

Robot d'inspection et d'intervention La présente invention concerne un robot d'inspection et d'intervention pour canalisation de diamètre variable. Elle concerne plus particulièrement un robot du type comprenant un corps roulant auto-déplaçable ou déplacé à partir d'un poste de suivi de travail, ce corps de robot étant prolongé d'un bras porte-outil tel qu'une fraise pour l'enlèvement de matières d'obstruction. Les robots du type précité sont bien connus à ceux versés dans cet art et sont utilisés notamment pour la réhabilitation de canalisations d'eaux usées et pluviales. Ils permettent d'intervenir à partir des regards de visite du réseau de canalisations de sorte que des travaux d'ouverture de tranchée ne sont plus nécessaires. Il n'y d donc pas de détérioration des chaussées et des trottoirs. De tels robots sont pilotés à partir d'un poste de travail, généralement intégré dans un véhicule. Ce poste de travail est équipé d'écran (s) de visualisation et éventuellement d'organes de commande de déplacement du robot. Les opérations d'entretien susceptibles d'être effectuées au moyen d'un tel robot peuvent se décomposer en trois étapes : - l'inspection du conduit qui a pour but d'identifier les éventuels obstacles à l'écoulement de l'eau ou au passage des outils nécessaires aux travaux de rénovation, - le fraisage qui doit éliminer les obstructions observées, comme par exemple des dépôts de graisse à la sortie d'un abattoir, des racines aux jointures des tuyaux, des connexions pénétrantes non conformes de deux. tuyau-m ou du béton résiduel sur le fond intérieur du conduit et enfin - la rénovation du conduit propre pour traiter les fissures par injection de résine. Jusqu'à présent, l'inspection du conduit s'effectue au moyen d'une caméra portée par le corps du robot. Il en résulte l'impossibilité de visualiser, dans certaines positions du bras porte-outil, le travail de l'outil. Dans d'autres cas, le robot est équipé de deux caméras, l'une portée par le corps de robot, l'autre disposée en aval de l'outil. Il en résulte un surcoût du robot. Le but de la présente invention est donc de proposer un robot dont le positionnement de la caméra et la conception du bras porte-outil permettent une visualisation en continu du travail de l'outil tout en permettant d'atteindre, avec l'outil d'intervention, la totalité de la surface de la canalisation à contrôler ou à nettoyer. A cet effet, l'invention a pour objet un robot d'inspection et d'intervention pour canalisation de diamètre variable, du type comprenant un corps roulant auto-déplaçable ou déplacé à partir d'nun poste de suivi de travail, ce corps de robot étant prolongé d'un bras porte-outil tel que fraise pour l'enlèvement de matières d'obstruction, caractérisé en ce que le bras porte-outil est équipé, en amont de l'outil, d'un châssis porte-caméra pour visualiser en continu le travail de l'outil d'intervention, l'ensemble formé par le bras porte-outil et le châssis porte-caméra étant articulé au corps de robot pour exécuter un mouvement de monte et baisse du bras du porte-outil et du châssis porte caméra et/ou un mouvement de rotation autour d'un axe constitué par le corps de robot de manière à pouvoir atteindre, avec l'outil d'intervention, la totalité de la surface de la canalisation à contrôler ou à nettoyer. Grâce au positionnement de la caméra disposée en amont de l'outil pris dans le sens d'avancement dudit. robot--et aux possibilités de déplacement du bras porte-outil susceptible d'être animé à la fois d'un mouvement monte et baisse de + 90 et d'un mouvement de rotation de I 1800 ou permanent de 360 autour de l'axe constitué par le corps de robot, un tel robot peut travailler sur la totalité de la surface d'une canalisation tout en assurant en continu une visualisation du travail de l'outil. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'un robot conforme à l'invention ; la figure 2 représente une vue en perspective en position éclatée des éléments constituant un robot correspondant à un second mode de réalisation de l'invention et la figure 3 représente une vue schématique de face des différentes positions susceptibles d'être occupées par un bras porte-outil de robot. Le robot 1, objet de l'invention, est plus particulièrement destiné à l'inspection et à la réfection de conduites de canalisations d'eaux usées ou d'eaux pluviales. Ces canalisations peuvent avoir un diamètre variable, généralement compris entre 130 et 600 mm. Ce robot 1 d'inspection est constitué d'un corps 2 roulant auto-déplaçable ou déplacé à partir d'un poste de suivi de travail. Dans les exemples représentés, ce corps 2 roulant est un corps automoteur, muni de quatre roues 9 motrices. Ce corps 2 roulant est télécommandé à partir d'un poste de suivi de travail positionné à distance de la. canalisation. Ce poste de suivi de travail est généralement intégré dans un véhicule et incorpore notamment des écrans de visualisation et des manettes de commande de déplacement du robot. Il ne peut toutefois être exclu la réalisation d'un robot 1 d'inspection dans lequel le corps 2 roulant est déplacé, notamment tracté ou poussé, en particulier à partir du câble reliant ce corps 2 de robot au poste de suivi de travail. De manière en soi connue, ce corps 2 de robot est prolongé d'un bras 3 porte-outil 4. Cet outil 4 peut être constitué par une fraise, en particulier pour permettre l'enlèvement de matières d'obstruction dans les canalisations. De manière caractéristique à l'invention, ce bras 3 porteoutil 4 est équipé, entre l'outil 4 et le corps 2 de robot 1 d'un châssis 5 porte-caméra 6. Cette caméra 6 permet de visualiser en continu, du fait de son positionnement, le travail de l'outil 4 d'intervention comme l'illustre la figure 3. En effet, l'ensemble formé par le bras 3 porteoutil 4 et le châssis 5 porte-caméra 6 est articulé au corps 2 de robot pour pouvoir exécuter un mouvement de monte et baisse du bras 3 du porte-outil 4 de manière à permettre un relevage ou un abaissement du bras de I 90 , d'autre part d'un mouvement de rotation autour d'un axe constitué par le corps 2 de robot de manière à pouvoir effectuer un mouvement de I 180. ou de 360 à partir de la position de départ représentée à la figure 1. Un tel bras, grâce à ses déplacements, permet d'atteindre, avec l'outil 4 d'intervention, la totalité de la surface de la canalisation à contrôler ou à nettoyer. Du fait du positionnement de la caméra 6 sur le bras 3 porte-outil 4, l'outil 4 d'intervention peut être maintenu constamment dans la ligne de mire de la caméra 6. Toutefois, il peut être, dans certains cas, intéressant de pouvoir visualiser la paroi de la canalisation qui se trouve au-dessus de l'outil ou au-dessous ee l'outi-1. A cet effet, la caméra 6 est montée sur son châssis 5 à pivotement autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du bras 3 porte-outil 4, ce qui lui permet d'atteindre une position conforme notamment au premier schéma représenté à la figure 3 dans lequel la caméra a été entraînée à pivotement autour de son axe d'un angle de 900. Le châssis 5 de la caméra 6 est quant à lui constitué d'un simple étrier entre les branches duquel est logée-la caméra 6, cet étrier étant porté par le bras 3 porte-outil 4. Ce bras 3 est lui-même constitué d'au moins deux branches parallèles entre lesquelles l'outil 4 est inséré aux extrémités dudit bras. Chaque branche peut être réalisée en au moins deux parties assemblables de manière démontable et reliées entre elles dans la zone entre caméra et outil pour faciliter le changement de l'outil et de ses organes de commande associés. Ce bras 3 est par ailleurs relié à son autre extrémité au corps 2 de robot 1 par une tête susceptible de pivoter de 3600. L'outil 4 d'intervention, constitué généralement par une fraise, est un outil pneumatique et comporte, sur ron conduit d'alimentation en air comprimé, une dérivation e-i forme de lame 7 créant un rideau protecteur de l'objectif de la caméra 6. Dans les exemples représentés, cette dérivation affecte la forme d'une fente à travers laquelle l'air comprimé est projeté devant l'objectif de la caméra 6 de telle sorte que les copeaux produits par l'outil de fraisage n'atteignent pas l'objectif de la caméra. Cette caméra 6 est en général équipée en outre d'un essuie-glace et comporte, à la périphérie de son objectif, sous forme d'un anneau, une série de diodes électroluminescentes assurant l'éclairage de la canalisation. Ces diodes permettent d'obtenir une puissance d'éclairage plus importante et offrent une durée de vie supérieure à celle des lampes à incandescence utilisées jusqu'à présent. Il est à noter que la caméra peut également être équipée d'une prise de son, tel qu'un microphone, pour permettre à l'opérateur de contrôler, en fonction du son produit par l'outil, le travail de l'outil. Pour permettre l'intervention d'un tel robot dans des canalisations dans lesquelles de l'eau s'est infiltrée, le corps 2 de robot 1 est pressurisé pour éviter la pénétration de corps étrangers dans les organes moteur et/ou de commande renfermés dans ce corps 2. Ce corps 2 de robot est généralement pressurisé à une pression voisine de 1 bar et comporte des capteurs de pression permettant de signaler à l'opérateur toute chute de pression à l'intérieur du corps 2 de robot. Il en résulte une réduction des risques d'endommagement du robot. Par ailleurs, l'ensemble des composants électriques et électroniques nécessaires au fonctionnement du robot sont embarqués essentiellement à l'intérieur du corps 2 de robot de manière à simplifier la connectique entre le robot 1 et le poste de suivi du travail du robot. Il en résulte également une facilité de la maintenance d'un tel robot 1. Enfin, le corps 2 de robot est muni d'un connecteur 8 apte à recevoir un câble de liaison du corps de robot au poste de suivi du travail du robot. Ce connecteur 8 est monté à pivotement sur ledit corps 2 de robot de manière à faciliter le passage du robot dans des canalisations au tracé non rectiligne. Les mouvements de la caméra 6 et du bras 3 porte-outil sont obtenus par commande de moto réducteurs équipant le robot. De tels dispositifs de commande ne seront pas décrits plus en détail car ils sont bien connus à ceux versés dans cet art. Par ailleurs, pour permettre une adaptation de ce robot 1 à des canalisations dont le diamètre peut varier entre 130 et 600 mm, le train roulant du corps 2 mobile du robot 1 est réalisé modulaire pour être adapté à ces différents diamètres. Ce montage modulaire est constitué essentiellement de roues 9 de diamètres différents, comme l'illustre la figure 2. Ces roues 9 sont adaptables par simple encliquetage entre elles ou à l'arbre de sortie du corps 2 de robot ou par l'intermédiaire d'entretoises 10 pour choisir la largeur de voie du robot 1. Dans un premier mode de réalisation, une partie des roues 9 constitue des roues primaires qui sont engagées de manière définitive sur l'arbre de sortie du corps 2 de robot et reçoivent par simple encliquetage des roues de diamètre différents ou des entretoises. Lors de cet encliquetage, un doigt de l'organe rapporté vient en prise avec l'organe déjà fixé sur le robot pour assurer un entraînement en rotation de l'élément rapporté. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les roues primaires constituent également des roues encliquetables fixées de manière non permanente sur l'arbre de sortie du corps 2 de robot. Ces roues 9 sont en outre blocables en position de travail du robot pour empêcher tout déplacement du robot au cours de l'intervention de l'outil 4. Bien évidemment, les organes de commande du robot sont réalisés de manière telle que ce robot 1 est apte à fonctionner en marche avant et en marche arrière. Grâce à un tel robot 1, qui peut intervenir dans une position à l'endroit conforme à celle représentée aux figures 1 à 3 ou dans une position à l'envers, toutes les interventions peuvent être désormais réalisées. REVENDICATIONS 1. Robot (1) d'inspection et d'intervention pour canalisation de diamètre variable, du type comprenant au moins un corps (2) roulant auto-déplaçable, ou déplacé à partir d'un poste de suivi de travail, ce corps (2) de robot étant prolongé d'un bras (3) porte-outil (4) tel que fraise pour l'enlèvement de matières d'obstruction, caractérisé en ce que le bras (3) porte-outil- (4) est équipé, en amont de l'outil (4), d'un châssis (5) portecaméra (6) pour visualiser en continu le travail de l'outil (4) d'intervention, l'ensemble formé par le bras (3) porteoutil (4) et le châssis (5) porte-caméra (6) étant articulé au corps (2) de robot pour exécuter un mouvement de monte et baisse du bras (3) du porte-outil (4) et du châssis (5) porte caméra (6) et/ou un mouvement de rotation autour d'un axe constitué par le corps (2) de robot de manière à pouvoir atteindre, avec l'outil (4) d'intervention, la totalité de la surface de la canalisation à contrôler ou à nettoyer. 2. Robot (1) d'inspection et d'intervention selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caméra (6) est montée sur son châssis (5) à pivotement autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du bras (3) porte-outil (4). 3. Robot (1) d'inspection et d'intervention selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'outil (4) d'intervention est pneumatique et comporte, sur son conduit d'alimentation en air comprimé, une dérivation en forme de lame (7) créant un rideau protecteur de l'objectif de la caméra (6). 4. Robot (1) d'inspection et d'intervention selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps (2) de robot (1) est pressurisé pour éviter la pénétration de corps étrangers dans les organes moteur et/ou de commande renfermés dans ce corps (2). 5. Robot (1) d'inspection et d'intervention selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble des composants électriques et électroniques nécessaires au fonctionnement du robot sont embarqués essentiellement à l'intérieur du corps (2) de robot de manière à simplifier la connectique entre le robot (1) et le poste de suivi du travail du robot. 6. Robot (1) d'inspection et d'intervention selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps (2) de robot est muni d'un connecteur (8) apte à recevoir un câble de liaison du corps de robot au poste de suivi du travail du robot, ce connecteur (8) étant monté à pivotement sur ledit corps (2) de robot. 7. Robot (1) d'inspection et d'intervention selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le train roulant du corps (2) mobile du robot (1) est réalisé modulaire pour être adapté aux différents diamètres de conduit à contrôler ou à nettoyer, ce montage modulaire étant constitué essentiellement de roues (9) de diamètres différents adaptables par simple encliquetage entre elles ou à l'arbre de sortie du corps (12) de robot ou par l'intermédiaire d'entretoises (10) pour choisir la largeur de voie du robot (1). 8. Robot (1) d'inspection selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le bras (3) porte-outil est constitué d'au moins deux branches parallèles entre lesquelles l'outil (4) est inséré, chaque branche étant réalisée en au moins deux parties assemblables de manière démontable et reliées entre elles dans la zone entre caméra et outil pour faciliter le changement de l'outil et de ses organes de commande associés.