Brevet FR2923166A1 — publié le 20090508

La présente invention concerne un robot de nettoyage, en particulier pour cages ou stalles d'élevage, du type comprenant au moins un châssis roulant automoteur surmonté d'un mât rotatif sur lequel est monté, à disposition rayonnante, un bras de lavage dit horizontal portant à, ou au voisinage de, son extrémité libre, une buse de nettoyage. De tels robots sont bien connus à ceux versés dans cet art comme l'illustrent en particulier les brevets FR-2.882.501 et EP-1.152.652. Dans de tels robots, la buse de lavage par projection de fluide sous pression est une buse déplaçable angulairement autour d'un axe sensiblement horizontal. Il est également connu, à travers le document FR-2.852.198, un automate de nettoyage dans lequel la buse est inclinée par rapport à la verticale et mue suivant un mouvement circulaire imprimant au jet de la buse une trajectoire conique. Du fait du déplacement de cette buse, en particulier pour le nettoyage de cages, le temps de nettoyage est jugé important pour un nettoyage souvent insatisfaisant. Un but de la présente invention est de proposer un robot de nettoyage du type précité dont la conception de la buse, en particulier de ses déplacements, permet de réduire le temps de nettoyage avec une efficacité accrue du nettoyage. A cet effet, l'invention a pour objet un robot de nettoyage, en particulier pour cages ou stalles d'élevage, du type comprenant au moins un châssis roulant automoteur surmonté d'un mât rotatif sur lequel est monté, à disposition rayonnante, un bras de lavage dit horizontal portant à, ou au voisinage de, son extrémité libre une buse de nettoyage, caractérisé en ce que la buse de nettoyage est entraînée à rotation autour d'un axe, dit vertical, parallèle à l'axe de rotation du mât et est mobile angulairement autour d'un axe, dit horizontal, perpendiculaire à l'axe vertical. De préférence, la buse de nettoyage est, concomitamment à son entraînement 30 en rotation, déplacée angulairement. Grâce à des déplacements angulaires et en rotation concomitants, c'est-à-dire simultanés ou en parallèle, de la buse, la buse est, lors de sa rotation, apte à s passer d'une position sensiblement horizontale dans laquelle elle projette un flux de fluide sensiblement horizontal à une position sensiblement verticale et inversement en fonction du sens de la rotation de la buse. Grâce à la combinaison de ces mouvements, la buse décrit une portion de sphère et le jet de fluide issu de la buse est apte à couvrir l'intégralité de la surface de la cage 10 à nettoyer. Le mouvement obtenu est un mouvement tendant à reproduire le mouvement opéré par l'ensemble formé par la main et le poignet de l'homme lors d'une opération de nettoyage. II résulte de ce mimétisme, une efficacité accrue du nettoyage. 15 Dans un mode de réalisation encore préféré de l'invention, les moyens de commande en déplacement angulaire de la buse sont asservis en fonctionnement aux moyens moteurs d'entraînement en rotation de la buse. Le déplacement angulaire dépend du déplacement en rotation et est 20 commandé par ce dernier de sorte qu'un même moteur peut permettre l'obtention de l'ensemble des mouvements supprimant toute nécessité d'une synchronisation entre rotation et déplacement angulaire. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante 25 d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue schématique d'un robot conforme à l'invention se déplaçant entre deux allées de cage d'une installation d'élevage à nettoyer et la figure 2 représente une vue schématique de détail de la buse et de ses moyens d'entraînement en déplacement. Comme mentionné ci-dessus, le robot 1 de nettoyage, destiné en particulier à se déplacer longitudinalement entre des travées de cages, de stalles, de box ou autres types d'installation d'élevage, comprend au moins un châssis 2 roulant automoteur surmonté d'un mât 3 rotatif sur lequel est monté, à disposition rayonnante, un bras 4 de lavage dit horizontal portant à, ou au voisinage de, son extrémité libre une buse 5 de nettoyage. Le bras 4 de lavage porte-buse est de préférence un bras de longueur ajustable, par exemple télescopique, animé d'un mouvement de monte et baisse le long du mât 3 surmontant le châssis 2 roulant. lo De manière caractéristique à l'invention, la buse 5 de nettoyage est entraînée à rotation autour d'un axe XX', dit vertical, parallèle à l'axe de rotation du mât 3 et est mobile angulairement autour d'un axe YY', dit horizontal, perpendiculaire à l'axe XX' vertical. Les axes XX' et YY' sont donc sécants. De préférence, la buse 5 de nettoyage est déplacée en même temps à la fois angulairement et is en rotation. En d'autres termes, le déplacement angulaire et l'entraînement en rotation de la buse sont concomitants pour l'obtention d'un mouvement similaire à celui obtenu par l'ensemble poignet/main de l'homme. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens d'entraînement 20 en déplacement angulaire sont commandés indépendamment des moyens d'entraînement en rotation. Il en résulte la nécessité de deux moteurs devant être synchronisés en fonctionnement. Dans un second mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de 25 commande en déplacement angulaire de la buse 5 sont asservis en fonctionnement aux moyens 6, 7 moteurs d'entraînement en rotation de la buse 5. Ainsi, un seul moteur permet à la fois l'entraînement en déplacement angulaire et en rotation de la buse de sorte que la synchronisation des mouvements s'opère de manière automatique. Il en résulte une simplification 30 de l'ensemble. Dans ce mode de réalisation préféré et comme l'illustre la figure 2, les moyens 6, 7 moteurs d'entraînement en rotation de la buse 5 sont formés d'un arbre 6 rotatif, entraîné en rotation autour de l'axe XX' vertical par un moteur 7. Ledit arbre 6, à ou au voisinage d'une extrémité duquel la buse 5 est montée mobile angulairement autour de l'axe YY' horizontal, perpendiculaire à l'axe XX' vertical de rotation de l'arbre, relie la buse 5 au bras 4 de lavage. Les moyens de commande en déplacement angulaire de la buse comprennent quant à eux un dispositif de type vis 8 écrou 9 disposé coaxialement à l'arbre 6 d'entraînement en rotation de la buse et auquel le mouvement de rotation de l'arbre 6 est transmis. Ce dispositif de type vis 8/écrou 9 transforme le mouvement de rotation de l'arbre 6 en un mouvement de translation de la vis 8 ou de l'écrou 9, ce mouvement de translation étant transmis à ladite buse 5 et io commandant le déplacement angulaire de la buse 5. L'élément vis 8 ou écrou 9, mobile en translation, du dispositif vis 8/écrou 9 est relié(e) au corps de buse 5 par une bielle 10 transmettant le mouvement de translation dudit élément à la buse 5. Ce mouvement de translation qui s'applique sur le corps de buse contraint la buse à se déplacer angulairement autour de l'axe YY' horizontal. is Du fait du mode de réalisation retenu, cette bielle 10 constitue en outre un organe de transmission du mouvement de rotation de l'arbre 6 d'entraînement en rotation de la buse 5 au dispositif vis/écrou. La bielle 10 remplit donc une double fonction de transmission. 20 Dans les exemples représentés, l'élément mobile en translation et en rotation du dispositif de type vis 8/écrou 9 est constituée par la pièce dite vis 8 du dispositif qui se présente sous forme d'une pièce tubulaire, filetée, enfilée sur l'arbre 6 d'entraînement en rotation de la buse 5 et, reliée à la buse 5 par une ou la bielle 10. La pièce dite écrou 9 du dispositif vis/écrou est quant à elle 25 formée d'une pièce tubulaire taraudée, montée fixe en rotation et en translation sur la pièce dite vis 8 de sorte que l'entraînement en rotation de la vis 8 en prise avec l'écrou provoque un déplacement axial de ladite vis 8, déplacement transmis à la buse 5 par l'intermédiaire de la bielle 10. 30 Dans l'exemple représenté à la figure 2, le moteur 7, en particulier le moto-réducteur 7 d'entraînement en rotation de l'arbre 6, est relié audit arbre 6 par l'intermédiaire d'une transmission sans fin à courroie. Cette transmission permet l'entraînement en rotation de l'arbre 6 qui porte à son extrémité libre la buse 5 oscillante. Ce mouvement de rotation de l'arbre 6 est transmis par la buse 5 et la bielle 10 à la vis 8 du système vis/écrou constituant un coulisseau se déplaçant à coulissement le long de l'arbre 6 au fur et à mesure de l'entraînement en rotation de l'arbre 6. Le déplacement axial de la vis 8 est obtenu par coopération de la vis 8 avec son écrou 9. Cette translation de la vis 8 entraîne, par l'intermédiaire de la bielle 10, le déplacement angulaire de la buse autour de son axe YY' horizontal raccordant ladite buse à l'arbre 6. Ce déplacement angulaire s'opère dans une première direction, c'est-à-dire par exemple depuis une position horizontale de la buse à une position verticale de la buse, pour un premier sens de rotation de l'arbre 6 et suivant une seconde io direction, c'est-à-dire de la position verticale à la position horizontale de la buse pour un second sens de rotation de l'arbre 6. Ainsi, l'arbre 6 est entraîné alternativement dans un sens puis dans l'autre pour permettre le passage de la buse d'une position horizontale dans laquelle le flux projeté par la buse s'étend sensiblement orthogonalement à l'axe de rotation de l'arbre 6 à une position 15 sensiblement verticale dans laquelle le flux de fluide projeté par la buse s'étend sensiblement parallèlement à l'arbre 6 d'entraînement en rotation de la buse et inversement. La combinaison des deux mouvements permet de couvrir une surface importante de nettoyage et d'obtenir une efficacité de nettoyage. Du fait de la conception de l'asservissement, plus le mouvement de rotation de l'arbre 20 6 d'entraînement en rotation de la buse est rapide, plus le déplacement angulaire de la buse est rapide et inversement. Le robot 1 de nettoyage, qui est du type dans lequel la buse 5 est alimentée en fluide de nettoyage par un conduit d'alimentation en fluide, présente un arbre 6 25 d'entraînement en rotation de la buse 5 réalisé sous forme d'un arbre creux logeant au moins une section dudit conduit d'alimentation en fluide. Ladite section, interposée entre une section de conduit disposée dans la buse 5 et une section 14 de conduit connectable à une source d'alimentation en fluide, est raccordée aux autres sections par un raccord 15 hydraulique tournant. 30 Pour son alimentation en eau, le robot 1 comporte un enrouleur hydraulique embarqué relié à un nettoyeur haute pression disposé en bout de travée. La section de conduit bobinée sur ledit enrouleur constitue la section 14 de conduit raccordable par le raccord 15 tournant à la section de conduit logée dans l'arbre 6 d'entraînement en rotation de la buse 5. Des buses supplémentaires peuvent être prévues sur le châssis roulant comme l'illustre la figure 1. Ainsi, dans l'exemple de la figure 1, deux buses ont été s positionnées sur les faces latérales du châssis roulant et une buse a été positionnée sur la face du dessous dudit châssis pour une projection au sol du fluide sous pression. La distribution du fluide hydraulique entre les buses est réalisée par l'intermédiaire d'électrovannes. io Pour son déplacement longitudinal entre les travées de cages, le châssis 2 roulant est équipé d'au moins une roue motrice et une roue 11 directrice, la roue motrice formant un angle avec l'axe longitudinal du robot pour contraindre le robot à venir se plaquer contre une surface jouxtant la zone à nettoyer. ls Ledit robot est un robot automoteur portant ses moyens de motorisation alimentés en énergie par l'intermédiaire de batteries embarquées. Pour permettre son déplacement de manière automatique et pilotée, le robot 1 comporte des capteurs de position embarqués et une unité de commande à 20 laquelle les signaux des capteurs de position sont adressés. Ladite unité de commande pilote, à partir des signaux, à la fois les mouvements du mât 3, du bras 4 de lavage, de la buse 5 et des roues de l'engin. Le bras de lavage est, comme mentionné ci-dessus, un bras 4 de longueur 25 ajustable, par exemple télescopique, animé d'un mouvement de monte et baisse le long du mât 3 surmontant le châssis 2 roulant. Ainsi, le mât 3, qui et un mât tournant, permet, par simple rotation de 180°, de sélectionner la rangée (droite ou gauche) de cages à laver. Le bras de lavage est ensuite ajusté en longueur et en hauteur le long dudit mât. 30 La trajectoire à suivre par le robot est mémorisée dans des mémoires ad hoc. Les différents cycles de nettoyage sont gérés par un automate programmable et une console de dialogue qui permet de modifier les paramètres : vitesse, position, durée du cycle, etc. La détection des cages s'opère par l'intermédiaire des capteurs de position se présentant généralement sous forme de capteurs optiques. Les mouvements combinés de la buse sont commandés à partir des informations adressées par s ces capteurs et les informations mémorisées. A chaque cage, la buse décrit une portion de sphère à l'intérieur de la cage de sorte que le jet passe sur l'intégralité de la cage. Le mouvement de la buse forme au sol un tracé du jet de fluide suivant un enroulement spiralé. REVENDICATIONS 1. Robot (1) de nettoyage, en particulier pour cages ou stalles d'élevage, du type comprenant au moins un châssis (2) roulant automoteur surmonté d'un mât (3) rotatif sur lequel est monté, à disposition rayonnante, un bras (4) de lavage dit horizontal portant à, ou au voisinage de, son extrémité libre, une buse (5) de nettoyage, caractérisé en ce que la buse (5) de nettoyage est entraînée à rotation autour d'un axe ()O'), dit vertical, parallèle à l'axe de rotation du mât (3) et est mobile io angulairement autour d'un axe (YY'), dit horizontal, perpendiculaire à l'axe (XX') vertical. 2. Robot (1) de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la buse (5) de nettoyage est, concomitamment à son is entraînement en rotation, déplacée angulairement. 3. Robot (1) de nettoyage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de commande en déplacement angulaire de la buse (5) sont asservis en fonctionnement aux moyens (6, 7) moteurs 20 d'entraînement en rotation de la buse (5). 4. Robot (1) de nettoyage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens (6, 7) moteurs d'entraînement en rotation de la buse (5) sont formés d'un arbre (6) rotatif, entraîné en rotation autour de 25 l'axe (XX') vertical par un moteur (7), ledit arbre (6), à ou au voisinage d'une extrémité duquel la buse (5) est montée mobile angulairement autour de l'axe (YY') horizontal, perpendiculaire à l'axe (XX') vertical de rotation de l'arbre, reliant la buse (5) au bras (4) de lavage, et en ce que les moyens de commande en déplacement angulaire de la buse comprennent un dispositif de 30 type vis (8)/écrou (9) disposé coaxialement à l'arbre (6) d'entraînement en rotation de la buse et auquel le mouvement de rotation de l'arbre (6) est transmis, ce dispositif de type vis (8)/écrou (9) transformant le mouvement de rotation de l'arbre (6) en un mouvement de translation de la vis (8) ou de l'écrou (9), ce mouvement de translation étant transmis à ladite buse (5) et 8commandant le déplacement angulaire de la buse (5). 5. Robot (1) de nettoyage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément vis (8) ou écrou (9), mobile en translation, du s dispositif vis (8)/écrou (9) est relié(e) au corps de buse (5) par une bielle (10) transmettant le mouvement de translation dudit élément à la buse (5). 6. Robot (1) de nettoyage selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que l'élément mobile en translation et en rotation du 10 dispositif de type vis (8)/écrou (9) est constituée par la pièce dite vis (8) du dispositif qui se présente sous forme d'une pièce tubulaire, filetée, enfilée sur l'arbre (6) d'entraînement en rotation de la buse (5), et reliée à la buse (5) par une bielle (10). 15 7. Robot (1) de nettoyage selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la pièce dite écrou (9) du dispositif vis/écrou est formée d'une pièce tubulaire taraudée, montée fixe en rotation et en translation sur la pièce dite vis (8) de sorte que l'entraînement en rotation de la vis (8) en prise avec l'écrou provoque un déplacement axial de ladite vis (8). 20 8. Robot (1) de nettoyage selon l'une des revendications 4 à 7, du type dans lequel la buse (5) est alimentée en fluide de nettoyage par un conduit d'alimentation en fluide, caractérisé en ce que l'arbre (6) d'entraînement en rotation de la buse (5) est 25 un arbre creux logeant au moins une section dudit conduit d'alimentation en fluide, cette section de conduit interposée entre une section de conduit disposée dans la buse (5) et une section (14) de conduit connectable à une source d'alimentation en fluide étant raccordée aux autres sections par un raccord (15) hydraulique tournant. 30 9. Robot (1) de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le robot (1) comporte des capteurs de position embarqués et une unité de commande à laquelle les signaux des capteurs de position sont adressés, ladite unité de commande pilotant, à partir des signaux,io à la fois les mouvements du mât (3), du bras (4) de lavage, de la buse (5) et des roues de l'engin. 10. Robot (1) de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le châssis (2) roulant est équipé d'au moins une roue motrice et une roue (11) directrice, la roue motrice formant un angle avec l'axe longitudinal du robot pour contraindre le robot à venir se plaquer contre une surface jouxtant la zone à nettoyer.