Brevet FR2948920A1 — publié le 20110211

JC KEMPEN INPI DESCRIPTION La présente invention concerne un robot de nettoyage de carène destiné a permettre te nettoyage des carènes immergées des bateaux à flot . Aucune technique antérieure ou actuelle ne permet te nettoyage des carènes des bateaux de plaisance à flot sans une infrastructure fixe ou flottante, chaque propriétaire de bateaux désire s'occuper de cette tâche (ou la confier à un membre de son équipage) sans avoir la contrainte d'avoir à sortir son bateau de l'eau, dans un espace spécifique dévolu à ce travail (récupération des déchets en zone de carénages) Cet équipement se compose de 3 parties : ( voir fig 1) (1) (2) (3) 1 COFFRET DE COMMANDE ( voir fig 2) emplacement : Installé lors de l'utilisation indifféremment sur le pont du bateau à caréner, sur le quai ou sur un ponton (voir fig 1) (1) Sécurité: ce coffret est équipé d'une élingue de sécurité à fixer à un point fixe (cadène du bateau, anneau de quai ou de ponton etc ) Dimensions : L: 70cm x l: 50cm x p: 40cm Protection IP 68 Ce coffret comporte une façade inclinée comprenant: o les organes de commande et de programmation o les organes de visualisation et de contrôle du robot ( écrans LCD Vidéo) ° la commande de mise en service de l'énergie hydraulique Sur le dessus: o 2 poignées de portage A l'arrière: o 1 embase de raccordement multipoint au cordon de liaison au robot électrique/ hydraulique) 25 ° 3 connecteurs d'alimentation avec détrompeurs (230V secteur,12 et 24V continu) IP68 o 1 cadène avec élingue inox de 1 mètre A l'intérieur: o le circuit de programmation et l'interface analogique/numérique o 1 mini centrale hydraulique constituée de : 30 1 moteur électrique basse tension , 1 pompe haute pression, 1 réservoir de fluide de 4 titres (huile minérale � verte � biodégradable dans l'environnement) 1 mini compresseur d'air 1 CORDON DE LIAISON AU ROBOT: ( voir fig 1) (2) Longueur: 20 mètres terminé à chaque extrémité par des connecteurs étanches et verrouitlables Poids : 7,5 kg lové dans le coffret de commande, il est constitué autour d'une tresse flottante de 35 plusieurs canalisations souples: 1 canalisation hydraulique en caoutchouc et tresse incorporée en Acier inox, 1 canalisation d'air permettant l'équilibrage du robot en fonction de la profondeur , et de sa charge en déchets 2 conducteurs souples électriques permettant l'alimentation en basse tension et ta liaison numérique . 1 ROBOT DE NETTOYAGE AUTOMATIQUE (voir fig 1) (3) et fig 3) Cet équipement est relié au coffret de commande par te cordon de liaison ci-dessus (2) dimensions: L:70cm x 1:50cm x h: 40cm environ, poids (container vide) environ 30 kg, l'ensemble de cet équipement peut descendre et travailler jusqu'à 10 mètres de profondeur sans dommage, la cellule étanche est réduite en volume au maximum (électronique), l'avantage des dimensions et poids réduits de cet équipement permet à un opérateur seul sa mise en oeuvre. Présentation: coque en fibre de verre/époxy pour te prototype et ABS ou similaire pour la série la partie supérieure du robot est constitué d'un container (voir fig 4) (4) destiné aux déchets recueillis lors de l'action des brosses , ce container est fixé par des attaches rapides au robot et peut être démonté pour vidange sans sortir te robot de l'eau, la base du container en liaison avec t `ensemble du robot étant équipée d'une ouverture avec lèvre caoutchouc formant clapet afin d'éviter que tors du démontage du container plein des déchets s'échappent , ce container peut contenir jusqu'à l'équivalent de 10 kg de déchets . La partie inférieure du robot est équipée de: - 4 jeux de chenilles (voir fig 5) retevabtes par vérins, ces modules chenilles assurent le déptacepar paire , 2 sur les côtés (11) (12) assurent te déplacement vertical par rapport à ta coque 2 en haut et en bas (13) (14) assurent te déplacement latéral , les chenilles non utilisées sont relevées afin de ne pas être en contact avec ta coque , et de favoriser l'action des chenilles en service, et de permettre une attaque directe des brosses sur les déchets fixés à la coque (déplacement vertical) , ces modules de chenilles (fig 6) assurent un déplacement à vitesse lente pour une meilleure efficacité des brosses, cette vitesse de 1 Mètre/minute environ est obtenue par l'action sur les roues (5) d'une bielle vérin hydraulique par sens de déplacement (6) (7) , ce système permet la suppression de moteurs avec réducteurs. - 1 turbine montée dans un puits central (voir fig 7) est constituée d'une hélice en acier inox mue par un moteur hydraulique (8) à une vitesse variant de 500 à 2000 tr/mn suivant les commandes du programme, elle assure 3 fonctions: A) plaquer le robot contre la coque quelque soit l'angle d'inclinaison de celle-ci , en créant une dépression aidée par l'étanchéité relative de la jupe gonflable .(9) B) aspirer les déchets décollés par tes brosses, et les acheminer via te courant (10) créé vers le Container. C) broyer les gros déchets ( algues etc...) - 2 porte brosses rotatives ( voir fig 8) placées sensiblement au centre de ta surface de travail du Robot , ces brosses sont interchangeables suivant te type de travail à effectuer ( légères salissures, mousse , etc... algues... ou petites concrétions calcaires, encrassement biologique, petits coquillages etc....) ta nature de brosse ( poils ou disques pius ou moins abrasif) est fonction de l'agressivité recherchée dans le nettoyage, diamètre des brosses environ 200mm (15) (16) vitesse de rotation de 500 à 1500 tr/mn suivant les commandes du programme, ces porte brosses et brosses sont percés d'ajourages , afin de répartir plus uniformément le flux et d'améliorer l'aspiration de la turbine à la base du robot. Ces porte brosses rotatives sont mues par un moteur hydraulique dont la vitesse et le couple peuvent être ajustables en jouant sur le débit et ta pression du fluide, ta transmission est assurée 10 par une courroie crantée. - 2 rouleaux brosses rotatives (voir fig 9) placés en haut et en bas de la surface de travail du Robot, ces rouleaux sont également interchangeables (2 modules d'agressivité) et sont destinés à un travail de finition et de polissage , diamètre 100mm environ , vitesse de rotation 1000tr/mn ces rouleaux sont également mus par un moteur hydraulique (17). 15 Ces rouleaux ont deux positions suivant le sens d'avancement du robot: descente du robot-rouleau supérieur en position basse (18) rouleau inférieur en position haute (19) montée du robot Inversement (ce qui permet tors de l'avancement du robot une attaque directe des déchets par brosses rotatives sans obstacle d'un rouleau . 4 capteurs ultrasonique répartis sur les 4 côtés du robot permet de détecter ta présence ou 20 l'absence de paroi en vis-à-vis et de transmettre l'information à l'électronique de traitement vers les automatismes ( programme). - 2 caméras vidéo-couleur couplés à des projecteurs ted permettent la visualisation sur les écrans LCD du coffret de commande de ta zone de travail avant et après te passage du robot (suivant te sens d'avancement). 25 - 1 embase de raccordement (du cordon de liaison) orientable et verrouillabte située à l'arrière du robot permet le raccordement électrique, et fluides vers le coffret de commande en surface. - 1 jupe (9) placée à la base du robot sur sa périphérie est constituée d'un volume intérieur variable et ajustable automatiquement en fonction de ta profondeur d'utilisation et de la charge du robot, cette jupe munie d'une lèvre discontinue concourt également à assurer la dépression 30 plaquant te robot à ta coque, et ceci sans empêcher son déplacement sur la coque . - 3 moteurs hydrauliques dont 1 caréné (8) monté axiatement dans le puits vertical formant tuyère et dont t'axe entraine en prise directe la turbine (voir fig 7) , le 2em entraine 1 brosse en prise directe l'autre par courroie crantée , le 3em (17) entraine 1 rouleau (19)en prise directe, l'autre (18) par courroie crantée (20). 35 - 16 vérins simples et doubles actions répartis dans le châssis du robot permettent: de monter et descendre tes trains de chenilles, d'actionner les roues d'entrainement des chenilles, et monter et descendre tes rouleaux. - 1 batterie de 20 électrovannes permet d'alimenter et de répartir le fluide hydraulique aux différents moteurs et vérins suivant tes informations données par l'automatisme programmable ou la commande manuelle . - 1 électronique en coffret étanche 2 bars. REVENDICATIONS1) Robot automatique de nettoyage de carénes immergées des bateaux de plaisance à flot Constitué d'un coffret de commande (1) en surface (pont ou ponton) d'un cordon (2) de liaison Au robot et d'un robot (3) de nettoyage proprement dit caractérisé par des actionneurs Hydrauliques, te dispositif de dépression plaquant l'engin à la coque, te dispositif de chenilles/ Vérins, te dispositif de brosses rotatives ajourées à vitesse et couple ajustable, te dispositif de jupe gonflable et ajustabte et le dispositif de positionnement par rapport à ta coque . 2) Robot automatique de nettoyage de carènes immergées de bateaux suivant la revendication 1 caractérisé par ses dispositifs hydrauliques ( moteurs, vérins électrovannes) de petites dimensions et utilisés directement au contact de l'eau de mer, supprimant ainsi Pour les actionneurs tout compartiment étanche. 3) Robot automatique de nettoyage de carènes immergées de bateaux suivant ta Revendication 1 caractérisé par te dispositif plaquant l'engin à ta coque quelque soit son inclinaison grâce à l'utilisation d'une turbine montée dans un puits central (voir fig 7) qui assure 3 fonctions : plaquer le robot contre ta coque en créant une dépression aidée par l'étanchéité Relative de la jupe (9) gonflable, aspirer tes déchets et tes acheminer via te courant (10) créé Vers te container, et broyer tes gros déchets (hélice en inox). 4) Robot automatique de nettoyage de carènes immergées de bateaux suivant ta revendication 1 caractérisé par te dispositif de 4 jeux de chenilles (voir fig 5) relevables par vérins , assurent un déplacement par paire, vertical et latéral à vitesse lente obtenue par l'action sur les roues (5) entrainant tes chenilles d'une bielle verin hydraulique par sens de déplacement (6) (7) . 5) Robot automatique de nettoyage de carènes immergées de bateaux suivant la revendication 1 caractérisé par le dispositif de porte brosses et brosses percés d'ajourages (15) (16) afin de répartir plus uniformément te flux et d'améliorer l'aspiration de la turbine à la base Du robot en jouant sur le débit et la pression du fluide du moteur hydraulique des brosses (vitesse et couple ajustable) 6) Robot automatique de nettoyage de carènes immergées de bateaux suivant la revendication 1 caractérisé par le dispositif de jupe gonflable (9) placée à la base du robot sur sa périphérie est constituée d'un volume intérieur variable ( mini compresseur d'air du coffret de commande en surface) et ajustabte automatiquement en fonction de ta profondeur d'utilisation et de ta charge du robot (container) 7) Robot automatique de nettoyage de carènes immergées de bateaux suivant la revendication 1 caractérisé par un dispositif de positionnement par rapport à la coque à l'aide de 4 capteurs ultrasoniques ( présence ou absence de parois en vis-à-vis) , 1 électronique de traitement des informations vers les automatismes (programme).