Brevet FR2958637A1 — publié le 20111014

Dispositif de pose de plaques, notamment de plaques anti-incendie L'invention concerne en général un dispositif de pose de plaques sur une surface, notamment pour poser en hauteur des plaques de protection anti-incendie dans des tunnels. Pour poser des plaques de protection anti-incendie sur des surfaces situées en hauteur, par exemple sur le plafond de tunnels routiers, il est connu d'utiliser de simples échafaudages. La manutention des plaques anti-incendie, leur mise en place sur le plafond, et le perçage des trous de fixation des plaques sont réalisés manuellement, par des opérateurs montés sur les échafaudages. Les opérateurs travaillent bras levés, ce qui peut engendrer à la longue des troubles musculo-squelettiques. Dans ce contexte, l'invention porte sur un dispositif de pose de plaques sur une surface, qui permette un meilleur confort de travail et une meilleur sécurité des opérateurs. A cette fin, l'invention porte sur un dispositif comprenant : - une structure porteuse prévue pour reposer sur le sol et déplaçable par rapport au sol selon une direction longitudinale ; - une plate-forme de travail supportée par la structure porteuse ; - une liaison de la plate-forme de travail à la structure porteuse, prévue pour permettre un déplacement de la plate-forme de travail par rapport à la structure porteuse selon une direction transversale et selon une direction verticale ; - un bras manipulateur lié à la plate-forme de travail, le bras manipulateur ayant au moins trois degrés de liberté et comportant un outil adapté pour la préhension des plaques à poser, le bras manipulateur ayant un dispositif de compensation adapté pour équilibrer le poids de l'outil de préhension et de la plaque selon la direction verticale. Le dispositif peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le bras manipulateur comporte une pluralité de membres reliés entre eux par des articulations ayant au total au moins trois degrés de liberté, l'un des membres étant un parallélogramme déformable ; - le bras manipulateur comporte une pluralité de membres reliés entre eux par des articulations ayant au total au moins trois degrés de liberté, les articulations n'étant pas motorisées ; 2 - le dispositif comporte une liaison du bras manipulateur à la plate-forme de travail autorisant une translation longitudinale du bras manipulateur par rapport à la plate-forme de travail ; - la plate-forme de travail comporte une zone de stockage des plaques à poser ; - l'outil de préhension comporte une pluralité de ventouses prévues pour être placées contre une grande face de la plaque à saisir, et un dispositif prévu pour mettre en dépression les ventouses ; - l'outil de préhension comporte une pièce de fixation à un membre du bras manipulateur, un châssis de support des ventouses, une liaison pivot du châssis de support à la pièce de fixation, et un actionneur prévu pour faire pivoter le châssis par rapport à la pièce de fixation autour de la liaison pivot ; - la structure porteuse comporte un tracteur routier et une remorque portant la plate-forme de travail ; - l'outil de manipulation comporte une pluralité de perceuses prévues pour percer simultanément la plaque et la surface sur laquelle est placée la plaque ; et - la plate-forme de travail comporte un détecteur anti-écrasement prévu pour détecter un obstacle situé à une hauteur prédéterminée au-dessus de la plate-forme de travail. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en références aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en élévation, de côté, d'un dispositif de pose conforme à l'invention, la plate-forme de travail étant représentée en traits pleins en position basse, et en traits interrompus dans une position haute ; - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en élévation, de derrière, du dispositif de la figure 1, la plate-forme de travail étant représentée en traits pleins dans une position basse centrée transversalement, et en traits interrompus dans une position haute déportée transversalement ; - la figure 4 est une vue en perspective du dispositif de la figure 1 ; - la figure 5 est une vue de dessus d'une plaque anti-incendie et d'une partie de l'outil de préhension de cette plaque ; et - la figure 6 est une vue en élévation du bras manipulateur, dans trois positions différentes. Le dispositif représenté sur la figure 1 est destiné à la pose de plaques sur une surface, et plus précisément à la pose de plaques anti-incendie sur les parois d'un tunnel. Les plaques anti-incendie sont typiquement des plaques en béton expansé, de deux mille six cent millimètres environ de longueur, six cent millimètres environ de largeur, et 30 millimètres d'épaisseur. Le poids unitaire de chaque plaque est d'environ 35 Kg. Les plaques sont typiquement fixées à la paroi du tunnel par dix chevilles chacune. La fixation par les chevilles demande le percement de dix orifices dans chaque plaque, les orifices étant typiquement réalisés au moment de la pose, quand la plaque est placée contre la paroi. Le dispositif de la figure 1 permet de poser les plaques sur des surfaces verticales, horizontales, ou inclinées par rapport à l'horizontale et à la verticale. Ainsi, le dispositif permet non seulement de poser les plaques sur le plafond d'un tunnel, mais également sur les murs. Le dispositif de pose représenté sur la figure 1 comprend : - une structure porteuse 3, reposant sur le sol et susceptible de se déplacer sur le sol selon une direction longitudinale ; - une plate-forme de travail 5, supportée par la structure porteuse 3, - une liaison 7 de la plate-forme de travail 5 à la structure porteuse 3, prévue pour supporter la plate-forme 5 et pour permettre un déplacement de la plate-forme de travail 5 par rapport à la structure porteuse 3 selon une direction transversale (déport) et selon une direction verticale ; - un bras manipulateur 9 lié à la plate-forme de travail 3, le bras manipulateur ayant au moins trois degrés de liberté et comportant un outil 11, représenté sur les figures 5 et 6, adapté pour la préhension des plaques à poser. La structure porteuse 3 est typiquement un ensemble comportant un tracteur routier standard 13, et une remorque 15 de type semi-remorque, attelée au tracteur routier 13 et portant la plate-forme de travail 5. La remorque 15 comporte des béquilles 17, déplaçables par des vérins. Les béquilles sont susceptibles de venir en appui sur le sol, de manière à soulager la suspension et les pneumatiques de la remorque et du tracteur et d'assurer la stabilité de l'invention en élévation. Une sécurité empêche les déplacements de la plate-forme de travail en élévation verticalement et en translation transversalement tant que les béquilles ne sont pas verrouillées en position de travail en appui sur le sol. Les béquilles sont également susceptibles d'être escamotées à distance au-dessus du sol, quand la remorque est déplacée par le tracteur. Dans la description qui va suivre, l'avant et l'arrière seront entendus relativement au sens de déplacement normal du tracteur. Un groupe électrogène 19, et un compresseur d'air non représenté sont également fixés à la remorque 15. Ils alimentent les différents outils et appareils du dispositif de pose. La plate-forme 5 est une plate-forme métallique, comportant un plancher 21 et un garde-corps 23 entourant le plancher. Des néons non représentés prévus pour l'éclairage de la zone de travail sont fixés au garde-corps. Un escalier 25 est rigidement fixé à l'arrière de la remorque et permet d'accéder à la plate-forme de travail quand celle-ci occupe sa position basse. Par ailleurs, une échelle extensible 27 fixée à la plate-forme de travail, permet d'atteindre ou de descendre de la plate-forme lorsque celle-ci est en position haute. La plate-forme de travail 5 présente une zone 29 de stockage des plaques à poser. Cette zone est ménagée sur le plancher 21, vers l'arrière de la plate-forme. Le garde-corps 23 comporte des portions coulissantes 31 le long de la zone de stockage 29. Les portions coulissantes 31 sont susceptibles d'être déplacées longitudinalement de façon à créer dans le garde-corps une ouverture permettant de déposer des palettes chargées de plaques anti-incendie directement sur la zone de stockage, à l'aide d'un chariot de manutention. La liaison 7 de la plate-forme de travail 5 à la structure porteuse 3 comporte un mécanisme 33 de support et d'élévation de la plate-forme 5. Le mécanisme 33 comporte par exemple une ou plusieurs paire(s) de poutres 34 disposées en X. Les poutres 34 d'une même paire sont articulées pivotantes l'une à l'autre à leur point de croisement. L'une des deux poutres est montée pivotante sur la remorque et coulissante longitudinalement sur la plate-forme. L'autre poutre est montée pivotante sur la plate-forme et coulissante sur la remorque. Des vérins non représentés permettent de faire pivoter les deux poutres l'une par rapport à l'autre autour de leur articulation commune, et ainsi de faire monter ou descendre la plate-forme de travail 5. Dans la position la plus basse de la plate-forme, le plancher 21 est par exemple à une élévation de 2 mètres au-dessus du sol environ. Dans la position haute d'élévation maximum de la plate-forme, le plancher 21 est situé par exemple à une élévation de 5,5 mètres au-dessus du sol. La liaison 9 comporte encore un mécanisme non représenté de déplacement de la plate-forme de travail selon la direction transversale par rapport à la remorque 15. Ce mécanisme peut être de tout type adapté. Par exemple, la plate-forme de travail 5 est montée coulissante sur des rails de guidage transversaux, des vérins permettant de déplacer la plate-forme 5 le long des rails. Les rails et les vérins sont solidaires des poutres 34. Le déport transversal maximum est par exemple de 1, 2 mètre par rapport à une position dans laquelle la plate-forme est centrée vis-à-vis de la remorque 15. Le mécanisme est adapté pour déplacer la plate-forme sélectivement soit à droite soit à gauche de la remorque. Dans la position centrée représentée sur la figure 3, la plate- forme de travail 5 présente un gabarit transversal sensiblement égal à celui de la remorque 15. La largeur transversale de la remorque et de la plate-forme est par exemple d'environ 2550 millimètres. La liaison 41 du bras manipulateur 9 à la plate-forme de travail 5 comporte deux rails 43 d'orientation longitudinale, et un ensemble de galets 45 montés sur une base 47 du bras manipulateur. Les galets 45 sont agencés pour rouler sur les rails 43. Ainsi, la liaison 41 autorise une translation longitudinale du bras manipulateur 9 par rapport à la plate-forme de travail. Les rails 43 s'étendent sur la plus grande partie de la longueur longitudinale de la plate-forme de travail 5. Ils s'étendent sensiblement depuis la zone de stockage 29 des plaques anti-incendie jusqu'à l'extrémité avant de la plate-forme de travail. Le manipulateur 9 présente au moins trois degrés de liberté, de préférence au moins quatre degrés de liberté et encore de préférence au moins cinq degrés de liberté. Plus précisément, il comporte une pluralité de membres de forme allongée reliés entre eux par des liaisons, qui seront décrites ci-dessous. Le manipulateur représenté sur la figure 6 est de type colonne. Il comporte un membre vertical fixe 49 rigidement fixé à la base 47. Il comporte encore un membre vertical mobile 51, situé au-dessus et dans le prolongement du membre vertical fixe 49, et lié par une liaison pivot non représentée au membre 49. Le débattement en rotation du membre mobile 51 par rapport au membre fixe 49 est de 360°. Le bras manipulateur 9 comporte encore un parallélogramme déformable 53, comportant un membre intermédiaire 55, et deux biellettes 57 constamment parallèles entre elles. Chacune des biellettes 57 est liée à une première extrémité, par une liaison pivot, au membre 51. Chacune des biellettes 57 est également liée à une seconde extrémité opposée à la première par une liaison pivot au membre intermédiaire 55. Les différentes liaisons pivot ont des axes qui sont parallèles entre eux et qui sont d'orientation horizontale. Le bras manipulateur comporte encore un membre allongé 59, monté à une extrémité sur le membre intermédiaire 55 par une liaison pivot 61 d'axe vertical. Le manipulateur comporte encore un membre terminal 63 lié par une liaison pivot 65 à une extrémité du membre 59 opposée à la liaison 61. Ladite liaison pivot est d'axe vertical. Le membre 63 porte un accouplement non représenté permettant la fixation de l'outil de préhension 11. Comme visible sur la figure 6, l'outil de préhension 11 comporte une pièce 67 de fixation au membre 63, un châssis de support 69, des ventouses 71 montées sur le châssis 67, une liaison pivot 73 du châssis 69 à la pièce de fixation 67, et un actionneur non représenté prévu pour faire pivoter le châssis par rapport à la pièce de fixation autour de la liaison pivot. La pièce de fixation 67 est prévue pour coopérer avec l'accouplement du membre terminal 63. Le châssis 69 porte par exemple six ventouses, et comporte des liaisons mécaniques des ventouses au châssis permettant de régler l'écartement des ventouses entre elles suivant au moins deux directions (longueur, largeur). Les ventouses sont agencées de manière à pouvoir être placées ensemble contre une grande face de la plaque à saisir. Elles sont par exemple agencées selon un réseau à mailles rectangulaires. Par ailleurs, l'outil de préhension comporte un dispositif non représenté prévu pour mettre en dépression l'intérieur des ventouses 71 de manière à fixer la plaque au manipulateur. Le dispositif de mise en dépression peut être embarqué sur la plate-forme de travail 5 ou sur la remorque 15. La liaison 73 permet au châssis 69 d'effectuer une rotation continue de 0 à 180° par rapport à la pièce de fixation 67, autour d'un axe horizontal. Comme illustré sur la figure 6, dans une position du châssis 69, les ventouses 71 sont tournées vers le bas, et peuvent ainsi saisir une plaque anti-incendie 75 horizontale dans la zone de stockage 29. Dans une autre position, les ventouses 71 sont tournées latéralement, de telle sorte que la plaque 75 est placée dans une orientation verticale et peut être plaquée contre un mur vertical. Dans encore une autre position, les ventouses 71 sont tournées vers le haut, de telle sorte que la plaque 75 peut être plaquée contre le plafond d'un tunnel. L'actionneur est par exemple un vérin pneumatique, commandé de manière à pouvoir arrêter le châssis dans n'importe quelle orientation autorisée par la liaison pivot. Le bras manipulateur comporte encore un dispositif de compensation 77, adapté pour équilibrer l'outil de préhension 11 selon la direction verticale. Le dispositif de compensation 77 est visible sur la figure 6. Le dispositif 77 est prévu pour équilibrer en permanence l'outil de préhension. Il permet de reprendre à la fois : - le poids propre de l'outil de préhension, - le couple, vu au niveau de l'outil de préhension, résultant du poids des différents membres du bras manipulateur et de leur porte-à-faux vis-à-vis des membres verticaux 51 et 49, et - le poids des plaques anti-incendie. A cette fin, le dispositif de compensation utilise un vérin pneumatique agissant sur un système à levier. Le vérin amplifie notamment l'action de montée et de descente qui est appliquée manuellement par un opérateur sur l'outil de préhension 11, ou qui est appliquée directement sur la charge. Le vérin est alimenté par deux circuits pneumatiques préréglés : le premier circuit pneumatique équilibre en permanence l'outil de préhension vis-à-vis de son poids propre et du poids des membres du bras, et le second circuit pneumatique compense le poids de la charge. L'action du second circuit pneumatique peut ainsi être modulée en fonction du poids de la charge. Les circuits pneumatiques peuvent être pilotés de manière automatique, semi-automatique ou manuelle. Le vérin 79 est rigidement fixé au membre vertical mobile 51. Sa tige mobile 81 est liée aux deux entretoises 57 par un prolongement 83. Le prolongement 83 est lié par des liaisons pivot d'orientation horizontale aux deux entretoises 57, et à l'extrémité de la tige mobile 81. Il est à noter que le bras manipulateur ne comporte pas d'actionneur pour le déplacement des différents membres dudit bras les uns par rapport aux autres. Il ne comporte qu'un seul actionneur, prévu pour équilibrer l'outil de préhension selon la direction verticale. Les autres mouvements ne sont pas motorisés. L'outil de préhension ne comporte quant à lui qu'un seul actionneur, prévu pour permettre le pivotement du châssis. Par ailleurs, comme représenté sur la figure 5, l'outil de manipulation 11 comporte une pluralité de perceuses 85 prévues pour percer simultanément la plaque et la surface contre laquelle est placée la plaque anti-incendie. Les perceuses 85 sont liées au châssis 69, et sont réglables en position. Elles sont montées sur des vérins pneumatiques permettant de réaliser des perçages à des positions et des profondeurs prédéfinies, pendant que la plaque est maintenue en position contre la surface à revêtir par l'intermédiaire du bras manipulateur. Des moyens sont en outre prévus pour assurer un retrait des perceuses une fois les trous réalisés, de manière à pouvoir assurer la fixation de la plaque à la surface par des chevilles à frapper, engagées dans les trous percés par les perceuses. La plate-forme de travail 5 comporte encore un détecteur anti-écrasement 87, prévu pour détecter un obstacle situé à une hauteur prédéterminée au-dessus du plancher de la plate-forme de travail. Le détecteur 87 comporte par exemple un laser placé à une extrémité avant de la plate-forme, et une cellule de détection du faisceau laser placée à une extrémité arrière de la plate-forme 5. Le laser et le détecteur sont calés à une hauteur déterminée au-dessus du plancher 21, par exemple 2 mètres au-dessus du plancher. Si un obstacle coupe le faisceau laser, le détecteur ordonne au mécanisme d'élévation de la plate-forme d'interrompre un éventuel mouvement ascendant de cette plate-forme. Pour ce faire, le détecteur anti-écrasement 87 est raccordé à un calculateur de pilotage de la liaison de la plate-forme de travail à la structure porteuse. Le dispositif décrit ci-dessus permet d'améliorer considérablement les conditions de travail des opérateurs. La plate-forme de travail peut être déplacée au total selon trois directions : la direction longitudinale avec la structure porteuse, la direction verticale et la direction transversale. Le fait de pouvoir ajuster la position transversale de la plate-forme de travail par rapport à la structure porteuse permet de travailler en déport, dans des zones où les déplacements de la structure porteuse sont gênés par l'existence d'obstacles tels que des trottoirs. La plate-forme de travail peut être positionnée à une hauteur de travail variable, ce qui permet aux opérateurs d'accéder à toute la hauteur d'un mur. L'utilisation d'un bras manipulateur avec un dispositif de compensation permettant d'équilibrer l'outil de préhension selon la direction verticale augmente considérablement le confort des opérateurs. Ceux-ci n'ont plus à supporter manuellement le poids, assez élevé, des plaques à poser. Le bras possède suffisamment de degrés de liberté pour que la plaque puisse être placée commodément dans n'importe quelle orientation recherchée. Les plaques peuvent être saisies très commodément par le dispositif à ventouses, l'actionneur permettant de faire pivoter la plaque sans effort pour la placer dans l'orientation recherchée. Le fait que le bras manipulateur puisse être déplacé longitudinalement sur la plus grande partie de la longueur de la plate-forme de travail permet de traiter une longueur importante de surface à couvrir sans avoir à déplacer la structure porteuse. Le fait que des perceuses soient embarquées sur l'outil de manipulation permet de réaliser de manière commode des premiers trous sur la plaque anti-incendie, et dans la surface à recouvrir. Une fois des chevilles engagées dans ces premiers trous, la plaque est maintenue fermement en position sur la surface. Il est alors possible de désaccoupler l'outil de préhension de la plaque. Des trous supplémentaires sont réalisés par des opérateurs, après le désaccouplement de l'outil de préhension. Après mise en place de chevilles dans ces trous supplémentaires, la plaque est définitivement fixée à la surface. Par ailleurs, la plate-forme est équipée de tous les dispositifs de sécurité nécessaires : garde-corps, détecteurs anti-écrasement notamment. La plate-forme de travail pourrait ne pas être montée sur une remorque routière, mais par exemple être montée sur un wagon de chemin de fer, dans le cas où on souhaite revêtir les parois d'un tunnel ferroviaire. La liaison de la plate-forme de travail et la structure porteuse peuvent être de tout type adapté, sous réserve de permettre un déplacement de la plate-forme à la fois transversalement et verticalement. Ainsi, il est possible de prévoir une pluralité de vérins d'axes verticaux interposés entre la plate-forme et la structure porteuse, ou toutes sortes d'agencements de bras pivotants. Il a été décrit ci-dessus que le bras manipulateur, de préférence, est dépourvu de motorisation, sauf pour l'équilibrage de l'outil de préhension selon la direction verticale, et le pivotement du châssis de support. Ceci permet notamment de réduire les coûts et la masse embarqués sur la plate-forme de travail. Toutefois, il est envisageable dans une variante de réalisation non préférée qu'un ou plusieurs des mouvements du bras manipulateur soi(ent) motorisé(s). Le dispositif décrit ci-dessus peut être utilisé pour la pose de plaques de revêtement qui ne sont pas anti-incendie, par exemple des plaques de décoration. Les plaques peuvent être de toutes tailles et de tout poids, et être constitué de tout type de matériau. REVENDICATIONS1.- Dispositif de pose de plaques sur une surface, le dispositif (1) comprenant : - une structure porteuse (3) prévue pour reposer sur le sol et déplaçable par rapport au sol selon une direction longitudinale ; - une plate-forme de travail (5), supportée par la structure porteuse (3); - une liaison (7) de la plate-forme de travail (5) à la structure porteuse (3), prévue pour permettre un déplacement de la plate-forme de travail (5) par rapport à la structure porteuse (3) selon une direction transversale et selon une direction verticale ; - un bras manipulateur (9) lié à la plate-forme de travail (5), le bras manipulateur (3) ayant au moins trois degrés de liberté et comportant un outil (11) adapté pour la préhension des plaques (75) à poser, le bras manipulateur (9) ayant un dispositif de compensation (77) adapté pour équilibrer le poids de l'outil de préhension (11) et de la plaque (75) selon la direction verticale. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras manipulateur (9) comporte une pluralité de membres (49, 53, 59, 63) reliés entre eux par des articulations ayant au total au moins trois degrés de liberté, l'un des membres (53) étant un parallélogramme déformable. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bras manipulateur comporte une pluralité de membres (49, 53, 59, 63) reliés entre eux par des articulations ayant au total au moins trois degrés de liberté, les articulations n'étant pas motorisées. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une liaison (41) du bras manipulateur (9) à la plate-forme de travail (5) autorisant une translation longitudinale du bras manipulateur (9) par rapport à la plate- forme de travail (5). 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plate-forme de travail (5) comporte une zone (29) de stockage des plaques à poser (75). 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil de préhension (9) comporte une pluralité de ventouses (71) prévues pour être placées contre une grande face de la plaque à saisir (75), et un dispositif prévu pour mettre en dépression les ventouses (71). 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'outil de préhension (9) comporte une pièce (67) de fixation à un membre (63) du bras manipulateur (9), un châssis (69) de support des ventouses (71), une liaison pivot (73) du châssis de support(69) à la pièce de fixation (67), et un actionneur prévu pour faire pivoter le châssis (69) par rapport à la pièce de fixation (67) autour de la liaison pivot (73). 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure porteuse (3) comporte un tracteur routier (13) et une remorque (15) portant la plate-forme de travail (5). 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil de manipulation (9) comporte une pluralité de perceuses (85) prévues pour percer simultanément la plaque (75) et la surface sur laquelle est placée la plaque (75). 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plate-forme de travail (5) comporte un détecteur anti-écrasement (87) prévu pour détecter un obstacle situé à une hauteur prédéterminée au-dessus de la plate-forme de travail (5).15