Brevet FR2989365A1 — publié le 20131018

UNITE DE CHARGEMENT. DOMAINE TECHNIQUE Le domaine de l'invention est celui des unités de charge- ment/déchargement et des dispositifs élévateurs de charge permettant le positionnement et le chargement de charge de grande dimension (par exemple supérieure à 10 mètres) dans des moyens de transport. ETAT DE LA TECHNIQUE On connait des véhicules élévateurs permettant de positionner en hauteur des charges lourdes. Ce genre de véhicule est décrit par exemple dans le document FR2449057. Ce véhicule comporte une plateforme roulante formée par un cadre inférieur de châssis prévu pour rouler au sol. Ce cadre inférieur supporte des bras en ciseaux articulés en leur milieu et supportant eux-mêmes une plateforme à leur extrémité supérieure. Ces bras en ciseaux permettent de monter, de descendre ou de faire coulisser la plateforme par rapport au châssis inférieur. Sur cette plateforme, un châssis intermédiaire est monté en pivotement sur des axes perpendiculaires à l'axe longitudinal du châssis inférieur. Sur ce châssis intermédiaire, un cadre supérieur est monté mobile d'une part transversalement au châssis inférieur et d'autre part en pivote- ment suivant un axe vertical. Enfin, ce cadre supérieur supporte un berceau de réception de la charge, ce berceau étant mobile en rotation suivant l'axe longitudinal. Ce véhicule élévateur peut avantageusement régler de manière om- nidirectionnelle la position d'une charge lourde. Cependant, ce véhicule est complexe à concevoir et à réaliser. En effet, la multiplicité de châssis, de cadres, de berceaux montés mobiles les uns par rapport aux autres rend le contrôle et le positionnement du véhicule difficile à réaliser. En effet, le positionnement peut devenir imprécis si les pièces de structures et les action- neurs déplaçant les pièces de structure ne sont pas précis ou de très bonne qualité, et par conséquent très onéreux. De plus, la multiplicité des châssis ne permet pas de garantir une rigidité suffisante pour le chargement de pièces lourdes et encombrantes. Pour remédier à ces inconvénients, il a été développé un véhicule élévateur pour le positionnement d'une charge en hauteur décrit par le do- cument FR2956107 comportant une plateforme roulante permettant le dé- placement du véhicule selon au moins une direction, et une structure élévatrice permettant au moins de monter et de descendre la structure élévatrice par rapport à la plateforme roulante. L'ensemble ainsi formé constitue un système de pré-positionnement approximatif de la charge par débattement suivant trois degrés de liberté en translation selon des axes d'un repère or- thonormé et suivant trois degré de liberté en rotation selon les axes du repère orthonormé. Le système de pré-positionnement est complété par un dispositif de positionnement précis de la charge comportant un châssis de support de charge et au moins six actionneurs qui sont interposés entre le châssis de support de façon inclinée de manière à permettre un positionnement précis de la charge selon les trois directions du repère orthonormé et selon les trois axes de rotation du repère. Ce véhicule élévateur est toujours complexe et couteux à réaliser puisqu'il nécessite plusieurs étages de positionnement comportant à chaque fois une pluralité d'actionneurs augmentant de surcroît les coûts d'un tel véhicule. EXPOSE DE L'INVENTION Dans ce contexte, l'invention vise à proposer une unité de charge- ment simplifiée permettant la charge de pièces de grandes dimensions par un positionnement précis de l'unité de chargement tout en autorisant des débattements importants et en minimisant les coûts de réalisation d'une telle unité de chargement. A cette fin, l'invention propose une unité de chargement ou de dé- chargement comportant : - un châssis inférieur ; - une structure élévatrice comportant : - une plateforme supérieure apte supporter une charge et présentant des moyens pour déplacer la charge en translation selon l'axe longitudinal X et ; - au moins deux paires d'actionneurs permettant le déplacement de la plateforme supérieure par rapport au châssis inférieur, lesdits actionneurs étant des actionneurs de déplacement verticaux autorisant le déplacement de la plateforme supérieure en translation selon l'axe vertical de l'unité de chargement, en rotation selon l'axe longitudinal de l'unité de chargement et en rotation selon l'axe transversal de l'unité de chargement ; - au moins deux actionneurs de déplacement horizontaux autorisant le déplacement de la plateforme supérieure en rotation selon l'axe vertical de l'unité de chargement. L'unité de chargement selon l'invention est une unité de chargement simplifiée qui permet de positionner la plateforme de façon précise tout en minimisant le nombre d'actionneurs et le nombre de châssis intermédiaires qui nuisent à la rigidité de l'ensemble et à la précision de positionnement de la plateforme apte à recevoir la charge. L'unité de chargement selon l'invention est particulièrement bien adaptée au chargement et au déchargement de pièces lourdes et de grandes dimensions, par exemple d'une longueur supérieure à 10 mètres. La structure avantageuse de l'unité de chargement permet d'obtenir une unité de chargement rigide, précise lors des opérations de chargement ou de déchargement. Ainsi grâce à cette rigidité de structure, la précision de positionnement de la plateforme est améliorée. Avantageusement, les actionneurs sont des actionneurs permettant de réaliser des débattements importants (de l'ordre de quelques mètres) avec une grande précision (de l'ordre de quelques millimètres). L'unité de chargement selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - ledit châssis inférieur coopère avec des moyens aptes à autoriser un déplacement en translation selon l'axe transversal de l'unité ; - lesdits moyens pour déplacer la charge en translation selon l'axe longitudinal sont formés par des galets motorisés dont l'axe de rotation est agencé selon l'axe transversal de l'unité de chargement ; - ladite unité comporte des moyens de contrôle-commande permettant de contrôler indépendamment chacun des six degrés de liberté de déplacement de ladite unité. L'invention a également pour objet un système de chargement ou de déchargement d'une charge dans un véhicule de transport caractérisé en ce qu'il comporte : - une unité de chargement selon l'invention ; - des moyens aptes à déterminer la position relative entre ledit véhicule de transport et ladite unité de chargement. Avantageusement, le système chargement ou de déchargement d'une charge dans un véhicule de transport comporte des moyens logiciels aptes à piloter des moyens de contrôle-commande contrôlant indépendamment chacun des six degrés de liberté de déplacement de ladite unité de manière à positionner en temps réel ladite unité lors de la modification de la position relative entre le véhicule de transport et l'unité de chargement. BREVES DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 illustre une vue en coupe en perspective d'un premier mode de réalisation de l'unité de chargement/déchargement selon l'invention ; - la figure 2 illustre une vue de face de l'unité de chargement/déchargement illustrée à la figure 1 ; - la figure 3 illustre une vue de face d'un deuxième mode de réalisation de l'unité de chargement/déchargement selon l'invention. 2 9 8936 5 5 Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de références identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION Dans un premier temps, il convient de définir un axe orthonormé pré- 5 sentant un axe X correspondant à l'axe longitudinal de l'unité de charge- ment, un axe Y correspondant à l'axe transverse de l'unité de chargement, et un axe Z correspondant à l'axe vertical de l'unité de chargement. En se rapportant aux figures 1 et 2, la référence 100 désigne l'unité de chargement selon l'invention qui permet de positionner une plateforme de 10 chargement suivant plusieurs degrés de liberté et de charger une charge de grandes dimensions supportée par cette plateforme dans un moyen de transport ou de décharger une charge de grandes dimensions d'un moyen de transport en vue de la transférer vers une unité de stockage. Une telle unité de chargement/déchargement doit pouvoir supporter 15 des charges lourdes et encombrantes, par exemple d'une longueur supé- rieure à 10 mètres, et maintenir une position donnée de façon stable et précise. L'unité de chargement/déchargement 100 selon l'invention comporte : - un châssis inférieur 10 servant de base à l'unité de chargement 100 ; 20 - une structure élévatrice 20 comportant une plateforme supérieure 21 et au moins deux paires d'actionneurs 22 permettant le déplacement de la plateforme supérieure 21 par rapport au châssis inférieur 10. Dans le premier mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, le châssis inférieur 10 et la plateforme supérieure 21 présentent un contour 25 sensiblement parallélépipédique rectangle. Les deux paires d'actionneurs 22 sont des actionneurs verticaux interposés entre le châssis inférieur 10 et la plateforme supérieure 21. On entend par paire d'actionneur 22, deux actionneurs 22 positionnés de part et d'autre de l'unité de chargement 100, tel qu'illustré à la figure 2. Les actionneurs verticaux 22 sont positionnés à la périphérie du châssis inférieur 10 et de la plateforme supérieure 21. Les actionneurs verticaux 22 sont solidaires du châssis inférieur 10 et sont articulés, par exemple au moyen d'une liaison rotule, avec la plateforme supérieure 21. A cet effet, des pièces de liaison 23 peuvent être nécessaires entre les actionneurs 22 et la plateforme 21 de manière à ce que la plate-forme 21 puisse être liée mécaniquement aux actionneurs verticaux 22 situés en périphérie de l'unité de chargement 100. Dans l'exemple de réalisation illustré aux figures 1 et 2, les pièces de liaison 23 présentent une première partie 24, dite partie fixe, liée mécani- quement à une paire d'actionneurs 22, formée par des actionneurs 22 positionnés de part et d'autre de l'unité de chargement 100, et une deuxième partie mobile 25 par rapport à la première partie fixe, dite partie mobile, apte à être déplacée en translation selon l'axe transversal Y par des actionneurs horizontaux (non représentés), et sur laquelle la plateforme supérieure 21 est en appui. Dans ce premier mode de réalisation, l'unité de charge- ment/déchargement 100 comporte au moins un actionneur horizontal pour chaque paire d'actionneurs 22. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention illustré à la fi- gure 3, chaque actionneur 22 comporte une pièce de liaison 23' indépendante (i.e. non reliée avec l'actionneur lui faisant face comme décrit précédemment) présentant, de façon similaire au mode de réalisation précédent, une partie fixe et une partie mobile sur laquelle la plateforme supérieure 21 est en appui. Dans ce mode de réalisation, au moins deux actionneurs hori- zontaux sont nécessaires pour deux paires d'actionneurs verticaux 22 pour permettre une rotation de la plateforme autour de l'axe vertical Z. Selon une première variante de réalisation, les deux actionneurs hori- zontaux peuvent être positionnés au niveau d'une même paire d'actionneurs verticaux 22 de manière à actionner les parties mobiles des pièces de liai- sons 23' de chacun des actionneurs 22 d'une même paire. Les autres parties mobiles des pièces de liaison de la deuxième paire sont laissées libre de mouvement, par exemple par la mise en place de roulement à billes entre la partie mobile et la partie fixe de la pièce de liaison 23'. Selon une deuxième variante de réalisation, les deux actionneurs ho- rizontaux sont répartis sur chacune des deux paires d'actionneurs 22. Dans cette variante de réalisation, l'actionneur horizontal est positionné de ma- nière à pouvoir actionner la partie mobile d'une unique pièce de liaison au niveau d'un seul actionneur 22 de la paire, la partie mobile de la deuxième pièce de liaison 23' de la paire d'actionneurs 22 étant laissée libre de mouvement, par exemple montée sur des roulements à billes. Les actionneurs verticaux 22 et horizontaux sont par exemple des vé- rins électriques, hydrauliques, vis-écrous ou encore pneumatiques. Ainsi, les actionneurs verticaux 22 (au moins quatre actionneurs verti- caux) permettent de déplacer verticalement la plateforme supérieure 21 en translation TZ suivant l'axe Z, vers le haut ou vers le bas. Grâce aux liaisons rotules entre les actionneurs 22 et la plateforme supérieure 21, la plateforme 21 peut être déplacée en rotation RX suivant l'axe longitudinal X et en rotation RY suivant l'axe transversal Y. Grâce aux actionneurs horizontaux, la plateforme 21 peut être dépla- cée en rotation RZ suivant l'axe vertical Z. Eventuellement, les actionneurs horizontaux peuvent également être utilisés pour déplacer la plateforme 21 en translation TY par rapport à l'axe transversal Y. Toutefois, l'unité de chargement 100 comporte des moyens dédiés permettant de déplacer en translation RZ le châssis inférieur 10 et par conséquent la plateforme supérieure 21. A cet effet, le châssis inférieur 10 est positionné sur une pluralité de rails 31 positionnés dans le sens de l'axe transversal Y et présentant au niveau de sa surface supérieure une pluralité de galets tournants 33 motorisés par des moyens ad hoc. Les rails 31 sont avantageusement répartis sous le châssis de manière à rendre rigide l'ensemble de la structure. La plateforme supérieure 21 comporte également des moyens 34 pour déplacer en translation la charge supportée par la plateforme 21 selon l'axe longitudinal X. Ces moyens 34 sont par exemple des galets motorisés dont l'axe de rotation est orienté selon l'axe transversal Y. Ainsi, l'unité de chargement selon l'invention permet de positionner la plateforme supérieure en vue de charger ou de décharger une charge de grandes dimensions dans un moyen de transport selon les six degrés de liberté. De manière à modifier et à contrôler la position de l'unité de charge- ment 100, l'unité comporte également des moyens de contrôle-commande spécifiques pour chacun des actionneurs verticaux 22 et horizontaux de l'unité de chargement 100 et des galets motorisés. Ainsi, chacun des action- neurs verticaux 22 et horizontaux ainsi que les galets motorisés sont pilotés indépendamment. En d'autres termes, les moyens de contrôle-commande spécifiques permettent de contrôler indépendamment chacun des six degrés de liberté de l'unité de chargement. L'ensemble des moyens de contrôle- commande est piloté de façon centrale par des moyens logiciels ad hoc. Les débattements de la plateforme supérieure 21 résultant du roulage du châssis inférieur 10 sont des débattements de grandes amplitudes. Ainsi, l'unité de chargement selon l'invention permet un débattement selon l'axe transversal Y d'une amplitude de plusieurs centaines de mètres avec une précision de l'ordre de ± 10 millimètres (mm). Les actionneurs verticaux 22 et les actionneurs horizontaux sont des actionneurs qui permettent de réaliser de grandes amplitudes avec une grande précision. Ainsi, grâce aux actionneurs verticaux 22, l'unité de chargement permet de réaliser : - un débattement selon l'axe vertical Z d'une amplitude de l'ordre de 5 mètres avec une précision inférieure à ± 5 millimètres (avantageusement de ± 3 mm) ; - une rotation autour de l'axe longitudinal X d'une amplitude de l'ordre de 10 minutes d'arc avec une précision de 1 minute d'arc ; - une rotation autour de l'axe longitudinal Y d'une amplitude de l'ordre de 10 minutes d'arc avec une précision de 0,2 minute d'arc ; Grâce aux actionneurs horizontaux, l'unité de chargement permet de réaliser une rotation autour de l'axe vertical Z d'une amplitude de l'ordre de 15 minutes d'arc avec une précision de 0,2 minute d'arc. Le fonctionnement de l'unité de chargement/déchargement va être détaillé dans le cadre d'un chargement d'une pièce de grandes dimensions dans un moyen de transport tel qu'un avion. Le positionnement précis de l'unité de chargement permet de pouvoir positionner l'unité de façon très précise de manière à éviter que la charge se retrouve bloquée dans la phase de chargement, i.e. lorsque la charge est à la fois en appui dans la soute de l'avion et sur la plateforme supérieure. Les moyens logiciels et de contrôle-commande permettent par conséquent de positionner l'unité de chargement en fonction de la position de l'avion qui évolue en cours du temps lors de la phase de déchargement. En effet, lors de la charge ou de la décharge d'un avion, la masse de la pièce de grandes dimensions modifie l'assiette, le gîte ainsi que la hauteur de l'avion tout au long du déchargement de la pièce. Ainsi, grâce à l'invention les pièces de grandes dimensions sont dé- chargées sans risque de blocage de la pièce et de dégradation de l'avion puisque l'unité de chargement selon l'invention est apte à se positionner en temps réel en fonction de sa position relative avec l'avion. A cet effet, l'unité de chargement communique avec une interface RACK (module permettant d'interfacer l'avion qui peut être dans diverses positions, avec l'unité de chargement selon l'invention) positionnée entre l'unité de chargement selon l'invention et l'avion. L'interface RACK permet de déterminer la position relative de l'unité de chargement avec l'avion. Elle comporte au niveau de sa surface supérieure des galets motorisés similaires aux galets de la plateforme supérieure de l'unité de chargement de manière à former une continuité lors du chargement entre l'unité de chargement et la soute de l'avion comportant égale- ment de tels galets motorisés. REVENDICATIONS1. Unité (100) de chargement ou de déchargement comportant : - un châssis inférieur (10) ; - une structure élévatrice (20) comportant : - une plateforme supérieure (21) apte à supporter une charge et présentant des moyens pour déplacer la charge en translation selon l'axe longitudinal (X) et - au moins deux paires d'actionneurs (22) permettant le dé- placement de la plateforme supérieure (21) par rapport au châssis inférieur (10), lesdits actionneurs (22) étant des actionneurs de déplacement verticaux autorisant le déplacement de la plateforme supérieure (21) en translation (TZ) se- Ion l'axe vertical (Z) de l'unité de chargement, en rotation (RX) selon l'axe longitudinal (X) de l'unité de chargement et en rotation (RY) selon l'axe transversal (Y) de l'unité de chargement ; - au moins deux actionneurs de déplacement horizontaux autori- sant le déplacement de la plateforme supérieure en rotation (RZ) selon l'axe vertical (Z) de l'unité de chargement (100). 2. Unité (100) de chargement ou de déchargement selon la revendication précédente caractérisée en ce que ledit châssis inférieur (10) coopère avec des moyens aptes à autoriser un déplacement en translation se- lon l'axe transversal (Y) de l'unité (100). 3. Unité (100) de chargement ou de déchargement selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que lesdits moyens pour dé- placer la charge en translation selon l'axe longitudinal (X) sont formés par des galets motorisés dont l'axe de rotation est agencé selon l'axe transversal (Y) de l'unité de chargement (100). 2 9 8936 5 11 4. Unité (100) de chargement ou de déchargement selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de contrôle-commande permettant de contrôler indépendamment cha- 5 cun des six degrés de liberté de déplacement de ladite unité (100). 5. Système de chargement ou de déchargement d'une charge dans un véhicule de transport caractérisé en ce qu'il comporte : - une unité de chargement (100) selon l'une des revendications pré- 10 cédentes ; - des moyens aptes à déterminer la position relative entre ledit véhicule de transport et ladite unité de chargement (100). 6. Système de chargement ou de déchargement d'une charge dans un 15 véhicule de transport selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite unité (100) comporte des moyens logiciels aptes à piloter des moyens de contrôle-commande contrôlant indépendamment chacun des six degrés de liberté de déplacement de ladite unité (100) de manière à positionner en temps réel ladite unité (100) lors de la modifi- 20 cation de la position relative entre le véhicule de transport et l'unité de chargement (100).