Brevet FR3008442A1 — publié le 20150116

La présente invention concerne un procédé de nettoyage d'un bassin à l'aide d'un robot, ainsi qu'un robot mettant en oeuvre un tel procédé. Le nettoyage d'un bassin, tel qu'une piscine, s'effectue généralement à l'aide d'un robot qui roule sur le fond de la piscine et qui aspire l'eau et les impuretés pour rejeter uniquement l'eau après filtration. Le déplacement du robot est soit commandé à distance par un opérateur, soit réalisé de manière automatique. Dans ce dernier cas, soit le robot se déplace de manière aléatoire, soit le robot vient au contact d'une paroi verticale, fait demi-tour et revient vers la paroi verticale opposée et ainsi de suite. De tels déplacements ne sont pas satisfaisants car le nettoyage des coins entre le fond et les parois verticales n'est pas réalisé correctement alors que la plupart des impuretés se logent dans ces coins. Un objet de la présente invention est de proposer un procédé de nettoyage qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et qui en particulier permet un nettoyage amélioré des coins entre le fond et les parois verticales. A cet effet, est proposé un procédé de nettoyage d'un bassin comportant un fond et N parois verticales à l'aide d'un robot comportant un détecteur de contact, un châssis, sur lequel sont montés un ensemble de roues gauches et un ensemble de roues droites, chaque ensemble étant entraîné en rotation par un moteur commandé par une unité de contrôle, le procédé de nettoyage comportant : - une étape de calage au cours de laquelle l'unité de contrôle commande les moteurs pour caler le robot contre la paroi verticale de rang n=1, - une étape d'avancement au cours de laquelle l'unité de contrôle commande les moteurs pour avancer le robot le long de la paroi verticale de rang n jusqu'à la détection de la paroi verticale de rang n+1 par le détecteur de contact, - une étape de dégagement au cours de laquelle l'unité de contrôle commande les moteurs pour reculer le robot sur une distance de dégagement pour se dégager de la paroi verticale de rang n+1, - une étape de rotation au cours de laquelle l'unité de contrôle commande les moteurs pour faire faire au robot une rotation sur lui-même pour se caler contre la paroi verticale de rang n+1, - une étape de test au cours de laquelle l'unité de contrôle vérifie si n est égal à N, dans le cas où n est différent de N, le procédé de nettoyage se poursuit par: - une étape d'incrémentation au cours de laquelle l'unité de contrôle incrémente de '1' la valeur de n, et - un bouclage au cours duquel le procédé de nettoyage boucle sur l'étape d'avancement, dans le cas où n est égal à N, le procédé de nettoyage se poursuit par: - une étape de finition au cours de laquelle l'unité de contrôle commande les moteurs pour avancer le robot le long de la paroi verticale de rang '1' jusqu'à la détection de la paroi verticale de rang '2' par le détecteur de contact, et - une étape d'arrêt. Avantageusement, au cours des étapes d'avancement et de finition, l'unité de contrôle contraint le robot à rouler contre la paroi verticale. Selon un mode de réalisation particulier, l'unité de contrôle commande chaque moteur de manière à ce que la vitesse des roues qui sont contre la paroi verticale soit inférieure à la vitesse des roues qui ne sont pas contre la paroi verticale. Selon un mode de réalisation particulier, le robot comporte un gyroscope présentant un décalage angulaire par rapport à la direction d'avancement du robot. Avantageusement, au cours de l'étape de rotation, l'angle de rotation est inférieur à l'angle réel entre les parois verticales. Avantageusement, le robot comporte un détecteur de distance destiné à mesurer la distance entre le robot et la paroi verticale qu'il suit, et, au cours des étapes d'avancement et de finition, lorsque la distance mesurée est supérieure à un seuil, l'unité de contrôle commande chaque moteur de manière à ce que la vitesse des roues qui sont contre la paroi verticale soit inférieure à la vitesse des roues qui ne sont pas contre la paroi verticale. L'invention propose également un robot destiné à nettoyer un bassin comportant un fond et N parois verticales, et comportant un détecteur de contact, un châssis, sur lequel sont montés un ensemble de roues gauches et un ensemble de roues droites, chaque ensemble étant entraîné en rotation par un moteur commandé par une unité de contrôle, ledit robot étant tel que: - l'unité de contrôle est prévue pour commander les moteurs afin de caler le robot contre une paroi verticale, - l'unité de contrôle est prévue pour commander les moteurs afin d'avancer le robot le long d'une paroi verticale tant que le détecteur de contact ne détecte aucun contact, - l'unité de contrôle est prévue pour commander les moteurs afin de reculer le robot sur une distance de dégagement lorsque le détecteur de contact détecte un contact, - l'unité de contrôle est prévue pour commander les moteurs afin de faire faire au robot une rotation sur lui-même après le dégagement, - l'unité de contrôle est prévue pour vérifier si n est égal à N, dans le cas où n est différent de N: - l'unité de contrôle est prévue pour incrémenter de '1' la valeur de n, et dans le cas où n est égal à N: - l'unité de contrôle est prévue pour commander les moteurs afin d'avancer le robot le long d'une paroi verticale tant que le détecteur de contact ne détecte aucun contact. Avantageusement, le robot comporte un gyroscope présentant un décalage angulaire par rapport à la direction d'avancement du robot. Avantageusement, le robot comporte une roulette de contact à axe de rotation vertical destinée à assurer le contact contre la paroi verticale. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. 1 montre une vue de dessus d'un bassin, la Fig. 2 est un algorithme d'un procédé de nettoyage selon l'invention, et la Fig. 3 montre une vue en coupe d'un robot selon l'invention. Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence à un bassin implanté dans le sol. La Fig. 1 montre un bassin 50 rempli d'eau qui comprend un fond 52, délimité par N parois verticales 53 et 54, formant ainsi entre le fond 52 et chaque paroi verticale 53, 54, un coin 55, 56. Classiquement N est égal à 4, mais N peut prendre d'autres valeurs lorsque le bassin 50 n'est pas rectangulaire. N est supérieur ou égal à 4. Le nettoyage du bassin 50 est réalisé par un robot 100 qui comprend un châssis 102, des roues 104 et 106, des moteurs 108 et 110, une unité de contrôle 112, un détecteur de contact 114 et un système d'aspiration 304 (Fig. 3). Il y a un ensemble de roues gauches 104 et un ensemble de roues droites 106 et chaque ensemble est entraîné en rotation par un moteur respectivement référencé 108, 110. Chaque moteur 108, 110 est commandé de manière indépendante par l'unité de contrôle 112 dans laquelle est par ailleurs mémorisé le nombre N de parois verticales 53, 54. Le détecteur de contact 114 est disposé à l'avant du châssis 102 et permet d'informer l'unité de contrôle 112 lorsque le robot 100 rencontre un obstacle à l'avant. La direction d'avancement du robot 100 est représentée par la flèche 116. Le système d'aspiration permet d'aspirer l'eau et les impuretés à la base du châssis 102 et de rejeter uniquement l'eau après filtration. La Fig. 3 montre une vue en coupe du robot 100. Sous le châssis 102 est réalisée une canalisation 306 qui débouche par une première extrémité sur le côté du châssis 102 et sous le châssis 102 et par la deuxième extrémité au niveau du système d'aspiration 304. L'eau et les impuretés sont aspirées par la première extrémité à travers la canalisation 306 puis traversent des filtres appropriés qui retiennent les impuretés et l'eau est rejetée à l'extérieur du robot 100. Les flèches de la Fig. 3 montrent le mouvement d'aspiration et de rejet de l'eau par le système d'aspiration 304. La Fig. 2 montre un algorithme d'un procédé de nettoyage 200 selon l'invention. Pour effectuer un nettoyage amélioré des coins 55 et 56, le principe du procédé de nettoyage 200 repose sur le fait que le robot 100 suit successivement tous les coins 55 et 56 jusqu'à effectuer le tour complet du bassin 50. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, le robot 100 progresse le long des parois verticales 53 et 54 en les laissant à gauche car le système d'aspiration présente une bouche d'aspiration positionnée à la base et sur la gauche du châssis 102, mais il est possible de placer la bouche d'aspiration sur la droite du châssis 102 et le robot 100 progressera alors le long des parois verticales 53 et 54 en les laissant à droite. De manière plus détaillée, le procédé de nettoyage 200 consiste à caler le robot 100 contre une paroi verticale 53, à suivre cette paroi verticale 53, à détecter la paroi verticale 54 suivante à l'aide du détecteur de contact 114, à effectuer une rotation pour caler le robot 100 le long de cette paroi verticale 54 suivante, à suivre cette paroi verticale 54 suivante, et ainsi de suite jusqu'à effectuer le tour complet du bassin 50. Le robot 100 est calé contre une paroi verticale 53, 54 lorsque le côté du robot 100 est plaqué contre ladite paroi verticale 53, 54, c'est-à-dire ici lorsque les roues gauches 104 sont contre la paroi verticale 53, 54. Le procédé de nettoyage 200 comporte: - une étape de calage 202 au cours de laquelle l'unité de contrôle 112 commande les moteurs 108 et 110 pour caler le robot 100 contre la paroi verticale de rang n=1, ici la paroi verticale référencée 53 par exemple, - une étape d'avancement 204 au cours de laquelle l'unité de contrôle 112 commande les moteurs 108 et 110 pour avancer le robot 100 le long de la paroi verticale de rang n dans la direction d'avancement 116, jusqu'à la détection de la paroi verticale de rang n+1 (ici la paroi verticale référencée 54) par le détecteur de contact 114, - une étape de dégagement 206 au cours de laquelle l'unité de contrôle 112 commande les moteurs 108 et 110 pour reculer le robot 100 dans la direction opposée à la direction d'avancement 116, sur une distance de dégagement pour se dégager de la paroi verticale de rang n+1, - une étape de rotation 208 au cours de laquelle l'unité de contrôle 112 commande les moteurs 108 et 110 pour faire faire au robot 100 une rotation sur lui-même pour se caler contre la paroi verticale de rang n+1, ici la rotation est effectuée à droite pour venir contre la paroi verticale référencée 54, par exemple en faisant tourner les roues gauches 104 qui sont contre la paroi verticale 53, 54 en avant et en en faisant tourner les roues droite 106 qui ne sont pas contre une paroi verticale 53, 54 en arrière, - une étape de test 210 au cours de laquelle l'unité de contrôle 112 vérifie si n est égal à N, dans le cas où n est différent de N, le procédé de nettoyage 200 se poursuit par: - une étape d'incrémentation 212 au cours de laquelle l'unité de contrôle 112 incrémente de '1' la valeur de n, et - un bouclage 214 au cours duquel le procédé de nettoyage 200 boucle sur l'étape d'avancement 204, dans le cas où n est égal à N, le procédé de nettoyage 200 se poursuit par: - une étape de finition 216 au cours de laquelle l'unité de contrôle 112 commande les moteurs 108 et 110 pour avancer le robot 100 le long de la paroi verticale de rang '1' (ici la paroi verticale référencée 53) dans la direction d'avancement 116, jusqu'à la détection de la paroi verticale de rang '2' (ici la paroi verticale référencée 54) par le détecteur de contact 114, et - une étape d'arrêt 218. L'étape de finition 216 permet de compléter le nettoyage du coin 55 de la première paroi verticale 53 au cas où le nettoyage a débuté le long de cette première paroi verticale 53 et non au début de celle-ci. L'ensemble des coins 55, 56 est ainsi parfaitement nettoyé. L'ensemble des manoeuvres est commandé par l'unité de contrôle 112 qui reçoit des informations du détecteur de contact 114 et commande les moteurs 108 et 110. L'étape de dégagement 206 permet de reculer le robot 100 de la paroi verticale 54 avec laquelle il est en contact par l'avant, afin de permettre ensuite sa rotation sans risque de contact avec cette paroi verticale 54. La distance de dégagement dépend donc de l'encombrement du robot 100. Après l'étape d'arrêt 218, le robot 100 peut partir dans un autre cycle de nettoyage par exemple pour nettoyer le reste du fond 52. Ainsi l'unité de contrôle 112 est prévue: - pour commander les moteurs 108 et 110 afin de caler le robot 100 contre une paroi verticale (ici la paroi verticale de rang 1, 53), - pour commander les moteurs 108 et 110 afin d'avancer le robot 100 le long d'une paroi verticale (d'abord la paroi verticale de rang 1 puis les parois verticales suivantes de rang 'n') tant que le détecteur de contact 114 ne détecte aucun contact (c'est-à-dire avec la paroi verticale de rang 'n+1'), - pour commander les moteurs 108 et 110 afin de reculer le robot 100 sur une distance de dégagement lorsque le détecteur de contact 114 détecte un contact afin de dégager le robot 100 de la paroi verticale de rang n+1, - pour commander les moteurs 108 et 110 afin de faire faire au robot 100 une rotation sur lui-même après le dégagement et caler le robot 100 contre la paroi verticale de rang n+1, - pour vérifier si n est égal à N, dans le cas où n est différent de N: - pour incrémenter de '1' la valeur de n, et dans le cas où n est égal à N: - pour commander les moteurs 108 et 110 afin d'avancer le robot 100 le long d'une paroi verticale (ici la paroi verticale de rang '1' 53) tant que le détecteur de contact 114 ne détecte aucun contact. Le robot 100 comporte des moyens d'interface, par exemple du type clavier, qui permettent de mémoriser dans l'unité de contrôle 112 le nombre N de parois verticales 53, 54, et le ou les angles de rotation. Si chaque angle de rotation est identique, seule cette valeur peut être mémorisée et le nettoyage peut débuter à partir de n'importe quelle paroi verticale 53, 54. A chaque étape de rotation 208, l'unité de contrôle 112 lit la valeur de l'angle de rotation puis effectue la rotation correspondante. Si les angles de rotation ne sont pas tous identiques, la série d'angles de rotation peut être mémorisée et le nettoyage débutera alors toujours à partir de la même paroi verticale 53, 54 pour suivre la série. A chaque étape de rotation 208, l'unité de contrôle 112 lit, parmi la série d'angles de rotation, la valeur de l'angle de rotation correspondante à sa position dans le bassin 50, c'est-à-dire par rapport à la paroi verticale 54 qu'il a atteint, puis il effectue la rotation correspondante. Du fait des erreurs de parallélisme aussi bien entre les parois verticales 53, 54 et les roues 104 et 106 du robot 100, et pour assurer que le robot 100 suive bien au plus près chaque paroi verticale 53, 54, le robot 100 est contraint de rouler contre la paroi verticale 53, 54 par l'unité de contrôle 112 qui le force à rouler en crabe au cours des étapes d'avancement 204 et de finition 216, plus particulièrement contre la paroi de verticale de rang 'n' au cours de l'étape d'avancement 204 et contre la paroi de rang '1' au cours de l'étape de finition 216. Cette contrainte est réalisée par exemple par une vitesse de rotation moins importante des roues 104 qui sont contre la paroi verticale 53, 54 que celle des roues 106 qui ne sont pas contre la paroi verticale 53, 54. Dans ce mode de réalisation, l'unité de contrôle 112 commande donc le moteur 108 des roues 104 qui sont contre la paroi verticale 53, 54 et le moteur 110 des roues 106 qui ne sont pas contre la paroi verticale 53, 54 pour obtenir une vitesse moindre des roues 104 qui sont contre la paroi verticale 53, 54 que celle des roues 106 qui ne sont pas contre la paroi verticale 53, 54. Un tel décalage de vitesse est par exemple de l'ordre de 15%. Cette contrainte peut également être réalisée par la mise en place, dans le robot 100, d'un gyroscope 118 présentant un décalage angulaire par rapport à la direction d'avancement 116 du robot 100. Ce décalage angulaire est par exemple de l'ordre de 7° orienté vers la paroi verticale 53, 54. Lorsque le robot 100 suit alors la direction donnée par le gyroscope 118, il vient au contact de la paroi verticale 53, 54 à cause du décalage angulaire. Pour assurer un déplacement régulier du robot 100 le long de la paroi verticale 53, 54, le robot présente une roulette de contact 120 à axe de rotation vertical qui assure le contact contre la paroi verticale 53, 54 et le roulement du robot 100 sur la paroi verticale 53, 54. Pour assurer qu'après l'étape de rotation 208, le robot 100 soit déjà contraint contre la paroi verticale 53, 54 à suivre, l'angle de rotation est inférieur à l'angle réel entre les parois verticales 53 et 54 au niveau de la rotation, par exemple de l'ordre de 10°. Par exemple, lorsque le bassin 50 est rectangulaire, chaque rotation s'effectue sur un angle de 80° environ. Pour assurer encore un meilleur suivi des parois verticales 53 et 54 par le robot 100, par exemple dans le cas d'un bassin 50 à formes libres, le robot 100 présente en outre un détecteur de distance 122 qui est monté sur le châssis 102 et qui permet à l'unité de contrôle 112 de mesurer la distance entre le robot 100 et la paroi verticale 53, 54 qu'il suit. Le détecteur de distance 122 peut être par exemple un capteur mécanique ou électrique. Si au cours des étapes d'avancement 204 et de finition 216, le détecteur de distance 122 mesure une distance supérieure à un seuil, l'unité de contrôle 112 commande chaque moteur 108, 110 de manière à ce que la vitesse des roues 104 qui sont contre la paroi verticale 53, 54 soit inférieure à la vitesse des roues 106 qui ne sont pas contre la paroi verticale 53, 54. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. REVENDICATIONS1) Procédé de nettoyage (200) d'un bassin (50) comportant un fond (52) et N parois verticales (53, 54) à l'aide d'un robot (100) comportant un détecteur de contact (114), un châssis (102), sur lequel sont montés un ensemble de roues gauches (104) et un ensemble de roues droites (106), chaque ensemble étant entraîné en rotation par un moteur (108, 110) commandé par une unité de contrôle (112), le procédé de nettoyage (200) comportant : - une étape de calage (202) au cours de laquelle l'unité de contrôle (112) commande les moteurs (108, 110) pour caler le robot (100) contre la paroi verticale de rang n=1, - une étape d'avancement (204) au cours de laquelle l'unité de contrôle (112) commande les moteurs (108, 110) pour avancer le robot (100) le long de la paroi verticale de rang n jusqu'à la détection de la paroi verticale de rang n+1 par le détecteur de contact (114), - une étape de dégagement (206) au cours de laquelle l'unité de contrôle (112) commande les moteurs (108, 110) pour reculer le robot (100) sur une distance de dégagement pour se dégager de la paroi verticale de rang n+1, - une étape de rotation (208) au cours de laquelle l'unité de contrôle (112) commande les moteurs (108, 110) pour faire faire au robot (100) une rotation sur lui- même pour se caler contre la paroi verticale de rang n+1, - une étape de test (210) au cours de laquelle l'unité de contrôle (112) vérifie si n est égal à N, dans le cas où n est différent de N, le procédé de nettoyage (200) se poursuit par: - une étape d'incrémentation (212) au cours de laquelle l'unité de contrôle (112) incrémente de '1' la valeur de n, et - un bouclage (214) au cours duquel le procédé de nettoyage (200) boucle sur l'étape d'avancement (204), dans le cas où n est égal à N, le procédé de nettoyage (200) se poursuit par: - une étape de finition (216) au cours de laquelle l'unité de contrôle (112) commande les moteurs (108, 110) pour avancer le robot (100) le long de la paroi verticale de rang '1' jusqu'à la détection de la paroi verticale de rang '2' par le détecteur de contact (114), et - une étape d'arrêt (218). 2) Procédé de nettoyage (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au cours des étapes d'avancement (204) et de finition (216), l'unité de contrôle (112) contraint le robot (100) à rouler contre la paroi verticale (53, 54). 3) Procédé de nettoyage (200) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de contrôle (112) commande chaque moteur (108, 110) de manière à ce que la vitesse des roues (104) qui sont contre la paroi verticale (53, 54) soit inférieure à la vitesse des roues (106) qui ne sont pas contre la paroi verticale (53, 54). 4) Procédé de nettoyage (200) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le robot (100) comporte un gyroscope (118) présentant un décalage angulaire par rapport à la direction d'avancement (116) du robot (100). 5) Procédé de nettoyage (200) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au cours de l'étape de rotation (208), l'angle de rotation est inférieur à l'angle réel entre les parois verticales (53, 54). 6) Procédé de nettoyage (200) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le robot (100) comporte un détecteur de distance (122) destiné à mesurer la distance entre le robot (100) et la paroi verticale (53, 54) qu'il suit, et en ce que, au cours des étapes d'avancement (204) et de finition (216), lorsque la distance mesurée est supérieure à un seuil, l'unité de contrôle (112) commande chaque moteur (108, 110) de manière à ce que la vitesse des roues (104) qui sont contre la paroi verticale (53, 54) soit inférieure à la vitesse des roues (106) qui ne sont pas contre la paroi verticale (53, 54). 7) Robot (100) destiné à nettoyer un bassin (50) comportant un fond (52) et N parois verticales (53, 54), et comportant un détecteur de contact (114), un châssis (102), sur lequel sont montés un ensemble de roues gauches (104) et un ensemble de roues droites (106), chaque ensemble étant entraîné en rotation par un moteur (108, 110) commandé par une unité de contrôle (112), ledit robot (100) étant tel que: - l'unité de contrôle (112) est prévue pour commander les moteurs (108, 110) afin de caler le robot (100) contre une paroi verticale,- l'unité de contrôle (112) est prévue pour commander les moteurs (108, 110) afin d'avancer le robot (100) le long d'une paroi verticale tant que le détecteur de contact (114) ne détecte aucun contact, - l'unité de contrôle (112) est prévue pour commander les moteurs (108, 110) afin de reculer le robot (100) sur une distance de dégagement lorsque le détecteur de contact (114) détecte un contact, - l'unité de contrôle (112) est prévue pour commander les moteurs (108, 110) afin de faire faire au robot (100) une rotation sur lui-même après le dégagement, - l'unité de contrôle (112) est prévue pour vérifier si n est égal à N, dans le cas où n est différent de N: - l'unité de contrôle (112) est prévue pour incrémenter de '1' la valeur de n, et dans le cas où n est égal à N: - l'unité de contrôle (112) est prévue pour commander les moteurs (108, 110) afin d'avancer le robot (100) le long d'une paroi verticale tant que le détecteur de contact (114) ne détecte aucun contact. 8) Robot (100) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un gyroscope (118) présentant un décalage angulaire par rapport à la direction d'avancement (116) du robot (100). 9) Robot (100) selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte une roulette de contact (120) à axe de rotation vertical destinée à assurer le contact contre la paroi verticale (53, 54).