Brevet FR3048405A1 — publié le 20170908

ROBOT MOTORISE AUTONOME POUR LE TRANSPORT DE CHARGES DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne un robot autonome motorisé. Elle concerne 5 plus particulièrement un robot autonome doté de moyens de repérage. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002]Les robots autonomes motorisés sont aujourd'hui bien connus et utilisés 10 dans de nombreux domaines tels que la logistique, l'agriculture, la production industrielle, etc. Une part importante des robots utilisés est destinée à transporter des charges sur de courtes distances. Pour assurer leur déplacement de façon autonome, les robots doivent comporter des moyens de repérage et de guidage. De nombreuses formes de mises en oeuvre existent aujourd'hui, avec des 15 capteurs et/ou caméras agencés à des endroits permettant de mettre en oeuvre les fonctions de repérage, tout en permettant au robot de réaliser sa mission de base, le transport de charge. On observe plusieurs exigences contradictoires entre le fait de doter le robot des équipements lui permettant d'être autonome, le fait de conserver des espaces de chargement facilement accessibles et la protection des 20 moyens de repérage contre les chocs et autres aléas liés à une utilisation intensive. Une des solutions les plus utilisées à ce jour consiste à prévoir un mât ou autre système de bras permettant de positionner en hauteur un ou plusieurs capteurs. La position surélevée par rapport au robot et à la zone de manipulation des charges permet de protéger les capteurs. D'autres exemples de solutions sont 25 présentés ci-après. [0003]Le document FR2994057 décrit un robot de taille de vignes comprenant des moyens de captation d'images comprenant des moyens de projection d'au moins un faisceau laser sur lesdits pieds de vigne et leurs branches, des moyens 30 de relevé et d'enregistrement d'une série d'images relatives à la forme dudit faisceau laser sur lesdits pieds de vigne et leurs branches. Pour fonctionner de Eff rob 360_fr 3048405 2 façon fiable et efficace, un tel agencement doit comporter une pluralité de capteurs d'images. [0004]Le document CN204733244 décrit une caméra pour robot à lentille étanche. La caméra dispose d'un angle de vision à 360°. L'utilisation de cette caméra ne permet pas une détection fiable des obstacles. En outre, la caméra est sensible aux variations de lumière et ne permet donc pas une utilisation multimodale. [0005]Le document CN204173040 décrit un chariot élévateur disposant d'un système de navigation laser. Le système de navigation laser est installé sur la colonne de navigation. [0006]Le document CN204440168 décrit un véhicule guidé automatique de haute sécurité (AGV) comprenant un corps de véhicule, des roues motrices, un dispositif de commande, un capteur laser de navigation, une pompe à air et une plate-forme de transport de marchandise installés sur la carrosserie du véhicule. Le dispositif de laser est installé en hauteur du véhicule. [0007]Le document US2005246065 décrit un capteur volumétrique pour la navigation d'un robot afin d'éviter les obstacles présent dans sa trajectoire. Le capteur est installé sur une plate-forme avec un laser et un détecteur dirigé vers un miroir pivotant dans un cylindre qui peut tourner à 360° par un moteur. Une came rotative incline le miroir afin de fournir un balayage laser et des mesures de distances d'obstacles. [0008]Dans ces dernières solutions, la présence d'un capteur disposé en hauteur ne permet pas de garantir l'obtention d'une information fiable pour le robot, notamment lors d'une utilisation en terrain accidenté. En effet, dans ces conditions, l'inclinaison du détecteur laser installé en hauteur fausse les résultats qui sont présenté dans un repère sur sol plat alors que les lectures sont effectuées à partir d'un autre repère, non connu, et qui change sans cesse en fonction des Eff rob 360_fr 3048405 3 conditions du sol. Les informations erronées obtenues sont susceptibles de causer des collisions ou des situations de blocage du robot. [0009]Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention prévoit différents 5 moyens techniques. EXPOSE DE L'INVENTION 10 [0010] Tout d'abord, un premier objet de l'invention consiste à prévoir un robot motorisé autonome permettant le transport de marchandises dont le déplacement est assuré de manière fiable et simple. [0011]Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un robot motorisé de 15 construction peu coûteuse. [0012]Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un robot motorisé dont la mise en oeuvre est simple. 20 [0015]Pour ce faire, l'invention prévoit un robot motorisé comprenant un corps monté sur roues, un plateau de chargement agencé au dessus dudit corps, le plateau étant espacé du corps au moyen d'ailettes de séparation, de façon à former une zone de vision sensiblement libre dans laquelle au moins un dispositif de repérage est agencé. 25 [0016]Selon une telle architecture, le dispositif de repérage est protégé contre les risques liés aux conditions d'utilisations, tels l'éblouissement du soleil ou encore la pluie qui sont susceptibles de nuire au fonctionnement du dispositif. Le capteur est notamment bien protégé contre le ruissellement de la pluie, qui pourrait perturber 30 le faisceau laser. La position préférentielle sensiblement au centre du corps du robot ou du plateau porte-charge limite les dépôts de poussière qui affectent aussi les performances du laser. [0017]Le dispositif se retrouve également protégé d'éventuels chocs directs Eff rob 360_fr 3048405 4 notamment avec des branches et ou tout autre obstacle susceptibles de le mettre hors d'usage. Les ailettes de séparation contribuent à assurer cette protection et protègent également contre les chocs qui pourraient endommager la vitre du capteur. 5 [0018]Enfin, la position du capteur en zone basse, sous la charge, près du sol, permet de conserver une bonne fiabilité même sur sol irrégulier. En outre, une telle architecture est simple et peu coûteuse à mettre en oeuvre. 10 [0019]Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de repérage comprend un laser, de préférence un scanner laser ou « LIDAR », acronyme en langue anglaise pour « Light Detection and Ranging » (désignant le concept de détection et repérage à base d'émission de faisceau lumineux). 15 [0020]Selon une telle architecture, le laser permet un usage dans des conditions diverses à l'inverse d'un dispositif de caméra vidéo, par exemple. En effet, le laser peut être utilisé tant dans une pièce plongée dans l'obscurité, qu'en extérieur en présence d'un soleil intense. 20 [0021]Selon un autre mode de réalisation avantageux, le dispositif de repérage comprend un Lidar, adapté pour émettre un faisceau rotatif sur une plage angulaire de 360°. [0022]Cette caractéristique présente l'avantage d'offrir une visibilité totale pour le 25 robot à l'aide d'un unique capteur, simplifiant considérablement l'architecture et la mise en oeuvre du système. [0023]De manière avantageuse, les ailettes de séparation sont constituées de plaquettes sensiblement minces, par exemple en alliage métallique ou en 30 matériau composite. [0024]Egalement de manière avantageuse, les ailettes de séparation sont Eff rob 360_fr 3048405 5 orientées de sorte que leur plan principal soit sensiblement parallèle à l'axe du faisceau du dispositif de repérage. [0025]Cette architecture permet de maximiser la zone de vision en évitant les 5 interruptions du faisceau du dispositif de repérage. [0026]Selon encore un autre mode de réalisation, le dispositif de repérage comporte un seul capteur. Cette caractéristique technique permet d'obtenir un agencement simple, avec un câblage limité, et une grande fiabilité. Un tel 10 agencement permet de limiter les coûts et de simplifier la construction du robot. DESCRIPTION DES FIGURES [0027]Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, 15 complétée par les figures 1 et 2, présentées uniquement à des fins d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en élévation d'un exemple de robot selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus, sans le plateau de chargement, du robot de la figure 1. 20 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION [0028]Les figures 1 et 2 illustrent un exemple de réalisation d'un robot 1 comprenant un corps 2 monté sur roues 3. Dans cet exemple, le corps 2 est de 25 forme rectangulaire, et sensiblement plat, pour maintenir le centre de gravité près du sol et faciliter les opérations de chargement et de déchargement par l'opérateur. En variante, le corps peut être conçu selon une vaste panoplie de formes et de profils, en fonction des utilisations prévues, et des qualités esthétiques requises. De façon classique, le robot comporte au moins un moteur, 30 électrique ou thermique, et des moyens permettant de gérer les déplacements de façon autonome. Eff rob 360_fr 3048405 6 [0029] Comme on le voit à la figure 1, le robot comprend un plateau de chargement 4 agencé au dessus du corps 2. Cette position permet une grande aisance pour manipuler les charges à transporter par le robot. La figure 1 montre également que le plateau 4 est espacé du corps 2. Dans cet exemple, la 5 surélévation du plateau est assurée par des ailettes 5 de séparation, agencées entre le dessus du corps 2 et le dessous du plateau. [0030]Tel que montré à la figure 2, le robot de cet exemple de réalisation comprend 6 ailettes réparties de façon à bien supporter la totalité de la surface du 10 plateau, soit deux ailettes à chaque extrémité et deux ailettes vers la zone médiane du corps. Le robot est conçu pour avancer dans au moins une direction, avantageusement deux, et de préférence plusieurs directions angulaires. Le changement de direction angulaire est assuré soit pas pivotement des roues (deux ou quatre roues directionnelles) ou par variation de vitesse angulaire relative entre 15 les roues de chaque côté du robot. [0031]A cet effet, le robot est avantageusement équipé de quatre moteurs électriques, implantés dans les axes des roues. En variantes, il comprend seulement deux moteurs. D'autres configurations sont aussi possibles, par 20 exemple avec un moteur unique et deux ou quatre roues motrices. Le corps 2 permet de loger une ou plusieurs batteries et les éléments électroniques requis pour assurer la gestion et le guidage du robot. [0032]La surélévation du plateau 4 par rapport au dessus du corps permet de 25 former une zone 7 de vision, sensiblement libre dans laquelle un dispositif de repérage 6, de préférence unique, est agencé. [0033] Dans l'exemple illustré, les ailettes 5 de séparation sont constituées de plaquettes sensiblement minces orientées de sorte que leur plan principal soit 30 sensiblement parallèle à l'axe du faisceau du dispositif de repérage 6. Toujours dans l'exemple des figures 1 et 2, le dispositif de repérage 6 comprend un laser ou un Lidar, ou autre capteur de distance, adapté pour permettre de repérer les Eff rob 360_fr 3048405 7 objets environnants sur une plage angulaire préférentielle de 360°. Les ailettes sont suffisamment minces et espacées pour ne pas entraver la vision de l'environnement. 5 [0034]En variante, d'autres types de capteurs peuvent être utilisés, tels que une ou plusieurs caméras, un ou plusieurs capteurs inductifs, ou autres. Des solutions hybrides, avec plusieurs types de capteurs, peuvent aussi être mises en oeuvre. Encore en variante, pour balayer la plage de 360°, on prévoit deux ou plus capteurs disposés de façon complémentaire. 10 [0035] Les Figures et leurs descriptions faites ci-dessus illustrent l'invention plutôt qu'elles ne la limitent. En particulier, l'invention et ses différentes variantes viennent d'être décrites en relation avec un exemple particulier comportant un capteur laser agencé centralement entre le dessus du corps du robot et le 15 dessous du plateau de chargement. [0036] Néanmoins, il est évident pour un homme du métier que l'invention peut être étendue à d'autres modes de réalisation dans lesquels en variantes, on prévoit un emplacement différent pour le laser, comme par exemple sous le 20 plateau de chargement, ou encore à une position différence dans la zone de vision. Eff rob 360_fr 3048405 8 Numéros de référence employés sur les figures 1 Robot 2 Corps du robot 5 3 Roues 4 Plaque de chargement ou plaque porte-charge 5 Ailettes de séparation 6 Dispositif de repérage 7 Zone de vision 10 Eff rob 360_fr REVENDICATIONS1. Robot (1) motorisé comprenant un corps (2) monté sur roues (3), un plateau de chargement (4) agencé au dessus dudit corps, le plateau étant espacé du corps au moyen d'ailettes (5) de séparation, de façon à former une zone de vision (7) sensiblement libre dans laquelle au moins un dispositif de repérage (6) est agencé. 2. Robot selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de repérage (6) comprend un laser. 3. Robot selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de repérage comprend un Lidar adapté pour émettre un faisceau rotatif sur une plage angulaire 15 de 360°. 4. Robot selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les ailettes (5) de séparation sont constituées de plaquettes sensiblement minces. 20 5. Robot selon la revendication 4 précédentes, dans lequel les ailettes (5) de séparation sont orientées de sorte que leur plan principal soit sensiblement parallèle à l'axe du faisceau du dispositif de repérage. 6. Robot selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif 25 de repérage (6) comporte un seul capteur. Eff rob 360_fr