Brevet FR3056134A1 — publié le 20180323

DISPOSITIF ROBOTISE POUR L'INSPECTION D'UNE STRUCTURE D'AERONEF L'invention se rapporte à un dispositif robotisé pour l'inspection d'une structure d'aéronef. On connait déjà, par le document FR3027831, un dispositif robotisé permettant d'accéder à un compartiment d'un aéronef tel qu'une aile, afin de réaliser l'inspection de l'aile lors d'opérations de maintenance. Un tel dispositif robotisé comprend un robot relié à une plateforme mobile configurée pour pourvoir être introduite dans le compartiment et se déplacer le long d'un élément de guidage solidaire de l'aéronef et disposé à l'intérieur dudit compartiment, tel qu'un raidisseur. Cependant, certains éléments de l'aéronef, comme par exemple la surface extérieure du fuselage, ne présente pas d'éléments structurels pouvant être utilisés comme un élément de guidage d'un dispositif robotisé. La présente invention concerne un dispositif robotisé remédiant à tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'objet de l'invention est un dispositif robotisé pour l'inspection d'une structure d'aéronef comprenant un robot. Le dispositif robotisé comprend également une structure gonflable pourvue d'au moins un moyen d'accrochage pour le robot, ledit moyen d'accrochage étant agencé sur une enveloppe de la structure gonflable, l'enveloppe possédant une extrémité obturée et une extrémité opposée reliée à un moyen d'admission d'un fluide sous pression, l'enveloppe comprenant au moins deux tronçons tubulaires formant un chemin d'inspection et sur lesquels se déplace le robot. Préférentiellement, chaque tronçon tubulaire du dispositif robotisé selon l'invention est orienté selon une direction différente du tronçon tubulaire adjacent. Selon un mode préféré de réalisation, l'extrémité opposée de l'enveloppe est solidaire d'une base formant également une unité de stockage reliée au moyen d'admission et dans laquelle la structure gonflable est déplaçable entre une position stockée dans laquelle la structure gonflable est stockée dans l'unité de stockage et une position déployée dans laquelle la structure gonflable est à l'extérieur de l'unité de stockage et reliée à la base uniquement par l'extrémité opposée. Avantageusement, la structure gonflable du dispositif robotisé selon l'invention comprend un câble de rappel positionné à l'intérieur de l'enveloppe. 3056134 2 Préférentiellement, le dispositif robotisé selon l'invention comprend un enrouleur de câble sur lequel le câble de rappel est enroulé lorsque la structure gonflable est en position stockée. Selon une variante de réalisation, ledit moyen d'accrochage est constitué d'une glissière 5 souple. Selon une autre variante de réalisation, ledit moyen d'accrochage est constitué d'une pluralité de reliefs formés par des morceaux de mousse agencés le long des tronçons de l'enveloppe. Avantageusement, la structure gonflable du dispositif robotisé selon l'invention comprend 10 des moyens d'appui agencés le long de l'enveloppe de telle sorte, qu'en utilisation, les moyens d'appuis forment une surface d'appui avec le plancher de la structure. Selon une variante, l'unité de stockage est formée par une boite montée sur des roulettes. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur 15 lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un dispositif robotisé selon l'invention dans une position déployée pour inspecter une structure d'avion, - La figure 2 est une vue d'une structure gonflable du dispositif robotisé selon 20 l'invention dans une position dégonflée, et - La figure 3 est une vue d'un mode de réalisation du dispositif robotisé selon l'invention dans une position stockée. On a représenté à la figure 1 un dispositif robotisé 1 pour l'inspection d'une structure 10 d'un aéronef, ici une aile. La structure 10 comprend plusieurs points 25 d'inspection 15a, 15b, 15c, 15d, 15e et plusieurs obstacles 20, tels qu'un plancher 21 équipé d'un premier trou de visite 22a, des parois 23a, 23b ou encore une cloison 24 équipée d'un deuxième trou de visite 22b. Le dispositif robotisé 1 comprend un robot 5, une structure gonflable 25 pourvue d'au moins un moyen d'accrochage 32. Le robot 5 est, par exemple, celui décrit dans la demande W02015097708. La structure gonflable 25 est constituée d'une enveloppe 25a en toile qui a une forme tubulaire, avec une section de préférence elliptique, formée en roulant la toile sur elle-même de manière à former un tube qui est maintenu en forme par une 3056134 3 soudure longitudinale. L'enveloppe 25a possède une extrémité obturée 26a et une extrémité opposée 26b solidaire d'une base 30 reliée à des moyens d'admission 40 d'un fluide sous pression, ici de l'air. Selon un mode de réalisation, la base 30 forme également une unité de stockage 35 pour la structure gonflable 25. 5 La toile de la structure gonflable 25 est réalisée dans un matériau flexible et étanche à l'air. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 2, l'enveloppe 25a de la structure gonflable 25 comprend six tronçons tubulaires 27a, 27b, 27c, 27d, 27e, 27f assemblés les uns aux autres, par une soudure ou une couture, de manière à former un chemin d'inspection 45. Dans l'ensemble de la description, l'ordre des tronçons tubulaires 27a-f est 10 défini selon le sens de circulation du fluide à partir du moyen d'admission 40, le premier tronçon tubulaire 27a correspondant au tronçon tubulaire lié au moyen d'admission 40 d'un fluide sous pression. Chaque tronçon tubulaire 27a-f est orienté dans une direction et/ou un plan différents des tronçons tubulaires 27a-f adjacents. Lorsque le moyen d'admission 40 d'un fluide sous pression est en fonctionnement, la structure gonflable 25 se déploie dans la structure 10 selon un chemin d'inspection 45 permettant de contourner les obstacles de la structure 10 afin d'atteindre l'ensemble des points d'inspection 15a-e. A titre d'exemple, le au moins un moyen d'accrochage 32 de la structure gonflable 25 est constitué d'une pluralité de reliefs formés par des morceaux 32a de mousse (visibles sur la figure 2) agencés le long des tronçons de l'enveloppe 25a. Selon une variante, le au moins un moyen d'accrochage 32 est constitué d'une glissière souple 32b en caoutchouc (visible sur la figure 1) alignée le long de l'enveloppe 25a et agencée sur la portion centrale de la toile. Selon une autre variante de réalisation, la structure gonflable 25 comprend également des moyens d'appuis 37 (visibles sur la figure 1) agencés le long de l'enveloppe 25a de telle sorte, qu'en utilisation, les moyens d'appuis 37 forment une surface d'appui avec le plancher 21 de la structure 10 dans l'exemple illustré. A titre d'exemple, ces moyens d'appuis 37 sont des tronçons tubulaires réalisés dans le même matériau que les tronçons tubulaires 27a-f et sont assemblés, par soudure ou couture, aux tronçons tubulaires 27a-f. Avantageusement, la structure gonflable 25 comprend un câble de rappel 42 positionné à l'intérieur de l'enveloppe 25a. Le câble de rappel 42 est fixée, d'une part, à l'extrémité obturée 26b de l'enveloppe 25a et d'autre part à un enrouleur de câble 43. Selon une 3056134 4 variante (illustrée à la figure 1), l'enrouleur de câble 43 est manuel et est actionné par une manivelle 44a. Selon une autre variante (illustrée à la figure 3), l'enrouleur de câble 43 est actionné par un moteur 44b. Selon une variante, l'unité de stockage 35 est mobile et est formée par une boite 35a montée sur des roulettes 35b. La partie supérieure 35c de la boite 35a comprend une ouverture 46 sur laquelle est fixée la paroi intérieure 34b de l'extrémité opposée 26b de la structure gonflable 25. Le moyen d'admission 40 est associée à la base 30 sur l'une des parois de la boite et comprend un compresseur à air bidirectionnel. Le moyen d'admission 40 est configuré pour, d'une part, insuffler le fluide sous pression dans la structure gonflable 25 et, d'autre part, extraire le fluide de la structure gonflable 25. L'unité de stockage 35 est équipée d'un moyen 5 de retenue 38, tel qu'un clapet antiretour. Le moyen de retenue 38 de l'unité de stockage 35 maintient la structure gonflable 25 une pression P constante identique à une valeur référence Pr. Cette valeur référence Pr correspond à la valeur de pression P nécessaire pour conférer à la structure 25 une rigidité suffisante pour supporter le robot 5. Hors utilisation, la structure gonflable 25 est dans une position stockée dans laquelle l'unité 10 de stockage 35 comprend la structure gonflable 25 pliée sur l'envers et le câble de rappel 42 intégralement enroulé sur l'enrouleur de câble 43. En utilisation, l'unité de stockage 35 est amenée au niveau d'un orifice d'entrée 10a de la structure 10. Le moyen d'admission 40 est mis en marche et insuffle le fluide afin de gonfler la structure gonflable 25 et la déplacer jusqu'à une position déployée dans laquelle la 15 structure gonflable 25 est à l'extérieur de l'unité de stockage 35, déployée dans la structure 10 et reliée à la base 30 uniquement par l'extrémité opposée 26a. Dans l'exemple illustré sur les dessins annexés, le chemin d'inspection 45 formé par l'enveloppe 25a de la structure gonflable, visible en position dégonflée sur la figure 2, présente un tronc 45a comprenant quatre coudes à 90° permettant d'atteindre les points d'inspection 15a-d de la structure 10 de l'exemple illustré. Selon une variante, le chemin d'inspection 45 comprend, par exemple, une branche 45b permettant d'atteindre le point d'inspection 15e écarté de la trajectoire définie par les points d'inspection 15a-d. L'unité de stockage 35 comprenant la structure gonflable 25 est positionnée en-dessous du premier trou de visite 22a de la structure 10. Ce premier trou de visite 22a est également l'orifice d'entrée 10a de la structure gonflable 25 dans la structure 10. Lorsque le moyen 3056134 5 d'admission 40 est mis en fonctionnement, la structure gonflable 25 se déploie dans une première direction et entre dans la structure 10 par le premier trou de visite 22a puis elle se déploie dans un plan de déplacement parallèle au plancher 21 de la structure 10 jusqu'à atteindre le premier point d'inspection 15a. La structure gonflable 25 se déploie ensuite 5 jusqu'au deuxième trou de visite 22b qu'elle traverse. Dans une première variante, la longueur du premier tronçon tubulaire 27a est définie afin que le plan de déplacement soit aligné sur la position du deuxième trou de visite 22b. Selon une deuxième variante, les deuxième et/ou troisième tronçons tubulaires 27b, 27c présentent une inclinaison permettant au structure gonflable 25 d'atteindre le deuxième trou de visite 22b depuis le 10 plancher 21 de la structure 10. Lorsque la structure gonflable 25 est intégralement déployée, le câble de rappel 42 est complètement déroulé. Le moyen d'admission 40 continue d'insuffler le fluide dans la structure 10 jusqu'à ce que la pression P dans la base 30 atteigne la valeur référence Pr déterminée préalablement. Selon 15 une première variante, l'unité de stockage 35 est équipée d'un capteur de pression mesurant la pression P dans la base 30 et le moyen d'admission 40 d'un fluide sous pression s'arrête dès que la pression P a atteint la valeur référence Pr. Selon une deuxième variante, le débit du moyen d'admission 40 d'un fluide sous pression étant connu, l'unité de stockage 35 est équipée d'un chronomètre et le moyen d'admission 40 s'arrête dès que le 20 temps nécessaire pour que la pression P dans la base 30 atteigne Pr est écoulé. Lorsque la pression Pr est atteinte dans la base 30, le robot 5 est installé sur un moyen d'accrochage 32 de la structure gonflable 25, à une position appelée position initiale. Le robot 5 suit le chemin d'inspection 45 définie par la structure gonflable 25 déployée et atteint ainsi l'ensemble des différents points d'inspection 15a-e. Lorsque l'inspection est 25 terminée, le robot 5 se déplace en marche arrière sur la structure gonflable 25 déployée afin de revenir à la position initiale et être retiré de la structure gonflable 25 déployée. Après le retrait du robot 5, le fluide est extrait de la structure gonflable 25. Le câble de rappel 42 positionne la structure 25 dégonflée dans la base 30 de l'unité de stockage 35. Ainsi, le dispositif robotisé 1 peut être stocké. 30 Le dispositif robotisé 1 selon l'invention peut être utilisé pour une inspection d'une structure interne à un aéronef (comme une zone d'installation de systèmes dans un tronçon de fuselage) ou d'une structure externe à un aéronef (peau d'un avion, antenne...). 3056134 6 Le dispositif robotisé 1 selon l'invention permet de simplifier le robot 5 utilisé puisqu'il n'est pas nécessaire d'installer un système de positionnement. Seul un système de déplacement et au moins un outil d'inspection (caméras, capteur...) est installé sur le robot 5. On comprend que le nombre, les dimensions et l'orientation des tronçons tubulaires formant l'enveloppe de la structure gonflable sont définis en fonction de la structure à inspecter par le robot ainsi qu'en fonction des obstacles présents dans cette structure. On comprend également que la structure gonflable 25 dans une variante ne soit pas associée 5 à une unité de stockage 35 mais directement reliée à l'unité d'admission 40. REVENDICATIONS1. Dispositif robotisé (1) pour l'inspection d'une structure (10) d'aéronef comprenant un robot (5) caractérisé en ce que le dispositif robotisé (1) comprend également une structure gonflable (25) pourvue d'au moins un moyen d'accrochage (32) pour le robot (5), ledit moyen d'accrochage (32) étant agencé sur une enveloppe (25a) de la structure gonflable (25), l'enveloppe (25a) possédant une extrémité obturée (26b) et une extrémité opposée (26a) reliée à un moyen d'admission (40) d'un fluide sous pression, l'enveloppe (25a) comprenant au moins deux tronçons tubulaires (27a-f) formant un chemin d'inspection (45) et sur lesquels se déplace le robot (5). 2. Dispositif robotisé (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tronçon tubulaire (27a-f) est orienté selon une direction différente du tronçon tubulaire adjacent (27a-f). 3. Dispositif robotisé (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extrémité opposée (26a) de l'enveloppe (25a) est solidaire d'une base (30) formant également une unité de stockage (35) reliée au moyen d'admission (40) et dans laquelle la structure gonflable (25) est déplaçable entre une position stockée dans laquelle la structure gonflable (25) est stockée dans l'unité de stockage (35) et une position déployée dans laquelle la structure gonflable (25) est à l'extérieur de l'unité de stockage (35) et reliée à la base (30) uniquement par l'extrémité opposée (26a). 4. Dispositif robotisé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la structure gonflable (25) comprend un câble de rappel (42) positionné à l'intérieur de l'enveloppe (25a). 5. Dispositif robotisé (1) selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le dispositif robotisé (1) comprend un enrouleur de câble (43) sur lequel le câble de rappel (42) est enroulé lorsque la structure gonflable (25) est en position stockée. 3056134 8 6. Dispositif robotisé (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit moyen d'accrochage (32) est constitué d'une glissière souple (32b). 7. Dispositif robotisé (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit 5 moyen d'accrochage (32) est constitué d'une pluralité de reliefs formés par des morceaux (32a) de mousse agencés le long des tronçons (27a-f) de l'enveloppe (25a). 8. Dispositif robotisé (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure gonflable (25) comprend des moyens d'appui (37) agencés le long de 10 l'enveloppe (25a) de telle sorte, qu'en utilisation, les moyens d'appuis (37) forment une surface d'appui avec le plancher (21) de la structure (10). 9. Dispositif robotisé selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que l'unité de stockage (35) est formée par une boite (35a) montée sur des 15 roulettes (35b).