Brevet FR3052739A1 — publié le 20171222

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION L'invention à pour domaine technique les petits véhicules autonomes à roues jumelles de transports de colis Ces véhicules sont connus de l'homme de l'art sous le nom de « diwheel » en anglais. Ces véhicules ont deux grandes roues parallèles avec une plateforme au centre où un colis ou des objets peuvent être entreposés. Ce type de véhicule est extrêmement maniable et a la capacité de se déplacer par un pilotage à distance ou de façon autonome. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE De l'état de la technique antérieur, on connait les documents suivants. De nombreuses publications dans la littérature présentent ce type de véhicule. Nous pouvons citer « Control of an electric diwheel » publiée par l'Université d'Adelaide en Australie par B. Cazzolato, J. Harvey, C. Dyer, K. Fulton, E. Schumann, T. Zhu et Z. Prime (Proceedings of Australasian Conference on Robotics and Automation, 7-9 Dec 2011, Monash University, Melbourne Australia). Ce véhicule est doté de deux grandes roues parallèles et d'un cockpit central. Les roues sont reliées au cockpit par trois roulettes. Deux moteurs électriques fixés sur le châssis entrainent chacun une roue et permettent au véhicule de se déplacer. Ce véhicule est destiné à transporter des personnes. Les premiers « diwheel » destinés au transport d'humains sont apparus dans les années 1870, avec notamment le Otto Dicycle, puis remis au gout du jour dans les années 1940 avec des réalisations comme Vereycken Diwheel, ou le brevet de 1947 d'Ernest Fraquelli déposé en Belgique sous le nom « Twowheeled vehicle supportive of each other ». Tous ces brevets portent sur des véhicules à roues jumelles permettant à des êtres humains de se déplacer en les conduisant. Ces véhicules de grande taille permettent de se déplacer avec des colis, mais nécessitent de transporter aussi un être humain pour le diriger. Cela impose donc des véhicules de taille importante non utilisables dans des lieux exigus. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose un véhicule tel que défini dans l'introduction de type « diwheel », de petite taille, où au centre est disposé un caisson pour accueillir des colis ou du matériel à transporter. Le véhicule ne transporte que du matériel et aucun être humain. L'opérateur dirige à distance le diwheel qui se déplace grâce à la puissance apportée par deux ou plusieurs moteurs électriques sur chacune des roues. Ces machines électriques étant pilotées par un dispositif électronique afin de gérer le contrôle de trajectoire du diwheel. Le matériel ou colis sont déposés dans le casier central qui est protégé par les deux grandes roues du diwheel. Le diwheel peut se déplacer en intérieur et en extérieur pour acheminer des colis d'un lieu de départ à un lieu d'arrivée afin de soulager les opérateurs. 3052739 2 Ce véhicule a de fortes capacités de manoeuvres grâce au principe du « diwheel » et ces deux roues entrainées par deux ou plus moteurs électriques, ce qui permet de gérer chacune indépendamment. Ainsi le véhicule peut tourner sur place en appliquant des couples opposés en signe sur chacune des roues, 5 ce qui lui donne comme avantage un rayon de braquage infini. Grace à ces propriétés de manoeuvrabilité, cela confère au véhicule une excellente capacité de déplacement dans les lieux exigus. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION 10 La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique du véhicule de coté, de dessus et de 15 face - la figure 2 est un organigramme illustrant les différentes étapes d'un procédé de pilotage du véhicule DISPOSITIF 20 Dans la description les termes « roues externe » et « roues interne » seront utilisés suivant la proximité de celles-ci du centre de rotation de la roue externe. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un véhicule de type « diwheel », qui comprend deux roues externes 1 et un châssis 2a et 2b. Les roues externes 1 sont de part et d'autre du châssis 2a, 2b et du casier 7 de 25 transport. Pour des raisons de lisibilité, seul une roue externe 1 et une partie du châssis 2a, b sont représentés sur le vue de coté, en particulier la roue interne 2a fixe avec le châssis 2a et 2b. Le châssis du diwheel se décompose en la roue interne 2a fixe avec la partie basse et transversale du châssis 2b. 30 Les roulettes en forme de poulie 3a, 3b et 3c guident les roues extérieures la et 1 b sur les roues intérieures 2a. Ainsi les roues extérieures la et 1 b tournent autour de leur centre « O » qui est aussi le centre des roues internes 2a fixes sur le châssis 2b. Sur le châssis 2b sont fixés deux moteurs électriques 8a et 8b qui par 35 l'intermédiaire d'une roue à friction 4 entraîne les grandes roues externes 1. Ces moteurs électriques 8a et 8b permettent de transmettre de la puissance vers les roues externes 1 a et 1 b et de propulser en marche avant et marche arrière le véhicule. Les moteurs 8a et 8b peuvent être commandés par le système électronique 40 6 de façon indépendante et donc délivrer des couples différents aux roues la et 1 b. Une batterie 5 contrôlée par le dispositif électronique 6 permet de fournir la puissance électrique aux moteurs électriques 8a et 8b. Cette batterie est rechargeable en fin de service du véhicule et permet une autonomie énergétique 45 suffisante au diwheel entre deux périodes de charge. Le casier 7 permet de transporter des colis ou du matériel, par exemple, à titre non limitatif, afin de seconder un opérateur sur un site privé ou sur voie publique. Le casier, sur cet exemple de réalisation non limitatif, a la capacité de porter jusqu'à 30 kilogrammes de colis ou de matériel à déplacer. 3052739 3 Le casier 7 peut être ouvert par exemple pour les déplacements sur site fermé, ou peut être sécurisé avec une porte et un système de verrouillage à code par exemple pour les déplacements sur voie publique. Le dispositif électronique 6 permet de recevoir les ordres de l'opérateur qui 5 pilote à distance le véhicule, par exemple à titre non limitatif, avec une radiocommande. Ce dispositif électronique 6 comporte un processeur (CPU), une mémoire vive (RAM), une mémoire morte (ROM), des convertisseurs analogique-numériques (ND) et différentes interfaces d'entrée et de sortie. Grace à ces interfaces d'entrées, le calculateur 6 mémorise en continu : 10 - La demande télétransmise de l'opérateur de marche avant ou de marche arrière - La demande télétransmise de l'opérateur de tourner à droite ou de tourner à gauche Ce dispositif électronique va interpréter ces signaux d'entrée de marche 15 avant, marche arrière, tourner à droite ou à gauche et en suivant un automate qui va piloter le moteur électrique droit 8a et le moteur électrique gauche 8b. PROCEDE - Fonctionnement marche avant et marche arrière 20 Classiquement, lorsque l'opérateur du diwheel veut accélérer le véhicule en marche avant ou arrière, il va télétransmettre 700a au dispositif électronique 6 une information au récepteur 100 visible sur la Figure 2. Ce récepteur proportionnel 100 transmet l'information à une cartographie 300 pour interpréter la volonté de l'opérateur en couple consigne à demander aux moteurs électriques 25 8a et 8b. Cette cartographie 300 est calibrable afin de typer la réponse du véhicule fonction des besoins des clients finaux. A titre d'exemple cette cartographie permet de rendre le véhicule plus ou moins nerveux avec des accélérations plus ou moins franches. 30 Pour faire avancer le diwheel sur une trajectoire droite, la même consigne de couple est appliquée sur les sorties 600a et 600b du dispositif électronique 6. Dans cette phase de fonctionnement, la demande de couple de 400 doit être nulle. - Si 600a et 600b appliquent une consigne identique de couple positif, 35 alors le diwheel va avancer en ligne droite, - Si 600a et 600b appliquent une consigne identique de couple négative, alors le diwheel va reculer en ligne droite, Les consignes de couple 600a et 600b sont appliquées à l'électronique de puissance des moteurs électriques 8a et 8b 40 - Fonctionnement pour tourner en roulant Dans ce mode de fonctionnement, l'opérateur veut avancer ou reculer en changeant de trajectoire, c'est-à-dire en tournant à droite ou à gauche. A l'identique du précédent mode de fonctionnement pour avancer ou 45 reculer, l'opérateur envoie un signal 700a au récepteur 100 qui au travers de la cartographie 300 demande une consigne de couple moyenne. En parallèle, l'opérateur demande au diwheel de tourner à gauche ou à droite, en envoyant un signal au récepteur 200. Cette commande proportionnelle est interprétée comme une différence de couple à appliquer aux moteurs 3052739 4 électriques droit 8a versus le moteur électrique gauche 8b. Cette différence de couple appelée « delta de couple » est calculée fonction de la demande de l'opérateur 200 au travers d'une cartographie 400 calibrable. Si l'opérateur veut tourner à droite, suivant l'intensité de cette demande, on 5 applique un delta de couple identique au moteur électrique droit 8a et au moteur électrique gauche 8b, avec une différence de signe. Pour tourner à droite, on va retrancher au couple moyen de traction, issu de la cartographie 300, le delta de couple au moteur droit 8a par l'intermédiaire de 500a et inversement on va ajouter le delta de couple au moteur gauche 8b par l'intermédiaire de 500 b. 10 Si l'opérateur veut tourner à gauche, on va ajouter un delta de couple au moteur droit 8a par l'intermédiaire de 500a et en même temps retrancher ce même delta de couple au moteur gauche 8b par l'intermédiaire de 500b. - Fonctionnement pour tourner à l'arrêt 15 Dans ce mode de fonctionnement, l'opérateur ne veut pas faire avancer le diwheel, il veut juste le faire tourner sur place. L'automate va donc recevoir qu'une demande de tourner à gauche ou à droite au travers du récepteur 200. L'automate recevant au travers du récepteur 100 aucune information, la cartographie 300 va demander un couple moyen de traction nul. 20 Comme pour le mode de fonctionnement pour tourner en roulant, la cartographie 400 va calculer un delta de couple fonction de la volonté de l'opérateur de tourner. Pour tourner à droite, l'automate va demander au moteur droit 8a un couple négatif, tandis qu'il va demander un couple positif au moteur gauche 8b. La valeur 25 absolue de ces deux couples étant identique. Inversement pour tourner à gauche, l'automate va demander au moteur droit 8a un couple positif, tandis qu'il va demander un couple négatif au moteur gauche 8b. La valeur absolue de ces deux couples étant identique. 30 REVENDICATIONS1. Diwheel comportant : « deux roues externes la et 1 b » - « un châssis 2a et 2b» se décomposant en « deux roues interne 2a » et « une partie basse de châssis 2b » - plusieurs « moteurs électriques 8a et 8b» fixent sur le « châssis 2b » entrainant en rotation les « roues externes la et lb » - un « casier 7 » pour le stockage de colis ou pièces - un réseau électrique se décomposant en une « batterie 5 » et un « dispositif électronique 6 » - des « roulettes 3a, 3b et 3c » pour guider en rotation les « roues externes la et 1 b » 2. Le diwheel selon la revendication précédente, permet de transporter des colis ou des pièces en intérieur ou en extérieur en étant téléguidé par un opérateur 3. Le diwheel selon la revendication 2, permet de transporter des pièces ou des colis dans un casier au centre des roues qui peut être fermé par un système sécurité à code. 4. Procédé de commande de déplacement d'un diwheel selon l'une quelconque des revendications précédentes pour appliquer des consignes de couple différentes aux moteurs électriques des roues extérieurs droites et gauche 5. Procédé de pilotage selon la revendication 4, dans lequel, l'opérateur pilote à distance avec toute la technologie pour le faire avancer / reculer / tourner (y compris sur place) le diwheel.25