Brevet FR3075029A1 — publié le 20190621

ROBOT DE NETTOYAGE DES SOLS La pr6sente invention concerne de maniere generale un robot de nettoyage des sols, et en particulier un robot autonome de nettoyage des sols pourvu de moyens de recuperation et/ou d'aspiration des dechets. II est connu dans l'art anterieur des dispositifs de nettoyage 5 autonomes des sols, et en particulier ceux qui detectent automatiquement les obstacles pour pouvoir ensuite les contourner. De tels dispositifs de nettoyage comprennent generalement un, voire deux, pare-chocs mantes mobiles par rapport a un chassis. Le ou les pare-chocs sont equipes d'un ou plusieurs capteurs aptes a detecter un mouvement du pare-chocs lors d'un 10 contact avec un obstacle. Par exemple, on connait un dispositif de nettoyage, distribue sous la marque 0 CLEANmaxx® » et dont le nom commercial est 0 CLEANmaxx 06025 Saugroboter Smart Pluse», comprenant : - deux pare-chocs avant inferieurs, agences de part et d'autre d'un plan median du robot contenant une direction principale 15 d'avancement du robot et une direction normale a un plan d'appui au sol, et - un bandeau avant superieur de detection de presence a distance, equipe d'un ou plusieurs detecteurs infra-rouge et destine a detecter la presence d'un obstacle a proximite, sans contact. 20 Une telle architecture est adaptee a un robot de nettoyage ayant une hauteur limitee, typiquement inferieure a 5 cm, mais elle convient moins bien a un robot de nettoyage de plus grande hauteur, notamment a un robot de nettoyage 0 2 en 1 » congu pour fonctionner soit de fawn autonome, soit manuellement apres raccordement du robot a un tube flexible d'aspiration. 25 En effet, dans ce cas, it n'est pas certain que le robot de nettoyage detecte un obstacle situe a une certaine altitude par rapport au sol. II en resulte une 2 non-detection de ('obstacle et un blocage du robot de nettoyage contre cet obstacle. Un but de la presente invention est de repondre aux inconvenients de l'art anterieur mentionnes ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un robot de nettoyage qui permet la detection de tout obstacle, quelle que soit la hauteur du robot de nettoyage et quelle que soit ('altitude de ('obstacle. Pour cela un premier aspect de ('invention concerne un robot de nettoyage des sols, comprenant : - un chassis, - au moins deux pare-chocs mobiles par rapport au chassis, - des moyens de detection d'un mouvement de chacun des pare-chocs par rapport au chassis, caracterise en ce que les deux pare-chocs sont disposes sur au moins 15 deux etages respectivement agences a des hauteurs differentes par rapport a un plan d'appui au sol du robot. Le robot est equipe d'un ou plusieurs organes de deplacement, tels que des roues, qui viennent reposer sur le sol en fonctionnement. Le plan tangent aux organes de deplacement (par exemple les roues) definit le plan 20 d'appui au sol du robot. L'invention propose d'equiper le robot de nettoyage avec un double etage de pare-chocs et de repartir ainsi les pare-chocs sur deux hauteurs ou altitudes differentes. Elle offre ainsi une solution technique simple pour permettre a un robot de nettoyage, notamment a un robot de nettoyage de 25 grande hauteur, d'ameliorer la detection d'obstacles situes plus ou moins haut. La sensibilite de detection du robot de nettoyage est ainsi amelioree. Avantageusement, l'un au moins des etages comprend plusieurs pare- chocs. 3 Dans une premiere variante de realisation, chacun des deux etages comprend plusieurs pare-chocs. Dans une deuxieme variante de realisation, l'un des etages comprend plusieurs pare-chocs et l'autre etage comprend un seul pare-chocs. 5 Avantageusement, le ou les etages a plusieurs pare-chocs comportent deux pare-chocs lateraux disposes de part et d'autre d'un plan median du robot, perpendiculaire au plan d'appui au sol. Avantageusement encore, un pare-chocs central est interpose entre les deux pare-chocs lateraux. Le pare-chocs central peut presenter deux 10 flancs lateraux obliques, orientes vers les deux pare-chocs lateraux respectivement, reliant une face interieure et une face exterieure du parechocs central, ladite face exterieure etant elargie par rapport a ladite face interieure. Une telle configuration permet de limiter, voire de supprimer, les zones mortes de non-detection situees aux interstices entre le pare-chocs central et les pare-chocs lateraux. La face exterieure elargie du pare-chocs central permet de couvrir, au moins partiellement, ces zones mortes de non-detection. Avantageusement, une normale au plan d'appui au sol qui passe par une zone de separation entre deux pare-chocs voisins d'un etage traverse un pare-chocs de l'autre etage. Une telle configuration permet de couvrir la detection d'une zone morte de non-detection situee a ('interstice entre deux pare-chocs voisins d'un merle etage par un pare-chocs de l'autre etage. Dans une variante de realisation, la surface exterieure du ou des parechocs d'un premier des deux etages est disposee en retrait par rapport a une surface enveloppe perpendiculaire au plan d'appui au sol et tangente a la surface exterieure du ou des pare-chocs du deuxieme etage, vers l'interieur du robot. Grace a cela, en cas d'obstacle heurtant le robot sur toute sa hauteur (un mur par exemple), on evite de demultiplier inutilement la force de contact lors de la collision, ce qui permet de limiter l'usure et/ou le risque de diminution de la sensibilite de detection du robot. 4 Un dispositif de detection de presence a distance est avantageusement interpose entre les deux etages. A cet effet, les deux etages menagent entre eux un espace suffisant pour loger le dispositif de detection de presence. La detection d'obstacle par contact a l'aide des pare- 5 chocs est ainsi completee par une detection d'obstacle a l'aide d'un ou plusieurs capteurs de proximite, avant contact avec ('obstacle. Par definition, on considere que deux pare-chocs respectivement situes sur les deux etages et traverses par une merle normale au plan d'appui au sol forment une paire de pare-chocs associes. Avantageusement, 10 le dispositif de detection d'un pare-chocs de l'un des deux etages est connecte en parallele du dispositif de detection du pare-chocs associe de l'autre etage a une unite ou un circuit electronique de controle. Grace a cela, qu'une collision avec un obstacle soit detectee en partie haute ou en partie basse ou bien a la fois en parties haute et basse par les moyens de detection 15 de mouvement, le robot ne fait pas de difference. II interprete ('information de detection comme un contact avec un obstacle sur une merle zone de sa circonf6rence et declenche une action de d6gagement appropri6e. D'autres caracteristiques et avantages de la presente invention apparaitront plus clairement a la lecture de la description detaillee qui suit 20 d'un mode de realisation de l'invention donne a titre d'exemple nullement limitatif et illustre par les dessins annexes, dans lesquels : - la figure 1 represente une vue en perspective d'un robot de nettoyage selon un premier exemple de realisation de l'invention, equipe de deux etages de pare-chocs mobiles ; 25 - la figure 2 represente une vue de face du robot de nettoyage de la figure 1 ; - la figure 3 represente une vue de dessus du robot de nettoyage de la figure 1 ; 5 - la figure 4 represente une vue en coupe du robot de nettoyage de la figure 1, perpendiculairement a un plan d'appui au sol, montrant des details du montage des pare-chocs et de detecteurs de mouvement de ces parechocs, 5 - la figure 5 represente une variante de realisation d'un pare-chocs central tel que ceux representes sur la figure 1. D'emblee, on notera que, sur les differentes figures, les elements portant les mernes references sont des elements identiques ou analogues (correspondant a des variantes de realisation), sauf indication contraire. 10 La figure 1 represente une vue en perspective d'un robot de nettoyage 100, selon un premier exemple particulier de realisation de ('invention. Le robot de nettoyage 100 est destine a nettoyer un sol, par exemple un sol d'une piece au sein d'une habitation ou d'un batiment, de maniere autonome, c'est-a-dire sans ('intervention d'un utilisateur pendant sa 15 navigation. De fawn connue, it comprend un chassis 30, des roues motrices 31, une fente d'aspiration 32, et, a l'interieur d'un boitier exterieur, un bac a dechets 33, des moyens de stockage d'energie electrique, par exemple un bloc d'elements de batterie rechargeables 34, et une unite ou un circuit electronique (non represente) de controle du fonctionnement et de la 20 navigation du robot de nettoyage 100. Les roues motrices 31 definissent un plan P1 d'appui au sol (perpendiculaire au plan de la figure 2), tangent aux roues 31 visibles sur la figure 2. Par definition, le plan tangent aux roues 31, qui viennent reposer sur le sol, definit le plan d'appui au sol P1 du robot. Le robot de nettoyage 100 est equipe de plusieurs pare-chocs 10A25 10C et 20A-20C mantes mobiles par rapport au chassis 30, par exemple en translation parallelement au plan P1 d'appui au sol. En variante, les parechocs pourraient etre mantes mobiles en pivotement. Les differents pare-chocs 10A-10C, 20A-20C sont mecaniquement independants les uns des autres. En cours de deplacement, lorsque le robot 6 de nettoyage 100 rencontre un obstacle, ce dernier entre en contact avec un ou plusieurs pare-chocs du robot et deplace vers l'interieur du robot le ou les pare-chocs heurtes. De fagon connue, des moyens elastiques sont prevus pour rappeler le ou les pare-chocs deplaces dans une position de repos 5 apres degagement de l'obstacle. Afin de detecter la presence d'un obstacle lors de la navigation du robot de nettoyage 100, it est prevu des moyens de detection agences pour detecter un mouvement de chacun des pare-chocs par rapport au chassis 30 provoque par la rencontre avec un obstacle. L'unite de controle est agencee 10 pour commander une modification de la trajectoire de navigation du robot de nettoyage 100, suite a la rencontre avec un obstacle, en fonction du resultat de detection d'un mouvement de l'un ou de plusieurs des pare-chocs 10A-10C et 20A-20C, de maniere a degager le robot de l'obstacle et poursuivre la navigation en contournant ce dernier. Ces moyens de detection comprennent 15 un ensemble de dispositifs de detection. Chaque pare-chocs 10A-10C, 20A-20C est equipe d'un ou plusieurs dispositifs de detection aptes a detecter un mouvement de ce pare-chocs par rapport au chassis 30. Dans un exemple particulier de realisation, un dispositif de detection equipant un pare-chocs comprend un bloc capteur optique, integrant un emetteur et un recepteur 20 optiques couples, et un mecanisme de pivotement d'un obturateur destine a couper une transmission optique entre l'emetteur et le recepteur en position d'obturation et a ne pas couper cette transmission optique entre l'emetteur et le recepteur en position effacee (en dehors de la position d'obturation). Deux obturateurs 21A et 11A sont visibles sur la figure 4. Prenons ('exemple du 25 dispositif de detection equipant le pare-chocs 10A et comportant l'obturateur 11A, comme represents sur la figure 4. En ('absence d'appui du pare-chocs 10A contre un obstacle (ou contre tout autre element), le pare-chocs 10A est en position de repos et l'obturateur 11A est place en position effacee de maniere a ce qu'un rayon optique emis par l'emetteur est regu par le 30 recepteur du bloc capteur optique. Lorsque le pare-chocs 10A vient heurter un obstacle (ou tout autre element) lors d'un trajet du robot de nettoyage 100, 7 it se deplace vers l'interieur du robot 100 par rapport au chassis 30, ce qui fait pivoter l'obturateur 11A de sa position effacee a une position d'obturation dans laquelle la transmission optique entre l'emetteur et le recepteur du bloc capteur optique est interrompue. L'unite de controle interprete cette coupure 5 de signal optique comme une indication d'obstacle rencontre sur le trajet du robot de nettoyage 100, au niveau d'une zone comportant le pare-chocs considers 10A, et commande alors les roues motrices 31 de maniere a detourner le robot de nettoyage 100 de cet obstacle. Les autres dispositifs de detection fonctionnent de la merle maniere. 10 Les figures 1 et 2 representent respectivement une vue en perspective avant et une vue de face du robot de nettoyage 100. Le terme > fait ici reference a une direction nominale d'avancement du robot de nettoyage 100. Comme on peut le voir sur ces figures 1 et 2, les pare-chocs 10A-10C, 20A-20C sont disposes sur deux etages respectivement agences a des 15 hauteurs, ou altitudes, differentes par rapport au plan P1 d'appui au sol du robot. En l'espece, les pare-chocs 10A-10C forment un premier etage et les pare-chocs 20A-20C forment un deuxieme etage. Chaque etage comprend un plan median traversant globalement les pare-chocs en leur milieu et parallele au plan P1 d'appui au sol. Les pare-chocs 10A-10C, 20A-20C ont ici 20 des formes de portions de cylindre ayant un merle axe central AX perpendiculaire au plan P1 d'appui au sol. Dans le premier exemple de realisation represents sur ces figures 1 et 2, le premier etage comporte un jeu de trois pare-chocs 10A-10C et le deuxieme etage comporte egalement un jeu de trois pare-chocs 20A-20C. Chaque jeu de trois pare-chocs 10A- 25 10C (20A-20C) comporte deux pare-chocs lateraux 10A, 10C (20A, 20C) disposes de part et d'autre d'un plan median P2 du robot 100 (coupant le robot 100 globalement en son milieu), perpendiculaire au plan P1 d'appui au sol, et un pare-chocs central 10B (20B) situe entre les deux pare-chocs lateraux 10A, 10C (20A, 20C) et traverse par le plan median P2 du robot 100. 30 Chacun des pare-chocs lateraux 10A, 10C (20A, 20C) est par exemple equipe de deux dispositifs de detection de mouvement. Le pare-chocs central 8 10B (20B) peut etre equipe d'un seul dispositif de detection. Toutefois, on pourrait envisager d'autres configurations des moyens de detection. En toute hypothese, chaque pare-chocs est equipe d'au moins un dispositif de detection de mouvement dudit pare-chocs. 5 Dans le premier exemple de realisation tel que represents sur les figures 1 et 2, une normale au plan d'appui au sol P1 passant dans une zone de separation entre deux pare-chocs voisins du premier etage (par exemple entre les deux pare-chocs 10A et 10B ou entre les deux pare-chocs 10B et 10C) passe egalement dans une zone de separation entre deux pare-chocs 10 voisins du deuxieme etage (respectivement entre les deux pare-chocs 20A et 20B ou 20B et 20C). En variante, afin d'ameliorer la detection d'obstacle et eviter la presence d'une zone morte de non-detection dans la conception du robot de nettoyage 100, les pare-chocs respectifs des deux etages peuvent etre agences de maniere a ce qu'une normale au plan P1 d'appui au sol qui 15 passe par une zone de separation entre deux pare-chocs voisins d'un etage traverse un pare-chocs de l'autre etage. Ainsi, dans une variante du premier exemple de realisation de la figure 1, le pare-chocs central de l'un des etages est plus large angulairement que le pare-chocs central de l'autre etage. Dans une autre variante, le pare-chocs central de l'un des etages est decals 20 angulairement par rapport au pare-chocs central de l'autre etage. Les deux etages de pare-chocs 10A-10C et 20A-20C menagent entre eux un logement de reception d'un dispositif de detection de presence 40 destine a detecter la presence d'un obstacle a proximite du robot, sans contact. Le dispositif de detection de presence 40 est ainsi interpose entre 25 les deux etages de pare-chocs 10A-10C et 20A-20C. II a par exemple globalement une forme de bandeau en portion de cylindre d'axe central AX. Sa fonction est de detecter la presence d'un obstacle a proximite du robot de nettoyage 100 sans que ce dernier n'entre en contact avec ('obstacle. II comprend un ou plusieurs capteurs de proximite ou detecteurs de presence, 30 par exemple des capteurs infra-rouges. 9 Dans le premier exemple de realisation de l'invention tel que represents sur la figure 1, une surface enveloppe perpendiculaire au plan P1 d'appui au sol et tangente a la surface exterieure du ou des pare-chocs de l'un des etages est egalement tangente a la surface exterieure du ou des 5 pare-chocs de l'autre etage. Les pare-chocs des deux etages sont ainsi alignes verticalement. Grace au double etage de pare-chocs et au double ensemble de capteurs de mouvement equipant ces pare-chocs, repartis en haut et en bas du robot, l'invention offre une solution technique simple pour ameliorer la 10 detection d'obstacle qui convient particulierement aux robots de grande hauteur, typiquement superieure a 5 cm. Par definition, on considere que deux pare-chocs appartenant respectivement aux deux etages et traverses par une merle normale au plan d'appui au sol forment une paire de pare-chocs associes. Par exemple, sur la 15 figure 1, le robot comprend trois paires de pare-chocs associes : 10A et 20A, 10B et 20B, 10C et 20C. Dans une forme de realisation particuliere de l'invention, le dispositif de detection d'un pare-chocs de l'un des deux etages est connects en parallele du dispositif de detection du pare-chocs associe de l'autre etage a ('unite ou au circuit electronique de controle. Ainsi, quelle que 20 soit ('altitude de l'obstacle heurte lors d'une collision avec le robot de nettoyage 100, ce dernier detecte un contact sur une merle portion verticale de sa circonference, sans faire de distinction entre le haut et le bas du robot 100. Le robot 100 peut ensuite changer de trajectoire de maniere a contourner l'obstacle, sur commande de ('unite de controle. Les connexions 25 sont ainsi simples a realiser, sans degrader la precision de la navigation en cas de collision avec un obstacle. Sur la figure 5, on a represents une variante de realisation du parechocs central d'un etage (ici le pare-chocs 10B) comportant deux flancs lateraux obliques 12B, 13B, orientes vers les deux pare-chocs lateraux 30 voisins 10A, 10C respectivement, reliant une face interieure et une face -10- exterieure du pare-chocs central 10B. La face exterieure du pare-chocs central 10B est Margie par rapport a sa face interieure. La geometrie du parechocs central 10B est ainsi amelioree de maniere a reduire, voire supprimer, une zone morte de non-detection situee a ('interstice entre deux pare-chocs 5 voisins 10A-10B et 10B-10C. Dans le premier exemple de realisation d6crit en r6f6rence aux figures 1-4, les deux etages comprennent chacun trois pare-chocs 10A-10C et 20A-20C. D'autres configurations sont evidemment envisageables. Par exemple, le nombre de pare-chocs d'un etage peut etre egal a 2 ou etre superieur a 3. 10 Dans le cas d'un etage a deux pare-chocs, ceux-ci sont par exemple deux pare-chocs lateraux disposes de part et d'autre du plan median P2 du robot 100. Les deux etages peuvent egalement comprendre des nombres respectifs differents de pare-chocs, par exemple deux pare-chocs en bas et trois pare-chocs en haut. 15 Selon un deuxieme exemple de realisation, l'un des etages comporte un seul pare-chocs et l'autre etage comporte plusieurs pare-chocs, par exemple deux pare-chocs. Dans ce cas, l'etage a plusieurs pare-chocs est de pr6f6rence situ6 entre le plan P1 d'appui au sol et l'etage a un seul parechocs. Autrement dit, l'etage haut comporte un seul pare-chocs et l'etage bas 20 comporte plusieurs pare-chocs, par exemple deux pare-chocs. Dans le cas au le robot comporte un premier etage a un seul pare-chocs et un deuxieme etage a deux pare-chocs, une normale au plan P1 d'appui au sol et passant par une zone de separation entre les deux pare-chocs du deuxieme etage traverse le pare-chocs du premier etage. Grace a cela, le pare-chocs unique 25 du premier etage permet de couvrir la detection d'une zone morte de non-detection situee a la separation entre les deux pare-chocs voisins du deuxieme etage. Dans le premier exemple de realisation de ('invention (figure 1), les pare-chocs des deux etages sont alignes verticalement, comme 30 precedemment explicite. Selon une variante de realisation, la surface exterieure du ou des pare-chocs d'un premier des deux etages est disposee en retrait par rapport a une surface enveloppe perpendiculaire au plan P1 d'appui au sol et tangente a la surface exterieure du ou des pare-chocs du deuxieme etage, vers l'interieur du robot. De preference, ledit deuxieme 5 etage est situe entre le plan P1 d'appui au sol et ledit premier etage. Autrement dit, l'etage haut de pare-chocs est en retrait par rapport a l'etage bas de pare-chocs. Le retrait peut etre un leger decalage de l'ordre d'un centimetre, voire de quelques centimetres. II permet de ne pas demultiplier la force de contact causee par un obstacle heurtant le robot sur toute sa 10 hauteur (par exemple un mur), ce qui risquerait de diminuer la sensibilite de detection au fil du temps . Le robot de nettoyage 100 pourrait comprendre plus de deux etages de maniere a couvrir toute la hauteur du robot dans le cas au ce dernier a une hauteur tres importante. 15 On comprendra que diverses modifications et/ou ameliorations evidentes pour l'homme du métier peuvent etre apportees aux differents modes de realisation de l'invention decrits dans la presente description sans sortir du cadre de l'invention REVENDICATIONS1. Robot de nettoyage des sols, cornprenant : - un chassis (30), - au moins deux pare-chocs (10A-10C, 20A-20C) mobiles par rapport au 5 chassis (30), - des moyens de detection d'un mouvement de chacun des pare-chocs (10A-10C, 20A-20C) par rapport au chassis (30), caracterise en ce que les deux pare-chocs (10A-10C, 20A-20C) sont disposes sur au moins deux etages respectivement agences a des hauteurs 10 differentes par rapport a un plan d'appui au sol (P1) du robot (100). 2. Robot de nettoyage selon la revendication precedente, dans lequel l'un au moins des etages comprend plusieurs pare-chocs (10A-10C ; 20A-20C). 3. Robot de nettoyage selon la revendication 2, dans lequel 15 chacun des deux etages comprend plusieurs pare-chocs (10A-10C, 20A-20C). 4. Robot de nettoyage selon la revendication 2, caracterise en ce que l'un des etages comprend plusieurs pare-chocs et l'autre etage comprend un seul pare-chocs. 20 5. Robot de nettoyage selon l'une des revendications 2 a 4, dans lequel le ou les etages a plusieurs pare-chocs comportent deux pare-chocs lateraux (10A , 10C ; 20A, 20C) par rapport a une direction d'avancement du robot. 6. Robot de nettoyage selon la revendication 5, dans lequel le ou 25 les etages a plusieurs pare-chocs comportent un pare-chocs central (10B ; 20B) interpose entre les deux pare-chocs lateraux (10A , 10C ; 20A, 20C). 7. Robot de nettoyage selon la revendication precedente, dans lequel le pare-chocs central (10B) presente deux flancs lateraux obliques, -13- orientes vers les deux pare-chocs lateraux (10A, 10C) respectivement, reliant une face interieure et une face exterieure du pare-chocs central (10B), ladite face exterieure etant Margie par rapport a ladite face interieure. 8. Robot de nettoyage selon la revendication 4, dans lequel l'etage a plusieurs pare-chocs est situe entre le plan d'appui au sol (P1) et l'etage a un seul pare-chocs. 9. Robot de nettoyage selon l'une des revendications 2 a 3, dans lequel une normale au plan d'appui au sol (P1) qui passe par une zone de separation entre deux pare-chocs voisins d'un etage traverse un pare-chocs 10 de l'autre etage. 10. Robot de nettoyage selon l'une des revendications precedentes, dans lequel le ou les pare-chocs d'un premier des deux etages est dispose en retrait par rapport au(x) pare-chocs du deuxieme etage, a l'interieur d'une enveloppe externe du ou des pare-chocs du deuxieme etage. 15 11. Robot de nettoyage selon la revendication precedente, caracterise en ce que ledit deuxieme etage est situe entre le plan d'appui au sol (P1) et ledit premier etage. 12. Robot de nettoyage selon l'une des revendications precedentes, dans lequel un dispositif de detection de presence a distance (40) est 20 interpose entre les deux etages (10A-10C, 20A-20C). 13. Robot de nettoyage selon l'une des revendications precedentes, dans lequel chaque pare-chocs est equipe d'au moins un dispositif de detection pour detecter un mouvement dudit pare-chocs par rapport au chassis. -14- 14. Robot de nettoyage selon la revendication precedente, dans lequel deux pare-chocs respectivement situes sur les deux etages et traverses par une merle normale au plan d'appui au sol (P1) forment une paire de pare-chocs associes, et le dispositif de detection d'un pare-chocs de 5 l'un des deux etages est connecte en parallele du dispositif de detection du pare-chocs associe de l'autre etage a une unite centrale de controle.