Brevet FR3063968A1 — publié le 20180921

TRACTEUR MULTITÂCHE ELECTRIQUE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001]La présente invention concerne un tracteur multitâche comprenant une structure de base, des roues et/ou chenilles, au moins un moteur et des outils. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002]Les tracteurs multitâches sont aujourd'hui bien connus et utilisés dans divers domaines agricoles. Ils sont destinés à effectuer plusieurs tâches avec une seule machine pour augmenter le rendement et diminuer l'effort physique des exploitants. Pour assurer un bon rendement, le tracteur doit comporter plusieurs zones de travail. De nombreuses configurations existent déjà avec deux zones de travail, qui sont agencées de différentes façons à l'arrière, et à l'avant du tracteur. [0003]De manière générale, la zone centrale est occupée par la cabine, le moteur et les organes de transmission permettant de d'entraîner les roues. [0004]De manière générale, chaque type de tracteurs existant prévoit une configuration spécifique d'outils dédiés à une seule et unique tâche, comme par exemple les moissonneuses-batteuses, ou arracheuses de betteraves. Les différentes configurations des zones de travail des tracteurs sur le marché permettent de trouver celui qui sera le plus adapté au travail demandé. [0005]D'autres exemples de solutions sont présentés ci-après. [0006]Le document FR2370621 décrit un tracteur à deux essieux et à quatre roues, à caisse décentrée d'un côté et poste de conduite de l'autre. Il dispose d'une zone de travail située à l'arrière et le moteur se trouve à l'avant du poste de conduite. [0007] Le document US5335739 décrit un véhicule agricole surélevé pour les cultures avec une zone de travail située entre les quatre roues, celles-ci pouvant SAB 3063968 2 tourner sur un arc supérieur à 900 ce qui permet à la machine de tourner mais aussi de translater. [0008]Le document FR2416153 décrit une arracheuse de betteraves. [0009] Le document W02015070301 décrit un tracteur destiné à être utilisé pour la récolte de tubercules. [0010]Ces machines spécifiques sont réservées uniquement à cette fonction unique. [0011]Le document FR3032593 décrit un engin agricole particulièrement adapté aux travaux de maraîchage car il comporte un siège transformable qui permet à l'opérateur de se mettre en position assise ou agenouillée. L'engin ne comporte qu'une zone de travail centrale. [0012]Le document FR2284506 décrit un tracteur doté de plusieurs zones de fixation d'outillage. Il peut être équipé de surface de chargement et comporte au moins une prise de force. De nombreux organes mécaniques occupent les zones de travail. 20 [0013]Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention prévoit différents moyens techniques. EXPOSE DE L'INVENTION 25 [0014]Tout d'abord, un premier objectif de l'invention consiste à prévoir un tracteur multitâche mieux adapté aux exigences de l'agriculture moderne. [0015]Un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un tracteur peu encombrant 30 dont la construction est peu coûteuse. [0016]Un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un tracteur adapté pour un espace de travail restreint. 5 10 15 SAB 3063968 3 [0017]Un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un tracteur relativement silencieux pour travailler dans des espaces confinés. [0018] Un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un tracteur adapté aux 5 terrains fragiles. [0019] Un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un tracteur dont la mise en oeuvre est simple et permet ainsi d'être configuré et reconfiguré rapidement et facilement. 10 [0020]Encore un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un tracteur pouvant être piloté par un opérateur et/ou par une intelligence artificielle de façon autonome. [0021]Pour ce faire, l'invention prévoit un tracteur multitâche comprenant une 15 structure de base, des roues et/ou chenilles, au moins un moteur, des premiers moyens outils susceptibles d'effectuer un travail dans une zone de travail A située d'un premier côté de la structure de base, des seconds moyens outils susceptibles d'effectuer un travail dans une zone de travail B située du deuxième côté de la structure de base, un moyen de pilotage ; la structure de base étant constituée d'un 20 cadre périphérique définissant une ouverture formant une zone de travail centrale C' et portant des roues et/ou des chenilles avec une motorisation intégrée, dans lequel la zone de travail centrale C' est dépourvue de tout organe de traction et/ou transmission en liaison avec le déplacement du tracteur. 25 [0022]Selon une telle architecture, la zone de travail C' se trouve de ce fait libre de tout organe mécanique. L'espace délimité par le cadre est entièrement disponible pour poser un ou plusieurs outils, et /ou un ou plusieurs opérateurs manoeuvrant les outils et/ou intervenant sur le sol. 30 [0023]Grâce à cette architecture, on obtient un accès vers le sol, au centre du cadre et au-dessus de ce dernier. La zone de travail est libre sur toute sa hauteur. Le cadre et l'espace libre permettent de disposer un ou plusieurs outils. Dans le cas où d'autres outils sont prévus dans les zones adjacentes A et B, l'espace libre de la zone C' permet de faire coopérer entre eux des éléments des différentes zones. Par SAB 3063968 4 exemple, des légumes extraits par un outil en zone A peuvent être convoyés par un convoyeur logé en zone C' vers un outil de travail ou une benne située en zone B. [0024]Selon un mode de réalisation avantageux, la zone de travail se prolonge au 5 dessus du cadre périphérique. La zone est libre de toute cabine ou poste de pilotage. Cette zone supérieure est donc utilisable pour des outils, et/ou pour un ou plusieurs opérateurs. [0025]Selon un autre mode de réalisation avantageux, la zone de travail se prolonge 10 au dessous du cadre périphérique. [0026]Selon cette architecture, la zone libre s'étendant du dessus jusqu'au dessous du cadre permet d'une part un accès effectif au sol depuis n'importe quel point de la zone de travail ou même hors de celle-ci, et d'autre part un accès visuel au sol pour 15 permettre par exemple de contrôler des tâches en cours de réalisation. [0027] De manière avantageuse, le cadre périphérique comprend une pluralité de points de positionnement d'outils. Cette multiplicité de points permet à l'opérateur de configurer le tracteur selon ses besoins. 20 [0028]Selon un mode de réalisation avantageux, la zone de travail est située entre les roues et/ou chenilles du tracteur. [0029]Egalement de manière avantageuse, au moins deux roues et/ou chenilles 25 comportent un moteur électrique, qui permettent au tracteur d'avancer de façon bidirectionnelle et tourner. La zone C' est libérée grâce aux moteurs intégrés dans les roues. Ces moteurs électriques peuvent assurer une vitesse constante et plus précise que les moteurs thermiques. De plus, le rapport poids/puissance favorable du tracteur lui permet de conserver les sols meubles en relativement bon état. 30 [0030] Selon un mode de réalisation avantageux, le cadre périphérique comporte au moins deux longerons portant au moins une batterie. Cette configuration permet également de désencombrer la zone C' et de répartir le poids sur le tracteur et d'avoir un centre de gravité bas. SAB 3063968 5 [0031]Selon un autre mode de réalisation avantageux, au moins un adaptateur rotatif alimenté par lesdites batteries est prévu. Ceci permet à l'opérateur de travailler dans une ou plusieurs zones. 5 [0032] De manière avantageuse, au moins deux roues sont de type roues folles, et préférablement non motorisées. [0033]Egalement de manière avantageuse, les roues folles sont montées sur un axe 10 unique pivotant. [0034]Ces caractéristiques, en plus du mode de direction par les roues motrices, permettent de s'affranchir de roues directionnelles. Par ailleurs l'axe pivotant et le centre de gravité bas permettent au tracteur d'avoir une bonne stabilité sur les 15 terrains accidentés. [0035]Selon un mode de réalisation avantageux, tous les outils et le système du tracteur sont interchangeables. Ce dispositif permet une grande souplesse architecturale. Il est possible d'assembler et de démonter les différentes parties du 20 tracteur facilement et rapidement. DESCRIPTION DES FIGURES [0036]Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, 25 complétée par les figures, présentées uniquement à des fins d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de tracteur selon l'invention vu depuis l'avant ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un exemple de tracteur selon 30 l'invention vu depuis l'arrière ; - la figure 3 est une vue du dessus du tracteur de la figure 1; - la figure 4 est une vue en élévation du tracteur de la figure 1; - la figure 5 est une vue de face du tracteur de la figure 1 montrant les roues folles sur un terrain incliné ; SAB 3063968 6 - la figure 6 est une vue en perspective d'un exemple d'application d'un tracteur selon l'invention ; - la figure 7 est une vue en élévation de l'exemple de la figure 6; - les figures 8, 9 et 10 illustrent un deuxième exemple d'application du tracteur 5 selon l'invention ; - la figure 11 illustre un troisième exemple d'application du tracteur selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 10 [0037]La figure 1 illustre un exemple de réalisation d'un tracteur 1 comprenant une structure de base 2 montée sur roues 3a et 3b. Dans cet exemple, le cadre est fermé et défini une ouverture centrale C'. Une portion du cadre est constituée par deux longerons 4 portant au moins une batterie 8. De cette façon, la zone de travail C' est 15 complètement libre et disponible pour loger des outils, pour créer différentes configurations de travail et/ou des zones de visibilité vers le sol sur lequel le travail est en cours. [0038]Le poids du tracteur est bien réparti avec un centre de gravité bas, ce qui lui 20 procure une excellente stabilité. L'arrière du cadre 2 est constitué par une barre transversale 15. Les longerons 4 et cette barre transversale 15 forment des surfaces comportant une pluralité de points 11 de positionnement ou fixation d'outils. Ces points 11 de fixation multiples confèrent une grande modularité et un vaste choix de positionnement des outils. Un siège 14 et/ou un support pour l'opérateur peut être 25 positionné dans cet espace. [0039]Le tracteur comporte au moins deux roues motrices 3a, dans lesquelles un moteur électrique 13 est intégré. Dans l'exemple illustré, deux roues folles 3b permettent de compléter l'ensemble. Un moyen de pilotage permet de diriger le 30 tracteur. Les changements de direction sont effectués par des vitesses de rotation différentes des roues motorisées 3a. Les roues folles 3b, en s'alignant en fonction d'un effort fourni par les roues 3a, permettent de réaliser les changements de direction sans contrainte. SAB 3063968 7 [0040]Les figures 3 et 4 illustrent les trois zones de travail 7 que comporte le tracteur. Elles sont réparties à l'avant pour la zone A, dans le cadre périphérique pour la zone C' et à l'arrière pour la zone B. 5 [0041]Au moins la zone de travail C' se prolonge au-dessus et au-dessous du cadre 2. [0042]L'architecture selon l'invention permet par exemple de prévoir des premiers moyens outils 5 pouvant effectuer une tâche dans la zone de travail A, des seconds 10 moyens outils 6 pouvant effectuer une tâche dans la zone de travail B et d'autres moyens outils et/ou un ou plusieurs opérateurs peuvent effectuer une tâche dans la zone C'. [0043]Les batteries 8, en plus d'alimenter les deux moteurs 13 des roues 3a, 15 permettent d'alimenter au moins un adaptateur rotatif 9 (souvent appelé « prise de force »). Grâce aux points de fixation multiples, ces adaptateurs peuvent être positionnés là où les besoins sont présents, par exemple à proximité d'outils à entrainer. 20 [0044] Le tracteur 1 comprend par ailleurs un boitier électronique 12 prévu pour interfacer avec les moyens de pilotage. Par exemple, le boîtier peut comporter un tensiomètre permettant de régler la vitesse du ou des moteurs de façon très précise. Du fait de l'utilisation d'une motorisation électrique, le tracteur peut être commandé très précisément, par exemple afin de maintenir dans la durée et de façon précise 25 une vitesse donnée. Selon les besoins et les tâches à accomplir, le tracteur peut être piloté par un opérateur placé sur le tracteur ou à proximité de ce dernier, ou par un système de pilotage autonome, intégré au boîtier électronique 12. [0045] Les roues non motorisées 3b sont de type roues folles, situées de préférence 30 à l'avant du tracteur. Elles sont montées sur un axe transversal unique et pivotant 10. Cet axe pivotant permet par exemple de surmonter des obstacles ou des zones de sol non plat, tel que montré par exemple à la figure 5. SAB 3063968 8 [0046]Les roues folles permettent au tracteur 1 d'avoir un centre de rotation au milieu de l'essieu des roues motrices 3a. Le tracteur peut donc effectuer un demi-tour sur lui-même. Cet aspect est très pratique voire indispensable dans un espace restreint, comme par exemple dans une serre. Les roues motrices électriques 3a 5 sont bidirectionnelles. Elles peuvent, grâce à la configuration du tracteur, être tantôt placées en traction et tantôt placées en propulsion. [0047]Les outils peuvent fonctionner au ras du sol et/ou dans le sol et/ou jusqu'à la hauteur désirée et/ou nécessaire pour le travail à effectuer. Un accès au sol est 10 possible dans la zone C' grâce à l'ouverture dans le cadre. Cet espace est disponible pour placer un ou plusieurs outils et/ou un ou plusieurs opérateurs manoeuvrant les outils et/ou un intervenant au niveau du sol. Si besoin, la zone C' permet également de faire le lien entre les outils disposés dans les zones de travail A et B. 15 [0048]Les moteurs électriques 13 placés dans les roues 3a permettent de dégager complètement la zone de travail C'. En effet, aucun élément de transmission mécanique n'est présent dans cet espace. La zone de travail 7 est donc totalement libre. 20 [0049]Les moteurs électriques 13 présentent un autre avantage. Le tracteur 1 étant peu encombrant et pouvant être adapté aux exigences d'espaces restreints ou confinés, il est préférable que le niveau sonore soit le plus faible possible. Les moteurs électriques 13 permettent de répondre à cette exigence. A contrario, dans une serre, le son émit par un tracteur à moteur thermique serait assourdissant. Les 25 émanations de gaz de combustion poseraient également un problème pour les opérateurs à l'intérieur de la serre et pollueraient les cultures. Les moteurs électriques sont très silencieux, ne dégagent aucun gaz et sont ainsi sans contrainte pour les opérateurs et pour les cultures. Un tracteur électrique maniable tel que celui présenté est donc parfaitement adapté pour ce type de travaux. Les tâches 30 complémentaires qui peuvent effectuées dans les zones A, B et C' permettent au tracteur d'intervenir de façon optimale, en particulier dans une serre, où l'espace disponible est très restreint. Le tracteur est également bien adapté pour intervenir dans des bâtiments d'élevage. SAB 3063968 9 [005(]1:architecture du tracteur 1 lui confère un poids assez faible par rapport à la majorité des engins du même gabarit. Le tracteur est particulièrement utile sur les surfaces fragiles. Son poids lui permet de laisser le sol intact après son passage car il a un rapport poids/puissance particulièrement avantageux. [0051]Selon les besoins de l'exploitant en terme d'outillages et du travail à effectuer, le nombre de batteries 8 peut être adapté, pour alléger le tracteur en cas de travail sur un sol fragile, ou au contraire en ajoutant des batteries afin d'augmenter l'autonomie et/ou la puissance disponible pour des outils. Exemples de scénarios de travail du tracteur Exemple 1: récolte [0052]Les figures 6 et 7 représentent un exemple d'opération de récolte. Pour ce 15 cas, le tracteur 1 est placé en mode traction. Pour ce faire, il suffit d'inverser la place des roues 3a entre elles afin que l'accroche des pneus soit compatible avec le mouvement d'avancée en traction. Une barre de coupe 20 située en zone de travail B permet de couper les plantes à récolter (des légumes feuilles, des plantes aromatiques/médicinales, etc). Le peigne rotatif 21 au dessus de la barre de coupe 20 permet d'assister la récolte et de la conduire sur le convoyeur 22 attelé en zone C'. Ce convoyeur 22 est mû par un moteur électrique situé dans les rouleaux. Le moteur électrique est relié au boîtier de commande 12. Le convoyeur permet d'acheminer la récolte en hauteur, au niveau de la zone B. En A est attelé une plate-forme 23 qui permet d'accueillir un opérateur 24 et de stocker la récolte en cours dans un bac 25 25 situé devant lui. [0053]Dans la zone de travail B, la barre de coupe est attelée à un système trois points 26. Le mouvement de coupe et de rabattement est impulsé par une prise de force 9. La hauteur et l'inclinaison de la lame se règlent par l'attelage trois points. La 30 vitesse de la lame se règle via la prise de force 9. [0054]Dans la zone de travail C', le convoyeur reçoit la récolte de la zone de travail B puis la porte jusqu'à la zone de travail C'. La rotation du convoyeur est assurée par un moteur électrique dont la vitesse peut être asservie à l'avance du tracteur. Un 5 10 SAB 3063968 10 tracteur classique ne permettrait pas d'atteler un convoyeur en son milieu à cause de la cabine et du moteur. [0055]Dans la zone de travail C, la plate-forme portée via un attelage trois points 5 permet à l'opérateur 24 de se tenir debout tout en effectuant son travail (tri, conditionnement, etc). Il peut aussi vérifier de son emplacement le bon fonctionnement des outils et piloter l'appareil via une télécommande. La plate-forme peut aussi accueillir la récolte en cours dans le bac ou en entreposant les caisses à côté de l'opérateur. 10 [0056]Dans cet exemple de configuration du tracteur 1, une seule personne peut piloter et récolter tout en veillant au bon fonctionnement des opérations. La récolte est précise grâce à l'architecture du tracteur. La motorisation électrique 13 et la manoeuvrabilité sont de précieux atouts pour le travail sous abris comme par 15 exemple sous serre. L'opérateur peut récolter ce qui se trouve sur sa ligne de conduite ce qui diffère par exemple des récolteuses avec convoyeur attelées sur le côté des tracteurs classiques. Exemple 2: Plantation 20 [0057]Les figures 8, 9 et 10 représentent une opération de plantation. Cette configuration du tracteur 1 pourrait aussi être une opération d'entretien des cultures (binage, désherbage manuel, rappui du sol) en modifiant légèrement les outils. Un vibroculteur 27 est ici attelé en zone de travail A, il permet d'affiner la terre. En zone de travail C' deux socs 28 permettent d'ouvrir des sillons. L'opérateur est assis à 25 proximité du sol et peut planter manuellement des plants dans les sillons ouverts. En C' l'outil attelé possède différents rouleaux 29 qui viennent plomber le sol de part et d'autre du sillon ouvert. Cela permet de refermer la terre et de « chausser » les plants. 30 [0058]Dans la zone de travail A, le vibroculteur 27 est posé et la profondeur et l'inclinaison des dents sont réglés via l'attelage trois points. [0059]Dans la zone de travail C', les socs 28 ouvreurs dessinent les sillons. Ils sont attelés sur les rails du châssis. Le siège 14 de l'opérateur 24 est situé proche de la SAB 3063968 11 terre de manière à ce que l'opérateur 24 soit en contact avec elle. Il peut ainsi planter, désherber, tailler, etc, tout en conduisant. La commande se fait avec un pédalier 30 situé sous les pieds (chacune des pédales fait avancer un moteur de roue 13, à la manière d'un chenillard). De plus, il peut voir ce qui se passe devant lui 5 car la zone C' est ouverte. Dans un tracteur classique, il est impossible d'accéder au sol avec ses mains tout en conduisant du fait de la cabine. [0060]Dans la zone de travail B, les rouleaux 29 sont attelés par un système trois points 26 classique. Les rouleaux 29 sont espacés de manière à plomber le sol sans 10 écraser les plants nouvellement plantés. Le passage des rouleaux 29 en même temps que la plantation permet d'être parfaitement aligné avec le sillon. [0061]L'opérateur 24 peut travailler en conduisant, avoir accès au sol (ce qui permet d'effectuer de nombreuses tâches, dont certaines ne sont possibles que par la main 15 de l'homme) et utiliser trois outils en un seul passage. Exemple 3 : semi [0062]La figure 11 représente une opération de sem i. Trois outils sont attelés au tracteur 1 : en zone de travail A une houe rotative 31 permet d'affiner et de préparer 20 la terre. En zone de travail C' le semoir 32 est situé de manière à ce que le conducteur puisse surveiller l'opération (contact visuel) puis en zone de travail B un épandeur 33 permet de déposer des fertilisants sous forme de granules. L'opérateur est assis en hauteur dans la zone de travail C', de manière à pouvoir superviser l'avancement du tracteur 1 et le bon déroulement des opérations. Il pilote via une 25 radiocommande 34 reliée au boîtier électronique 12. [0063]Dans la zone de travail A, la houe rotative 31 (nom commercial « rotavator ») est attelée au tracteur 1 par l'attelage trois points 26. La houe est mue par une prise de force 9 frontale. La profondeur de travail est réglée par la position des bras du 30 relevage trois points. [0064]Dans la zone de travail C', le semoir 32 est attelé sur les rails du châssis 2. Il peut être alimenté en électricité par les batteries 8 (pour les semoirs pneumatiques ou à entraînement électrique par exemple). L'opérateur surplombe le semoir et a un SAB 3063968 12 contact visuel direct avec l'opération (ce qui est impossible dans le tracteur classique à cause du moteur). Un autre avantage consiste à pouvoir surveiller et régler le semoir directement sans avoir à sortir du tracteur 1. 5 [0065]Dans la zone de travail B, l'engrais est épandu en même temps que le semi, ce qui évite un passage supplémentaire et permet de préserver le sol (surtout lorsque le semi est effectué en conditions limites). Le distributeur rotatif de l'épandeur est actionné par la prise de force arrière. 10 [0066]Un seul passage du tracteur est nécessaire pour préparer le sol, semer et fertiliser. La zone de travail C' est telle que l'opérateur peut surveiller le semi tout en conduisant. De plus, il peut intervenir directement sur l'outil en cas de problème. SAB 3063968 13 Numéros de référence employés sur les figures 20. Barre de coupe 21. Peigne rotatif 22. Convoyeur 23. Plate-forme 24. Opérateur 25. Bac 26. Système trois points 27. Vibroculteur 28. Soc 29. Rouleau 30. Pédalier 31. Houe rotative 32. Semoir 33. Épandeur 34. Radiocommande 1. Tracteur 2. Cadre périphérique 3a. Roues motrices 3b. Roues folles 4. Longerons 5. Premiers moyens outils 6. Seconds moyens outils 7. Zone de travail 8. Batteries 9. Prise de force 10. Axe pivotant des roues folles 11. Points de positionnement 12. Boitier électronique 13. Moteur électrique 14. Siège de l'opérateur 15. Barre transversale SABI_fr REVENDICATIONS1. Tracteur (1) multitâche comprenant une structure de base (2), des roues et/ou chenilles (3a, 3b), au moins un moteur (13), des premiers moyens outils (5) susceptibles d'effectuer un travail dans une zone de travail A située d'un premier 5 côté de la structure de base, des seconds moyens outils (6) susceptibles d'effectuer un travail dans une zone de travail B située du deuxième côté de la structure de base, un moyen de pilotage, caractérisé en ce que la structure de base est constituée d'un cadre périphérique définissant une ouverture formant une zone de travail centrale (C'), en ce que au moins deux desdites roues et/ou chenilles 10 comprennent une motorisation intégrée, et en ce que la zone de travail centrale (C') est dépourvue de tout organe de traction et/ou transmission en liaison avec le déplacement du tracteur. 2. Tracteur (1) selon la revendication 1, dans lequel la zone de travail C' se prolonge 15 au-dessus du cadre périphérique (2). 3. Tracteur (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la zone de travail C' se prolonge au-dessous du cadre périphérique (2). 20 4. Tracteur (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le cadre périphérique comprend une pluralité de points (11) de positionnement d'outils. 5. Tracteur (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la zone de travail C' est située entre les roues et/ou chenilles du tracteur. 25 7. Tracteur (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le cadre périphérique (2) comporte au moins deux longerons (4) portant au moins une batterie (8). 30 8. Tracteur (1) selon la revendication 7, comprenant au moins un adaptateur rotatif (9) alimenté par lesdites batteries. Sabi_fr_rep_0A0717 3063968 15 9. Tracteur (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins deux roues (3b) sont de type roues folles (3b), et préférablement non motorisées. 10. Tracteur (1) selon la revendication 9, dans lequel les roues folles sont montées sur un axe unique pivotant (10). Sabi_fr_rep_0A0717