Brevet FR3081363A1 — publié le 20191129

Description Titre de l'invention : Robot motorisé de transport de charges mol] La présente invention se situe dans le domaine des robots motorisés. Elle concerne plus particulièrement un robot motorisé pour le transport de pièces disposées dans une aire de manutention et de stockage, pièces référencées comme articles, ledit robot comportant un moyen de déplacement du robot, et un moyen de chargement muni d'un convoyeur. [0002] Les robots motorisés sont aujourd'hui couramment utilisés dans les domaines de la manutention et de la préparation de commandes. Ces robots permettent de réduire la pénibilité du travail des opérateurs en portant les charges à leur place. Les robots étant capables de porter des charges plus lourdes et/ou plus encombrantes que des être humains, ils réduisent les distances que les opérateurs ont à parcourir. Les robots permettent aux opérateurs d'effectuer des tâches à valeur ajoutée en libérant leurs mains, par exemple la manipulation d'une tablette afin d'interagir avec un système de gestion des commandes, de gestion des stocks, etc. Enfin l'usage de robots permet de remplacer des équipements fixes et peu flexibles afin de gagner en souplesse et de faire des économies d'espace. Les robots motorisés sont de plus en plus autonomes, afin de leur faire effectuer des tâches nécessitant pas ou peu d'intervention humaine, et ainsi de gagner en productivité. [0003] Le document W02017153895 décrit un robot motorisé comprenant un dispositif de repérage à presque 3600 lui permettant de se déplacer de façon autonome. [0004] Le document W02017153896 décrit un robot motorisé comportant des fonctions améliorées d'anticipation d'obstacle. [0005] Toutefois ces robots sont limités à une autonomie de déplacement ; dès qu'une autre fonction qu'un déplacement est nécessaire, l'opérateur doit intervenir, ce qui limite fortement leur autonomie. [0006] Dans une première démarche inventive, l'inventeur propose de munir le moyen de chargement du robot d'un convoyeur motorisé, permettant d'envisager un déchargement et un chargement d'une caisse vide motorisés. Dans le but de bien maitriser la charge notamment en cas de freinage du robot, on peut disposer ledit convoyeur dans le sens perpendiculaire à l'avancée du robot. On peut aussi le disposer parallèle à l'avancée du robot, si on veut favoriser le déchargement simultané de deux robots à deux stations de déchargement proches l'une de l'autre. [0007] Toutefois ces robots peuvent connaître des problèmes de stabilité des charges qu'ils transportent, ce qui limite fortement la vitesse à laquelle ils peuvent opérer. En particulier la sécurité n'est pas optimale, et il est risqué de faire parcourir à un robot un parcours comportant de nombreux virages de façon totalement autonome. 2 [0008] Un objet de la présente invention est de fournir un robot motorisé avec une sécurité améliorée. [0009] La présente invention a pour objet de répondre au moins en partie aux objets précités en proposant un robot réduisant les risques de chute de la charge au cours de ses déplacements. A cet effet, elle propose un robot motorisé comprenant un corps, un moyen de déplacement, et un moyen de chargement configuré pour supporter une charge, caractérisé en ce que ledit moyen de chargement comporte un convoyeur motorisé configuré pour déplacer ladite charge dans les deux sens, un détecteur de centrage de la charge, et un moyen de transmission d'un ordre de marche au convoyeur. [0010] Grâce à ces dispositions, la charge peut être bien maintenue en cas de freinage, et un défaut de centrage d'une charge sur le moyen de chargement peut être détecté et corrigé, ce qui réduit les risques de chute de la charge. [0011] Selon d'autres caractéristiques : [0012] - ledit convoyeur peut être disposé perpendiculaire à la trajectoire du robot, afin de mieux maintenir la charge sur le plateau de chargement, notamment à l'occasion d'un freinage du robot, [0013] - ledit détecteur de centrage peut comporter au moins deux capteurs de présence disposés chacun à une extrémité dudit convoyeur, ce qui constitue un moyen de réalisation de l'invention simple, efficace et précis, permettant notamment de détecter une absence de centrage même légère, [0014] - le moyen de chargement peut comporter des rebords sur les côtés latéraux dudit convoyeur, et lesdits capteurs de présence être disposés dans lesdits rebords, un tel placement des capteurs permettant une détection fiable, ainsi que leur propre protection contre des chocs, et les rebords permettant de maintenir la charge latéralement sur le convoyeur, [0015] - ledit convoyeur peut être disposé perpendiculaire à la trajectoire du robot, permettant de bénéficier desdits rebords comme moyen de maintien de la charge en cas de freinage brutal, [0016] - lesdits capteurs peuvent être configurés pour envoyer un signal positif lorsqu'ils ne voient pas d'objet, et une absence de signal lorsqu'ils voient un objet, ce qui permet d'utiliser lesdits capteurs également pour gérer le chargement d'une caisse vide, et de réduire les risques de chute d'une caisse vide lors de son chargement en cas de dysfonctionnement d'un capteur, [0017] - le robot selon l'invention peut comporter en outre un moyen de détection d'obstacles de faible hauteur, ce qui augmente la sécurité du robot notamment lorsqu'il évolue en mode autonome, [0018] - ledit moyen de détection peut comporter quatre détecteurs voyant chacun sur une 3 plage d'angle de sensiblement 900, et répartis sur le pourtour dudit robot, ce qui permet d'obtenir une détection d'obstacles très efficace, [0019] - lesdits détecteurs peuvent être disposés à moins de 20 cm du point le plus bas du robot, de préférence moins de 15 cm du point le plus bas du robot, afin de pouvoir détecter les obstacles les plus bas, tels que des objets de petite taille, comme des outils ou caisses à outils. [0020] La présente invention concerne également un procédé de recentrage d'une charge sur un moyen de chargement d'un robot selon l'une des revendications précédentes, et comportant les étapes suivantes : - détection d'un écart de centrage de la charge dans un sens, - transmission d'un ordre de marche au convoyeur dans le sens contraire dudit écart, - constat de centrage, - transmission d'un ordre d'arrêt au convoyeur. [0021] Grâce à ces dispositions, un défaut de centrage d'une charge sur le moyen de chargement peut être détecté et corrigé, ce qui réduit les risques de chute de la charge. [0022] Selon d'autres caractéristiques : [0023] - le procédé selon l'invention peut comporter en outre une étape pendant laquelle on pose une caisse sur le moyen de chargement, ledit détecteur de centrage comporte au moins deux capteurs de présence disposés chacun à une extrémité dudit convoyeur, et l'écart de centrage est détecté par absence de la caisse devant l'un des capteurs de présence, ce qui permet d'améliorer la précision de la détection d'absence de centrage, et de réduire les risques de chute d'une caisse lors de son chargement sur le moyen de chargement. [0024] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui fait suite, en référence aux figures annexées dans lesquelles : [0025] [fig.1] est une vue schématique de côté d'un robot motorisé selon un mode de réa- lisation préféré de l'invention, [0026] [fig.21 est une vue d'un détail du robot motorisé de la fig. 1, [0027] [fig.31 est une vue séquentielle du procédé de recentrage selon l'invention. [0028] Le robot motorisé 1 selon l'invention, illustré à la fig. 1, comporte un corps 2 monté sur un moyen de déplacement 3, par exemple des roues, et un moyen de chargement 4 tel qu'un plateau de chargement, configuré pour supporter une charge 5, en particulier une caisse 5 dans laquelle l'opérateur peut déposer des articles. [0029] Dans la suite on considèrera l'exemple d'une caisse, d'une section de base configurée pour couvrir sensiblement toute la surface du plateau de chargement 4. Il est bien entendu que, même si certains modes de réalisation sont particulièrement adaptés à une telle caisse, l'invention s'applique également à tout autre type de chargement, notamment des objets posés directement sur le plateau de chargement. 4 [0030] Le robot 1 fonctionne par exemple au moyen d'une alimentation électrique, par exemple par une batterie. Le robot 1 peut comporter un mode autonome, dans lequel il se rend d'un lieu à un autre sans intervention humaine. [0031] Le plateau de chargement 4 comporte un convoyeur motorisé 6. Celui-ci peut par exemple être configuré pour déplacer la charge 5 dans une direction perpendiculaire à la trajectoire du robot 1. On exprimera dans la suite cette caractéristique en disant que le convoyeur 6 est disposé perpendiculaire à la trajectoire du robot 1. Ce sens du convoyeur 6 permet de mieux maintenir la charge 5 sur le plateau de chargement 4, notamment à l'occasion d'un freinage du robot 1. On peut par exemple prévoir des rebords sur les côtés latéraux du convoyeur 6, qui garantissent le maintien de la charge 5 en cas de freinage brutal, par exemple devant un obstacle. [0032] Le convoyeur 6 peut aussi être configuré pour déplacer la charge 5 dans une direction parallèle à la trajectoire du robot 1. On exprimera dans la suite cette caractéristique en disant que le convoyeur 6 est disposé parallèle à la trajectoire du robot 1. Une telle disposition permet de faciliter l'accès de deux robots 1 en même temps à deux stations de déchargement proches l'une de l'autre ; le maintien de la charge peut alors par exemple être assuré par des butées escamotables. [0033] Dans ce qui suit, on considère une caisse de chargement 5 dont la surface de base correspond sensiblement à la surface du convoyeur 6 ; et on considère qu'une caisse 5 est centrée sur le convoyeur 6, dès lors que sa surface de base couvre sensiblement toute la surface du convoyeur 6. Au contraire une caisse n'est pas centrée si elle déborde du convoyeur à l'une des extrémités, et se trouve en retrait par rapport à l'autre extrémité. [0034] Dans la suite, le dispositif selon l'invention est décrit on considérant une telle caisse de chargement 5. Il est toutefois à la portée de l'homme du métier d'adapter le dispositif selon l'invention à d'autres types de charges 5, et notamment à des colis quelconques prélevés parmi les articles de l'aire de stockage. [0035] Le robot 1 comporte un détecteur de centrage de la caisse 5, apte à détecter si la caisse 5 est centrée sur le plateau de chargement 4, ou si au contraire la caisse 5 dépasse le bord du plateau de chargement 4 d'un des côtés, auquel cas il existe un risque de chute de la caisse, du plateau de chargement 4. [0036] Le robot 1 comporte également un moyen de transmission d'un ordre de marche au convoyeur 6, permettant au robot de rectifier la position de la caisse 5 de façon autonome si celle-ci est détectée par le détecteur de centrage comme n'étant pas centrée. [0037] Le détecteur de centrage 7 peut par exemple comporter des pesons disposés sous plusieurs rouleaux, disposés et configurés pour détecter que des rouleaux d'une extrémité du convoyeur sont plus chargés que des rouleaux de l'autre extrémité du convoyeur. On peut par exemple équiper uniquement les deux rouleaux d'extrémité de tels pesons, et comparer les poids observés pour chacun de ces deux rouleaux d'extrémité. [0038] Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le détecteur de centrage 7 peut comporter des capteurs de présence optique 7, qui peuvent être disposés chacun à une extrémité dudit convoyeur. [0039] On peut ainsi détecter par exemple un décalage latéral d'une caisse 5 du fait d'une absence d'objet devant l'un des capteurs 7 et engager l'opération de recentrage. Il faut donc que ces capteurs 7 soient suffisamment proches de l'extrémité du convoyeur 6 pour que l'ordre de marche puisse être donné au convoyeur 6, que celui ci se mette en route, et que le recentrage puisse avoir lieu sans occasionner dans l'intervalle une chute éventuelle de la caisse 5. Le mot « extrémité » doit être compris dans le cadre de la présente invention comme suffisamment proche de l'extrémité pour remplir cette fonction. On se mettra par exemple à moins de 10 cm de l'extrémité. [0040] Dans le mode de réalisation illustré en fig. 2, le convoyeur 6 comporte des rebords 8 sur ses côtés latéraux. Deux capteurs de présence 7 peuvent alors être disposés à l'intérieur des rebords 8, un à chaque extrémité du convoyeur. De plus, dans le cas où le convoyeur est disposé perpendiculaire à la trajectoire du robot comme illustré à la fig. 1, les rebords 8 permettent de maintenir la caisse 5 dans la direction de déplacement du robot 1, et permettent notamment d'éviter que la caisse 5 ne chute en cas d'arrêt brutal du robot 1, par exemple s'il détecte un obstacle. [0041] Comme illustré en fig. 3, les capteurs de présence placés à cette position permettent de détecter un défaut de centrage de la caisse 5, puisqu'une non détection selon un axe 9 parallèle à un des côtés du plateau 4 peut être interprétée comme le fait que la caisse s'est déplacée vers l'autre côté du plateau 4. [0042] Les mêmes capteurs de présence 7 peuvent être utilisés également lors du dé- chargement de la caisse 5 vers une station de déchargement, et lors du chargement d'une caisse vide 5 depuis une station de chargement. [0043] Il y a toutefois un risque, notamment pour le chargement d'une caisse vide 5. En effet, dans le cas où le capteur 7 éloigné de la station de chargement est défaillant, le convoyeur 6 ne reçoit pas d'ordre d'arrêt, et la caisse 5 tombe par terre de l'autre côté du robot 1. [0044] Pour éviter ce risque, et selon un autre mode préféré de réalisation de l'invention, de tels capteurs de présence optique 7 peuvent être à détection sombre, c'est à dire qu'ils envoient un signal positif vers un organe de commande quand ils ne voient rien, et n'envoient pas de signal lorsqu'ils voient une présence d'obstacle. Ainsi pour le chargement d'une caisse vide 5, dans le cas où un capteur 7 est défaillant, il n'envoie pas de signal, et l'organe de commande interprète que la caisse 5 est présente sur tout 6 le convoyeur 6 et arrête le convoyeur 6. Si par ailleurs le système est informé que la caisse 5 est toujours présente sur la station de chargement, l'opération est interrompue, un signal d'alarme peut être envoyé à qui de droit, mais il n'y a pas de chute de la caisse 5, et donc moins de risque d'accident. [0045] Il est donc avantageux dans le cadre de la présente invention de proposer selon un mode particulier de réalisation que lesdits capteurs de présence 7 soient à détection sombre, c'est à dire qu'ils sont configurés pour envoyer un signal positif lorsqu'ils ne voient pas d'objet, et une absence de signal lorsqu'ils voient un objet. L'avantage de ce mode de réalisation réside en particulier dans le fait que les mêmes capteurs peuvent servir à la fonction de recentrage et à la fonction de chargement de caisses vides 5. [0046] Un avantage particulier lié à un tel mode de réalisation est qu'en cas de panne d'un capteur de présence 7, rendant impossible la fonction de recentrage, dès l'arrivée du robot 1 à une station de déchargement ou de chargement, la panne est automatiquement détectée, une alarme peut être activée, et le capteur 7 peut être réparé ou remplacé. [0047] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le robot 1 peut comporter des dé- tecteurs permettant d'utiliser des fonctions d'évitement d'obstacles, afin que quelque soit le mode utilisé, les déplacements du robot 1 ne posent pas de problème de sécurité. Dans un mode préféré de l'invention, le robot 1 comporte un moyen de détection d'obstacles de faible hauteur, afin que de tels obstacles, par exemple un outil tombé à terre, puissent être évités. Le moyen de détection d'obstacles de faible hauteur peut par exemple comporter quatre détecteurs répartis sur le pourtour du robot 1, par exemple aux quatre coins du robot 1. Chaque détecteur est capable de détecter des obstacles dans une plage d'angle de 900, de façon à ce que l'ensemble des détecteurs puissent couvrir les 360° autour du robot 1. Les détecteurs 8 peuvent être disposés à moins de 20 cm du bas du robot, de préférence moins de 15 cm, typiquement 10 cm. [0048] Le procédé de recentrage selon l'invention, permettant de recentrer la caisse 5 sur son plateau de chargement 4 peut comporter les étapes suivantes : - détection d'un écart de centrage de la caisse 5 dans un sens, illustré sur l'étape A de la fig. 3, par l'intermédiaire du détecteur de centrage de la caisse 5, en particulier l'envoi d'un signal par un capteur de présence optique 7 qui ne voit plus la caisse 5, - transmission d'un ordre de marche au convoyeur 6 dans le sens contraire de l'écart détecté, par l'intermédiaire du moyen de transmission d'un ordre de marche, - constat de centrage par le détecteur de centrage de la caisse 5, illustré sur l'étape B de la fig. 3, - transmission d'un ordre d'arrêt au convoyeur 6. [0049] Les réglages de temps, vitesses et accélérations permettant d'arriver à un résultat fiable sont à la portée de l'homme du métier, et n'ont pas besoin d'être décrits plus en détails. 7 [0050] Ce procédé permet de réduire considérablement le risque de décentrage de la caisse 5 pouvant amener une chute. En utilisant un robot de l'état de la technique, notamment avec un convoyeur 6 disposé perpendiculaire à la trajectoire du robot 1, ce risque est en effet particulièrement élevé si le robot effectue un parcours comprenant des virages, si ces virages sont serrés et s'ils sont effectués à une vitesse élevée. Dans le cadre de l'invention, des parcours optimisés peuvent donc être utilisés par les robots 1, à plus haute vitesse, comprenant des virages plus serrés, tout en fournissant un meilleur niveau de sécurité. [0051] Le robot selon l'invention permet aussi de mieux gérer le chargement d'une caisse vide 5 sur le robot 1 en mode autonome, la caisse 5 pouvant être automatiquement centrée sur le plateau de chargement 6 dès la fin de son chargement. [0052] Bien que la description ci-dessus se base sur des modes de réalisation particuliers, elle n'est nullement limitative de la portée de l'invention, et des modifications peuvent être apportées, notamment par substitution d'équivalents techniques ou par combinaison différente de tout ou partie des caractéristiques développées ci-dessus. 8