Brevet FR3107862A1 — publié le 20210910

L’invention concerne une installation logistique (1) comprenant une flotte de véhicules (2) de type robots navettes guidés automatiquement à distance pour le transport d’objets, chaque véhicule embarquant une batterie conçue pour l’alimenter électriquement dans ses déplacements. L’installation comprend également une station d’échange (5) de batteries comprenant au moins un emplacement de stationnement (6) pour stationner un véhicule, ladite station d’échange comprenant un bras robotisé (9) conçu pour échanger automatiquement la batterie déchargée d’un véhicule par une batterie chargée lorsque ledit véhicule est stationné sur l’emplacement de stationnement. L’installation comprend également un système d’information (18) conçu pour recevoir en temps réel des données du niveau de charge des batteries des véhicules de la flotte et des données de position relative des véhicules de la flotte par rapport à la station de d’échange et pour déterminer en retour un ordre de priorité pour l’échange des batteries des véhicules de la flotte. Figure à publier: Fig. 1 Installation logistique comprenant une flotte de véhicules de type robots navettes guidés automatiquement à distance pour le transport d’objets L’invention concerne une installation logistique comprenant une flotte de véhicules de type robots navettes guidés automatiquement à distance pour le transport d’objets, chaque véhicule embarquant une batterie conçue pour l’alimenter électriquement dans ses déplacements. Il est courant aujourd’hui d’utiliser des véhicules de type robots navettes guidés automatiquement à distance, dits «AGV» pour Automatic Guided Vehicule, pour déplacer des objets de type colis ou paquets dans des centres logistiques. Ces véhicules sont généralement équipés de batteries qui leur confèrent une certaine autonomie de déplacement. Lorsque les batteries atteignent un niveau de charge trop faible, les véhicules se dirigent automatiquement vers un point de charge pour y être rechargée pendant plusieurs heures. Le nombre croissant de colis ou paquets à déplacer nécessite d’augmenter le nombre de véhicules et de points de charge dans les installations logistiques ce qui augmente les coûts et la surface occupée au sol. L’invention adonc pour objectif de remédier aux problèmes précités en proposant une installation logistique qui optimise le temps d’utilisation des véhicules de sorte à limiter le nombre de véhicules et de stations de charge. A cet effet, l’invention a pour objet une installation logistique comprenant une flotte de véhicules de type robots navettes guidés automatiquement à distance pour le transport d’objets, chaque véhicule embarquant une batterie conçue pour l’alimenter électriquement dans ses déplacements, caractérisée en ce que l’installation comprend une station d’échange de batteries comprenant au moins un emplacement de stationnement pour stationner un véhicule, ladite station d’échange comprenant un bras robotisé conçu pour échanger automatiquement la batterie déchargée d’un véhicule par une batterie chargée lorsque ledit véhicule est stationné sur l’emplacement de stationnement et en ce qu’elle comprend un système d’information conçu pour recevoir en temps réel des données du niveau de charge des batteries des véhicules de la flotte et des données de position relative des véhicules de la flotte par rapport à la station d’échange et pour déterminer en retour un ordre de priorité pour l’échange des batteries des véhicules de la flotte, le système d’information étant conçu pour commander le déplacement d’un véhicule sur ledit au moins un emplacement de stationnement disponible par ordre de priorité. L’idée à la base de l’invention consiste à échanger les batteries déchargées par des batteries chargées en tenant compte du niveau de charge de l’ensemble de la flotte de véhicules, de la distance des véhicules par rapport à la station d’échange et de la disponibilité du ou des emplacements de stationnement. L’idée consiste plus particulièrement à faire revenir des véhicules ayant une batterie avec un niveau de charge faible et situés au plus près de la station d’échange de sorte à réduire la distance de déplacements effectués par les véhicules dans le seul but de réaliser un échange des batteries. Le système d’information selon l’invention permet également d’optimiser la gestion de la flotte de véhicules afin d’éviter les pannes électriques et les temps d’attente au niveau du ou des emplacements de stationnement. L’installation logistique selon l’invention peut également présenter les particularités suivantes: - le système d’information est conçu pour déterminer un niveau de charge critique pour chaque batterie, compris entre 1% et 5% au-dessus d’un certain niveau de charge ne permettant plus au véhicule de se déplacer jusqu’à l’emplacement de stationnement, et pour commander en retour le déplacement du véhicule sur un emplacement de stationnement disponible indépendamment de son ordre de priorité; - chaque véhicule comprend une fente verticale ouverte sur le dessus conçue pour autoriser une insertion/extraction verticale des batteries par le bras robotisé; - la station d’échange comprend au moins un chargeur de batterie en forme de bac ouvert sur le dessus conçu pour autoriser une insertion/extraction verticale des batteries par le bras robotisé. Description des dessins La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée de l’invention prise à titre d'exemple nullement limitative et illustrée par les dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 représente schématiquement une installation logistique selon l’invention; La figure 2 représente schématiquement l’extrémité d’un bras robotiséselon l’invention; La figure 3 représente schématiquement un véhicule selon l’invention sur lequel est monté une plateforme de portage pour objets; La figure 4 est un histogramme représentant un niveau critique de charge pour un certain nombre de véhicules de l’installation logistique selon l’invention. Description détaillée de l’invention L’installation logistique 1 selon l’invention représentée sur la figure 1 comprend des véhicules 2 de type robots navettes guidés automatiquement à distance pour déplacer des objets 3. Ces véhicules appelés également AGV pour «Automatic Guided Vehicule» sont équipés chacun d’une batterie 4 interchangeable et rechargeable apte à alimenter électriquement le véhicule 2 dans ses déplacements. L’installation logistique 1 comprend également une ou plusieurs stations d’échange 5 de batteries 4, visible sur la figure 1, conçues pour échanger automatiquement les batteries 4 déchargées des véhicules 2 par des batteries 4 chargées. Chaque station d’échange 5 comprend au moins un emplacement de stationnement 6 pour stationner un véhicule 2, ici deux emplacements de stationnement 6 délimités par un marquage au sol en pointillés chacun occupé par un véhicule 2 comme représentés sur la figure 1, et des chargeurs 7 de batteries 4 sous la forme de bacs ouverts sur le dessus. Un emplacement de stationnement 6 selon l’invention se présente par exemple sous la forme d’une surface plane délimitée au sol avec des moyens de détection 8 apte à détecter la présence d’un véhicule stationné sur l’emplacement, ici un QR code. L’utilisation de deux emplacements de stationnement 6 permet avantageusement d’échanger une batterie 4 d’un premier véhicule 2 sur un premier emplacement 6 pendant qu’un second véhicule 2 est en phase d’approche du second emplacement de stationnement 6 ou en phase de redémarrage après avoir récupéré une batterie 4 chargée. La station d’échange 5 comprend également un bras robotisé 9 conçu pour procéder automatiquement à l’échange des batteries 4 lorsque le véhicule 2 est stationné sur un emplacement de stationnement 6. Le bras robotisé 9 comprend six axes de déplacement et présentera une longueur suffisante, ici 130 cm, pour pouvoir accéder aux véhicules 2 stationnés sur les emplacements de stationnement 6 et aux chargeurs 7 de batterie 4 de la station d’échange 5. Chaque véhicule 2 comprend une fente 10 verticale ouverte sur le dessus conçue pour autoriser une insertion/extraction verticale des batteries 4 par le bras robotisé 9. Les chargeurs 7 de batterie 4 se présentent sous la forme de bac ouvert sur le dessus de sorte à autoriser, de la même manière que pour les véhicules 2, une insertion/extraction verticale des batteries 4 par le bras robotisé 9. Comme représenté sur la figure 1, le bras robotisé 9 est agencé au centre de la station d’échange 5 avec les deux emplacements de stationnement 6 disposés en vis-à-vis par rapport au bras 9. La station d’échange 5 comprend également un buffer de stockage 11 pour batterie 4 disposé entre le bras 9 et l’emplacement de stationnement 6. Le buffer de stockage 11 permet au bras robotisé 9 de stocker temporairement la batterie 4 déchargée d’un véhicule 2 de sorte à permettre au bras robotisé 9 de récupérer plus rapidement une batterie 4 chargée et ainsi diminuer le temps d’indisponibilité du véhicule 2. Chaque batterie 4 est ici équipée d’une poignée 12 apte à être tenue par une extrémité 13 du bras robotisé 9 en forme de pince, ici faite de deux crochets 14 comme représenté sur la figure 2. Le bras robotisé 9 peut ainsi pincer la poignée 12 de la batterie 4 pour permettre son insertion/extraction verticale dans les véhicules 2 et les chargeurs 7. De manière avantageuse, les véhicules 2 et les chargeurs 7 comprennent des plots de guidages 14 et des contacteurs 15 pour faciliter respectivement l’insertion des batteries et le contact électrique. Le bras robotisé 9 est également conçu pour manipuler des boutons 15 de mise en marche/arrêt des véhicules 2. Le bras robotisé 9 est également conçu pour permettre l’échange des batteries 4 dans des espaces réduits, par exemple lorsque le véhicules déplace un chariot 16 sur lequel est disposée une plateforme 17 de portage d’objets 3 surplombant la fente 10 du véhicule 2, comme représenté sur la figure 3. Par espace réduit on entend un espace d’une hauteur h minimum de 100 mm au-dessus de la batterie 4. L’installation logistique 1 selon l’invention comprend également un système d’information 18 conçu pour gérer la flotte de véhicules 2. Grâce au système d’information 18, le temps de déplacement effectif des véhicules est augmenté, c'est-à-dire le temps de déplacement où les véhicules 2 transportent des objets 3 pour les trier, les stocker, les décharger, etc., alors que le temps d’indisponibilité des véhicules 2 en emplacement de stationnement 6 est diminué. L’occupation des emplacements de stationnement 6 étant le facteur le plus limitant, le système d’information 18 est paramétré pour définir un niveau critique non constant correspondant à la vitesse maximale de travail de la station d’échange 5. Aussi, si un véhicule 2 atteint ce niveau, c’est que lui et tous ceux qui ont un niveau de charge plus faible encourent le risque de tomber en panne. L’histogramme de la figure 4, représente justement différents niveaux de charge de batteries 4 sur l’axe des ordonnées Y et une liste de plusieurs véhicules 2 sur l’axe des abscisses X. Chaque marche en pointillés correspond au temps nécessaire pour réaliser l’échange d’une batterie 4 dans un emplacement de stationnement 6 et l’escalier complet en pointillés correspond au niveau d’état de charge de la flotte de véhicules 2 qui forcerait la station à travailler à temps complet pour éviter toute panne. Un véhicule 2 tombe donc en panne lorsque le niveau de charge de sa batterie 4 tombe sous ce niveau. En reprenant les valeurs de l’exemple précédent, on constate que le véhicule H sur l’histogramme atteint le niveau critique, cela veut donc dire que le système d’information 18 doit commander immédiatement le retour du véhicule H pour un échange de batterie 4. Après avoir envoyé le premier véhicule, on comprendra que le véhicule H est retiré de l’histogramme, ce qui décale l’ensemble des niveaux à gauche. La condition critique disparait ainsi le temps que le véhicule H se décharge de 1%, conformément avec le fait que la station d’échange devra travailler à temps complet pour les huit véhicules de A à H. La solution proposée pour pallier aux problèmes de pannes consiste à ce que le système d’information 18 définisse un ordre de priorité privilégiant l’échange des batteries 4 les moins chargées et le plus proches des emplacements de stationnement 6. En prenant en compte la distance, on limite ainsi le risque d’avoir un nombre de véhicules 2 de la flotte avec un faible niveau de charge sensiblement équivalent et devant être déplacer en même temps vers la station d’échange 6 pour un échange de batterie 4. Pour cela, le système d’information 18 est conçu pour recevoir en temps réel des données du niveau de charge des batteries 4 des véhicules 2 de la flotte et des données de position relative des véhicules 2 de la flotte par rapport à la station d’échange 5 et pour déterminer en retour un ordre de priorité pour l’échange des batteries 4 des véhicules 2 de la flotte. Sur la base de ces données, le système d’information 18 commande en retour le déplacement d’un véhicule 2 sur un emplacement de stationnement 6 disponible par ordre de priorité. Le système d’information 18 est également paramétré pour considérer l’emplacement de stationnement 6 comme étant disponible lorsqu’aucun véhicule 2 n’est stationné et/ou lorsqu’aucun véhicule 2 n’est en cours de déplacement vers l’emplacement de stationnement 6 pour un échange de batterie 4. Le système d’information 18 est également conçu pour déterminer si les véhicules 2 transportent ou non des objets de sorte que si un véhicule 2 ne transporte pas d’objet 3, le système d’information 18 augmente l’ordre de priorité du véhicule 2 pour un échange de batterie 4. Le système d’information 18 selon l’invention est également conçu pour déterminer un niveau de charge critique des batteries 4, tel que représenté sur la figure 4, compris par exemple entre 1% et 5% au-dessus d’un certain niveau de charge ne permettant plus au véhicule 2 de se déplacer jusqu’à l’emplacement de stationnement 6, et pour commander en retour le déplacement du véhicule 2 sur un emplacement de stationnement 6 disponible indépendamment de son niveau de priorité. On comprendra que le système d’information 18 est également conçu pour mettre à jour en temps réel l’ordre de priorité de l’échange des batteries 4 par exemple à chaque fois qu’un véhicule 2 repart de la station d’échange 5 avec une batterie 4 chargée, qu’un véhicule 2 soit en panne pendant son déplacement ou bien qu’un emplacement de stationnement 6 soit en maintenance. Installation logistique (1) comprenant une flotte de véhicules (2) de type robots navettes guidés automatiquement à distance pour le transport d’objets (3), chaque véhicule embarquant une batterie conçue pour l’alimenter électriquement dans ses déplacements, caractérisée en ce que l’installation comprend une station d’échange (5) de batteries comprenant au moins un emplacement de stationnement (6) pour stationner un véhicule, ladite station d’échange comprenant un bras robotisé (9) conçu pour échanger automatiquement la batterie déchargée d’un véhicule par une batterie chargée lorsque ledit véhicule est stationné sur l’emplacement de stationnement et en ce qu’elle comprend un système d’information (18) conçu pour recevoir en temps réel des données du niveau de charge des batteries des véhicules de la flotte et des données de position relative des véhicules de la flotte par rapport à la station de d’échange et pour déterminer en retour un ordre de priorité pour l’échange des batteries des véhicules de la flotte, le système d’information étant conçu pour commander le déplacement d’un véhicule sur ledit au moins un emplacement de stationnement disponible par ordre de priorité. Installation de manutention d’objets selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système d’information est également conçu pour déterminer un niveau de charge critique pour chaque batterie, compris entre 1% et 5% au-dessus d’un certain niveau de charge ne permettant plus au véhicule de se déplacer jusqu’à l’emplacement de stationnement, et pour commander en retour le déplacement du véhicule sur un emplacement de stationnement disponible indépendamment de son ordre de priorité. Installation de manutention d’objets selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque véhicule comprend une fente (10) verticale ouverte sur le dessus conçue pour autoriser une insertion/extraction verticale des batteries par le bras robotisé. Installation de manutention d’objets selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la station d’échange comprend au moins un chargeur (7) de batterie en forme de bac ouvert sur le dessus conçu pour autoriser une insertion/extraction verticale des batteries par le bras robotisé.