Brevet FR3132415A1 — publié le 20230811

SYSTEME DE PORTIQUE ROBOTISE AGRICOLE POUR SERRE MULTI-CHAPELLES. Un système de portique robotisé agricole (10) comprenant un premier chariot (11) pouvant se déplacer le long de rails longitudinaux (4A, 4B) selon une direction longitudinale (X), le premier chariot (11) supportant et guidant latéralement selon une direction transversale (Y) un second chariot (12) muni d’un porte-outil (20) pour mettre en œuvre un outil (30) relativement à une surface de culture (RM) dans une serre (1) comprenant plusieurs chapelles adjacentes (1A, 1B, 1C, 1D), chaque chapelle supportant deux rails longitudinaux (4A, 4B) sensiblement horizontaux et en vis-à-vis, lesdites chapelles et lesdits rails longitudinaux s’étendant selon une direction longitudinale (X). Un mécanisme d’aiguillage inter-chapelle (61) est positionné dans une zone de transfert inter-chapelle (60) s’étendant entre les chapelles (1A, 1B, 1C, 1D) selon la direction transversale (Y), le mécanisme d’aiguillage inter-chapelle (61) étant agencé de telle sorte que le premier chariot (11) est opérable soit dans une configuration de travail dans laquelle le premier chariot (11) est déplaçable dans une chapelle définie selon la direction longitudinale (X), soit dans une configuration d’aiguillage dans laquelle le premier chariot (11) est translatable de ladite chapelle définie vers une chapelle de destination selon la direction transversale (Y). Figure pour l’abrégé: Figure FIG. 2 SYSTEME DE PORTIQUE ROBOTISE AGRICOLE POUR SERRE MULTI-CHAPELLES. L'invention concerne le domaine technique des systèmes de portique robotisé agricole. L'invention vise en particulier à fournir un système de portique robotisé agricole pour ferme maraîchère comportant au moins une serre multi-chapelles. Le brevet US 9,622,398 décrit un portique robotisé comportant une passerelle qui est mis en mouvement par des moyens de propulsion le long d’une pluralité de rangées de cultures, plusieurs outils agricoles couplés à la passerelle, un système d’alimentation électrique des moyens de propulsion, un contrôleur qui supervise le fonctionnement des moyens de propulsion et des outils agricoles, le contrôleur activant un outil agricole en réponse à la détection de conditions environnementales prédéterminées. Le brevet décrit également une méthode et un système informatique pour contrôler le fonctionnement du portique robotisé. La demande de brevet AT 364659 décrit un portique robotisé comprenant un pont mobile se déplaçant dans le sens longitudinal au moyen de châssis à roues circulant sur des rails, un chariot mobile se déplaçant dans le sens transversalement et conçu comme porte-équipement (équipement pour les semis ou planter les graines ou pour le désherbage des mauvaises herbes). Le porte-équipement comporte un support mobile dans la direction verticale. Une commande automatique, mise en œuvre par ordinateur, contrôle le déplacement du pont et du chariot, ainsi que l'actionnement des équipements pour la plantation des plantes ou le semis des graines et des équipements pour le désherbage. Divers inconvénients résultent de tels portiques robotisés, notamment en ce qui concerne le fonctionnement du portique robotisé et la réalisation de tâches maraîchères dans une serre du type multi-chapelles. D’une part, certains systèmes de l’art antérieur nécessitent que chaque chapelle dispose de son propre portique robotisé ce qui rend le système particulièrement coûteux. D’autre part, certains systèmes de l’art antérieur nécessitent qu’une partie du portique robotisé soit retirée des moyens de guidage généralement fixe dans une chapelle pour être installée dans une autre chapelle, ce qui est particulièrement contraignant à mettre en œuvre, et nécessitent généralement une opération manuelle faisant intervenir un ou plusieurs maraîchers. Il existe donc un besoin d’offrir un système de portique robotisé qui rende la réalisation des tâches maraîchères dans une serre du type multi-chapelles plus facile à mettre en œuvre, par exemple en réduisant, voire en évitant les inconvénients précités. C’est un objet de l'invention que de proposer un système de portique robotisé de ferme maraîchère qui surmonte un ou plusieurs des inconvénients ou limitations des techniques de portiques robotisés existants. Selon un aspect, il est proposé un système de portique robotisé agricole comprenant un premier chariot pouvant se déplacer le long de rails longitudinaux selon une direction longitudinale, le premier chariot supportant et guidant latéralement selon une direction transversale un second chariot muni d’un porte-outil pour mettre en œuvre un outil relativement à une surface de culture dans une serre comprenant plusieurs chapelles adjacentes, chaque chapelle supportant deux rails longitudinaux sensiblement horizontaux et en vis-à-vis, lesdites chapelles et lesdits rails longitudinaux s’étendant selon une direction longitudinale. Le système de portique robotisé agricole comporte en outre un mécanisme d’aiguillage inter-chapelle positionné dans une zone de transfert inter-chapelle s’étendant entre les chapelles selon la direction transversale, le mécanisme d’aiguillage inter-chapelle étant agencé de telle sorte que le premier chariot est opérable soit dans une configuration de travail dans laquelle le premier chariot est déplaçable dans une chapelle définie selon la direction longitudinale, soit dans une configuration d’aiguillage dans laquelle le premier chariot est translatable de ladite chapelle définie vers une chapelle de destination selon la direction transversale. Le mécanisme d’aiguillage inter-chapelle peut comporter : - des rails transversaux inter-chapelle sensiblement horizontaux, en vis-à-vis et s’étendant selon la direction transversale entre au moins ladite chapelle définie et ladite chapelle de destination ; et - un chariot d’aiguillage inter-chapelle agencé pour se coupler au premier chariot et translatable dans la zone de transfert inter-chapelle par l’intermédiaire des rails transversaux inter-chapelle. Les deux rails longitudinaux peuvent être discontinus au niveau de la zone de transfert inter-chapelle de manière à former deux sections interrompues définies de part et d’autre de la zone de transfert inter-chapelle. Le chariot d’aiguillage inter-chapelle peut comporter deux sections de rails de chariot d’aiguillage longitudinaux en vis-à-vis, chacune se positionnant dans la section interrompue associée. Les rails longitudinaux sensiblement horizontaux et en vis-à-vis peuvent être fixés sur chacun des deux montants verticaux des arches de chaque chapelle à une hauteur définie. Les rails transversaux inter-chapelle peuvent être fixés au-dessus des rails longitudinaux à une hauteur déterminée de telle sorte à permettre le déplacement du premier chariot sur les rails longitudinaux. Le chariot d’aiguillage inter-chapelle peut comporter un ensemble motorisé de chariot d’aiguillage apte à déplacer le chariot d’aiguillage inter-chapelle sur les rails transversaux inter-chapelle. L’ensemble motorisé de chariot d’aiguillage peut comporter, de chaque côté du chariot d’aiguillage inter-chapelle selon l’axe transversal, deux platines de liaison à galet pour coupler le chariot d’aiguillage inter-chapelle aux rails transversaux inter-chapelle et le guider lors du déplacement selon la direction transversale. Chaque rail transversal inter-chapelle peut présenter un profilé s’étendant horizontalement et définissant une cavité présentant une ouverture positionnée dans une paroi en partie basse et sur toute sa longueur, l’ouverture ayant une largeur plus faible que la largeur du profilé afin de ménager dans la paroi en partie basse au moins un épaulement servant de surface d’appui pour les galets de chacune des platines de liaison à galet, lesdites platines de liaison à galet comportant un ensemble de galets internes se déplaçant sur la surface d’appui de l’épaulement dans la cavité du profilé et un ensemble de galets externes se déplaçant sur la surface d’appui de l’épaulement extérieurement en dessous du profilé de telle sorte que le chariot d’aiguillage inter-chapelle soit supporté et guidé lors d’un déplacement selon la direction transversale. L’ensemble motorisé de chariot d’aiguillage peut comporter au moins une unité servomoteur et réducteur d’aiguillage couplée à des pignons en position distale par des arbres associés, chacun des rails transversaux inter-chapelle étant muni d’une crémaillère de rail transversal, lesdits pignons étant agencés pour s’engrener avec la crémaillère de rail transversal correspondante. L’ensemble motorisé de chariot d’aiguillage peut comporter deux unités servomoteur et réducteur, l’une d’un côté supporté par la section de rail de chariot d’aiguillage longitudinal, l’autre de l’autre côté supporté par la section de rail de chariot d’aiguillage longitudinal en vis-à-vis, les deux unités servomoteur et réducteur d’aiguillage étant synchronisés. Les rails longitudinaux, les sections de rails de chariot d’aiguillage longitudinaux, et/ou les rails transversaux inter-chapelle peuvent être réalisés sous la forme d’un profilé définissant une cavité comportant un ensemble d’alimentation de puissance et de communication de données muni d’au moins une piste conductrice agencée pour coopérer avec au moins un charbon supporté par une unité d’alimentation et de communication du premier chariot, du second chariot et/ou du chariot d’aiguillage inter-chapelle. Au moins une section de rail de chariot d’aiguillage longitudinal peut comporter un mécanisme de butée escamotable comportant une plaque butée fixée audit rail par un axe de rotation et par un ressort, et un vérin muni d’un doigt lequel coopère avec une pièce basse en saillie de la plaque pour bloquer ou autoriser le déplacement du premier chariot des sections de rails de chariot d’aiguillage longitudinaux vers les rails longitudinaux. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de fonctionnement d’un système de portique robotisé agricole dans une serre comprenant plusieurs chapelles adjacentes comprenant les étapes : - diriger un premier chariot d’un portique robotisé vers une zone de transfert inter-chapelle dans une chapelle définie, le premier chariot étant déplaçable selon une direction longitudinale ; - coupler le premier chariot à un chariot d’aiguillage inter-chapelle dans la zone de transfert inter-chapelle ; - diriger le chariot d’aiguillage inter-chapelle transportant le premier chariot de la chapelle définie vers une chapelle de destination, le chariot d’aiguillage inter-chapelle étant translatable selon la direction transversale le long de rails transversaux inter-chapelle ; - stopper le chariot d’aiguillage inter-chapelle dans la chapelle de destination et découpler le premier chariot du chariot d’aiguillage inter-chapelle ; et - déplacer le premier chariot dans la chapelle de destination pour y effectuer le ou les tâches maraîchères prévues. L'invention est particulièrement applicable pour des portiques robotisés assurant des interventions variées sur la zone de culture afin d’améliorer la réalisation des tâches maraîchères dans une serre du type multi-chapelles. Le système de portique robotisé selon l'invention possède en outre les avantages suivants : - Il ne comporte pas de roue ou de chenillette se mouvant directement sur le sol, ou d’installation de rail au sol, permettant en cela de gérer de manière satisfaisante les problématiques de tassement du sol, et libérer la zone au sol pour la circulation et les autres usages ; - Le système ne nécessite pas de mettre en place des infrastructures complexes ; - Le système est structurellement léger, compact et simple d’installation, il est donc particulièrement adapté à des serres de fermes maraîchères, la serre comportant une ou plusieurs chapelles, l’exploitation agricole pouvant comporter plusieurs serres ; - Le système permet un changement automatisé d’une chapelle à une autre, optionnellement d’une serre à une autre, résultant dans un gain de productivité ; - Le système permet une automatisation des tâches maraîchères les plus longues, pénibles et répétitives afin de concentrer le travail des maraîchers sur des tâches à plus forte valeur ajoutée. D'autres avantages ressortiront de la description ci-après de l'invention. La présente invention est illustrée par des exemples et non limitée aux dessins annexés, dans lesquels des références similaires indiquent des éléments similaires : ● La Figure est une vue en perspective représentant schématiquement une micro-ferme maraîchère comportant une serre comprenant plusieurs chapelles ; ● La Figure est une vue schématique en perspective de dessus et semi-transparente illustrant une serre comprenant plusieurs chapelles, munie d’un portique robotisé selon un mode de réalisation de l’invention ; ● La Figure est une vue de face d’une chapelle représentée à la illustrant schématiquement le système de portique robotisé selon un mode de réalisation de l’invention ; ● La Figure est une vue schématique multiple illustrant le transfert du chariot du portique robotisé selon un mode de réalisation de l’invention d’une chapelle à une autre, dans une serre multi-chapelles ; ● Les Figures et sont des vues schématiques respectivement en perspective de dessus et de côté, du portique robotisé se trouvant dans une zone de transfert inter-chapelle selon un mode de réalisation de l’invention ; ● La Figure est une vue schématique et partielle en perspective de dessus montrant une partie du chariot d’aiguillage inter-chapelle, sans le chariot du portique robotisé, selon un mode de réalisation de l’invention ; ● La Figure est une vue schématique de face d’une partie du chariot d’aiguillage inter-chapelle et du portique robotisé se trouvant dans la zone de transfert inter-chapelle montrant un détail de la Figure ; ● La Figure est une vue schématique de côté d’une partie du chariot d’aiguillage inter-chapelle et du portique robotisé se trouvant dans la zone de transfert inter-chapelle montrant un détail de la Figure selon AA ; ● La Figure est une vue schématique de côté d’une partie du chariot d’aiguillage inter-chapelle montrant un détail de la Figure dans laquelle le chariot du portique robotisé a été omis pour une question de clarté ; ● Les Figures et sont des vues schématiques en coupe, respectivement de côté et de face illustrant des rails avec pistes d’alimentation et de données intégrées du portique robotisé selon un mode de réalisation de l’invention ; et ● Les Figures et sont des vues schématiques respectivement de côté et en perspective de dessus d’un mécanisme de butée escamotable du portique robotisé se trouvant dans une zone de transfert inter-chapelle selon un mode de réalisation de l’invention. Un système de portique robotisé agricole (10) comprenant un premier chariot (11) pouvant se déplacer le long de rails longitudinaux (4A, 4B) selon une direction longitudinale (X), le premier chariot (11) supportant et guidant latéralement selon une direction transversale (Y) un second chariot (12) muni d’un porte-outil (20) pour mettre en œuvre un outil (30) relativement à une surface de culture (RM) dans une serre (1) comprenant plusieurs chapelles adjacentes (1A, 1B, 1C, 1D), chaque chapelle supportant deux rails longitudinaux (4A, 4B) sensiblement horizontaux et en vis-à-vis, lesdites chapelles et lesdits rails longitudinaux s’étendant selon une direction longitudinale (X) ; caractérisé en ce que le système de portique robotisé agricole (10) comporte en outre un mécanisme d’aiguillage inter-chapelle (61) positionné dans une zone de transfert inter-chapelle (60) s’étendant entre les chapelles (1A, 1B, 1C, 1D) selon la direction transversale (Y), le mécanisme d’aiguillage inter-chapelle (61) étant agencé de telle sorte que le premier chariot (11) est opérable soit dans une configuration de travail dans laquelle le premier chariot (11) est déplaçable dans une chapelle définie selon la direction longitudinale (X), soit dans une configuration d’aiguillage dans laquelle le premier chariot (11) est translatable de ladite chapelle définie vers une chapelle de destination selon la direction transversale (Y). Le système selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme d’aiguillage inter-chapelle (61) comporte : - des rails transversaux inter-chapelle (70A, 70B) sensiblement horizontaux, en vis-à-vis et s’étendant selon la direction transversale (Y) entre au moins ladite chapelle définie et ladite chapelle de destination ; et - un chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) agencé pour se coupler au premier chariot (11) et translatable dans la zone de transfert inter-chapelle (60) par l’intermédiaire des rails transversaux inter-chapelle (70A, 70B). Le système selon la revendication 2, dans lequel : - les deux rails longitudinaux (4A, 4B) sont discontinus au niveau de la zone de transfert inter-chapelle (60) de manière à former deux sections interrompues définies de part et d’autre de la zone de transfert inter-chapelle (60) ; et - le chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) comporte deux sections de rails de chariot d’aiguillage longitudinaux (63A, 63B) en vis-à-vis, chacune se positionnant dans la section interrompue associée. Le système selon l’une quelconque des revendications 2 à 3, dans lequel : - les rails longitudinaux (4A, 4B) sensiblement horizontaux et en vis-à-vis sont fixés sur chacun des deux montants verticaux des arches (3) de chaque chapelle (1A, 1B, 1C, 1D) à une hauteur définie ; et - les rails transversaux inter-chapelle (70A, 70B) sont fixés au-dessus des rails longitudinaux (4A, 4B) à une hauteur déterminée de telle sorte à permettre le déplacement du premier chariot (11) sur les rails longitudinaux (4A, 4B). Le système selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) comporte un ensemble motorisé de chariot d’aiguillage (64) apte à déplacer le chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) sur les rails transversaux inter-chapelle (70A, 70B). Le système selon la revendication 5, dans lequel l’ensemble motorisé de chariot d’aiguillage (64) comporte, de chaque côté du chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) selon l’axe transversal (Y), deux platines de liaison à galet (69A, 69B) pour coupler le chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) aux rails transversaux inter-chapelle (70A, 70B) et le guider lors du déplacement selon la direction transversale (Y). Le système selon la revendication 6, dans lequel chaque rail transversal inter-chapelle (70A, 70 B) présente un profilé s’étendant horizontalement et définissant une cavité présentant une ouverture positionnée dans une paroi en partie basse et sur toute sa longueur, l’ouverture ayant une largeur plus faible que la largeur du profilé afin de ménager dans la paroi en partie basse au moins un épaulement (72A, 72B) servant de surface d’appui pour les galets de chacune des platines de liaison à galet (69A, 69B), lesdites platines de liaison à galet (69A, 69B) comportant un ensemble de galets internes (73) se déplaçant sur la surface d’appui de l’épaulement dans la cavité du profilé et un ensemble de galets externes (74) se déplaçant sur la surface d’appui de l’épaulement extérieurement en dessous du profilé de telle sorte que le chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) soit supporté et guidé lors d’un déplacement selon la direction transversale (Y). Le système selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel l’ensemble motorisé de chariot d’aiguillage (64) comporte au moins une unité servomoteur et réducteur d’aiguillage (66A) couplée à des pignons (67A, 67B) en position distale par des arbres (68A, 68B) associés, chacun des rails transversaux inter-chapelle (70A, 70B) étant muni d’une crémaillère de rail transversal (71A, 71B), lesdits pignons (67A, 67B) étant agencés pour s’engrener avec la crémaillère de rail transversal (71A, 71B) correspondante. Le système selon la revendication 8, dans lequel l’ensemble motorisé de chariot d’aiguillage (64) comporte deux unités servomoteur et réducteur, l’une (66A) d’un côté supporté par la section de rail de chariot d’aiguillage longitudinal (63A), l’autre (66B) de l’autre côté supporté par la section de rail de chariot d’aiguillage longitudinal en vis-à-vis (63B), les deux unités servomoteur et réducteur d’aiguillage (66A, 66B) étant synchronisés. Le système selon l’une quelconque des revendications 3 à 9, dans lequel chacun des rails longitudinaux (4A, 4B), des sections de rails de chariot d’aiguillage longitudinaux (63A, 63B), et/ou des rails transversaux inter-chapelle (70A, 70B) sont réalisés sous la forme d’un profilé définissant une cavité comportant un ensemble d’alimentation de puissance et de communication de données (80) muni d’au moins une piste conductrice (81A, 81B) agencée pour coopérer avec au moins un charbon (82) supporté par une unité d’alimentation et de communication (83) du premier chariot (11), du second chariot (12) et/ou du chariot d’aiguillage inter-chapelle (62). Le système selon l’une quelconque des revendications 3 à 10, dans lequel au moins une section de rail de chariot d’aiguillage longitudinal (63A, 63B) comporte un mécanisme de butée escamotable (90) comportant une plaque butée (91) fixée audit rail par un axe de rotation et par un ressort (92), et un vérin (93) muni d’un doigt lequel coopère avec une pièce basse en saillie (94) de la plaque (91) pour bloquer ou autoriser le déplacement du premier chariot (11) des sections de rails de chariot d’aiguillage longitudinaux (63A, 63B) vers les rails longitudinaux (4A, 4B). Un procédé de fonctionnement d’un système de portique robotisé agricole (10) dans une serre (1) comprenant plusieurs chapelles adjacentes (1A, 1B, 1C, 1D) comprenant les étapes : - diriger un premier chariot (11) d’un portique robotisé (10) vers une zone de transfert inter-chapelle (60) dans une chapelle définie, le premier chariot (11) étant déplaçable selon une direction longitudinale (X) ; - coupler le premier chariot (11) à un chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) dans la zone de transfert inter-chapelle (60) ; - diriger le chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) transportant le premier chariot (11) de la chapelle définie vers une chapelle de destination, le chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) étant translatable selon la direction transversale (Y) le long de rails transversaux inter-chapelle (70A, 70B) ; - stopper le chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) dans la chapelle de destination et découpler le premier chariot (11) du chariot d’aiguillage inter-chapelle (62) ; et - déplacer le premier chariot (11) dans la chapelle de destination pour y effectuer le ou les tâches maraîchères prévues.