Brevet FR3161136A1 — publié le 20251017

La présente invention vise un robot comportant une seule roue sphérique de déplacement destinée à être en contact avec le sol et une plateforme montée sur ladite roue sphérique, la plateforme comportant au moins une roue de stabilisation (5) configurée pour maintenir le robot stable en position statique et en mouvement, la roue de stabilisation (5) étant en contact ponctuel sur la roue sphérique, chaque roue de stabilisation (5) étant composée de premières roues secondaires (50) cylindriques et de deuxième roues secondaires (51) cylindriques, le diamètre des premières roues secondaires (50) étant supérieur au diamètre des deuxièmes roues secondaires (51), les premières roues secondaires (50) et les deuxièmes roues secondaires (51) étant alternativement réparties sur la roue de stabilisation (5) de sorte à permettre la mobilité de la roue de stabilisation (5) et au robot d’être maintenu dans une position debout. Figure de l’abrégé : Figure 2 Robot à roue sphérique comprenant un ensemble de roues de stabilisation La présente invention concerne le domaine des robots, notamment des robots humanoïdes. Plus précisément, l’invention concerne un robot à une seule roue sphérique présentant un moyen de stabilisation comportant des roues secondaires de stabilisation du robot. ETAT DE LA TECHNIQUE Il est connu des robots comportant une seule roue sphérique sur laquelle repose l’intégralité du robot. Ces types de robots sont communément appelés des « Ballbots ». Lesdits robots sont mobiles au moyen de la seule roue sphérique, dans toutes les directions, de manière stable. En particulier, il est connu des robots à une seule roue sphérique comportant chacun un tronc, deux bras et une partie supérieure. Le tronc est relié à la roue sphérique et il est fixe par rapport à celle-ci, chaque bras est relié au tronc au moyen d’une liaison pivot ou au moyen d’une liaison rotule de sorte à permettre la mobilité de chacun des bras par rapport au tronc et la partie supérieure est reliée à une portion supérieure du tronc et elle est fixe par rapport à celle-ci. La partie supérieure du robot comporte au moins un capteur configuré pour que le robot se repère dans son environnement. Un tel robot est configuré pour se déplacer dans toutes les directions et pour effectuer des tâches au moyen de ses bras, telles que saisir des objets. Dans ce cas, les bras sont munis de pinces permettant la préhension des objets à saisir. Pour permettre la mobilité de la roue sphérique et/ou le maintien du robot en position debout, il est connu de monter des roues secondaires entre la roue sphérique et le tronc du robot. Toutefois, les roues secondaires connues vibrent sur la roue sphérique, engendrant un manque de stabilité du robot et provoque un bruit conséquent. La présente invention vise donc à résoudre les problèmes susmentionnés en proposant un robot comportant une seule roue sphérique de déplacement, au contact du sol, dont la mobilité de la roue sphérique et le maintien du robot en position debout sont assurées par des roues secondaires limitant les vibrations sur la roue sphérique, réduisant les bruits engendrés, améliorant la stabilité du robot et dont le cout est réduit et l’assemblage simplifié. PRESENTATION DE L’INVENTION Plus précisément, l’invention a pour objet un robot comportant une seule roue sphérique de déplacement destinée à être en contact avec le sol et une plateforme montée sur ladite roue sphérique. Le robot est configuré pour être mobile sur le sol au moyen de ladite roue sphérique, la plateforme coopérant avec au moins une roue de stabilisation configurée pour maintenir le robot stable en position statique et en mouvement, la roue de stabilisation étant en contact ponctuel sur la plateforme et sur la roue sphérique et configurée pour entrer en rotation suivant un axe formant un angle avec un plan frontal du robot. Chaque roue de stabilisation est composée de premières roues secondaires cylindriques et de deuxièmes roues secondaires cylindriques, le diamètre des premières roues secondaires étant supérieur au diamètre des deuxièmes roues secondaires, les premières roues secondaires et les deuxièmes roues secondaires étant alternativement réparties sur la roue de stabilisation de sorte à permettre la mobilité de la roue de stabilisation et au robot d’être maintenu dans une position debout. Les premières roues secondaires et les deuxièmes roues secondaires juxtaposées alternativement sur la circonférence de la roue de stabilisation permettent de maintenir de manière stable le robot en position statique et en mouvement. En particulier, lorsqu’elles entrent en rotation, elles permettent de maintenir le robot statique ou au contraire de le faire entrer en mouvement, dans toutes les directions. Le fait que les roues secondaires soient réparties sur l’ensemble de la circonférence de la roue de stabilisation permet de limiter les vibrations générées par leur entrée en rotation, tout comme les bruits. Ainsi, la stabilité du robot est améliorée. Avantageusement, la roue de stabilisation comporte en outre un support de stabilisation, relié à la plateforme et sur lequel chaque roue secondaire est montée. Le support de stabilisation permet de relier entre elles les roues secondaires et ainsi former un support de stabilisation d’un seul tenant pouvant être relié directement à la plateforme du robot. Ainsi, l’assemblage est simplifié. Avantageusement encore, le support de stabilisation délimite une pluralité de premières ouvertures configurée pour loger les premières roues secondaires et une pluralité de deuxièmes ouvertures configurées pour loger les deuxièmes roues secondaires. Les premières et deuxièmes ouvertures permettent de loger les premières et deuxièmes roues secondaires qui présentent un diamètre différent. Avantageusement encore, le support de stabilisation comporte une pluralité de portions de support juxtaposées les unes aux autres, chaque portion de support délimitant une première ouverture configurée pour loger une première roue secondaire, une deuxième ouverture étant formée entre deux portions de support juxtaposées. Les portions de support permettent de loger des premières roues secondaires. La pluralité de portions reliée au support de stabilisation permet d’avoir un support d’un seul tenant pouvant être relié directement à la plateforme du robot, et permettant de s’adapter à différents diamètres de roues secondaires. Ainsi, l’assemblage est simplifié et adaptable au besoin. Avantageusement encore, chaque portion de support comporte une languette de fixation configurée pour être reliée à la plateforme du robot. Avantageusement, le support de stabilisation comporte en outre une portion centrale reliée à la plateforme et sur laquelle la pluralité de portions de support est reliée. La portion centrale permet de relier entre elles les portions de support et de former un support de stabilisation d’un seul tenant. Seule la portion centrale est à relier à la plateforme du robot. Le temps de montage est ainsi réduit. Avantageusement, la première roue secondaire est inclinée par rapport à la deuxième roue secondaire, l’inclinaison étant comprise entre 120 et 160 degrés. Avantageusement encore, l’inclinaison entre la première roue secondaire et la deuxième roue secondaire est de 135 degrés. Une telle coopération permet de limiter l’encombrement et une telle inclinaison permet en limitant l’encombrement, une juxtaposition des roues secondaires sur la circonférence de la roue de stabilisation sans présenter d’espace entre les roues secondaires. L’absence de tels espaces permet une meilleure précision des mouvements du robot. Avantageusement, la première roue secondaire comporte un corps de fixation et un corps de roue, le corps de fixation comprenant un arbre sur lequel sont fixés deux roulements, le corps de roue étant monté mobile sur l’arbre, l’arbre présentant une longueur inférieure à celle du corps de roue, de sorte à délimiter une chambre de part et d’autre de l’arbre, ladite chambre étant configurée pour loger au moins en partie une deuxième roue secondaire. Avantageusement encore, l’arbre comporte un élément de couplage femelle, à travers de lequel est inséré un élément de couplage mâle, l’élément de couplage femelle et l’élément de couplage mâle de chaque première roue secondaire étant reliés chacun au support de stabilisation. PRESENTATION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels : La FIG. 1 est une vue en perspective de gauche du robot selon l’invention, comportant une roue sphérique de déplacement, une plateforme montée sur la roue sphérique par l’intermédiaire de roues de stabilisation ; La FIG. 2 est une représentation schématique d’une roue de stabilisation de la FIG. 1 , comportant une pluralité de premières roues secondaires et de deuxièmes roues secondaires réparties alternativement ; La FIG. 3 est une représentation schématique de la portion centrale de la roue de stabilisation de la FIG. 2 sur lequel est relié une portion de support de stabilisation ; La FIG. 4 est une représentation schématique du support de stabilisation de la FIG. 2 , sur lequel est fixé, par l’intermédiaire de la portion centrale de la FIG. 3 , une pluralité de portions de support juxtaposées les unes aux autres ; La FIG. 5 est une représentation schématique d’un support de stabilisation de la FIG. 4 relié à une roue secondaire ; La FIG. 6 est une vue semblable à la FIG. 4 , à laquelle à été omis la portion centrale et chaque portion de support étant reliée à une roue secondaire ; et La FIG. 7 est une représentation schématique en coupe d’une première roue secondaire reliée à une deuxième roue secondaire. Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour permettre de mettre en œuvre l’invention ; bien que non limitatives, lesdites figures servent notamment à mieux définir l’invention le cas échéant. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION L’invention concerne un robot 100, représenté sur la FIG. 1 , comportant une seule roue sphérique 200 destinée à être en contact avec le sol et une plateforme 300 montée sur la roue sphérique 200. Le robot 100 repose sur la roue sphérique 200 par l’intermédiaire de la plateforme 300. Ce type de robot 100 est communément appelé un « Ballbot ». Le robot 100 est mobile sur le sol au moyen de la seule roue sphérique 200, dans toutes les directions, de manière stable. La plateforme 300 est montée sur la roue sphérique 200, de sorte qu’une partie inférieure de la roue sphérique 200 soit en permanence en contact avec le sol. En particulier, la plateforme 300 comporte une roue de stabilisation 5 configurée pour permettre au robot 100 d’être maintenu de manière stable sur la roue sphérique 200 lorsque le robot 100 est dans une position statique mais également lorsque le robot 100 est en mouvement. En référence à la FIG. 1 , la plateforme 300 peut comporter une pluralité de roues de stabilisation 5 répartie sur la circonférence de la roue sphérique 200. Ici, la plateforme 300 comporte trois roues de stabilisation 5, équidistantes les unes des autres. Les roues de stabilisation 5 sont en forme d’anneau. En référence à la FIG. 2 , chaque roue de stabilisation 5 comporte une pluralité de roues secondaires 50, 51 cylindriques. Ici, la roue de stabilisation 5 comporte douze roues secondaires 50, 51 cylindriques. Il est évident que la roue de stabilisation 5 peut comporter moins de roues secondaires 50, 51 ou au contraire davantage de roues secondaire 50, 51, par exemple en fonction de la taille de la roue sphérique 200 du robot 100. Les roues secondaires cylindriques correspondent à des rouleaux, généralement désignés par l’homme de l’art par l’anglicisme « roller ». La roue de stabilisation 5 sont en contact ponctuel sur la plateforme et sont configurées pour entrer en rotation suivant un axe formant un angle avec un plan frontal du robot 100. En particulier, et en référence à la FIG. 2 , la roue de stabilisation 5 est formée de premières roues secondaires 50 et de deuxièmes roues secondaires 51. Le diamètre des premières roues secondaires 50 est supérieur au diamètre des deuxièmes roues secondaires 51. Les premières roues secondaires 50 et les deuxièmes roues secondaires 51 sont alternativement réparties de sorte à permettre la mobilité de la roue de stabilisation 5 et donc de la roue sphérique 200 et ainsi au robot 100 d’être maintenu dans une position debout. Les premières roues secondaires 50 et les deuxièmes roues secondaires 51 juxtaposées alternativement permettent de maintenir de manière stable le robot 100 en position statique et en mouvement. En particulier, lorsqu’elles entrent en rotation, elles permettent de maintenir le robot statique ou au contraire de le faire entrer en mouvement, dans toutes les directions. Les roues secondaires 50, 51 réparties sur l’ensemble de la circonférence de la roue de stabilisation 5 permet de limiter les vibrations générées par leur entrée en rotation, tout comme les bruits. Ainsi, la stabilité du robot 100 est améliorée. En référence aux figures 2 et 4, la roue de stabilisation 5 comporte en outre un support de stabilisation 10, relié à la plateforme 300. Chacune des premières roues secondaires 50 et/ou des deuxièmes roues secondaires 51, est monté sur le support de stabilisation 10. Le support de stabilisation 10 permet de relier entre elles les roues secondaires 50, 51 et ainsi former un support de stabilisation 10 d’un seul tenant avec les roues secondaires 50, 51, pouvant être relié directement à la plateforme 300 du robot 100. Ainsi, l’assemblage sur le robot 100 est simplifié. En référence à la FIG. 4 , le support de stabilisation 10 comporte une pluralité de premières ouvertures 52 configurée pour loger les deuxièmes roues secondaires 51 et une pluralité de deuxièmes ouvertures 53 configurées pour loger les premières roues secondaires 50. Le support de stabilisation 10 comporte, en particulier, une pluralité de portions de support 6, juxtaposées les unes aux autres. Chaque portion de support 6 délimite l’ouverture 52 configurée pour loger la deuxième roue secondaire 51, l’ouverture 53 est formée entre deux portions de support 6 juxtaposées. Cette ouverture 53 est configurée pour loger la première roue secondaire 50 ( FIG. 2 ). Les portions de support 6 permettent de loger des premières roues secondaires 50. La pluralité de portions 6 reliée au support de stabilisation 10 permet d’avoir un support 10 d’un seul tenant pouvant être relié directement à la plateforme 300 du robot 100, et permettant de s’adapter à différents diamètres de roues secondaires. Ainsi, l’assemblage est simplifié et adaptable au besoin. En référence aux figures 4 et 5, chaque portion de support 6 comporte une languette de fixation 60. La languette de fixation 60 est configurée pour être reliée à la plateforme 300 du robot 100. En particulier, la languette de fixation 60 est plane et présente une pluralité d’ouvertures permettant de la relier à la plateforme 300 du robot 100. Ici, la languette de fixation 60 présente cinq ouvertures permettant de la relier à la plateforme 300 du robot 100. Les languettes de fixation 60 ont des formes complémentaires les unes des autres de sorte à se juxtaposer les unes aux autres, sans qu’un écart ou un espace ne soit laissé entre elles, minimisant ainsi leur encombrement. Tel que visible sur la FIG. 4 , les languettes de fixation 60 présentent une forme semblable à celle d’un trapèze. Juxtaposées les unes aux autres sur la circonférence de la roue de stabilisation 5, la pluralité de languettes 60 forme un cercle. La languette de fixation 60 de chaque portion de support 6 est reliée à une portion de maintien. Les portions de maintien délimitent les ouvertures 52 configurées pour loger les roues secondaires 51. Deux portions de maintien juxtaposées délimitent une ouverture 53 configurées pour loger les roues secondaires 50. Les portions de maintien comportent des moyens de fixation, permettant la fixation des roues secondaires 51 dans les ouvertures 52 et permettant la fixation d’une extrémité des roues secondaires 50 dans l’ouverture 53. Ainsi, deux portions de maintien présentent chacune un point de fixation des roues secondaires 50. En référence à la FIG. 3 , le support de stabilisation 10 peut comporter en outre une portion centrale 7. La portion centrale 7 est reliée à la plateforme 300. En particulier, elle est interposée entre la plateforme est les portions de support 6. Dans un tel mode de réalisation, la portion centrale 7 présente des ouvertures complémentaires aux ouvertures des languettes de fixation 60, permettant de relier les languettes de fixation 60 à la plateforme 300. En particulier, la portion de support 7 coopère avec les languettes de fixation 60 juxtaposées les unes aux autres. En référence à la FIG. 4 , les languettes de fixation 60 sont réparties sur toute la circonférence de la portion centrale 7. Une telle portion centrale 7 permet d’avoir en un seul bloc mécanique l’ensemble des portions de support 6 à relier à la plateforme 300. Cela est plus pratique et rapide de relier le bloc mécanique entier, plutôt qu’une portion support 6 après l’autre sur la plateforme 300. Seule la portion centrale 7 est à relier à la plateforme 300 du robot 100. Le temps de montage est ainsi réduit. Selon le mode de réalisation illustré sur la FIG. 3 , la portion centrale 7 peut présenter une forme semblable à celle d’un hexagone. Toutefois, il est évident que la portion centrale 7 peut être sous tout autre forme, tel qu’un cercle par exemple. En référence aux FIG. 2 et 7, il est alterné une première roue secondaire 50 et une deuxième roue secondaire 51 sur toute la circonférence de la roue de stabilisation 5. En référence à la FIG. 7 , la première roue secondaire 50 comporte un corps de fixation 500 et un corps de roue 501. Le corps de fixation 500 comprend un arbre 502 sur lequel sont fixés deux roulements, sur les roulements 506 est fixé le corps de roue 501. Le corps de roue 501 est monté mobile sur l’arbre 502. L’arbre 502 présente une longueur inférieure à celle du corps de roue 501, de sorte à délimiter une chambre 503 de part et d’autre de l’arbre 502. La chambre 503 est configurée pour loger au moins en partie une deuxième roue secondaire 51. L’arbre 502 comporte un élément de couplage femelle 504, à travers de lequel est inséré un élément de couplage mâle 505. L’élément de couplage femelle 504 et l’élément de couplage mâle 505 de chaque première roue secondaire 50 sont reliés chacun au support de stabilisation 10. Avantageusement, un premier roulement 506 entre en butée contre un épaulement de l’élément de couplage mâle 505 et en ce qu’un deuxième roulement 506 entre en butée contre un épaulement de l’élément de couplage femelle 504. L’élément de couplage mâle 505 comporte une première extrémité avec l’épaulement et une seconde extrémité libre, ladite extrémité libre étant insérée dans une ouverture borgne présente dans une extrémité de l’élément de couplage femelle 504 le long d’un axe longitudinal de l’élément de couplage mâle 505, coaxial à un axe longitudinal de l’élément de couplage femelle 504. L’élément de couplage mâle 505 est inséré dans l’élément de couplage femelle 504 de sorte que ladite extrémité de l’élément de couplage femelle 504 s’étende à distance de l’épaulement de l’élément de couplage mâle 505. La deuxième roue secondaire 51 comporte, tout comme la première roue secondaire 50, un corps de fixation 507 et un corps de roue 508. Le corps de fixation 507 comprend un arbre 509 sur lequel sont fixés deux roulements 510, sur les roulements 510 est fixé le corps de roue 508. Le corps de roue 508 est monté mobile sur l’arbre 509. L’arbre 509 présente une longueur semblable à celle du corps de roue 508. L’arbre 509 comporte un élément de couplage femelle 511, à travers de lequel est inséré un élément de couplage mâle 512. L’élément de couplage femelle 511 et l’élément de couplage mâle 512 de chaque deuxième roue secondaire 51 sont reliés chacun au support de stabilisation 10. En particulier, chaque deuxième roue secondaire 51 est logée dans une ouverture 52 de la portion de maintien des portions de support 6. Avantageusement, un premier roulement 513 entre en butée contre un épaulement de l’élément de couplage mâle 512 et en ce qu’un deuxième roulement 513 entre en butée contre un épaulement de l’élément de couplage femelle 511. L’élément de couplage mâle 512 comporte une première extrémité avec l’épaulement et une seconde extrémité libre, ladite extrémité libre étant insérée dans une ouverture borgne présente dans une extrémité de l’élément de couplage femelle 511 le long d’un axe longitudinal de l’élément de couplage mâle 512, coaxial à un axe longitudinal de l’élément de couplage femelle 511. L’élément de couplage mâle 512 est inséré dans l’élément de couplage femelle 511 de sorte que ladite extrémité de l’élément de couplage femelle 511 s’étende à distance de l’épaulement de l’élément de couplage mâle 512. En particulier, la première roue secondaire 50 est inclinée par rapport à la deuxième roue secondaire 51. En référence à la FIG. 7 , la chambre 503 est configurée pour loger au moins en partie une deuxième roue secondaire 51, plus particulièrement une portion du corps de roue 508 et une portion du corps de fixation 507 de la deuxième roue secondaire 51. L’inclinaison entre les deux roues secondaires peut être comprise entre 120 et 160 degrés. Avantageusement, l’inclinaison entre les deux roues secondaires est de 135 degrés. Une telle coopération permet de limiter l’encombrement et une telle inclinaison permet en limitant l’encombrement, une juxtaposition des roues secondaires sur la circonférence de la roue de stabilisation 5 sans présenter d’espace entre les roues secondaires. L’absence de tels espaces permet une meilleure précision des mouvements du robot 100. On notera par ailleurs que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrit précédemment. Il apparaîtra en effet à l’homme du métier que diverses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit ci-dessus, à la lumière de l’enseignement qui vient de lui être divulgué. Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention au mode de réalisation exposé dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme du métier en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Robot (100) comportant une seule roue sphérique (200) de déplacement destinée à être en contact avec le sol et une plateforme (300) montée sur ladite roue sphérique (200), le robot (100) étant configuré pour être mobile sur le sol au moyen de ladite roue sphérique (200), la plateforme (300) coopérant avec au moins une roue de stabilisation (5) configurée pour maintenir le robot (100) stable en position statique et en mouvement, la roue de stabilisation (5) étant en contact ponctuel sur la plateforme (300) et sur la roue sphérique (200) et configurée pour entrer en rotation suivant un axe formant un angle avec un plan frontal du robot (100), chaque roue de stabilisation (5) étant composée de premières roues secondaires (50) cylindriques et de deuxièmes roues secondaires (51) cylindriques, le diamètre des premières roues secondaires (50) étant supérieur au diamètre des deuxièmes roues secondaires (51), les premières roues secondaires (50) et les deuxièmes roues secondaires (51) étant alternativement réparties sur la roue de stabilisation (5) de sorte à permettre la mobilité de la roue de stabilisation (5) et au robot (100) d’être maintenu dans une position debout. Robot (100) selon la revendication 1, dans lequel la roue de stabilisation (5) comporte en outre un support de stabilisation (10), relié à la plateforme (300) et sur lequel chaque roue secondaire (50, 51) est montée. Robot (100) selon la revendication 2, dans lequel le support de stabilisation (10) délimite une pluralité de premières ouvertures (52) configurée pour loger les premières roues secondaires (50) et une pluralité de deuxièmes ouvertures (53) configurées pour loger les deuxièmes roues secondaires (51). Robot (100) selon la revendication 3, dans lequel le support de stabilisation (10) comporte une pluralité de portions de support (6) juxtaposées les unes aux autres, chaque portion de support (6) délimitant une première ouverture (52) configurée pour loger une première roue secondaire (50), une deuxième ouverture (53) étant formée entre deux portions de support (6) juxtaposées. Robot (100) selon la revendication 4, dans lequel chaque portion de support (6) comporte une languette de fixation (60) configurée pour être reliée à la plateforme (300) du robot (100). Robot (100) selon l’une des revendications 4 à 5, dans lequel le support de stabilisation (10) comporte en outre une portion centrale (7) reliée à la plateforme (300) et sur laquelle la pluralité de portions de support (6) est reliée. Robot (100) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la première roue secondaire (50) est inclinée par rapport à la deuxième roue secondaire (51), l’inclinaison étant comprise entre 120 et 160 degrés. Robot (100) selon la revendication 7, dans lequel l’inclinaison entre la première roue secondaire (50) et la deuxième roue secondaire (51) est de 135 degrés. Robot (100) selon l’une des revendication 1 à 8, dans lequel la première roue secondaire (50) comporte un corps de fixation (500) et un corps de roue (501), le corps de fixation (500) comprenant un arbre (502) sur lequel sont fixés deux roulements (506), le corps de roue (501) étant monté mobile sur l’arbre (502), l’arbre (502) présentant une longueur inférieure à celle du corps de roue (501), de sorte à délimiter une chambre (503) de part et d’autre de l’arbre (502), ladite chambre (503) étant configurée pour loger au moins en partie une deuxième roue secondaire (51). Robot (100) selon la revendication 9, dans lequel l’arbre (502) comporte un élément de couplage femelle (504), à travers de lequel est inséré un élément de couplage mâle (505), l’élément de couplage femelle (504) et l’élément de couplage mâle (505) de chaque première roue secondaire (50) étant reliés chacun au support de stabilisation (10).