Système de tonte continue et autonome
La présente invention concerne un engin entièrement autonome et automatique pour l'entretien en continu des pelouses.
L'expression 'autonome et automatique' signifie que l'engin ne requiert pas d'intervention humaine durant la période de tonte, ne nécessite aucun ravitaillement à une source d'énergie et prend toute décision concernant l'évaluation d'obstacles , leurs contournements, la recherche des zones à tondre et l'évaluation des limites des zones de tonte.
Par 'entretien continu des pelouse' on entend que l'engin est activé constamment durant la période de tonte ce qui, entre autres, tend à éliminer le problème du ramassage de l'herbe coupée.
On sait que les tondeuses à gazon ont subi une longue évolution. Les modèles autotractés, largement répandus aujourd 'hui, ont considérablement réduit le travail de l'utilisateur. Une présence humaine est toutefois requise.
Des essais ont également été faits pour automatiser partiellement ou totalement le travail de tonte mais n'ont jusqu'ici pas donné satisfaction.
Ainsi le brevet des Etats-Unis 4777785 décrit un modèle de tondeuse robot qui détecte les parties de pelouses tondues et non tondues, permet au robot de suivre les limites de l'herbe déjà coupée et de tondre automatiquement la surface restante. Le système n'est cependant pas entièrement automatique. Il requiert la mise en place de la machine à chaque tonte et le contournement manuel des obstacles.
Le brevet français 2 631 466 divulgue l'application d'un système entièrement automatique mais qui nécessite préalablement des travaux importants tel la mise en place d'une série de cables.
La plupart des autres systèmes similaires qui sont proposés dans l'art antérieur nécessitent soit une intervention humaine (voir p.e. brevets des Etats-Unis 3 425197, 3924389,
4133404, 4545453), soit la mise en place de cables enterrés ( brevets Etats-Unis 3550714, 3570227). Ces dispositifs sont par ailleurs lourds et onéreux.
Enfin on connaît aussi des engins préprogrammés qui effectuent un parcours prédéterminé sur la pelouse . Ceux-ci peuvent cependant dévier accidentellement du trajet préassigné et causer en outre des dégâts. Ils nécessitent également une mise en place manuelle de la machine à chaque début de tonte.
Le but de la présente invention est de fournir un engin automatique et autonome qui ne présente pas les inconvénients susmentionnés - notamment intervention manuelle, infrastructure lourde, risques d'accidents- et élimine la nécessité du ramassage de l'herbe coupée du fait de son fonctionnement continu.
Par rapport aux systèmes antérieurs, l'engin de tonte selon l'invention présente une importante réduction de poids, permet l'utilisation d'un moteur peu puissant favorisant ainsi la sécurité d'utilisation, et fonctionne silencieusement.
Il a été ainsi constaté que, de manière surprenante, pareil engin peut être conçu en se basant uniquement sur une source d'alimentation à cellules photovoltaïques, la seule source d'énergie utilisée étant l'énergie solaire.
La présente invention propose plus particulièrement un engin de tonte pour pelouse présentant les éléments suivants, isolément ou en combinaison :
un système de coupe à faible consommation, permettant l'alimentation directe de l'engin à partir d'une source photovoltaïque;
- une alimentation par cellules photovoltaïques;
- un système électronique de contrôle - une détection des surfaces d'herbes à couper par mesure de l'effort fourni par le système de coupe
- une recherche des surfaces d'herbe à couper par l'interaction du système d'avancement de l'engin, du dispositif de détection précité et d'un microordinateur;
- une détection des obstacles par l'analyse des mouvements relatifs du plateau supérieur de l'engin et de son châssis
- une détection des limites de la surface de tonte par l'analyse de l'espacement entre deux obstacles .
La limite de surface de tonte non fixée par des obstacles naturels
(plantation, grillage, muret, rebord) est déterminée soit par des plots posés sur le sol à des intervalles maximum spécifiques soit par un cable posé ou enterré.
- un système de sécurité basé sur l'utilisation d'un détecteur de charge sur chaque roue.
Selon une particularité originale de l'invention, l'engin est déposé sur la surface à tondre en début de saison et son fonctionnement a lieu dès que l'énergie lumineuse ambiante dépasse un certain seuil.
Selon un mode de réalisation, l'engin se déplace constamment sur la surface à tondre en faisant décrire à la tête de tonte un mouvement d'oscillations à droite et à gauche de l'axe d'avancement.
Lorsque l'engin atteint une zone déjà tondue, la charge sur la tête de tonte diminue, phénomène détecté par un ordinateur de contrôle qui transmet la puissance aux roues motrices jusqu'à ce qu'une zone non tondue soit rencontrée.
L' algorithme de l'ordinateur de contrôle permet d'optimaliser l'efficacité de cette recherche et d'organiser le travail de tonte. De préférence l'ordinateur sera muni d'une horloge auquel l'algorithme de fonctionnement fera appel.
Lorsque qu'un obstacle se présente, le plateau supérieur de l'engin comprenant des cellules photovoltaïques entre en contact avec l'obstacle. Le plateau supérieur étant fixé de manière souple au plateau inférieur, il se déplace par rapport à ce dernier. Un détecteur de déplacement détecte le mouvement relatif et,de là, la position de l'obstacle vis à vis de l'engin. L'information est transmise à l'ordinateur qui commande les roues motrices pour se dégager, contourner l'obstacle ou faire demi-tour.
Le mouvement oscillant de la tête de l'engin permet de détecter la distance entre deux obstacles. Si l'engin détecte par exemple un obstacle sur sa gauche, il fera mouvoir sa tête vers la droite et si un obstacle est détecté ensuite sur la droite à une distance inférieure à une distance fixée et préprogrammée, l'ordinateur considère alors qu'il a atteint les limites de la surface à tondre et fait demi-tour.
L'engin selon l'invention peut avantageusement comporter une batterie rechargeable intervenant dans des cas exceptionnels où il se trouverait dans une zone d'ombre localisée et pouvant alimenter en continu un système de commande et de contrôle électronique. Des moyens peuvent être en outre prévus pour détecter ces zones d'ombre et adapter l'organisation de la tonte en conséquence, en tenant compte de divers paramètres tel le niveau de charge de la batterie, l'heure, la hauteur de l'herbe etc.
L'engin selon l'invention comprend un châssis sur lequel sont montés avantageusement deux roues ou chenilles motrices indépendantes actionnées chacune par un moteur électrique . Le contrôle différentiel de la vitesse de chaque roue permet de diriger l'engin. L'engin comprend de une ou deux roues libres à l'avant, les roues formant ainsi un triangle ou un trapèze et supportant le châssis.
Une tête de coupe solidaire du châssis comporte un moteur électrique basse tension de faible puissance et un disque de coupe de petit diamètre et à haute efficacité.
Un plateau supportant des cellules photovoltaïques est monté de manière souple sur le châssis.
L'engin comporte également un boîtier électronique comprenant
- un ordinateur de contrôle
- un capteur de mouvement du plateau à cellules photovoltaïques
- des circuits de puissance commandant notamment
- la tête de coupe
- les deux roues motrices
- é ventuellment une signalisation sonore
- la régulation du courant provenant des cellules photovoltaïques
- le circuit de mesure de l'énergie absorbée par le dispositif de coupe
Trois détecteurs de charge (soit une par roue) peuvent être prévus connectés au boîtier électronique.
L'engin selon l'invention présente donc une structure très légère ,p.e. de 4 kg comparé à 40 kg pour une tondeuse classique, associée à une unité de coupe à haute efficacité et d'un programme informatique permettant la recherche des zones à tondre, la recherche et le contournement des zones d'ombres, la détection d'obtacles, la détection des limites du terrain à tondre, la détection et la gestion des irrégularités du sol (pente, bosses) et la détection du degré d'humidité de la pelouse.
L'invention sera plus complètement décrite en se basant sur les figures 1 à 14 ci-annexés.
La fig. 1 représente une vue en plan partiellement brisée d'une forme de réalisation de l'engin selon l'invention présentant un profil ovale.
La fig. 2 représente une coupe latérale de l'engin selon la figure 1.
La fig. 3 est une autre coupe latérale de la tête de coupe.
Les fig. 4,5 et 6 représentent des vues latérales de l'engin
<EMI ID=1.1>
rabattue, en position de montée d'une cote, et en position entièrement repliée autour d'une charnière transversale.
La fig. 7 représente un diagramme de blocs reprenant
<EMI ID=2.1>
système de contrôle électronique.
Les fig. 8 à 11 illustrent les algorithmes de coupe pouvant être appliqués.
Les fig. 12 et 13 illustrent des exemples de circuits électroniques pouvant être appliqués respectivement pour empêcher la décharge des batteries et les perturbations électromagnétiques d'un détecteur lorsque le moteur fonctionne.
Selon la fig. 1, un châssis poutre 1 contient le circuit électronique de commande décrit plus en détail par la suite, les deux motoréducteurs d'entraînement des roues motrices
15, une batterie 18 de faible capacité (p.e. 1A/h) permettant de garder le circuit en veilleuse durant les absences de lumière et de lisser le courant provenant des cellules voltaïques. Le châssis supporte un panneau 9 couvert de cellules photovoltaïques 10 juxtaposés en mosaïque. Le châssis 1 supporte en outre des attaches souples 2 situées dans l'axe A-A' des deux roues motrices 15 qui permet un mouvement relatif du panneau 9.
Les attaches souples 2 permettent un mouvement longitudinal du panneau 9 et empêchent un mouvement transversal. L'engin se déplace perpendiculairement à l'axe A-A'.
Des contacts 3 situés de part et d'autre des attaches 2 permettent de détecter des mouvements de translation et de rotation du panneau 9 et , à l'aide de l'ordinateur de contrôle 19, de localiser l'obstacle. Les contacts peuvent être remplacés par tout autre détecteur électronique de mouvement et de position.
Deux roues libres 4 sont montées à l'avant et reliés mécaniquement au châssis poutre. La tête de coupe 5 est suspendue entre le châssis poutre et les deux roues 4.
Selon le mode de réalisation illustré, la tête de coupe est suspendue aux deux longerons 6 au moyen de tiges filetées permettant d'ajuster la hauteur de coupe.
Une autre alternative consiste en une liaison de la tête de coupe aux longerons par l'intermédiaire d'un parallèlograme tubulaire dont un seul côté longitudinal est solidaire rigidement au châssis (représenté en 7 dans la fig. 2), les angles formant charnières . Une butée est prévue qui permet de régler la hauteur de la tête de coupe sans entraver son mouvement vers l'avant.
Ce dispositif présente l'avantage de permettre à la tête de coupe de se soulever en cas d'irrégularités du sol lorsque l'engin évolue en marche arrière. En marche avant par contre le couple des roues motrices allège l'avant de l'engin en cas de résistance à l'avancement permettant le passage aisé de l'obstacle sans nécessiter un retrait de la tête de coupe. Un couplage mécanique non montré sur le dessin peut être réalisé entre la tête de coupe et le panneau supérieur de manière à ajuster automatiquement la hauteur de la garde avant de l'engin à la hauteur de coupe.
Un détecteur de champ 8 est monté à l'avant de l'engin.
Alternativement d'autres types de détecteur, p.e. magnétique, optique etc., peuvent y être montés.
Le panneau 9 supportant les cellules voltaïques 10 est fixé au châssis au moyen des attaches 2 et d'une attache pivot 11 située à l'avant.
Comme plus amplement illustré dans les fig. 4 à 6, le panneau 9 est réalisé en deux parties articulées autour d'une charnière 12.
La présence d'un panneau articulé permet de résoudre plusieurs problèmes se posant lors de la conception pratique de l'engin selon l'invention.
L'articulation de la partie arrière du panneau donne la possibilité de diminuer la hauteur de l'engin tout en permettant l'accès des pentes importantes en gardant une surface de panneau suffisante et un équilibrage du poids sur les roues motrices. Le bon équilibrage de l'engin implique un porte à faux important à l'arrière. Lorsque l'engin attaque une côte, l'arrière du panneau s'articule autour de la charnière au contact physique avec le sol, permettant ainsi le passage de l'engin.
Par ailleurs , le panneau pivote de 180 [deg.] et permet donc de réduire jusqu'à la moitié l'encombrement longitudinal de l'engin, par exemple pour son transport à l'état inactivé.
Les figures 4 et 5 illustrent les positions du panneau lors de la montée d'une pente ou, par exemple lors du transport, sous forme entièrement repliée, l'engin étant alors inactivé.
Un panneau de contrôle 13 est fixé sur la partie arrière du châssis poutre 1 permettant à un utilisateur d'arrêter complètement l'engin ou d'introduire des données pour l'ordinateur de contrôle (code de sécurité, paramètre de marche).
Un contact est fixé sur l'articulation de manière à ce que si l'angle de pivotement du panneau dépasse une certaine valeur l'engin s'arrête. L'engin s'arrête ainsi automatiquement en cas de retournement par l'avant ou en cas d'urgence, manuellement, en relevant la partie arrière.
Une butée permettant le mouvement horizontal du panneau peut accessoirement être prévue pour diminuer l'effort sur les charnières. Le support de butée 16 peut avantageusement être utilisée comme poignée de portage.
Les roues motrices 15 ont une forme qui leurs permettent une bonne adhérence dans le sens parallèle à la marche et un pivotement aisé dans le sens perpendiculaire. Leur forme creuse permet un poids très réduit et supprime le porte à faux sur l'axe de sortie du motoréducteur.
La tête de coupe de l'engin selon l'invention présente une solution à la recherche d'un rendement optimum en relation avec quatre types de consommation :
- entraînement de l'herbe par le mouvement de l'outil de coupe,
- entraînement de l'air par le mouvement de l'outil de coupe
- frottements
- effort de coupe proprement dit
Une partie importante de l'énergie utilisée lors de la tonte classique avec les système antérieurs sert à communiquer une énergie cinétique à l'herbe qui est propulsée par la lame de coupe. Le dispositif décrit élimine en grande partie le contact de l'herbe avec le système en rotation.
La tête de coupe est constituée en effet d'un plateau 20 raccordé par des brides 21 au plateau supérieur 22 dont la forme est étudiée pour ne laisser qu'un espace 23 très faible entre les deux plateaux.
Les systèmes de coupe conventionnels effectuent la coupe de l'herbe sous le capot, l'herbe coupée étant entraînée par le système en rotation.
Un disque 24 comporte deux lames rétractables 25 pivotant autour d'un axe 26 et pouvant rentrer dans l'intérieur du disque. Lorsque le disque entre en rotation, entraîné par le moteur 27, les lames s'écartent par la force centrifuge et sortent par l'espace 23 entre les deux plateaux fixes
20,22.
La partie en mouvement en contact avec l'herbe est extrêmement réduite ce qui limite considérablement l'entraînement de l'herbe par le système en rotation.
Une circulation d'air 28 provoqué par la rotation du disque mais maintenue à un minimum grâce au profilage du disque et au faible espace entre les plateaux fixes empêche les débris de l'air de s'introduire dans la tête de coupe et le système d'articulation des lames. Les frottements sur la surface à tondre sont éliminés grâce au disque inférieur 20 et ceux dus aux débris d'herbe sont éliminés grâce à la circulation d'air 28.
Les lames 25 très minces permettent une coupe efficace. Un système de ressort peut permettre un échange aisé des lames.
La faible inertie des lames, leur retrait à l'intérieur du disque en cas de choc et la très faible puissance du moteur sont des facteurs offrant une sécurité d'utilisation particulièrement avantageuse.
La tête de coupe est commandée de préférence par un moteur à courant continu sans balai à commutation électronique. Ce choix est dicté par les contraintes de durée de vie et de rendement qu'implique le principe de fonctionnement de l'engin.
Le fonctionnement du moteur à commutation électronique peut provoquer cependant des variations de champs magnétiques très abruptes et difficiles à éliminer. Ceci peut perturber le fonctionnement du détecteur de limite (8) décrit précédemment.
Un circuit (fig. 13 ) permet avantageusement d'éliminer l'effet des perturbations associées à ce type de fonctionnement. On prévoit à cet effet un détecteur 120, un circuit d'alimentation de bruit 121, une connection vers le contrôleur 122 un transistor 123 Tl des capacités 124 (Ci et C2) et des connections vers l'alimentation du moteur de coupe.
Le signal provenant de la commande du moteur est relié à l'entrée d'un circuit différentiateur cl c2 et redressé de manière à obtenir une impulsion positive à chaque commutation du moteur. Ces impulsions agissent sur un transistor Tl qui coupe le signal venant du détecteur durant les commutations du moteur. Ceci permet d'améliorer le rapport signal-bruit typiquement d'un facteur 10.
Comme indiqué sur la fig. 7, le contrôle de l'engin de tonte se compose d'un circuit électronique de commande comportant un microcontrôleur 102 avec en mémoire le programme de gestion de l'engin de tonte. On illustre en outre un contrôle d'énergie en 103, un contrôle des moteurs en 104, des cellules photovoltaïques en 105 et une batterie en 106.
Le microcontrôleur reçoit une série d'informations d'environnement (101) p.e.
- tension aux bornes des cellules photovoltaïques
- vitesse de chaque roue
- courant dans la tête de coupe ou vitesse de rotation
- courant généré par les cellules photovoltaïques
- enregistrement d'un choc extérieur
- niveau du champ électrique placé à l'avant de l'engin
- détecteur d'humidité et en déduit une série de paramètres:
- ensoleillement - par la mesure du courant et de la tension aux bornes des cellules combiné avec les caractéristiques connues des cellules photovoltaïques.
- pentes ou obstacles : par la mesure de la vitesse des roues par rapport à la puissance fournie.
- hauteur de l'herbe : par l'analyse du courant absorbé par la tête de coupe et de la vitesse d'avancement.
- distance par rapport aux limites du terrain déterminée par un fil parcouru par un courant alternatif ou par une masse métallique (chaîne par exemple) ;
et obtenue par l'analyse du signal mesuré aux bornes du détecteur 8. - zone d'ombre par l'analyse de la variation d'ensoleillement sur une distance parcourue fixée
- état du sol : par analyse des projections d'eau sur un contact monté sur le châssis.
Le microcontrôleur envoie ses consignes à l'unité de gestion de l'énergie et aux circuits de contrôle 104 qui agit sur les trois moteurs 107 108 109 faisant fonctionner l'engin.
DESCRIPTION DES PRINCIPAUX MODES DE FONCTIONNEMENT
De nombreux systèmes de guidage peuvent être adoptés. Un guidage basé sur l'analyse de l'effort de coupe s'est révélé particulièrement avantageux.
L'effort fournit par la tête de coupe est constamment mesuré et fournit au système de contrôle une indication de la densité et de la hauteur de l'herbe à couper. Le microcontrôleur ajuste la vitesse de l'engin de façon à garder une vitesse optimale. Lorsque la résistance de coupe est très faible (zone déjà tondue) le contrôleur transfère un maximum d'énergie aux roues motrices de manière à se rendre rapidement vers une zone encore à tondre. La vitesse peut varier par exemple de 1 à 5 km/h.
Comme illustré à la figure 8, lorsque le système de contrôle détecte une zone non tondue 81 de la surface à tondre 82, l'engin 80 selon l'invention y pénètre d'une distance spécifique x et décrit une spirale de manière à rester le plus longtemps possible dans la zone présentant une résistance élevée à la coupe (hauteur et densité de l'herbe importante). Lorsqu'il a parcouru une distance y prédéfinie en ne rencontrant plus de résistance l'engin repart en ligne droite en transférant un maximum d'énergie aux roues motrices jusqu'à ce qu'une nouvelle zone moins tondue soit rencontrée.
Selon un mode particulier de l'invention, on prévoit un système de détection d'ombre 91 (fig.9).
Le système de détection d'ombre a pour but d'éviter que l'engin ne reste longtemps dans une zone d'ombre. L'ombre se déplacant constamment durant la journée, suivant la position relative du soleil, il est possible de tondre la quasi-totalité d'une surface de pelouse tout en restant exposé au soleil, s'il est présent. Les quelques zones constamment à l'ombre sont couvertes soit lors de passage nuageux qui éliminent le contraste de luminosité du à la présence d'ombre soit par des intrusions temporaires dans des zones d'ombre en fonctionnement normal.
Le système de contrôle, dans le but de détecter les ombres, effectue une évaluation de l'énergie reçue par les cellules photovoltaïques à des intervalles correspondant à une distance fixe parcourue par l'engin, distance égale à la largeur d'une cellule. Il compare à chaque instant l'énergie reçue à celle reçue durant l'intervalle précédent. Le passage d'une rangée de cellule du soleil à l'ombre provoque l'enregistrement d'une chute d'énergie. Si cette chute dépasse une valeur prédéterminée, elle est considérée comme un signal d'entrée dans une zone d'ombre. L'engin continue alors son mouvement sur une distance zz pour vérifier que la zone d'ombre n'est pas accidentelle. Si l'énergie reçue reste à son niveau réduit, l'engin effectue un demi-tour pour revenir vers la zone ensoleillée.
Selon, un autre aspect de l'invention on prévoit un sytème de détection d'obstacle 92 (fig. 10).
Le système analyse constamment le mouvement relatif du panneau supérieur par rapport au châssis. Lorsqu'un déplacement est enregistré au moyen des contacts 3 et/ou d'autre détecteurs de fonction équivalente, le système réagit en arrêtant l'engin et en lui faisant effectuer une manoeuvre d'évitement définie par le programme de contrôle.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'engin s'arrête, recule d'une distance xx et effectue un pivotement alpha avant de repartir.
Selon un autre mode, l'engin pivote dans la direction opposée au choc ce qui permet de vérifier l'espace libre autour de l'obstacle. Si l'espace est supérieur à la largeur de l'engin , l'engin repart sinon il considère avoir affaire à un obstacle continu, p.e. une limite naturelle de la surface à tondre, recule et fait demi-tour.
Selon un autre aspect de l'invention on prévoit un système de détection des pentes et irrégularités du sol.
Le système analyse constamment le rapport entre l'énergie fournie aux 2 roues motrices et leur vitesses pour en déduire la résistance à l'avancement.
La combinaison de ce paramètre et des données du programme de contrôle permet d'identifier un blocage des roues par exemple et d'effectuer une série de manoeuvres de dégagement
(changement de sens, pivotement...).
Il permet également d'identifier une pente importante auquel cas le programme fait pivoter l'engin d'un angle prédéfini poour aborder la pente en oblique ce qui diminue le besoin en énergie et permet d'utiliser des moteurs de roues d'une puissance et d'un poids compatible avec le principe d'alimentation solaire directe.
Selon un autre aspect de l'invention, illustré à la figure
11, on prévoit un système de détection de limite de surface en l'absence de limites naturelles faisant obstacle.
Lorsque les limites de la surface à tondre ne sont pas définies par des obstacle naturels tels que barrières, clotûres, bordures, piquets (plots), etc. on peut utiliser un fil 93 parcouru par un courant alternatif (p.e. 5 KHz) de faible amplitude ( quelques mA) qui est déposé sur le sol le long des limites souhaitées. Cette technique est bien connue pour la conduite d'engins autonomes. L'alimentation électrique peut elle même provenir de cellules photovoltaïques fixes, p.e. aux extrémités du ou des fils.
Alternativement, un système passif plus sûr car indépendant de tout système d'alimentation et ne pouvant pas être mis hors service par une coupure accidentelle du fil.
Il s'agira par exemple d'une chaîne métallique déposée sur le sol. Le capteur frontal permettra la détection de la masse métallique par une modification de son inductance.
Dans tout les cas le système réagit dès l'approche d'une limite en en analysant le signal du capteur et en calculant la distance qui sépare l'engin de la limite. Lorsque
cette distance devient inférieure à une distance préprogrammée, l'engin pivote jusqu'à ce que la distance devient supérieure à celle préprogrammée.
Si le fait de pivoter dans un sens rapproche l'engin de la limite au lieu de l'en éloigner, le système de contrôle change automatiquement le sens du pivotement. Si pour une raison ou un autre l'engin se rapproche trop de la limite, le système de contrôle met en route la procédure de collision tel que décrit ci-dessus (recul suivi de pivotement).
Selon encore un autre aspect de l'invention on prévoit un système de gestion de l'énergie.
L'unité de gestion de l'énergie commandée par le microcontrôleur a deux fonctions: gestion de l'état de charge de la batterie de back-up, détection de période nocturne et mise en attente du système avec consommation minimum.
La batterie est prévue pour permettre le fonctionnement de l'électronique dans l'obscurité et lisser l'énergie fournie durant le fonctionnement diurne et doit donc être gardée suffisamment chargée.
Le système de contrôle vérifie constamment la tension aux bornes de la batterie et effectue une moyenne arithmétique sur une période donnée. Si la tension moyenne descend en dessous d'une valeur critique programmée, le système de contrôle vérifie que l'engin ne se trouve pas dans une zone d'ombre comme décrit précédemment. Si ce n'est pas le cas, l'engin est stoppé et attend que la tension remonte à une valeur acceptable.
Si une zone d'ombre a été détectée, l'engin termine la routine de sortie d'ombre avant de s'arrêter.
Lorsque la nuit tombe, le courant provenant des cellules photovoltaïques diminue, finit par s'annuler et devient même négatif par décharge de la batterie à travers les diodes photovoltaïques.
Pour éviter ce phénomène il peut être prévu une diode externe en série avec la batterie de cellules et empêchant le courant de s'inverser.
La diode entraïne malheureusement une chute de tension qui diminue le rendement de l'ensemble.
Selon un aspect de la présente invention, la chute de tension dans la diode est éliminée en court-circuitant celle-ci en fonctionnement normal (diurne) au moyen d'un interrupteur (relais ou transistor) commandé par le microcontrôleur. La fig. 12 illustre ainsi cet aspect en représentant un contrôleur 111, un convertisseur analogique-numérique 112, un contact 113, une diode 114, une unité de contrôle moteur 115, les cellules voltaïques
116, un shunt de mesure de courant 117 et une batterie 118.
Celui-ci mesure constamment le courant provenant des cellules photovoltaïques et lorsqu'il détecte le passage par zéro de la mesure, il coupe automatiquement l'interrupteur isolant les cellules et les éléments de puissance du circuit le batterie. Il met également l'engin en état d'attente.
La diode en parallèle sur l'interrupteur permet au courant de redevenir positif lorsque la tension des cellules redevient supérieure à la tension de batterie augmentée de la chute de tension dans la diode. L'engin est alors remis en route et le microcontrôleur rétablit alors le contact. réalisation du panneau à cellules photovoltaïques (fig. 12) A titre exemplatif les solutions suivantes ont été apportées au problème de réalisation d'un panneau supérieur suffisamment rigide, léger et protégeant efficacement les cellules photovoltaïques.
Comme décrit dans la figure 14, les cellules sont disposées sur une feuille en matériau élastique 81 au fond d'un moule. Le moule et la feuille élastique sont percées de trous 82 placés sous les cellules. Un vide 83 est créé sous le moule pressant les cellules 84 contre la feuille élastique. Les cellules sont connectées entre elles électriquement et le produit de moulage (mousse de polyuréthane rigide) est injecté dans le moule 85 noyant les cellules dans la résine. Après durcissement et démoulage, la face extérieure du panneau, de préférence prévue légèrement bombée, est protégée d'une membrane plastique transparente protégeant les cellules de toute aggression extérieure, notamment des effets de la pluie.
Le système de guidage de l'engin peut suivre différents algorithmes et n'est pas limité à ce qui a été décrit ci-dessus.
Selon l'invention , on peut également en effet adopter un système de 'mapping' permettant à l'engin de mettre en mémoire les limites de la surface à tondre, les zones déjà tondues et pour chaque unité de surface tondue précédemment l'effort de coupe sur ladite unité. Ceci permet à l'engin d'optimaliser ultérieurement le parcours de tonte en repassant plus souvent sur des zones où l'herbe pousse plus rapidement.
Le 'mapping' attribue pour chaque unité de surface un point méméoire avec un paramètre 'effort de coupe-obstacle limite') ce qui lui permet de dresser une carte de la surface à couvrir. L'engin peut se répérer grâce à l'apprentissage. préalable des obstacles sur le terrain. Cette technique est connue en soi. La connaissance de la vitesse de chaque roue motrice permet en effet de connaître la distance et la direction.
On peut également concevoir des systèmes de positionnement ou de repositionnement par localisation précise et périodique de générateurs (optiques, ultrasoniquesou haute fréquence p.e.) disposés sur le terrain.
L'invention n'est pas limitée au mode particulier de mise en oeuvre susmentionné et peut varier dans sa conception et ses détails.
Revendications
1. Engin automatique de tonte pour le gazon caractérisé en ce qu'il est entièrement autonome, est activé en continu en fonction de l'illumination ambiante et est susceptible d'être directement alimenté par l'énergie solaire captée par des cellules photovoltaïques, ladite énergie solaire étant l'unique source d'énergie utilisée.