EP4562535A1 - Dispositif de radiocommunication pour des objets mis en pile verticale - Google Patents

Dispositif de radiocommunication pour des objets mis en pile verticale

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EP4562535A1
EP4562535A1 EP23744184.5A EP23744184A EP4562535A1 EP 4562535 A1 EP4562535 A1 EP 4562535A1 EP 23744184 A EP23744184 A EP 23744184A EP 4562535 A1 EP4562535 A1 EP 4562535A1
Authority
EP
European Patent Office
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radio frequency
rotation
communication device
arm
frequency communication
Prior art date
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Pending
Application number
EP23744184.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Julien DESTRAVES
Pierre GUINAULT
Lionel Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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    • B29D2030/0033—Rotating tyres or their components, e.g. carcasses, belt-tread packages, beads and the like, around their axis, i.e. for preventing deformation

Definitions

  • the present invention relates to the field of logistics management of connected or connectable goods and, in particular, for goods of the pneumatic envelope type, whether fixed to a rim.
  • the device communicates by radio frequency wave comprising a transponder which is capable of capturing the radio frequency signal emitted, of interpreting it and of restoring to this signal an action which can be, for example, the emission of another radio frequency signal.
  • the objects of the invention which follow aim to ensure the radio frequency communication of several material goods placed in a stack vertically, in order to reduce the cost price linked to the use of this material good, while ensuring robustness and reliability in radio frequency communication between these physical assets and external systems.
  • Everything is done within the framework of the flow of piles of material goods without modification of the piles if they conform to expectations.
  • the first objective is to read all the identifiers from the stack.
  • the second objective is to be able to identify the order of the identifiers in the stack or even the direction of placement of the object in the stack when the radio frequency transponder of the object is placed on one side or the other of the stack. object according to the direction of the object corresponding to that of the stack.
  • the invention relates to a radio frequency communication device capable of communicating with a radio frequency transponder with a linear polarization antenna, linked to a geometrically stable object, said device being capable of accommodating at least two of the said objects placed next to each other vertically in order to constitute a stack which is circumscribed in a cylinder, and the polarization of the radio frequency transponder of the geometrically stable object being directed mainly in a circumferential direction relative to the axis of revolution of the cylinder circumscribed to the stack of at least two objects, said device comprising:
  • a base capable of receiving the stack of objects arranged vertically, the normal of which defines a vertical direction
  • At least one radio frequency communication reader capable of generating or reading electrical signals to or from a radio frequency antenna
  • a first arm whose main dimension extends in a first direction, preferably the first direction being collinear with the vertical direction;
  • the first arm comprising at least two radio frequency antennas spaced from each other by a distance d in the first direction.
  • the device is characterized in that the device comprises a system for rotating around an axis of rotation collinear with the vertical direction capable of putting into relative rotation a part of the base capable of receiving the stack of objects arranged vertically, for example relative to the first arm, in that each of said at least two radio frequency antennas is connected to a port of the at least one radio frequency communication reader, in that the at least two radio frequency antennas have an elliptical polarization, preferably linear, with a field electrical E whose radial component is less than a quarter of the standard of the electric field E and the circumferential component is greater than 0.7 times the standard of the electric field E in the cylindrical reference associated with the axis of rotation of the implementation system rotation and in that the first arm is positioned radially externally relative to the axis of rotation of the rotation system, capable of being presented externally to the cylinder circumscribed by the stack of objects received by the device.
  • Material goods can be equipped with communication devices within their structure or on their surface.
  • the material goods are axisymmetric around an axis of revolution, even if the angular position of the device communication within the material asset can be defined, the assets are placed in a pile without an angular positioning being carried out between them so as not to lose cycle time for this purpose. Indeed, the axisymmetry of material goods tends to make the azimuthal positioning of material goods between them trivial.
  • the fact that an angular scan is undertaken between the material goods placed in a pile and the first arm by the rotation system guarantees the reading of all the transponders of the material goods.
  • the rotation system may consist of rotating the stack of objects alone, or the first arm alone, or rotating the two objects differently, for example, with a different direction of rotation or different speeds of rotation. As long as each geographical area of the material assets is observed for the same period of time during the reading phase, the reading of all the radio frequency transponders associated with all the material assets placed in the stack is ensured fairly.
  • the radio frequency transponders Necessarily, to discriminate the vertical position of the radio frequency transponders, it is necessary to provide at least 2 radio frequency antennas spaced vertically from each other in order to communicate with differentiated zones of the stack. Thus, only the radio frequency transponders present in the battery zone will communicate with the radio frequency antenna associated with this zone.
  • the antennas are spaced apart from each other depending on the direction of the stack and the method can initiate the transmission and reception of radio frequency waves on one of the antennas while the other antenna is off, for example.
  • radio frequency antennas By multiplying the radio frequency antennas and alternating those which communicate with said radio frequency transponders of the goods, it is possible both to read all the transponders, and to associate a relative vertical position of the transponders in relation to each other. This second function determines the ordering of material goods in the stack. To do this, the radio frequency antennas simply need to be connected to the radio frequency communication reader.
  • the radio frequency transponders of material goods have a linearly polarized antenna which is directed mainly in a circumferential direction with respect to the axis of revolution of the cylinder circumscribed to the battery, that is to say that the electric field E of the the antenna has a radial component in the cylindrical mark associated with the axis of rotation of the rotation system whose amplitude is less than a quarter of the standard of the electric field E.
  • the electric field E of the polarization antenna linear is mainly circumferential if the transponder is located at the level of the sidewall of a tire, potentially axial if the transponder is located at the level of the top of the top of a tire.
  • the axis of polarization of the radio frequency antennas of the device is oriented mainly circumferentially relative to the axis of rotation of the battery by constraining the components of the electric field E of each radio frequency antenna relative to the axis of rotation of the system of rotating.
  • the distinctive characteristic on the component of the electric field generated by the radio frequency antenna of the device according to the invention in the cylindrical mark ensures that the circumferential component of the electric field E is at least equal to 0.7 times the norm of the electric field E generated by the radio frequency antenna in transmission.
  • the radial component of the E field is the smallest component, in amplitude.
  • the polarization axis of the radio frequency antenna of the device will be substantially collinear with the polarization axis of the transponder of the material asset, which ensures quality radio frequency communication.
  • the communication energy of the device is optimized to communicate with the transponders of material assets due to the collinearity between the axis of the linear antenna and the electric field E, which guarantees better communication between the antennas which makes it possible to apply a greater relative rotation speed between the stack of material goods and the arm equipped with the antennas while maintaining good quality of communication.
  • the radio frequency antenna of the device has a polarization of elliptical, preferably linear as long as the circumferential component is the majority.
  • the polarization of the antenna which is its adaptation to the electric field to optimize the energy exchanged between the antenna and the electric field, should not be confused with the directivity of the antenna which makes it possible to concentrate the energy towards a spatial area around the antenna.
  • the communication device comprises a system for positioning the arm relative to the axis of rotation of the rotation system, defining a trajectory of the first arm.
  • the communication device can adapt whatever the diameter of the cylinder circumscribed to the material goods placed in a pile while ensuring an acceptable distance between the radio frequency transponders of the material goods rotated around the axis of rotation of the rotation system and the radio frequency antennas of the communication device. But, the communication device can also adapt whatever the angle of the cone of the pile of material goods by an inclination between the first direction of the arm and the vertical direction of the base while ensuring a similar distance between the radio frequency transponders material goods forming the cone and the radio frequency antennas of the communication device.
  • the trajectory followed by the arm to position itself relative to the stack can for example be a translation, a rotation around an axis or the combination of a translation and a rotation around an axis.
  • the positioning system of the first arm comprises a system for guiding the translation of the first arm in a direction of translation, preferably the direction of translation intersects the axis of rotation of the rotation system.
  • the most basic movement of the arm will be a translation in a single direction.
  • this direction intercepts the axis of rotation of the rotation system, which permanently ensures that the axis of polarization of the radio frequency antennas of the device will always remain predominantly circumferential with respect to the axis of rotation of the rotation system. rotation.
  • the device comprises an actuator system capable of setting the first arm in motion relative to the trajectory imposed by the positioning system.
  • the communication device comprises a limiter, preferably comprising a sensor, capable of stopping the movement of the first arm according to the trajectory imposed by the positioning system when a threshold has been reached.
  • the device includes a limiter capable of stopping the movement of the arm during the trajectory imposed by the positioning system.
  • the limiter which can be equipped with a sensor or includes an open loop, assesses the proximity of the arm to the material goods placed in the pile via a value.
  • This sensor can be a force cell measuring the contact force between the arm and the material goods, a proximity sensor measuring the distance between the arm and the exterior surface of the vertical stack.
  • an open loop it can be a pneumatic or hydraulic or electric or magnetic setpoint.
  • the communication device comprises a centering system relative to the axis of rotation of the rotation system.
  • the centering system comprises at least a second vertical arm linked radially to the first arm relative to the axis of rotation of the rotation system.
  • the stack of material goods and/or the first arm is positioned relative to the axis of rotation of the rotation system.
  • the positioning of the arm relative to the stack is done at an angular position relative to the axis of rotation allowing higher speed angular scans of the stack of material goods or the first arm.
  • This centering system can consist of a series of vertical arms including in particular the first arm whose concentric movement is uniform with respect to the axis of rotation.
  • the concentric movement of the arms tends to position the stack of material goods so that the axis of revolution of the cylinder circumscribed by the stack coincides with the axis of rotation of the rotation system.
  • the second arm it is sufficient for the second arm to extend vertically at least over the material good located at one of the ends of the stack.
  • the material asset located near the base has the highest radial dimension to ensure the stability of the vertical pile and the second arm is located near the base at this time.
  • This arm system will have the ability to move the pile of material goods onto the base.
  • the rotation system is integrated into the base of the communication device.
  • the communication device comprises movement means integrated into the base defining a trajectory passing through the axis of rotation of the rotation system, said movement means being capable of moving the stack of material goods received by the device according to the trajectory.
  • This means of movement allows the handling of the pile of material goods on the base. It could be a roller mat for example. In addition, it also allows the centering of the pile of material goods in relation to the axis of rotation of the rotation system by facilitating the movement of the pile according to the defined trajectory because the trajectory intercepts the axis of rotation .
  • each of the radio frequency antennas is connected to a single port of at least one radio frequency communication reader.
  • the communication between the radio frequency antennas of the communication device and the radio frequency transponders of the material goods is not necessarily sequential, which saves communication time between the communication device and the stack of objects.
  • the at least two radio frequency antennas are included in the group comprising a dipole antenna, a slot antenna, a loop antenna and a patch antenna.
  • the first two antennas, dipole and slot are linearly polarized antennas, the axis of the dipole antenna or the axis of the slot defining the polarization axis of the antenna.
  • the next two, loop and patch are circular or elliptical polarized antennas.
  • the invention also relates to the use of the communication device with objects placed in a pile included in the group comprising a pneumatic envelope, a wheel, a wheel valve such as TPMS type valves (acronym in English for Tire Pressure Monitoring system), an element made of elastomeric material of the assembled assembly.
  • TPMS type valves ascronym in English for Tire Pressure Monitoring system
  • an element made of elastomeric material of the assembled assembly are material goods which can be stacked to define the assembled assemblies of a particular vehicle, for example.
  • the pneumatic casing may include an RFID (Radio Frequency IDentification) tag located in the sidewall of the tire and oriented circumferentially relative to the natural axis of rotation of the pneumatic casing.
  • the wheel and the valve of the mounted assembly can also be equipped with radio frequency transponders whose communication antenna is oriented circumferentially relative to the natural axis of rotation of the wheel which coincides with the axis of rotation of the casing pneumatic for a mounted assembly.
  • the invention also relates to a conveyor line capable of transporting objects placed in a pile along a given path comprising a communication device capable of communicating to the radio frequency transponders linked to these objects.
  • the radio frequency communication device is placed between two conveyors, the first conveyor, placed upstream along the given path, comprising a centering system capable of positioning the stack of objects relative to the width of the communication device radio frequency.
  • the integration of a radio frequency communication device along the conveyor line makes it possible to control the stack of objects during transport of the stack with minimal immobilization of the stack. objects, which ensures a competitive cost price. And in the event of non-compliance of the stack, this also makes it possible to remove a stack of non-compliant objects from the flow by integrating the radio frequency communication device between two conveyors of the conveyor line; an optimization of the function of identification, ordering of the products and possibly their direction of installation is carried out. Centering the battery, in the direction transverse to the trajectory defined by the radio frequency communication device, ensures that the battery is predisposed in relation to the communication device.
  • the means of centering the communication device consists of making the axis of revolution of the cylinder circumscribed to the stack of material goods coincide with the axis of rotation of the rotation system included in the communication device.
  • the dimensioning of this centering system is minimal, which reduces costs.
  • FIG. 1 presents a perspective view of a first radio frequency communication device according to the invention
  • FIG. 2 presents a perspective view of a second radio frequency communication device according to the invention
  • - Fig. 3 presents a radiation diagram of a radio frequency antenna
  • - Fig. 4 presents a pile of material goods including pneumatic envelopes equipped with RFID tags (acronym in English for Radio Frequency IDentification),
  • - Fig. 5 shows a perspective view of a conveyor line comprising a radio frequency communication device.
  • Fig. 1 presents a first radio frequency communication device 1.
  • This comprises a base 2 defining a vertical direction 21 according to the normal to the exterior surface of the base towards which are located the other elements of the radio frequency communication device 1 which corresponds to the surface in contact with the pile of material goods.
  • the device 1 also comprises a first arm 4 whose main direction defines a first direction 22. This first direction 22 is collinear with the vertical direction 21.
  • the device 1 comprises a system 5 for rotating the pile of material goods, integrated here in the base 2 of the device 1, which is represented here by a cross animated by a rotational movement around an axis of rotation 31.
  • This cross 5 is animated also a translation movement in the vertical direction 21 in order to be located below or above the fixed external surface of the base 2 depending on the phases of communication between the device 1 and the pile of material goods. This thus allows the stack of material goods to come to rest or to move in translation relative to the fixed part of the base 2 of the device 1.
  • the first arm 4 is equipped with radio frequency antennas 10a, 10b, 10c which are separated by a distance d. These radio frequency antennas 10a, 10b, 10c are galvanically connected to a radio frequency reader 3 which transmits and receives radio signals towards or from the radio frequency antennas.
  • the physical connection of the radio frequency antennas 10a, 10b and 10c to the radio frequency reader 3 is done via ports on the radio frequency reader 3.
  • the antennas of the device have elliptical polarization, preferably linear, so that the main component of the electric field emission is carried by the circumferential direction in the cylindrical mark associated with the axis of rotation 31 of the rotation system 5.
  • the translational movement of the stack of material goods relative to the device 1 is ensured by a means of movement 12 of the stack.
  • This means of movement 12, integrated into the base 2, is made up here of a series of rollers parallel to each other. Each roller is driven by a rotational movement around an axis, the axes here are collinear with each other.
  • a trajectory 121 of the pile of material goods is constructed using the rollers.
  • This trajectory 121 passes here through the axis of rotation 31 of the rotation system 5.
  • This means of movement 12 easily makes it possible to guide the stack of material goods on the base 2 so as to position the stack of material goods relative to the axis of rotation 31 of the rotation system 5 of the device 1.
  • the rotation system 5 rises above the external surface of the base 2 so as to carry the stack of material goods and thereby separate it from the external surface of the base 2.
  • the rotation system 5 then begins to rotate around its axis of rotation 31 to rotate the pile of material goods
  • This positioning system 6 here comprises a translation guidance system 7 consisting of a groove at the level of the external surface of the base 2. This groove 7 defines a direction of translation 71 which passes through the axis of rotation 31 of the system rotation 5. This makes it possible to bring the first arm 4 closer to the stack of material goods, whatever the radial dimension of the stack of material goods.
  • the animation of the first arm 4 is carried out via an actuator system comprising an electrical, pneumatic or hydraulic power source and ensuring automated translation of the first 4 in direction 71.
  • the device 1 here comprises a limiter controlling the movement of the first arm along the trajectory 7 according to the proximity of the first arm 4 relative to the pile of material goods.
  • this limiter includes a sensor determining the distance between the sensor and the pile of material goods in order to stop the movement of the first arm 4 according to the measurement provided by this sensor in relation to a threshold which would reflect the collision of the first arm 4 with the pile material goods.
  • This sensor is a proximity sensor of an electromagnetic, optical nature or a contact sensor.
  • the translation guidance 7 makes it possible to uniquely position the radio frequency antennas 10a, 10b and 10c of the first arm 4 so that the direction of polarization of these antennas 10a, 10b and 10c is mainly circumferential with respect to the axis. rotation 31 of the rotation system 5.
  • the radio frequency antennas 10a, 10b and 10c are loop antennas with elliptical polarization whose main direction extends circumferentially with respect to the axis of rotation 31.
  • the device 1 here comprises a centering system 9 making it possible to properly position the stack of material goods relative to the rotation system 5, more precisely to make the axis of revolution of the cylinder circumscribed to the stack coaxial. of material goods with the axis of rotation 31 of the rotation system 5.
  • This allows better dynamic stability of the stack of material goods, in particular at high speed of rotation of the stack of material goods by balancing the centrifugal forces applied to the pile of material goods on the entire periphery of the pile of material goods.
  • the centering system 9 comprises the first arm 4 as well as a second arm 11. The two arms are linked together to ensure an opposite translation movement so that the distance between each arm and the axis of rotation 31 of the rotation system is identical.
  • the second arm 11 is driven by a translation movement in the same direction 71 as the first arm 4 via a groove provided on the external surface of the base 2.
  • this centering of the stack of material goods guarantees that the distance between the first arm 4 and any material point of the stack of material goods located at a height H of the stack in the vertical direction 21 is identical.
  • the radio frequency communication between the radio frequency transponders of the material goods and the radio frequency antennas 10a, 10b and 10c of the first arm 4 is equitable.
  • Fig. 2 presents a second radio frequency communication device 1 according to the invention.
  • This device 1 always includes a base 2 capable of carrying the pile of material goods. It also includes a first arm 4 equipped with radio frequency antennas 10a, 10b, 10c which are connected to a radio frequency reader 3 via connection ports on the radio frequency reader 3. But, here, the first arm 4 extends mainly in a first direction 22 which is not necessarily collinear with the vertical direction 21 defined by the external surface of the base 2, the surface having to accommodate the pile of material goods.
  • the device 1 comprises a rotation system 5 around an axis of rotation 31.
  • the rotation system 5 animates the rotational movement of the first arm 4 instead of that of the pile of material goods as in Fig. 1.
  • the device 1 also comprises a positioning system 6 of the first arm 4 relative to the axis of rotation 31 of the rotation system 5.
  • This positioning system 6 comprises on the one hand a translation guidance system 7 via a groove. This groove defines the trajectory of the first arm 4 in a translation direction 71.
  • the translation direction 71 intersects the axis of rotation 31 of the rotation system 5.
  • the positioning system 6 also includes a rotation system of the first arm 4 relative to the axis of rotation 41 in order to define the first direction 22 of the first arm 4.
  • the movement of the first arm 4 via the positioning system 6 is automated by an actuator system. And this actuator system controls both the rotation of the first arm 4 around the axis of rotation 41 and the translation of the first arm 4 along the direction of translation 71 in order to ensure the proximity of the first arm 4 relative to the pile of material goods.
  • the device 1 includes a limiter which controls the animation of the first arm 4.
  • this limiter includes a sensor determining the distance between the sensor and the pile of material goods in order to stop the movement of the first arm 4 according to the measurement provided by this sensor in relation to a threshold which would reflect the collision of the first arm 4 with the pile of material goods.
  • This sensor is a proximity sensor of an electromagnetic, optical nature or a contact sensor.
  • the translational movement of the stack of material goods relative to the device 1 is ensured by a means 12 for moving the stack.
  • This means of movement 12, integrated into the base 2, is made up here of a series of rollers parallel to each other; it could also be a sliding floor.
  • Each roller is driven by a rotational movement around an axis, the axes here are collinear with each other.
  • a trajectory 121 of the pile of material goods is constructed using the rollers.
  • This trajectory 121 passes here through the axis of rotation 31 of the rotation system 5.
  • This movement means 12 easily makes it possible to guide the pile of material goods on the base 2 so as to position the pile of material goods relative to the axis of rotation 31 of the rotation system 5 of the device 1.
  • the device 1 here comprises a centering system 9 making it possible to properly position the stack of material goods in relation to the rotation system 5. More precisely, to make the axis of revolution of the cylinder circumscribed to the stack coaxial. of material goods with the axis of rotation 31 of the rotation system 5.
  • the centering system 9 comprises 4 second arms arranged equitably on either side of the means of movement 12 of the stack of material goods. The four second arms are linked together to ensure a tightening movement around the axis of rotation 31 of the rotation system 5 so that the distance between each arm and the axis of rotation 31 of the rotation system in rotation 5 is identical.
  • the second arms are driven by a translation movement in two translation directions via grooves provided on the external surface of the base 2. The two translation directions intersect at the level of the axis of rotation 31 of the rotation system 5.
  • this centering of the stack of material goods ensures that the distance between the first arm 4 and any material point of the stack of material goods located at a height H of the stack in the vertical direction 21 is identical.
  • communication radio frequency between the radio frequency transponders of the material goods and the radio frequency antennas 10a, 10b and 10c of the first arm 4 is equitable.
  • Fig. 3 illustrates the main lobe 51 of radio radiation of the radio frequency antenna 10a of the first arm of the radio frequency communication device in a plane defined by the polarization axis 50 of the radio frequency antenna 10a and the first direction 22 of the first arm.
  • the radio frequency antenna 10a is a half-wave dipole antenna.
  • the radio frequency antennas being located along the first direction of the first arm, it is necessary that the spacing d between two contiguous antennas along the first direction is less than the sum of the distances D associated with the radio frequency antennas.
  • Fig. 4 presents a pile 200 of material goods.
  • the material goods here are four assembled assemblies of which only the pneumatic envelopes 210a, 210b, 210c and 210d are represented.
  • the envelopes are stacked on top of each other in the direction defined by the axis 202.
  • This stack 200 is therefore circumscribed in a straight cylinder with axis 202 whose diameter corresponds to the outermost diameter of the pneumatic envelopes 210a, 210b, 210c and 210d.
  • the stack 200 is placed on a base 201 facilitating the movement of the stack 200.
  • the base 201 is equipped on the face opposite to that which is in contact with the stack 200 with means of movement such as casters, for example, not shown in Fig. 4.
  • means of movement such as casters, for example, not shown in Fig. 4.
  • the radio frequency communication device does not necessarily need a means of moving the stack of physical assets.
  • Each tire casing 210a, 210b, 210c and 210d is equipped with a radio frequency transponder 211a, 211b, 211c and 21 Id which is, in the present case, an RFID tag, consisting of an electronic chip coupled to an antenna half-wave dipole type radio antenna which is a linearly polarized antenna.
  • the radio antenna extends along its main dimension circumferentially relative to axis 202.
  • FIG. 5 shows a conveyor line 100 of material goods placed in a pile comprising a radio frequency communication device 1.
  • the device 1 corresponds to that of FIG. 1.
  • This conveyor line 100 defines a path 110 that the piles of material goods travel from a starting point to an arrival point.
  • This path 110 extends here over the three elements of the conveyor line 100, that is to say a first conveyor 101a located upstream of the path 110, a second conveyor 101b located downstream of the path 110 and the communication device radio frequency 1 located between the two conveyors 101a and 101b.
  • the two conveyors 101a and 101b are here equipped with drive rollers whose main direction is perpendicular to the path 110.
  • the first conveyor 101a comprises a centering system 102 in order to direct the piles of material goods towards the middle of the conveyor 101a according to the width and thus prepare the passage of the stack of material goods at the level of the radio frequency communication device 1.
  • This radio frequency communication device 1 being located in the middle of the width of the first conveyor 101a, the centering system is equipped here with two retractors of track 102 symmetrical with respect to path 110.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de communication radiofréquence comprenant : - Un socle dont la normale définit une direction verticale; - Un lecteur de communication radiofréquence; - Un premier bras dont la dimension principale s'étend selon une première direction; - Le premier bras comprend au moins deux antennes radiofréquences écartées d'une distance d selon la première direction; Caractérisé en ce que le dispositif comprend un système de mise en rotation autour d'un axe de rotation colinéaire à la direction verticale, en ce que chacune des antennes radiofréquences est connectée à un port du lecteur de communication radiofréquence, en ce que les au moins deux antennes radiofréquences ont une polarisation avec un champ électrique E dont la composante radiale est inférieure au quart de la norme du champ électrique E et en ce que le premier bras est positionné radialement extérieurement par rapport à l'axe de rotation.

Description

DISPOSITIF DE RADIOCOMMUNICATION POUR DES OBJETS MIS EN PILE
VERTICALE
Domaine de l’invention
[0001] La présente invention concerne le domaine de la gestion logistique des biens connectés ou connectables et, en particulier, pour les biens de type enveloppe pneumatique qu’elle soit fixée au non à une jante.
Arrière-plan technologique
[0002] Le développement des objets électroniques dans les biens matériels ou physiques comme les enveloppes pneumatiques permet de rendre connectables et connectés les biens, ce qui provoque le développement de nouveaux services afin d’optimiser, par exemple, l’usage ou l’identification du bien matériel. Ainsi, l’émergence de cette fonctionnalité digitale amène à repenser certaines opérations notamment de gestion des biens matériels afin de mutualiser les actions lors de moments où les biens matériels sont peu utilisés ou que les objets électroniques contenus dans ces biens matériels soient disponibles ou peu employés. Pour les opérations d’identification digitale de biens matériels mis en pile ou de contrôle de la conformité de la pile de biens matériels, il convient de rendre lisible l’ensemble des biens matériels avec lequel on souhaite communiquer pour assurer une fiabilité des informations communiquées avec celui-ci sans que cela soit une gêne par rapport à la mise en forme de ces biens matériels. En effet, la modification de la mise en forme des biens matériels induirait des temps d’immobilisation des biens matériels, ce qui est néfaste à la productivité liée à ce bien matériel : l’allongement de son temps de transport, l’inutilisation du bien matériel durant cette étape. Bien qu’ils soient communicants, les dispositifs de ces biens physiques sont généralement muets afin d’économiser la source d’énergie qui leur est propre ou du fait qu’ils soient dépourvus de toute source énergétique.
[0003] Ainsi, il est nécessaire d’initier la communication des dispositifs communicants de ces biens physiques en particulier pour leur fournir de l’énergie afin qu’ils puissent répondre, ou d’effectuer des contrôles sur l’adéquation des informations transmises par le dispositif communicant avec la finalité de la pile de biens physiques. Toutes ces opérations sont consommatrices en temps et nuisent donc à la productivité de ces biens physiques équipés de dispositif communicant. En général le dispositif communique par onde radiofréquence comprenant un transpondeur qui est capable de capter le signal radiofréquence émis, de l’interpréter et de restituer à ce signal une action qui peut être, par exemple, l’émission d’un autre signal radiofréquence.
[0004] Lors des étapes de logistique, les biens physiques sont présents en grand nombre et les moyens de manutention des biens sont souvent métalliques, ce qui nuit à la communication radiofréquence des dispositifs communicants. Afin de pallier cette communication difficile, il est nécessaire de positionner le bien physique de sorte à orienter le dispositif communicant en l’éloignant des zones métalliques. Ces opérations sont chronophages puisqu’elles nécessitent des manipulations des biens physiques sur la ligne de convoyage ou en dehors du convoyeur, ce qui nuit à la productivité des biens physiques transportés par la ligne de convoyage. L’autre solution consiste à augmenter la puissance de communication radiofréquence, ce qui peut engendrer des interrogations non sollicitées de certains biens physiques situés à proximité du bien physique ciblé, ce qui entraine un taux de rebus des biens physiques plus élevé, ce qui est aussi néfaste à la réduction du coût de revient du bien physique.
[0005] Les objets de l’invention qui vont suivre ont pour objectif d’assurer la communication radiofréquence de plusieurs biens matériels mis en pile verticalement, afin de réduire le coût de revient lié à l’utilisation de ce bien matériel, tout en assurant une robustesse et une fiabilité dans la communication radiofréquence entre ces biens matériels et des systèmes externes. Le tout se fait dans le cadre du flux des piles de biens matériels sans modification des piles si celles-ci sont conformes à l’attendu. Le premier objectif est de lire l’ensemble des identifiants de la pile. Le second objectif est de pouvoir identifier l’ordre des identifiants dans la pile voire, le sens de pose de l’objet dans la pile lorsque le transpondeur radiofréquence de l’objet est disposé d’un côté ou de l’autre de l’objet selon la direction de l’objet correspondant à celle de la pile.
Description de l’invention
[0006] L’invention porte sur un dispositif de communication radiofréquence apte à communiquer avec un transpondeur radiofréquence à antenne à polarisation linéaire, lié à un objet stable géométriquement, ledit dispositif étant apte à accueillir au moins deux des dits objets placés les uns à côté des autres verticalement afin de constituer une pile qui est circonscrite dans un cylindre, et la polarisation du transpondeur radiofréquence de l’objet stable géométriquement étant dirigée majoritairement dans une direction circonférentielle par rapport à l’axe de révolution du cylindre circonscrit à la pile des au moins deux objets, ledit dispositif comprenant :
- Un socle, apte à recevoir la pile d’objets disposés verticalement, dont la normale définit une direction verticale,
Au moins un lecteur de communication radiofréquence apte à générer ou lire des signaux électriques vers ou depuis une antenne radiofréquence,
- Un premier bras dont la dimension principale s’étendant selon une première direction, préférentiellement la première direction étant colinéaire à la direction verticale ;
- Le premier bras comprenant au moins deux antennes radiofréquences espacées l’une de l’autre d’une distance d selon la première direction.
Le dispositif est caractérisé en ce que le dispositif comprend un système de mise en rotation autour d’un axe de rotation colinéaire à la direction verticale apte à mettre en rotation relative une partie du socle apte à recevoir la pile d’objets disposés verticalement, par rapport au premier bras, en ce que chacune des dites au moins deux antennes radiofréquence est connectée à un port du au moins un lecteur de communication radiofréquence, en ce que les au moins deux antennes radiofréquences ont une polarisation elliptique, préférentiellement linéaire, avec un champ électrique E dont la composante radiale est inférieure au quart de la norme du champ électrique E et la composante circonférentielle est supérieure à 0,7 fois la norme du champ électrique E dans le repère cylindrique associé à l’axe de rotation du système de mise en rotation et en ce que le premier bras est positionné radial ement extérieurement par rapport à l’axe de rotation du système de rotation, apte à être présenté extérieurement au cylindre circonscrit à la pile d’objets accueillis par le dispositif.
[0007] Les biens matériels peuvent être équipés de dispositifs de communication au sein de leur structure ou à leur surface. Dans le cas où les biens matériels sont axisymétriques autour d’un axe de révolution, même si la position angulaire du dispositif de communication au sein du bien matériel peut être définie, les biens sont mis en pile sans qu’un positionnement angulaire soit effectué entre eux afin de ne pas perdre un temps de cycle à cet effet. En effet, l’axisymétrie du bien matériel tend à rendre anodin le positionnement azimutal des biens matériels entre eux.
[0008] Dans ce cas-là, le fait qu’un balayage angulaire soit entrepris entre les biens matériels mis en pile et le premier bras par le système de mise en rotation garantit la lecture de l’ensemble des transpondeurs des biens matériels. Le système de rotation peut consister à mettre en rotation la pile d’objets seule, ou le premier bras seul ou mettre en rotation différenciée les deux objets, par exemple, avec un sens de rotation différent ou des vitesses de rotation différentes. Tant que chaque zone géographique des biens matériels est observée pendant le même laps de temps au cours de la phase de lecture, la lecture de l’ensemble des transpondeurs radiofréquences associés à l’ensemble des biens matériels mis en pile est assurée équitablement.
[0009] Nécessairement, pour discriminer la position verticale des transpondeurs radiofréquences, il convient de se munir d’au moins 2 antennes radiofréquences distantes verticalement Tune de l’autre afin de communiquer avec des zones différenciées de la pile. Ainsi, seuls les transpondeurs radiofréquences présents dans la zone de la pile communiqueront avec l’antenne radiofréquence associée à cette zone. Afin de segmenter la pile de biens matériels entre diverses zones, les antennes sont distantes Tune de l’autre selon la direction de la pile et le procédé peut lancer l’émission et la réception des ondes radiofréquences sur Tune des antennes pendant que l’autre antenne est éteinte, par exemple. En multipliant les antennes radiofréquences et en alternant celles qui communiquent avec lesdits transpondeurs radiofréquences des biens, il est possible à la fois de lire l’ensemble des transpondeurs, et d’associer une position verticale relative des transpondeurs les uns par rapport aux autres. Cette seconde fonction détermine l’ordonnancement des biens matériels dans la pile. Pour cela, il suffit que les antennes radiofréquences soient connectées au lecteur de communication radiofréquence.
[0010] Les transpondeurs radiofréquences des biens matériels ont une antenne à polarisation linéaire qui est dirigée majoritairement dans une direction circonférentielle par rapport à Taxe de révolution du cylindre circonscrit à la pile, c’est-à-dire que le champ électrique E de l’antenne a une composante radiale dans le repère cylindrique associé à 1’axe de rotation du système de mise en rotation dont l’amplitude est inférieure au quart de la norme du champ électrique E. En effet, pour un bien matériel tel qu’un pneumatique, le champ électrique E de l’antenne à polarisation linéaire est principalement circonférentiel si le transpondeur est localisé au niveau du flanc d’un pneumatique, potentiellement axiale si le transpondeur est localisé au niveau du sommet du sommet d’un pneumatique. Afin d’assurer une communication efficace entre les transpondeurs radiofréquences des biens matériels et les antennes radiofréquences du dispositif, il convient de rendre colinéaire l’axe de polarisation des antennes radiofréquences du dispositif avec celles des transpondeurs radiofréquences des biens matériels. A cet effet, l’axe de polarisation des antennes radiofréquences est orienté majoritairement circonférentiellement par rapport à l’axe de rotation de la pile en contraignant les composantes du champ électrique E de chaque antenne radiofréquence par rapport à l’axe de rotation du système de mise en rotation. La caractéristique distinctive sur la composante du champ électrique généré par l’antenne radiofréquence du dispositif selon l’invention dans le repère cylindrique assure que la composante circonférentielle du champs électrique E soit au moins égal à 0,7 fois la norme du champ électrique E générée par l’antenne radiofréquence en émission. De plus, la composante radiale du champ E est la plus faible composante, en amplitude. Ainsi, l’axe de polarisation de l’antenne radiofréquence du dispositif sera sensiblement colinéaire à l’axe de polarisation du transpondeur du bien matériel, ce qui assure une communication radiofréquence de qualité. Ainsi, l’énergie de communication du dispositif est optimisée pour communiquer avec les transpondeurs des biens matériels du fait de la colinéarité entre l’axe de l’antenne linéaire et le champ électrique E, ce qui garantit une meilleure communication entre les antennes ce qui permet d’appliquer une plus grande vitesse de rotation relative entre la pile de biens matériels et le bras équipé des antennes tout en conservant une bonne qualité de communication Pour cela l’antenne radiofréquence du dispositif a une polarisation de elliptique, préférentiellement linéaire tant que la composante circonférentielle est majoritaire. La polarisation de l’antenne, qui est son adaptation au champ électrique pour optimiser l’énergie échangé entre l’antenne et le champ électrique, ne doit pas être confondue avec la directivité de l’antenne qui permet de concentrer l’énergie vers une zone spatiale autour de l’antenne. [0011] Avantageusement, le dispositif de communication comprend un système de positionnement du bras par rapport à l’axe de rotation du système de mise en rotation, définissant une trajectoire du premier bras.
[0012] Ainsi, le dispositif de communication peut s’adapter quel que soit le diamètre du cylindre circonscrit aux biens matériels mis en pile tout en assurant une distance acceptable entre les transpondeurs radiofréquences des biens matériels mis en rotation autour de l’axe de rotation du système de mise en rotation et les antennes radiofréquences du dispositif de communication. Mais, le dispositif de communication peut aussi s’adapter quel que soit l’angle du cône de la pile des biens matériels par une inclinaison entre la première direction du bras et la direction verticale du socle tout en assurant une distance similaire entre les transpondeurs radiofréquences des biens matériels formant le cône et les antennes radiofréquences du dispositif de communication. La trajectoire suivie par le bras pour se positionner par rapport à la pile peut être par exemple une translation, une rotation autour d’un axe ou la combinaison d’une translation et d’une rotation autour d’un axe.
[0013] De façon préférentielle, le système de positionnement du premier bras comprend un système de guidage en translation du premier bras selon une direction de translation, préférentiellement la direction de translation coupe l’axe de rotation du système de mise en rotation.
[0014] Le plus élémentaire des mouvements du bras sera une translation selon une seule direction. Préférentiellement cette direction intercepte l’axe de rotation du système de mise en rotation, ce qui assure de façon pérenne que l’axe de polarisation des antennes radiofréquences du dispositif restera toujours majoritairement circonférentiel par rapport à l’axe de rotation du système de mise en rotation.
[0015] Selon un autre mode de réalisation, le dispositif comprend un système actionneur apte à mettre en mouvement le premier bras par rapport à la trajectoire imposée par le système de positionnement.
[0016] Cela permet d’automatiser le positionnement du bras par rapport à la pile des biens matériels sans intervention humaine. -1-
[0017] Avantageusement, le dispositif de communication comprend un limiteur, préférentiellement comprenant un capteur, apte à stopper le mouvement du premier bras selon la trajectoire imposée par le système de positionnement lorsqu’un seuil a été atteint.
[0018] Dans le but d’automatiser le dispositif et afin de ne pas endommager les biens matériels mis en pile, le dispositif comprend un limiteur apte à stopper le mouvement du bras au cours de la trajectoire imposée par le système de positionnement. Le limiteur, qui peut être équipé d’un capteur ou comprend une boucle ouverte, apprécie la proximité du bras par rapport aux biens matériels mis en pile par l’intermédiaire d’une valeur. Ce capteur peut être une cellule de force mesurant l’effort de contact entre le bras et les biens matériels, un capteur de proximité appréciant la distance entre le bras et la surface extérieure de la pile verticale. Mais, dans le cas d’une boucle ouverte, il peut s’agir d’une consigne pneumatique ou hydraulique ou électrique ou magnétique.
[0019] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de communication comprend un système de centrage par rapport à l’axe de rotation du système de mise en rotation.
[0020] Préférentiellement, le système de centrage comprend au moins un second bras vertical lié radialement au premier bras par rapport à l’axe de rotation du système de mise en rotation.
[0021] Il est préférable que la pile de biens matériels et/ou le premier bras soit positionné par rapport à l’axe de rotation du système de mise en rotation. Ainsi, le positionnement du bras par rapport à la pile est fait à une position angulaire par rapport à l’axe de rotation permettant des balayages angulaires à plus haute vitesse de la pile de biens matériels ou du premier bras. Ce système de centrage peut consister en une série de bras verticaux comprenant en particulier le premier bras dont le mouvement concentrique est uniforme par rapport à l’axe de rotation. Ainsi, le mouvement concentrique des bras tend à positionner la pile de biens matériels de sorte que l’axe de révolution du cylindre circonscrit à la pile coïncide avec l’axe de rotation du système de mise en rotation. Il suffit pour cela que le second bras s’étende verticalement au moins sur le bien matériel situé à l’une des extrémités de la pile. Généralement le bien matériel situé à proximité du socle a la dimension radiale la plus élevée pour assurer la stabilité de la pile verticale et le second bras est situé à proximité du socle à ce moment-là. Ce système de bras aura la capacité de déplacer la pile de biens matériels sur le socle.
[0022] Préférentiellement, le système de mise en rotation est intégré au socle du dispositif de communication.
[0023] C’est un mode de réalisation compact où le système de mise en rotation sort du socle pour mettre en rotation la pile des biens matériels et /ou le premier bras, en soulevant ceux-ci du socle, par exemple. Une fois la rotation terminée, il disparait sous le socle pour permettre la manutention de la pile de biens matériels. Une alternative serait que le système de mise en rotation soit situé verticalement au-dessus de la pile, ce qui nécessite une pièce spécifique liée à la pile mais ne faisant pas partie de la pile.
[0024] Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de communication comprend un moyen de déplacement intégré au socle définissant une trajectoire passant par l’axe de rotation du système de mise en rotation, ledit moyen de déplacement étant apte à déplacer la pile de biens matériels accueillis par le dispositif selon la trajectoire.
[0025] Ce moyen de déplacement permet la manutention de la pile de biens matériels sur le socle. Il peut s’agir d’un tapis de rouleaux par exemple. De plus, il permet aussi le centrage de la pile de biens matériels par rapport à l’axe de rotation du système de mise en rotation en facilitant le mouvement de la pile selon la trajectoire définie du fait que la trajectoire intercepte l’axe de rotation.
[0026] Préférentiellement, chacune des antennes radiofréquences est connectée à un unique port du au moins un lecteur de communication radiofréquence.
[0027] Ainsi, la communication entre les antennes radiofréquences du dispositif de communication et les transpondeurs radiofréquences des biens matériels n’est pas nécessairement séquentielle, ce qui permet de gagner en temps de communication entre le dispositif de communication et la pile d’objets.
[0028] Préférentiellement, chaque antenne radiofréquence définissant, selon la puissance électrique fournie, une zone de communication caractérisée par un gain définissant la distance maximale Di de la zone de communication et un angle d’ouverture ai, la distance d séparant deux antennes radiofréquences contiguës selon la première direction est zl = Xi DÎ * cos (( j) inférieure au seuil A définie par la formule suivante :[Math 1],
[0029] Ainsi, on garantit qu’aucune zone blanche de rayonnement électromagnétique apparait entre deux antennes contiguës au niveau de la pile. L’un des leviers possibles pour assurer la couverture géographique des antennes est de jouer sur la puissance électrique fournie à l’antenne radiofréquence dans la limite des normes en vigueur. En équipant le premier bras avec suffisamment d’antennes radiofréquences pour couvrir une hauteur supérieure à la plus grande hauteur de pile de biens matériels, on assure que le dispositif de communication couvrira l’interrogation et la lecture de n’importe quelle pile de biens matériels. Ainsi, on assure que l’ensemble des transpondeurs radiofréquences des biens matériels de la pile seront interrogés et écoutés par le dispositif de communication.
[0030] Préférentiellement les au moins deux antennes radiofréquences sont comprises dans le groupe comprenant une antenne dipôle, une antenne fente, une antenne boucle et une antenne patch.
[0031] Les deux premières antennes, dipôle et fente, sont des antennes à polarisation linéaire, l’axe de l’antenne dipôle ou l’axe de la fente définissant l’axe de polarisation de l’antenne. Les deux suivantes, boucle et patch, sont des antennes à polarisation circulaire ou elliptique. On positionnera le plan de l’antenne dans un plan dont la normale sera sensiblement la direction radiale du repère cylindrique associé à l’axe de rotation du système de mise en rotation. Il convient éventuellement d’imposer la forme de l’antenne pour favoriser une direction parmi les deux directions définissant le plan de l’antenne et ainsi obtenir une antenne à polarisation elliptique permettant de privilégier la direction circonférentielle du repère cylindrique associé à l’axe de rotation du système de mise en rotation plutôt que la direction radiale.
[0032] L’invention porte aussi sur l’utilisation du dispositif de communication avec des objets mis en pile compris dans le groupe comprenant une enveloppe pneumatique, une roue, une valve de roue telles que des valves de type TPMS (acronyme en anglais de Tyre Pressure Monitoring system), un élément en matériau élastomère de l’ensemble monté. [0033] Ce sont des biens matériels qui peuvent se mettre en pile pour définir les ensembles montés d’un véhicule particulier, par exemple. L’enveloppe pneumatique peut comprendre une étiquette RFID (Radio Frequency IDentification) localisée dans le flanc du pneumatique et orientée de façon circonférentielle par rapport à l’axe naturel de rotation de l’enveloppe pneumatique. La roue et la valve de l’ensemble monté peuvent aussi être équipées de transpondeurs radiofréquences dont l’antenne de communication est orientée circonférentiellement par rapport à l’axe naturel de rotation de la roue qui coïncide avec l’axe de rotation de l’enveloppe pneumatique pour un ensemble monté.
[0034] L’invention porte aussi sur une ligne de convoyage apte à transporter des objets mis en pile selon un chemin donné comprenant un dispositif de communication apte à communiquer vers les transpondeurs radiofréquences liés à ces objets.
[0035] Préférentiellement, le dispositif de communication radiofréquence est placé entre deux convoyeurs, le premier convoyeur, placé en amont suivant le chemin donné, comprenant un système de centrage apte à positionner la pile d’objets par rapport à la largeur du dispositif de communication radiofréquence.
[0036] Dans le domaine de la logistique, l’intégration d’un dispositif de communication radiofréquence le long de la ligne de convoyage permet de contrôler la pile d’objets au cours du transport de la pile avec une immobilisation minimale de la pile d’objets, ce qui assure un coût de revient compétitif. Et en cas de non-conformité de la pile, cela permet aussi d’écarter du flux une pile d’objets non conformes en intégrant le dispositif de communication radiofréquence entre deux convoyeurs de la ligne de convoyage ; une optimisation de la fonction d’identification, d’ordonnancement des produits et éventuellement de leur sens de pose est effectuée. Le centrage de la pile, selon la direction transversale à la trajectoire définie par le dispositif de communication radiofréquence, assure de prédisposer la pile par rapport au dispositif de communication. De ce fait, si le dispositif de communication est équipé d’un moyen de déplacement intégré et d’un moyen de centrage, le fait de centrer la pile par rapport à la trajectoire minimise le centrage de la pile selon une direction perpendiculaire à la trajectoire du moyen de déplacement du dispositif de communication. De ce fait, le moyen de centrage du dispositif de communication consiste à faire coïncider l’axe de révolution du cylindre circonscrit à la pile de biens matériels avec l’axe de rotation du système de mise en rotation compris dans le dispositif de communication. Ainsi, le dimensionnement de ce système de centrage est minimal, ce qui réduit les coûts.
Description brève des dessins
[0037] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux figures annexées dans lesquelles les mêmes numéros de référence désignent partout des parties identiques et dans lesquelles :
- La Fig. 1 présente une vue en perspective d’un premier dispositif de communication radiofréquence selon l’invention,
- La Fig. 2 présente une vue en perspective d’un second dispositif de communication radiofréquence selon l’invention,
- La Fig. 3 présente un diagramme de rayonnement d’une antenne radiofréquence,
- La Fig. 4 présente une pile de biens matériels comprenant des enveloppes pneumatiques équipées d’étiquette RFID (acronyme en anglais de Radio Frequency IDentification) ,
- La Fig. 5 présente une vue en perspective d’une ligne de convoyage comprenant un dispositif de communication radiofréquence.
Description détaillée de modes de réalisation
[0038] La Fig. 1 présente un premier dispositif de communication radiofréquence 1. Celui-ci comprend un socle 2 définissant une direction verticale 21 selon la normale à la surface extérieure du socle vers lequel se trouvent les autres éléments du dispositif de communication radiofréquence 1 qui correspond à la surface en contact avec la pile de biens matériels. Le dispositif 1 comprend aussi un premier bras 4 dont la direction principale définit une première direction 22. Cette première direction 22 est colinéaire à la direction verticale 21.
[0039] Le dispositif 1 comprend un système de mise en rotation 5 de la pile de biens matériels, intégré ici dans le socle 2 du dispositif 1, qui est représenté ici par une croix animée d’un mouvement de rotation autour d‘un axe de rotation 31. Cette croix 5 est animée aussi d’un mouvement de translation suivant la direction verticale 21 afin de se situer en dessous ou au-dessus de la surface externe fixe du socle 2 selon les phases de communication entre le dispositif 1 et la pile de biens matériels. Cela permet ainsi à la pile de biens matériels de s’immobiliser ou de se mouvoir en translation par rapport à la partie fixe du socle 2 du dispositif 1.
[0040] Le premier bras 4 est équipé d’antennes radiofréquences 10a, 10b, 10c qui sont séparées d’une distance d. Ces antennes radiofréquences 10a, 10b, 10c sont connectées galvaniquement à un lecteur radiofréquence 3 qui émet et reçoit les signaux radioélectriques en direction ou depuis les antennes radiofréquences. La connexion physique des antennes radiofréquences 10a, 10b et 10c au lecteur radiofréquence 3 se fait par l’intermédiaire de ports sur le lecteur radiofréquence 3. Les antennes du dispositif sont à polarisation elliptique, préférentiellement linéaire, de sorte que la composante principale du champ électrique d’émission soit portée par la direction circonférentielle dans le repère cylindrique associé à l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5.
[0041] Ici, le mouvement de translation de la pile de biens matériels par rapport au dispositif 1 est assuré par un moyen de déplacement 12 de la pile. Ce moyen de déplacement 12, intégré au socle 2, est constitué ici d’une série de rouleaux parallèles entre eux. Chaque rouleau est animé d’un mouvement de rotation autour d’un axe, les axes sont ici colinéaires entre eux. Ainsi, une trajectoire 121 de la pile de biens matériels est construite à l’aide les rouleaux. Cette trajectoire 121 passe ici par l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5. Ce moyen de déplacement 12 permet aisément de guider la pile de biens matériels sur le socle 2 de sorte à positionner la pile de biens matériels par rapport à l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5 du dispositif 1. A ce moment-là, le système de mise en rotation 5 s’élève au-dessus de la surface externe du socle 2 de façon à porter la pile de biens matériels et de ce fait de la désolidariser de la surface externe du socle 2. Le système de mise en rotation 5 se met alors à tourner autour de son axe de rotation 31 pour entrainer en rotation la pile de biens matériels
[0042] Dans cette configuration le premier bras 4 est guidé en translation par un système de positionnement 6. Ce système de positionnement 6 comprend ici un système de guidage en translation 7 constitué d’une rainure au niveau de la surface externe du socle 2. Cette rainure 7 définit une direction de translation 71 qui passe par l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5. Cela permet de rapprocher le premier bras 4 par rapport à la pile de biens matériels et ce quelle que soit la dimension radiale de la pile de biens matériels.
[0043] L’animation du premier bras 4 s’effectue par l’intermédiaire d’un système actionneur comprenant une source d’alimentation électrique, pneumatique ou hydraulique et assurant une translation automatisée du premier 4 suivant la direction 71. De même, afin d’automatiser le positionnement du premier bras 4, le dispositif 1 comprend ici un limiteur pilotant le déplacement du premier bras le long de la trajectoire 7 selon la proximité du premier bras 4 par rapport à la pile de biens matériels. Ainsi ce limiteur comprend un capteur déterminant la distance entre le capteur et la pile de biens matériels afin de stopper le mouvement du premier bras 4 selon la mesure fournie par ce capteur par rapport à un seuil qui traduirait la collision du premier bras 4 avec la pile de biens matériels. Ce capteur est un capteur de proximité de nature électromagnétique, optique ou un capteur de contact.
[0044] Le guidage en translation 7 permet de positionner de façon unique les antennes radiofréquences 10a, 10b et 10c du premier bras 4 de sorte que la direction de polarisation de ces antennes 10a, 10b et 10c soit majoritairement circonférentielle par rapport à l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5. Ici les antennes radiofréquences 10a, 10b et 10c sont des antennes boucles à polarisation elliptique dont la direction principale s’étend circonférentiellement par rapport à l’axe de rotation 31.
[0045] Enfin, le dispositif 1 comprend ici un système de centrage 9 permettant de positionner convenablement la pile de biens matériels par rapport au système de mise en rotation 5, plus exactement de rendre coaxial l’axe de révolution du cylindre circonscrit à la pile de biens matériels avec l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5. Cela permet une meilleure stabilité dynamique de la pile de biens matériels, notamment à haute vitesse de rotation de la pile de biens matériels en équilibrant les forces centrifuges appliquées à la pile de biens matériels sur l’ensemble de la périphérie de la pile de biens matériels. Ici le système de centrage 9 comprend le premier bras 4 ainsi qu’un second bras 11. Les deux bras sont liés entre eux afin d’assurer un mouvement de translation opposée de sorte que la distance entre chaque bras et l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation soit identique. A cet effet, le second bras 11 est animé d’un mouvement de translation suivant le même direction 71 que le premier bras 4 par l’intermédiaire d’une rainure aménagée à la surface externe du socle 2. [0046] De plus, ce centrage de la pile de biens matériels garantit que la distance entre le premier bras 4 et tout point matériel de la pile de biens matériels situé à une hauteur H de la pile selon la direction verticale 21 est identique. De ce fait, la communication radiofréquence entre les transpondeurs radiofréquences des biens matériels et les antennes radiofréquences 10a, 10b et 10c du premier bras 4 est équitable.
[0047] La Fig. 2 présente un deuxième dispositif de communication radiofréquence 1 selon l’invention. Ce dispositif 1 comprend toujours un socle 2 apte à porter la pile de biens matériels. Il comprend aussi un premier bras 4 équipé d’antennes radiofréquences 10a, 10b, 10c qui sont connectées à un lecteur radiofréquence 3 par l’intermédiaire de ports de connexion sur le lecteur radiofréquence 3. Mais, ici, le premier bras 4 s’étend principalement selon une première direction 22 qui n’est pas forcément colinéaire à la direction verticale 21 définie par la surface externe du socle 2, la surface devant accueillir la pile de biens matériels.
[0048] La dispositif 1 comprend un système de mise en rotation 5 autour d’un axe de rotation 31. Cependant le système de mise en rotation 5 anime le mouvement de rotation du premier bras 4 au lieu de celui de la pile de biens matériels comme dans la Fig. 1.
[0049] Le dispositif 1 comprend aussi un système de positionnement 6 du premier bras 4 par rapport à l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5. Ce système de positionnement 6 comprend d’une part un système de guidage en translation 7 par l’intermédiaire d’une rainure. Cette rainure définit la trajectoire du premier bras 4 selon une direction de translation 71. Ici, la direction de translation 71 coupe l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5. Le système de positionnement 6 comprend aussi un système de rotation du premier bras 4 par rapport à l’axe de rotation 41 afin de définir la première direction 22 du premier bras 4.
[0050] Le mouvement du premier bras 4 par l’intermédiaire du système de positionnement 6 est automatisé par un système actionneur. Et ce système actionneur pilote aussi bien la rotation du premier bras 4 autour de l’axe de rotation 41 que la translation du premier bras 4 le long de la direction de translation 71 afin d’assurer la proximité du premier bras 4 par rapport à la pile de biens matériels. De plus, le dispositif 1 comprend un limiteur qui contrôle l’animation du premier bras 4. Ainsi ce limiteur comprend un capteur déterminant la distance entre le capteur et la pile de biens matériels afin de stopper le mouvement du premier bras 4 selon la mesure fournie par ce capteur par rapport à un seuil qui traduirait la collision du premier bras 4 avec la pile de biens matériels. Ce capteur est un capteur de proximité de nature électromagnétique, optique ou un capteur de contact.
[0051] Ici, le mouvement de translation de la pile de biens matériels par rapport au dispositif 1 est assuré par un moyen de déplacement 12 de la pile. Ce moyen de déplacement 12, intégré au socle 2, est constitué ici d’une série de rouleaux parallèles entre eux, il pourrait s’agir aussi d’un sol de glissement. Chaque rouleau est animé d’un mouvement de rotation autour d’un axe, les axes sont ici colinéaires entre eux. Ainsi, une trajectoire 121 de la pile de biens matériels est construite à l’aide des rouleaux.
[0052] Cette trajectoire 121 passe ici par l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5. Ce moyen de déplacement 12 permet aisément de guider la pile de biens matériels sur le socle 2 de sorte à positionner la pile de biens matériels par rapport à l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5 du dispositif 1.
[0053] Enfin, le dispositif 1 comprend ici un système de centrage 9 permettant de positionner convenablement la pile de biens matériels par rapport au système de mise en rotation 5. Plus exactement de rendre coaxial l’axe de révolution du cylindre circonscrit à la pile de biens matériels avec l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5. Ici le système de centrage 9 comprend 4 seconds bras disposés équitablement de part et d’autre du moyen de déplacement 12 de la pile de biens matériels. Les quatre seconds bras sont liés entre eux afin d’assurer un mouvement de serrage autour de l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5 de sorte que la distance entre chaque bras et l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5 est identique. A cet effet, ici les seconds bras sont animés d’un mouvement de translation suivant deux directions de translation par l’intermédiaire de rainures aménagées à la surface externe du socle 2. Les deux directions de translation se coupant au niveau de l’axe de rotation 31 du système de mise en rotation 5.
[0054] De plus, ce centrage de la pile de biens matériels assure que la distance entre le premier bras 4 et tout point matériel de la pile de biens matériels situé à une hauteur H de la pile selon la direction verticale 21 est identique. De ce fait, la communication radiofréquence entre les transpondeurs radiofréquences des biens matériels et les antennes radiofréquences 10a, 10b et 10c du premier bras 4 est équitable.
[0055] La Fig. 3 illustre le lobe principal 51 de rayonnement radioélectrique de l’antenne radiofréquence 10a du premier bras du dispositif de communication radiofréquence dans un plan défini par l’axe de polarisation 50 de l’antenne radiofréquence 10a et la première direction 22 du premier bras. Ici, l’antenne radiofréquence 10a est une antenne dipôle demi- onde.
[0056] A partir de la puissance fournie à l’antenne, celle-ci rayonne de manière omnidirectionnelle de telle sorte que les courbes équipuissances représentent des contours fermés sur les deux extrémités de l’antenne 10a. On visualise sur la figure 3 une équipuissance 51 de rayonnement radioélectrique. Il est alors possible de déterminer la distance D et l’angle d’ouverture a associés à cette antenne radiofréquence, ce qui permet de caractériser la zone de communication efficace de cette antenne 10a. Ici, la représentation se limite à un sous espace du fait que la zone de communication de l’antenne dipôle est axisymétrique par rapport à l’axe de polarisation 50 de l’antenne.
[0057] On détermine ainsi une distance efficace D’ correspondant au produit du cosinus a par la distance D de l’ équipuissance 51 qui détermine la distance à laquelle au moins la moitié de la puissance radioélectrique est échangée entre l’antenne radiofréquence 10a et un point matériel de l’espace situé à la distance D’.
[0058] Les antennes radiofréquences étant situées le long de la première direction du premier bras, il est nécessaire que l’écartement d entre deux antennes contiguës le long de la première direction soit inférieure à la somme des distances D’associées aux antennes radiofréquences.
[0059] La Fig. 4 présente une pile 200 de biens matériels. Les biens matériels sont ici quatre ensembles montés dont seules les enveloppes pneumatiques 210a, 210b, 210c et 210d sont représentées. Les enveloppes sont empilées les unes sur les autres suivant la direction définie par l’axe 202. Cette pile 200 est donc circonscrite dans un cylindre droit d’axe 202 dont le diamètre correspond au diamètre le plus extérieur des enveloppes pneumatiques 210a, 210b, 210c et 210d. [0060] Ici, la pile 200 est posée sur un socle 201 facilitant le déplacement de la pile 200. En effet, le socle 201 est équipé sur la face opposée à celle qui est en contact avec la pile 200 de moyens de déplacement comme des roulettes, par exemple, non représentés sur la Fig. 4. Ainsi, on peut positionner manuellement la pile 200 par rapport à un dispositif de communication radiofréquence et notamment positionner la pile 200 par rapport au premier bras et l’axe de rotation du système de mise en rotation du dispositif de communication radiofréquence. Dans ce cas, le dispositif de communication radiofréquence n’a pas nécessairement besoin d’un moyen de déplacement de la pile de biens matériels.
[0061] Chaque enveloppe pneumatiques 210a, 210b, 210c et 210d est équipée d’un transpondeur radiofréquence 211a, 211b, 211c et 21 Id qui est, dans le cas présent, une étiquette RFID, constituée d’une puce électronique couplée à une antenne radioélectrique de type antenne dipôle demi-onde qui est une antenne à polarisation linéaire. L’antenne radioélectrique s’étend suivant sa dimension principale circonférentiellement par rapport à l’axe 202.
[0062] La Fig. 5 présente une ligne de convoyage 100 de biens matériels mis en pilecomprenant un dispositif de communication radiofréquence 1. Ici le dispositif 1 correspond à celui de la Fig. 1.
[0063] Cette ligne de convoyage 100 définit un chemin 110 que les piles de biens matériels parcourent d’un point de départ jusqu’à un point d’arrivée. Ce chemin 110 s’étend ici sur les trois éléments de la ligne de convoyage 100, c’est à-dire un premier convoyeur 101a situé en amont du chemin 110, un second convoyeur 101b situé en aval du chemin 110 et le dispositif de communication radiofréquence 1 situé entre les deux convoyeurs 101a et 101b. Les deux convoyeurs 101a et 101b sont ici équipés de rouleaux d’entrainement dont la direction principale est perpendiculaire au chemin 110. Le premier convoyeur 101a comprend un système de centrage 102 afin de diriger les piles de biens matériels vers le milieu du convoyeur 101a selon la largeur et préparer ainsi le passage de la pile de biens matériels au niveau du dispositif de communication radiofréquence 1. Ce dispositif de communication radiofréquence 1 se situant au milieu de la largeur du premier convoyeur 101a, le système de centrage est équipé ici de deux rétracteurs de voie 102 symétriques par rapport au chemin 110.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de communication radiofréquence (1) apte à communiquer avec un transpondeur radiofréquence à antenne à polarisation linéaire, lié à un objet stable géométriquement, ledit dispositif (1) étant apte à accueillir au moins deux des dits objets, placés les uns à côté des autres, verticalement afin de constituer une pile circonscrite dans un cylindre et la polarisation du transpondeur radiofréquence de l’objet stable géométriquement étant dirigée majoritairement dans une direction circonférentielle par rapport à l’axe de révolution du cylindre circonscrit à la pile des au moins deux objets, ledit dispositif (1) comprenant :
- Un socle (2), apte à recevoir la pile d’objets disposés verticalement, dont la normale définit une direction verticale (21),
- Au moins un lecteur de communication radiofréquence (3) apte à générer ou à lire des signaux électriques vers ou depuis une antenne radiofréquence,
- Un premier bras (4) dont la dimension principale s’étend selon une première direction (22), la première direction (22) étant préférentiellement colinéaire à la direction verticale (21) ;
- Le premier bras (4) comprenant au moins deux antennes radiofréquences (10a, 10b,
10c) espacées l’une de l’autre d’une distance d selon la première direction (22) ;
Caractérisé en ce que le dispositif de communication radiofréquence (1) comprend un système de mise en rotation (5) autour d’un axe de rotation (31) colinéaire à la direction verticale (21) apte à mettre en rotation relative une partie du socle (4) apte à recevoir la pile d’objets disposés verticalement, par rapport au premier bras (4), en ce que chacune desdites au moins deux antennes radiofréquences (10a, 10b, 10c) est connectée à un port du au moins un lecteur de communication radiofréquence (3), en ce que les au moins deux antennes radiofréquences (10a, 10b, 10c) ont une polarisation elliptique, préférentiellement linéaire, avec un champ électrique E dont la composante radiale est inférieure au quart de la norme du champ électrique E et la composante circonférentielle est supérieure à 0,7 fois la norme du champ électrique E dans le repère cylindrique associé à l’axe de rotation (31) du système de mise en rotation (5) et en ce que le premier bras (4) est positionné radialement extérieurement par rapport à l’axe de rotation (31) du système de mise en rotation (5) apte à être présenté extérieurement au cylindre circonscrit à la pile d’objets accueillis par le dispositif.
2. Dispositif de communication radiofréquence (1) selon la revendication 1 dans lequel le dispositif de communication radiofréquence (1) comprend un système de positionnement (6) du premier bras (4) par rapport à l’axe de rotation (31) du système de mise en rotation (5) définissant une trajectoire du premier bras (4).
3. Dispositif de communication radiofréquence (1) selon la revendication 2 dans lequel le système de positionnement (6) du premier bras (4) comprend un système de guidage (7) en translation du premier bras (4) selon une direction de translation (71), la direction de translation (71) coupant préférentiellement l’axe de rotation (31) du système de mise en rotation (5).
4. Dispositif de communication radiofréquence selon l’une quelconque des revendications 2 à 3 dans lequel le dispositif de communication radiofréquence (1) comprend un système actionneur apte à mettre en mouvement le premier bras (4) par rapport à la trajectoire imposée par le système de positionnement (6).
5. Dispositif de communication radiofréquence (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4 dans lequel le dispositif de communication radiofréquence (1) comprend un limiteur, comprenant préférentiellement un capteur, apte à stopper le mouvement du premier bras (4) selon la trajectoire imposée par le système de positionnement (6) lorsqu’un seuil a été atteint.
6. Dispositif de communication radiofréquence (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le dispositif de communication radiofréquence (1) comprend un système de centrage (9) par rapport à l’axe de rotation (31) du système de mise en rotation (5).
7. Dispositif de communication radiofréquence (1) selon la revendication 6 dans lequel le système de centrage (9) comprend au moins un second bras (11) vertical lié radial ement au premier bras (4) par rapport à l’axe de rotation (31) du système de mise en rotation (5).
8. Dispositif de communication radiofréquence (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le système de mise en rotation (5) est intégré au socle (2) du dispositif (1).
9. Dispositif de communication radiofréquence (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel le dispositif de communication radiofréquence (1) comprend un moyen de déplacement (12) intégré au socle (2) définissant une trajectoire (121) passant par l’axe de rotation (31) du système de mise en rotation (5), ledit moyen de déplacement (12) étant apte à déplacer la pile de biens matériels accueillis par le dispositif selon la trajectoire (121).
10. Dispositif de communication radiofréquence (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel chacune des antennes radiofréquences (10a, 10b, 10c) est connectée à un unique port du au moins un lecteur de communication radiofréquence (3).
11. Dispositif de communication radiofréquence (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel, chaque antenne radiofréquence (10a, 10b, 10c) définissant, selon la puissance électrique fournie, une zone de communication caractérisée par un gain définissant la distance maximale Di de la zone de communication et un angle d’ouverture ai, la distance d séparant deux antennes radiofréquences (10a, 10b, 10c) contiguës selon la première direction (22) est inférieure au seuil A définie par la formule suivante :
[Math 1] = Xi Di * cos (<Zj)
12. Dispositif de communication radiofréquence (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel les au moins deux antennes radiofréquences (10a, 10b, 10c) sont comprises dans le groupe comprenant une antenne dipôle, une antenne fente, une antenne boucle et une antenne patch.
13. Utilisation du dispositif de communication radiofréquence (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12 avec des objets compris dans le groupe comprenant une enveloppe pneumatique, une roue, une valve de roue telle que des valves de type TPMS (Tyre Pressure Monitoring System), un élément en matériau élastomère de l’ensemble monté.
14. Ligne de convoyage (100) apte à transporter des objets placés en pile selon un chemin donné (110) comprenant un dispositif de communication radiofréquence (1) selon Tune quelconque des revendications 1 à 12.
15. Ligne de convoyage (100) selon la revendication 14 dans lequel le dispositif de communication radiofréquence (1) est placé entre deux convoyeurs (101a, 101b), le premier convoyeur (101a), placé en amont suivant le chemin donné (110), comprenant un système de centrage (102) apte à positionner la pile d’objets par rapport à la largeur du dispositif de communication radiofréquence (1).
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