FR2882501A1 - Robot de nettoyage pour aire d'elevage d'animaux de rente - Google Patents

Abstract

Le robot de nettoyage d'aires d'élevage (1) d'animaux de rente est remarquable notamment en ce qu'il comporte un châssis doté de plusieurs organes de roulement sur lequel est installée une tourelle motorisée (3) portant un bras de nettoyage mobile (4) en extrémité distale duquel est installée une buse (5) de projection d'un liquide de nettoyage, qu'il est assujetti à décrire une trajectoire prédéfinie dans ou à proximité des aires 1 d'élevage à nettoyer et qu'il comporte une unité de contrôle et de commande (8) contrôlant et commandant les mouvements et la trajectoire du robot, les mouvements de son bras et les mouvements de la buse (5) de projection et que le bras (4) est du type rétractable déployable.

Description

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ROBOT DE NETTOYAGE POUR AIRE D'ELEVAGE D'ANIMAUX DE RENTE Domaine technique La présente invention est relative à un robot de nettoyage pour aire d'élevage d'animaux de rente qui peuvent être élevés pour leur chair et/ou leur peau ou fourrure ou plume, ces animaux pouvant être des palmipèdes, des volailles, des lapins, des porcs, des bovins par exemple veaux, des ovins des caprins etc. Plus particulièrement sans que cela soit limitatif la présente invention se rapporte à un robot de nettoyage par pulvérisation d'un fluide de nettoyage, de volumes réservés à l'élevage des animaux ces volumes pouvant être des cages, des stalles, des box et des locaux d'élevage dans leur ensemble. Dans le présent document, le terme aire d'élevage couvre ces volumes et principalement les parties de ces derniers soumises aux salissures.

Etat de la technique On connaît du EP 943 235 un appareil pour nettoyer les locaux d'élevage, comprenant notamment une unité de commande et des moyens pour déterminer sa position dans le local qui collaborent avec des marqueurs positionnés dans le local d'élevage, l'unité de commande comprenant des mémoires dans lesquelles sont inscrites l'itinéraire que doit parcourir l'appareil dans le local en vue du nettoyage. Cet appareil de nettoyage est équipé d'une lame assurant un nettoyage par raclage. Cet appareil est apte à se déplacer de manière autonome dans le local d'élevage.

On connaît du EP 1 152 656 un robot de lavage de stalles d'élevage porcin. Ce robot de lavage comprend sur un châssis porté par des organes de roulement, un caisson portant un bras en plusieurs segments mobiles les uns par rapport aux autres, le segment terminal portant une buse de pulvérisation adaptée à diriger un jet de liquide sous haute pression vers la zone à nettoyer. Ce robot comprend de plus une unité d'apprentissage des mouvements que doit accomplir le bras lors du nettoyage et des mémoires pour enregistrer ces mouvements qui seront ensuite reproduits par le bras du robot. Ce robot est automobile et est apte à se déplacer de manière autonome de stalles en stalles le long d'un chemin de guidage.

2882501 2 On connaît du FR 2 852 198 un automate de nettoyage de cages de gavage des palmipèdes comprenant un chariot automoteur sur lequel est installé un bras portant en extrémité distale une buse de projection d'un liquide de nettoyage sous pression en direction des cages. Le bras est apte à osciller angulairement dans le plan horizontal entre deux positions extrêmes et la buse de projection est inclinée par rapport à la verticale et est entraînée suivant un mouvement circulaire de façon que le jet décrive une surface conique. Le chariot se déplace le long d'un chemin de guidage.

Divulgation de l'invention Problème technique Le dispositif selon le EP 943 235 assurant un nettoyage seulement par raclage voit son action limitée du fait de l'encombrement de la lame de raclage. Un tel dispositif semble donc principalement destiné au nettoyage des sols dégagés et ne peut en aucune manière être utilisé pour le nettoyage de volumes en hauteur tels que par exemple les cages d'élevage. Par ailleurs le déplacement du dispositif le long de son trajet s'effectue de manière continue de sorte qu'il ne peut effectuer des mouvements de faibles amplitudes aller et retour pour répéter l'action de raclage sur une zone connue pour être particulièrement sale. Enfin ce dispositif procède au nettoyage sans projection de liquide.

Le dispositif selon le EP 1 152 656 pour son utilisation requiert d'abord en phase d'apprentissage un nettoyage manuel de l'ensemble du local. Par ailleurs un obstacle inopiné dans l'une des aires d'élevage risque de perturber le fonctionnement de l'appareil, aucune mesure de contournement d'obstacles n'étant envisagée.

Le dispositif selon le FR 2 852 198, se déplace de manière continue le long de son rail de guidage et n'est pas conçu pour marquer une pause sur son trajet pour assurer de multiples aller et retour avec le bras et la buse en vue du nettoyage d'une zone particulièrement souillée. Par ailleurs ce système n'est doté d'aucun moyen de détection d'obstacle et par voie de conséquence d'aucune procédure de contournement d'obstacle. Par ailleurs le mouvement oscillant du bras et le mouvement de rotation de la tête ne sont pas les mieux adaptés au formes quadrangulaires des cages d'élevage de sorte que pour nettoyer complètement une surface quadrangulaire la surface balayée la surface 2882501 3 balayée par la buse doit nécessairement être plus grande que la surface à nettoyer. II en résulte des pertes de liquides de nettoyage.

Solution technique La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients des solutions antérieures en proposant un robot du genre précité, mais avec des performances accrues.

À cet effet le robot de nettoyage d'aires d'élevage selon la présente invention, se caractérise essentiellement en ce que en ce qu'il comporte un châssis doté de plusieurs organes de roulement sur lequel est installée une tourelle motorisée portant un bras de nettoyage mobile en extrémité distale duquel est installée une buse de projection d'un liquide de nettoyage, qu'il est assujetti à décrire une trajectoire prédéfinie dans ou à proximité des aires d'élevage à nettoyer et qu'il comporte une unité de contrôle et de commande contrôlant et commandant les mouvements et la trajectoire du robot, les mouvements de son bras et les mouvements de la buse de projection et que le bras est du type rétractable déployable.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le robot de nettoyage est assujetti à se déplacer pas à pas le long de la trajectoire prédéfinie et à marquer un temps d'arrêt entre chaque déplacement le long de sa trajectoire et que pendant chaque temps d'arrêt le bras est mobilisé alternativement dans le sens de son déploiement et de sa rétraction au moins une fois en vue d'une action de nettoyage afin que la buse parcoure une trajectoire prédéfinie dans un sens et dans l'autre, ladite buse étant active sur au moins une partie de sa trajectoire.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble cinématique constitué par le bras et la tourelle est doté d'au moins un détecteur d'obstacle apte à émettre un signal dès qu'un obstacle est détecté, ledit détecteur étant associé fonctionnellement à l'unité de contrôle et de commande laquelle est apte à recevoir les signaux de ce détecteur et que dès détection d'un obstacle sur la trajectoire du bras, ladite unité de commande met en oeuvre une stratégie d'évitement préalablement définie dans un programme informatique enregistré dans l'une des mémoires de ladite unité de contrôle et de commande.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de contrôle et de commande possède en mémoire sous forme de programmes informatiques 2882501 4 plusieurs stratégies d'évitement préalablement définies correspondant au type d'obstacle rencontré, au type de mouvement effectué par le bras lors de la rencontre avec l'obstacle et au type de capteur actionné lors de cette rencontre.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'une de ces stratégies d'évitement consiste à inverser le sens du mouvement du bras sur sa trajectoire de façon à l'écarter de l'obstacle et ensuite déplace le robot sur sa trajectoire dans le sens de sa progression de la valeur d'un pas préétabli, ladite unité de contrôle et de commande répétant l'opération autant de fois que l'obstacle est rencontré sur la trajectoire du bras.

Brève description des dessins

D'autres avantages, buts et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés en lesquels: - la figure 1 est une vue de profil de la machine comprenant un bras selon une première forme de réalisation, le bras étant déployé, - la figure 2 est une vue de profil de la machine, comprenant un bras selon une première forme de réalisation, le bras étant en cours de rétraction, - la figure 3 est une vue en coupe schématique d'un détecteur d'obstacle selon l'invention, - la figure 4 est une vue sous forme de schéma illustrant la cinématique du bras selon la première forme de réalisation, - la figure 5 est une vue sous forme de schéma illustrant la cinématique du bras selon la seconde forme de réalisation.

Meilleur mode de réalisation de l'invention Tel que représenté le robot de nettoyage d'aire 1 d'élevage, par exemple de cages d'élevage de palmipèdes disposées en rang régulièrement espacés dans un local d'élevage, comprend un châssis 2, monté sur des organes de roulement, et prévu pour recevoir une tourelle motorisée 3 mobile en rotation autour d'un axe géométrique vertical, constituant support à un bras de nettoyage 4 portant en extrémité distale une buse 5 de projection d'un liquide de nettoyage amené à la buse par une conduite souple supportée par le bras 4 et raccordée à l'aide d'un raccord connu en soit à la tubulure de délivrance d'une pompe aspirante refoulante haute pression préférentiellement embarquée sur le châssis 2882501 5 du robot, mais pouvant être installée à poste fixe dans le local. Sur ce châssis 2 pourra être embarquée une réserve de liquide de nettoyage mais préférentiellement le châssis du robot pourra embarquer un touret d'enroulement d'une conduite d'alimentation connectée par exemple à une source de liquide à poste fixe dans le local d'élevage, cette source de liquide pouvant être une pompe haute pression. Sera prévue aussi un enrouleur pour le câble électrique d'alimentation des appareils électrique du robot, ce câble électrique sera connecté à une prise électrique du local d'élevage.

Sur le châssis du robot est fixé un coffret dans lequel est installée une unité de commande et de contrôle 8 du genre automate programmable par exemple, destinée à la commande et au contrôle des mouvements du robot, de son bras et éventuellement de la buse de projection.

Préférentiellement le robot de nettoyage comporte quatre organes de roulement dont deux sont montés fous sur une monture omnidirectionnelle et dont les deux autres sont accouplés chacun à un moteur électrique qui lui est propre. L'unité de contrôle et de commande 8 en pilotant donc les deux moteurs d'entraînement des organes de roulement moteur indépendamment l'un de l'autre est apte à faire évoluer le robot sur une trajectoire prédéfinie inscrite par exemple dans une mémoire associée à ladite unité de façon à pouvoir être lue par cette dernière. D'autres systèmes pourront être utilisés pour entraîner et diriger le robot.

L'unité de contrôle et de commande 8 collabore avec des moyens de repérage de la position géographique dudit robot par rapport à la trajectoire qu'il doit décrire pour le nettoyage des aires d'élevage, grâce à quoi si le robot dévie par rapport à sa trajectoire l'unité de commande pourra le ramener dans sa trajectoire.

À titre d'exemple non limitatif, les moyens de repérage pourront être constitués par des balises installées de manière fixe par rapport aux aires d'élevage 1 à nettoyer, aptes à émettre des signaux et par un récepteur de ces signaux installé sur le châssis du robot et connecté à l'unité de contrôle et de commande 8, laquelle par triangulation est apte à définir la position dudit robot par rapport aux balises et par voie de conséquence par rapport à la trajectoire 2882501 6 qu'il doit décrire, ladite unité de contrôle et de commande étant apte à repositionner le robot sur sa trajectoire en cas de déviation.

Mais selon une version simplifiée du robot, la trajectoire de guidage est déterminée par un rail ou analogue, le châssis dudit robot comportant au moins un élément de guidage apte à coopérer avec ledit rail. Le rail de guidage, selon une première variante, peut être installé en hauteur et le robot peut comporter une perche verticale dotée en extrémité de quatre capteurs suiveurs venant deux à deux de part et d'autre du rail, ces quatre capteurs suiveurs étant connectés à l'unité de contrôle et de commande. Le contact de l'un de ces capteurs avec le rail engendre l'émission d'un signal représentatif d'une déviation de trajectoire. L'unité de contrôle et de commande peut alors agir sur les deux moteurs d'entraînement en entraînant par exemple les deux roues motrices selon des vitesses angulaires différentes, fin de corriger la trajectoire du robot. Ce rail de guidage pourra servir avantageusement de support à des chariots porte câble et porte conduite. Dans ce but le rail est tubulaire et recevra dans son volume interne un ou des chariots support. De plus le rail est doté d'une fente longitudinale inférieure de passage d'une queue support solidarisée au chariot support. À l'extérieur du rail, cette queue support recevra en fixation le câble et/ou la conduite d'alimentation en eau basse ou haute pression selon que le robot est doté d'une source d'eau haute pression embarquée ou à poste fixe.

En variante le rail tubulaire est disposé à un niveau inférieur et présente sur une de ses faces latérales une fente longitudinale par laquelle pénètre dans le rail la partie distale d'un cadre de guidage, horizontal fixé par sa partie proximale au châssis du robot et portant dans le rail de guidage des galets de roulement venant en appui contre l'une des faces internes verticales de ce rail.

Avec une trajectoire déterminée par des rails de guidage, la position du robot le long de sa trajectoire pourra être déterminée en mesurant par télémétrie la distance qui le sépare d'une référence qui peut être constituée par un mur ou autre. La position du robot le long de sa trajectoire peut être aussi déterminée par l'unité de contrôle et de commande par comptage à l'aide d'un compte tour, du nombre de tour et fraction de tour effectué par l'une des roues du robot.

Le bras de nettoyage 4 peut alternativement se présenter selon une configuration repliée et selon une configuration déployée, le passage d'une 2882501 7 configuration à l'autre étant opéré par l'action d'un organe moteur piloté par l'unité de contrôle et de commande 8. La trajectoire du bras 8 et plus précisément de la buse 5 portée par ce dernier peut avantageusement être inscrite dans une mémoire associée à l'unité de contrôle et de commande 8.

Avantageusement le robot est assujetti à se déplacer pas à pas le long de la trajectoire prédéfinie et à marquer un temps d'arrêt entre chaque déplacement le long de sa trajectoire. Pendant chaque temps d'arrêt, le bras 4 est mobilisé alternativement dans le sens de son déploiement et de sa rétraction au moins une fois en vue d'une action de nettoyage afin que la buse 5 parcoure une trajectoire prédéfinie dans un sens et dans l'autre, ladite buse 5 étant active sur au moins une partie de sa trajectoire. Sur une zone particulièrement sale, la buse 5 grâce à plusieurs actions de déploiement et de repliement du bras 4 pourra effectuer plusieurs aller et retour sur cette zone. La position de cette zone ou de ces zones particulièrement sales pourront être inscrites dans une mémoire associée à l'unité de contrôle et de commande 8 de façon à pouvoir être lue par cette dernière et commander en conséquence le bras de nettoyage lorsque ce robot atteindra cette ou l'une de ces positions.

Il y a lieu de noter que le degré de déploiement du bras 4 et le degré de rétraction du bras sera piloté par l'unité de contrôle et de commande 8 à l'aide d'au moins un capteur du degré de déploiement et de repliement. Dans une version simplifiée seront utilisés deux capteurs matérialisant seulement les fins de courses du bras en déploiement et repliement.

En combinaison avec le mouvement de rétraction et de déploiement, le bras 4 pourra être animé d'un mouvement de pivotement autour de l'axe vertical de la tourelle 3. La position angulaire du bras 4 pourra être repérée par des capteurs appropriés connectés à l'unité de commande et de contrôle 8. De cette façon une trajectoire rectiligne oblique par rapport à l'axe du bras 4 pourra être donnée à la buse 5. La combinaison de ces mouvements peut conduire à d'autres trajectoires comme on le conçoit et notamment tout type de trajectoire courbe et rectiligne.

Selon une disposition particulièrement avantageuse de l'invention, l'ensemble cinématique constitué par le bras et la tourelle est doté d'au moins un détecteur d'obstacle 9 apte à émettre un signal dès qu'un obstacle est détecté, 2882501 8 ledit détecteur étant associé fonctionnellement à l'unité de contrôle et de commande 8 laquelle est apte à recevoir les signaux de ce détecteur 9 et que dès détection d'un obstacle sur la trajectoire du bras 4, ladite unité inverse le sens du mouvement du bras sur sa trajectoire de façon à l'écarter de l'obstacle et ensuite déplace le robot sur sa trajectoire dans le sens de sa progression de la valeur d'un pas préétabli. Cette unité de contrôle et de commande répétera l'opération autant de fois que l'obstacle sera rencontré sur la trajectoire du bras 4.

Ce détecteur d'obstacle 9, selon la forme préférée de réalisation, est constitué par un élément fixe 90 solidaire du bras 4 et un élément mobile 91 solidaire de l'élément fixe par au moins un moyen de rappel qui assure le centrage automatique de l'élément mobile 91 par rapport à l'élément fixe 90 en l'absence de toutes sollicitations sur l'élément mobile. Un détecteur de présence 92 connecté électriquement à l'unité de contrôle et de commande est installé sur l'un ou l'autre élément fixe ou mobile et un témoin ou repère 93 est installé sur l'autre élément de manière alignée par rapport au capteur de présence afin qu'une sollicitation latérale sur l'élément mobile 91 entraînant un mouvement de ce dernier par rapport à l'élément fixe 90 se traduise par un désalignement du capteur 92 et du témoin 93 l'un par rapport à l'autre et par l'émission par ce capteur d'un signal de défaut.

Selon la forme préférée de réalisation, l'élément fixe et l'élément mobile se présentent chacun sous la forme d'un disque.

Pour éviter que les salissures soient à l'origine de signaux de défauts erronés ou bien d'absence de signal, le capteur de présence 92 sera du type à effet HALL et le repère 93 sera constitué par un aimant. Pour des raisons pratique le capteur à effet HALL sera fixé à l'élément fixe 90 et l'aimant à l'élément mobile 91.

Préférentiellement la partie mobile est dotée d'un bouclier 10 formant pare choc venant autour et à distance de la buse de projection. Ce boulier transmet les efforts à la partie mobile et comprend une platine 101 de fixation à l'élément mobile 91 et une paroi cintrée 102 enracinée à la platine 101 et disposée en avant et autour de la buse de projection 5.

2882501 9 Dans la forme préférée de réalisation, le moyen de rappel est constitué par un jeu de billes 94 chacune installée dans une forme en creux de l'élément fixe 90 et dans une forme en creux de l'élément mobile 91 et par un moyen élastique central sollicitant les deux éléments fixe 90 et mobile 91 l'un vers l'autre et contre les billes 94. Chaque forme en creux est tronconique et présente au centre une calotte sphérique dans laquelle la bille 94 est logée en position centrée de l'élément mobile par rapport à l'élément fixe. La forme tronconique a pour effet de guider la bille 94 vers la calotte sphérique.

Le moyen élastique est constitué par un ressort à spires non jointives 95 associé à une monture comprenant un disque d'appui 96 pourvu d'une tige filetée 97 engagée dans un perçage traversant central pratiqué dans l'élément fixe 90 et dans un perçage traversant central pratiqué dans l'élément mobile 91. Ce moyen élastique comprend de plus une butée à bille 98 interposée entre le disque d'appui 96 et l'élément mobile 90. Le ressort à spires 95 est engagé autour de la tige filetée 97 et est monté en compression entre l'élément fixe 90 et un écrou engagé en vissage sur la tige filetée 97.

Selon une autre forme de réalisation, le détecteur d'obstacle est constitué par un capteur télémétrique qui peut être l'un des types suivants: capteur à ultra son, capteur à infrarouge, capteur optique, capteur laser etc. Additionnellement, le moteur de la tourelle pourra être associé à un second détecteur d'obstacle. Ce détecteur d'obstacle pourra mesurer l'intensité du courant électrique absorbée par le moteur, il pourra mesurer aussi le couple et/ou l'effort transmis à la tourelle. On pourra prévoir aussi une monture pivotante autour d'un axe sur laquelle sera monté le moteur. Cette structure pivotante en position de repos par des organes élastiques et seront associés à cette monture pivotante deux capteurs. Le blocage de la tourelle en rotation se traduira par le pivotement de la monture sous l'effet du couple de réaction que subit le moteur, ce pivotement sera alors détecté par l'un des capteurs associés.

Selon une première forme de réalisation, le bras 4 est horizontal et est constitué de plusieurs tronçons de bras agencés de manière télescopique et est associé à un moyen moteur qui provoque alternativement son déploiement et son repliement par coulissement des tronçons de bras les uns par rapport aux autres.

2882501 10 Le bras de nettoyage 4 est constitué d'au moins deux tronçons de bras montés en coulissement l'un dans l'autre à savoir un tronçon proximal directement porté par la tourelle 3 et un tronçon distal portant en extrémité distale la buse de projection, ledit tronçon distal coopérant avec un moyen d'entraînement qui le mobilise par rapport au premier tronçon dans le sens du déploiement et dans le sens de la rétraction. La buse de projection 5 est préférentiellement montée de manière articulée autour d'un axe horizontal perpendiculaire à l'axe longitudinal du tronçon distal du bras cette buse 5 coopérant avec un mécanisme de changement de son inclinaison par rapport à un axe vertical, ce mécanisme étant porté par le tronçon distal.

Préférentiellement l'inclinaison 5 de la buse est orientée toujours dans le sens du mouvement du bras 4. Ainsi lorsque le bras 4 est mobilisé dans le sens du déploiement, la buse 5 est inclinée vers l'avant en considérant le sens de ce mouvement de déploiement et lorsque le bras 4 est mobilisé dans le sens de la rétraction, la buse 5 est inclinée vers l'arrière toujours en considérant le sens du mouvement de déploiement du bras. Le jet en sortie de buse 5, par rapport à un repère mécanique fixe, possède donc une composante de vitesse horizontale qui se trouve augmentée de la vitesse du mouvement de déploiement et de repliement du bras. Est renforcée ainsi la force d'impact du jet sur la surface à nettoyer et par voie de conséquence l'efficacité du nettoyage.

Le mécanisme de changement d'inclinaison de la buse de projection peut être constitué par un organe moteur par exemple un micro vérin solidarisé au bras d'une part et au corps de la buse d'autre part mais préférentiellement ce mécanisme est constitué par une tringle 11 solidarisée à la buse 5 à distance de son axe d'articulation par l'entremise d'une glissière 12 fixée au corps de buse et d'un coulisseau 13 fixé à la tringle 11, ladite tringle 11 étant engagée en coulissement dans le tronçon distal de bras et comportant à distance de la buse 5, dans le tronçon distal de bras, une saillie radiale 14 engagée dans une lumière oblongue 15 pratiquée dans la paroi du tronçon distal de bras et se développant parallèlement à l'axe longitudinal du bras. Cette tringle 11 est solidarisée au moyen d'entraînement du tronçon distal de bras, le mouvement d'entraînement étant transmis au tronçon distal de bras par la saillie 14 de la tringle lorsque ladite saillie vient en buter contre l'une ou l'autre extrémité de la 2882501 11 lumière 15. En outre ledit tronçon distal de bras coopère avec un mécanisme de frein (non représenté) qui freine son mouvement de façon que ce tronçon ne soit pas entraîné par la tringle avant inclinaison complète de la buse 5. Cette disposition évite l'usage d'un moteur spécifique pour commander l'inclinaison de la buse 5 et apporte une simplification notable dans la réalisation du bras.

La buse 5 pourra aussi présenter une latitude de pivotement autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal du bras. À cet effet la buse sera solidarisée au tronçon distal de bras par une rotule et non plus par une simple articulation. Elle sera associée à un moteur du genre micro vérin assurant son pivotement selon l'axe précité.

Préférentiellement le bras comprend au moins trois tronçons de bras à savoir un tronçon proximal, un tronçon intermédiaire et un tronçon distal montés en coulissement les uns dans les autres. Le tronçon intermédiaire de bras est entraîné par un organe moteur porté par le tronçon proximal de bras et ce tronçon intermédiaire de bras est doté du moyen d'entraînement du tronçon distal de bras.

Le moyen d'entraînement du tronçon distal de bras est, selon une forme préférée de réalisation, constitué par une chaîne sans fin 16 tendue entre deux pignons 17 montés de manière libre en rotation chacun sur un axe fixé au tronçon intermédiaire de bras, ladite chaîne 16 par un de ses brins étant fixée à une tringle rigide 18 elle-même fixée rigidement au tronçon proximal de bras, le brin opposé de la chaîne recevant en fixation la tringle 11 du mécanisme de changement de l'inclinaison de la buse de projection 5. Cette disposition de moyen d'entraînement évite l'utilisation d'un moyen moteur spécifique pour l'entraînement du tronçon terminal de bras ce qui conduit à une simplification notable du bras 4. En variante, la chaîne sera remplacée par un vérin.

Le moyen d'entraînement du tronçon intermédiaire du bras est selon une forme préférée de réalisation, constitué par une chaîne sans fin 19 associée à un organe moteur 20 installé sur le châssis 2, cette chaîne dans le tronçon proximal de bras étant montée en tension entre deux pignons 21, l'un des brins de la chaîne étant fixé par un doigt 22 au tronçon intermédiaire. Dans la forme préférée de réalisation, le moteur d'entraînement de la chaîne est un moteur électrique sur l'arbre de sortie duquel est fixé un pignon 23 sur lequel s'engrène 2882501 12 la chaîne. Selon une autre forme de réalisation, le moyen d'entraînement est constitué par un vérin double effet.

Selon une autre forme de réalisation, le bras 4 de nettoyage est constitué par deux tronçons de bras articulés l'un à l'autre suivant un axe horizontal, à la manière d'un compas, à savoir un tronçon proximal 40 directement porté par la tourelle et un tronçon distal 41 portant la buse de projection 5, le compas ainsi formé se développant selon un plan vertical.

Le tronçon proximal 40 de bras est articulé par son extrémité proximale à la tourelle 3. Selon l'axe d'articulation de ce tronçon à la tourelle est monté dans le tronçon proximal de bras 40 un pignon denté 42, monté de manière fixe par rapport à la tourelle sur un axe 42a, et coopérant en engrènement avec une chaîne dentée 43 interne au tronçon proximal de bras en prise avec un second pignon denté distant 44, interne au tronçon proximal bras, de plus faible diamètre que le premier pignon denté 42. Ce second pignon denté 44 est monté en fixation sur un arbre creux 45 fixé au tronçon distal de bras 41 et engagé en rotation dans un palier 46 formé en extrémité distale du tronçon proximal de bras, le tronçon proximal de brasétant accouplé à l'arbre de sortie rotatif d'un moteur d'actionnement 46.

Grâce à cette configuration est obtenu un mouvement angulaire du tronçon distal 41 de bras par rapport au tronçon proximal 40 lorsque ce dernier est entraîné en pivotement. Préférentiellement le rapport de transmission entre le pignon 42 et le pignon 44 sera égal à 2.

Dans cette configuration, le mouvement du tronçon distal 41 de bras dépend du mouvement du tronçon proximal de bras. II est avantageux de pouvoir manoeuvrer le tronçon distal 41 indépendamment du tronçon proximal 40. Dans ce but est prévu un second moteur 47 centré par rapport à l'axe de pivotement du tronçon proximal de bras et fixe par sa carcasse par rapport à la tourelle 3, sur l'arbre de sortie rotatif duquel est fixé un pignon denté 48 coopérant en engrènement avec une chaîne 49 elle même engrenée avec un deuxième pignon denté 50 fixé sur un arbre 51 engagé en rotation dans l'arbre creux 45 et recevant en fixation au delà de l'arbre creux un troisième pignon 52 coopérant en engrènement avec une chaîne sans fin 53 elle même engrenée avec un quatrième pignon denté 54 monté en fixation sur un arbre 55 supportant 2882501 13 la buse 5. Dans cette configuration, le pignon 42 est solidarisé à son arbre par l'intermédiaire d'un embrayage afin de pouvoir être désaccouplé dudit arbre lorsque le moteur 47 est actif. Toujours dans cette configuration, le pignon 54 ou son arbre 55 est immobilisé en rotation, de préférence par un embrayage, par rapport au tronçon distal de bras. Les pignons 48, 50, 52 et 54 présentent tous le même diamètre.

Le moteur 47 sera doté d'un mécanisme d'embrayage pour immobiliser en rotation son arbre de sortie par rapport à la carcasse lorsqu'il est inactif.

Enfin le robot sera équipé sur son châssis 2, à l'avant et à l'arrière en considérant sa direction de déplacement de détecteurs d'obstacle.

Il va de soi que la présente description n'est pas limitée aux exemples décrits mais qu'au contraire elle embrasse les équivalences techniques. Ainsi les transmissions de mouvement à chaînes et pignons peuvent avantageusement être remplacées par des courroies et des poulies sans pour autant sortir du cadre du présent brevet.

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Claims (23)

Revendications

1/ Robot de nettoyage d'aires d'élevage (1) d'animaux de rente, caractérisé en ce qu'il comporte un châssis doté de plusieurs organes de roulement sur lequel est installée une tourelle motorisée (3) portant un bras de nettoyage mobile (4) en extrémité distale duquel est installée une buse (5) de projection d'un liquide de nettoyage, qu'il est assujetti à décrire une trajectoire prédéfinie dans ou à proximité des aires 1 d'élevage à nettoyer et qu'il comporte une unité de contrôle et de commande (8) contrôlant et commandant les mouvements et la trajectoire du robot, les mouvements de son bras et les mouvements de la buse (5) de projection et que le bras (4) est du type rétractable déployable.

2/ Robot de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est assujetti à se déplacer pas à pas le long de la trajectoire prédéfinie et à marquer un temps d'arrêt entre chaque déplacement le long de sa trajectoire et que pendant chaque temps d'arrêt le bras (4) est mobilisé alternativement dans le sens de son déploiement et de sa rétraction au moins une fois afin que la buse (5) parcoure une trajectoire prédéfinie dans un sens et dans l'autre, ladite buse étant active sur au moins une partie de sa trajectoire.

3/ Robot de nettoyage selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la trajectoire qu'il doit accomplir est inscrite dans une mémoire de l'unité de contrôle et de commande (8), qu'il possède des roues directrices commandées par l'unité de contrôle et de commande (8) et que ladite unité (8) collabore avec des moyens de repérage de la position géographique dudit robot par rapport à la trajectoire qu'il doit accomplir pour le nettoyage des aires d'élevage.

4/ Robot de nettoyage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de repérage sont constitués par des balises installées de manière fixe par rapport aux aires d'élevage à nettoyer, aptes à émettre des signaux et par un récepteur de ces signaux installé sur le châssis du robot et connecté à l'unité de contrôle et de commande, laquelle par triangulation est apte à définir la position dudit robot par rapport aux balises et par voie de conséquence par rapport à la trajectoire qu'il doit décrire, ladite unité de contrôle et de commande étant apte à repositionner le robot sur sa trajectoire en cas de déviation.

2882501 15 5/ Robot de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que sa trajectoire est déterminée par un rail, le châssis dudit robot comportant au moins un élément de guidage apte à coopérer avec ledit rail.

6/ Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la trajectoire de la buse (5) portée par le bras (4) est inscrite dans une mémoire de l'unité de contrôle et de commande (8).

7/ Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble cinématique constitué par le bras (4) et la tourelle (3) est doté d'au moins un détecteur d'obstacle (9) apte à émettre un signal dès qu'un obstacle est détecté, ledit détecteur (9) étant associé fonctionnellement à l'unité de contrôle et de commande (8) laquelle est apte à recevoir les signaux de ce détecteur et que dès détection d'un obstacle sur la trajectoire du bras (4), ladite unité de commande (8) met en oeuvre une stratégie d'évitement préalablement définie dans un programme informatique enregistré dans l'une des mémoires de ladite unité de contrôle et de commande (8).

8/ Robot de nettoyage selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'unité de contrôle et de commande (8) possède en mémoire sous forme de programmes informatiques plusieurs stratégies d'évitement préalablement définies correspondant au type d'obstacle rencontré, au type de mouvement effectué par le bras (4) lors de la rencontre avec l'obstacle et au type de capteur actionné lors de cette rencontre.

9/ Robot de nettoyage selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'une de ces stratégies d'évitement consiste à inverser le sens du mouvement du bras (4) sur sa trajectoire de façon à l'écarter de l'obstacle et ensuite déplacer le robot sur sa trajectoire dans le sens de sa progression de la valeur d'un pas préétabli, ladite unité de contrôle et de commande répétant l'opération autant de fois que l'obstacle est rencontré sur la trajectoire du bras (4).

10/ Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, 30 caractérisé en ce que le détecteur d'obstacle (9) est monté en extrémité distale du bras.

11/Robot de nettoyage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le détecteur d'obstacle (9) est constitué par un élément fixe (90) solidaire du bras 2882501 16 (4) et un élément mobile (91) solidaire de l'élément fixe (90) par au moins un moyen de rappel qui assure le centrage automatique de l'élément mobile (90) par rapport à l'élément fixe (90) en l'absence de toutes sollicitations sur l'élément mobile (91), un détecteur de présence (92) connecté électriquement à l'unité de contrôle et de commande (8) étant installé sur l'un ou l'autre élément fixe ou mobile et un témoin (93) étant installé sur l'autre élément de manière alignée par rapport au capteur de présence (92) afin qu'une sollicitation latérale sur l'élément mobile (91) se traduise par un désalignement du capteur (92) et du témoin (93) l'un par rapport à l'autre et par l'émission par ce capteur d'un signal de défaut.

12/ Robot de nettoyage selon la revendication 11, caractérisé en ce que le capteur de présence (92) est du type à effet Hall et que le témoin (93) est un aimant.

13/ Robot de nettoyage selon la revendication 11, ou la revendication 12, caractérisé en ce que la partie mobile (91) est dotée d'un bouclier (10) formant pare choc venant autour et à distance de la buse de projection (5) , ce bouclier transmettant les efforts à la partie mobile (91).

14/ Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le moyen de rappel est constitué par un jeu de billes (94) chacune installée dans une forme en creux de l'élément fixe (90) et dans forme en creux de l'élément mobile (91) et par un moyen élastique sollicitant les deux éléments l'un vers l'autre et contre les billes (94).

15/ Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le détecteur d'obstacle est un capteur télémétrique.

16/ Robot de nettoyage caractérisé en ce qu'il présente un deuxième détecteur d'obstacle associé au moteur d'entraînement de la tourelle.

17/ Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras (4) est horizontal et est constitué de plusieurs tronçons de bras agencés de manière télescopique et qu'il est associé à un moyen moteur qui provoque alternativement son déploiement et son repliement par coulissement des tronçons de bras les uns par rapport aux autres.

18/ Robot de nettoyage selon la revendication 17, caractérisé en ce que le bras de nettoyage est constitué d'au moins deux tronçons de bras montés en 2882501 17 coulissement l'un dans l'autre à savoir un tronçon proximal directement porté par la tourelle (3) et un tronçon distal portant en extrémité distale la buse de projection (5), ledit tronçon distal coopérant avec un moyen d'entraînement qui le mobilise par rapport au tronçon proximal dans le sens du déploiement et dans le sens de la rétraction, que ladite buse (5) est montée de manière articulée autour d'un axe horizontal perpendiculaire à l'axe longitudinal du tronçon distal du bras et que ladite buse coopère avec un mécanisme de changement de son inclinaison par rapport à un axe vertical porté par le tronçon distal.

19/ Robot de nettoyage selon la revendication 18, caractérisé en ce que le mécanisme de changement de l'inclinaison de la buse (5) est une tringle (11) solidarisée à la buse (5) à distance de son axe d'articulation, ladite tringle (11) étant engagée en coulissement dans le tronçon distal de bras et comportant à distance de la buse, dans le tronçon distal de bras, une saillie radiale (14) engagée dans une lumière oblongue (15) pratiquée dans la paroi du tronçon distal de bras et se développant parallèlement à l'axe longitudinal du bras, ladite tringle (11) étant solidarisée au moyen d'entraînement du tronçon distal de bras, le mouvement d'entraînement étant transmis au tronçon distal de bras par la saillie (14) de la tringle lorsque ladite saillie vient en buter contre l'une ou l'autre extrémité de la lumière (15) et ledit tronçon distal de bras coopérant avec un mécanisme de frein.

20/ Robot de nettoyage selon la revendication 19, caractérisé en ce que le bras comprend au moins trois tronçons de bras à savoir un tronçon proximal, un tronçon intermédiaire et un tronçon distal montés en coulissement les uns dans les autres et que le tronçon intermédiaire de bras est entraîné par un organe moteur porté par le tronçon proximal de bras et que ledit tronçon intermédiaire de bras est doté du moyen d'entraînement du tronçon distal de bras.

21/ Robot de nettoyage selon la revendication 20, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement du tronçon distal de bras est constitué par une chaîne sans fin (16) tendue entre deux pignons (17) montés de manière libre en rotation chacun sur un axe fixé au tronçon intermédiaire de bras, ladite chaîne (16) par un de ses brins étant fixée à une tringle rigide (18) elle-même fixée rigidement au tronçon proximal de bras, le brin opposé de la chaîne (16) recevant en fixation la 2882501 18 tringle (11) du mécanisme de changement de l'inclinaison de la buse de projection (5).

22/ Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que le bras de nettoyage (4) est constitué par deux tronçons de bras articulés l'un à l'autre à la manière d'un compas, à savoir un tronçon proximal directement porté par la tourelle (3) et un tronçon distal portant la buse de projection (5), le compas formé se développant selon un plan vertical.

23/ Robot de nettoyage selon la revendication 22, caractérisé en ce que le tronçon proximal de bras est articulé par son extrémité proximale à la tourelle (3) et que selon cet axe d'articulation est monté en fixation sur un arbre fixe (42a) par rapport à la tourelle (3) un pignon denté (42) coopérant en engrènement avec une chaîne dentée (43) en prise avec un second pignon denté (44) distant de plus faible diamètre que le premier pignon denté et monté en fixation sur un arbre creux (45) fixé au tronçon distal de bras et engagé en rotation dans un palier (46) formé en extrémité distale du tronçon proximal, le tronçon proximal de bras étant accouplé à l'arbre de sortie rotatif d'un moteur (46).

24/ Robot de nettoyage selon la revendication 23, caractérisé par un second moteur (47) centré par rapport à l'axe de pivotement du tronçon proximal de bras et fixe par sa carcasse par rapport à la tourelle (3), sur l'arbre de sortie rotatif duquel est fixé un pignon denté (48) coopérant en engrènement avec une chaîne (49) elle même engrenée avec un deuxième pignon denté (50) fixé sur un arbre (51) engagé en rotation dans l'arbre creux (45) et recevant en fixation au delà de l'arbre creux un troisième pignon (52) coopérant en engrènement avec une chaîne sans fin (53) elle même engrenée avec un quatrième pignon denté (54) monté en fixation sur un arbre (55) supportant la buse (5), le pignon (42) étant solidarisé à son arbre (42a) par l'intermédiaire d'un embrayage afin de pouvoir être désaccouplé dudit arbre lorsque le moteur (47) est actif et le pignon (54) ou son arbre (55) étant immobilisés en rotation par un embrayage, par rapport au tronçon distal de bras, les pignons (48, 50, 52 et 54) présentant tous le même diamètre.