FR2920709A1

FR2920709A1 - DEVICE FOR GUIDING AND CAPTURING ELECTRICAL GROUND ENERGY FOR VEHICLE, AND URBAN TRANSPORT VEHICLE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE.

Info

Publication number: FR2920709A1
Application number: FR0757384A
Authority: FR
Inventors: Jean Claude Mourer; Yves Claude Daniel Saillant; Illya Cadivel; Jean Baptiste Partiot; Jean Louis Ballu
Original assignee: TAO IND SA; Etudes et Creation ECB SARL
Current assignee: TAO IND SA; Etudes et Creation ECB SARL
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2009-03-13
Anticipated expiration: 2027-09-06
Also published as: FR2920709B1; JP5336491B2; JP2010538600A; WO2009044057A2; CN102105325A; WO2009044057A3; EP2185376A2; CA2700581A1

Abstract

Dispositif de guidage et de captage d'énergie électrique au sol pour véhicule (5), du type comprenant des conducteurs nus (22) sous tension disposés dans un caniveau (2) pratiqué dans la chaussée (C) et fermé par un platelage (3), tandis qu'un moyen capteur (4), lié au véhicule (5), vient au contact des conducteurs (22) en passant par une fente (32) pratiquée dans le platelage (3).Les conducteurs (22) consistent en des rails tandis que le capteur (4) consiste en un chariot apte à rouler sur les rails (22) et à être guidé par ceux-ci. Le chariot (4) est relié mécaniquement au véhicule (5) au travers d'un bras articulé (6) dont les déplacements par rapport au chariot (4) sont répercutés à une commande de direction que comporte le véhicule (5).Device for guiding and collecting electrical energy on the ground for a vehicle (5), of the type comprising bare conductors (22) under tension arranged in a gutter (2) formed in the carriageway (C) and closed by a decking (3) ), while a sensor means (4), connected to the vehicle (5), comes into contact with the conductors (22) through a slot (32) in the decking (3). The conductors (22) consist of rails while the sensor (4) consists of a carriage adapted to roll on the rails (22) and to be guided by them. The carriage (4) is mechanically connected to the vehicle (5) through an articulated arm (6) whose movements relative to the carriage (4) are reflected in a steering control that includes the vehicle (5).

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage pour véhicule, ainsi qu'un véhicule de transport urbain équipé d'un tel dispositif. La présente invention concerne notamment le domaine du transport urbain, automatique ou non, de personnes. Dans ce domaine du transport urbain de personnes on connaît de nombreuses techniques qui ont été mises en œuvre avec plus ou moins de succès. Ces techniques diffèrent soit par le mode de propulsion, et/ou soit par le mode de guidage, et/ou soit par le mode de captage de l'énergie électrique. La propulsion est généralement électrique, tandis que le guidage est réalisé au travers d'un rail ou de plusieurs. En ce qui concerne le mode de captage de l'énergie électrique, la technique la plus fréquemment utilisée consiste à disposer sur le trajet du véhicule des câbles aériens auxquels se connecte ledit véhicule. L'inconvénient de cette technique est essentiellement esthétique, et pour y pallier il a été proposé l'alternative de l'alimentation souterraine. Dans le domaine de l'alimentation souterraine on connaît de nombreux systèmes, lesquels doivent tous répondre au même impératif, permettre la fourniture d'énergie au véhicule, sans que cela présente un risque pour les personnes. On peut en effet comprendre que l'alimentation étant réalisée au travers de conducteurs nus sous tension, ceux-ci ne doivent pas être accessibles aux personnes. La technique la plus courante est par exemple celle décrite dans les documents JP 62181929 et EP 1 694 525, où les conducteurs nus sous tension sont disposés dans un caniveau pratiqué dans la chaussée et fermé par un platelage, tandis qu'un moyen capteur, lié au véhicule, vient au contact desdits conducteurs en passant par une fente pratiquée dans ledit platelage. Un tel système nécessite, afin que le capteur demeure au contact des conducteurs, que le guidage du véhicule soit réalisé de manière précise par rapport à ceux-ci et donc audit caniveau, en sorte qu'il est indispensable de recourir à l'utilisation d'au moins un rail de guidage. The present invention relates to a device for collecting electrical energy on the ground and vehicle guidance, and an urban transport vehicle equipped with such a device. The present invention relates in particular to the field of urban transport, automatic or not, people. In this field of urban transport of people we know many techniques that have been implemented with more or less success. These techniques differ either by the mode of propulsion, and / or by the guide mode, and / or by the mode of capture of the electrical energy. The propulsion is generally electric, while the guidance is achieved through a rail or several. Regarding the mode of capture of electrical energy, the most frequently used technique is to have in the path of the vehicle overhead cables which connects said vehicle. The disadvantage of this technique is essentially aesthetic, and to overcome it has been proposed alternative underground power. In the field of underground power, many systems are known, all of which must meet the same requirements, allow the supply of energy to the vehicle, without this posing a risk for people. It can be understood that the supply being performed through bare conductors under tension, they must not be accessible to people. The most common technique is, for example, that described in documents JP 62181929 and EP 1 694 525, in which the bare conductors under tension are arranged in a gutter made in the carriageway and closed by a decking, while a sensor means, linked to the vehicle, comes into contact with said conductors through a slot in said decking. Such a system requires, so that the sensor remains in contact with the conductors, that the guidance of the vehicle is carried out accurately with respect to them and therefore to said gutter, so that it is essential to resort to the use of at least one guide rail.

Dans le document JP 62181929, le guidage est réalisé par l'intermédiaire de rails disposés de part et d'autre du platelage et dans lesquels roule le véhicule à déplacer, tandis que dans le document EP 1 694 525 il est réalisé au niveau de la fente pratiquée dans le platelage, Or, le guidage par rail présente de nombreux inconvénients en zone urbaine, parce que les virages y sont serrés, notamment de bruit et d'usure prématurée des rails et/ou des roues ou galets du fait de la grande pression exercée par le poids du véhicule. Pour pallier cet inconvénient il est indispensable de que certains passages soient réalisés à très faible vitesse, au détriment de l'usager. On connaît aussi par le document dans le document FR 2 613 305 un dispositif de guidage et de motorisation enterré, comprenant également un caniveau dans lequel peut se déplacer chariot roulant sur les parois verticales latérales du caniveau, et mû par une source d'énergie mécanique produite à l'intérieur dudit caniveau. Un tel dispositif présente des inconvénients liés à l'usure des éléments qui le composent, et de sécurité puisque le moyen moteur étant déporté dans le caniveau, il y a peu de possibilité d'intervention directe en cas de dysfonctionnement. La présente invention a pour but de remédier aux divers inconvénients précités en proposant un dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage pour véhicule, permettant d'alimenter en énergie électrique un véhicule au travers de conducteurs nus, sans que ceux-ci soient accessibles aux personnes. Le dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage pour véhicule selon l'invention est du type comprenant des conducteurs nus sous tension disposés dans un caniveau pratiqué dans la chaussée et fermé par un platelage, tandis qu'un moyen capteur, lié audit véhicule, vient au contact desdits conducteurs en passant par une fente pratiquée dans ledit platelage, et il se caractérise en ce que lesdits conducteurs consistent en des rails tandis que ledit capteur consiste en un chariot apte à rouler sur lesdits rails et à être guidé par ceux-ci; et en ce que ledit chariot est relié mécaniquement audit véhicule au travers d'un bras articulé dont les déplacements par rapport audit chariot sont répercutés à une commande de direction que comporte ledit véhicule. Selon une caractéristique additionnelle du dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage et de captage d'énergie électrique selon l'invention, le chariot comporte quatre roues, chacune à bande de roulement conique et boudin de guidage, liées deux à deux en rotation, tandis les rails sont de type champignon. Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon l'invention, le chariot est disposé en avant du bras articulé et est poussé par le véhicule. Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon l'invention, le chariot est disposé en arrière du bras articulé et est tiré par le véhicule. In the document JP 62181929, the guiding is carried out by means of rails arranged on either side of the decking and in which the vehicle to be moved rolls, whereas in the document EP 1 694 525 it is realized at the level of the slit made in the decking, but rail guidance has many disadvantages in urban areas, because the turns are tight, including noise and premature wear of the rails and / or wheels or rollers because of the great pressure exerted by the weight of the vehicle. To overcome this disadvantage it is essential that certain passages are made at very low speed, to the detriment of the user. Document FR 2 613 305 also discloses a buried guiding and motorization device, also comprising a trench in which trolley can move on the vertical lateral walls of the trench, and moved by a source of mechanical energy. produced inside said gutter. Such a device has disadvantages related to the wear of the elements that compose it, and safety since the motor means being offset in the channel, there is little possibility of direct intervention in case of malfunction. The object of the present invention is to remedy the various aforementioned drawbacks by proposing a device for collecting electrical energy on the ground and for guiding a vehicle, making it possible to supply electrical energy to a vehicle through bare conductors, without these be accessible to people. The device for collecting electrical energy on the ground and for guiding a vehicle according to the invention is of the type comprising bare conductors under tension arranged in a gutter made in the roadway and closed by a decking, while a sensor means, linked said vehicle comes into contact with said conductors through a slot in said deck, and is characterized in that said conductors consist of rails while said sensor consists of a carriage adapted to roll on said rails and to be guided by thereof; and in that said carriage is mechanically connected to said vehicle through an articulated arm whose movements relative to said carriage are passed to a steering control that includes said vehicle. According to an additional characteristic of the device for collecting electrical energy on the ground and for guiding and picking up electrical energy according to the invention, the carriage comprises four wheels, each with a conical tread and guide bead, connected in pairs. in rotation, while the rails are mushroom type. According to another additional characteristic of the device for collecting electrical energy on the ground and of guiding according to the invention, the carriage is placed in front of the articulated arm and is pushed by the vehicle. According to another additional characteristic of the device for collecting electrical energy on the ground and guiding according to the invention, the carriage is disposed behind the articulated arm and is pulled by the vehicle.

Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon l'invention, le bras articulé comprend une partie sensiblement horizontale liée au véhicule par une extrémité au travers d'une première articulation de type rotule, et par son autre extrémité, au travers d'une seconde articulation de type rotule, à un mât qui s'élève du chariot et qui est engagé dans la fente longitudinale, ladite seconde articulation étant disposée au-dessus du platelage qui ferme le caniveau pratiqué dans la chaussée. According to another additional feature of the device for collecting electrical energy on the ground and guiding according to the invention, the articulated arm comprises a substantially horizontal portion connected to the vehicle at one end through a first hinge type ball joint, and by its other end, through a second hinge type ball joint, to a mast which rises from the carriage and which is engaged in the longitudinal slot, said second hinge being disposed above the decking which closes the gutter made in the floor.

Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon l'invention, le bras articulé est associé à des moyens de commandes qui comprennent d'une part des moyens capteurs aptes à mesurer l'angle formé par ledit bras avec l'axe longitudinal du véhicule, et d'autre part des moyens d'action sur la direction dudit véhicule, aptes à permettre une correction de trajectoire proportionnelle. Un tel dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage trouve une application toute particulière dans le domaine du transport urbain, et permet la mise en oeuvre d'un véhicule léger, automatique ou non, pour le transport de personnes. Ainsi la présente demande a également pour objet un véhicule pour le transport urbain de personnes, monté sur des roues à bandage caoutchouc ou pneus, roulant librement sur la chaussée, en enjambant le caniveau fermé par le platelage, et qui est alimenté en énergie électrique et est guidé par un dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage tel que décrit précédemment. According to another additional characteristic of the device for collecting electrical energy on the ground and of guiding according to the invention, the articulated arm is associated with control means which comprise on the one hand sensor means capable of measuring the angle formed by said arm with the longitudinal axis of the vehicle, and secondly means of action on the direction of said vehicle, adapted to allow a proportional trajectory correction. Such a device for collecting electrical energy on the ground and guiding finds a particular application in the field of urban transport, and allows the implementation of a light vehicle, automatic or not, for the transport of people. Thus the present application also relates to a vehicle for the urban transport of people, mounted on rubber or tire wheels, rolling freely on the road, stepping over the gutter closed by the decking, and which is supplied with electrical energy and is guided by a device for collecting electrical energy on the ground and guiding as described above.

Ce véhicule est, de manière préférentielle, à propulsion de type hydraulique, réalisée au travers d'une pompe hydraulique à volume variable entraînée par un moteur électrique asynchrone ou synchrone tournant à vitesse constante, et entraînant un ou plusieurs moteurs hydrauliques. This vehicle is, preferably, hydraulic type propulsion, performed through a variable volume hydraulic pump driven by an asynchronous or synchronous electric motor rotating at a constant speed, and driving one or more hydraulic motors.

Les avantages et les caractéristiques du dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. The advantages and characteristics of the device for collecting electrical energy on the ground and for guiding according to the invention will become more clearly apparent from the description which follows and which refers to the appended drawing, which represents a non-limiting embodiment thereof.

Dans le dessin annexé : - la figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale d'un dispositif de captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon l'invention. - la figure 2 représente une vue schématique en plan d'une 30 partie du même dispositif. - la figure 3 représente une vue schématique partielle de profil du même dispositif. -la figure 4 représente une vue schématique de profil d'un véhicule équipé du dispositif de captage d'énergie 35 électrique au sol et de guidage selon l'invention. - la figure 5 représente une vue schématique en plan du même véhicule. En référence à la figure 1, on peut voir un dispositif 1 de captage d'énergie électrique au sol et de guidage selon l'invention, destiné à prendre place dans la chaussée C. Ce dispositif 1 comprend un caniveau 2 réalisé en béton, fermé supérieurement par un platelage 3 réalisé en deux parties 30 et 31 séparées par une fente longitudinale 32, de largeur interdisant le passage d'une main et donc l'accès au caniveau 2. In the accompanying drawing: - Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of a device for collecting electrical energy on the ground and guide according to the invention. FIG. 2 is a diagrammatic plan view of part of the same device. - Figure 3 shows a partial schematic side view of the same device. FIG. 4 represents a schematic side view of a vehicle equipped with the device for collecting electrical energy on the ground and for guiding according to the invention. - Figure 5 shows a schematic plan view of the same vehicle. Referring to Figure 1, there can be seen a device 1 for collecting electrical energy on the ground and guiding according to the invention, intended to take place in the floor C. This device 1 comprises a gutter 2 made of concrete, closed superiorly by a deck 3 made in two parts 30 and 31 separated by a longitudinal slot 32, width prohibiting the passage of a hand and thus access to the channel 2.

Le caniveau 2 présente inférieurement et longitudinalement un chenal 20, et latéralement à une hauteur médiane, disposés de part et d'autre du chenal 20, deux redans 21, qui chacun supporte un rail 22, un élément 23 en matériau isolant électriquement étant intercalé entre le redan 21 et le rail 22. The gutter 2 presents below and longitudinally a channel 20, and laterally at a median height, disposed on either side of the channel 20, two steps 21, each of which supports a rail 22, an element 23 of electrically insulating material being interposed between the redan 21 and the rail 22.

Le caniveau 2 comporte également une saignée 24, pratiquée latéralement et longitudinalement, au-dessus du niveau des redans 21, et qui loge des conducteurs 25 haute-tension permettant l'alimentation de transformateurs, non représentés, placés cycliquement dans le caniveau 2. Ces transformateurs sont destinés à mettre sous tension les rails 22 qui constituent des conducteurs nus. En référence également à la figure 2, on peut voir que sur les rails 22 est placé un chariot 4, comprenant un châssis 40 monté sur quatre roues 41. The channel 2 also comprises a groove 24, made laterally and longitudinally, above the level of the steps 21, and which houses high-voltage conductors 25 for the supply of transformers, not shown, placed cyclically in the channel 2. These Transformers are intended to energize the rails 22 which constitute bare conductors. Referring also to Figure 2, it can be seen that on the rails 22 is placed a carriage 4, comprising a chassis 40 mounted on four wheels 41.

Les roues 41 sont de type chemin de fer, elles sont métalliques, et comportent une bande de roulement 42 conique et un boudin de guidage 43, tandis que les rails 22 sont de type champignon. En référence également à la figure 3, on peut voir que le chariot 4 est solidarisé à un véhicule 5 roulant sur la chaussée C, au-dessus du caniveau 2, par l'intermédiaire d'un bras articulé 6 qui comprend une partie 60 sensiblement horizontale, liée au véhicule 5 par l'une de ses extrémités au travers d'une rotule 61, et liée par son autre extrémité au travers d'une rotule 62 au chariot 4, et plus exactement à l'extrémité d'un mât 44 solidaire fixement du chariot 4, et qui émerge verticalement du caniveau 2 en passant par la fente 32 du platelage 3. On notera que le platelage est, de manière optionnelle, muni d'un élément de couverture 33, en matériau souple, apte à recouvrir la fente 32, visible sur la figure 1, et qui s'escamote lors du passage du mât 44. Le bras articulé 6 renferme des conducteurs électriques, non visibles, permettant de transmettre au véhicule 5 l'énergie électrique captée par les roues 41 sur les rails 22. Cette énergie électrique est utilisée pour alimenter un moyen moteur apte à entraîner en déplacement le véhicule 5. Selon un mode de réalisation préférentiel, les rails sont alimentés en courant basse tension, inférieure à 1000 V, monophasé 50 Hz, et il alimente un moteur électrique asynchrone ou synchrone tournant à vitesse constante, pour entraîner une pompe hydraulique à volume variable, qui elle-même alimente un ou plusieurs moteurs hydrauliques. Le moteur électrique, la pompe hydraulique et le ou les moteurs hydrauliques sont installés dans un véhicule 5 tel que celui représenté sur les figures 4 et 5. Ce véhicule 5 est monté sur des roues 50 à bandage caoutchouc ou pneus, et il est conçu pour rouler librement sur la chaussée, en étant guidé par le chariot 4 auquel il est relié. A cet effet, le véhicule 5 comporte des organes de direction agissant sur des roues 50 directrices, gérés par des moyens de commandes comprenant des moyens permettant de mesurer les écarts angulaires que forme la partie 60 du bras articulé 6 avec, par exemple l'axe longitudinal du véhicule ou l'orientation des roues 50 directrices, en sorte d'agir sur les organes de directions afin de corriger la trajectoire du véhicule, comme cela est représenté sur la figure 5. On peut comprendre que le chariot 4 assure, outre le captage d'énergie électrique, le guidage du véhicule 5 sans que soit exercée la moindre contrainte des roues 41 sur les rails 22, ne générant ainsi que peu de nuisances sonores et d'usure des éléments en contact. The wheels 41 are of the railway type, they are metallic, and comprise a tread 42 conical and a guide flange 43, while the rails 22 are of the mushroom type. With reference also to FIG. 3, it can be seen that the carriage 4 is secured to a vehicle traveling on the carriageway C, above the raceway 2, by means of an articulated arm 6 which comprises a part 60 substantially horizontal, linked to the vehicle 5 at one of its ends through a ball 61, and linked at its other end through a ball 62 to the carriage 4, and more exactly to the end of a mast 44 secured to the carriage 4, and which emerges vertically from the channel 2 through the slot 32 of the decking 3. Note that the decking is optionally provided with a cover element 33, flexible material, suitable for covering the slot 32, visible in Figure 1, and which retracts during the passage of the mast 44. The articulated arm 6 contains electrical conductors, not visible, for transmitting to the vehicle 5 the electrical energy captured by the wheels 41 on the rails 22. This electric energy ue is used to supply a motor means capable of driving the vehicle 5 in displacement. According to a preferred embodiment, the rails are supplied with low voltage current, less than 1000 V, single-phase 50 Hz, and it supplies an asynchronous electric motor or synchronous rotating at constant speed, to drive a variable volume hydraulic pump, which itself feeds one or more hydraulic motors. The electric motor, the hydraulic pump and the hydraulic motor or motors are installed in a vehicle 5 such as that shown in FIGS. 4 and 5. This vehicle 5 is mounted on rubber or tire wheels 50 and is designed to rolling freely on the road, being guided by the carriage 4 to which it is connected. For this purpose, the vehicle 5 comprises steering members acting on steering wheels 50, managed by control means comprising means for measuring the angular deviations formed by the portion 60 of the articulated arm 6 with, for example the axis longitudinal orientation of the vehicle or the orientation of the wheels 50, so as to act on the steering members to correct the trajectory of the vehicle, as shown in Figure 5. It can be understood that the carriage 4 ensures, in addition to the capture of electrical energy, guiding the vehicle 5 without exerting any constraint of the wheels 41 on the rails 22, thus generating little noise and wear of the elements in contact.

Le chariot 4 est poussé sur les rails 22 par le véhicule 5, mais il est parfaitement possible de prévoir une autre configuration dans laquelle il est tiré. The carriage 4 is pushed on the rails 22 by the vehicle 5, but it is perfectly possible to provide another configuration in which it is pulled.

Claims

1) Device for guiding and collecting electrical energy on the ground for a vehicle (5), of the type comprising bare conductors (22) under tension arranged in a gutter (2) formed in the roadway (C) and closed by a decking (3), while a sensor means (4), connected to said vehicle (5), comes into contact with said conductors (22) through a slot (32) formed in said deck (3), characterized in that said conductors (22) consist of rails while said sensor (4) consists of a carriage adapted to roll on and to be guided by said rails (22); and in that said carriage (4) is mechanically connected to said vehicle (5) through an articulated arm (6) whose movements with respect to said carriage (4) are passed to a steering control which comprises said vehicle (5). ).

2) Device according to claim 1, characterized in that the carriage (4) comprises four wheels (41), each tread (42) conical and guide flange (43), connected in pairs in rotation, while the rails (22) are mushroom type.

3) Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the carriage (4) is disposed in front of the articulated arm (6) and is pushed by the vehicle (5).

4) Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the carriage (4) is arranged behind the articulated arm (6) and is pulled by the vehicle (5).

5) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the articulated arm (6) comprises a substantially horizontal portion (60) connected to the vehicle (5) at one end through a first articulation (61) of A ball-and-socket type, and at its other end, through a second hinge (62) of the ball-and-socket type, to a mast (44) which rises from the carriage (4) and which is engaged in the longitudinal axis (32), said second articulation (62) being disposed above the decking (3) which closes the gutter (2) formed in the roadway (C).

6) Device according to claim 1, characterized in that the articulated arm (6) is associated with control means which comprise on the one hand sensor means able to measure the angle formed by said arm (6) with the longitudinal axis of the vehicle (5), and secondly means of action on the direction of said vehicle (5), capable of allowing a proportional trajectory correction.

7) Vehicle for the urban transport of persons, mounted on wheels (50) with rubber tires or tires, rolling freely on the road (C), stepping over the gutter (2) closed by the decking (3), characterized in that it is supplied with electrical energy and is guided by a device for collecting electrical energy on the ground and guiding (1) according to any one of the preceding claims.

8) A vehicle according to claim 7, characterized in that it is hydraulic propulsion, performed through a variable volume hydraulic pump driven by an asynchronous or synchronous electric motor rotating at a constant speed and driving one or more hydraulic motors.