FR3118732A1 - Dispositif transporteur modulaire - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif transporteur (3a) pour le déplacement et parcage de modules (2), chaque module (2) étant dépourvu de moyens de traction propres, le dispositif transporteur étant mobile et comprenant au moins un moyen de prise de module configuré pour être mobile entre une position de prise dans laquelle ledit moyen de prise s’étend au moins partiellement en-dessous ou à l’intérieur du module, de préférence dans le secteur bas ou par le dessous du module, et une position de libération dans laquelle ledit moyen de prise ne s’étend pas dans le module, ledit moyen de prise étant configuré pour supporter le poids du module (2), le dispositif comprenant au moins un calculateur associé à des capteurs, configuré pour piloter le déplacement du dispositif transporteur (3a) ainsi que ledit moyen de prise. Le dispositif comprend au moins une colonne, et au moins un montant connecté à ladite colonne, et est configuré pour pouvoir enjamber des modules. L’invention concerne en outre un système robotisé et un programme correspondant. Figure de l’abrégé : Fig. 4
Description
L’invention se rapporte au domaine des moyens de transport terrestre de personnes et marchandises. L’invention concerne plus particulièrement un dispositif transporteur permettant une réduction du nombre de voies véhiculaires nécessaires pour leurs déplacements, ainsi que l’augmentation de la productivité et confort de ces opérations de transport routier.
En particulier, mais non exclusivement, la présente invention est destinée au transport automatique, semi-automatique ou manuel de personnes et de biens en milieu urbain.
Dans ce domaine, les véhicules de transport se déplacent classiquement sur des voies différentes selon le sens du mouvement afin d’éviter des collisions ou pour permettre plus de flux véhicule dans un sens particulier.
Cette solution classique des véhicules en milieu urbain ne donne pas pleine satisfaction car elle est consommatrice de ressources foncières pour la création des multiples voies de circulation. En outre, ces véhicules sont généralement à configuration fixe limitant ainsi les applications possibles pour un même véhicule. Par exemple, un véhicule dédié au transport de personnes n’est typiquement pas adapté au transport de biens et vice-versa.
En outre, l’arrêt ou parcage d’un véhicule sur une de ces voies occasionne un blocage de la circulation des autres véhicules si des voies annexes ne sont pas présentes.
Ce besoin de multiples voies pour gérer le mouvement simultané des véhicules, particulièrement quand ce mouvement est dans des sens opposés, implique un cout important pour les infrastructures. En outre, cela implique une réduction de l’espace disponible pour des autres applications urbaines, notamment les habitations et les espaces piétons.
Ces inconvénients ont notamment rendu difficile le réaménagement de villes.
Les dispositifs transporteurs type navette modulaire selon l’état de l’art (‘modular vans’ ou véhicules à architecture type ‘skateboard-pod’) dispose d'un châssis plat (le «skateboard») et de plusieurs modules interchangeables (le «pod» ou module) présentant un certain intérêt, cependant, ces dispositifs ne sont pas pleinement satisfaisants. En effet, ces dispositifs comprennent typiquement un châssis plat associé à un système de traction, et les modules interchangeables sont installés et désinstallés du châssis par le moyen d’un dispositif externe de manutention et/ou d’un travail humain. Typiquement, les opérations d’installation et désinstallation se font par le dessus du châssis ou par un des côtés du châssis.
Malheureusement, le système de châssis et traction de ces véhicules se trouvant étalés à proximité du sol ne permettent pas un partage efficace des voies de circulation, plus particulièrement ne permettent pas des dépassements ou des mouvements en sens opposés dans la même voie de circulation.
En outre, le besoin d’un dispositif de manutention extérieur et/ou de l’aide auxiliaire limite les possibles sites d’échange des modules et/ou limite la rapidité des échanges des modules, plus particulièrement ne permettant pas un dépôt ni récupération facile de modules au milieu des voies ou dans des sites non aménagés.
De plus les dispositifs de l’état de l’art ne peuvent transporter qu’un seul module à la fois.
D’autres solutions de l’état de l’art cherchant à résoudre les problèmes précédents présentent aussi des inconvénients qui limitent l’optimisation de l’espace urbain et l’opération d’une flotte de transporteurs destinés à la mobilité de personnes et de biens.
Par exemple, le dispositif décrit dans le document brevet US2016272223 A1 ne permet pas le détachement et l’échange de modules. Également, il n’explique pas comment réaliser un dépassement ou croisement sur une même voie de circulation entre deux transporteurs chargés simultanément de modules opérationnels.
Nous pouvons aussi citer les documents brevet US2019322204 A1 et US2018265293 A1. Le dispositif proposé dans ces documents contraint la conception du module car elle nécessite un adaptateur central supérieur pour la prise et le levage, ce qui présente plusieurs inconvénients :
a. Un tel adaptateur est difficile à mettre en œuvre d'un point de vue mécanique et fonctionnel. Par exemple, il n'est pas adapté pour le transport de conteneurs maritimes classiques ni de palettes.
b. L’adaptateur n'est pas compatible avec le levage de plusieurs modules, ni avec le levage de modules à deux niveaux (étages) différents (i.e. transport simultané d'un module sur un autre)
c. Pour enjamber d'autres dispositifs transporteurs ou modules sur la route, le dispositif décrit dans ces documents ne peut pas être en mouvement tout en étant chargé avec un module. Sauf si la hauteur de ses colonnes est considérablement augmentée. Et dans ce cas, la hauteur supplémentaire à enjamber sera trop importante et difficile à mettre en œuvre en raison de la grande variation de taille des éventuelles colonnes télescopiques.
En outre, ce dispositif présente ses roues dans une configuration solidaire type portique pivotante. Cette solution ne permet pas d’enjamber de façon latérale et limite fortement le rayon de braquage.
Les systèmes avec des moyens de prise centrés, comme décrit dans le document brevet US2016272223, ou par des structures type bras ou grues dépliables, comme décrit dans le document brevet WO2019133790 A1, présentent en outre d’autres inconvénients, dont notamment le problème de la vitesse de prise de module et l’ajout de contraintes importantes dans la conception desdits modules.
La solution proposée dans le document brevet WO2019133790 A1 propose ainsi un concept "bloquant" pour de la route. Un autre inconvénient majeur de cette solution est que pendant l'action de levage d’un module, le centre de gravité du système transporteur avec le module transporté doit être maintenu sur l’empreinte des roues de traction pour éviter un basculement de l’ensemble. Cette caractéristique limite le poids pour le module au moment du levage. Cette limitation contraint, par exemple, le chargement anticipé des personnes ou des biens sur le module placé au sol, et entraine par conséquence une perte de temps et de confort pour les utilisateurs. Pour la raison mentionnée (mouvement dangereux du centre de masse), ce concept n'est pas adapté au levage de modules qui contiennent déjà des personnes à l'intérieur.
Ainsi, un premier objectif de l’invention est de proposer un dispositif moins contraignant et plus souple pour optimiser davantage les déplacements et la capacité de modules (les modules étant sans moyens de traction propres) en voies de circulation partagées par d’autres dispositifs, d’autres modules ou des objets soit en mouvement soit à l’arrêt.
Un deuxième objectif est de proposer un meilleur système de transport bidirectionnel et d’optimiser l’utilisation de l’espace de voie de circulation par rapport à l’art antérieur.
Un troisième objectif est de proposer de meilleurs moyens de prise et gestion de modules interchangeables par rapport à l’art antérieur.
Pour atteindre ces objectifs, l’invention propose un dispositif transporteur pour le déplacement et parcage de modules (les modules étant sans moyens de traction propres, par distinction avec la notion de véhicules). Les modules peuvent être par exemple des conteneurs, palettes, ou encore des navettes modulaires pour le transport de personnes, ou similaire. Le dispositif transporteur est mobile et comprend au moins un moyen de prise de module configuré pour être mobile entre une position de prise dans laquelle ledit moyen de prise s’étend au moins partiellement dans le module, de préférence dans le secteur bas ou par le dessous du module, et une position de libération dans laquelle ledit moyen de prise ne s’étend pas en-dessous ou à l’intérieur du module, ledit moyen de prise étant configuré pour supporter le poids d’au moins un module, le dispositif comprenant au moins un calculateur associé à des capteurs, configuré pour piloter le déplacement du dispositif transporteur ainsi que ledit moyen de prise. Le dispositif transporteur comprend en outre au moins une colonne, et au moins un montant connecté à ladite colonne, et le dispositif transporteur est configuré pour pouvoir enjamber des modules.
Avantageusement, cet agencement permet de réaliser un dispositif robotisé piloté par le calculateur.
Ledit moyen de prise peut être escamotable (de façon verticale et/ou horizontale), et/ou à longueur variable (télescopique ou type ciseaux, par exemple).
Ledit moyen de prise peut être intégré dans une colonne, guide verticale, ou dans un montant longitudinal, le montant pouvant être mobile.
Ledit moyen de prise peut varier sa position au long d’un montant et/ou au long d’un guide et/ou au long d’une colonne. Ledit montant longitudinal peut avoir une mobilité verticale par un système de guides verticales ou un système de levage connecté au colonne et/ou à des montants fixes.
En particulier, ledit moyen de prise est mobile entre une position basse dans laquelle ledit moyen de prise rentre en contact du module quand il est disposé au sol, et une position haute dans laquelle ledit montant est disposé au-dessus de la hauteur du module. Le moyen de prise peut être placé à plusieurs niveaux intermédiaires.
Afin de lever un ou plusieurs modules, le dispositif transporteur comprend un système de levage pouvant celui-ci être composé des chaines de levage, enroulement de câbles, vérins, structures télescopiques (linaires ou pivotantes), vis à billes et/ou pignon-et-crémaillère (8f), et d’être associé ou pas à des guides verticales.
Avantageusement, le dispositif transporteur ne nécessite pas de montant fixe en position basse, ce qui permet d’avoir de la place en bas et de pouvoir enjamber des modules ou d’autres dispositifs du côté longitudinal et du coté latéral. Le dispositif transporteur est aisément maniable car il permet d’enjamber des modules et d’autres dispositifs posés au sol ou en mouvement dans la voie de circulation. En outre, le dispositif ne nécessite pas de modifications significatives de la voie de circulation pour être fonctionnel.
La solution permet de composer de multiples trajectoires de modules avec un nombre plus réduit de trajectoires de dispositifs transporteurs, maximisant ainsi le taux d’occupation des modules et la rentabilité des systèmes de transport (km-modules vs km-traction).
Dans une variante, la solution permet d’enjamber de façon latérale pour récupérer des modules par exemple sur le trottoir ou dans des espaces réduits de parcage en voirie.
Pour les applications de mobilité de voyageurs, les personnes peuvent attendre à l’intérieur du module l’arrivée du dispositif transporteur. Ces passagers n’ont pas besoin de sortir du module pour permettre le levage dudit module par le dispositif transporteur. Cet aspect améliore le confort des utilisateurs et l’optimisation globale du temps et des ressources du réseau de transport et mobilité.
Un autre avantage apporté par l’innovation est que le moyen de prise de module permet une prise plus rapide et robuste du module car le concept proposé est plus tolérant aux éventuels désalignements du transporteur par rapport au module au sol (erreur de contrôle, erreur de capteurs, perturbations externes, etc.) au moment de la prise du module par le transporteur pour le levage (ou portage) du module.
Les moyens de prise à taille variable comme proposés dans notre invention, permettent au dispositif transporteur de changer sa taille (par actionnement des dispositifs télescopiques et réorientation des roues de traction) sans avoir besoin de modifier la géométrie des modules ni de devoir décharger le module pour réaliser le changement de taille du dispositif, aspect qui permet par exemple le changement de taille sans interruption du déplacement (gain de temps pour les trajets). Selon d’autres aspects pris isolément, ou combinés selon toutes les combinaisons techniquement réalisables :
- le montant est un montant longitudinal monté mobile entre une position basse dans laquelle ledit montant longitudinal permet de disposer ledit moyen de prise au moins partiellement en-dessous ou à l’intérieur du module lorsque ce dernier est posé au sol, et une position haute dans laquelle ledit montant longitudinal est disposé au-dessus de la hauteur du module ;
- le dispositif transporteur comprend un système de traction associé à des roues multidirectionnelles ou pivotantes, commandé par ledit calculateur ; et/ou
- les colonnes et/ou montants sont réglables en taille. Ceci permet au dispositif transporteur d’être configuré pour enjamber, être enjambé, ou se déplacer par le dessous, d’un autre deuxième dispositif transporteur, les deux transporteurs pouvant, à titre individuel, porter ou non des modules ; et/ou
- le dispositif transporteur comprend en outre au moins un montant, pouvant être fixe ou mobiles ; et/ou
- le dispositif comprend au moins un guide vertical pour guider les mouvements du moyen de prise ; et/ou
- le dispositif comprend au moins un guide vertical pour guider les mouvements du montant mobile; et/ou
- le guide vertical est équipé d’au moins un moyen de prise ; et/ou
- ledit moyen de prise comprend des bras articulés indépendants ; et/ou
- ledit moyen de prise comprend des bras télescopiques, par exemple de type ciseau; et/ou
- ledit montant longitudinal est équipé dudit moyen de prise ; et/ou
- ledit moyen de prise peut varier sa position au long des montants longitudinaux, de guides et des colonnes ; et/ou
- ledit moyen de prise est configuré pour réaliser une prise de module par le châssis du module, par les bandes de roulage de roues auxiliaires ou par une plateforme de portage auxiliaire; et/ou
- le dispositif transporteur comprend au moins un système de levage et le système de levage comprend des sous-systèmes de levage fixés et/ou intégrés à au moins un montant ; et/ou
- le dispositif transporteur comprend au moins un système de levage et le système de levage comprend des sous-systèmes de levage fixés et/ou intégrés à au moins une colonne ; et/ou
- le dispositif transporteur comprend un système de levage et le système de levage comprend des structures télescopiques ; et/ou
- le dispositif transporteur comprend un système de levage et le système de levage comprend des chaines de levage, vérins, enroulement de câbles, vis à billes et/ou pignon-et-crémaillère, et est associé à des guides de montant mobile de préférence disposés dans les colonnes ; et/ou
- le dispositif transporteur comprend au moins deux systèmes de levage indépendants et chaque système de levage est associé à des guides, lesdits guides étant de préférence disposés dans les colonnes et/ou entre les colonnes ; et/ou
- le système de levage est intégré au montant et les guides sont intégrés aux colonnes ; et/ou
- le dispositif transporteur comprend plusieurs guides verticaux et plusieurs colonnes, chaque colonne étant munie de plusieurs guides verticaux ;
- le dispositif transporteur comprend plusieurs colonnes, le ou chaque guide vertical étant disposé entre les colonnes ;
- le dispositif transporteur se caractérise par une structure à symétrie centrale, en particulier pour un ou plusieurs parmi ledit moyen de prise, ledit montant, ladite colonne, ledit système de traction, et/ou ledit système de levage ; et/ou
- le dispositif transporteur se caractérise par le portage d’au moins un module non détachable ; et/ou
- ledit moyen de prise de module est disposé sensiblement dans les côtés latéraux dudit dispositif transporteur ; et/ou
- ledit moyen de prise de module est configuré pour lever ledit module par une prise de contact globalement localisée par-dessous ledit module ; et/ou
- ledit moyen de prise de module est pivotable et/ou télescopique ; et/ou
- la hauteur du dispositif transporteur est inférieure au double de la hauteur des modules transportables ; et/ou
- le système de levage comprend des structures pivotantes fixées à au moins un montant ; et/ou
- le dispositif transporteur est configuré pour transporter plus d’un module ; et/ou
- le dispositif transporteur est configuré pour prendre et transporter simultanément au moins deux modules dans une configuration à plusieurs étages ; et/ou
- le dispositif transporteur comprend au moins un bras de manipulation/inspection de préférence robotisé ; et/ou
- le dispositif transporteur comprend en outre au moins un montant fixe portant un ou plusieurs desdits montants mobiles ; et/ou
- ledit moyen de prise peut varier sa position au long dudit montant longitudinal et/ou au long d’un guide et/ou au long d’une colonne ; et/ou
- le calculateur étant en outre configuré pour piloter ledit montant longitudinal ; et/ou
- le dispositif transporteur est configuré pour pouvoir enjamber des modules ou d’autres dispositifs transporteurs de façon latérale et/ou longitudinale ; et/ou
- au moins une colonne et un montant dudit transporteur sont de taille variable.
L’invention concerne en outre un système de déplacement et parcage de modules, comprenant au moins deux dispositifs transporteurs selon l’invention, pilotés en tandem ou de façon coordonnée si les dispositifs sont en mouvement, ou de façon relative si au moins un des dispositifs est à l’arrêt.
Un autre objet de l’invention concerne une méthode de déplacement et croisement relatif de dispositifs transporteurs, comprenant au moins deux dispositifs transporteurs, dans laquelle le système comprend une étape d’adaptation géométrique (de la taille du transporteur et/ou du positionnement vertical des éventuelles modules en portage) par au moins un des dispositifs et une deuxième étape de déplacement -par au moins un des dispositifs- globalement alignée et globalement sur la même trajectoire entre au moins deux dispositifs transporteurs, comme représenté dans les Figures 5, 6, 7 et 12.
En particulier, la méthode est effectuée au moyen d’un système de déplacement et parcage selon l’invention, pour au moins un dispositif en mouvement le long d’une voie de circulation dont le mouvement est bloqué par la présence d’au moins un autre dispositif, en mouvement ou à l’arrêt sur la même voie, ou d’un module à l’arrêt sur la même voie, coinçant le circulation sur ladite voie et la méthode comprend des étapes pour éviter un blocage de la circulation par un conflit avec le dispositif ou module coinçant.
De préférence, la méthode est mise en œuvre avec la coordination d’au moins deux dispositifs transporteurs, à les identifier comme dispositif enveloppant (ou extérieur) et dispositif enveloppé (ou intérieur), et comprend des étapes de variation de la géométrie d’un ou des deux dispositifs afin que le dispositif enveloppant soit plus large et plus haut que le dispositif enveloppé, et qu’en cas de portage de modules les mêmes soient positionnés dans un étage supérieur (pour les cas de dispositifs enveloppants) ou dans un étage inférieur (pour les cas de dispositifs enveloppé). Si un dispositif ne porte pas de modules, il suffit de configurer le moyen de prise pour permettre le croisement.
En particulier, si le dispositif enveloppant porte au moins un module la méthode est mise en œuvre avec le positionnement en hauteur de la ou desdits modules par le système de levage permettant au dispositif enveloppant d’enjamber le dispositif surpassé.
En particulier, si le dispositif surpassé porte au moins un module la méthode est mise en œuvre avec le positionnement en hauteur de la ou desdits modules par le système de levage permettant au dispositif enveloppant d’enjamber le dispositif surpassé.
L’invention concerne en outre un système de déplacement et parcage de modules, comprenant au moins deux dispositifs transporteurs selon l’invention.
L’invention concerne en outre une méthode de déplacement de dispositifs transporteurs, effectuée au moyen d’un système de déplacement et parcage tel que décrit ci-dessus, la méthode comprenant une étape de positionnement et d’alignement des dispositifs transporteurs sur une même voie de circulation, une étape d’adaptation géométrique de la taille d’un premier dispositif transporteur ; et une étape d’enjambement d’un second dispositif transporteur effectuée par ledit premier dispositif transporteur.
Selon d’autres aspects pris isolément, ou combinés selon toutes les combinaisons techniquement réalisables :
- la méthode comprend en outre une étape de prise de module effectuée par un des dispositifs transporteurs, et une étape de déplacement du module effectuée par au moins un des dispositifs transporteurs ; et/ou
- la méthode comprend en outre une étape de parcage de module effectuée par au moins un des dispositifs transporteurs ; et/ou
- au cours de l’étape d’adaptation géométrique de la taille du dispositif transporteur, plusieurs opérations d’adaptation géométrique sont effectuées, avant et/ou après le déplacement du module ; et/ou
- la méthode comprend en outre une étape, effectuée par le dispositif transporteur qui a pris le module, de positionnement vertical du module sur le dispositif transporteur.
L’invention porte en outre sur un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’une méthode selon l’invention ou des étapes de mise en œuvre d’un dispositif transporteur selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non-limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles :
L’invention se rapporte au transport de modules 2, en particulier de modules pour le déplacement de personnes et de biens. Les modules 2 sont sans moyens de traction propres, par distinction avec la notion de véhicules. Les modules 2 sont par exemple des conteneurs, palettes, ou encore des navettes modulaires pour le transport de personnes. L’invention concerne un dispositif transporteur 3, 3a, 3b, 3c pour le déplacement et parcage de modules. Le dispositif transporteur est un dispositif enjambeur, configuré pour enjamber des modules interchangeables placés au sol. Le dispositif transporteur 3 est mobile sur des voies de circulation 1 typiquement réservées aux véhicules tels que des voitures. Il s’agit en particulier d’un dispositif de type robotisé équipé de capteurs et/ou autres dispositifs senseur de l’environnement permettant son déplacement et pour détecter son environnement et plus particulièrement les objets, leurs positionnements relatifs et les bords des modules 2 à déplacer. Des capteurs optiques et/ou un système radar peuvent être envisagés.
En particulier, le dispositif transporteur 3 comprend au moins un calculateur et des capteurs de distances, notamment au moins un capteur optique passif (camera(s)), au moins un capteur de type optique actif (LIDAR), un capteur de type radar et/ou de type acoustique. Avantageusement, cet aspect permet de réaliser des opérations plus rapides et sécurisées, permettant également des applications automatisées.
Plus particulièrement, le dispositif transporteur 3 comprend au moins un calculateur et un dispositif de positionnement par radio fréquence notamment du type GNSS (ou encore un dispositif positionnement RF) permettant la mesure de positions et de cap. Avantageusement, cela permet une utilisation dans un contexte de faible visibilité pour l’opérateur et/ou de perception des capteurs. Cela peut être pratique dans un environnement extérieur.
Selon une variante, outre le calculateur, le dispositif transporteur comprend également des encodeurs permettant une navigation par odométrie. Avantageusement, cela permet une utilisation dans un contexte de faible visibilité et pour améliorer la précision de connaissance de position et de cap.
On peut envisager une variante avec en outre une unité de pilotage à l’intérieur du module ou comme partie du dispositif. Elle permet l’opération partielle ou complète du système par des opérateurs humains en déplacement avec le dispositif.
Selon une variante, outre le calculateur, le dispositif transporteur comprend également un dispositif de communication sans fil (notamment en RF) permettant le commandement et l’échange bidirectionnel de donnés à distance. Avantageusement, cela permet un pilotage ou une surveillance manuelle ou automatique à distance, la réception des corrections de positionnement par RF (notamment GNSS différentiel ou RTK).
Par ailleurs, le dispositif transporteur peut comprendre au moins un dispositif de communication permettant notamment l’envoi sans fils de données et commandes.
Le dispositif transporteur 3 peut être entièrement automatique et commandé par un robot. Alternativement ou en combinaison, le dispositif transporteur peut être semi-automatique, c'est-à-dire permettre un contrôle effectué partiellement par un opérateur humain. Alternativement ou en combinaison, on peut envisager un contrôle entièrement manuel même si cette variante n’est pas préférée.
Concernant maintenant la structure du dispositif transporteur 3, elle a de préférence une symétrie centrale, ce qui permet de faciliter la fabrication en réalisant plusieurs fois la même pièce. En particulier, les côtés latéraux se composent de deux bâtis globalement identiques.
Le dispositif transporteur 3 comprend des colonnes 5. Il s’agit en particulier de piliers soutenant la structure générale du dispositif transporteur 3. Plus particulièrement, il y a quatre colonnes 5 réparties suivant des hauteurs de prisme, de préférence de parallélépipède. Les colonnes 5 sont configurées pour s’étendre autour des quatre coins du module 2, ou de l’ensemble de modules, à déplacer. Les colonnes 5 sont de préférence globalement identiques.
En particulier, les distances longitudinales et transversales entre les colonnes 5 peuvent être supérieures à celles du module 2 à transporter. Cela permet d’enjamber le module 2 ou d’autres dispositifs 3 en configuration de taille réduite dans la direction avant/arrière.
Le dispositif transporteur 3 comprend au moins un montant 6 fixé aux colonnes 5. Il s’agit en particulier de deux montants longitudinaux 6 en position latérale. Dans la variante préférée, le dispositif transporteur 3 comprend en outre au moins un montant transversal 7, par exemple deux montant transversaux 7. Le montant transversal 7 permet de faire un transfert de couple ainsi qu’une possibilité de faire des actionnements. Dans les modes de réalisation préférés, les montants longitudinaux 6 et les montants transversaux 7 forment un cadre rectangulaire en vue de dessus. De préférence, la dispositif transporteur 3 comporte en outre au moins un guide vertical 10, préférentiellement fixé à une colonne 5. Le montant 6 et/ou la colonne 5 et/ou le guide 10 est équipé d’au moins un moyen de prise 8 de module. Il s’agit en particulier d’une structure configurée pour réaliser une prise du module 2 pour la porter et la déplacer. Plus particulièrement, le moyen de prise 8 est configuré pour réaliser une prise du module 2 soit par le châssis du module 2a, soit par une plateforme de portage (non-représentée) sur laquelle le module 2 est disposé, soit par des roues auxiliaires dans le module.
Ainsi, le moyen de prise 8 est configuré pour supporter au moins partiellement le poids du module 2 à porter. En particulier, le dispositif transporteur 3 comprend plusieurs moyens de prise 8 qui ensemble sont configurés pour supporter tout le poids d’un module 2 ou plusieurs modules 2 à porter. Par exemple, la structure comprend des bras de prise 8a, 8b, 8c pivotables et/ou télescopiques. Les bras de prise peuvent être par exemple des bras de type ciseaux 8a, des bras télescopiques et escamotables 8b intégrés directement dans le guide vertical 10, et/ou des bras télescopiques et escamotables 8c intégrés directement dans un montant longitudinal mobile 4. Comme illustré sur la , un bras de type ciseaux 8a peut également être intégré, par exemple, dans un montant mobile 4 connecté à un guide vertical 10 par un système de roulements 11 (ou galettes). Sur cette est également représenté un mécanisme 12 de contact avec le module 2, entre le moyen de prise 8a et le module 2. Un tel mécanisme 12 permet une sécurisation de la prise du module 2 par le dispositif 3.
Outre le moyen de prise 8, le montant 6 et/ou la colonne 5 correspondant est également configuré pour supporter au moins partiellement le poids du module 2. En particulier, les deux montants longitudinaux 6 sont configurés pour supporter ensemble tout le poids du module 2 ou des modules 2 à porter.
Le moyen de prise 8 est configuré pour être mobile entre une position de prise, c'est-à-dire déployée, et une position de libération, c'est-à-dire repliée. Dans la position de prise, le moyen de prise 8 s’étend au moins partiellement en dessous ou à l’intérieur du module 2. Par exemple, les bras de prise 8a sont pivotés pour être disposés en dessous du module. En particulier, une fois en position de prise, si le moyen de prise 8 est levé, il permet de porter le module 2. La position de prise peut être illustrée par la . Dans la position de libération le moyen de prise 8 ne s’étend pas en dessous ou à l’intérieur du module 2. Par exemple, les bras de prise 8a sont pivotés pour être disposé à une certaine distance du module 2. En particulier, une fois en position de libération, si le moyen de prise 8 est levé, il s’élève à côté du module 2 sans permettre de porter le module 2. La position de libération peut être illustrée par la .
De préférence, chaque moyen de prise 8 est indépendant des autres dans leurs changements de position et/ou de configuration. Dans une variante détaillée plus bas, chaque bras de prise 8a peut se positionner et/ou changer sa configuration (e.g. déployé, plié, distance au sol) de façon indépendante des autres bras. Avantageusement, cela permet une prise plus flexible des modules 2 par rapport à un actionnement simultané de plusieurs bras. En outre, cela permet une prise de modules 2 de différentes tailles. De plus, des moyens de prise 8 indépendants permettent la prise et transport simultanés de plusieurs modules par le même dispositif 3. En outre, cela permet le placement d’un module 2 à côté d’un autre module 2, ainsi que le placement d’un module au-dessus d’un autre module 2 conformant une configuration à plusieurs étages pour une augmentation de la capacité de transport du dispositif 3.
Les figures 10 et 11 illustrent des étapes d’approche, de prise et de transport de plusieurs modules 2 par le dispositif transporteur 3, et ce sur plusieurs étages.
Le dispositif transporteur 3, configuré avec tous ses moyens de prise 8 de module en position de retrait, se déplace d’abord vers un module 2 de petite taille placé au sol (ce premier déplacement n’est pas représenté sur les figures). Le dispositif 3 enjambe le module 2, et s'arrête dans une position convenable pour la prise du module 2.
Un ensemble de quatre moyens de prise 8 de module, associés à deux montants mobiles internes 4 du dispositif 3, s’articulent pour prendre le module 2. Ensuite, des systèmes de levage (non représentés), associés aux montant mobiles internes 4, lèvent le module 2 du sol. Le dispositif transporteur 3 peut ensuite continuer son déplacement vers un deuxième module 2 (ce deuxième déplacement n’est pas représenté sur les figures).
Afin de prendre le deuxième module 2, le dispositif 3 s’arrête dans une position convenable pour la nouvelle action de prise. Ensuite, le montant mobile 4 précédemment levé est descendu afin de permettre à un autre ensemble de quatre moyens de prise 8 de module de prendre le deuxième module 2.
Comme illustré sur la , une fois que les montants mobiles 4 engagés lèvent les modules 2 du sol, le dispositif 3 peut continuer son déplacement. Afin de pouvoir prendre un troisième module 2 (représenté sur la ), les systèmes de levage doivent augmenter suffisamment la hauteur de portage des deux modules 2 déjà présents sur le dispositif 3 afin de permettre au dispositif 3 d’enjamber le troisième module 2.
La prise du troisième module 2 a lieu avec un autre ensemble de quatre moyens de prise 8 de module, cette fois-ci associés à deux montants mobiles externes 4. Les moyens de prise 8 changent alors leur position le long des montants mobiles externes 4 afin de s’adapter aux dimensions de ce troisième module 2. Les systèmes de levage de ces montants externes 4 lèvent le troisième module 2 du sol pour permettre le transport de l’ensemble de trois modules 2 dans une configuration à deux étages.
Selon une variante, les moyens de prise 8 sont télescopiques. Avantageusement, cela permet de varier la largeur du dispositif 3 même s’il est en train de porter un module 2 ou plusieurs modules 2.
La montre un exemple de réalisation du moyen de prise 8 et ses moyens de déplacement dans la colonne 5. Les bras 8a peuvent être placés à différentes hauteurs de la colonne 5. La colonne 5 comprend un système de guides et positionnement linéaire 6a pour le positionnement des moyens de prise 8.
Selon l’invention, le moyen de prise 8 est mobile entre une position basse dans laquelle le moyen de prise 8 permet de disposer les bras correspondants en contact du module 2, et une position haute dans laquelle le moyen de prise est disposé au-dessus de la hauteur du module 2 permettant la prise d’autres modules dans le niveau inférieur ou d’enjamber des autres éléments tels qu’un deuxième dispositif 3 de largeur et hauteur légèrement inférieur ou un module 2 placé dans la voie de circulation 2.
Avantageusement, le dispositif transporteur 3 selon l’invention permet d’avoir de la place en bas lorsque le moyen de prise 8 portant un module 2 est en position haute. Il est donc possible d’enjamber des modules 2 longitudinalement et / ou latéralement contrairement aux solutions de l’art antérieur. De plus, le dispositif transporteur 3 est aisément maniable car il permet d’enjamber des modules 2 ou d’autres dispositifs pour se déplacer au long de la voie de circulation 1. En outre, le dispositif transporteur 3 ne nécessite pas de modifications significatives pour pouvoir enjamber un autre dispositif transporteur 3 ni de modifications significatives de la voie de circulation 1 pour effectuer des mouvements simultanés dans les deux sens.
Concernant maintenant le système de levage du dispositif transporteur 3 permettant de lever le ou les module(s) porté(s), il peut comprendre des pignons et des crémaillères associés à un actuateur de levage. Il peut comprendre un ou plusieurs vérins de levage avec des bras télescopiques. Des chaines ou câbles de levage ou des vis à billes verticales sont aussi des variantes possibles.
Dans une variante, le système de levage comprend des structures pivotantes, par exemple des leviers en structures en ciseaux (non visibles sur les figures), fixées aux montants longitudinaux dans un autre mode de réalisation.
Selon la variante préférée, au moins une colonne 5 comprend au moins un guide de mouvement 10 pour les mouvements des moyens de prise 8. Il s’agit par exemple d’au moins une structure femelle coopérant avec au moins une structure mâle, de préférence avec des roulements 11 (ou galets).
En particulier, comme illustré sur la , la colonne 5 comprend une structure femelle primaire 10a concave, par exemple en forme de « C » ou « U » ; et le montant mobile 4, ou le moyen de prise 8 comprend la structure male primaire 10b logée dans la structure femelle primaire 10a.
Avantageusement, ces guides 10 permettent de contraindre le mouvement vertical des moyens de pries 8 et ainsi le transfert effectif de charges mécaniques directement entre le montant 6 et les colonnes 5. C’est notamment avantageux pour transférer des charges de type forces longitudinales, forces latérales et le couple le long de l’axe longitudinal. Les guides 10 positionnés à proximité des colonnes 5 permettent de libérer l’espace entre colonnes 5 et de donner la capacité d’enjamber entre elles.
Dans une variante telle que celle illustrée en , on peut utiliser des colonnes ou guides intermédiaires 10 avec des actuateurs de levage associés.
De préférence, le système de levage comprend un mécanisme de blocage permettant le positionnement des moyens de prise 8 et/ou des montants longitudinaux 6 mobiles à différentes hauteurs et permettant ainsi le transport des modules 2 à différentes distances du sol.
Concernant maintenant la traction, selon une variante, le dispositif transporteur 3 comprend un système de traction 13 associé à des roues principales 14, de préférence multidirectionnelles. Il s’agit en particulier d’au moins quatre roues 14 disposées au droit ou à proximité des colonnes 5.
De préférence, au moins un moteur de direction (« steering motor ») est prévu par colonne 5 non-participant à la traction.
Dans une variante, au moins deux roues sont motorisées pour la traction et au moins deux roues ont un moteur de direction.
Par ailleurs, les systèmes de tractions proposés permettent aussi d’effectuer des rotations et changements de direction de déplacement rapides, de minimiser le rayon de courbure (ou braquage) et d’enjamber de façon latérale. Afin d’enjamber un module 2 ou objet de façon latérale, le dispositif transporteur 3 lève au moins les montants mobiles 4 et configure le système de traction pour un mouvement globalement latéral. Les roues 14 sont alors globalement à 90 degrés, comme illustré sur la .
Le système de traction peut aussi être disposé à côté de la colonne 5, et non seulement au-dessus de celle-ci. Il peut également être disposé le long des montants inférieurs 6 pour certaines configurations mécaniques.
Selon un mode de réalisation, le montant longitudinal 6 est réglable en taille. Ainsi, la distance longitudinale entre les colonnes 5 principales peut être variée par les montants longitudinaux 6 dotés par exemple d’un dispositif télescopique 16, visible sur les figures 2 et 3. Les montants longitudinaux 6 peuvent être fixes 19 et/ou mobiles 4 c'est-à-dire que le réglage est fixe ou modulable en cours de pilotage. C’est également le cas des montants longitudinaux fixes 19 le cas échéant. Avantageusement, cela permet d’optimiser la taille du dispositif 3 à des modules 2 de différentes tailles, et d’optimiser la taille du dispositif transporteur 3 pour son transport (e.g. dans un conteneur maritime, ou dans une coiffe de transport aérien).
Selon un mode de réalisation, le montant transversal 7 est réglable en taille.
Ainsi, la distance latérale entre les colonnes est variable par des montants transversaux 7, dotés par exemple d’un dispositif télescopique linéaire. Les montants transversaux 7 peuvent être fixes et/ou mobiles c'est-à-dire que le réglage est fixe ou modulable encours de pilotage.
Avantageusement, cela permet d’optimiser la largeur du dispositif 3 pour enjamber ou pour être enjambé notamment par un autre dispositif 3. Cet aspect peut être illustré par la . Cela permet également d’optimiser la taille du dispositif transporteur 3 pour son transport et pour des voies de circulation 1 de largeur réduite. Cet aspect peut être illustré par la , pour le dispositif télescopique linéaire 16.
Selon un mode de réalisation, la colonne 5 est réglable en taille. En particulier, la hauteur des colonnes 5 est variable par des dispositifs télescopiques 16. Avantageusement, cela permet d’optimiser la taille du dispositif transporteur pour enjamber ou pour être enjambé notamment par un autre dispositif 3. Cet aspect peut être illustré par la . Cela permet également d’optimiser la taille du dispositif transporteur pour son transport, d’optimiser la taille pour accéder à des espaces à hauteur réduite, de niveler le module 2 en déplacement en relation à un sol en pente et pour intégrer des systèmes de suspensions au colonnes 5 associées au système de traction 14.
Selon un mode de réalisation, le dispositif transporteur comprend en outre au moins un montant fixe portant un ou plusieurs desdits moyens de levage.
Selon une variante, le dispositif transporteur comprend en outre au moins un bras de manipulation 21 articulé et/ou robotisé sur son bâti. Le bras de manipulation 21, visible par exemple sur la , est de préférence disposé sur un montant transversal 7, plus préférentiellement au côté de celui-ci. On peut aussi envisager de placer ledit bras 21 sur au moins une colonne 5 et/ou au moins un montant 6, 19. Il peut avoir une position fixe ou variable.
Comme illustré sur la , le bras de manipulation 21 est configuré pour permettre des manipulations et portages d’objets divers 22 tel que des colis à l’intérieur d’un module, de caméras ou autre type de dispositif d’inspection, extincteurs d’incendies et nettoyeurs de capteurs. On pourra parler de bras d’inspection 21 lorsque le bras comporte une caméra ou autre type de dispositif d’inspection. Ainsi, l’invention porte en outre sur un dispositif transporteur comprenant ledit bras de manipulation/inspection 21.
Avantageusement, le bras de manipulation 21 permet la manipulation, déplacement et pose des objets, tels que colis, entre un module et un site d’entreposage ou le sol.
Par ailleurs, le bras de manipulation 21 peut permettre l’enlèvement des objets ou obstacles dans le parcours du dispositif transporteur tel que des branches, résidus, et neige.
De plus, le bras de manipulation 21 peut permettre l’action efficace d’un dispositif extincteur d’incendie sans mettre en risque l’intervention d’un humain en cas d’incendie sur un dispositif ou un module.
Le bras de manipulation 21 peut permettre une intervention sur les dispositifs et modules, i.e. débloquer un mécanisme, tracter un autre dispositif, échanger des batteries électriques, nettoyer des capteurs.
L’invention concerne en outre un système de croisement, entre deux dispositifs transporteurs 3 tels que décrits précédemment ou entre un dispositif et un module, sur une même voie de circulation, ce système permettant une coordination ainsi qu’un pilotage des configurations géométriques dédits dispositifs et le positionnement de modules sur chacun des dispositifs. Par exemple, un contrôle, centralisé de préférence robotisé et avec un moyen de communication entre les dispositifs, déterminant la configuration géométrique de chaque dispositif transporteur 3, plus particulièrement les hauteurs de colonnes 5, les largeurs des montants transversaux 7 et le positionnement des moyens de prises 8, pour effectuer des mouvements de croisement relatifs entre les dispositifs à des vitesses différentes sur le même secteur d’une voie unique de circulation. Le mouvement relatif peut être effectué avec un des dispositifs à l’arrêt, ou avec un module 2 à l’arrêt (le module déposé sur la voie de circulation), ou avec les deux dispositifs en mouvement, le mouvement être positif (mêmes sens de mouvement pour les deux dispositifs) ou négatif (sens opposés de mouvements).
Ce système de croisement permet de mettre en œuvre un partage optimisé de la voie de circulation, notamment avec la possibilité de déplacer davantage de personnes, de biens et/ou de dispositifs transporteurs 3 dans les deux sens de mouvements, et ce même si un dispositif ou un module se trouve à l’arrêt sur la même voie. En plus de cette capacité accrue de flux bidirectionnel, la voie de circulation peut aussi servir comme espace de parcage de modules 2, de dispositifs transporteurs ou d’autres types de biens.
Un autre objet de l’invention concerne une méthode de croisement, comprenant des étapes d’ajustement de la hauteur du dispositif 3, d’ajustement de la largeur du dispositif 3, d’ajustement de la hauteur des possibles modules portés par le ou les dispositif(s) participant au croisement, et d’enjambement au moyen d’un au moins un dispositif transporteur 3 tel que décrit précédemment, ou un système de déplacement et parcage tel que décrit précédemment.
Il s’agit notamment d’une méthode de pilotage comprenant des étapes de préparation géométrique (hauteur, largeur, configuration des moyens de prise) par les actuateurs décrits précédemment pour une variation de taille des colonnes 5 et des montants et pour le positionnement des moyens de prise 8, et une étape d’enjambement notamment longitudinal et/ou latéral comprenant des étapes de pilotage coordonné des dispositifs transporteurs 3.
A condition que les distances transversales entre les colonnes principales 5, entre les hauteurs des montants transversaux 7, et entre les hauteurs de possibles modules portés soient suffisantes et/ou que les moyens de prise en configuration permettent l’enjambement, par exemple en position de libération, le dispositif transporteur 3 peut aisément enjamber dans la direction avant/arrière un autre dispositif 3 en mouvement ou à l’arrêt ou enjamber un module placé sur la voie de circulation. Ceci peut être illustré sur les figures 5 à 7. Avantageusement, cela permet de pouvoir déplacer et placer des modules et des dispositifs transporteurs sans besoin de multiples voies de circulation.
Selon l’invention, la méthode comprend des étapes d’adaptation géométrique du ou des dispositifs transporteurs 3 afin de permettre l’action de croisement, de l’alignement du dispositif enjambeur et/ou du dispositif enjambé, et de l’action de croisement par enjambement, avec au moins un des deux dispositifs en mouvement. Le dispositif enjambeur peut porter (ou être chargé) ou non des modules au moment du croisement du deuxième dispositif. Également, le deuxième dispositif peut porter (ou être chargé) ou non des modules au moment d’être enjambé par le premier dispositif. Ce procédé présente un notable avantage pour la récupération de surfaces de voies de circulation de véhicules, par exemple de voitures, en faveur des espaces urbains.
L’invention porte en outre sur un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’une méthode telle que décrite précédemment, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
L’invention porte en outre sur un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes de mise en œuvre d’un dispositif transporteur tel que décrit précédemment, en particulier des étapes de commande des éléments d’un dispositif transporteur tel que décrit précédemment, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. Chaque déplacement ou action d’un dispositif transporteur ou d’une partie de celui-ci peut être considéré comme une étape de procédé mis en œuvre par ordinateur.
Un autre objet de l’invention concerne un système commandé de déplacement et parcage de modules, tel qu’un système robotisé automatique ou semi-automatique.
Le système commandé comprend une unité de commande dans laquelle est chargée un programme tel que décrit précédemment, ainsi qu’au moins un dispositif transporteur tel que décrit précédemment.
L’unité de commande peut être à distance du dispositif transporteur, par exemple dans une zone de contrôle de trafic urbain.
Claims (19)
- Dispositif transporteur (3, 3a, 3b, 3c) pour le déplacement et parcage de modules (2), chaque module (2) étant dépourvu de moyens de traction propres, le dispositif transporteur étant mobile et comprenant au moins un moyen de prise (8) de module configuré pour être mobile entre une position de prise dans laquelle ledit moyen de prise (8) s’étend au moins partiellement en-dessous ou à l’intérieur du module, de préférence dans le secteur bas ou par le dessous du module, et une position de libération dans laquelle ledit moyen de prise ne s’étend pas dans le module, ledit moyen de prise (8) étant configuré pour supporter le poids du module (2), le dispositif comprenant au moins un calculateur associé à des capteurs, configuré pour piloter le déplacement du dispositif transporteur (3, 3a, 3b, 3c) ainsi que ledit moyen de prise (8), caractérisé en ce que le dispositif comprend au moins une colonne (5), et au moins un montant (6) connecté à ladite colonne (5), et en ce que le dispositif transporteur (3, 3a, 3b, 3c) est configuré pour pouvoir enjamber des modules.
- Dispositif transporteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit montant est un montant longitudinal (6, 4) monté mobile entre une position basse dans laquelle ledit montant longitudinal (6, 4) permet de disposer ledit moyen de prise (8) au moins partiellement en-dessous ou à l’intérieur du module (2) lorsque ce dernier est posé au sol, et une position haute dans laquelle ledit montant longitudinal (6, 4) est disposé au-dessus de la hauteur du module (2).
- Dispositif transporteur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un guide vertical (10) pour guider les mouvements d’au moins un moyen de prise (8).
- Dispositif transporteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le guide vertical (10) est équipé d’au moins un moyen de prise (8).
- Dispositif transporteur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen de prise de module (8) est escamotable et/ou à taille variable.
- Dispositif transporteur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les colonnes (5) et/ou montants (6, 4, 19, 7) sont réglables en taille.
- Dispositif transporteur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif transporteur est configuré pour pouvoir enjamber des modules ou d’autres dispositifs transporteurs de façon latérale et/ou longitudinale.
- Dispositif transporteur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est configuré pour transporter plus d’un module.
- Dispositif transporteur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est configuré pour prendre et transporter simultanément au moins deux modules dans une configuration à plusieurs étages.
- Dispositif transporteur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un système de traction associé à des roues multidirectionnelles (14), commandé par ledit calculateur.
- Dispositif transporteur selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins un système de levage, caractérisé en ce que le système de levage comprend des sous-systèmes de levage fixés et/ou intégrés à au moins un montant (6, 4, 19) et/ou à au moins une colonne (5).
- Dispositif transporteur selon la revendication 3 ou 4, comprenant plusieurs guides verticaux (10) et plusieurs colonnes (5), chaque colonne (5) étant munie de plusieurs guides verticaux (10).
- Dispositif transporteur selon la revendication 3 ou 4, comprenant plusieurs colonnes (5), le ou chaque guide vertical (10) étant disposé entre les colonnes (5).
- Dispositif transporteur selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif transporteur (3, 3a, 3b, 3c) comprend au moins un bras de manipulation/inspection de préférence robotisé.
- Système de déplacement et parcage de modules (2), comprenant au moins deux dispositifs transporteurs (3, 3a, 3b, 3c) selon l’une des revendications précédentes.
- Méthode de déplacement de dispositifs transporteurs (3, 3a, 3b, 3c), effectuée au moyen d’un système de déplacement et parcage selon la revendication 15, caractérisée en ce qu’elle comprend une étape de positionnement et d’alignement des dispositifs transporteurs sur une même voie de circulation, une étape d’adaptation géométrique de la taille d’un premier dispositif transporteur ; et une étape d’enjambement d’un second dispositif transporteur effectuée par ledit premier dispositif transporteur.
- Méthode selon la revendication précédente, comprenant en outre une étape de prise de module effectuée par un des dispositifs transporteurs, et une étape de déplacement du module effectuée par au moins un des dispositifs transporteurs.
- Méthode selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle comprend une étape, effectuée par le dispositif transporteur qui a pris le module, de positionnement vertical du module sur le dispositif transporteur.
- Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’une méthode selon l’une des revendications 16 à 18, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
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