FR3132689A1 - Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court Tout-Terrain. - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
Un Cobot (2), roulant ou marcheur, à plateaux de chargement (36) internes ou externes, comporte une structure de fixation (129) liée, sans degré de liberté longitudinal ni latéral, à un Equipement Corporel de Liaison rigide (82) porté par un Piéton aux membres libres. Ledit Equipement (82) est doté d’un Verrouillage (100) Sécurisé Electroniquement selon l’Etat de l’Art de Bon Verrouillage des Ceintures de Sécurité. L’intention d’accélérer, freiner ou pivoter est transmise par micro-contrôleur (184) avec entrées sur des capteurs des cinétiques du corps dudit piéton. Pour le Transport Court Urbain ou en Montagne, ledit Cobot (2) fournit audit Piéton une Aide à l’effort musculaire, Mécatronique, Compacte, Puissante, Sécurisée, à haute capacité de franchissement et/ou pivotement, grâce à deux organes (8) de motion au sol, parallèles et frontaux, tels que grandes roues motrices (5) à axe central plein ou creux, ou pattes motorisées (6) ou roues motrices (7) sur bras articulé.
Description
PROPOSER UNE AIDE ELECTRIQUE AU MOINS AUX CENT DERNIERS METRES METRES DE TRANSPORT, DE LIVRAISON OU DE TRAVAIL EN VILLE, EN ZONE RURALE OU EN MONTAGNE .
Des sociétés, dont plusieurs sont implantées mondialement, livrent en Ville, en Zone Rurale et en Montagne. Les charges de livraison sont plus ou moins lourdes selon le délai demandé et le type de tournée.
En Ville, au moins les 100 derniers mètres de livraison peuvent se heurter aux piétons et au franchissement de trottoirs.
En Zone Rurale, au moins les 100 derniers mètres de livraison peuvent se heurter à des voies d’accès chaoteuses.
En Montagne, au moins les 100 derniers mètres de livraison peuvent se heurter à des voies d’accès pentues.
Un Véhicule Electrique Doux, Sécurisé, Léger, Manoeuvrable, Agile et Puissant est souhaité pour répondre à ces demandes.
Des sociétés, dont en particulier une est implantée mondialement, contractent avec des prestataires possédant leur VTC (Véhicule de Transport avec Chauffeur) pour des transports courts de porte à porte et concurrençant les taxis.
Les 100 derniers mètres de transport dans des ruelles peuvent se heurter aux piétons.
Cependant, le nombre de personnes transportées ne devrait pas nécessairement conduire à des gros gabarits de véhicules, même si ce nombre oscille entre 8 et 15.
C’est souvent dans des lieux où les automobiles ne sont pas les bienvenues que veulent se rendre des groupes de 8 à 15 personnes, par exemple dans des sites touristiques ou à des spectacles ou à des hotels-restaurants.
Un Véhicule Electrique Doux, Sécurisé, Léger, Manoeuvrable, Agile, Puissant et respectueux des piétons est souhaité pour répondre à cette demande.
Des artisans et des entreprises doivent pouvoir effectuer leur travail en Ville dans les lieux d’accès difficile ou délicat.
Les biens transportés sont plus ou moins lourds selon le type de travail exécuté.
Un Véhicule Electrique Doux, Sécurisé, Léger, Manoeuvrable, Agile et Puissant est souhaité pour répondre à ces demandes.
PROPOSER UNE AIDE ELECTRIQUE AU MOINS AUX CENT PREMIERS METRES DE COLLECTE DES DECHETS EN VILLE, EN ZONE RURALE OU EN MONTAGNE .
Le monde moderne croûle sous les déchets: mousses, tapis synthétiques, moquettes, plastiques, sacs plastiques, films plastiques, papiers, cartons encombrants, appareils électriques, petit électroménager, gros électroménager, batteries, dispositifs électroniques, meubles, sanitaires, plomberie, chaussures, détritus indiscernables. Et le plus critique de tout : les tissus, dont des montagnes finissent en décharges sauvages partout sur la p^lanètes
Un Véhicule Electrique Doux, Sécurisé, Léger, Manoeuvrable, Agile et Puissant est souhaité pour répondre à ces demandes différentes de Collecte des déchets
CONTEXTE DU TRANSPORT COURT DE BIENS, DE MARCHANDISES ET DE PASSAGERS
LE TRANSPORT COURT ET LA MANUTENTION DE BIENS ET DE MARCHANDISES
Le Transport Court de Biens et de Marchandises est rencontré partout pour tout.
Il est rencontré en milieu urbain, dans le Bâtiment pour le Gros Oeuvre et pour le Second Œuvre, pour l’Artisanat, pour la Grande Distribution, pour le Commerce Traditionnel, pour le Commerce Internet avec livraison de biens a domicile, pour l’Evènementiel, pour la Collecte des déchets ménagers, pour la Collecte des encombrants, pour la Restauration livrée a domicile, pour les Secours, pour les Activités communautaires, pour les Activités culturelles, pour les Parcs et Jardins, etc, etc.
Le schéma traditionnel de la livraison de marchandises en milieu urbain repose sur des entrepôts situés loin des Centre-Ville pour bénéficier de couts faibles du m² logistique.
Cependant, Internet et la numérisation du Transport ont depuis quelques années favorisé la naissance d’entrepôts situés plus près des Centre-Ville. On les appelle les Entrepôts Urbains.
Le coût plus élevé du m² logistique des Entrepôts Urbains est compensé par une livraison au dernier km effectuée par des véhicules électriques légers, tels que des vélos-cargo électriques, qui sont conduits par des coursiers et sont classiquement capables de déplacer une centaine de kg de marchandises. Ces coursiers sont en profession libérale ou au contraire des salariés de sociétés spécialisées qui intègrent dans leur activité la livraison dite «au dernier km».
Le Transport Court de Biens et de Marchandises est aussi rencontré en Milieu industriel, dans les Usines, sur les Chantiers, pour le Génie civil, etc
Le Transport Court de Biens et de Marchandises est enfin rencontré en Zone Rurale pour les plantations et le ramassage en Maraichage, pour la Cueillette en Arboriculture, pour le Transport de Denrées, pour les Activités Pastorales de plaine et de montagne.
Le Transport Court de Biens et de Marchandises sera demandé dans les élevages animaux. Il faudra allouer des espaces au minimum vingt fois plus importants aux animaux pour soulager leur souffrance et tenter de baisser leur exposition à des virus comme c’est le cas dans cesser avec l’actuelle hyperpromiscuité des élevages industriels.
L’élevage industriel des animaux sera peut-être progressivement remplacé par des fermes d’élevages d’insectes qui seront demandeuses de manipulation, de manutention et de Transport Court.
FREQUENCE DU TRANSPORT COURT DE BIENS ET DE MARCHANDISES AU DERNIER KILOMETRE DE LIVRAISON
Deux philosophies s’opposent dans la fréquence du Transport Court de Biens et de Marchandises
• Celle du délai minimum pour des clients pressés.
En amont, un mini-entrepôt urbain est approvisionné très fréquemment, avec des répercussions plus en amont encore sur le profil du trafic urbain dans la zone périphérique audit mini-entrepôt. En aval, les livraisons sont fréquentes et les charges de livraison sont peu élevées, à la portée de vélos-cargos électriques. C'est l'option retenue par la majorité des acteurs de la livraison au dernier km.
• Celle du délai 2-3 jours pour des clients non-pressés.
On optimise les tournées, et on attend 2 ou 3 jours pour livrer de nombreux clients proches les uns des autres. En amont, le mini-entrepôt urbain est livré moins fréquemment, et plus en amont encore, cela assainit le profil du trafic urbain dans la zone périphérique audit mini-entrepôt. En aval, les livraisons sont moins fréquentes et les charges de livraison sont plus élevées que dans l’option précédente, c'est-à-dire qu’elles font faire appel à des petites camionnettes électriques.
LE TRANSPORT COURT URBAIN DE PASSAGERS ET SON EVOLUTION DANS UN AVENIR PROCHE
Avec la densification de la numérisation et des objets connectés, un service de Transport Court de passagers pourra être rendu à un groupe de personnes qui veulent parcourir 1 à 2 kms pour aller ensemble en toute tranquilité à une réunion ou au restaurant et/ou à un spectacle (cinéma, théatre) ou à une conférence ou à un spectacle sportif ou à une activité sportive. Il peut falloir pour ce faire rejoindre des lieux situés dans un vieux quartier fourni en ruelles et en rues piétonnes, ou situés dans un écoquartier.
Ce service de Transport Court de passagers pourra s’étendre à des enceintes et parcs prives, des sites touristiques, des stations balnéaires, des stations de ski, des parcs de loisirs, des parcs d’expositions, des services clients pour Congres, Hotels et Restaurants, des navettes metro-gares, des navettes intra-aéroports, des chantiers et travaux de plein air, etc
LA DIMENSION INCONSCIENTE PSYCHOLOGIQUE ET NEUROSENSORIELLE DU TRANSPORT COURT URBAIN SUPPOSE ETRE DOUX
Les engins électriques pour le dernier kilomètre ont apporté un progrès pour la sécurité et la tranquillité des piétons.
Néanmoins, deux phénomènes se sont conjugués pour que la situation finisse par se dégrader et n’évolue pas dans le sens souhaité, et ce pour deux raisons.
D’une part, les conducteurs des engins électriques pour le dernier kilomètre du Transport Court sont soumis aux pièges du cerveau qui conditionne de façon inconsciente la dimension psychologique et neurosensorielle des comportements de mobilité douce. Ces mêmes conducteurs évaluent davantage le risque encouru pour eux-mêmes vis-à-vis des voitures que le risque encouru par les piétons qui évoluent dans le proche environnement de leur parcours.
Les voies de détente, de sécurité et de ballade pour piétons deviennent des voies de stress lorsqu’elles sont cotoyées par des voies vertes de circulation pour des engins de Mobilité Douce.
Pour progresser dans ce domaine, les Pouvoirs Publics ont réservé des pistes cyclables, mais paradoxalement, les conducteurs les ont adoptées comme des voies réservées que les piétons ne pourraient investir qu’à leurs risques et périls. Autant dire que les conducteurs des engins électriques pour le dernier kilomètre se sont mis à ne plus respecter du tout les piétons
D’autre part, les conducteurs des engins électriques pour le dernier kilomètre se sont retrouvés soumis à une pression sur le temps de livraisons pour des raisons économiques.
Là encore, la conséquence a été que les conducteurs des engins électriques pour le dernier kilomètre se sont mis à ne plus respecter les piétons.
LE FRANCHISSEMENT DE TROTTOIRS PEUT ETRE PLUS OU MOINS AMICAL AVEC LES PIETONS PROCHES DE L'ENGIN DE TRANSPORT COURT.
Le franchissement de trottoirs peut être plus ou moins amical avec les piétons proches de l'engin de Transport Court
Lorsqu'un roue est petite devant un obstacle comme un trottoir, le conducteur accélère momentanément le temps de le franchir, et cet apport de puissance crée un à-coup qu'il est difficile de contrôler au dixième de seconde près..
Cet arrêt suivi d'une reprise brutale rompt la continuité d'un mouvement et peut être dangereux pour les piétons à proximité immédiate de la manoeuvre.
Les engins classiques ont des roues trop petites pour éviter ces à-coups dans les franchissement de trottoirs.
A l'inverse, les engins à grande(s) roue(s) et à roues motrices sur bras ou losanges articulés envisagés dans l’invention sont capables d'un franchissement avec un mouvement continu, ce qui les rend amicaux avec les piétons.
LES RUELLES MARCHANDES ET FESTIVES DES VIEILLES VILLES
ET LE TRANSPORT COURT
Dans les ruelles marchandes des vieilles villes, les foules de piétons imposent une très petite vitesse à tous types de véhicules, mais cette faible vitesse ce constat ne suffit pas à rendre douce la cohabitation entre véhicules et piétons.
LE PIVOTEMENT SUR PLACE EST UNE QUALITE DE MANOEUVRABILITE DE L’ENGIN DE TRANSPORT COURT
Le pivotement sur place est une qualité de manoeuvrabilite d'un engin de Transport Court, et il s'obtient avec un engin à deux roues motrices parallèles fonctionnant en sens inverse l’une de l’autre. C’est un principe mis en avant dans la présente invention.
DEFINITION DE L’ASSISTANCE ELECTRIQUE EN MOBILITE ELECTRIQUE.
Au moins dans la présente invention, l’Assistance Electrique en matière de Mobilité se définit par le fait qu’un mouvement simple et musculaire de propulsion d’une personne devant se déplacer est instantanément soutenu par la propulsion électrique d’un engin, quitte à rendre la part de cet effort musculaire négligeable dans la progression de l’ensemble (personne-engin).
DEFINITION DE L’AIDE COBOTIQUE A L’EFFORT MUSCULAIRE.
Le mot Cobot désigne un engin pourvu d’une mécatronique non autonome en collaboration avec un opérateur humain. Le Cobot reste dépendant de l'intention, du geste ou du comportement de l'utilisateur qui reste le seul décideur capable de faire face à l’imprévu.
Certains cobots ont une capacité d'apprentissage pour maximiser la performance d'imitation, de substitution, de communication ou de robustesse à l'erreur.
Dans tous les cas de Figure, l’invention s’intéresse aux conditions de sécurité dans lesquelles s’effectue une Assistance Electrique ou une Aide Cobotique.
Ces conditions de sécurité s’évaluent en considérant les cinétiques longitudinales et latérales. En effet, le véhicule de l’invention est à vocation terrestre et reste au sol.
On parle de chirurgie assistée pour un robot de chirurgie reprenant les gestes du chirurgien en téléopération. Puisque les gestes à imiter sont compliqués et que le chirurgien ne vise pas à soulager un effort musculaire, parler d’assistance électrique semble inapproprié pour un robot de chirurgie. Il vaut mieux utiliser l’expression «Assistance Robotique»
En revanche si un maçon manipule des briques en dirigeant une pince au bout du bras d’un robot qui imite ses gestes, il rentre en jeu la prise en charge d’un effort musculaire et des gestes compliqués. Au moins dans la présente invention, il convient de qualifier une telle aide d’Aide Cobotique à l’Effort Musculaire.
Du fait qu’ils ne prend pas décisions suspendues aux conditions instantanées, dynamiques et changeantes du trafic environnant, un Cobot circulant à terre au milieu des véhicules, comme l’est celui de l’invention, sera mieux accepté par les Assurances que les Robots Autonomes qui ont du mal à échapper aux dangers de collisions dans un trafic aléatoire et imprévisible.
La présente invention évoque des franchissements d’obstacles. C’est un geste simple pour un engin à roues ou à roues-pattes, mais qui peut être compliqué pour un engin à pattes motorisées ou a roues sur bras ou losanges articulés.
Sur cet aspect de degré de liberté vertical, le Cobot de l’invention peut avoir une capacité autonome à prendre des décisions en temps réel pour les gestes de ses pattes motorisées ou de ses roues motrices sur bras ou losanges articulés.
Dans tous les cas de Figure aussi, l’invention ne cherche pas à déléguer la perception du trafic environnant à une scrutation robotique du trafic, ce qui reste risqué et compliqué, ainsi que le montrent les limites des véhicules autonomes.
Dans la présente invention, ladite perception du trafic environnant reste à l’appréciation d’un opérateur logistique qui circule à pied, pour le plus grand bénéfice de l’acceptation des Compagnies d’Assurance.
LES CAPTEURS CLASSIQUES DE L’ASSISTANCE ELECTRIQUE.
L’Assistance Electrique en Mobilité la plus banalisée est celle des VAE (Vélos à Assistance Electrique) qui repose la plupart du temps sur la mesure de l’effort sur le pédalier. Elle utilise essentiellement des capteurs de couple et des capteurs de puissance.
Plus généralement, les capteurs peuvent détecter la présence de pédalage, sa cadence, l'effort exercé sur les pédales, et le freinage. Un micro-contrôleur électronique intègre les paramètres qui qualifient le comportement du vélo en fonction du profil utilisateur choisi par le constructeur. Il régule la consommation de courant, et pilote le moteur dans ses différentes phases de fonctionnement: démarrage, régime continu, accélération, etc. à partir des informations transmises par les capteurs.
Un composant de régulation de la rotation peut se composer de 2 parties indépendantes. Le capteur (ou sonde) et un disque aimanté qui envoie le signal de rotation du pédalier. Le capteur est la partie fixe va capter un signal envoyé par des aimants. L'information est transmise au moteur pour lui indiquer qu'il doit se mettre en marche.
En France, le vélo à assistance électrique doit répondre à la norme EN 15194. qui stipule que l'assistance électrique doit se déclencher sous l'impulsion du pédalage que produit le cycliste.
Les capteurs vont transmettre l'information au moteur électrique lorsque le pédalier est en rotation, ce qui déclenche l'assistance électrique.
C’est ce principe de conditionnalité qui est retenu dans la présente invention.
Si le vélo n'est pas équipé d'un capteur de pédalier mais d'un accélérateur de type gâchette, il sera assimilé à un cyclomoteur ce qui implique une obligation d'assurance, d'immatriculation et le port du casque.
Il existe aussi des Trottinettes à Assistance Electrique. Par exemple, on peut citer le brevet WO2012163789A1 « Electrically assisted street scooter, ou Trottinette de rue à Assistance Electrique »
Cette invention concerne une Trottinette à Assistance Electrique comprenant un guidon, un plateau, une roue avant, une roue arrière, un bloc-batterie solidaire dudit plateau, un moteur électrique, et un circuit d'entraînement pour commander l'alimentation électrique dudit moteur électrique à partir dudit bloc-batterie.
Le moteur peut être activé lorsqu'un utilisateur pousse ladite trottinette. Un circuit d'arrêt automatique éteint le moteur lorsqu’il n'est pas utilisé pendant une durée prédéterminée. Le niveau d'assistance électrique est déterminé en fonction de la valeur de crête après chaque poussée de jambe. Le freinage électromagnétique est proportionnel à l'intensité et/ou à la durée d'une pression sur une pédale de frein.
Le brevet WO2016079614A1 WIPO (PCT) »System for controlling the motion of an impulsive-type human-powered vehicle ou Système de commande du mouvement d'un véhicule à traction humaine du type à impulsions» décrit un système qui permet de commander le mouvement d'un véhicule à traction humaine du type à impulsions, comme un skateboard ou une trottinette, et utilise des signaux d’activation répondant à l'absence ou à la présence de poussée (Fk) de l'utilisateur.
Le système comprend un capteur pour détecter la vitesse longitudinale (v) dudit véhicule à traction humaine, un module pour commander un couple/une force d'entraînement principal du moteur sur la base d'au moins le signal indiquant la vitesse longitudinale (v) dudit véhicule, un module pour déterminer l'accélération longitudinale (Ax) du véhicule, un module pour estimer la présence ou l'absence d'une poussée (Fk) de l'utilisateur sur le véhicule par un équilibre des forces agissant sur le véhicule, estimée sur la base au moins dudit signal représentant l'accélération longitudinale, configurée de façon à être fournie au module de commande
LES CAPTEURS ENVISAGEABLES DANS L’ASSISTANCE ELECTRIQUE ET L’AIDE COBOTIQUE
Les capteurs envisageables dans l’Assistance Electrique et l’Aide Cobotique sont les capteurs de l’Etat de l’Art: capteurs de position, centrales inertielles avec gyromètres, gyroscopes, capteurs de vitesse, capteurs d’accélérations, capteurs d’angle, inclinomètres, capteurs de pression, capteurs à ultra-sons, détecteurs inductifs, capteurs capacitifs, capteurs photoélectriques, radars, odomètres, caméras avec analyse d’images stabilisées et sectorisées, caméras ultra-rapides, Télémètres à laser spectre visible, Télémètres à laser Infra-rouge, LIDAR Time-Of-Flight, caméras polarimétriques, Détection Hybride (Imagerie Polarimétrique- Caméras avec analyse d’images stabilisées et sectorisées), cette liste étant non limitative
Cf G. Asch, P. Renard, P. Desgoutte, Z. Mammeri, et al. Du capteur à l'ordinateur.
Collection Technique et Ingénierie, Dunod/L'Usine Nouvelle. 2011 -.
Cf G. Asch. Les capteurs en instrumentation industrielle.
Collection:Technique et Ingénierie. 2016.
Cf Baudoin, M. Lavabre. Capteurs: principes et utilisations. Éd. Casteilla, 2007
Cf S. Nazeer. Conception et réalisation de micro-capteurs de pression pour l’instrumentation d’interface à retour d’effort. Université Paris Sud - Paris XI, 2012.
Cf. Thèse de Sébastien AUBIN, Université de Toulouse. Décembre 2009, Capteurs de position innovants: Application aux Systèmes de Transport Intelligents dans le cadre d'un observatoire de trajectoires de véhicules
Cf Abd El Rahman Shabayek, Olivier Morel, David Fofi. Visual Behaviour Based Bio-Inspired Polarization Techniques in Computer Vision and Robotics. Developing and Applying Biologically-Inspired Vision Systems: Interdisciplinary Concepts, Information Science Reference, pp.247-276, 2012,
Cf. N.A. Rubin et al., Matrix Fourier optics enables a compact full-Stokes polarization cameraScience 365, (2019).
Cf. A. Altaqui et al., Mantis shrimp–inspired organic photodetector for simultaneous hyperspectral and polarimetric imaging. Sci. Adv. 7, (2021).
Parmi d’autres types systèmes de capteurs évoqués précédemment dans l’Etat de l’Art, des capteurs d’images des drônes (en anglais UAV ou Unmanned Aerial Vehicle ou Véhicule Aérien Motorisé Sans Pilote) sont capables de donner les bonnes informations d’images malgré les soubresauts, et sont utilisables dans l’Assistance Electrique et l’Aide Cobotique des véhicules accompagnés par une personne qui reste la seule à décider face à l’imprévu.
En effet, l’Etat de l’Art des drônes évolue vers les capteurs avec sectorisation, analyse et stabilisation d’images obtenues par des micro-caméras, et vers le contrôle du bon fonctionnement des capteurs de position, de vitesse, d’angle et d’accélération.
Par exemple, le brevet « WO2011048597A1. Imaging system for UAV ou Système d’images pour UAV».concerne un système pour fournir une image vidéo stabilisée avec une ligne de site (LOS) défilant en continu et contrôlable automatiquement et un champ de vision (FOV) réglable pour une utilisation dans un véhicule aérien sans pilote (UAV), sans déplacement les pièces.
Le système comprend une pluralité de capteurs orientés fixes disposés dans une ou plusieurs orientations, une unité de calcul comprenant un processeur adapté pour définir une position d'une fenêtre d'intérêt (WOI) dans un ou plusieurs champs de vision des différents capteurs.
Le système lit les données de pixels de ladite fenêtre d'intérêt WOI, compense en temps réel les changements entre une position cible et ledit UAV. Dans la foulée le système fait défiler en continu la position de ladite fenêtre d'intérêt WOI et fournit une image vidéo continue à haute fréquence d'images sur la base des données de pixels de ladite fenêtre d'intérêt WOI.
Par exemple aussi, le brevet « WO2005048605A1. Synthetic electronic imaging system ou Système d'imagerie électronique synthétique» concerne un système et un procédé pour fournir des données d'image compensées correspondant à une région d'intérêt dans un champ de vision d'un objet ayant une orientation variable. Le système comprend une pluralité de moyens de capture d'image situés sur l'objet pour fournir des données d'image correspondant au champ de vision et des moyens de mesure d'orientation pour mesurer une orientation de l'objet. Des moyens de sélection sont également fournis pour sélectionner une partie des données d'image correspondant à la région d'intérêt; et également des moyens de compensation pour compenser la partie de données d'image pour l'orientation de l'objet afin de fournir les données d'image compensées.
ETAT DE L’ART DES COMMANDES ELECTRONIQUES DES VEHICULES LEGERS DANS LE TRANSPORT COURT DE BIENS ET DE MARCHANDISES
LES GYROPODES A DEUX ROUES PARALLELES AJUSTENT LEUR EQUILIBRE:
Le fonctionnement d’un Gyropode à 2 roues parallèles repose sur deux 2 moteurs indépendants l’un de l’autre, et avec un système de capteurs d’équilibre composé de gyroscopes et de capteurs d’accélération qui génèrent les signaux d’accélération et de freinage.
Le Gyropode comprend deux unités de pilotage équipées chacune d’un microprocesseur pour le contrôle de chaque moteur, ainsi que deux systèmes indépendants de contrôle pour garantir l’approvisionnement énergétique régulier des moteurs.
Les moteurs assurent aussi le freinage, au moins sur les gyropodes classiques qui ne disposent pas d’un système de freins mécaniques.
Comme les moteurs d’un gyropode homologué pour le Transport Court peuvent atteindre des prix élevés, le système du gyropode à deux roues parallèles est envisagé de façon facultative dans la présente invention quand la priorité sera de limiter les prix de revient.
LES MONOROUES ELECTRIQUES AUTO-EQUILIBRES AJUSTENT LEUR EQUILIBRE:
Les monoroues électriques auto-équilibrés ajustent leur équilibre, leur puissance et leur vitesse sous le contrôle d’une carte mère qui effectue des centaines de calcul à la seconde et analyse les données de gyroscopes et d’accéléromètres. Ils utilisent aussi des inclinomètres pour détecter les inclinaisons selon plusieurs axes. Ils sont aussi équipés d’un freinage régénératif.
Le Monoroue électrique est envisagé seulement dans des versions dérivées de la présente invention, mais le système du Monoroue électrique auto-équilibré n’est pas une version pour exploiter au mieux ses avantages.
LES ENGINS A CAPACITE DE CONDUITE AUTONOME NE SONT PAS PRIVILEGIES POUR LA PRESENTE INVENTION
La délégation de conduite d’un véhicule à un système radio-sono-opto-électronique est totale lorsque le conducteur délègue complètement audit système l'ensemble des tâches de conduite.
Un véhicule autonome est équipé de capteurs d'images par des caméras, de radars, des sonar, des lidar dont les données sont traitées par des processeurs et des logiciels dédiés en prenant en compte toutes les données. Ces logiciels reconstituent la situation routière 3D par reconnaissance de formes (voies, véhicules, obstacles, panneaux, limites de chaussées). Ils emploient des algorithmes d'intelligence artificielle pour décider d'actions à réaliser sur les commandes du véhicule. Les actions décidées par logiciel sont réalisées par servocommandes sur le volant (la direction), la vitesse (accélération/freinage) et diverses interfaces
Un véhicule à capacité de conduite autonome n’est pas retenu par la présente invention pour des questions de sécurité, d’assurance-responsabilité, et de prix de revient.
LES ENGINS A CAPACITE DE SUIVI ROBOTIQUE SANS LIEN MATERIEL NE SONT PAS PRIVILEGIES POUR LA PRESENTE INVENTION
Un véhicule utilisé en mode suiveur reprend la plupart des technologies des véhicules autonomes, et est équipé d’un algorithme de vision du « maître », qui lui permet de suivre la forme de la personne.
La liaison immatérielle électronique de deux véhicules en convoi sans attelage s’exécute au moyen d’une technologie de connectivité et de systèmes d’aide à la conduite automatisée qui permettent aux véhicules de maintenir automatiquement entre eux une distance rapprochée déterminée lorsqu’ils sont connectés pour certaines parties d’un trajet. Ils s’adaptent aux changements dans le mouvement du véhicule de tête sans interventions ou avec peu d’interventions de la part du conducteur.
La liaison immatérielle électronique de deux véhicules, où le premier est guide et le second suiveur, n’est pas retenue par la présente invention pour des questions de sécurité, d’assurance-responsabilité, et de prix de revient.
ETAT DE L’ART DES VEHICULES LEGERS ASSOCIES AU TRANSPORT COURT DE BIENS ET DE MARCHANDISES
Des Vélos–Cargos électriques et Triporteurs–Cargos électriques portant 100 kg assurent dans un délai minimal une prestation au dernier km avec le support de la numérisation du processus logistique et cohabitent du mieux qu’ils peuvent avec les piétons.
Sur le plan de la manoeuvrabilité cependant, ces mêmes Véhicules ne sont pas assez performants pour pivoter sur eux-mêmes et ne peuvent pas recevoir deux roues avant directrices et parallèles de très grand diamètre, car ils seraient handicapés par un trop grand rayon de braquage.
Toujours sur le plan de la manoeuvrabilité, les Véhicules de l’Etat de l’Art (Vélos–Cargos électriques et Triporteurs–Cargos électriques) se juxtaposent aux marchandises à charger sans pouvoir les surplomber. La place nécessaire au chargement est égale à la place occupée par les marchandises à laquelle se rajoute la place occupée par le Véhicule transporteur.
A ce sujet, il faut noter que la présente invention offre une option qui consiste à surplomber les charges au moment du chargement.
OBJET ET CARACTERISTIQUES DU COBOT DE L’INVENTION
Le Cobot de l’invention se propose de répondre à une demande d’engins électriques pour au moins les derniers 100 mètres. Selon l’objet de l’invention, ceux-ci répondent d’autant mieux à la demande qu’ils sont ultra-légers, puissants et manoeuvrables, et sont conçus pour cohabiter de façon douce avec les piétons. Ils sont aussi conçus pour opérer de façon polyvalente à la fois dans le Transport Court de Passagers, le Transport Court de Marchandises et de Charges Lourdes, dans la Manutention, dans la Construction, dans l'Agriculture, et dans le Ramassage des Déchets.
Dans certaines configurations, le Cobot de l’invention est capable d’emprunter à la fois des ruelles et des voies tout-terrain, tout en étant capable de déplacer des charges de plusieurs centaines de kg.
Le Cobot de l’invention est de préférence hautement manoeuvrable, ce qui conduit à le doter préférentiellement de deux organes de motion au sol parallèles et frontaux, comme deux roues motrices parallèles et frontales ou deux pattes motorisées parallèles et frontales ou deux roues motrices parallèles et frontales sur ou losange articulé.
Le Cobot de l’invention est aussi conçu pour être amical avec les piétons lors des franchissements d’obstacles comme des trottoirs, ce qui conduit à le doter soit de roues de grand diamètre ou de très grand diamètre, soit de pattes motorisées, soit de roues motrices sur bras ou losanges articulés.
Cette capacité de franchir un obstacle est envisagé en synergie avec ledit Opérateur Logistique Accompagnateur circulant à pied qui est doté de la capacité naturelle de franchissement.que lui procure sa faculté d’avancer en mettant un pied devant l’autre et en levant les genoux.
En milieu urbain, au moins dans ses configurations courtes et étroites, le Cobot de l’invention pénètre dans les ruelles, en cohabitant de façon douce avec les piétons, y compris lorsqu’il évolue en convoi de plusieurs Véhicules attelés,
Au sein d’un métier exercé par des sociétés spécialisées dans la livraison de marchandises au dernier km -comme Aliexpress, DHL, UPS, Fedex, La Poste, citées pour’ exemple-, le Cobot de Transport Court de l’invention se propose aussi d’être un outil de choix pour un service de Véhicule de Transport avec Opérateur Logistique qui, grâce aux technologies numériques, met en relation d’une part une personne agissant comme pilote et d’autre part un particulier ou une entreprise amenés à effectuer un Transport de Marchandises ou de Déchets pour lequel il faut circuler dans un écoquartier ou dans un vieux quartier fourni en ruelles et en rues piétonnes.
A coté du Transport Court de marchandises, le Cobot de l’invention concerne aussi le Transport Court de Passagers.
Au sein d’un métier exercé par des sociétés spécialisées dans le Transport Court de Passagers -comme UBER, cité pour exemple-, le Cobot de Transport Court de l’invention se propose aussi d’être un outil de choix pour un service de Véhicule de Transport avec Chauffeur (VTC) qui grâce aux technologies numériques, met en relation une personne pilotant ledit Cobot de l’invention et un particulier ou une entreprise amenés à effectuer un Transport Court de Passagers, pour lequel il faut circuler dans un éco-quartier ou dans un vieux quartier fourni en ruelles et en rues piétonnes.
Toutes les modalités de propriété, de location, de prise en charge numérisée, de géolocalisation et de parc partagé/flottant peuvent être envisagées pour le Cobot de la présente invention.
Stratégiquement, une version Batterie-Supercondensateur-Moteur Electrique sera suivie par une version Réservoir d’Hydrogène-Pile à Combustible-Moteur Electrique qui aura plus d’Autonomie.
Le Cobot de Transport Court de l’invention intègre un moyen de liaison à un Equipement Corporel en cohérence inertielle.
Bien que tirant parti des possibilités de l’Etat de l’Art de la Mécatronique, la présente invention dispense d’utiliser un engin à capacité de conduite autonome, ou un véhicule à capacité de suivi robotique au sein d’un train sans attelage physique.
Ce faisant, des questions de sécurité, d’assurance-responsabilité, et de prix de revient sont minimisées.
Le Cobot de Transport Court de l’invention mise plutôt sur les capacités sensorielles d’un Opérateur Logistique qui circule à pied, qui joue le rôle d’Accompagnateur dudit Cobot, et qui va naturellement respecter les piétons. Il se chargera essentiellement de scruter la dynamique de circulation de l’environnement, tout en pouvant se dispenser d’un effort musculaire. Ses décisions de conduites sont imitées par le Cobot, alors qu’il existe un lien physique rigide entre lui et ledit Cobot.
LE PILOTE DU COBOT DE L’INVENTION A LA POSSIBILITE D’UTILISER SES MAINS LIBRES POUR ASSURER D’AUTRES FONCTIONS QUE CELLES DU PILOTAGE
Le pilote du Cobot de l’invention est un piéton qui garde les bras et les mains libres.
Par suite, il a la latitude de pianoter des opérations administratives logistiques sur sa tablette. Il peut aussi piloter un Cobot de mains, qui va opérer des tâches de force ou de préhension, aussi bien pour le travail en Génie Civil ou en BTP ou en Construction ou en Usine ou en Atelier ou aux Champs ou en Montagne.t
RAPPEL CONCERNANT LES ROUES POUR AXE CENTRAL PLEIN OU POUR AXE CENTRAL CREUX
Dans certaines de ses configurations, l’invention invoque des Cobots à deux grandes roues parallèles, en incluant deux options, grandes roues avec axe central plein, dite avec moyeu, ou grandes roues pour axe central creux, dite sans moyeu.
La roue avec moyeu est constituée principalement de trois parties :
*le moyeu, au centre, qui assure le guidage en rotation par rapport au support (châssis ou bras); son diamètre étant généralement très petit devant celui de la jante, l'effet des frottements entre le moyeu et le palier s'en trouve réduit.
*la périphérie, la jante, sur laquelle se fixe la bande de roulement souvent rapportée; au contact de la jante avec le sol, le frottement de glissement se substitue au frottement de roulement. Cet effet combiné au précédent contribue au rendement d’un véhicule.
*la structure intermédiaire est composée de rayons en bois ou en fer de type fil. Cette structure assure la liaison entre le moyeu et la jante. La structure intermédiaire peut aussi être constituée d'un élément en tôle emboutie, appelé voile. Il peut être plein ou ajouré avec des ouïes. Il est soudé ou riveté à l'intérieur de la jante, et peut ou non comporter un moyeu. Dans ce dernier cas, la roue est fixée au moyeu faisant partie de l'essieu par des vis ou des écrous
Les roues avec moyeu sont notre quotidien depuis plusieurs milliers d’années.
Ce n’est pas le cas des roues sans moyeu, qui sont récentes et restées confidentielles.
Dans le cas particulier de la roue sans moyeu, l'axe central est creux et fait presque la taille de la roue, donnant l'impression d'être absent.
En effet, dans une roue dite « sans moyeu », le moyeu est en fait un grand anneau mince qui s'adapte juste à l'intérieur de la jante d’une roue avec le pneu à l'extérieur.
L’anneau intérieur lui-même se fixe au châssis du Véhicule
La roue sans moyeu a des avantages.
Pour la même puissance fournie, les roues sans moyeu se prêtent à plus de traction et à une accélération et à un couple plus rapides, car la source motrice fait face à moins de rayon d'inertie de rotation par rapport aux roues à moyeu centré.
Leur capacité de freinage est plus efficace en faisant face à moins de rayon de force centrifuge pour s'arrêter.
Les roues sans moyeu sont plus économes en énergie car elles nécessitent moins de couple et donc moins de puissance moteur et d'énergie consommée.
Elles peuvent avoir plus de performances en montée que les roues à moyeu centré pour les mêmes raisons exposées ci-dessus.
Elles peuvent avoir moins de poids par rapport aux roues à moyeu centré puisqu’elles nécessitent un système d'alimentation plus petit
La roue sans moyeu a des inconvénients.
Sans suspension active, leurs performances peuvent être considérablement limitées.
Pour le même diamètre de roue, elles ne conservent pas la force centrifuge ou le moment angulaire par rapport aux roues à moyeu centré.
Elles peuvent se déformer ou se casser lors d'une collision, s'il s'agit de roues creuses sans rayons ou avec un seul point de traction à l'intérieur de la roue.
L’ETAT DE L’ART DES DIRECTIONS ASSISTEES :
L’invention invoque des engins dotés de direction assistée.
A savoir direction assistée hydraulique, ou direction assistée électro-hydraulique, ou direction assistée électrique,
L’ETAT DE L’ART DES SUSPENSIONS ACTIVES:
L’invention invoque des engins dotés de suspensions actives selon l’Etat de l’Art.
(Cf. US2021179226 (A1) Bicycle suspension components and electronic control devices)
L’ETAT DE L’ART DES PATTES MOTORISEES AU SERVICE DE L’ASSISTANCE ELECTRIQUE ET DE L’AIDE COBOTIQUE:
L’Etat de l’Art est en mesure de doter les moyens de déplacement non seulement de roues ou de roues-pattes, mais aussi de pattes motorisées.
Cf. Jeffrey M. Duperret Daniel Koditschek. An Empirical Investigation of Legged Transitional Maneuvers Leveraging Raibert’s Scissor Algorithm
DOI: 10.1109/ROBIO.2015.7419720. Conference: 2015 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO)
En effet, l’invention invoque, entre autres, des cobots à deux ou trois ou quatre pattes motorisées assurant leur propulsion. Ces engins dans la présente invention n’ont pas d’autonomie, sont incapables de comprendre le trafic environnant et à fortiori de prendre une décision en fonction de ce trafic. Ils peuvent seulement être capables d’appréhender les obstacles au sol et d’apporter une Assistance Electrique ou une Aide Cobotique. Leurs seules capacités de décision relèvent de la façon dont ils vont poser ces mêmes pattes sur le sol et les actionner en fonction des irrégularités et des obstacles à franchir, selon l’Etat de l’Art.
Les engins à pattes motorisées sont appelés à transporter, s’atteler, s’atteler, se jumeler, varier leurs fonctions, arrimer et fixer divers dispositifs, organes, outils, et instruments, voire bénéficier d’équipements aérodynamiques, énergétiques, et manufacturiers,
La motorisation et l’approvisionnement énergétique des engins à pattes motorisées comprend un registre de solutions aussi vaste que celui des Véhicules Classiques (Electrique avec Batteries, Electrique avec supercondensateurs, Electrique avec Pile à Combustibles et Hydrogène ou Méthanol, etc).
Les engins à pattes motorisées biomimétiques ont un ratio « masse transportée/masse totale » attractif sur le plan écologique, et ont des qualités intrinsèques de déplacement et de franchissement en zone rurale et urbaine sur des terrains difficiles, pentus et chaoteux, ou en bon voisinage avec les piétons dans les ruelles de grandes villes, y compris des grandes villes des Pays en Voie de Développement avec peu d’infra-structures en Chaussées, ou dans les Eco-quartiers des Pays Développés. Ils peuvent aussi assurer des secours en terrain accidenté, et participer aux Travaux Manufacturiers et du Bâtiment, et aux Travaux Agricoles, et ce de façon particulièrement avantageuse en Agriculture de Montagne par leur aptitude à gravir des pentes.
Des laboratoires de recherche à travers le monde développent des engins à pattes motorisées après avoir tiré des enseignements des structures squelettiques et neuro-musculaires des animaux.
Cf. Alexander T. Spröwitz, Mostafa Ajallooeian, Alexandre Tuleu, Auke Jan Ijspeert. Kinematic primitives for walking and trotting gaits of a quadruped robot with compliant legs. Front. Comput. Neurosci., 07 March 2014.
Les pattes de engins à pattes motorisées bénéficient de mouvements de va-et vient et de rotation, d’actionneurs ou de moteurs, ou seulement de mouvements de rotation de moteurs. De nombreux mécanismes permettent en effet de transformer des mouvements de rotation en mouvements de translation. Le plus connu est le mécanisme bielle-manivelle, et d’autres mécanismes plus complexes existent comme ceux de Theo Jansen et Joe Klann.
L’architecture des pattes d’engins à pattes motorisées peut s’inspirer des chaînes cinématiques des bras manipulateurs, une chaîne cinématique s’entendant comme un mécanisme constitué d'une série de segments qui sont reliés par un joint assurant une rotation ou une translation relative entre segments.
Une patte d’un engin à pattes motorisées peut avoir une architecture sérielle avec une seule chaîne cinématique, ou une architecture parallèle avec plusieurs chaînes cinématiques indépendantes assurant la liaison entre son premier et son dernier segment.
Pour décrire la structure mécanique d’une jambe de robot parallèle, on détaille la liste des articulations à partir de la base. Par exemple la notation RPR indique que partant de la base la première articulation est une articulation rotoïde qui sera suivie d’une articulation prismatique, elle-même suivie d’une articulation rotoïde.
L’article de Haldun Komsuoglu »Dynamic Legged Mobility, An Overview »
School of Electrical and Applied Science. University of Pennsylvania, Philadelphia. décrit les avantages des engins à pattes motorisées.
Certains engins à pattes motorisées sont plutôt humanoïdes, et développés par des sociétés comme par exemple de façon non-exhaustive Honda, Toyota, Sony, Canon Kabushiki Kaisha, Matsushita Electrics, Kobe Steel, Mitsubishi, Samsung, Google, ou par des Institutions Universitaires comme l’Italian Institute of Technology and University of Pisa en Italie, le BioRob at the Institute of Bioengineering à l’EPFL en Suisse, ou The Humanoid Robots Lab at the University of Freiburg en Allemagne.
Le brevet de Honda US7240747 «Legged mobile robot leg structure » a été cité par de nombreux brevets ultérieurs, qu’ils soient de Honda, Toyota, Sony, Samsung ou d’autres.
La publication de Lorenzo Roos, Florent Guenter, André Guignard, Aude G. Billard. « Design of a Biomimetic Spine for the Humanoid Robot. IEEE / RAS-EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics Pisa, Italy, February 20-22, 2006 » décrit comment imiter la colonne vertébrale humaine.
D’autres laboratoires de recherche développent des engins à pattes motorisées biomimétiques d’animaux à pattes quadrupèdes.
Les brevets US 20120072026 A1 « Robot system controlling method, robot system, and control apparatus for quadrupedal robot » et le brevet US 7734375 B2 « Robot and robot leg mechanism« ont été cités par de nombreux brevets ultérieurs.
Hitachi, Mitsubishi, et Toshiba développent des robots à pattes capables d’aller inspecter la centrale nucléaire détruite de Fukushima.
Certains d’entre eux sont inspirés d’insectes ou d’arachnides.
L’article de Nils Brynedal Ignell, Niclas Rasmusson et Johan Matsson de Mälardalen University « An overview of legged and wheeled robotic locomotion et l’ouvrage « Roland Siegwart and Illah R. Nourbakhsh. Introduction to Autonomous Mobile Robots. *Chapter 2. * Locomotion *. A Bradford Book. The MIT Press. Cambridge, Massachusett » comparent l’efficacité de la locomotion sur roues et celle de la locomotion sur pattes.
Ces publications montrent à quel point il est important de lutter contre des antagonismes entre actionneurs ayant une incidence négative sur le rendement énergétique de la locomotion sur pattes.
L’Etat de l’Art, à la suite d’observations sur les animaux doués pour la course, répond à ce défi en introduisant des structures flexibles et des balanciers dans les engins à pattes motorisées.
Cf. Abdul Haq, Yannick Aoustin, Christine Chevallereau. L'effet des Articulations Compliantes sur l'Efficacité Energétique d'un Robot Bipède. Septième Conférence Internationale Francophone d'Automatique (CIFA 2012), Jul 2012, Grenoble, France.
Aujourd’hui, les engins à pattes motorisées biomimétiques d’animaux à pattes sont dotés ou non de balanciers et reprennent les oscillations et ondulations complexes et multidirectionnelles du corps de l’animal imité.
Des laboratoires développent des engins à pattes motorisées plus orientés sur la performance pure et l’efficacité de déplacement.
Citons pour exemple et de façon non exhaustive, Agility Robotics, Google et Boston Dynamics, le Korea Advanced Institute of Science and Technology's (KAIST), l’EPFL's Biorobotics Laboratory (Biorob) à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne.
Chez l’autruche, le vélociraptor ou le guépard, des oscillations et ondulations accompagnent le mouvement des pattes, si bien que les engins à pattes motorisées biomimétiques, au moins ceux qui leur correspondent au plus près, sont à structure oscillante et ondulante.
Par exemple, un engin à pattes motorisées biomimétique d’un guépard aura une colonne vertébrale artificielle qui se creuse et se bombe alternativement lors de sa course, selon que ses pattes s’étirent ou se ramassent sur elles-mêmes.
Cf. A. Sprowitz, E. Badri, M. Khoramshahi, A. Tuleu and A. Ijspeert. Use Your Spine! Effect of Active Spine Movements on Horizontal Impulse and Cost of Transport in a Bounding, Quadruped Robot. Dynamic Walking, Pittsburgh, USA, 2013.
Cf.A. Sproewitz, A. Tuleu, M. Vespignani, M. Ajallooeian and E. Badri et al. Towards Dynamic Trot Gait Locomotion---Design, Control and Experiments with Cheetah-cub, a Compliant Quadruped Robot, in International Journal of Robotics Research, vol. 32, num. 8, p. 932 - 950, 2013.
Cf. M. Khoramshahi, A. Sprowitz, A. Tuleu, M. N. Ahmadabadi and A. Ijspeert. Benefits of an Active Spine Supported Bounding Locomotion With a Small Compliant Quadruped Robot. 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Karlsruhe, Germany, 2013.
Les engins à pattes motorisées à pattes avec structure flexible ont un meilleur rendement et une plus grande efficacité de l’effort de course.
Des robots de l’Etat de l’Art sont à roues-pattes, et reposent eux-aussi sur la compression détente de lames flexibles, cette fois périphériques de circonférences de disques.
Cf. Change Zheng, Jinhao Liu, Tony E Grift, Zichao Zhang, Tao Sheng, Jiangwenjie Zhou, Yuliang Ma, Ming Yin. Design and analysis of a wheel-legged hybrid locomotion mechanism.
Advances in Mechanical Engineering 2015, Vol. 7(11) 1–10.
Il est à noter que, selon l’Etat de l’Art, des roues sont convertibles en roues-pattes. Cf. Yoo-Seok Kim, Gwang-Pil Jung, Haan Kim, Kyu-Jin Cho, Chong-Nam Chu. « Wheel Transformer: A Wheel-Leg Hybrid Robot with Passive Transformable Wheels ». IEEE Transactions on Robotics 30(6):1487-1498 • December 2014.
Certains engins à pattes motorisées ont des pattes qui leur permettent d’égaler des animaux. Par exemple, Simon Kalouche de l’Université Carnegie Mellon a développé une patte robotisée appellée "GOAT" (chèvre en anglais), acronyme de "Gearless Omni-directional Acceleration-vectoring Topology". Ladite patte "GOAT" a une architecture parallèle de type 3-RSR, c’est-à-dire à 3 chaînes cinématiques indépendantes RSR, avec une articulation rotoïde (notée R) qui permet une rotation suivant un axe, puis une articulation rotule (notée S) qui permet une rotation suivant trois axes, puis de nouveau une articulation rotoïde (notée R).
Non seulement un tel engin à pattes motorisées franchit des obstacles d'un bond, mais en plus, il est capable de déplacements latéraux ou de changements de direction rapides.
Simon Kalouche. Thesis. Design For 3d Agility And Virtual Compliance Using Proprioceptive Force Control In Dynamic Legged Robots. Robotics Institute, School Of Computer Science At Carnegie Mellon University. October, 2016. Cf. http://www.ri.cmu.edu/pub_files/2016/8/kaloucheThesis.pdf
Les Engins à pattes motorisées peuvent prendre appui au sol sur des lames flexibles qui travaillent en compression-détente et sont liées à des pattes ou placées en circonférence de roues-pattes.
Un exemple connu de lames flexibles est le « Flex-Foot » de Van Phillips qui est utilisé par les amputés au niveau de la jambe. Il est fabriqué en matériau composite et travaille en compression-détente en apportant un retour d’énergie efficace à son porteur.
D’autres systèmes à efficacité équivalent existent et sont en prise avec la cheville, comme les Skyrunner Kangaroo Bionic Boots.
Le même type d’accessoires à compression-détente peut être transféré aux pattes ou aux roues-pattes des Engins à pattes motorisées.
L’ETAT DE L’ART DES ROUES MOTRICES SUR BRAS OU LOSANGES ARTICULES:
L’invention évoque des engins dotés de roues motrices sur bras ou losanges articulés asservis par mécatronique, selon l’Etat de l’Art
(Cf. Arthur Bouton, Christophe Grand, Faïz Ben Amar. Design and Control of a Compliant Wheel-on-Leg Rover that Conforms to Uneven Terrain. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Institute of Electrical and Electronics).
Cf. Balance Control of a Novel Wheel-legged Robot: Design and Experiments, by Shuai Wang, Leilei Cui, Jingfan Zhang, Jie Lai, Dongsheng Zhang, Ke Chen, Yu Zheng, Zhengyou Zhang, and Zhong-Ping Jiang, Tencent Robotics X, ICRA 2021).
Cf. Shuan-Yu Shen, Cheng-Hsin Li, Chih-Chung Cheng, Jau-Ching Lu, Shao-Fan Wang, and Pei-Chun Lin. Design of a Leg-Wheel Hybrid Mobile Platform. The 2009 IEEE/RSJ International Conference on
Intelligent Robots and Systems. October 11-15, 2009 St. Louis, USA.
CARACTERISTIQUES DIVERSES DU COBOT DE L’INVENTION
. Le Cobot de l’invention
*est doté ou non d’un plancher escamotable,
*est doté ou non d’une colonne de direction, ou d’un guidon,
*est doté ou non d’une crémaillère de direction,
*est doté ou non de rotules et de biellettes de direction,
*est doté ou non d’une direction assistée hydraulique
*est doté ou non d’une direction assistée électro-hydraulique
*est doté ou non d’une direction assistée électrique,
*est doté ou non de joysticks mécatroniques de mains ou de joysticks mécatroniques de pieds ,
*est doté ou non d’une télécommande de radio-pilotage,
*est doté ou non de bras ou de losanges articulés et asservis par mécatronique et supportant des roues, selon l’Etat de l’Art
*est doté ou non de suspensions semi-actives, ou actives,
*est doté ou non de petites roues de rattrapage ne touchant pas Terre, mais qui touchent le sol seulement en cas de verse latérale ou de bascule longitudinale et qui évitent de racler le véhicule sur le sol et/ou le renversement,
*est doté ou non d’un freinage régénératif,
*est suffisamment puissant (15 KW pour référence) pour emporter une charge de plusieurs centaines de kg, ou pour tracter un chariot (277) emportant une charge de plusieurs centaines de kg.
* est doté d’une clé électronique de contact marche-arrêt.
Le Cobot de l’invention peut tracter une charrette à haute capacité de franchissement ou tout autre type de chariot.
Le Cobot de l’invention, bien qu’automoteur, peut être tracté par un véhicule électrique léger et puissant, et adapté au transport routier,
Le Cobot de l’invention, bien qu’automoteur, peut être transporté par un véhicule électrique léger et puissant, et adapté au transport routier,
. Le Cobot de l’invention apporte une cohabitation douce avec les piétons pour au moins les derniers 100 mètres d’un Transport Court, et se déplace indifféremment dans des enceintes privées ou dans des zones publiques ou dans des ruelles ou sur des voies piétonnes ou sur des chemins tout-terrain.
. Les charges transportées comprennent entre autres des biens d’Equipement, des marchandises et/ou des déchets et/ou des passagers, les autres poids apportant de l’inertie audit Cobot Associé et consistant en autres en batteries ou supercondensateurs ou cartouches d’hydrogène et en autres organes utiles à la propulsion électrique,
DESCRIPTION DETAILLEE DU COBOT DE L’INVENTION
Selon l’invention,
un Cobot (2) roulant ou marcheur, Léger, Sécurisé, Manoeuvrable, Compact, Agile, Puissant, est tel qu’un Véhicule Electrique à plateaux de chargement (36) internes ou externes, asservi par Mécatronique, et sans « compréhension par robotique autonome» du trafic environnant, de préférence d’une puissance d’environ 15 KW, est doté d’au moins deux moteurs-roue (13), ou alternativement d’au moins deux moteurs (14) ou actionneurs (15) de patte motorisée,
ces moteurs et actionneurs étant sous le contrôle d’un micro-contrôleur (184) et actionnant deux organes (8) de motion au sol, parallèles et frontaux,
lesquels sont aptes à assurer en première ligne,
d’une part
une haute capacité de franchissement et de pivotement,
et d’autre part
le premier contact dudit Cobot (2) avec un obstacle au sol qui s’offre en travers de sa progression.
Lesdits deux organes (8) de motion au sol sont tels que deux grandes roues motrices (5) à axe central plein ou creux, ou deux pattes motorisées (6) ou deux roues motrices (7) sur bras articulé.
Selon l’invention,
ledit un Cobot (2) roulant ou marcheur comporte impérativement une structure de fixation (129) liée, sans degré de liberté longitudinal ni latéral, à un Equipement Corporel de Liaison rigide (82) qui est porté par un Piéton Accompagnateur-Scrutateur-Décideur, lequel garde les bras et les jambes libres.
Selon l’invention,
il est assuré une cohésion inertielle latérale et longitudinale de l’ensemble (Opérateur Logistique- Cobot (2)), au vu de la stricte rigidité longitudinale et latérale dudit Equipement Corporel de Liaison (82), de ladite structure de fixation (129) et de leur lien verrouillable (100).
Selon l’invention,
ledit Equipement (82) est doté d’un Verrouillage (100) Sécurisé Electroniquement selon l’Etat de l’Art de Bon Verrouillage des Ceintures de Sécurité.
L’intention d’accélérer, freiner, pivoter est transmise par micro-contrôleur (184) avec entrées sur capteurs des cinétiques de zones corporelles dudit piéton.
Pour le Transport Court Urbain ou en Montagne, ledit Cobot (2) fournit audit Piéton une Aide Mécatronique Compacte, Puissante, Sécurisée, à haute capacité de franchissement et/ou pivotement.
Le terme «grande roue» fait référence à un rayon allant de 0,75 mètre à 2 mètres, soit pour lesdites roues ou roues-pattes (5) un diamètre allant de 1,5 mètre à 4 mètres.
Selon l’invention,
Ledit Cobot (2)
*est selon l’Etat de l’Art doté d’un asservissement mécatronique (184) capable au moins de réguler sa vitesse,
*est selon l’Etat de l’Art doté d’un système de freinage autonome,
*assure le premier contact en première ligne avec un obstacle qui s’offre en travers de sa progression au moyen de deux organes (8) de motion au sol parallèles , tels que deux grandes roues ou roue-pattes motrices (5), ou deux grandes pattes articulées motorisées (6), ou deux roues motrices (7) sur bras ou losanges articulés,
*est selon l’Etat de l’Art doté d’au moins deux moteurs-roue (13), ou alternativement d’au moins deux moteurs (14) ou actionneurs (15) de patte motorisée,
ces moteurs et actionneurs étant sous le contrôle dudit asservissement mécatronique (184),
Toute grande roue ou roue-patte (5) peut tourner autour d’un axe central plein ou creux.
Toute grande roue ou grande roue-patte (5) motrice ou grande patte (6) motorisée ou roue motorisée (7) sur bras ou losange articulé est en position frontale et assure à la fois,
d’une part le premier contact de franchissement d’obstacle,
et d’autre part le pivotement sur place.
En outre selon l’invention
ledit Cobot (2) est pourvu d’une structure de fixation (129) et est asservi par un micro-contrôleur (184)
• qui reçoit en entrée au moins les données d’un kit de capteurs de l’Etat de l’Art mesurant au moins les cinétiques longitudinale et latérale des parties du corps (exception faite des bras) d’un Opérateur Logistique Accompagnateur circulant à pied et ayant les membres libres,
ledit Opérateur Logistique étant lié, sans degré de liberté longitudinal ni latéral, par le biais d’un lien physique entre d’une part ladite structure de fixation (129) et d’autre part un Equipement Corporel de Liaison rigide et amovible (82),
• qui délivre en sortie l’ordre d’imiter en temps réel les cinétiques longitudinale et latérale dudit opérateur logistique, en parfaite cohérence inertielle longitudinale et latérale de l’ensemble (Opérateur Logistique-Cobot (2)), au vu de la stricte rigidité dudit Equipement Corporel (82).
ledit micro-contrôleur (184) contrôlant des actionneurs embarqués électrodynamiques linéaires ou rotatifs pour des organes (8) de motion au lesquells assurent en première ligne le premier contact dudit Cobot (2) avec un obstacle au sol qui s’offre en travers de sa progression,
Selon une version de l’invention,
ledit Equipement Corporel de Liaison (82) est dissociable en au moins deux parties, à savoir:
* un accessoire Corporel (83) tel qu’un harnais avec plaque rigide ou une ceinture avec plaque rigide,
* une structure rigide (107) amovible,
Selon une version de l’invention,
afin que ledit Equipement Corporel de Liaison (82) soit amovible, ce qui permet d’implanter des systèmes de sécurité pour s’assurer qu’il y a bien un Opérateur logistique circulant à pied aux commandes dudit Cobot (2), une préoccupation de sécurité cruciale dès qu’il y a mouvement,
ladite structure (107) est dotée de composants mâles ou femelles d’assemblage de liaison (100a), décomposé en (101a) et (108a),
tandis que ladite structure de fixation (129) est dotée de composants mâles ou femelles d’assemblage de liaison (100b), décomposé en (101b) et (108b),
un assemblage (100a) –(100b),
-autrement dénommé verrouillage mâle-femelle (100)-
permettant le lien physique entre ladite structure (107) et ledit Cobot Associé (2),
et recouvrant
d'une part un assemblage mâle-femelle (101a)-(101b) mécanique ou électromécanique ou téléverrouillable,
et d'autre part d'un kit de capteurs de vérification de lien et de déclenchement d’alarme (108a)-(108b),
ledit kit de capteurs (108a)-(108b) contrôlant le bon verrouillage dudit assemblage mâle-femelle (101a)-(101b) et finalement signalant la présence ou l’absence dudit Opérateur Logistique Accompagnateur, et ce pour interdire ou non que les moteurs ou actionneurs dudit Cobot (2) aient une action motrice en son absence,
ledit kit de capteurs (108a)-(108b) reprenant les technologies de l’Etat de l’Art de Vérification de Bon Verrouillage des Ceintures de Sécurité dans les Véhicules Routiers.
Selon une version de l’invention,
de manière à soulager l’effort dudit Opérateur Logistique circulant à pied au moment où il essaie d’entraîner ledit Cobot (2) à droite ou à gauche en dirigeant ses pas à droite ou à gauche, ledit micro-contrôleur (184) donne l’ordre d’imiter sa cinétique latérale,
lequel ordre peut prendre la forme d’une commande de Direction Assistée Electrique de l’Etat de l’Art pour un Cobot (2) doté d’un organe de direction (63),
Selon une version de l’invention,
de manière à soulager l’effort dudit Opérateur Logistique circulant à pied au moment où il essaie d’entraîner ledit Cobot (2) à droite ou à gauche en dirigeant ses pas à droite ou à gauche, ledit micro-contrôleur (184) donne l’ordre d’imiter sa cinétique latérale,
lequel ordre peut prendre la forme d’un dosage différentiel de puissance délivrée respectivement aux moteurs et/ou actionneurs droite et gauche pour un Cobot (2) dépourvu d’un organe de direction (63).
Selon une version de l’invention,
ledit Cobot (2), ledit Opérateur Logistique Accompagnateur et/ou Equipement Corporel de Liaison (82) sont dotés chacun de capteurs de vérification (109) de coordination motrice tel que, par exemple, de façon non exhaustive, un capteur de vitesse longitudinale ou un capteur d’accélération longitudinale, et un capteur de vitesse latérale ou un capteur d’accélération latérale,
l’information donnée conjointement audit micro-contrôleur (184) par lesdits capteurs (109) de coordination motrice devant interdire ou non que le ou les moteurs ou actionneurs dudit Cobot (2) aient une action motrice en l’absence de cohésion longitudinale et latérale de l’ensemble (Opérateur Logistique Accompagnateur/ Equipement Corporel de liaison (82)/ Cobot (2))
Selon une version de l’invention,
ledit Equipement Corporel de Liaison (82) lié à ladite structure de fixation (129) place ledit Opérateur Logistique au même niveau longitudinal que lesdits deux organes (8) de motion au sol parallèles, ces derniers assurant le premier contact dudit Cobot (2) avec un obstacle qui s’offre en travers de sa progression.
Selon une version de l’invention,
ledit Equipement Corporel de Liaison (82) lié à ladite structure de fixation (129) place ledit Opérateur Logistique à une distance d en avant ou en arrière desdits deux organes (8) de motion au sol.
En ce cas, ledit micro-contrôleur (184) intègre dans ses calculs un coefficient de correction fonction de ladite distance d, de façon telle que les cinétiques latérales dudit Cobot (2) et dudit Opérateur Logistique soient identiques.
Selon une version de l’invention,
ladite structure rigide (107) peut coulisser verticalement sur des coulisses (47) des montants verticaux dudit accessoire Corporel (83),
ce qui permet de dissocier les cinétiques verticales dudit Cobot (2) et dudit Opérateur Logistique.
Selon une version de l’invention,
pour franchir un obstacle, ledit micro-contrôleur (184) reçoit en entrée les données d’un kit de capteurs de l’Etat de l’Art mesurant la cinétique verticale des cuisses ou des genoux de l’Opérateur Logistique Accompagnateur, qui met naturellement un pied devant l’autre en levant les genoux lors de ce franchissement,
la chaîne de traction dudit Cobot (2) incorporant un supercondensateur pour obtenir une impulsion motrice puissante et ultra-brève lors dudit franchissement,
Selon une version de l’invention,
ledit Cobot (2) et ledit Opérateur Logistique- circulant pied et Scrutateur-Décideur pouvant ou non être placés en décalage longitudinal ou latéral,
Selon une version de l’invention,
ledit Cobot (2) étant doté ou non d’un plancher escamotable (342) facilitant le placement optimal dudit Opérateur logistique circulant à pied,
Selon une version de l’invention,
lesdits deux organes (8) de motion au sol, parallèles et frontaux, sont tels que roues motrices (5) à axe central plein ou creux, ou que des pattes motorisées (6) ou que des roues motrices (7) sur bras ou losange articulé
Selon une version de l’invention,
ledit Cobot (2) est doté de suspensions semi-actives ou actives, selon l’Etat de l’Art, de manière à ne pas secouer exagérément ledit Opérateur Logistique par l’intermédiaire de ladite structure rigide (107) amovible, et aussi à ne pas secouer exagérément le chargement ou les passagers.
Selon une version de l’invention,
ledit Cobot Associé (2) est pourvu
-d’un chassis-cadre en position basse (37) assurant une garde au sol élevée, idéalement de 50 centimètres,
-d’un squelette équipé d’attelages (104), et lié audit chassis-cadre (37), et dont une partie au moins est plus ou moins déportée vers l’avant et/ou l’arrière ,
lesdits attelages (104) permettant d’atteler ledit Cobot Associé (2) à un chariot (277) ou à un autre Cobot Associé (2) ou encore à un véhicule léger ou encore à un robot mobile ou encore à un vélo ou encore à une trottinette.
Selon une version de l’invention,
de manière à augmenter les possibilités de manœuvre et de contrôle sécuritaire dudit Cobot Associé (2), ledit micro-contrôleur (184) reçoit en sus en entrée une commande vocale de l’Etat de l’Art,
Par exemple, pour un pivotement sur place d’un Cobot Associé (2) doté de deux grandes roues (5) parallèles motorisées, ledit micro-contrôleur (184)) reçoit en entrée une commande vocale qui adresse des ordres électroniques inverses à leurs moteurs respectifs.
Ainsi, et toujours pour exemple, un vocable «piv-gauche» fait tourner ladite grande roue gauche (5) en marche avant et ladite grande roue (5) en marche arrière .
Un vocable «piv-droite» fait tourner ladite grande roue droite (5) en marche avant et ladite grande gauche (5) en marche arrière.
Par exemple encore, en cas de défaillance, ladite commande vocale offre au moins 2 possibilités de régulation de la vitesse longitudinale audit Opérateur Logistique Accompagnateur:
La première possibilité commande par incrémentation la vitesse longitudinale dudit Cobot Associé (2):
La deuxième possibilité commande la vitesse longitudinale par un vocable qui assigne sa grandeur, voire son freinage immédiat.
Selon une version de l’invention,
le squelette dudit Cobot (2) comprend une barre de charpente de toit porteuse (181) déportée en surplomb avant et une barre de charpente de toit porteuse (182) en surplomb arrière.
Selon une version de l’invention,
lesdites barres de charpente de toit porteuse avant (181) et arrière (182) sont capables, au moyen de penderies (77) qu’elle supportent, de suspendre des charges (22) que, après manœuvre dudit Cobot Associé (2), elle sont amenées à surplomber,
lesdites charges (22) étant des sacs (223) ou des caisses (224) ou des caissons (225) qui peuvent être soulevés et chargés par levage à partir d'une position au sol, ou à partir d'une position sur palettes, ou à partir d'une position sur chariot, ou à partir d'une position à quai.
Selon une version de l’invention,
lesdites barres de charpente de toit porteuse (181) et (182) sont articulées et peuvent, grâce à deux articulations (20), passer d'une position horizontale à une position verticale,
ce qui rend ledit Cobot Associé (2) à vide plus compact pour son stationnement à vide.
Selon une version de l’invention,
lesdites barres de charpente de toit porteuse (181) et (182) sont pourvues de treuils électriques (241) ou de crics (242) ou de pompes à mains (244) ou de poulies (245) ou de palans (246) ou de bras ou losanges articulés (247) ou de chaines élévatrices (248) capables d'élever un sac (223) ou une caisse (224) ou un caisson (225) pour les positionner dans leur position d'amarrage audit Cobot Associé (2), un assemblage mâle-femelle manuel ou électronique pouvant sécuriser cet amarrage.
L’invention s’attache particulièrement à la configuration de la brouette chinoise.
Une brouette occidentale est dotée de deux brancards pour les mains et place la charge à transporter sur un seul compartiment central.
Une brouette chinoise est elle aussi dotée deux brancards, et est pourvue d’une structure porteuse qui fait le compromis optimal entre garde au sol, équilibre latéral, et hauteur du centre de gravité. En effet, elle place les charges à transporter sur deux compartiments de part et d’autre de la roue en position centrale et frontale.
Ladite roue en position centrale franchit les obstacles en premier, et son diamètre avoisine 1 mètre.
Selon une variante, deux petites roues latérales empêchent le renversement à droite ou à gauche.
Selon une autre variante, la roue principale centrale et frontale est remplacée par deux roues parallèles en position centrale et frontale .
Avantageusement, lorsque la ou les roue(s) en position centrale et frontale est (sont) d’ 1 mètre 20, le squelette place la base des charges à transporter à une hauteur inférieure à celle du moyeu.
Selon une autre variante, deux petites roues de rattrapage sont sans contact au sol, mais touchent le sol seulement en cas de verse latérale ou de bascule longitudinale et évitent à la fois le renversement et/ou le raclage de ladite brouette sur le sol,
Compte tenu de sa compacité, de sa manoeuvrabilité, de sa légèreté, de son aptitude au franchissement, de son aptitude au pivotement sur place, l’architecture d’une brouette chinoise qui serait privée de brancards est une source d’inspiration pour la présente invention.
Selon une version de l’invention,
ledit Cobot (2) est un engin compact plaçant les charges à transporter à droite et à gauche sur des plateaux latéraux (36) positionnés de façon externe ou interne en faisant, selon l’Etat de l’Art, le compromis optimal entre équilibre latéral, garde au sol maximisée et hauteur du centre de gravité minimisée,
ledit Cobot (2) pouvant être doté en outre de petites roues de rattrapage (4) qui ne touchent pas terre, mais qui évitent, en cas de verse latérale ou de bascule longitudinale, le renversement et/ou le raclage dudit véhicule sur le sol.
Cette version de l’invention est inspirée da la structure porteuse d’une méga-brouette chinoise qui serait motorisée et privée de brancards, avec les avantages de sa compacité, de sa manoeuvrabilité, de sa légèreté, de son aptitude au franchissement, de son aptitude à tourner à droite ou à gauche, de son aptitude au pivotement sur place, voire de sa compatibilité avec l’option d’un plancher escamotable.
Selon une version de l’invention,
un Cobot de l’invention pourvu de deux très grandes roues parallèles et frontales, (5) pour axe central plein peut fusionner avec un véhicule électrique (68) étroit, de faible hauteur, léger et puissant (68), adapté au transport routier. Ledit véhicule (68) est capable de se glisser sous l’essieu du Cobot (2) de l’invention
La fusion d’un véhicule (68) à quatre roues et d’un Cobot (2) de l’invention à deux grandes roues (5) donne naissance à un véhicule à six roues.
Selon une version de l’invention,
un Cobot (2) de l’invention pourvu de deux très grandes roues parallèles et frontales (5) pour axe central plein peut être transporté par un véhicule électrique (259) adapté au transport routier, léger, puissant, étroit, de faible hauteur, pourvu de rails latéraux (258). Un dispositif d’amarrage-fixation (66) permet de audit véhicule (68) d’amarrer ledit Cobot (2) pour son transport, après l’avoir chargé par le biais desdits rails latéraux (258).
.Selon une version de l’invention,
pour mieux assurer l’équilibre avant-arrière de l’ensemble (Opérateur Logistique Accompagnateur – Cobot Associé (2)),
ledit Cobot Associé (2) comporte au moins une glissière horizontale et longitudinale qui supporte des charges et qui est actionnée électroniquement en temps réel selon l’information donnée par des capteurs -tels que des gyroscopes, odomètres, accéléromètres et inclinomètres-
Selon une version de l’invention,
lesdites grandes roues (5) ont des pneus (51) n’ont pas d’air confiné mais sont dotés d’enchainements périphériques d’alvéoles et/ou de lames qui amortissent les chocs, comme par exemple des lames composites (71) et (72),
ladite lame (71) étant fixée à la face externe de ladite jante (53), tandis que ladite lame (72) est une bifurcation de ladite lame (71).
Selon une version de l’invention,
ledit Opérateur Accompagnateur ajoute à sa prestation logistique des travaux de force grâce à des bras extra-robotiques selon l’Etat de l’Art. Cf. On the design of lightweight compliant wearable arms. Jeff DENIS, Catherine VERONNEAU, Louis-Philippe LEBEL, Marc DENNINGER, Jean-Sebastien PLANTE, Alexandre GIRARD. Department of Mechanical Engineering, Universite de Sherbrooke, Qc, Canada. Lesdits bras extra-robotiques viennent alors compléter ledit Equipement corporel (82).
Ledit Cobot (2) est pourvu d’une structure de fixation (129), de deux plateaux latéraux (36) externes, de deux très grandes roues motrices (5) parallèles avec moteurs-roues (13), et de deux petites roues motrices (44) en retrait.
Ledit Opérateur Logistique Accompagnateur circulant à pied est pourvu d’un Equipement Corporel de Liaison (82) composé d’un accessoire Corporel (83) avec plaque rigide solidaire d’une structure rigide (107).
Un assemblage mâle-femelle (100) permet le lien physique entre ladite structure de fixation (129) et ladite structure (107).
Avec chauffeur assis, ledit micro-contrôleur (184) reçoit en entrées les ordres dudit joystick de mains (841)
Avec ledit Opérateur Logistique Accompagnateur circulant à pied, ledit micro-contrôleur (184)
• reçoit en entrée au moins les données d’un kit de capteurs de l’Etat de l’Art mesurant au moins les cinétiques longitudinale et latérale des parties du corps (exception faite des bras) dudit Opérateur Logistique,
• délivre en sortie l’ordre d’imiter en temps réel la cinétique longitudinale et latérale dudit opérateur logistique, en parfaite cohérence inertielle longitudinale et latérale de l’ensemble (Opérateur Logistique-Cobot (2)), au vu de la stricte rigidité dudit Equipement Corporel (82).
La représentation est doublée selon que ledit Cobot(2) de l’invention est conduit par un chauffeur embarqué, ou accompagné par un Opérateur Logistique circulant à pied, et lié à lui.
La représentation est doublée selon que ledit Cobot(2) de l’invention est conduit par un chauffeur embarqué, ou accompagné par un Opérateur Logistique circulant à pied, et lié à lui.
Ledit Cobot (2) est capable d’embarquer 10 passagers.
Ledit Cobot (2) est lié à un Opérateur Logistique Accompagnateur en position avant, circulant à pied et ayant les membres libres.
Ledit Cobot (2) est lié à un Opérateur Logistique Accompagnateur en position intermdiaire, circulant à pied et ayant les membres libres,
Ledit Cobot (2) est lié à un Opérateur Logistique Accompagnateur circulant à pied et ayant les membres libres.
Lesdits losanges articulés (37) desdites deux roues (7) ont un allongement différentiel. Cet allongement différentiel est obtenu en actionnant différentiellement leurs servomoteurs, selon l’Etat de l’Art (Balance Control of a Novel Wheel-legged Robot: Design and Experiments, by Shuai Wang, Leilei Cui, Jingfan Zhang, Jie Lai, Dongsheng Zhang, Ke Chen, Yu Zheng, Zhengyou Zhang, and Zhong-Ping Jiang, Tencent Robotics X, ICRA 2021).
Ce Cobot (2) de l’invention peut être désigné comme une «Trottinette Cargo » à plancher escamotable et à trois roues, dont deux avant sur losanges articulés.
La représentation est doublée selon que ledit Cobot(2) de l’invention est conduit par un chauffeur embarqué, ou accompagné par un Opérateur Logistique circulant à pied, et lié à lui.
Ledit Equipement Corporel de Liaison (82) comporte deux parties, à savoir:
* un accessoire Corporel (83) tel qu’un harnais avec plaque rigide ou une ceinture avec plaque rigide,
* une structure rigide (107) amovible,
Ladite structure rigide (107) est dotée de composants mâles ou femelles d’assemblage de liaison (100a), décomposé en (101a) et (108a),
tandis que ladite structure de fixation (129) est dotée de composants mâles ou femelles d’assemblage de liaison (100b), décomposé en (101b) et (108b),
un assemblage (100a) –(100b),
-autrement dénommé verrouillage mâle-femelle (100)-
permettant le lien physique entre ladite structure (107) et ledit Cobot Associé (2),
et recouvrant
d'une part un assemblage mâle-femelle (101a)-(101b) mécanique ou électromécanique ou téléverrouillable,
et d'autre part d'un kit de capteurs de vérification de lien et de déclenchement d’alarme (108a)-(108b),
ledit kit de capteurs (108a)-(108b) contrôlant le bon verrouillage dudit assemblage mâle-femelle (101a)-(101b) et finalement signalant la présence ou l’absence dudit Opérateur Logistique Accompagnateur, et ce pour interdire ou non que les moteurs ou actionneurs dudit Cobot (2) aient une action motrice en son absence,
ledit kit de capteurs (108a)-(108b) reprenant les technologies de l’Etat de l’Art de Vérification de Bon Verrouillage des Ceintures de Sécurité dans les Véhicules Routiers.
l’information donnée conjointement audit micro-contrôleur (184) par lesdits capteurs (109) de coordination motrice devant interdire ou non que le ou les moteurs ou actionneurs dudit Cobot (2) aient une action motrice en l’absence de cohésion longitudinale et latérale de l’ensemble (Opérateur Logistique Accompagnateur/ Equipement Corporel de liaison (82)/ Cobot (2))
Ledit Cobot est capable d’accueillir douze passagers et de tracter une remorque (278) capable d’accueillir huit passagers
Ledit Cobot (2) est pourvu d’un attelage (104) et tracte un chariot (277).
Lesdits deux plateaux latéraux (36) internes sont représentés d’abord à vide, puis en charge. avec un chargement (225).
Ledit Cobot (2) est représenté d’abord sans ses deux plateaux latéraux (36) externes, puis avec ses deux plateaux latéraux (36) externes liés à une charpente de toit avant (181) et à une charpente de toit arrière (182).
Lesdits caissons (225) peuvent être chargés par levage à partir d'une position au sol, ou à partir d'une position sur palettes, ou à partir d'une position sur chariot, ou à partir d'une position à quai.
La fusion d’un véhicule (68) à quatre roues et d’un Cobot (2) de l’invention à deux grandes roues (5) donne naissance à un véhicule à six roues.
Une fois ledit véhicule (68) séparé, ledit Opérateur Logistique circulant à pied
Peut venir asservir ledit Cobot (2).
Cette fusion donne naissance à un véhicule à six roues.
Ledit véhicule (259), étroit et de faible hauteur, est pourvu de rails latéraux (258), que vient emprunter ledit Cobot (2) de l’invention pourvu de deux très grandes roues parallèles et frontales (5) pour axe central plein. Un dispositif d’amarrage-fixation (66) permet de audit véhicule (68) d’amarrer ledit Cobot (2) pour son transport, après l’avoir chargé par le biais desdits latéraux (258).
Un véhicule (259) à quatre roues reste un véhicule à quatre roues.
Un Cobot (2) de l’invention à deux roues reste un Cobot (2) de l’invention à deux roues
La Figure (36) montre comment la jante (53) d’une grande roue à axe central creux, dite «sans moyeu», reçoit sur sa face interne deux galets (56) d’un chariot motorisé (55), dont un avant et un arrière.
Une grande roue sans moyeu est dotée d’un seul chariot motorisé (55) à deux galets (56).
Deux grandes roues parallèles et sans moyeu sont en conséquence dotées de deux chariots motorisés (55), lesquels peuvent être reliés et former un chariot motorisé à quatre galets (56).
Un cobot (2) de l’invention comporte justement deux grandes roues (5) parallèles et sans moyeu. .
La montre aussi que lesdites deux grandes roues (5) parallèles, et sans moyeu peuvent être dotées de pneus (51).
Un pneu (51) peut être dépourvu d’air confiné mais comporter des enchainements périphériques d’alvéoles et/ou de lames qui amortissent les chocs, comme par exemple des lames composites (71) et (72), une lame (71) étant fixée à la face externe de ladite jante (53), tandis que une lame (72) est une bifurcation d’une lame (71).
La montre ledit cobot (2) sur le plat, puis dans un franchissement de bosses sur une voie tout-terrain, pour lequel lesdits losanges articulés (31) desdites deux roues (7) ont un allongement différentiel. Cet allongement différentiel est obtenu en actionnant différentiellement leurs servomoteurs, selon l’Etat de l’Art (Balance Control of a Novel Wheel-legged Robot: Design and Experiments, by Shuai Wang, Leilei Cui, Jingfan Zhang, Jie Lai, Dongsheng Zhang, Ke Chen, Yu Zheng, Zhengyou Zhang, and Zhong-Ping Jiang, Tencent Robotics X, ICRA 2021).
Claims (10)
- Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court, Tout-Terrain, à structure porteuse avec plateaux externes ou internes, asservis à des piétons liés rigidement à eux et ayant les membres libres,
caractérisé en ce qu’
un Cobot (2) dédié au Transport Court, comportant une structure porteuse avec plateaux (36) externes ou internes, et reposant sur au moins deux organes (9) de motion au sol, frontaux, parallèles, et aptes à assurer en première ligne le premier contact dudit Cobot (2) avec un obstacle au sol,
est pourvu d’une structure de fixation (129),
et est asservi par un micro-contrôleur (184) contrôlant des actionneurs électrodynamiques embarqués rotatifs ou linéaires (12) actionnant lesdits deux organes frontaux (8) de motion au sol,
ledit micro-contrôleur (184)
• recevant en entrée au moins les données d’un kit de capteurs de l’Etat de l’Art rendant compte en temps réel d’au moins les cinétiques longitudinale et latérale des parties du corps (exception faite des bras) d’un Opérateur Logistique circulant à pied et ayant les jambes et les bras libres,
ledit Opérateur Logistique étant lié, sans degré de liberté longitudinal ni degré de liberté latéral, par le biais d’un lien physique entre,
d’une part ladite structure de fixation (129),
et d’autre part un Equipement Corporel de Liaison (82) amovible et rigide,
ledit lien physique étant verrouillable électroniquement par assemblage mâle-femelle (100),
• délivrant en sortie, selon l’Etat de l’Art de l’Aide Cobotique et de l’Assistance Electrique à l’Effort Musculaire, l’ordre d’imiter ladite cinétique longitudinale et latérale dudit Opérateur Logistique, tant en vitesse uniforme qu’en accélération et au freinage,
les algorithmes d’imitation permettant audit micro-contrôleur (184) d’intégrer dans ses calculs un coefficient de correction fonction de ladite distance d à laquelle ledit Equipement Corporel de Liaison (82) et ladite structure de fixation (129) placent ledit Opérateur Logistique en avant ou en arrière desdits deux organes (8) de motion au sol, de façon telle que les cinétiques latérales dudit Cobot (2) et dudit Opérateur Logistique soient identiques - Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court, Tout-Terrain, à structure porteuse avec plateaux externes ou internes, asservis à des piétons liés rigidement à eux et ayant les membres libres, selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
ledit Equipement Corporel de Liaison (82) est dissociable en au moins deux parties, à savoir:
- * au moins un accessoire Corporel (83) tel qu’un harnais avec plaque rigide ou une ceinture avec plaque rigide,
- * au moins une structure rigide (107) amovible,
ledit Cobot (2) étant pourvu ou non d’un plancher escamotable (342) facilitant le placement optimal dudit Opérateur Logistique circulant à pied, - Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court, Tout-Terrain, à structure porteuse avec plateaux externes ou internes, asservis à des piétons liés rigidement à eux et ayant les membres libres, selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
ledit Cobot (2) est un engin compact plaçant les charges à transporter à droite et à gauche sur des plateaux (36) positionnés de façon externe ou interne en faisant, selon l’Etat de l’Art, le compromis optimal entre garde au sol maximisée et hauteur du centre de gravité minimisée,
ledit Cobot (2) pouvant être doté en outre de petites roues de rattrapage (4) qui ne touchent pas terre, mais qui évitent, en cas de verse latérale ou de bascule longitudinale, le renversement et/ou le raclage dudit véhicule sur le sol.
Cette version de l’invention est inspirée da la structure porteuse d’une méga-brouette chinoise qui serait motorisée et privée de brancards, avec les avantages de sa compacité, de sa manoeuvrabilité, de sa légèreté, de son aptitude au franchissement, de son aptitude à tourner à droite ou à gauche, de son aptitude au pivotement sur place, voire de sa compatibilité avec l’option d’un plancher escamotable. - Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court, Tout-Terrain, à structure porteuse avec plateaux externes ou internes, asservis à des piétons liés rigidement à eux et ayant les membres libres, selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
afin que ledit Equipement Corporel de Liaison (82) soit amovible, ce qui permet d’implanter des systèmes de sécurité pour s’assurer qu’il y a bien un Opérateur logistique circulant à pied aux commandes dudit Cobot (2),
un assemblage mâle-femelle (100) est doté de composants mâles ou femelles d’assemblage de liaison (100a), décomposé en (101a) et (108a),
tandis que ladite structure de fixation (129) est dotée de composants mâles ou femelles d’assemblage de liaison (100b), décomposé en (101b) et (108b),
un assemblage (100a) –(100b),
-autrement dénommé verrouillage mâle-femelle (100)-
permettant le lien physique entre ladite structure (107) et ledit Cobot Associé (2),
et recouvrant
d'une part un assemblage mâle-femelle (101a)-(101b) mécanique ou électromécanique ou téléverrouillable,
et d'autre part d'un kit de capteurs de vérification de lien et de déclenchement d’alarme (108a)-(108b),
ledit kit de capteurs (108a)-(108b) contrôlant le bon verrouillage dudit assemblage mâle-femelle (101a)-(101b) et finalement signalant la présence ou l’absence dudit Opérateur Logistique Accompagnateur, et ce pour interdire ou non que les moteurs ou actionneurs dudit Cobot (2) aient une action motrice en son absence,
ledit kit de capteurs (108a)-(108b) reprenant les technologies de l’Etat de l’Art de Vérification de Bon Verrouillage des Ceintures de Sécurité dans les Véhicules Routiers. - Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court, Tout-Terrain, à structure porteuse avec plateaux externes ou internes, asservis à des piétons liés rigidement à eux et ayant les membres libres, selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
de manière à soulager l’effort dudit Opérateur Logistique circulant à pied au moment où il décide d’entraîner ledit Cobot (2) à droite ou à gauche en dirigeant ses pas à droite ou à gauche, ledit micro-contrôleur (184) donne l’ordre d’imiter sa cinétique latérale,
lequel ordre prend la forme d’une commande de Direction Assistée Electrique de l’Etat de l’Art à l’adresse d’un Cobot (2) doté d’un organe de direction (63). - Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court, Tout-Terrain, à structure porteuse avec plateaux externes ou internes, asservis à des piétons liés rigidement à eux et ayant les membres libres, selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
de manière à soulager l’effort dudit Opérateur Logistique circulant à pied au moment où il décide d’entraîner ledit Cobot (2) à droite ou à gauche en dirigeant ses pas à droite ou à gauche, ledit micro-contrôleur (184) donne l’ordre d’imiter sa cinétique latérale,
lequel ordre prend la forme d’un dosage différentiel de puissance délivrée respectivement aux moteurs et/ou actionneurs droite et gauche à l’adresse d’un Cobot (2) dépourvu d’un organe de direction (63). - Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court, Tout-Terrain, à structure porteuse avec plateaux externes ou internes, asservis à des piétons liés rigidement à eux et ayant les membres libres,
caractérisé en ce que
ledit Cobot (2), ledit Opérateur Logistique Accompagnateur et/ou Equipement Corporel de Liaison (82) sont dotés chacun de capteurs de vérification (109) de coordination motrice tel que, par exemple, de façon non exhaustive, un capteur de vitesse longitudinale ou un capteur d’accélération longitudinale, et un capteur de vitesse latérale ou un capteur d’accélération latérale,
l’information donnée conjointement audit micro-contrôleur (184) par lesdits capteurs (109) de coordination motrice devant interdire ou non que le ou les moteurs ou actionneurs dudit Cobot (2) aient une action motrice en l’absence de cohésion longitudinale et latérale de l’ensemble (Opérateur Logistique Accompagnateur/ Equipement Corporel de liaison (82)/ Cobot (2)) - Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court, Tout-Terrain, à structure porteuse avec plateaux externes ou internes, asservis à des piétons liés rigidement à eux et ayant les membres libres, selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
pour franchir un obstacle, ledit micro-contrôleur (184) reçoit en entrée les données d’un kit de capteurs de l’Etat de l’Art mesurant la cinétique verticale des cuisses ou des genoux de l’Opérateur Logistique Accompagnateur, dont il est acquis qu’il met naturellement un pied devant l’autre en levant les genoux lors de ce franchissement,
la chaîne de traction dudit Cobot (2) incorporant un supercondensateur pour obtenir une impulsion motrice puissante et ultra-brève lors dudit franchissement, - Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court, Tout-Terrain, à structure porteuse avec plateaux externes ou internes, asservis à des piétons liés rigidement à eux et ayant les membres libres, selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu’
à l’abord d’un obstacle,
le degré de liberté vertical entre,
d’une part ladite structure de fixation (129),
et d’autre part ledit Equipement Corporel de Liaison (82),
est libre ou asservi par suspension active doté d’une autonomie de décision prise en fonction de la qualité du revêtement de la chaussée sur le trajet dudit Transport Court ,
selon les objectifs souhaités de prix de revient dudit Cobot (2),
selon que l’on veuille atténuer les effets des soubresauts à l’obstacle,
ou au contraire mettre à profit un jeu de conservation de quantité de mouvement qui peut soulever ledit Opérateur logistique à chaque fois que le chargement dudit Cobot (2) redescend dudit obstacle - Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court, Tout-Terrain, à structure porteuse avec plateaux externes ou internes, asservis à des piétons liés rigidement à eux et ayant les membres libres, selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
lesdits deux organes (8) de motion au sol, parallèles et frontaux, sont tels que roues motrices (5) à axe central plein ou creux, ou que des pattes motorisées (6) ou que des roues motrices (7) sur bras ou losange articulé
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2201239A FR3132689A1 (fr) | 2022-02-12 | 2022-02-12 | Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court Tout-Terrain. |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2201239 | 2022-02-12 | ||
| FR2201239A FR3132689A1 (fr) | 2022-02-12 | 2022-02-12 | Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court Tout-Terrain. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3132689A1 true FR3132689A1 (fr) | 2023-08-18 |
Family
ID=87565279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2201239A Pending FR3132689A1 (fr) | 2022-02-12 | 2022-02-12 | Cobots roulants ou marcheurs de Transport Court Tout-Terrain. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3132689A1 (fr) |
-
2022
- 2022-02-12 FR FR2201239A patent/FR3132689A1/fr active Pending
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