FR3136733A1

FR3136733A1 - Interface homme-machine pour le pilotage d’un conteneur motorisé

Info

Publication number: FR3136733A1
Application number: FR2206095A
Authority: FR
Inventors: Stephanie Schneider; Bertrand Poitevin
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2023-12-22
Anticipated expiration: 2042-06-21
Also published as: FR3136733B1

Abstract

L'invention concerne une interface (1) homme-machine pour le pilotage d’un conteneur motorisé par un opérateur, ledit conteneur comprenant un caisson (2) pourvu, à sa partie inférieure, de roues (20) entraînées par une motorisation électrique, alimentée par une batterie et commandée, à sa partie supérieure, par un organe de manœuvre, caractérisée en ce que ledit organe de manœuvre comprend une barre (11) en U dont les deux branches latérales (11a, 11b) sont engagées, de façon au moins partiellement rétractable, dans des paliers (12) logés dans le caisson (2) et couplés à des capteurs d’effort mesurant les contraintes exercées dans les trois dimensions par l’opérateur sur les deux branches (11a, 11b) de la barre. Figure de l’abrégé (Fig. 9)

Description

INTERFACE HOMME-MACHINE POUR LE PILOTAGE D’UN CONTENEUR MOTORISÉ

L'invention concerne, de façon générale, le domaine de la logistique de transport et s’intéresse, plus particulièrement, aux conteneurs motorisés de petit gabarit destiné à la livraison d’articles sur une courte distance.

Actuellement la livraison d’articles sur une courte distance dite du « dernier kilomètre » est effectuée de manière traditionnelle en utilisant, par exemple, des petits véhicules utilitaires dans lesquels les colis sont entreposés en vrac ou alignés dans un espace dédié au chargement, ou au moyen d’un vélo cargo ayant un faible rayon d’action et un espace de chargement plus réduit.

Il existe aussi des moyens alternatifs et innovants de livraison utilisant des conteneurs motorisés. Ces conteneurs sont équipés, notamment, d’au moins deux roues motrices, d’un circuit de freinage et d’un organe de direction. De tels conteneurs se déplacent de manière autonome en étant asservis à un système de suivi ou, de façon plus classique, en étant pilotés par un opérateur.

Dans ce dernier cas, le conteneur est nécessairement pourvu d’une ou plusieurs commandes manœuvrées par l’opérateur et agissant sur les différentes fonctions de motricité du conteneur (accélérateur, frein, direction, ...). Ces commandes sont généralement réalisées sous forme de poignées tournantes (comme sur une moto) ou de gâchettes actionnables au pouce ou avec l’index (comme sur une trottinette).

Ainsi parmi les solutions existantes, le brevet FR2812850B1 décrit un chariot automoteur équipé de roues avant directrices commandées par un bras de manœuvre actionné par un opérateur.

Cependant, l’usage des solutions connues d’interface homme-machine nécessite un entraînement préalable de l’opérateur, une bonne connaissance du comportement mécanique et dynamique du conteneur et de bons réflexes.

Dans ce contexte, l’invention a cherché à simplifier le pilotage des conteneurs motorisés en remplaçant les commandes manuelles classiques par des commandes sensitives et intuitives qui permettent à l’opérateur, via une saisie interprétative et automatique de ces efforts, de piloter facilement et de façon sécurisée les organes de traction motorisée d’un tel conteneur.

Ce but est atteint, selon l’invention, au moyen d’une interface homme-machine pour le pilotage d’un conteneur motorisé par un opérateur, ledit conteneur comprenant un caisson pourvu, à sa partie inférieure, de roues entraînées par une motorisation électrique alimentée par une batterie et commandée, à sa partie supérieure, par un organe de manœuvre, caractérisée en ce que ledit organe de manœuvre comprend une barre en U dont les deux branches latérales sont engagées, de façon au moins partiellement rétractable, dans des paliers logés dans le caisson et couplés à des capteurs d’effort mesurant les contraintes exercées dans les trois dimensions par l’opérateur sur les deux branches de la barre.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, la barre est déplaçable entre une position déployée hors du caisson correspondant à l’activation de la motorisation et au pilotage du conteneur et une position rétractée dans le caisson correspondant à l’arrêt du conteneur.

Selon une autre caractéristique de l’invention, la barre est pourvue d’un organe de verrouillage à deux positions assurant, respectivement, sa retenue en position rétractée dans le caisson et son blocage en position déployée.

Selon encore une autre caractéristique de l’invention, l’interface comprend un contacteur électrique coopérant avec la barre pour connaître sa position déployée ou rétractée.

Selon une variante de réalisation spécifique de l’invention, le capteur d’effort est réglé de telle sorte qu’une contrainte exercée verticalement sur la barre est analysée comme une instruction de freinage ou d’accélération en fonction du sens de la contrainte.

Selon une autre variante de réalisation de l’invention, le capteur d’effort est réglé de telle sorte que, dans le sens de la marche, des contraintes exercées latéralement sur la barre sont analysées comme des instructions de direction en fonction du sens et du différentiel de ces contraintes entre les côtés droit et gauche.

Selon un premier mode de réalisation de l’interface de l’invention, les deux branches de la barre sont formées de tronçons télescopiques dont l’un au moins est monté coulissant dans les paliers.

Selon un autre mode de réalisation de l’interface de l’invention, la barre est réalisée d’une seule pièce et les branches de la barre sont montées coulissantes dans les paliers.

Un autre objet de l’invention est un conteneur motorisé équipé d’un calculateur et d’une interface homme-machine présentant les caractéristique définies ci-dessus pour son pilotage par un opérateur.

Ainsi, dans son principe, l’invention propose une interface homme-machine très intuitive qui peut être mise en œuvre de façon simple et aisée. Grâce à l’invention, il n’est pas nécessaire que l’opérateur suive une formation préalable ou un entraînement poussé pour manœuvrer correctement le conteneur. En outre, il n’est pas nécessaire que cet opérateur ait les mains parfaitement positionnées sur des organes tels qu’une poignée d’accélérateur ou de frein ce qui offre un plus grand confort de pilotage.

L’interface de l’invention est totalement intégrée dans le caisson du conteneur et est donc très compacte ce qui permet d’optimiser le volume de chargement du conteneur.

Par ailleurs, l’invention présente un intérêt économique du fait de la simplification de la commande et du réduction du nombre de pièces mécaniques ou de composants électroniques utilisés et, par conséquent, l’invention apporte la garantie d’une meilleure fiabilité.

L’invention répond à une demande forte du e-commerce en matière de logistique et, en particulier, de livraison sur le dernier kilomètre et, qui tient compte, notamment, en milieu urbain des contraintes environnementales.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées, pour lesquelles :

est une de côté d’un premier mode de réalisation de l’interface de commande selon l’invention intégrée à un conteneur motorisé.

est une vue de dessus de l’interface de la en position d’arrêt du conteneur motorisé.

est une vue de dessus de l’interface de la en position de pilotage du conteneur motorisé.

est une vue schématique partielle et de dessus de l’interface de la .

est une vue de côté d’un second mode de réalisation de l’interface de commande selon l’invention intégrée à un conteneur motorisé.

est une vue schématique partielle et de dessus de l’interface de la .

est une vue schématique de côté d’un mode d’utilisation de l’interface de l’invention pour le pilotage d’un conteneur motorisé par un opérateur.

est une vue schématique de dessus d’un mode d’utilisation de l’interface de l’invention pour le pilotage d’un conteneur motorisé par un opérateur.

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.

Naturellement, les modes de réalisation de l’interface homme-machine selon l’invention illustrés schématiquement par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu dans le cadre de l’invention que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres.

L’invention concerne le domaine général de la logistique de transport et s’intéresse, plus particulièrement, aux conteneurs motorisés utilisés pour la livraison de colis sur la courte distance dite du « dernier kilomètre ». Comme illustré par les figures 1 et 4, ces conteneurs comprennent généralement un caisson 2 pourvu, à sa partie inférieure, de roues 20 entraînées par une motorisation électrique alimentée par une batterie (non représentées) et commandée, à sa partie supérieure, par un organe de manœuvre 1 destiné au pilotage du conteneur par un opérateur.

Dans ce contexte, l’invention a cherché à développer une interface homme-machine (dite aussi IHM) destinée à servir d’organe de manœuvre perfectionné pour le pilotage intuitif de ces conteneurs.

Comme illustré par les figures annexées, cet interface 1 comprend une poignée formée d’une barre 11 en U dont les deux branches latérales 11a, 11b sont engagées, de façon au moins partiellement rétractable, dans des paliers 12 logés dans le caisson 2. Les paliers 12 sont couplés à des capteurs d’effort (non représentés) associés à des jauges de contraintes (non représentées) afin de mesurer les efforts exercés dans les trois dimensions par l’opérateur sur les deux branches 11a, 11b de la barre 11, comme illustré par les figures 9 et 10. L’interface de l’invention permet ainsi de commander la marche du conteneur en allure, vitesse et direction. Un calculateur embarqué (non représenté) sera avantageusement intégré au conteneur et couplé aux capteurs d’effort.

De manière générale, la barre 11 est déplaçable entre une position déployée hors du caisson 2 correspondant à l’activation de la motorisation et au pilotage du conteneur (figures 3 et 7) et une position rétractée dans le caisson 2 correspondant à l’arrêt du conteneur (figures 2 et 6).

Accessoirement, la barre 11 est pourvue d’un organe de verrouillage à deux positions (non représenté) assurant, respectivement, sa retenue en position rétractée dans le caisson 2 et son blocage en position déployée. De façon complémentaire, l’interface de l’invention comprend un contacteur électrique (non représenté) coopérant avec la barre 11 pour connaître sa position déployée ou rétractée et en informer le calculateur de pilotage des moteurs. Quel que soit le mode de réalisation envisagé, le caisson 2 est pourvu dans sa partie supérieure, d’une gorge destinée à loger la branche intercalaire 11c de la barre 11 en position rétractée.

Les capteurs d’effort sont réglés de telle sorte qu’une contrainte exercée verticalement sur la barre 11 par l’opérateur est analysée comme une instruction de freinage ou d’accélération en fonction du sens de la contrainte. Ainsi et comme illustré par la , lorsque l’opérateur exerce une contrainte vers le haut, l’interface interprète cela comme la volonté de l’opérateur de freiner le conteneur. Inversement, lorsque l’opérateur appui sur la barre vers le bas, l’interface interprète ce mouvement comme la volonté de l’opérateur d’augmenter la vitesse du conteneur.

Par exemple, la mise en œuvre du pilotage du conteneur motorisé est alors le suivant. Si aucune action n’est effectuée sur la barre, le conteneur se met à l’arrêt. Si la barre est en position rétractée, les roues 20 du conteneur sont bloquées. Si la barre 11 est déployée, le conteneur est en attente d’instructions et un effort de l’opérateur vers le bas entraîne le démarrage du conteneur et son accélération sera proportionnelle à la valeur de l’effort. Inversement, si l’opérateur exerce un effort vers le haut, un freinage va se produire dont la force sera proportionnelle à la valeur de l’ effort. Le cas échéant, ces deux actions pourront être inversées en programmant différemment le calculateur embarqué.

De même, les capteurs d’effort sont réglés de telle sorte que, dans le sens de la marche du conteneur, des contraintes exercées latéralement sur la barre 11 sont analysées comme des instructions de direction. Ainsi et comme illustré par la , lorsque l’opérateur exerce une poussée à droite sur la barre 11, l’interface interprète ce geste comme la volonté de l’opérateur de diriger le conteneur vers la gauche.

Dans le cas de l’interface de l’invention, l’amplitude du virage sera fonction du sens et du différentiel des contraintes exercées sur la barre 11 entre les côtés droit et gauche. Si, comme sur la , les contraintes exercées du côté droit par l’opérateur et transmises au capteur associé à la branche de droite, sont supérieures à celles exercées du côté gauche (et transmises au capteur de la branche de gauche).

En outre, l’effort exercé d’un côté peut être dans l’autre sens, ce qui signifie que l’on pousse d’un côté et que l’on tire de l’autre. Cette action permet d’augmenter alors le différentiel des efforts lu par les capteurs et permet d’effectuer un pilotage sur un cercle (en virage) plus serré.

l’interface interprétera cette différence comme une instruction de tourner à gauche selon un angle proportionnel à la valeur du différentiel de contraintes. Si le conteneur est équipé de roues non directrices, l’interface sera adaptée de préférence, à un mode de fonctionnement dit du « torque vectoring ».

Selon un premier mode de réalisation de l’interface de l’invention illustré par les figures 1 à 3 et en détail par la , les deux branches 11a, 11b de la barre 11 sont formées de tronçons télescopiques dont l’un au moins est monté coulissant dans les paliers 12.

Selon un autre mode de réalisation de l’interface de l’invention illustré par les à 8, la barre 11 est réalisée d’une seule pièce et les branches 11a, 11b de la barre sont montées coulissantes dans les paliers 12.

Claims

Interface (1) homme-machine pour le pilotage d’un conteneur motorisé par un opérateur, ledit conteneur comprenant un caisson (2) pourvu, à sa partie inférieure, de roues (20) entraînées par une motorisation électrique, alimentée par une batterie et commandée, à sa partie supérieure, par un organe de manœuvre, caractérisée en ce que ledit organe de manœuvre comprend une barre (11) en U dont les deux branches latérales (11a, 11b) sont engagées, de façon au moins partiellement rétractable, dans des paliers (12) logés dans le caisson (2) et couplés à des capteurs d’effort mesurant les contraintes exercées dans les trois dimensions par l’opérateur sur les deux branches (11a, 11b) de la barre.
Interface selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite barre (11) est déplaçable entre une position déployée hors du caisson (2) correspondant à l’activation de la motorisation et au pilotage du conteneur et une position rétractée dans le caisson (2) correspondant à l’arrêt du conteneur.
Interface selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite barre (11) est pourvue d’un organe de verrouillage à deux positions assurant, respectivement, sa retenue en position rétractée et son blocage en position déployée.
Interface selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend un contacteur électrique coopérant avec la barre (11) pour connaître sa position déployée ou rétractée.
Interface selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le capteur d’effort est réglé de telle sorte qu’une contrainte exercée verticalement sur la barre (11) est analysée comme une instruction de freinage ou d’accélération en fonction du sens de la contrainte.
Interface selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le capteur d’effort est réglé de telle sorte que, dans le sens de la marche, des contraintes exercées latéralement sur la barre (11) sont analysées comme des instructions de direction en fonction du sens et du différentiel de ces contraintes entre les côtés droit et gauche.
Interface selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux branches (11a, 11b) de la barre sont formées de tronçons télescopiques dont l’un au moins est monté coulissant dans les paliers (12).
Interface selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la barre est réalisée d’une seule pièce et les branches (11a, 11b) de la barre sont montées coulissantes dans les paliers (12).
Conteneur motorisé équipé d’un calculateur et d’une interface (1) homme-machine selon l’une des revendications précédentes pour son pilotage par un opérateur.