FR3140079A1 - Système de convoyage d’un robot mobile autonome - Google Patents
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Abstract
Système de convoyage d’un robot mobile autonome Un aspect de l’invention concerne un système de convoyage (4) d’un robot mobile autonome (2) équipé de moyens d’arrimage (21, 22), caractérisé en ce qu’il comprend deux paires de moyens de convoyage (40, 41) agencées en regard et à distance l’une de l’autre, chaque paire comprenant deux moyens de convoyage (40, 41) parallèles présentant chacun une partie avant et une partie arrière formant un angle différent de zéro entre elles, chaque moyen de convoyage (40, 41) comprenant au moins un moyen d’entrainement (400, 410), les moyens d’entrainement (400, 410) se faisant face deux par deux et sont configurés pour coopérer avec les moyens d’arrimage (21, 22) du robot mobile autonome (2) lorsque celui-ci se positionne entre les parties basses des deux paires de moyens de convoyage (40, 41). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1
Description
Le domaine technique de l’invention est celui de l’intralogistique, en particulier des stocks automatisés.
La présente invention concerne en particulier un système de convoyage pour un robot mobile autonome.
L’un des principaux problèmes qui se posent dans l’intralogistique est la cadence. Afin de répondre aux enjeux de l’automatisation, de la performance et de la rentabilité, les industriels doivent développer des systèmes toujours plus rapides.
Dans certains cas d’application de stocks automatisés, il est nécessaire de faire évoluer les véhicules (robots mobiles autonomes dits AMR) verticalement.
La transition du déplacement horizontal (au sol) du véhicule à un déplacement vertical nécessite habituellement un arrêt du véhicule pour utiliser un moyen d’ascension qui permet d’accéder aux différents étages dudit stock.
La transition du déplacement vertical dans le moyen d’ascension à un déplacement horizontal dans les étages du stock nécessite également un arrêt du véhicule qui permet de sortir dudit moyen d’ascension.
Ces arrêts à répétitions augmentent le temps nécessaire au robot pour déplacer un article vers ou depuis le stock, ce qui réduit en conséquence la cadence.
Il existe donc un besoin d’avoir une transition sans que le véhicule n’ait à s’arrêter et ceci en ayant un système réversible.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant d’avoir une transition fluide entre le mouvement horizontal du robot autonome et son ascension dans les étagères et de ne pas perdre de temps lors de l’entrée du robot dans le moyen d’ascension.
Un premier objet de l’invention est un système de convoyage d’un robot mobile autonome équipé de moyens d’arrimage, caractérisé en ce qu’il comprend deux paires de moyens de convoyage agencées en regard et à distance l’une de l’autre, chaque paire comprenant deux moyens de convoyage parallèles présentant chacun une partie avant et une partie arrière formant un angle différent de zéro entre elles, chaque moyen de convoyage comprenant au moins un moyen d’entrainement, les moyens d’entrainement se faisant face deux par deux et sont configurés pour coopérer avec les moyens d’arrimage du robot mobile lorsque celui-ci se positionne entre les parties avant des deux paires des moyens de convoyage.
Selon des modes de réalisation, la partie arrière peut être sensiblement verticale.
Avantageusement, la partie avant peut être sensiblement horizontale. La partie avant est par exemple la partie basse des moyens de convoyage.
Les moyens de convoyage peuvent par exemple avoir une forme en L.
Les moyens de convoyage peuvent par exemple comprendre des courroies, des chaines ou des câbles de traction.
Grace à la partie horizontale, le robot autonome peut être pris en charge par le système de convoyage quand le robot se déplace.
Le robot pourra être entrainé quand la vitesse des moyens de convoyage est légèrement supérieure à la vitesse du robot, ceux-ci vont pouvoir venir agripper le robot pour le monter dans l’étagère, ce qui permet de réduire davantage le temps nécessaire à l’entrainement.
De façon alternative, les moyens de convoyage peuvent être mis en mouvement seulement quand le robot arrive en contact avec un des moyens d’entrainement, par exemple, grâce à un capteur.
Les moyens de convoyage peuvent chacun avoir la forme d’une boucle sans fin, ce qui permet d’entrainer plusieurs robots successivement sur le même système de convoyage.
Il est aussi possible que les moyens de convoyage soient réversibles et permettent à la fois la montée et la descente des robots, dans ce cas ces moyens d’entrainement et /ou d’arrimage peuvent être adaptés pour les deux actions.
Avantageusement, les parties avant des deux moyens de convoyage d’une paire présentent une distance verticale entre elle sensiblement égale à un décalage vertical des moyens d’arrimage situés sur un même côté d’un robot mobile autonome. Avantageusement, les parties arrière des deux moyens de convoyage présentent un décalage horizontal entre elles sensiblement égale à une distance horizontale séparant les moyens d’arrimage situés sur un même côté d’un robot mobile autonome.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un ensemble comprenant un système de convoyage avec une des caractéristiques précédentes et une étagère présentant au moins un niveau de stockage.
Avantageusement, l’ensemble comprend un moyen d’extraction configuré pour transférer le robot des moyens de convoyage audit niveau de stockage et inversement. Le moyen d’extraction permet de transférer le robot des moyens de convoyage vers le niveau de stockage désiré en gardant le robot en position horizontale.
Avantageusement, le moyen d’extraction comprend un bras rotatif et un support d’extraction, ledit moyen d’extraction est configuré pour placer le support sous le robot lorsque celui-ci est transporté par le système de convoyage à proximité du niveau de stockage et l’extraire des moyens d’entrainement, puis le poser sur ledit niveau de stockage. Le bras rotatif muni du support d’extraction, qui peut être en forme de plateau, est configuré pour maintenir à l’horizontal le robot. Le bras rotatif pourra être constitué de deux bras parallèles.
Avantageusement, le niveau de stockage présente deux extensions distantes l’une de l’autre d’une distance l0 ,l0étant la largeur du robot autonome, et disposées entre les deux moyens de convoyage d’une paire, chacune reliée au niveau de stockage par un bras extérieur contournant le moyen de convoyage, la longueur de chaque extension est inférieure à la distance entre deux roues latérales du robot.
Avantageusement, les extensions sont situées à la même hauteur que le niveau de stockage afin de constituer des moyens de guidage des roues du robot. Des extensions à d’autres niveaux sont possibles pour coopérer avec des roues de guidage prévues à cet effet.
Un troisième aspect de l’invention concerne un robot automatiquement guidé et configuré pour coopérer avec le système de convoyage ou l’ensemble avec au moins une des caractéristiques précédentes, ledit robot comprenant des moyens d’arrimage configurés pour coopérer avec les moyens d’entrainement et des moyens d’extraction pour transférer le robot des moyens de convoyage audit niveau de stockage et inversement. De cette façon, c’est le robot qui sort seul du système de convoyage.
Avantageusement, les moyens d’extraction comprennent les moyens d’arrimage.
Avantageusement, chaque moyen d’extraction comprend deux bielles actionnables par un moteur disposé dans le robot. Ces bielles sont mobiles en rotation.
Avantageusement, chaque bielle est assistée par un dispositif de rappel, tel que par exemple un ressort.
Avantageusement, la bielle a une longueur L supérieure à l’écart entre le niveau de stockage et le système de convoyage.
Un quatrième aspect de l’invention concerne une installation de stockage automatique comprenant un ensemble et un robot avec au moins une des caractéristiques précédentes.
Un cinquième aspect de l’invention concerne un procédé de convoyage utilisant un ensemble avec au moins une des caractéristiques précédentes, et comprenant les étapes suivantes :
- arrivée du robot mobile autonome entre les parties avants des moyens de convoyage,
- accouplement des moyens d’arrimage avec les moyens d’entrainement,
- entrainement du robot par la partie avant des moyens de convoyage puis par la partie arrière jusqu’à un à niveau de stockage de l’étagère,
- extraction du robot des moyens de convoyage et dépose sur le niveau de stockage.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
Dans toute la description on appellera « haut », ce qui est situé en haut sur les figures 1, 3, 5 à 8 et « bas » ce qui est situé en bas de ces figures, « avant » la partie gauche de la et « arrière » la partie droite.
Dans l’exemple illustré, la partie basse horizontale correspond à la partie avant et la partie haute verticale correspond à la partie arrière.
L’installation 1 montrée sur la comprend un robot 2, une étagère 3 et un système de convoyage 4.
L’étagère 3 représentée partiellement comprends plusieurs niveaux de stockage 30 horizontaux, superposés et pouvant être équidistants.
Le système de convoyage 4 comprend deux paires parallèles de moyens de convoyage 40 et 41 se faisant face deux par deux. Ces moyens de convoyage 40 et 41 comprennent une partie basse horizontale et une partie haute verticale. Chaque moyen de convoyage 40 et 41 comprend un moyen d’entrainement respectivement un moyen supérieur 400 et un moyen inférieur 410 (cf. ). Les moyens d’entrainement 400 et 410 peuvent être constitués d’un insert présentant une partie concave 401 orientée dans le sens de déplacement du moyen de convoyage 40 et 41 et destiné à coopérer avec les moyens d’arrimage 21, 22 du robot 2.
Le robot 2 est équipé de roues 20 et de deux paires de moyens d’arrimage 21 et 22 placées de part et d’autre du robot 2. Ces paires de moyen d’arrimage 21 et 22 sont décalées verticalement, une paire de moyens d’arrimage supérieure 21 et inférieure 22 pour s’accrocher chacune respectivement à un moyen d’entrainement supérieur 400 et inférieur 410.
Dans l’exemple de la , une rampe 5 est placée à l’avant du système de convoyage 4 pour guider le robot 2 jusqu’à la partie avant horizontale des moyens de convoyage 40 et 41. Cette rampe 5 n’est utile que dans certaines configurations comme celle de la où les moyens de convoyage 40 et 41 forment une boucle fermée, la zone de préhension du robot 2 étant plus haute.
Dans cette , chaque niveau de stockage 30 comprend un premier exemple de moyen d’extraction 31. On peut voir plus en détails aux figures 4 et 5 que ce moyen d’extraction 31 est fixé sous le niveau de stockage 30 et comprend un arbre 310 avec un axe de rotation X et au moins un bras 311 (ici deux) terminé par un plateau constituant un support d’extraction 312 rotatif autour d’un axe X’ parallèle à l’axe X. Les bras 311 sont actionnés par un moteur (non représenté). Une courroie 313 disposée entre l’axe X’ et X permet le maintien horizontal des supports d’extraction 312. Le bras 311 a une longueur égale à la distance entre l’axe X et le niveau de stockage 30.
Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, le robot 2 arrive devant la rampe 5 et monte celle-ci jusqu’atteindre les moyens de convoyage 40 et 41 dans la partie avant horizontale et qui vont prendre le robot 2 grâce à l’accouplement des moyens d’arrimage 21 et 22 aux moyens d’entrainement 400 et 410. Cet accouplement peut se faire soit en continu, avec le robot 2 et les moyens de convoyage 40 et 41 en mouvement, ces derniers ayant une vitesse supérieure à la vitesse du robot 2 pour le « rattraper », soit avec seulement le robot 2 en mouvement, les moyens de convoyage 40 et 41 ne se mettant en mouvement que lorsqu’un des moyens d’arrimage 21 ou 22 entre en contact avec un des moyens d’entrainement 400 ou 410, grâce à un capteur.
Les moyens de convoyage 40 et 41 comprennent dans ce mode de réalisation plusieurs moyens d’entrainement 400 et 410 espacés d’au moins une distance égale à l’espace entre deux niveaux de stockage 30. L’espacement entre deux moyens d’entrainement peut être inférieur, dans ce cas le robot pourra prendre, le premier qui se présente.
Les moyens de convoyage 40 et 41 illustrés sont des boucles sans fin tournant dans un seul sens, un deuxième système de convoyage pour permettre au robot 2 de redescendre peut-être prévu. Ce deuxième système de convoyage peut être identique au premier sauf qu’il fonctionne en sens inverse. Il est possible de prévoir un système de convoyage fonctionnant dans les deux sens, à la fois pour la montée et pour la descente. Les moyens d’entrainement 400, 410 et/ou d’arrimage 21, 22 peuvent être adaptés pour des deux actions, par exemple l’orientation desdits moyens peut être inversée.
Quand le robot 2 arrive en dessous du niveau de stockage 30, les moyens d’extraction 31 du premier exemple (figures 3 et 4) vont venir le prendre par en dessous, le soulever pour l’extraire des moyens d’entrainement 400 et 410 et le poser sur le niveau de stockage 30. Un exemple de cinématique du mouvement est illustré en . Les bras 311 des moyens d’extraction 31 vont se positionner sous le robot 2, puis par une rotation continue, va le soulever et le déplacer au-dessus du niveau de stockage 30 puis en continuant sa rotation va le poser sur ledit niveau de stockage 30 pour finir en attente dans une position verticale inférieure ou horizontale sous le niveau de stockage 30. Le support d’extraction 312 au bout du bras 311 reste toujours parallèle au sol.
Selon d’autres exemples de réalisation, la cinématique n’est pas circulaire. Ils peuvent comprendre des mouvements triangulaires ou rectangulaires (les angles seraient arrondis) pour gagner en encombrement.
Dans le deuxième exemple de moyens d’extraction, illustrés figures 5 et 6, ils comprennent deux paires de bielles 23 et 24 articulées sur le robot 2 et entrainées ensemble en rotation autour d’un axe respectif Y et Y’ par un moteur interne. Ces bielles 23 et 24 sont ici en forme de L et se terminent par les moyens d’arrimage 21 et 22. Elles pourraient aussi être de forme quelconque sans sortir du cadre de la présente invention.
Dans une première position, visible , les paires de bielles 23 et 24 sont toutes les deux dans une position initiale (reculée) et les moyens d’arrimage 21 et 22 sont dans une position de saisie par les moyens d’entrainement 400 et 410 qui peut également être la position de déplacement par les moyens de convoyage 40 et 41. Dans une seconde position, visible , les bielles 23 et 24 sont dans une position modifiée (avancée), le premier moyen d’arrimage 21 et le deuxième moyen d’arrimage 22 sont ici décalés longitudinalement par rapport à leur première position.
Une façon d’extraction du robot 2 avec les moyens d’extraction décrits ci-dessus est illustré . Lorsque le robot 2 arrive à la hauteur du niveau de stockage 30, le moteur du robot 2 fait tourner les bielles 23 et 24 de la première position à la deuxième position, ce qui a pour effet de déplacer le robot 2, le déposer sur ledit niveau de stockage 30 et décrocher les moyens d’arrimage 21, 22 des moyens d’entrainement 400, 410.
Comme visible , deux extensions 300 du niveau de stockage 30 peuvent être prévues de part et d’autre du système de convoyage 4, comme moyen de guidage du robot 2. Ces deux extensions 300 se prolongent jusqu’entre les deux moyens de convoyage 40 et 41 pour se faire face à une distance l0 ,l0étant la largeur du robot autonome 2, et distantes du moyen de convoyage supérieur 40 d’une longueur r supérieure ou égale au diamètre des roues 20 du robot 2.
Dans un autre mode de réalisation, les roues 20 sont déployables, le robot 2 écarte ses roues 20 lorsqu’il arrive au niveau de stockage 30. Le niveau de stockage 30 peut se prolonger de manière continue au moins au-delà de la roue 20 du robot 2 la plus éloignée du niveau de stockage 30.
Des extensions secondaires 301 du niveau de stockage 30 peuvent également être prévues pour reprendre des roues secondaires 200 placées à l’arrière du robot 2 et au-dessus du plan des roues 20. Ces extensions secondaires 301 sont situées à un niveau supérieur à celui des extensions 300 et sont distantes de l0.
Claims (12)
- Système de convoyage (4) d’un robot mobile autonome (2) équipé de moyens d’arrimage (21, 22), caractérisé en ce qu’il comprend deux paires de moyens de convoyage (40, 41) agencées en regard et à distance l’une de l’autre, chaque paire comprenant deux moyens de convoyage (40, 41) parallèles présentant chacun une partie avant et une partie arrière formant un angle différent de zéro entre elles , chaque moyen de convoyage (40, 41) comprenant au moins un moyen d’entrainement (400, 410), les moyens d’entrainement (400, 410) se faisant face deux par deux et étant configurés pour coopérer avec les moyens d’arrimage (21, 22) du robot mobile autonome (2) lorsque celui-ci se positionne entre les parties avant des deux paires de moyens de convoyage (40, 41).
- Système de convoyage (4) selon la revendication 1, dans lequel la partie avant est sensiblement horizontale et/ou la partie arrière est sensiblement verticale.
- Système de convoyage (4) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties avant des deux moyens de convoyage (40, 41) d’une paire présentent une distance verticale (h) entre elle sensiblement égale à un décalage vertical des moyens d’arrimage (21, 22) situés sur un même côté d’un robot mobile autonome (2).
- Système de convoyage (4) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties arrière des deux moyens de convoyage (40, 41) présentent un décalage horizontal (d) entre elles sensiblement égale à une distance horizontale séparant les moyens d’arrimage (21, 22) situés sur un même côté d’un robot mobile autonome (2).
- Ensemble comprenant un système de convoyage (4) selon l’une des revendications 1 à 4 et une étagère (3) présentant au moins un niveau de stockage (30).
- Ensemble selon la revendication précédente, comprenant un moyen d’extraction (31) configuré pour transférer le robot (2) des moyens de convoyage (40, 41) audit niveau de stockage (30) et inversement.
- Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le moyen d’extraction (31) comprend un bras rotatif (311) et un support d’extraction (312), ledit moyen d’extraction (31) est configuré pour placer le support (312) sous le robot (2) lorsque celui-ci est transporté par le système de convoyage (4) à proximité du niveau de stockage (30) et l’extraire des moyens d’entrainement (40, 41), puis le poser sur ledit niveau de stockage (30).
- Robot (2) automatiquement guidé et configuré pour coopérer avec le système de convoyage (4) selon l’une des revendication 1 à 4 ou l’ensemble selon la revendication 5, comprenant des moyens d’arrimage (21, 22) configurés pour coopérer avec les moyens d’entrainement (40, 41) et des moyens d’extraction pour transférer le robot (2) des moyens de convoyage (40, 41) audit niveau de stockage (30) et inversement.
- Robot (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens d’extraction comprennent les moyens d’arrimage (21, 22).
- Robot (2) selon la revendication précédente, dans lequel chaque moyen d’extraction comprend une bielle (23, 24) actionnable par un moteur disposé dans le robot (2).
- Installation (1) de stockage automatique comprenant un ensemble selon l’une des revendications 6 ou 7, ou un ensemble selon la revendication 5 et un robot (2) selon l’une des revendications 8 à 10.
- Procédé de convoyage utilisant une installation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- arrivée du robot mobile autonome (2) entre les parties avants des moyens de convoyage (40, 41),
- accouplement des moyens d’arrimage (21, 22) avec les moyens d’entrainement (400, 410),
- entrainement du robot (2) par la partie avant des moyens de convoyage (40, 41) puis par la partie arrière jusqu’à un à niveau de stockage (30) de l’étagère (3),
- extraction du robot (2) des moyens de convoyages (40, 41) et dépose sur le niveau de stockage (30).
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- 2022-09-28 FR FR2209815A patent/FR3140079A1/fr active Pending
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