WO2020141352A1 - Robot mobile autonome electrique à compartiment réfrigéré - Google Patents

Robot mobile autonome electrique à compartiment réfrigéré Download PDF

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WO2020141352A1
WO2020141352A1 PCT/IB2019/050013 IB2019050013W WO2020141352A1 WO 2020141352 A1 WO2020141352 A1 WO 2020141352A1 IB 2019050013 W IB2019050013 W IB 2019050013W WO 2020141352 A1 WO2020141352 A1 WO 2020141352A1
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robot
mobile robot
supply
equipment
electrical
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PCT/IB2019/050013
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Benjamin Talon
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Soben
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
    • F25D31/006—Other cooling or freezing apparatus specially adapted for cooling receptacles, e.g. tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/006—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cold storage accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25D29/003—Arrangement or mounting of control or safety devices for movable devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/021—Control thereof
    • F25B2321/0212—Control thereof of electric power, current or voltage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/38—Refrigerating devices characterised by wheels

Definitions

  • the present invention relates to autonomous electric mobile robots, that is to say robotic equipment capable of moving by themselves, operating on electric energy. It relates in particular to such robots capable of transporting objects or materials.
  • Autonomous mobile robots are sometimes used to transport objects or materials.
  • robots have to transport objects or materials to be stored at a temperature below room temperature, it is possible to provide in the robot a thermally insulated compartment. The products or materials to be transported are then placed in this compartment to prevent their temperature from rising excessively during movement. It is also possible to place in these compartments objects or materials intended for cold storage, such as for example blocks of ice previously cooled.
  • Coolers do not ensure the product or the material transported a constant temperature during a long duration. In fact, despite the thermal insulation of the compartment, the product or the transported material gradually warms up during the movement.
  • refrigerated means of transport are known, such as refrigerated trucks.
  • Such vehicles include a thermally insulated compartment, comprising refrigeration means making it possible to lower the temperature in this compartment, in order to transport an object or material at a temperature below ambient temperature.
  • refrigeration equipment consumes a lot of energy and is bulky. Powering such equipment from electric batteries could drastically reduce the usage time of these batteries.
  • the present invention particularly aims to overcome these drawbacks of the prior art.
  • the invention aims in particular, according to some of its embodiments, to provide an autonomous mobile robot, operating with electric energy, making it possible to transport objects or materials to a temperature below ambient temperature, ensuring satisfactory control of this temperature.
  • Another objective of the invention is to provide such a robot having an autonomy allowing it to make relatively long journeys.
  • Yet another objective of the invention is to allow the easy implementation of such a robot, to effect the movement of objects or materials to be kept at a temperature lower than the ambient temperature, by limiting to the maximum the interventions of operators external to this robot.
  • a mobile robot comprising displacement means operating on electric power, comprising according to the invention at least a refrigerated compartment, presenting - an external envelope made of a thermally insulating material,
  • this electrical supply equipment being configured to electrically supply the refrigeration equipment (s) according to a first regime of power when the power supply equipment is connected to an external source of electric current, and according to a second power supply regime when the power supply equipment is not connected to an external source of electric current, the electrical supply equipment delivering, in the second supply regime, an electrical power less than 20% of the electrical power of the electrical power that it delivers in the first supply regime.
  • the robot according to the invention makes it possible to effectively maintain an object or a material transported in the compartment at a temperature lower than the ambient temperature.
  • this maintenance at a low temperature is largely ensured by the cold storage material, which is itself cooled by the refrigeration equipment as soon as the robot is plugged in.
  • the refrigeration equipment operates only at low power, which avoids excessive consumption of the electric power of the battery.
  • the electrical supply equipment does not deliver any electrical power in said second supply regime.
  • the maintenance at a low temperature is provided entirely by the cold storage material, which is itself cooled by the refrigeration equipment as soon as the robot is connected.
  • This low temperature maintenance which does not consume electricity from the robot’s battery, does not decrease its autonomy.
  • the or one of the refrigeration equipments consists of at least one Peltier module.
  • the cold storage material forms an internal envelope of said refrigerated compartment.
  • This cold storage material can thus maintain the entire contents of the refrigerated compartment at a low temperature.
  • the cold storage material is a metallic material.
  • the robot comprises at least two refrigerated compartments.
  • the or one of the refrigerated compartments is adapted to receive a pressurized drink keg, and is fitted with a tap capable of being connected to a pressurized drink keg contained in said compartment.
  • the robot can thus be used, for example, to serve draft beer.
  • the electrical supply equipment is configured to supply the displacement means electrically with the energy coming from said battery, when it is not connected to an external source of electric current.
  • the robot comprises control means able to control an autonomous movement of the robot.
  • control means are configured to move the robot, autonomously, to a location where said electrical supply equipment can be connected to an external source of electric current.
  • the robot can thus, automatically, put itself in a configuration in which its refrigeration equipment is electrically powered.
  • FIG. 1 is a perspective view of a mobile robot according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a top view of the robot of Figure 1;
  • FIG. 3 is a sectional view of the robot of Figure 1;
  • FIG. 4 is a perspective view of the base of the robot of Figure 1;
  • FIG. 5 is a bottom view of the robot of Figure 1;
  • FIG. 6 is another sectional view of the robot of Figure 1;
  • FIG. 7 is another sectional view of the robot of Figure 1;
  • FIG. 8 is a schematic representation of a refrigerated compartment of the robot of Figure 1.
  • FIG. 1 is a perspective view of an autonomous mobile robot according to an embodiment of the invention, which is particularly intended to bring cold drinks to users.
  • This robot 1 has a base 7, which contains the components enabling the robot to move independently.
  • This base 7 is surmounted by an upper portion 2, which in particular comprises the components of the robot allowing it to ensure the transport of objects and material to be stored at a temperature below room temperature.
  • the base 7 is shown in perspective in Figure 4. It is also visible in Figure 5, which shows the robot 1 in bottom view and in Figure 3 which shows this robot in sectional view.
  • This base 7 comprises a chassis in which are mounted two drive wheels 8a and 8b. These two drive wheels, coaxial, are each driven by a motor, respectively 10a and 10b, to turn independently.
  • motors 10a and 10b are electric motors, which are electrically powered by electrical power equipment.
  • the power supply equipment comprises a plug which can be connected to an external source of electric current, and a battery 11 which is charged when the power supply equipment is connected to an external source of electric current, and which electrically feeds motors 10a and 10b when the power supply equipment is not connected.
  • This socket can be a standard type electrical socket. It can also be made up of specific contactors, or by a recharging system without electrical contact, with induction, capable of being connected to an external source of specifically adapted electric current.
  • the assemblies formed by one of the wheels 8a or 8b and its motor 10a or 10b can be mounted on springs, ensuring permanent contact between each of the wheels 8a and 8b and the ground on which base 7 is laid.
  • the base 7 also comprises two idler wheels 9a and 9b, mounted respectively at the front and at the rear of the drive wheels 8a and 8b and making it possible to ensure the stability of the base 7. It is also possible, in another embodiment, that the idle wheels are both mounted behind the drive wheels.
  • the base 7 also includes an electronic control unit 12, constituting a control means, which is supplied electrically by the power supply equipment.
  • This electronic control unit 12 controls the movements of the robot 1 by controlling the motors 10a and 10b. It also controls the input interfaces of the robot, through which it can receive instructions and information, and the output interfaces through which the robot can communicate information.
  • This electronic control unit 12 advantageously includes a processor, a random access memory, a read-only memory, and analog-digital converters. It also has some of the input and output interfaces, and is connected to other input and output interfaces located outside of the electronic control unit 12.
  • the robot 1 includes a lidar 14, placed at the front of the base 7 and capable of measuring, by a slot 140 provided in the base 7, the distance separating it from objects or obstacles surrounding the robot 1.
  • This lidar 14 can thus communicate to the electronic control unit 12, several times per second, a vector of distance measurement points from the surrounding objects, forming potential obstacles.
  • This data communicated by the lidar can be interpreted by the electronic control unit 12 so that the latter knows the environment of the robot 1 and can locate it precisely therein.
  • the robot may include other input interfaces such as, for example, ultrasonic sensors, infrared sensors or cameras, in addition to or in replacement of the lidar 14 .
  • the motors 10a and 10b are equipped with encoders determining their angular position. These encoders also constitute input interfaces communicating their information to the electronic control unit 12, so that the latter knows precisely the movements of the robot 1.
  • the electronic control unit 12 also includes radio communication means, for example according to the "Bluetooth” or “Wifi” standards, allowing it to communicate with external terminals, for example tablets electronics or smart phones which then constitute both input and output interfaces for the robot 1.
  • radio communication means for example according to the "Bluetooth” or “Wifi” standards, allowing it to communicate with external terminals, for example tablets electronics or smart phones which then constitute both input and output interfaces for the robot 1.
  • the robot 1 may also include microphones, the data of which are sent to the electronic control unit 12, and allowing the latter to receive voice instructions.
  • these microphones are placed so as to be able to detect the direction from which a voice instruction is given to them, so that the robot 1 can have a reaction taking account of the direction of the person giving this instruction.
  • the electronic control unit 12 can also be in communication with other sensors carried by the robot 1, for example sensors detecting the use of the different components of the robot 1 or measuring the quantity and / or the temperature of the objects or materials carried by the robot 1.
  • the electronic control unit 12 can also be in communication with other output interfaces carried by the robot 1, such as light displays or speakers allowing the robot 1 to send visual signals and sound constituting messages.
  • the electronic control unit 12 can advantageously control the motors 10a and 10b to make the robot 1 mobile, according to several modes of movement.
  • the robot can be controlled remotely from an electronic interface, such as an electronic tablet or a smart phone, in radio communication with the electronic control unit 12.
  • An operator can thus give robot speed and forward angle instructions. These instructions are interpreted by the electronic control unit 12 which generates the adapted commands of the motors.
  • the electronic control unit 12 can also take account of the data measured by the lidar 14, in order to detect possible collisions of the robot 1 with an obstacle and to refuse to apply the instructions likely to cause these collisions.
  • the electronic control unit 12 can receive the instruction to follow a person who is detected by the lidar 14. In this mode of movement, the electronic control unit interprets the measurements of the lidar 14 , to recognize the legs of the person placed in front of him, then control the motors 10a and 10b so as to follow these legs.
  • the electronic control unit 12 uses algorithms of the type known as "follow-me” based on filters known as "Kalman” and point of interest tracking algorithms known as "carrot".
  • the electronic control unit 12 In another mode of movement of the robot 1, the electronic control unit 12 generates autonomous movements of the robot 1 in the environment. So that this environment is known to the electronic control unit 12, an operator can first move the robot 1, in remote-controlled movement mode, around its future evolution zone. The electronic control unit 12 records during this movement the data in its input interfaces, for example encoders and lidar 14. These data, analyzed and processed by algorithms known as "SLAM" (location and simultaneous mapping) allow the electronic control unit 12 to determine a detailed map of the future robot evolution area.
  • SLAM location and simultaneous mapping
  • This card can advantageously be enriched with reference locations, corresponding for example to the locations where the robot can be restocked or to the main destinations where it is likely to go.
  • reference locations there are preferably one or more recharging locations, in which the robot can be connected to an electrical outlet. It is possible that these recharging locations are equipped with recharging bases, allowing the robot 1 to connect itself, independently, the socket of its electrical equipment to an external source of electric current.
  • the external source of electrical power for example consisting of specific contactors, or of an induction charging system, can advantageously be integrated into the charging base, which the robot can reach autonomously.
  • the upper portion 2 of the robot 1 makes it possible in particular to transport objects and materials.
  • the robot 1 being intended to bring drinks to users, this upper portion 2 of the robot 1 mainly comprises compartments making it possible to receive containers filled with drinks or food. At least some of these compartments are, according to the invention, refrigerated compartments.
  • the robot 1 thus comprises a refrigerated location 21 capable of containing a keg of beer 18.
  • the upper portion 2 of the robot 1 also includes a tap 15, connectable to the keg of beer 18 via a suitable connector and which can be actuated by a lever 16, allowing a user to serve the beer.
  • a collecting grid and a tank are advantageously provided under the tap 15 to recover the beer overflows. Cooling system.
  • the beer must constantly remain at an optimal temperature, generally lower than room temperature.
  • the compartment 21 is both thermally insulated and refrigerated.
  • FIG. 8 is a schematic representation of this compartment. It advantageously comprises an external thermally insulating envelope 212, which can advantageously be closed by a cover 213, also thermally insulating.
  • This outer envelope and this cover can, for example, be formed at least partially from a polystyrene wall.
  • a cold storage material is provided inside this outer casing 21, a cold storage material is provided.
  • this cold storage material consists of a metal wall 214, having a large thickness (for example, in the embodiment shown, made of aluminum 10 mm thick) in order to present a high inertia thermal.
  • This aluminum wall is intended to be in contact with the container contained in compartment 21.
  • this cold storage material can be another material having a high thermal inertia, such as for example another metallic material, a phase change wax, a glycol / water type liquid or a gas like freon. If this material is not in solid form, it is of course contained in a suitable container.
  • the cold storage material constituted by the metal wall 24, is advantageously in contact with refrigeration equipment, constituted here by the cold face of a Peltier module 171, which is able to cool this cold storage material.
  • the Peltier module 171 is electrically powered by the power supply equipment of the robot 1. According to an advantageous characteristic of the invention, this Peltier module 171 is not, however, electrically supplied constantly. Indeed, due to the high electrical consumption of such a module, its supply by the battery 11 would risk drastically reducing the autonomy of the robot 1.
  • the equipment power supply is configured to supply this Peltier module according to a first supply regime when it is connected to an external source of electric current, which can be constituted by a standard electrical outlet, and according to a second supply regime when it is not connected to an external source of electrical current.
  • the Peltier module can be supplied at full power to produce maximum cooling.
  • the Peltier module is supplied with a reduced electrical power, less, on average, at 20% of the power of the first supply regime, and preferably comprised, on average, between 10 % and 20% of this power of the first feeding regime. It is thus possible to save very significantly the electric power of the batteries, to extend the autonomy of the robot.
  • the power supply equipment is configured to supply this Peltier module only in the first supply regime, when it is connected to an external current source electric. Thus, it does not deliver any electrical power in the second supply regime, which makes it possible to obtain optimal autonomy of the robot.
  • the cooling of the container 18, for example the beer keg, placed in the compartment 21 is permanently ensured by the cold storage material, which is itself cooled by the refrigeration equipment, consisting of Peltier cells, only when the power supply equipment for robot 1 is connected.
  • the refrigeration equipment consisting of Peltier cells
  • the refrigeration equipment can be of the thermodynamic type, with a compressor and a heat transfer gas regulator.
  • the power supply equipment is configured to supply this refrigeration equipment only when it is connected to an external source of electric current.
  • the robot is programmed to regularly connect the power supply equipment to this external source of electric current. So, if the robot is not used for a determined time, it can automatically join a recharging location, in which it can be connected or connect itself to an external source of electric current.
  • the robot 1 comprises two other refrigerated compartments 22 and 23, intended to contain bottles.
  • compartments 22 and 23 each have a thermally insulating external wall surrounding a thick internal aluminum wall, having a high thermal inertia, constituting a cold storage material.
  • a Peltier 172 cell is advantageously placed in contact with the internal aluminum walls of the two compartments 21 and 22. This Peltier 172 cell is supplied electrically by the electrical supply equipment according to a first supply regime when the latter is connected. , and according to a second supply regime delivering a much lower electrical power, or even zero, when it is not connected, in order to ensure the cooling of the internal walls of the compartments 22 and 23 without affecting the autonomy of the robot 1 .
  • the robot 1 In addition to the refrigerated compartments described above, the robot 1 also has supports 5, distributed on the side and / or the upper face of the robot, for example for carrying bowls and / or glasses.
  • the robot 1 advantageously has a device for rinsing glasses.
  • This device comprises a reservoir 3, which decomposes into an area with clean water 3a and an area with dirty water 3b.
  • a manual pump 4 draws clean water using a pipe at the bottom of the tank 3a to bring it into a perforated plug 31 at the top of the tank 3a. Pressurized water can thus be sprayed through the lateral and axial holes of the plug 31 in order to rinse a glass.
  • the water is then collected and evacuated to zone 3b of the reservoir 3, which is provided with a drain valve.
  • the robot 1 is particularly intended to bring cold drinks to users. It is however possible, in other embodiments, that a robot according to the invention can be used for different purposes.
  • a robot according to the invention can for example be used to transport medicines or human samples which must be kept at a temperature below room temperature, in particular in a hospital. he can also be used for temperature-controlled transport of drinks and / or prepared meals in restaurants or bars, or for the transport of ingredients or food from food factories.

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Abstract

La présente invention concerne un robot (1) mobile, comprenant des moyens de déplacement fonctionnant à l'énergie électrique, et comprenant au moins un compartiment réfrigéré (21), présentant une enveloppe externe constituée d'un matériau thermiquement isolant, un matériau accumulateur de froid placé dans ladite enveloppe externe, et au moins un équipement de réfrigération (171, 172). Selon l'invention, le robot (1) comprend également un équipement d'alimentation électrique, apte à être branché à une source externe de courant électrique et comprenant au moins une batterie (11), l'équipement d'alimentation électrique étant configuré pour alimenter électriquement le ou les équipements de réfrigération (171, 172) selon des régimes différents selon qu'il est branché, ou non, à une source externe de courant électrique.

Description

DESCRIPTION
ROBOT MOBILE AUTONOME ELECTRIQUE A COMPARTIMENT REFRIGERE
Domaine de l'invention
[001 ] La présente invention concerne les robots mobiles électriques autonomes, c’est- à-dire les équipements robotisés capables de se déplacer par eux-mêmes, fonctionnant à l’énergie électrique. Elle concerne en particulier de tels robots capables de transporter des objets ou des matières.
Art antérieur
[002] On connaît de nombreux robots mobiles autonomes, c’est-à-dire des robots capables de se déplacer par eux-mêmes. Le plus souvent, ces robots comprennent un ou plusieurs moteurs électriques, alimentés par des batteries, leur permettant d’effectuer ces déplacements. Le déplacement de tels robots peut être télécommandé. Cependant, de plus en plus, ils sont commandés par des moyens de calcul présents dans les robots eux-mêmes, déterminant leur trajectoire en fonction d’une destination déterminée, de données cartographiques et de données de capteurs leur permettant de connaître les aléas sur leur trajet. La présente invention porte sur de tels robots, indépendamment du fait que leurs déplacements soient télécommandés ou commandés par des moyens de calcul internes.
[003] Des robots mobiles autonomes sont parfois utilisés pour assurer un transport d’objet ou de matière. Quand de tels robots doivent transporter des objets ou des matières devant être conservés à une température inférieure à la température ambiante, il est possible de prévoir dans le robot un compartiment isolé thermiquement. Les produits ou matières à transporter sont alors placés dans ce compartiment pour éviter que leur température ne s’élève excessivement pendant le déplacement. Il est également possible de placer dans ces compartiments des objets ou des matières destinés au stockage du froid, comme par exemple des blocs de glace refroidis préalablement.
[004] De tels dispositifs, couramment appelés « glacières », ne permettent cependant pas d’assurer au produit ou à la matière transporté une température constante pendant une durée longue. En effet, malgré l’isolation thermique du compartiment, le produit ou la matière transporté se réchauffe progressivement, au cours du déplacement.
[005] Dans le domaine des transports automobiles, on connaît des moyens de transport réfrigérés, tels que des camions réfrigérés. De tels véhicules comportent un compartiment isolé thermiquement, comprenant des moyens de réfrigération permettant d’abaisser la température dans ce compartiment, pour effectuer un transport d’objet ou de matière à une température inférieure à la température ambiante. Une telle solution, adaptée aux véhicules à moteur thermique, ne peut cependant pas être mise en oeuvre dans des robots mobiles autonomes qui fonctionnent à l’énergie électrique. En effet, les équipements de réfrigération sont très consommateurs d’énergie et encombrants. Alimenter de tels équipement à partir de batteries électriques risquerait de réduire drastiquement la durée d’utilisation de ces batteries.
Objectifs de l’invention
[006] La présente invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur.
[007] En particulier, l’invention a notamment pour objectif, selon certains de ses modes de réalisation, de fournir un robot mobile autonome, fonctionnant à l’énergie électrique, permettant d’assurer le transport d’objets ou de matières à une température inférieure à la température ambiante, en assurant un contrôle satisfaisant de cette température.
[008] Un autre objectif de l’invention, selon au moins certains de ses modes de réalisation, est de fournir un tel robot ayant une autonomie lui permettant de réaliser des trajets relativement longs.
[009] Encore un autre objectif de l’invention, selon au moins certains de ses modes de réalisation, est de permettre la mise en oeuvre facile d’un tel robot, pour effectuer le déplacement d’objets ou de matières devant être conservés à une température inférieure à la température ambiante, en limitant au maximum les interventions d’opérateurs extérieurs à ce robot.
Exposé de l’invention
[010] Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l’aide d’un robot mobile, comprenant des moyens de déplacement fonctionnant à l’énergie électrique, comprenant selon l’invention au moins un compartiment réfrigéré, présentant - une enveloppe externe constituée d’un matériau thermiquement isolant,
- un matériau accumulateur de froid placé dans ladite enveloppe externe, et
- au moins un équipement de réfrigération,
et comprenant un équipement d’alimentation électrique, apte à être branché à une source externe de courant électrique et comprenant au moins une batterie, cet équipement d’alimentation électrique étant configuré pour alimenter électriquement le ou les équipements de réfrigération selon un premier régime d’alimentation quand l’équipement d’alimentation électrique est branché à une source externe de courant électrique, et selon un second régime d’alimentation quand l’équipement d’alimentation électrique n’est pas branché à une source externe de courant électrique, l’équipement d’alimentation électrique délivrant, dans le second régime d’alimentation, une puissance électrique inférieure à 20 % de la puissance électrique de la puissance électrique qu’il délivre dans le premier régime d’alimentation.
[01 1 ] Ainsi, le robot selon l’invention permet d’opérer un maintien efficace d’un objet ou d’une matière transporté dans le compartiment à une température plus faible que la température ambiante. Quand le robot n’est pas branché, ce maintien à une basse température est assuré en grande partie par le matériau accumulateur de froid, qui est lui-même refroidi par l’équipement de réfrigération dès que le robot est branché. Quand le robot n’est pas branché, l’équipement de réfrigération ne fonctionne qu’à faible puissance, ce qui permet d’éviter une consommation excessive de la puissance électrique de la batterie.
[012] Selon un mode de réalisation préférentiel, l’équipement d’alimentation électrique ne délivre aucune puissance électrique dans ledit second régime d’alimentation.
[013] Ainsi, dans ce mode de réalisation, le maintien à une basse température est assuré intégralement par le matériau accumulateur de froid, qui est lui-même refroidi par l’équipement de réfrigération dès que le robot est branché. Ce maintien à basse température, qui ne consomme pas d’électricité provenant de la batterie du robot, ne diminue pas l’autonomie de celui-ci.
[014] Avantageusement, le ou l’un des équipements de réfrigération est constitué d’au moins un module Peltier.
[015] Avantageusement, le matériau accumulateur de froid forme une enveloppe interne dudit compartiment réfrigéré. [016] Ce matériau accumulateur de froid peut ainsi maintenir à une température basse l’intégralité du contenu du compartiment réfrigéré.
[017] Avantageusement, le matériau accumulateur de froid est un matériau métallique.
[018] Dans un mode de réalisation préférentiel, le robot comprend au moins deux compartiments réfrigérés.
[019] Dans un mode de réalisation préférentiel, le ou l’un des compartiments réfrigérés est adapté pour recevoir un fût de boisson sous pression, et est équipé d’un robinet apte à être connecté à un fût de boisson sous pression contenu dans ledit compartiment.
[020] Le robot peut ainsi être utilisé, par exemple, pour servir de la bière à la pression.
[021 ] Avantageusement, l’équipement d’alimentation électrique est configuré pour alimenter électriquement les moyens de déplacement avec l’énergie provenant de ladite batterie, quand il n’est pas branché à une source externe de courant électrique.
[022] Avantageusement, le robot comprend des moyens de contrôle aptes à commander un déplacement autonome du robot.
[023] Avantageusement, dans ce cas, les moyens de contrôle sont configurés pour déplacer le robot, de façon autonome, vers un emplacement où ledit équipement d’alimentation électrique peut être branché à une source externe de courant électrique.
[024] Le robot peut ainsi, automatiquement, se mettre dans une configuration dans laquelle ses équipements de réfrigération sont alimentés électriquement.
Liste des fiqures
[025] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnée à titre de simple exemple figuratif et non limitatif, et accompagnée des figures parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue en perspective d’un robot mobile selon un mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 2 est une vue de dessus du robot de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue de coupe du robot de la figure 1 ;
- la figure 4 est une vue en perspective de la base du robot de la figure 1 ;
- la figure 5 est une vue de dessous du robot de la figure 1 ;
- la figure 6 est une autre vue de coupe du robot de la figure 1 ;
- la figure 7 est une autre vue de coupe du robot de la figure 1 ; - la figure 8 est une représentation schématique d’un compartiment réfrigéré du robot de la figure 1 .
Description détaillée de modes de réalisation de l’invention
Robot mobile autonome
[026] La figure 1 est une vue en perspective d’un robot mobile autonome selon un mode de réalisation de l’invention, qui est particulièrement destiné à apporter des boissons fraîches à des utilisateurs. Ce robot 1 comporte une base 7, qui contient les composants permettant le déplacement autonome du robot. Cette base 7 est surmontée d’une portion supérieure 2, qui comprend notamment les composants du robot lui permettant d’assurer le transport d’objets et de matière devant être conservés à une température inférieure à la température ambiante.
[027] La base 7 est représentée en perspective par la figure 4. Elle est également visible sur la figure 5, qui montre le robot 1 en vue de dessous et sur la figure 3 qui montre ce robot en vue de coupe. Cette base 7 comprend un châssis dans lequel sont montées deux roues motrices 8a et 8b. Ces deux roues motrices, coaxiales, sont chacune entraînées par un moteur, respectivement 10a et 10b, pour tourner de façon indépendante.
[028] Ces moteurs 10a et 10b sont des moteurs électriques, qui sont alimentés électriquement par un équipement d’alimentation électrique. L’équipement d’alimentation électrique comporte une prise pouvant être branchée à une source externe de courant électrique, et une batterie 1 1 , qui se charge quand l’équipement d’alimentation électrique est branché à une source externe de courant électrique, et qui alimente électriquement les moteurs 10a et 10b quand l’équipement d’alimentation électrique n’est pas branché.
[029] Cette prise peut être une prise électrique de type standards. Elle peut également être constituée de contacteurs spécifiques, ou par un système de recharge sans contact électrique, à induction, capable de se brancher sur une source externe de courant électrique spécifiquement adaptée.
[030] De façon avantageuse, les ensembles formés par l’une des roues 8a ou 8b et son moteur 10a ou 10b peuvent être montés sur des ressorts, permettant d’assurer un contact permanent entre chacune des roues 8a et 8b et le sol sur lequel la base 7 est posée. La base 7 comprend également deux roues folles 9a et 9b, montées respectivement à l’avant et à l’arrière des roues motrices 8a et 8b et permettant d’assurer la stabilité de la base 7. Il est également possible, dans un autre mode de réalisation, que les roues folles soient montées toutes les deux derrière les roues motrices.
Figure imgf000008_0001
[031 ] La base 7 comprend également un boîtier électronique de contrôle 12, constituant un moyen de contrôle, qui est alimenté électriquement par l’équipement d’alimentation électrique. Ce boîtier électronique de contrôle 12 contrôle les déplacements du robot 1 en commandant les moteurs 10a et 10b. Il permet également de contrôler les interfaces d’entrée du robot, par lesquelles celui-ci peut recevoir des instructions et des informations, et les interfaces de sortie par lesquelles le robot peut communiquer des informations.
[032] Ce boîtier électronique de contrôle 12 comporte avantageusement un processeur, une mémoire vive, une mémoire morte, et des convertisseurs analogiques-numériques. Il comporte également certaines des interfaces d’entrée et de sortie, et est connecté à d’autres interfaces d’entrée et de sortie placées à l’extérieur du boîtier électronique de contrôle 12.
[033] Parmi les interfaces d’entrée, le robot 1 comporte un lidar 14, placé à l’avant de la base 7 et apte à mesurer, par une fente 140 prévue dans la base 7, la distance le séparant des objets ou obstacles entourant le robot 1 . Ce lidar 14 peut ainsi communiquer au boîtier électronique de contrôle 12, plusieurs fois par seconde, un vecteur de points de mesure de distance des objets environnants, formant de potentiels obstacles. Ces données communiquées par le lidar peuvent être interprétées par le boîtier électronique de contrôle 12 afin que celui-ci connaisse l’environnement du robot 1 et puisse se localiser précisément dans celui-ci. Il est à noter que, dans d’autres modes de réalisation, le robot peut comprendre d’autres interfaces d’entrée telles que, par exemple, des capteurs ultrason, les capteurs infrarouge ou des caméras, en complément ou en remplacement du lidar 14.
[034] Par ailleurs, les moteurs 10a et 10b sont équipés d’encodeurs déterminant leur position angulaire. Ces encodeurs constituent également des interfaces d’entrée communiquant leurs informations au boîtier électronique de contrôle 12, afin que celui-ci connaisse précisément les déplacements du robot 1.
[035] Le boîtier électronique de contrôle 12 comporte également des moyens de communication radio, par exemple selon les normes « Bluetooth » ou « Wifi », lui permettant de communiquer avec des terminaux externes, par exemple des tablettes électroniques ou des téléphones intelligents qui constituent alors à la fois des interfaces d’entrée et de sortie du robot 1 .
[036] Le robot 1 peut également comprendre des microphones, dont les données sont envoyées au boîtier électronique de contrôle 12, et permettant à celui-ci de recevoir des instructions vocales. De façon préférentielle, ces microphones sont placés de façon à pouvoir détecter la direction depuis laquelle une instruction vocale leur est donnée, afin que le robot 1 puisse avoir une réaction tenant compte de la direction de la personne donnant cette instruction.
[037] Le boîtier électronique de contrôle 12 peut également être en communication avec d’autres capteurs portés par le robot 1 , par exemple des capteurs détectant l’utilisation des différents composants du robot 1 ou mesurant la quantité et/ou la température des objets ou matières portés par le robot 1 .
[038] Enfin, le boîtier électronique de contrôle 12 peut également être en communication avec d’autres interfaces de sortie portées par le robot 1 , telles que des afficheurs lumineux ou des haut-parleurs permettant au robot 1 d’envoyer des signaux visuels et sonores constituant des messages.
Figure imgf000009_0001
[039] Le boîtier électronique de contrôle 12 peut avantageusement commander les moteurs 10a et 10b pour rendre mobile le robot 1 , selon plusieurs modes de déplacement.
[040] Selon un premier mode de déplacement, le robot peut être piloté à distance depuis une interface électronique, telle qu’une tablette électronique ou un téléphone intelligent, en communication radio avec le boîtier électronique de contrôle 12. Un opérateur peut ainsi donner des instructions de vitesse et d’angles d’avancement du robot. Ces instructions sont interprétées par le boîtier électronique de contrôle 12 qui génère les commandes adaptées des moteurs. Avantageusement, le boîtier électronique de contrôle 12 peut également tenir compte des données mesurées par le lidar 14, afin de détecter les possibles collisions du robot 1 avec un obstacle et de refuser d’appliquer les instructions risquant de causer ces collisions.
[041 ] Dans un autre mode de déplacement, le boîtier électronique de contrôle 12 peut recevoir l’instruction de suivre une personne qui est détectée par le lidar 14. Dans ce mode de déplacement, le boîtier électronique de contrôle interprète les mesures du lidar 14, pour reconnaître les jambes de la personne placée devant lui, puis commande les moteurs 10a et 10b de façon à suivre ces jambes. Le boîtier électronique de contrôle 12 utilise pour cela des algorithmes de type connu sous le nom de « follow-me » basés sur des filtres connus sous le nom de « Kalman » et des algorithmes de poursuite de point d’intérêt connus sous le nom de « carotte ».
[042] Dans un autre mode de déplacement du robot 1 , le boîtier électronique de contrôle 12 génère des déplacements autonomes du robot 1 dans l’environnement. Pour que cet environnement soit connu du boîtier électronique de contrôle 12, un opérateur peut préalablement faire déplacer le robot 1 , en mode de déplacement télécommandé, autour de sa future zone d’évolution. Le boîtier électronique de contrôle 12 enregistre au cours de ce déplacement les données dans ses interfaces d’entrée, par exemple des encodeurs et du lidar 14. Ces données, analysées et traitées par des algorithmes connus sous le nom de « SLAM » (localisation et cartographie simultanée) permettent au boîtier électronique de contrôle 12 de déterminer une carte détaillée de la future zone d’évolution du robot.
[043] Cette carte peut avantageusement être enrichie d’emplacements de référence, correspondant par exemple aux emplacements où le robot peut être réapprovisionné ou aux destinations principales où il est susceptible de se rendre. Parmi ces emplacements de référence, il y a de préférence un ou plusieurs emplacements de rechargement, dans lesquels le robot peut être branché à une prise électrique. Il est possible que ces emplacements de rechargement soient équipés de bases de rechargement, permettant au robot 1 de brancher lui-même, de façon autonome, la prise de son équipement électrique à une source externe de courant électrique. La source externe d’alimentation électrique, par exemple constituée de contacteurs spécifiques, ou d’un système de recharge à induction, peut avantageusement être intégrée à la base de rechargement, que le robot peut rejoindre de façon autonome.
Figure imgf000010_0001
[044] La portion supérieure 2 du robot 1 permet notamment de transporter des objets et des matières. Dans le mode de réalisation représenté, le robot 1 étant destiné à apporter des boissons à des utilisateurs, cette portion supérieure 2 du robot 1 comprend principalement des compartiments permettant de recevoir des récipients remplis de boissons ou de nourriture. Au moins certains de ces compartiments sont, selon l’invention, des compartiments réfrigérés.
[045] Comme le montrent les figures, et notamment la figure 3, le robot 1 comprend ainsi un emplacement 21 réfrigéré apte à contenir un fût de bière 18. La portion supérieure 2 du robot 1 comporte également un robinet 15, connectable au fût de bière 18 par l’intermédiaire d’un connecteur adapté et pouvant être actionné par un levier 16, permettant à un utilisateur de servir la bière. Une grille de récupération et un réservoir sont avantageusement prévus sous le robinet 15 pour récupérer les trop-pleins de bière. Système de refroidissement.
[046] Pour être servi de façon correcte, la bière doit constamment rester à une température optimale, généralement inférieure à la température ambiante. Pour maintenir le fût de bière 18 à cette température optimale, le compartiment 21 est à la fois isolé thermiquement et réfrigéré.
[047] La figure 8 est une représentation schématique de ce compartiment. Il comprend avantageusement une enveloppe externe 212 isolante thermiquement, qui peut avantageusement être fermée par un couvercle 213, également isolant thermiquement. Cette enveloppe externe et ce couvercle peuvent, par exemple, être formés au moins partiellement d’une paroi de polystyrène. À l’intérieur de cette enveloppe externe 21 , un matériau accumulateur de froid est prévu. Dans le mode de réalisation représenté, ce matériau accumulateur de froid est constitué par une paroi 214 métallique, présentant une forte épaisseur (par exemple, dans le mode de réalisation représenté, en aluminium de 10 mm d’épaisseur) afin de présenter une forte inertie thermique. Cette paroi en aluminium est destinée à être en contact avec le récipient contenu dans le compartiment 21 .
[048] Dans d’autres modes de réalisation, ce matériau accumulateur de froid peut être un autre matériau présentant une forte inertie thermique, comme par exemple un autre matériau métallique, une cire à changement de phase, un liquide de type glycol/eau ou un gaz comme le fréon. Si ce matériau n’est pas sous forme solide, il est bien sûr contenu dans un récipient adapté.
[049] Le matériau accumulateur de froid, constitué par la paroi métallique 24, est avantageusement en contact avec un équipement de réfrigération, constitué ici par la face froide d’un module Peltier 171 , qui est apte à refroidir ce matériau accumulateur de froid. Le module Peltier 171 est alimenté électriquement par l’équipement d’alimentation électrique du robot 1 . Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, ce module Peltier 171 n’est cependant pas alimenté électriquement de façon constante. En effet, du fait de la consommation électrique forte d’un tel module, son alimentation par la batterie 1 1 risquerait de réduire drastiquement l’autonomie du robot 1 . Au contraire, l’équipement d’alimentation électrique est configuré pour alimenter ce module Peltier selon un premier régime d’alimentation quand il est branché à une source externe de courant électrique, qui peut être constituée par une prise électrique standard, et selon un second régime d’alimentation quand il n’est pas branché à une source externe de courant électrique.
[050] Dans le premier régime d’alimentation, le module Peltier peut être alimenté à pleine puissance pour produire un refroidissement maximum. Au contraire, dans le second régime d’alimentation, le module Peltier est alimenté avec une puissance électrique réduite, inférieure, en moyenne, à 20 % de la puissance du premier régime d’alimentation, et de préférence comprise, en moyenne, entre 10 % et 20% de cette puissance du premier régime d’alimentation. Il est ainsi possible d’économiser de façon très importante la puissance électrique des batteries, pour prolonger l’autonomie du robot.
[051 ] Dans un mode de réalisation préférentiel, il est même prévu que l’équipement d’alimentation électrique soit configuré pour n’alimenter ce module Peltier que dans le premier régime d’alimentation, quand il est branché à une source externe de courant électrique. Ainsi, il ne délivre aucune puissance électrique dans le second régime d’alimentation, ce qui permet d’obtenir une autonomie optimale du robot.
[052] Ainsi, le refroidissement du récipient 18, par exemple le fût de bière, placé dans le compartiment 21 est assuré en permanence par le matériau accumulateur de froid, qui est lui-même refroidi par l’équipement de réfrigération, constitué par les cellules Peltier, uniquement quand l’équipement d’alimentation électrique du robot 1 est branché. Un tel procédé d’utilisation permet d’assurer un refroidissement efficace des objets ou liquides contenus dans le compartiment réfrigéré 21 , pendant une durée importante, sans affecter l’autonomie du robot 1 .
[053] Il est à noter que, dans un autre mode de réalisation, l’équipement de réfrigération peut être de type thermodynamique, avec un compresseur et un détendeur de gaz caloporteur. Dans ce cas, également, l’équipement d’alimentation électrique est configuré pour n’alimenter cet équipement de réfrigération que quand il est branché à une source externe de courant électrique.
[054] De façon préférentielle, le robot est programmé pour connecter régulièrement l’équipement d’alimentation électrique à cette source externe de courant électrique. Ainsi, si le robot n’est pas utilisé pendant un temps déterminé, il peut automatiquement rejoindre un emplacement de rechargement, dans lequel il peut être branché ou se brancher lui- même à une source externe de courant électrique.
Autres compartiments réfrigérés
[055] En plus du compartiment réfrigéré 21 destiné à accueillir un fût de bière 18, le robot 1 comporte deux autres compartiments réfrigérés 22 et 23, destinés à contenir des bouteilles. Comme le compartiment 21 , les compartiments 22 et 23 présentent chacun une paroi externe isolante thermiquement entourant une paroi interne épaisse en aluminium, présentant une forte inertie thermique, constituant un matériau accumulateur de froid. Une cellule Peltier 172 est avantageusement placée en contact avec les parois internes en aluminium des deux compartiments 21 et 22. Cette cellule Peltier 172 est alimentée électriquement par l’équipement d’alimentation électrique selon un premier régime d’alimentation quand celui-ci est branché, et selon un second régime d’alimentation délivrant une puissance électrique beaucoup plus faible, voire nulle, quand il n’est pas branché, afin d’assurer le refroidissement des parois internes des compartiments 22 et 23 sans affecter l’autonomie du robot 1 .
Autres fonctionnalités du robot
[056] En plus des compartiments réfrigérés décrits ci-dessus, le robot 1 présente également des supports 5, répartis sur le côté et/ou la face supérieure du robot, permettant par exemple de porter des bols et/ou des verres.
[057] Enfin, le robot 1 présente avantageusement un dispositif de rinçage de verres. Ce dispositif comprend un réservoir 3, qui se décompose en une zone avec de l’eau propre 3a et une zone avec de l’eau souillée 3b. Une pompe 4 manuelle prélève l’eau propre à l’aide d’un tuyau dans le bas du réservoir 3a pour l’amener dans un boisseau perforé 31 en haut du réservoir 3a. L’eau sous pression peut ainsi être pulvérisée par les trous latéraux et axiaux du boisseau 31 afin de rincer un verre. L’eau est ensuite récupérée et évacuée vers la zone 3b du réservoir 3, qui est munie d’une vanne de vidange.
Autres applications possibles
[058] Dans le mode de réalisation représenté, le robot 1 est particulièrement destiné à apporter des boissons fraîches à des utilisateurs. Il est cependant possible, dans d’autres modes de réalisation, qu’un robot selon l’invention puisse être utilisé pour des objectifs différents. Ainsi, un robot selon l’invention peut par exemple être utilisé pour assurer le transport de médicaments ou de prélèvements humains devant être conservés à une température inférieure à la température ambiante, notamment dans un hôpital. Il peut également être utilisé pour le transport à température contrôlée de boissons et/ou plats préparés dans les restaurants ou des bars, ou pour le transport d’ingrédients ou d’aliments des usines de produits alimentaires.

Claims

REVENDICATIONS
1. Robot mobile (1 ), comprenant des moyens de déplacement fonctionnant à l’énergie électrique,
caractérisé en ce qu’il comprend au moins un compartiment réfrigéré (21 , 22, 23), présentant
- une enveloppe externe (212, 213) constituée d’un matériau thermiquement isolant,
- un matériau accumulateur de froid placé dans ladite enveloppe externe, et
- au moins un équipement de réfrigération (171 , 172),
et en ce qu’il comprend un équipement d’alimentation électrique, apte à être branché à une source externe de courant électrique et comprenant au moins une batterie (1 ), ledit équipement d’alimentation électrique étant configuré pour alimenter électriquement ledit ou lesdits équipements de réfrigération (171 , 172) selon un premier régime d’alimentation quand ledit équipement d’alimentation électrique est branché à une source externe de courant électrique, et selon un second régime d’alimentation quand ledit équipement d’alimentation électrique n’est pas branché à une source externe de courant électrique,
ledit équipement d’alimentation électrique délivrant, dans ledit second régime d’alimentation, une puissance électrique inférieure, en moyenne, à 20 % de la puissance électrique qu’il délivre dans ledit premier régime d’alimentation.
2. Robot mobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit équipement d’alimentation électrique ne délivre aucune puissance électrique dans ledit second régime d’alimentation.
3. Robot mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ou l’un desdits équipements de réfrigération (171 , 172) est constitué d’au moins un module Peltier.
4. Robot mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit matériau accumulateur de froid forme une enveloppe interne (214) dudit compartiment réfrigéré (21 ).
5. Robot mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit matériau accumulateur de froid est un matériau métallique.
6. Robot mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins deux compartiments réfrigérés (21 , 22, 23).
7. Robot mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ou au moins un desdits compartiment réfrigérés (21 ) est adapté pour recevoir un fût (18) de boisson sous pression, et est équipé d’un robinet (15) apte à être connecté à un fût (15) de boisson sous pression contenu dans ledit compartiment (21 ).
8. Robot mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce ledit équipement d’alimentation électrique est configuré pour alimenter électriquement lesdits moyens de déplacement avec l’énergie provenant de ladite batterie (1 1 ), quand il n’est pas branché à une source externe de courant électrique.
9. Robot mobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de contrôle (12) aptes à commander un déplacement autonome du robot (1 ).
10. Robot mobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle sont configurés pour déplacer le robot (1 ), de façon autonome, vers un emplacement où ledit équipement d’alimentation électrique peut être branché à une source externe de courant électrique.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2723181A1 (fr) * 1994-07-28 1996-02-02 Comat Sa Appareil portatif comportant une enceinte a temperature regulee
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