WO2023247861A1 - Chariot élévateur autonome de transport de charge et procédé associé - Google Patents

Chariot élévateur autonome de transport de charge et procédé associé Download PDF

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WO2023247861A1
WO2023247861A1 PCT/FR2023/050866 FR2023050866W WO2023247861A1 WO 2023247861 A1 WO2023247861 A1 WO 2023247861A1 FR 2023050866 W FR2023050866 W FR 2023050866W WO 2023247861 A1 WO2023247861 A1 WO 2023247861A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
load
detection
forklift
zone
fork
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/050866
Other languages
English (en)
Inventor
Yann Binda
Florian FAURE
Kévin BOUVET
Original Assignee
Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale Des Etablissements Michelin filed Critical Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/063—Automatically guided
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/0755—Position control; Position detectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/20—Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/24—Electrical devices or systems

Definitions

  • TITLE Autonomous load transport forklift and associated method
  • the present invention relates to the field of autonomous vehicles for the automated transport of loads, such as autonomous forklifts.
  • Automated forklifts are an example of such vehicles and allow, for example, loading, transporting and positioning a load at height without human intervention.
  • forklifts are conventionally equipped with mechanical sensors arranged on the vertical uprights of the fork used for lifting, transporting and depositing these loads.
  • Such mechanical sensors are in the form of pivoting stops between an deployed position corresponding to a load absent or not resting against said stop, and a retracted position corresponding to a load resting against said stop.
  • these mechanical sensors installed at the bottom of the apron do not make it possible to ensure when depositing a load that the deposit has been correctly carried out on the storage rack, nor to ensure when taking a load. load of the shelving that this socket has also been correctly carried out.
  • the aim of the invention is therefore to propose an autonomous forklift capable of increasing the level of reliability and safety of load removal and pick-up operations from a storage rack.
  • the subject of the invention is an autonomous forklift comprising a vertically movable fork provided with at least two arms for lifting loads, a drive system for moving the forklift, a control unit capable of controlling the operation of the drive system to autonomously guide the forklift and capable of controlling the vertical movement of the fork.
  • the forklift further comprises a device for contactless detection of a load, said detection device being mobile together with the fork and arranged above the arms of said fork.
  • the contactless detection device is capable of emitting a light beam scanning at least one predefined flat detection zone located above the arms to detect the presence or absence of a load.
  • the forklift further comprises a means for determining a movement of the forklift. The determination means is able to acquire information representative of the movement of the forklift from a position of depositing or picking up a load of the forklift, said position being recorded by the control unit.
  • control unit receives representative information from the determination means and information representative of the presence or absence of the load in said predefined flat detection zone from the contactless detection device.
  • control unit is able to control the operation of the drive system and the vertical movement of the fork as a function of this information.
  • the determination means comprises at least one rotary encoder capable of measuring the rotation of at least one wheel of the forklift.
  • said predefined flat detection zone scanned by the light beam emitted by the contactless detection device is horizontal.
  • said predefined flat detection zone scanned by the light beam emitted by the contactless detection device is located above the two arms.
  • said detection zone plane can extend laterally at least partly beyond the transverse dimensions of said fork arms.
  • the contactless detection device can scan two distinct flat detection zones, namely a first predefined flat detection zone located above a first arm of the fork and a second predefined flat detection zone located above. above a second arm of the fork different from the first.
  • the fork comprises at least two uprights supporting the arms, the contactless detection device being arranged on one of the uprights.
  • the autonomous forklift includes an on-board tracking device configured to acquire position data of the forklift and communicating with the control unit.
  • the contactless detection device is separate from the location device.
  • the determination means is separate from the location device.
  • the location device forms the determination means.
  • the automatically guided forklift can further comprise a stop placed on each of the uprights of the fork and pivotally mounted between a deployed position corresponding to a load absent or not resting against said stop and a retracted position corresponding to a load resting against said stop, the contactless detection device placed on said upright being located above the associated stop.
  • the trolley is not equipped with these stops.
  • the invention relates to a method of transporting and depositing a load by an autonomous forklift as described above.
  • the transport and removal process includes:
  • a step of reversing the forklift by a predetermined reversing distance which is controlled via information from the determination means
  • the predefined flat clearance area may be located forward of the free end of the fork legs.
  • the predefined flat clearance zone can be located at the rear of the free end of the fork arms, and the step of moving the forklift is triggered if the absence of load in said clearance zone is detected and if the sum of the forklift reversal values carried out from the set-down position is greater than the distance separating the free end of the fork arms from the part of said detection zone of the step which is located on the side of the detection device.
  • the recoil of the forklift carried out during the recoil stages is of constant value.
  • the steps of reversing the forklift are carried out continuously without stopping, said detection zones and said clearance zone being activated by the detection device successively according to the constant reversing value of the forklift.
  • the invention also relates to a method of lifting and transporting a load by an autonomous forklift as described above.
  • the lifting and transport process includes:
  • the advancement of the forklift carried out during the advancement stages is of constant value.
  • the stages of advancement of the forklift are carried out continuously without stopping, said detection zones and said gripping zone being activated by the detection device successively according to the advancement value constant of the forklift.
  • the predefined flat detection zone is defined by four points delimiting a rectangle.
  • said load detection step is carried out in a flat detection zone which is common to the arms of the fork. In another mode of implementation, said load detection step is carried out in two flat, distinct detection zones which are each specific to one of the two arms of the fork.
  • FIG 1 is a perspective view of an autonomous forklift according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG 2 schematically illustrates the forklift of Figure 1 during its use
  • FIG 3 is a partial top view of the forklift of Figure 1 on which is schematically represented a first load detection zone;
  • FIG 4 illustrates the flowchart of a load transport and deposit method according to one mode of implementation of the invention
  • FIG 5 is a partial top view of the forklift of Figure 1 on which is schematically represented a load detection zone contiguous to the previous load detection zone illustrated in Figure 3;
  • FIG 6A] [Fig 6B] [Fig 6C] [Fig 6D] [Fig 6E] [Fig 6F] [Fig 6G] are partial top views of the forklift of Figure 1 on which detection zones are schematically represented successive and contiguous charges used in the process illustrated in Figure 4;
  • FIG 6H is a partial top view of the forklift of Figure 1 on which is schematically represented a clearance zone used in the method illustrated in Figure 4;
  • FIG 7 illustrates the flowchart of a lifting and load transport method according to one mode of implementation of the invention.
  • FIG 8A] [Fig 8B] [Fig 8C] [Fig 8D] [Fig 8E] [Fig 8F] [Fig 8G] [Fig 8H] [Fig 81] are partial top views of the forklift of Figure 1 on which are schematically represented successive and contiguous charge detection zones used in the method illustrated in Figure 7; And
  • FIG 8J is a partial top view of the forklift of Figure 1 on which is schematically represented a load handling area used in the method illustrated in Figure 7.
  • Figure 1 shows the main elements of an autonomous forklift 1 according to one embodiment of the invention.
  • the architecture of the forklift 1 is given as an example and does not limit the invention to the sole configuration of the architecture presented. It is understood that the invention also relates to forklifts intended to operate in manual mode and which have been adapted to allow a second mode of operation in autonomous mode.
  • the autonomous forklift 1 illustrated in Figure 1 comprises a fork-carrying apron 3 provided with a fork 4 comprising two arms 4a, 4b spaced laterally and extending forward.
  • the fork 4 also includes two uprights 4'a, 4'b each supporting one of the arms 4a, 4b.
  • the arms 4a, 4b of the fork are generally used to insert into insertion tunnels provided in the transport pallets supporting the loads to be lifted.
  • the uprights 4'a, 4'b make it possible to lift the arms 4a, 4b in order to be able to lift a pallet to be transported or another type of load and to be able to place or catch a pallet or another type of load at height.
  • the fork 4 is capable of moving in translation in a vertical plane V defined by the fork-carrying apron 3, along a vertical mast 5 of the carriage.
  • the uprights 4'a, 4'b can slide along the mast 5.
  • the longitudinal axes of the arms 4a, 4b of the fork 4 are parallel. These longitudinal axes are oriented parallel to an axis horizontal X, and define a horizontal plane H called lifting plane.
  • the arms 4a, 4b of the fork 4 are perpendicular to the vertical plane V.
  • the arms 4a, 4b of the fork are also preferably movable laterally relative to each other.
  • the arms of the fork 4 could be telescopic or retractable, and/or angularly orientable around their longitudinal axis.
  • the carriage 1 is equipped with a drive system 7 allowing the movement of the carriage 1.
  • the drive system comprises at least one electric or thermal motor (not shown) allowing the driving of the wheels 18 of trolley 1.
  • the truck 1 is also equipped with an on-board location device 8, and an on-board control unit 9 (figure 2) receiving information from the location device 8 to autonomously control the movement of the forklift.
  • an on-board control unit 9 (figure 2) receiving information from the location device 8 to autonomously control the movement of the forklift.
  • the control unit 9 comprises the hardware and software means for controlling the operation of the drive system 7 as a function of the information received from the locating device 8.
  • the control unit 9 also makes it possible to control the autonomous movement of the fork 4 .
  • the cart 1 is further equipped with means 11 for determining a movement of the forklift 1, said determination means 11 being configured to acquire information representative of the movement of the cart 1 and to transmit it to the unit control 9.
  • the determination means 1 1 comprises at least one rotary encoder capable of measuring the rotation of at least one wheel 18 of the forklift 1.
  • the encoder is capable of determining the value of the displacement of the forklift 1 as a function of the detected number of revolutions of the associated wheel 18.
  • the carriage 1 is also equipped with a contactless detection device 10 which is arranged above the arms 4a, 4b of the fork 4.
  • the detection device 10 is fixed on the upright 4' a of the fork and is located above arms 4a, 4b.
  • the contactless detection device 10 is mobile together with the upright 4'a of the fork.
  • THE detection device 10 is distinct from the location device 8 and the determination means 11.
  • the detection device 10 is capable of emitting a light beam scanning at least one predefined flat detection zone located above the arms 4a, 4b to detect the presence of a load at raise by intersection of the light beam by said load inside said predefined flat detection zone.
  • the detection device 10 is configured to acquire position data of the load to be lifted, and to transmit to the control unit 9 information representative of the presence or absence of the load detected inside the predefined flat detection area. Depending on the information received, the control unit 9 then controls the operation of the drive system 7 and the vertical movement of the fork 4.
  • the detection device 10 can for example be a laser sensor of the Lidar type.
  • the control unit 9 controls the operation of the cart 1 to bring it closer to the rack 13 and the lifting of the arms of the fork 4 carrying the load to be deposited to position it relative to the rack 13.
  • the cart 1 is controlled by the control unit 9 as a function of data from the location device 8.
  • the carriage 1 is controlled to keep a minimum safety distance d relative to the shelving 13.
  • the carriage 1 is controlled to keep a minimum horizontal safety distance between the overhanging end of the arms of the fork 4 and the shelving 13 in order to allow the safe passage of the arms of the fork 4 above the shelving 13.
  • the control unit 9 can use the information transmitted by the determination means 1 1 to precisely control the movement of the carriage 1 in addition to the data from the location device 8.
  • the detection device 10 emits a light beam 14 scanning at least one predefined flat detection zone 15a located above the arms 4a, 4b of the fork.
  • the vertical projection of the detection zone 15 covers the arms 4a, 4b of the fork and the transverse space separating these arms.
  • the detection zone 15a is defined by four distinct points delimiting a rectangle, such as points B, C, D and E in Figure 3.
  • Point A schematically represents the emission point of the light beam 14 at the output of the device 10.
  • the detection zone 15a is here horizontal. Alternatively, it could be possible to provide a zone 15a inclined relative to the horizontal.
  • the long side of the rectangle delimited by points B, C, D and E has a length y greater than the transverse dimensions of the arms 4a, 4b of the fork, and the detection zone 15a is centered relative to these arms.
  • the flat detection zone 15a extends laterally beyond the transverse dimensions of the arms 4a, 4b of the fork.
  • the width w of the short side of the rectangle delimited by points B, C, D and E, and therefore the depth of the detection zone 15a can be equal to 50 mm.
  • the detection device 10 is configured to detect whether the load 12 is inside the detection zone 15a.
  • the charge 12 is detected by the device 10 as being present when it intersects the light ray 14 and it is inside the first detection zone 15.
  • the detection device 10 is able to detect that the load is inside the first detection zone 15 by measuring the distance.
  • the detection device 10 detects that the distance separating it from the load 12 is outside of the predefined flat detection zone 15, then the device 10 detects an absence of the load 12 in said detection zone.
  • Process 20 is illustrated in Figure 4.
  • the method 20 begins with step 21 of depositing the load 12, during which the control unit 9 controls the carriage 1 to reach a position of depositing the load. Once the carriage 1 has reached the position for depositing the load, the control unit 9 controls the movement of the arms 4a, 4b relative to the shelving 13 in order to deposit the load 12 there. During this phase, the control unit 9 controls the lowering of the load 12 above the rack 13 until the load 12 comes into contact with the part of the rack 13 intended to accommodate the load 12. The control unit 9 then continues the lowering of the arms 4a, 4b inducing a relative vertical movement between the arms 4a, 4b and the load 12 meaning that the latter is no longer in contact with the arms 4a, 4b and rests entirely on the shelving 13.
  • the method 20 continues with a step 22 of recording the position of the forklift 1 in the load removal position as a reference position.
  • the device 10 detects whether the load 12 is absent from the predefined plane detection zone 15a (FIG. 3).
  • control unit 9 stops the carriage 1 in step 23' to allow it to be put in order by an operator.
  • step 24 of retreat the control unit 9 controls the carriage 1 to move it back a predetermined distance away from the shelving 13 and the load 12.
  • the distance back is of a predefined value, and can for example be equal to 50 mm.
  • the control unit 9 controls the recoil of the carriage 1 via information from the determination means 11.
  • the method 20 could include an additional step of reversing carried out before the detection step 23.
  • the method continues with a load detection step 25 in which the device 10 performs load detection in a new zone 15b (figure 5) of predefined plane detection which is contiguous to the previous plane detection zone 15a by considering the axis of extension of the arms 4a, 4b of the fork.
  • the predefined plane detection zone 15b is located on the side opposite the detection device 10 with respect to the previous plane detection zone 15a and has a lateral dimension w equal to the value of the recoil of the forklift 1 carried out in step 24 of retreat.
  • the predefined plane detection zone 15b corresponds to the rectangle CC b D b D.
  • the rectangles BCDE and CC b D b D have one of their large common sides, namely the CD side.
  • control unit 9 stops the carriage 1 in step 25' to allow reordering by an operator.
  • the method 20 continues with a repetition
  • step 24 of recoil and of step 25 of detection until the detection device 10 performs load detection in a zone 16 (FIG. 6H) of predefined flat clearance relative to the free end arms 4a, 4b of the fork.
  • the clearance zone 16 corresponds to a predetermined zone which is located at the front of the arms 4a, 4b of the fork and which is defined as being a clearance position of the fork relative to the load 12 in which there is no risk of interference.
  • the clearance zone 16 defined by four points F, G, H, I defining a rectangle located at the front of the arms 4a, 4b of the fork.
  • zone 16 of clearance relative to the free end of the arms 4a, 4b of the fork for example a zone which is further away from the free end of the arms 4a, 4b of the fork or even, a zone having a different width w.
  • the method 20 continues by repeating the steps of retreat and detection.
  • a new detection step is carried out in a new zone 15c ( Figure 6A ) of predefined plane detection contiguous to the previous plane detection zone 15b.
  • the predefined plane detection zone 15c is located on the side opposite the detection device 10 with respect to the previous plane detection zone 15b and has a lateral dimension w equal to the value of the reversal of the forklift 1 which has just been carried out.
  • control unit 9 stops the carriage 1 to allow it to be put in order by an operator. If the absence of the load in zone 15c is detected, process 20 continues.
  • the backing steps of the forklift 1 are carried out continuously without stopping.
  • the detection zones 15a to 15i and the clearance zone 16 are activated by the detection device 10 successively according to the constant recoil value of the forklift.
  • control unit 9 stops the carriage 1 at step 26' to allow reordering by an operator.
  • step 27 it could be possible to provide that the method passes to step 27 if the charge is present in the clearance zone 16 when the charge detection is carried out in this zone 16. With such mode of implementation, it is preferable to provide a greater spacing separating the free end of the arms 4a, 4b of the fork and the zone 16.
  • the method 20 includes a load detection step in the clearance zone 16 which is located at the front of the arms 4a, 4b of the fork. As indicated previously, it could be possible to define another clearance zone 16.
  • the clearance zone 16 could be defined as being at the rear of the free end of the arms 4a, 4b of the fork.
  • the vertical projection of the clearance zone 16 is located on the arms 4a, 4b of the fork.
  • step 27 the process proceeds to step 27 of moving the forklift if the load is absent from this zone 16 and if the sum of the values of recoil of the forklift carried out from the removal position is greater at the distance separating the free end of the arms 4a, 4b of the fork from the long side BE of the rectangle of the detection zone 15a.
  • a single recording step is provided, i.e. reference taking step, of the position of the forklift in the position of depositing the load as a reference position.
  • Process 30 is illustrated in Figure 7.
  • the method 30 begins with the positioning step 31, during which the control unit 9 controls the carriage 1 to position the arms 4a, 4b relative to the shelving 13 in a position for taking the load 12. Before and during this step, the load 12 rests on the shelving.
  • zone 17a corresponds to a predetermined zone which is located at the front of the arms 4a, 4b of the fork.
  • zone 17a is defined by four points J, K, L and M delimiting a rectangle located at the front of the arms 4a, 4b of the fork.
  • control unit 9 stops the carriage 1 at step 32' to allow it to be put in order by an operator.
  • the method 30 continues with a step 33 of recording the position of the forklift 1 in the load detection position 12 as a reference position, then a step 34 d ' advancement.
  • the control unit 9 controls the carriage 1 to advance it by a predetermined advancement distance while approaching the racking and the load.
  • the value of this advancement is of a predefined value, and can for example be equal to 50 mm.
  • the control unit 9 controls the advancement of the carriage 1 via information from the determination means 1 1.
  • method 30 could include an additional advancement step carried out before reference taking step 33.
  • the method 30 continues with a step 35 of detecting the load in which the detection device 10 performs load detection in a new zone 17b (Figure 8B) of predefined plane detection which is contiguous to the previous plane detection zone 17a by considering the axis of extension of the arms 4s, 4b of the fork.
  • the predefined flat detection zone 17b is located on the side of the detection device 10 relative to the previous plane detection zone 17a and has a lateral dimension w equal to the value of the advancement of the forklift 1 carried out in the advancement step 34.
  • the predefined plane detection zone 17b corresponds to the rectangle J b JMM b .
  • the rectangles J b JMM b and JKLM have one of their large common sides, namely the JM side.
  • control unit 9 stops the carriage 1, during step 35', to allow it to be put in order by an operator.
  • the method 30 continues with a repetition 36 of the advancement step 34 and the detection step 35, until the detection device 10 produces a load detection in a predefined flat grip zone 18 relative to the vertical uprights of the fork which is illustrated in Figure 8J.
  • the grip zone 18 corresponds to a predetermined zone which is located on the side of the vertical uprights of the fork and which is defined as being a safe load grip position.
  • the grip zone 18 is defined by four points P, R, S and Q defining a rectangle located near the vertical uprights of the fork.
  • the method 30 continues by repeating the advancement and detection steps.
  • a new detection step is carried out in a new zone 17c (figure 8C) of predefined plane detection which is contiguous to the previous plane detection zone 17b.
  • the predefined plane detection zone 17c is located on the side of the detection device 10 with respect to the previous plane detection zone 17b and has a lateral dimension w equal to the value of the advancement of the forklift 1 which has just been carried out . If the absence of the load in zone 17c is detected, the control unit 9 stops the carriage 1 to allow it to be put in order by an operator. If the presence of the charge in zone 17c is detected, process 30 continues.
  • the advancement stages of the forklift 1 are carried out continuously without stopping.
  • the detection zones 17a to 17i and the grip zone 18 are activated by the detection device 10 successively according to the constant advancement value of the forklift.
  • control unit 9 stops the carriage 1 in step 36' to allow a restoration of order by an operator.
  • step 37 in the control unit 9 lifts the load by issuing a lifting instruction.
  • a single recording step is provided, i.e. reference taking step, of the position of the forklift in the load detection position as a reference position.
  • the detection steps are carried out with detection zones of the detection device which are each common to the two arms 4a and 4b of the fork.
  • a detection zone specific to it it could be possible to provide, at each detection step and for each of the arms 4a, 4b of the fork, a detection zone specific to it.
  • the detection device emits a light beam scanning a detection zone specific to the arm 4a of the fork and located above this arm 4a, and a zone specific to the arm 4b, located at the -above this arm 4b and distinct from the detection zone specific to arm 4a.

Abstract

Ce chariot élévateur (1) autonome comprend : - une fourche (4) mobile verticalement et munie d'au moins deux bras (4a, 4b) pour le levage de charges, - un système d'entraînement (7) pour le déplacement du chariot élévateur (1), et - une unité de contrôle apte à commander le fonctionnement du système d'entraînement (7) pour guider de façon autonome le chariot élévateur, et apte à commander le déplacement vertical de la fourche. Le chariot comprend en outre un dispositif de détection (10) sans contact d'une charge mobile conjointement avec la fourche (4) et disposé au-dessus des bras (4a, 4b) de la fourche. Le dispositif de détection (10) est apte à émettre un faisceau lumineux balayant au moins une zone de détection plane prédéfinie située au-dessus des bras (4a, 4b) pour détecter la présence ou l'absence d'une charge. Le chariot comprend en outre un moyen de détermination d'un déplacement du chariot.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Chariot élévateur autonome de transport de charge et procédé associé
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine des véhicules autonomes pour le transport automatisé de charges, tels que des chariots élévateurs autonomes.
Etat de la technique antérieure
Les véhicules autonomes pour le transport de charges sont de plus en plus utilisés pour gagner en productivité et pour améliorer la gestion logistique dans des usines ou dans des entrepôts.
Les chariots élévateurs automatisés sont un exemple de tels véhicules et permettent par exemple de charger, transporter et positionner en hauteur une charge sans intervention humaine.
Cependant, dans des environnements tels que des usines ou des entrepôts, l’intervention humaine reste nécessaire en complément des opérations automatisées, par exemple pour contrôler le bon déroulement de ces opérations ou pour réaliser des tâches qui ne peuvent pas être effectuées par des machines seules. Ces environnements sont donc partagés entre des humains et des machines autonomes.
La sécurité des personnes est fondamentale dans de tels environnements de travail et requiert en conséquence la mise en place de procédures spécifiques.
Par exemple, afin de limiter le risque de chutes des charges transportées, les chariots élévateurs sont classiquement munis de capteurs mécaniques disposés sur les montants verticaux de la fourche utilisée pour le levage, le transport et la dépose de ces charges.
De tels capteurs mécaniques se présentent sous forme de butées pivotantes entre une position déployée correspondant à une charge absente ou non en appui contre ladite butée, et une position escamotée correspondant à une charge en appui contre ladite butée. Cependant, ces capteurs mécaniques installés en fond de tablier ne permettent pas de s’ assurer lors de la dépose d’une charge que le dépôt a été correctement réalisé sur le rayonnage de stockage, ni de s’ assurer lors de la prise d’une charge du rayonnage que cette prise a elle aussi été correctement réalisée.
Ceci engendre des risques d’ accident.
En effet, après la dépose de la charge sur un rayonnage, si les bras de la fourche ne sont pas retirés correctement par rapport à la palette supportant cette charge et restent en contact avec celle-ci, alors il existe un risque important de chute de charge lors du recul du chariot.
Ce risque de chute existe également lors de la prise de charge depuis un rayonnage si les bras de la fourche du chariot ne se positionnent pas correctement par rapport à la charge, alors la charge peut être poussée hors du rayonnage lorsque le chariot avance.
Exposé de l’invention
Au vu de ce qui précède, le but de l’ invention est donc de proposer un chariot élévateur autonome capable d’ accroitre le niveau de fiabilité et de sécurité des opérations de dépose et de prise de charge depuis un rayonnage de stockage.
L’invention a pour objet un chariot élévateur autonome comprenant une fourche mobile verticalement et munie d’ au moins deux bras pour le levage de charges, un système d’entraînement pour le déplacement du chariot élévateur, une unité de contrôle apte à commander le fonctionnement du système d’ entraînement pour guider de façon autonome le chariot élévateur et apte à commander le déplacement vertical de la fourche.
Selon une caractéristique générale, le chariot élévateur comprend en outre un dispositif de détection sans contact d’une charge, ledit dispositif de détection étant mobile conjointement avec la fourche et disposé au-dessus des bras de ladite fourche. Le dispositif de détection sans contact est apte à émettre un faisceau lumineux balayant au moins une zone de détection plane prédéfinie située au-dessus des bras pour détecter la présence ou l’ absence d’une charge. Selon une autre caractéristique générale, le chariot élévateur comprend en outre un moyen de détermination d’un déplacement du chariot élévateur. Le moyen de détermination est apte à acquérir des informations représentatives du déplacement du chariot élévateur à partir d’une position de dépose ou de prise d’une charge du chariot élévateur, ladite position étant enregistrée par l’unité de contrôle.
Selon une autre caractéristique générale, l’unité de contrôle reçoit des informations représentatives issues du moyen de détermination et des informations représentatives de la présence ou de l’ absence de la charge dans ladite zone de détection plane prédéfinie issues du dispositif de détection sans contact.
Selon une autre caractéristique générale, l’unité de contrôle est apte à commander le fonctionnement du système d’ entraînement et le déplacement vertical de la fourche en fonction de ces informations.
Avec un tel chariot élévateur autonome, il devient possible de s’ assurer, après dépose d’une charge sur un rayonnage de stockage, que le recul du véhicule est réalisé sans risque de chute de la charge déposée.
Il devient également possible de s’ assurer, lors de la prise d’une charge sur un rayonnage de stockage, que l’ avancement du véhicule est réalisé sans risque de poussée et donc chute de la charge.
En outre, l’intégration d’un tel dispositif de détection sans contact permet de pouvoir réaliser une détection de tout type de charges à distance.
Avantageusement, le moyen de détermination comprend au moins un codeur rotatif apte à mesurer la rotation d’ au moins une roue du chariot élévateur.
L’intégration d’un tel codeur rotatif favorise l’ obtention d’une bonne précision de contrôle du déplacement du chariot.
Avantageusement, ladite zone de détection plane prédéfinie balayée par le faisceau lumineux émis par le dispositif de détection sans contact est horizontale.
De préférence, ladite zone de détection plane prédéfinie balayée par le faisceau lumineux émis par le dispositif de détection sans contact est située au-dessus des deux bras. Dans ce cas, ladite zone de détection plane peut s’étendre latéralement au moins en partie au-delà de l’ encombrement transversal desdits bras de la fourche.
En variante, le dispositif de détection sans contact peut balayer deux zones de détection planes distinctes, à savoir une première zone de détection plane prédéfinie située au-dessus d’un premier bras de la fourche et une deuxième zone de détection plane prédéfinie située au- dessus d’un deuxième bras de la fourche différent du premier.
Selon une autre caractéristique, la fourche comprend au moins deux montants supportant les bras, le dispositif de détection sans contact étant disposé sur l’un des montants.
Le chariot élévateur autonome comprend un dispositif de localisation embarqué configuré pour acquérir des données de position du chariot élévateur et communiquant avec l’unité de contrôle. De préférence, le dispositif de détection sans contact est distinct du dispositif de localisation.
De préférence, le moyen de détermination est distinct du dispositif de localisation. Alternativement, il pourrait être cependant envisageable de prévoir que le dispositif de localisation forme le moyen de détermination.
Dans un mode de réalisation particulier, le chariot élévateur à guidage automatique peut comprendre en outre une butée disposée sur chacun des montants de la fourche et montée pivotante entre une position déployée correspondant à une charge absente ou non en appui contre ladite butée et une position escamotée correspondant à une charge en appui contre ladite butée, le dispositif de détection sans contact disposé sur ledit montant étant situé au-dessus de la butée associée. Alternativement, il reste possible de prévoir que le chariot ne soit pas équipé de ces butées.
Selon un autre aspect, l’ invention a pour objet un procédé de transport et dépose d’une charge par un chariot élévateur autonome tel que décrit ci-dessus.
Le procédé de transport et dépose comprend :
- une étape de dépose de la charge dans laquelle le chariot élévateur a atteint une position de dépose de la charge, - une étape d’ enregistrement de la position du chariot élévateur dans ladite position de dépose de la charge comme position de référence,
- une étape de détection de charge par le dispositif de détection sans contact dans au moins une zone de détection plane prédéfinie,
- si la charge n’ est pas détectée à l’ étape de détection, une étape de recul du chariot élévateur d’une distance de recul prédéterminée qui est contrôlée par l’ intermédiaire des informations issues du moyen de détermination,
- après l’ étape de recul du chariot élévateur de la distance de recul prédéterminée, une étape de détection de charge par le dispositif sans contact dans au moins une zone de détection plane prédéfinie qui est contigüe à ladite zone de détection plane précédente, qui est située du côté opposé au dispositif de détection sans contact par rapport à ladite zone de détection plane précédente, et qui présente une dimension latérale égale à la valeur de recul du chariot élévateur effectué à l’ étape de recul,
- si la charge n’est pas détectée à l’ étape de détection immédiatement précédente, une répétition de l’ étape de recul et de l’ étape de détection jusqu’ à réaliser une détection de charge dans au moins une zone de dégagement plane prédéfinie par rapport à l’ extrémité libre des bras de la fourche, et
- une étape de déplacement du chariot élévateur qui est déclenchée au moins en fonction de la présence ou de l’ absence de charge dans ladite zone de dégagement plane prédéfinie.
Avec ce procédé de dépose, on améliore la sécurité en permettant de contrôler lors de la dépose de la charge sur un rayonnage de stockage, que cette charge reste en place sur le rayonnage et n’ est pas entrainée par le chariot lors de son recul.
Par exemple, la zone de dégagement plane prédéfinie peut être située à l’ avant de l’ extrémité libre des bras de la fourche.
Alternativement, la zone de dégagement plane prédéfinie peut être située à l’ arrière de l’ extrémité libre des bras de la fourche, et l’ étape de déplacement du chariot élévateur est déclenchée si l’ absence de charge dans ladite zone de dégagement est détectée et si la somme des valeurs de recul du chariot élévateur effectué depuis la position de dépose est supérieure à la distance séparant l’extrémité libre des bras de la fourche de la partie de ladite zone de détection de l’étape qui est située du côté du dispositif de détection.
Avantageusement, le recul du chariot élévateur effectué lors des étapes de recul est de valeur constante. Alternativement, il reste possible de prévoir des valeurs variables de recul.
Dans un mode de mise en œuvre particulier, les étapes de recul du chariot élévateur sont réalisées de manière continue sans arrêt, lesdites zones de détection et ladite zone de dégagement étant activées par le dispositif de détection de manière successive suivant la valeur de recul constante du chariot élévateur.
Dans un autre mode de mise en œuvre, il pourrait être possible de prévoir que les étapes de recul du chariot élévateur sont réalisées de manière incrémentale avec une phase d’ arrêt entre deux reculs successifs.
L’invention a également pour objet un procédé de levage et transport d’une charge par un chariot élévateur autonome tel que décrit ci-dessus.
Le procédé de levage et transport comprend :
- une étape de positionnement des bras de la fourche par rapport à la charge à lever dans une position de prise de la charge,
- une étape de détection de charge par le dispositif de détection sans contact dans au moins une zone de détection plane prédéfinie par rapport à l’ extrémité libre des bras de la fourche,
- si la charge est détectée à l’ étape de détection, une étape d’ enregistrement de la position du chariot élévateur dans ladite position de détection de la charge comme position de référence,
- une étape d’ avancement du chariot élévateur d’une distance d’ avancement prédéterminée qui est contrôlée par l’ intermédiaire des informations issues du moyen de détermination,
- après l’ étape d’ avancement du chariot élévateur de la distance d’ avancement prédéterminée, une étape de détection de la charge par le dispositif de détection sans contact dans au moins une zone de détection plane prédéfinie qui est contigüe à ladite zone de détection plane précédente, qui est située du côté du dispositif de détection sans contact par rapport à ladite zone de détection plane précédente, et qui présente une dimension latérale égale à la valeur de l’ avancement du chariot élévateur effectué à l’ étape d’ avancement,
- si la charge est détectée à l’ étape de détection précédente, une répétition de l’étape d’ avancement et de l’ étape de détection jusqu’ à réaliser une détection de charge dans au moins une zone de prise plane prédéfinie,
- une étape de levage de la charge si la charge est détectée dans ladite zone de prise plane prédéfinie, et
- après l’ étape de levage, une étape de déplacement du chariot élévateur et de transport de la charge.
Avec ce procédé de levage, on améliore la sécurité en permettant de contrôler lors de la prise de la charge depuis un rayonnage de stockage, que la charge reste en place sur le rayonnage et n’ est pas poussée par le chariot lorsqu’il avance.
De préférence, l’ avancement du chariot élévateur effectué lors des étapes d’ avancement est de valeur constante. Alternativement, il reste possible de prévoir des valeurs variables d’ avancement.
Dans un mode de mise en œuvre particulier, les étapes d’ avancement du chariot élévateur sont réalisées de manière continue sans arrêt, lesdites zones de détection et ladite zone de prise étant activées par le dispositif de détection de manière successive suivant la valeur d’ avancement constante du chariot élévateur.
Dans un autre mode de mise en œuvre, il pourrait être possible de prévoir que les étapes d’ avancement du chariot élévateur sont réalisées de manière incrémentale avec une phase d’ arrêt entre deux avancements successifs.
Selon une caractéristique, la zone de détection plane prédéfinie est définie par quatre points délimitant un rectangle.
Dans un mode de mise en œuvre, ladite étape de détection de la charge est réalisée dans une zone de détection plane qui est commune aux bras de la fourche. Dans un autre mode de mise en œuvre, ladite étape de détection de la charge est réalisée dans deux zones de détection planes, distinctes et qui sont propres chacune à un des deux bras de la fourche.
Brève description des dessins
D’ autres buts, caractéristiques et avantages de l’ invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’ exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
[Fig 1 ] est une vue en perspective d’un chariot élévateur autonome selon un exemple de réalisation de l’ invention ;
[Fig 2] illustre schématiquement le chariot élévateur de la figure 1 lors de son utilisation ;
[Fig 3] est une vue de dessus partielle du chariot élévateur de la figure 1 sur laquelle est représentée schématiquement une première zone de détection de charge ;
[Fig 4] illustre l’ organigramme d’un procédé de transport et de dépose de charge selon un mode de mise en œuvre de l’ invention ;
[Fig 5] est une vue de dessus partielle du chariot élévateur de la figure 1 sur laquelle est représentée schématiquement une zone de détection de charge contigüe à la zone de détection de charge précédente illustrée à la figure 3 ;
[Fig 6A] [Fig 6B] [Fig 6C] [Fig 6D] [Fig 6E] [Fig 6F] [Fig 6G] sont des vues de dessus partielles du chariot élévateur de la figure 1 sur lesquelles sont représentées schématiquement des zones de détection de charge successives et contigües utilisées dans le procédé illustré en figure 4 ;
[Fig 6H] est une vue de dessus partielle du chariot élévateur de la figure 1 sur laquelle est représentée schématiquement une zone de dégagement utilisée dans le procédé illustré en figure 4 ;
[Fig 7] illustre l’ organigramme d’un procédé de levage et de transport de charge selon un mode de mise en œuvre de l’ invention ; et
[Fig 8A] [Fig 8B] [Fig 8C] [Fig 8D] [Fig 8E] [Fig 8F] [Fig 8G] [Fig 8H] [Fig 81] sont des vues de dessus partielles du chariot élévateur de la figure 1 sur lesquelles sont représentées schématiquement des zones de détection de charge successives et contigües utilisées dans le procédé illustré en figure 7 ; et
[Fig 8J] est une vue de dessus partielle du chariot élévateur de la figure 1 sur laquelle est représentée schématiquement une zone de prise de charge utilisée dans le procédé illustré en figure 7.
Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation
Sur la figure 1 on a représenté les éléments principaux d’un chariot élévateur 1 autonome selon un mode de réalisation de l’ invention.
L’ architecture du chariot élévateur 1 est donnée à titre d’ exemple et ne limite pas l’ invention à la seule configuration de l’ architecture présentée. Il est entendu que l’ invention concerne également des chariots élévateurs prévus pour fonctionner en mode manuel et qui ont été adaptés pour permettre un deuxième mode de fonctionnement en mode autonome.
Le chariot élévateur 1 autonome illustré à la figure 1 comprend un tablier porte-fourche 3 muni d’une fourche 4 comprenant deux bras 4a, 4b espacés latéralement et s’étendant vers l’ avant. La fourche 4 comprend également deux montants 4’ a, 4’b supportant chacun un des bras 4a, 4b .
Les bras 4a, 4b de la fourche sont généralement utilisés pour s’insérer dans des tunnels d’ insertion prévus dans les palettes de transport supportant les charges à soulever. Les montants 4’ a, 4’b permettent de soulever les bras 4a, 4b afin de pouvoir soulever une palette à transporter ou un autre type de charge et de pouvoir placer ou attraper une palette ou un autre type de charge en hauteur.
La fourche 4 est apte à se déplacer en translation dans un plan vertical V défini par le tablier porte-fourches 3 , le long d’un mât 5 vertical du chariot. Les montants 4’ a, 4’b peuvent coulisser le long du mât 5. Les axes longitudinaux des bras 4a, 4b de la fourche 4 sont parallèles. Ces axes longitudinaux sont orientés parallèlement à un axe horizontal X, et définissent un plan horizontal H appelé plan de levage. Les bras 4a, 4b de la fourche 4 sont perpendiculaires au plan vertical V. Les bras 4a, 4b de la fourche sont aussi de préférence déplaçables latéralement l’un par rapport à l’ autre.
En variante, les bras de la fourche 4 pourraient être télescopiques ou escamotables, et/ou orientables angulairement autour de leur axe longitudinal.
De manière connue en soi, le chariot 1 est équipé d’un système d’ entraînement 7 permettant le déplacement du chariot 1. Le système d’ entraînement comprend au moins un moteur électrique ou thermique (non représenté) permettant l’entrainement des roues 18 du chariot 1.
Le chariot 1 est également équipé d’un dispositif de localisation 8 embarqué, et d’une unité de contrôle 9 (figure 2) embarquée recevant les informations issues du dispositif de localisation 8 pour commander de façon autonome le déplacement du chariot élévateur.
L’unité de contrôle 9 comprend les moyens matériels et logiciels pour commander le fonctionnement du système d’ entraînement 7 en fonction des informations reçues du dispositif de localisation 8. L’unité de contrôle 9 permet également de commander le déplacement autonome de la fourche 4.
Le chariot 1 est en outre équipé d’un moyen de détermination 1 1 d’un déplacement du chariot élévateur 1 , ledit moyen de détermination 1 1 étant configuré pour acquérir des informations représentatives du déplacement du chariot 1 et pour les transmettre à l’unité de contrôle 9. Dans un mode de réalisation préférentiel, le moyen de détermination 1 1 comprend au moins un codeur rotatif apte à mesurer la rotation d’ au moins une roue 18 du chariot élévateur 1. Le codeur est apte à déterminer la valeur du déplacement du chariot élévateur 1 en fonction du nombre de tours détecté de la roue 18 associée.
Le chariot 1 est également équipé d’un dispositif 10 de détection sans contact qui est disposé au-dessus des bras 4a, 4b de la fourche 4. Le dispositif 10 de détection est fixé sur le montant 4’ a de la fourche et est situé au-dessus des bras 4a, 4b. Le dispositif 10 de détection sans contact est mobile conjointement avec le montant 4’ a de la fourche. Le dispositif 10 de détection est distinct du dispositif de localisation 8 et du moyen de détermination 1 1.
Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le dispositif de détection 10 est apte à émettre un faisceau lumineux balayant au moins une zone de détection plane prédéfinie située au-dessus des bras 4a, 4b pour détecter la présence d’une charge à lever par intersection du faisceau lumineux par ladite charge à l’ intérieur de ladite zone de détection plane prédéfinie.
Le dispositif 10 de détection est configuré pour acquérir des données de position de la charge à lever, et pour transmettre à l’unité de contrôle 9 des informations représentatives de la présence ou de l’ absence de la charge détectée à l’ intérieur de la zone de détection plane prédéfinie. En fonction des informations reçues, l’unité de contrôle 9 commande ensuite le fonctionnement du système d’ entraînement 7 et le déplacement vertical de la fourche 4. Le dispositif 10 de détection peut par exemple être un capteur laser du type Lidar.
On va maintenant décrire en référence aux figures 2 et 3 le principe de fonctionnement du chariot 1 élévateur autonome pour la détection de la présence ou l’ absence d’une charge 12 à déposer sur un rayonnage 13.
Dans une phase initiale, l’unité de contrôle 9 commande le fonctionnement du chariot 1 pour obtenir son rapprochement du rayonnage 13 et le soulèvement des bras de la fourche 4 portant la charge à déposer pour la positionner par rapport au rayonnage 13. Le chariot 1 est commandé par l’unité de contrôle 9 en fonction des données issues du dispositif de localisation 8. Lors de son déplacement, le chariot 1 est commandé pour garder une distance minimale de sécurité d par rapport au rayonnage 13. Lors de la phase initiale, le chariot 1 est commandé pour garder une distance horizontale minimale de sécurité entre l’ extrémité en porte-à-faux des bras de la fourche 4 et le rayonnage 13 afin de permettre le passage en sécurité des bras de la fourche 4 au- dessus du rayonnage 13.
L’unité de contrôle 9 peut utiliser les informations transmises par le moyen de détermination 1 1 pour contrôler de manière précise le déplacement du chariot 1 en plus des données issues du dispositif de localisation 8.
Après cette phase initiale, le dispositif 10 de détection émet un faisceau lumineux 14 balayant au moins une zone 15a de détection prédéfinie plane située au-dessus des bras 4a, 4b de la fourche. La projection verticale de la zone 15 de détection recouvre les bras 4a, 4b de la fourche et l’espace transversal séparant ces bras.
Dans l’ exemple de réalisation illustré, la zone 15a de détection est définie par quatre points distincts délimitant un rectangle, tels que les points B , C, D et E de la figure 3. Le point A représente schématiquement le point d’ émission du faisceau lumineux 14 en sortie du dispositif 10. La zone 15a de détection est ici horizontale. Alternativement, il pourrait être possible de prévoir une zone 15a inclinée par rapport à l’horizontale.
Le grand côté du rectangle délimité par les points B , C, D et E présente une longueur y supérieure à l’ encombrement transversal des bras 4a, 4b de la fourche, et la zone 15a de détection est centrée relativement à ces bras. Autrement dit, la zone de détection 15a plane s’ étend latéralement au-delà de l’ encombrement transversal des bras 4a, 4b de la fourche. A titre indicatif, la largeur w du petit côté du rectangle délimité par les points B, C, D et E, et donc la profondeur de la zone de détection 15a, peut être égale à 50 mm.
Le dispositif 10 de détection est configuré pour détecter si la charge 12 se trouve à l’ intérieur de la zone 15a de détection. La charge 12 est détectée par le dispositif 10 comme étant présente lorsqu’ elle intersecte le rayon lumineux 14 et qu’ elle se trouve à l’intérieur de la première zone 15 de détection. Le dispositif 10 de détection est apte détecter que la charge se trouve à l’ intérieur de la première zone 15 de détection par une mesure de distance.
S ’ il n’ y a pas d’ intersection du rayon lumineux 14 émis par le dispositif 10 par la charge, ou si cette intersection existe mais que le dispositif 10 de détection détecte que la distance le séparant de la charge 12 est en-dehors de la zone 15 de détection plane prédéfinie, alors le dispositif 10 détecte une absence de la charge 12 dans ladite zone de détection.
Il va maintenant être décrit un procédé 20 de dépose de charge par le chariot 1 élévateur autonome. Le procédé 20 est illustré en figure 4.
Le procédé 20 commence par l’ étape 21 de dépose de la charge 12, durant laquelle l’unité de contrôle 9 pilote le chariot 1 pour atteindre une position de dépose de la charge. Une fois que le chariot 1 a atteint la position de dépose de la charge, l’unité de contrôle 9 pilote le déplacement des bras 4a, 4b par rapport au rayonnage 13 afin d’ y déposer la charge 12. Durant cette phase, l’unité de contrôle 9 pilote l’ abaissement de la charge 12 au-dessus du rayonnage 13 jusqu’ à la mise en contact de la charge 12 avec la partie du rayonnage 13 destinée à accueillir la charge 12. L’unité de contrôle 9 continue ensuite l’ abaissement des bras 4a, 4b induisant un déplacement relatif vertical entre les bras 4a, 4b et la charge 12 signifiant que celle-ci n’ est plus en contact avec les bras 4a, 4b et repose entièrement sur le rayonnage 13.
Le procédé 20 se poursuit par une étape 22 d’ enregistrement de la position du chariot élévateur 1 dans la position de dépose de la charge comme position de référence.
Lors de l’ étape 23 de détection de charge suivante, le dispositif 10 détecte si la charge 12 est absente de la zone 15a (figure 3) de détection plane prédéfinie.
Si la présence de la charge est détectée dans la zone 15a, l’unité de contrôle 9 arrête le chariot 1 à l’ étape 23 ’ pour permettre une remise en ordre par un opérateur.
Si l’ absence de la charge est détectée dans la zone 15a, le procédé se poursuit par une étape 24 de recul. Lors de cette étape 24, l’unité de contrôle 9 pilote le chariot 1 pour le faire reculer d’une distance de recul prédéterminée en s’ éloignant du rayonnage 13 et de la charge 12. La distance de recul est de valeur prédéfinie, et peut par exemple être égale à 50 mm. L’unité de contrôle 9 contrôle le recul du chariot 1 par l’ intermédiaire des informations issues du moyen de détermination 1 1 . En variante, le procédé 20 pourrait comprendre une étape supplémentaire de recul réalisée avant l’ étape 23 de détection.
Après l’ étape 24 de recul du chariot élévateur 1 de la distance de recul prédéterminée, le procédé se poursuit par une étape 25 de détection de charge dans laquelle le dispositif 10 réalise la détection de charge dans une nouvelle zone 15b (figure 5) de détection plane prédéfinie qui est contigüe à la zone 15a de détection plane précédente en considérant l’ axe d’ allongement des bras 4a, 4b de la fourche. La zone 15b de détection plane prédéfinie est située du côté opposé au dispositif de détection 10 par rapport à la zone 15a de détection plane précédente et présente une dimension latérale w égale à la valeur du recul du chariot élévateur 1 effectué à l’ étape 24 de recul. Sur la figure 5, la zone 15b de détection plane prédéfinie correspond au rectangle CCbDbD. Compte tenu du caractère contigu de la zone 15b par rapport à la zone 15a, les rectangles BCDE et CCbDbD ont un de leurs grand côtés communs, à savoir le côté CD.
Si la présence de la charge dans la zone 15b est détectée à l’ étape 25, l’unité de contrôle 9 arrête le chariot 1 à l’ étape 25 ’ pour permettre une remise en ordre par un opérateur.
Si l’ absence de la charge dans la zone 15b est détectée à l’ étape
25 de détection de charge, le procédé 20 se poursuit par une répétition
26 de l’ étape 24 de recul et de l’ étape 25 de détection, jusqu’ à réaliser par le dispositif de détection 10 une détection de charge dans une zone 16 (figure 6H) de dégagement plane prédéfinie par rapport à l’ extrémité libre des bras 4a, 4b de la fourche.
Dans l’ exemple de réalisation illustré, la zone 16 de dégagement correspond à une zone prédéterminée qui est située à l’ avant des bras 4a, 4b de la fourche et qui est définie comme étant une position de dégagement de la fourche par rapport à la charge 12 dans laquelle il n’ y a pas de risque d’ interférence. Sur la figure 6H, la zone 16 de dégagement définie par quatre points F, G, H, I définissant un rectangle situé à l’ avant des bras 4a, 4b de la fourche.
En variante, il pourrait être possible de définir une autre zone 16 de dégagement par rapport à l’ extrémité libre des bras 4a, 4b de la fourche, par exemple une zone qui soit plus éloignée de l’ extrémité libre des bras 4a, 4b de la fourche ou encore, une zone ayant une largeur w différente.
Comme indiqué précédemment, si l’ absence de charge dans la zone 15b est détectée à l’ étape 25 de détection de charge, le procédé 20 continue en répétant les étapes de recul et de détection.
Ainsi, après un nouveau recul du chariot 1 piloté par l’unité de contrôle 9 d’une distance de recul de valeur égale à celle de l’ étape 24, il est réalisé une nouvelle étape de détection dans une nouvelle zone 15c (figure 6A) de détection plane prédéfinie contigüe à la zone 15b de détection plane précédente. La zone 15c de détection plane prédéfinie est située du côté opposé au dispositif de détection 10 par rapport à la zone 15b de détection plane précédente et présente une dimension latérale w égale à la valeur du recul du chariot élévateur 1 qui vient d’ être effectué.
Si la présence de la charge dans la zone 15c est détectée, l’unité de contrôle 9 arrête le chariot 1 pour permettre une remise en ordre par un opérateur. Si l’ absence de la charge dans la zone 15c est détectée, le procédé 20 se poursuit.
La répétition des étapes de recul et de détection continue de façon identique avec des zones 15d (figure 6B) à 15i (figure 6G) de détection jusqu’ à la zone 16 (figure 6H) de dégagement plane.
Les étapes de recul du chariot élévateur 1 sont réalisées de manière continue sans arrêt. Les zones 15a à 15i de détection et la zone 16 de dégagement sont activées par le dispositif de détection 10 de manière successive suivant la valeur de recul constante du chariot élévateur.
Si la charge est absente de la zone 16 de dégagement lorsque la détection de charge est réalisée dans cette zone 16, le procédé passe à l’ étape 27 de déplacement du chariot élévateur 1 , qui peut ensuite être affecté à une autre tâche.
Au contraire, si la charge est présente dans la zone 16 de dégagement lorsque de cette détection, l’unité de contrôle 9 arrête le chariot 1 à l’étape 26’ pour permettre une remise en ordre par un opérateur.
Dans un autre mode de mise en œuvre, il pourrait être possible de prévoir que le procédé passe à l’ étape 27 si la charge est présente dans la zone 16 de dégagement lorsque la détection de charge est réalisée dans cette zone 16. Avec un tel mode de mise en œuvre, il est préférable de prévoir un espacement plus important séparant l’ extrémité libre des bras 4a, 4b de la fourche et la zone 16.
Dans le mode de mise en œuvre décrit, le procédé 20 comprend une étape de détection de charge dans la zone 16 de dégagement qui est située à l’ avant des bras 4a, 4b de la fourche. Comme indiqué précédemment, il pourrait être possible de définir une autre zone 16 de dégagement.
Par exemple, la zone 16 de dégagement pourrait être définie comme étant à l’ arrière de l’ extrémité libre des bras 4a, 4b de la fourche. Dans ce cas, la projection verticale de la zone 16 de dégagement est située sur les bras 4a, 4b de la fourche.
Avec une zone 16 de dégagement ainsi définie, le procédé passe à l’ étape 27 de déplacement du chariot élévateur si la charge est absente de cette zone 16 et si la somme des valeurs de recul du chariot élévateur effectué depuis la position de dépose est supérieure à la distance séparant l’ extrémité libre des bras 4a, 4b de la fourche du grand côté BE du rectangle de la zone 15a de détection.
Dans le mode de mise en œuvre décrit, il est prévu une unique étape d’ enregistrement, i.e. étape de de prise de référence, de la position du chariot élévateur dans la position de dépose de la charge comme position de référence. En variante, il est également possible de prévoir une étape de prise de référence de la position du chariot élévateur après chaque recul de la distance de recul prédéterminée.
Il va maintenant être décrit un procédé 30 de levage et transport de charge par le chariot élévateur 1 autonome. Le procédé 30 est illustré en figure 7.
Le procédé 30 commence par l’étape 31 de positionnement, pendant laquelle l’unité de contrôle 9 pilote le chariot 1 pour positionner les bras 4a, 4b par rapport au rayonnage 13 dans une position de prise de la charge 12. Avant et durant cette étape, la charge 12 repose sur le rayonnage.
Le procédé 30 se poursuit par une étape 32 de détection de charge par le dispositif de détection 10 dans une zone 17a (figure 8A) de détection plane prédéfinie. Dans l’ exemple de réalisation illustré, la zone 17a correspond à une zone prédéterminée qui est située à l’ avant des bras 4a, 4b de la fourche. Sur la figure 8A, la zone 17a est définie par quatre points J, K, L et M délimitant un rectangle situé à l’ avant des bras 4a, 4b de la fourche.
Si la présence de charge n’ est pas détectée dans la zone 17a de détection plane prédéfinie, l’unité de contrôle 9 arrête le chariot 1 à l’ étape 32’ pour permettre une remise en ordre par un opérateur.
Si la présence de charge est détectée dans la zone 17a, le procédé 30 se poursuit avec une étape 33 d’ enregistrement de la position du chariot élévateur 1 dans la position de détection de la charge 12 comme position de référence, puis une étape 34 d’ avancement.
Lors de l’ étape 34 d’ avancement, l’unité de contrôle 9 pilote le chariot 1 pour le faire avancer d’une distance d’ avancement prédéterminée en se rapprochant du rayonnage et de la charge. La valeur de cet avancement est de valeur prédéfinie, et peut par exemple être égale à 50 mm. L’unité de contrôle 9 contrôle l’ avancement du chariot 1 par l’ intermédiaire des informations issues du moyen de détermination 1 1.
En variante, le procédé 30 pourrait comprendre une étape supplémentaire d’ avancement réalisée avant l’ étape 33 de prise de référence.
Après l’ étape 34 d’ avancement du chariot élévateur 1 de la distance de recul prédéterminée, le procédé 30 se poursuit par une étape 35 de détection de la charge dans laquelle le dispositif de détection 10 réalise la détection de charge dans une nouvelle zone 17b (figure 8B) de détection plane prédéfinie qui est contigüe à la zone 17a de détection plane précédente en considérant l’ axe d’ allongement des bras 4s, 4b de la fourche. La zone 17b de détection plane prédéfinie est située du côté du dispositif de détection 10 par rapport à la zone 17a de détection plane précédente et présente une dimension latérale w égale à la valeur de l’ avancement du chariot élévateur 1 effectué à l’ étape 34 d’ avancement. Sur la figure 8B, la zone 17b de détection plane prédéfinie correspond au rectangle JbJMMb, Compte tenu du caractère contigu de de la zone 17b par rapport à la zone 17a, les rectangles JbJMMb et JKLM ont un de leurs grand côtés communs, à savoir le côté JM.
Si l’ absence de la charge est détectée dans la zone 17b, l’unité de contrôle 9 arrête le chariot 1 , lors de l’ étape 35 ’ , pour permettre une remise en ordre par un opérateur.
Si la présence de la charge est détectée dans la zone 17b, le procédé 30 se poursuit par une répétition 36 de l’ étape d’ avancement 34 et de l’ étape de détection 35, jusqu’ à réaliser par le dispositif de détection 10 une détection de charge dans une zone 18 de prise plane prédéfinie par rapport aux montants verticaux de la fourche qui est illustrée à la figure 8J.
Dans l’exemple de réalisation illustré, la zone 18 de prise correspond à une zone prédéterminée qui est située du côté des montants verticaux de la fourche et qui est définie comme étant une position de prise de charge en sécurité. Sur la figure 8J, la zone 18 de prise est définie par quatre points P, R, S et Q définissant un rectangle situé à proximité des montants verticaux de la fourche.
Comme indiqué précédemment, si la présence de la charge dans la zone 17b est détectée à l’étape 35 de détection de charge, le procédé 30 continue en répétant les étapes d’ avancement et de détection.
Ainsi, après un nouvel avancement du chariot 1 piloté par l’unité de contrôle 9 d’une distance d’ avancement de valeur égale à celle de l’ étape 34, il est réalisé une nouvelle étape de détection dans une nouvelle zone 17c (figure 8C) de détection plane prédéfinie qui est contigüe à la zone 17b de détection plane précédente. La zone 17c de détection plane prédéfinie est située du côté du dispositif de détection 10 par rapport à la zone 17b de détection plane précédente et présente une dimension latérale w égale à la valeur de l’ avancement du chariot élévateur 1 qui vient d’être effectué. Si l’ absence de la charge dans la zone 17c est détectée, l’unité de contrôle 9 arrête le chariot 1 pour permettre une remise en ordre par un opérateur. Si la présence de la charge dans la zone 17c est détectée, le procédé 30 se poursuit.
La répétition des étapes d’ avancement et de détection continue de façon identique avec des zones 17d (figure 8D) à 17i (figure 81) jusqu’ à la zone 18 de prise tel que représenté en figure 8J.
Les étapes d’ avancement du chariot élévateur 1 sont réalisées de manière continue sans arrêt. Les zones 17a à 17i de détection et la zone 18 de prise sont activées par le dispositif de détection 10 de manière successive suivant la valeur d’ avancement constante du chariot élévateur.
Si la charge est absente de la zone 18 de prise lorsque la détection de charge est réalisée dans cette zone 18, l’unité de contrôle 9 arrête le chariot 1 à l’ étape 36 ’ pour permettre une remise en ordre par un opérateur.
Au contraire, si la charge est présente dans la zone 18 de prise lors de cette détection, le procédé passe à l’ étape 37 dans l’unité de contrôle 9 effectue le levage de la charge en émettant une consigne de levage.
Après le levage de la charge 12, le procédé 30 se poursuit avec l’ étape 38 de déplacement du chariot élévateur et de transport de la charge 12.
Dans le mode de mise en œuvre décrit, il est prévu une unique étape d’ enregistrement, i.e. étape de prise de référence, de la position du chariot élévateur dans la position de détection de la charge comme position de référence. En variante, il est également possible de prévoir une étape de prise de référence de la position du chariot élévateur après chaque avancement de la distance d’ avancement prédéterminée.
Dans chacun des modes de mise en œuvre décrits, les étapes de détection sont réalisées avec des zones de détection du dispositif de détection qui sont chacune communes aux deux bras 4a et 4b de la fourche. En variante, il pourrait être possible de prévoir, à chaque étape de détection et pour chacun des bras 4a, 4b de la fourche une zone de détection qui lui est propre. Dans ce cas, à chaque étape de détection, le dispositif de détection émet un faisceau lumineux balayant une zone de détection propre au bras 4a de la fourche et située au-dessus de ce bras 4a, et une zone propre au bras 4b, située au-dessus de ce bras 4b et distincte de la zone de détection propre au bras 4a.

Claims

REVENDICATIONS
1. Chariot élévateur ( 1 ) autonome comprenant :
- une fourche (4) mobile verticalement et munie d’ au moins deux bras (4a, 4b) pour le levage de charges,
- un système d’entraînement (7) pour le déplacement du chariot élévateur ( 1 ), et
- une unité de contrôle (9) apte à commander le fonctionnement du système d’ entraînement (7) pour guider de façon autonome le chariot élévateur, et apte à commander le déplacement vertical de la fourche (4), caractérisé en ce que le chariot élévateur ( 1 ) comprend en outre :
- un dispositif de détection ( 10) sans contact d’une charge, ledit dispositif de détection ( 10) étant mobile conj ointement avec la fourche (4) et disposé au-dessus des bras (4a, 4b) de ladite fourche, le dispositif de détection ( 10) sans contact étant apte à émettre un faisceau lumineux ( 14) balayant au moins une zone de détection plane prédéfinie située au- dessus des bras (4a, 4b) pour détecter la présence ou l’ absence d’une charge, et
- un moyen de détermination ( 1 1 ) d’un déplacement du chariot élévateur ( 1 ), ledit moyen de détermination ( 1 1 ) étant apte à acquérir des informations représentatives du déplacement du chariot élévateur ( 1 ) à partir d’une position de dépose ou de prise d’une charge du chariot élévateur ( 1 ) enregistrée par l’ unité de contrôle (9), l’unité de contrôle (9) recevant des informations représentatives du déplacement du chariot élévateur ( 1) issues du moyen de détermination ( 1 1 ) et des informations représentatives de la présence ou de l’ absence de la charge dans ladite zone de détection plane prédéfinie issues du dispositif de détection ( 10) sans contact, et étant apte à commander le fonctionnement du système d’entraînement (7) et le déplacement vertical de la fourche (4) en fonction de ces informations.
2. Chariot élévateur autonome selon la revendication 1 , dans lequel le moyen de détermination ( 1 1 ) comprend au moins un codeur rotatif apte à mesurer la rotation d’ au moins une roue ( 18) du chariot élévateur. 3. Chariot élévateur autonome selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite zone de détection plane prédéfinie balayée par le faisceau lumineux ( 14) émis par le dispositif de détection ( 10) sans contact est horizontale.
4. Chariot élévateur autonome selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fourche (4) comprend au moins deux montants (4’ a, 4’b) supportant les bras (4a, 4b), le dispositif de détection ( 10) sans contact étant disposé sur l’un des montants (4’ a, 4’b) .
5. Chariot élévateur autonome selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un dispositif de localisation (8) embarqué configuré pour acquérir des données de position du chariot élévateur et communiquant avec l’unité de contrôle (9), le dispositif de détection ( 10) sans contact étant distinct du dispositif de localisation (8) .
6. Chariot élévateur autonome selon la revendication 5, dans lequel le moyen de détermination ( 1 1 ) est distinct du dispositif de localisation (8) .
7. Procédé (20) de transport et dépose d’une charge ( 12) par un chariot élévateur ( 1 ) autonome selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’ il comprend :
- a) une étape (21 ) de dépose de la charge ( 12) dans laquelle le chariot élévateur a atteint une position de dépose de la charge,
- b) une étape (22) d’ enregistrement de la position du chariot élévateur ( 1 ) dans ladite position de dépose de la charge comme position de référence,
- c) une étape (23) de détection de charge par le dispositif de détection ( 10) sans contact dans au moins une zone ( 15a) de détection plane prédéfinie,
- d) si la charge n’ est pas détectée à l’ étape (23) de détection, une étape (24) de recul du chariot élévateur ( 1 ) d’une distance de recul prédéterminée qui est contrôlée par l’intermédiaire des informations issues du moyen de détermination ( 1 1 ), - e) après l’ étape (24) de recul du chariot élévateur ( 1 ) de la distance de recul prédéterminée, une étape (25) de détection de charge par le dispositif de détection ( 10) sans contact dans au moins une zone ( 15b) de détection plane prédéfinie qui est contigüe à ladite zone ( 15a) de détection plane précédente, qui est située du côté opposé au dispositif de détection ( 10) sans contact par rapport à ladite zone ( 15a) de détection plane précédente, et qui présente une dimension latérale égale à la valeur de recul du chariot élévateur ( 1 ) effectué à l’ étape (24) de recul,
- f) si la charge n’ est pas détectée à l’étape (25) de détection immédiatement précédente, une répétition (26) de l’ étape (24) de recul et de l’ étape (25) de détection jusqu’ à réaliser une détection de charge dans au moins une zone ( 16) de dégagement plane prédéfinie par rapport à l’ extrémité libre des bras (4a, 4b) de la fourche, et
- g) une étape (27) de déplacement du chariot élévateur qui est déclenchée au moins en fonction de la présence ou de l’ absence de charge dans ladite zone ( 16) de dégagement plane prédéfinie.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ladite zone ( 16) de dégagement plane prédéfinie est située à l’ avant de l’ extrémité libre des bras (4a, 4b) de la fourche.
9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ladite zone ( 16) de dégagement plane prédéfinie est située à l’ arrière de l’extrémité libre des bras (4a, 4b) de la fourche, et l’ étape (27) de déplacement du chariot élévateur est déclenchée si l’ absence de charge dans ladite zone ( 16) de dégagement est détectée et si la somme des valeurs de recul du chariot élévateur effectué depuis la position de dépose est supérieure à la distance séparant l’ extrémité libre des bras (4a, 4b) de la fourche de la partie de ladite zone ( 15a) de détection de l’ étape (23) qui est située du côté du dispositif de détection ( 10) .
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel le recul du chariot élévateur effectué lors des étapes (24) de recul est de valeur constante.
1 1 . Procédé selon la revendication 10, dans lequel les étapes (24) de recul du chariot élévateur sont réalisées de manière continue sans arrêt, lesdites zones (15a, 15b) de détection et ladite zone (16) de dégagement étant activées par le dispositif de détection (10) de manière successive suivant la valeur de recul constante du chariot élévateur.
12. Procédé (30) de levage et transport d’une charge (12) par un chariot élévateur (1) autonome selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend : a) une étape (31) de positionnement des bras (4a, 4b) de la fourche (4) par rapport à la charge (12) à lever dans une position de prise de la charge, b) une étape (32) de détection de présence de charge par le dispositif de détection (10) sans contact dans au moins une zone (17a) de détection plane prédéfinie par rapport à l’extrémité libre des bras (4a, 4b) de la fourche, c) si la charge est détectée à l’étape (32) de détection, une étape
(33) d’enregistrement de la position du chariot élévateur (1) dans ladite position de détection de la charge comme position de référence, d) une étape (34) d’avancement du chariot élévateur (1) d’une distance d’avancement prédéterminée qui est contrôlée par l’intermédiaire des informations issues du moyen de détermination (11), e) après l’étape (34) d’avancement du chariot élévateur (1) de la distance d’avancement prédéterminée, une étape (35) de détection de la charge par le dispositif de détection (10) sans contact dans au moins une zone (17b) de détection plane prédéfinie qui est contigüe à ladite zone (17a) de détection plane précédente, qui est située du côté du dispositif de détection (10) sans contact par rapport à ladite zone (17a) de détection plane précédente, et qui présente une dimension latérale égale à la valeur de l’avancement du chariot élévateur (1) effectué à l’étape
(34) d’avancement, f) si la charge est détectée à l’étape (35) de détection précédente, une répétition (36) de l’étape (34) d’avancement et de l’étape (35) de détection jusqu’à réaliser une détection de charge dans au moins une zone (18) de prise plane prédéfinie, g) une étape (37) de levage de la charge si la charge est détectée dans ladite zone (18) de prise plane prédéfinie, et h) après l’ étape (37) de levage, une étape (38) de déplacement du chariot élévateur et de transport de la charge.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l’ avancement du chariot élévateur effectué lors des étapes (34) d’ avancement est de valeur constante.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel les étapes (34) d’ avancement du chariot élévateur sont réalisées de manière continue sans arrêt, lesdites zones ( 17a, 17b) de détection et ladite zone ( 18) de prise étant activées par le dispositif de détection ( 10) de manière successive suivant la valeur d’ avancement constante du chariot élévateur.
15. Procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 14, dans lequel ladite zone de détection plane prédéfinie est définie par quatre points délimitant un rectangle.
16. Procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 15, dans lequel ladite étape de détection de la charge est réalisée dans ladite zone de détection plane qui est commune aux deux bras (4a, 4b) de la fourche.
17. Procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 15, dans lequel ladite étape de détection de la charge est réalisée dans deux zones de détection planes qui sont propres chacune à un des deux bras (4a, 4b) de la fourche.
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