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.

[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.

[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.

[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.