MANUTENTION D'UNE CHARGE

1. Domaine de l'invention

Le domaine de l'invention est celui de la logistique.

Plus précisément, l'invention concerne un chariot à guidage automatique.

L'invention trouve notamment une application dans la manutention et le transport de pièces ou de produits en entrepôt

2. État de la technique

La croissance importante du commerce en ligne a directement impacté les stratégies de gestion des flux de commande et la manipulation des produits au sein d'un entrepôt logistique.

Il est bien connu d'automatiser les tâches de transport dans un entrepôt pour gagner en vitesse d'acheminement.

Ainsi, on a pensé à utiliser des chariots auto guidés pour transporter des caisses contenant des produits jusqu'à une zone de préparation de commandes.

On connaît des chariots autoguidés utilisés pour transporter des rayonnages d'un entrepôt jusqu'à un point de collecte de produit par un opérateur dans ces rayonnages. Bien souvent, le châssis de ces robots est relié par des suspensions à quatre roues.

Un inconvénient des chariots autoguidés connus est que leur mobilité est affectée lorsque la charge sur les différentes roues du chariot n'est pas équilibrée du fait d'une répartition non uniforme des produits dans la caisse ou sur l'étagère qui est transportée, où lorsqu'ils roulent sur un sol irrégulier.

Par ailleurs, afin d'éviter qu'en l'absence de charge à transporter, l'adhérence des roues sur le sol soit fortement réduite, et limite les capacités d'accélération et de décélération du chariot, on cherche par ailleurs à alourdir le chariot autoguidé pour pré-comprimer les suspensions.

Ceci présente l'inconvénient d'augmenter l'énergie nécessaire pour déplacer le chariot et donc de réduire son autonomie. Un autre inconvénient de ces chariots autoguidés connus est que lorsque la charge est trop importante, les suspensions se retrouvent comprimées à leur maximum. La répartition du poids de la charge portée par le plateau est alors transmise telle quelle aux roues. On ne peut alors pas répartir le poids de la charge sur chacune des roues.

Parmi ces chariots à guidage automatique connus, certains peuvent être configurés pour avoir des essieux montés sur boggies, disposés l'un à l'avant, l'autre à l'arrière d'une caisse ou voiture.

Cette technique de chariot autoguidé sur boggie présente les mêmes inconvénients que les techniques précédentes.

Un autre inconvénient de ces chariots autoguidés sur boggies est qu'ils ne peuvent pas tourner sur eux-mêmes.

3. Objectifs de l'invention

L'invention a donc notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'état de la technique cités ci-dessus.

Plus précisément l'invention a pour objectif de fournir un chariot à guidage automatique pour le transport et/ou la manutention d'une charge dont toutes les roues adhèrent convenablement au sol, que le chariot soit en charge ou à vide.

Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle technique de chariot à guidage automatique dans laquelle l'adhérence des roues au sol est directement proportionnelle au poids transporté.

Un objectif de l'invention est également de proposer une telle technique de chariot à guidage automatique qui maintienne le niveau d'adhérence des roues motrices, quelle que soit la répartition de la charge transportée.

Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle technique de chariot à guidage automatique qui limite les problèmes de transfert de charge lors des phases d'accélération et de décélération.

L'invention a également pour objectif de proposer une technique de chariot à guidage automatique dont l'autonomie en énergie est accrue. Encore un objectif de l'invention est de fournir une telle technique de chariot à guidage automatique qui soit simple à mettre en œuvre, fiable et d'un coût de revient réduit.

4. Exposé de l'invention

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints à l'aide d'un chariot à guidage automatique pour le transport et/ou la manutention d'une charge.

L'invention concerne ainsi un véhicule autoguidé, aussi connu sous l'acronyme AGV (acronyme de « Automated guided vehicle » en anglais). Ce véhicule autoguidé peut être équipé d'un ou plusieurs bras de préhension d'objets, sans sortir du cadre de l'invention.

Selon l'invention, un tel chariot à guidage automatique comprend un châssis principal destiné à recevoir la charge et un châssis porteur comprenant deux balanciers montés pivotants l'un par rapport à l'autre à l'aide de moyens de pivotement, s'étendant respectivement vers l'avant et l'arrière du chariot et équipés chacun d'au moins une roue folle,

un des balanciers étant monté sur deux roues à entraînement différentiel dont l'axe est situé dans le plan transversal du châssis principal,

le chariot comprenant des moyens d'articulation du châssis principal par rapport au balancier s'étendant vers l'avant et par rapport au balancier s'étendant vers l'arrière, configurés de sorte que l'assemblage du châssis principal avec le châssis porteur soit sensiblement isostatique.

Ainsi, de façon inédite, l'invention propose de mettre en œuvre deux balanciers pour répartir le poids de la charge portée par le châssis principal de manière uniforme entre les roues à entraînement différentiel et les roues folles, quelle que soit cette charge.

La mise en œuvre des balanciers permet en outre de limiter le poids du chariot à guidage automatique, ce qui lui confère de meilleures performances en termes d'autonomie et de vitesse de déplacement notamment. Il convient de noter que dans l'ensemble de la description de la présente demande de brevet, on se réfère à une direction d'avance du chariot lorsqu'on emploie les termes avant, arrière, droite et gauche du chariot.

En outre, la répartition de charge s'effectue de manière équivalente entre l'avant et l'arrière, mais également entre la droite et la gauche du chariot.

Par ailleurs, l'invention propose de placer les roues à entraînement différentiel dans le plan transversal du chariot, qui est le plan médian vertical orthogonal à l'axe longitudinal du chariot à guidage automatique, afin d'augmenter l'adhérence de celles-ci et ainsi optimiser le transfert du couple moteur au sol.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'axe de pivotement des balanciers l'un par rapport à l'autre est situé dans le plan transversal du chariot.

Ainsi, on évite qu'un couple s'exerce sur l'axe des roues à entraînement différentiel.

Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les moyens d'articulation comprennent une première, une deuxième et une troisième paires de bielles, les bielles de chaque paire de bielles étant montées en vis-à-vis de chaque côté du plan sagittal du chariot,

la première paire de bielles et la deuxième paire de bielles étant solidarisées à l'un des balanciers et la troisième paire de bielles étant solidarisée à l'autre balancier, les axes de chacune des bielles des première et deuxième paires de bielles s'étendant en le coupant jusqu'à un même axe transversal, de sorte à former une liaison pivot entre le balancier auxquelles les première et deuxième paires de bielles sont solidarisées et le châssis principal.

On entend ici par plan sagittal le plan médian vertical qui passe par l'axe longitudinal du chariot.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, l'axe transversal s'étend sensiblement au niveau du point le plus bas du chariot. La mise en oeuvre de deux paires de bielles dont les axes longitudinaux sont sécants sur un axe transversal sensiblement au niveau du point le plus bas du chariot en contact avec le sol réduit, voire annule les effets de transfert de masse au cours des phases d'accélération et décélération du chariot à guidage automatique.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens d'articulation comprennent au moins une première et une deuxième paires d'articulations élastiques solidarisées respectivement au balancier s'étendant vers l'avant et au balancier s'étendant vers l'arrière, les articulations élastiques de chacun des première et deuxième paires d'articulations élastiques étant montées en vis-à-vis de chaque côté du plan sagittal du chariot.

Ainsi, le cisaillement des articulations élastiques permet de reprendre la variation selon l'axe longitudinal de la position des balanciers.

De plus, le mouvement des balanciers est amorti par les articulations élastiques.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, au moins un des balanciers est équipé de deux roues folles montées sur celui-ci dans des positions symétriques par rapport au plan sagittal du chariot.

En écartant les deux roues folles du plan sagittal, le chariot peut alors être guidé par un dispositif de guidage au sol, telle une ligne le long de laquelle il se déplace à cheval.

Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les deux roues à entraînement différentiels sont entraînées en rotation par deux moteurs commandés de façon indépendante, fixés au même balancier que les roues à entraînement différentiel.

Ainsi, le chariot à guidage automatique est apte à tourner sur lui-même pour effectuer un changement de direction, par exemple lors du démarrage.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens de pivotement des balanciers l'un par rapport à l'autre comprennent deux pivots ou deux rotules montés sur les balanciers dans le plan transversal, du côté gauche et droit du chariot. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens de pivotement des balanciers l'un par rapport à l'autre comprennent deux articulations élastiques montées entre les balanciers dans le plan transversal, du côté gauche et droit du chariot.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les articulations élastiques sont des silentblocs.

Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, les articulations élastiques peuvent être toutes autres articulations élastiques de type connu.

5. Liste des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de deux modes de réalisation de l'invention, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels :

La figure 1 est une vue en perspective d'un premier exemple de mode de réalisation d'un chariot à guidage automatique selon l'invention ;

La figure 2a est une vue en perspective d'un deuxième exemple de mode de réalisation d'un chariot à guidage automatique selon l'invention ;

- La figure 2b est une vue en coupe verticale d'un côté du chariot à guidage automatique présenté sur la figure 2a.

6. Description détaillée de l'invention

6.1. Premier exemple de mode de réalisation de l'invention

On a illustré sur la figure 1, un exemple de mode de réalisation d'un chariot à guidage automatique 10 selon l'invention, dédié au transport et/ou à la manutention d'une charge. Ce chariot autoguidé 10 comprend un châssis principal 11 destiné à recevoir une charge supporté par un châssis porteur 12 assurant la liaison au sol du chariot à guidage automatique 10.

Pour cela, le châssis porteur 12 est composé d'un premier balancier 13 s'étendant vers l'avant du chariot autoguidé 10 et d'un second balancier 14 s'étendant vers l'arrière. Les cadres des balanciers 13 et 14 sont liés entre eux de chaque côté par un pivot 15 dont l'axe de pivotement est situé dans le plan transversal du chariot à guidage automatique 10.

Comme on peut le constater sur la figure 1, le châssis principal 11 est articulé par rapport au châssis porteur 12 à l'aide de trois paires de bielles 101, 102 et 103. Pour cela, les bielles de chaque paire de bielles 101, 102 et 103 sont montées en vis-à-vis sur le châssis principal 11 de chaque côté du plan sagittal du chariot à guidage automatique 10.

Par ailleurs, les bielles d'une première paire de bielles 101 et d'une deuxième paire de bielles 102 sont solidarisées par leurs extrémités au cadre du premier balancier 13 et au châssis principal 11. Chaque bielle de la première paire de bielles et de la deuxième paire de bielles est disposée de sorte à avoir un axe longitudinal qui s'étend pour couper un même axe transversal. Ainsi, on obtient une liaison pivot autour de cet axe transversal entre le châssis principal 11 et le premier balancier 13.

Cet axe transversal est localisé dans ce mode de réalisation de l'invention sensiblement au niveau du point de contact des roues 16, 18 avec le sol, ce qui a pour effet de diminuer fortement, voire de supprimer, les effets de transfert de masse de la charge entre les roues, lors des phases d'accélération et décélération du chariot autoguidé 10.

Par ailleurs, les bielles d'une troisième paire de bielles 103 sont par leurs extrémités, solidarisées au cadre du second balancier 14 et au châssis principal 11, afin d'assurer l'articulation du châssis principal 11 avec le châssis porteur 12. On obtient ainsi un ensemble châssis principal 11 - châssis porteur 12 sensiblement isostatique.

Pour permettre le déplacement du chariot à guidage automatique 10, le système de liaison au sol comprend deux roues motrices 16 à entraînement différentiel dont l'axe est situé dans le plan médian, transversal dudit châssis porteur 12. L'entraînement en rotation des deux roues motrices 16 est assuré par deux moteurs 17 à commandes indépendantes qui sont montés comme les deux roues motrices 16 sur le cadre du balancier 13. Ces deux moteurs 17 sont logés dans un volume intérieur du châssis porteur 12 délimité par les cadres du premier et du second balancier 13, 14.

On notera que l'entraînement différentiel des roues motrices 16 centrales peut permettre au chariot autoguidé 10 de tourner sur lui-même.

En outre, le premier et le second cadre 13, 14 formant balancier comprennent chacun une roue folle 18. Ces roues folles 18 sont fixées par des pattes 19 aux extrémités des cadres des balanciers, dans le plan sagittal du chariot à guidage automatique 10.

Enfin, comme on peut le voir sur la figure 1, les roues motrices 16 et l'axe de pivotement des balanciers 13 et 14 sont situées à mi-distance par rapport aux deux roues folles 18. Ainsi, la charge est sensiblement répartie à 50 % sur les roues motrices 16 et à 25 % sur chacune des roues folles 18.

6.2. Autres exemples de mode de réalisation de l'invention

On a représenté sur les figure 2a et 2b, une vue en perspective et une vue en coupe selon le plan sagittal, d'un autre exemple de chariot à guidage automatique 20 selon l'invention, destiné à la manutention et/ou au transport d'une charge.

Ce chariot à guidage automatique 20 comprend un châssis principal 21 (représenté partiellement sur les figures 2a et 2b, par souci de lisibilité) articulé sur un châssis porteur 22.

Le châssis porteur 22 est formé de deux balanciers 23, 24, solidarisés par deux articulations élastiques 25, montés sur deux roues motrices 26 à entraînement différentiel. Chaque balancier 23, 24 présente deux roues folles 28 à son extrémité distale, fixées au corps du balancier dans des positions symétriques par rapport au plan transversal du châssis porteur 22.

Les deux silentblocs 25a, 25b sont montés respectivement du côté droit et du côté gauche des balanciers 23, 24, dans le plan transversal du chariot 20. Ils permettent de créer une liaison de type pivot entre les deux balanciers.

Par ailleurs, chaque balancier 23, 24 est solidarisé au châssis principal 21 par une première paire de silentblocs 201, respectivement par une deuxième paire de silentblocs 203. Les silentbiocs de chaque paire 201, 203 de silentbioc sont montés en vis-à-vis sur le corps des balanciers 23, 24, de chaque côté du plan sagittal du chariot à guidage automatique 20.

On notera que l'utilisation d'une paire de silentbiocs 201, 203 permet de former une articulation élastique globale, s'apparentant à une liaison de type pivot, entre le balancier 23, 24 et le châssis principal 21.

6.3. Autres caractéristiques optionnelles et avantages de l'invention Dans des variantes des modes de réalisation de l'invention détaillés ci- dessus, il peut également être prévu :

de répartir différemment la charge entre les roues motrices et les roues folles en déplaçant la position des moyens d'articulations pour adapter les ratios de répartition et ainsi favoriser la stabilité du chariot ou l'adhérence des roues motrices ;

d'utiliser trois paires de bielles identiques ou différentes ;

que l'articulation à l'extrémité de certaines bielles soit une articulation à rotule ou un pivot ;

d'utiliser des bielles à rotule sur un balancier et des bielles à pivot sur l'autre balancier ;

d'utiliser des bielles sur un balancier et des blocs élastiques ou silentbiocs sur l'autre balancier.