FR3079768A1 - Robot destine a ecrire sur une surface - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un robot (100) comportant un ensemble chariot (102) monté sur des roues (104), un coulisseau secondaire (116) mobile en translation sur l'ensemble chariot (102) parallèlement au plan de déplacement et perpendiculairement à la direction de déplacement (10), un coulisseau ascensionnel (130) mobile en translation sur le coulisseau secondaire (116) perpendiculairement au plan de déplacement, un ensemble de systèmes motorisés (106, 118, 160) pour déplacer les roues (104), le coulisseau secondaire (116) et le coulisseau ascensionnel (130), et un support crayon (190) monté sur le coulisseau ascensionnel (130). Un tel robot permet donc d'inscrire des marques sur le sol sans que l'opérateur ait à intervenir.

Description

ROBOT DESTINE A ECRIRE SUR UNE SURFACE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un robot qui permet d’écrire sur une surface.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Dans le cadre de la fabrication d’un produit de grandes dimensions, comme un aéronef ou un navire par exemple, il est parfois nécessaire d’inscrire des marques sur une surface, en particulier horizontale, telle que par exemple le plancher de l’aéronef ou du navire.
Ces marques permettent, par exemple, de localiser les points d’ancrage des sièges au sol.
Pour effectuer ces marquages, un opérateur doit se déplacer à genoux sur le sol et avec un crayon placer manuellement les marques.
Cette position à genoux est très éprouvante pour l’opérateur, et il est nécessaire de trouver un système qui permet de remédier à cet inconvénient.
EXPOSE DE L'INVENTION
Un objet de la présente invention est de proposer un robot qui comporte les moyens pour se déplacer de manière autonome sur le sol et d’écrire sur ce sol.
A cet effet, est proposé un robot comportant :
- une unité de contrôle,
- un ensemble chariot monté sur des roues,
- un premier système motorisé qui est commandé par l’unité de contrôle et qui entraîne les roues en rotation pour déplacer l’ensemble chariot sur un plan de déplacement parallèlement à une direction de déplacement,
- un coulisseau secondaire monté mobile en translation sur l’ensemble chariot parallèlement au plan de déplacement et perpendiculairement à la direction de déplacement,
- un deuxième système motorisé commandé par l’unité de contrôle et configuré pour déplacer le coulisseau secondaire,
- un coulisseau ascensionnel monté mobile en translation sur le coulisseau secondaire perpendiculairement au plan de déplacement,
- un troisième système motorisé commandé par l’unité de contrôle et configuré pour déplacer le coulisseau ascensionnel,
- un support crayon monté sur le coulisseau ascensionnel, et
- un crayon fixé au support crayon.
Un tel robot permet donc d’inscrire des marques sur le sol sans que l’opérateur ait à intervenir.
Avantageusement, l’ensemble chariot comporte un chariot monté sur les roues, un coulisseau principal monté mobile en translation sur le chariot parallèlement au plan de déplacement et à la direction de déplacement, et un quatrième système motorisé commandé par l’unité de contrôle et configuré pour déplacer le coulisseau principal, et le coulisseau secondaire est monté mobile en translation sur le coulisseau principal.
Avantageusement, le robot comporte un coulisseau à suspension sur lequel est fixé le support crayon, le coulisseau à suspension est monté mobile en translation sur le coulisseau ascensionnel perpendiculairement au plan de déplacement entre une position haute et une position basse, et en ce que le robot comporte un moyen de rappel qui contraint le coulisseau à suspension en position basse.
Avantageusement, le moyen de rappel est un ressort de compression.
Avantageusement, le deuxième système motorisé comprend un moteur fixé sur l’ensemble chariot, un engrenage dont l’axe est perpendiculaire au plan de déplacement et qui est monté sur l’arbre de sortie du moteur, et une crémaillère du coulisseau secondaire avec laquelle l’engrenage engrène.
Avantageusement, le troisième système motorisé comprend un moteur fixé sur le coulisseau ascensionnel, un engrenage dont l’axe est parallèle au plan de déplacement et qui est monté sur l’arbre de sortie du moteur, et une crémaillère du coulisseau secondaire avec laquelle l’engrenage engrène.
Avantageusement, le robot comporte une poignée fixée à l’ensemble chariot.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :
la Fig. 1 est une vue de côté d’un robot selon l’invention et représenté de manière schématique, et la Fig. 2 est une vue en perspective d’une tête d’impression du robot selon l’invention.
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION
La Fig. 1 montre un robot 100 qui comporte un ensemble chariot 102 monté sur des roues 104, ici au nombre de quatre (deux roues avant et deux roues arrière), afin de permettre le déplacement de l’ensemble chariot 102 sur une surface 50 telle que le plancher d’un aéronef ou d’un navire ou toute surface adaptée. On appelle « surface adaptée», une surface sur laquelle le robot 100 peut rouler sans glisser malgré l’inclinaison de cette surface. La surface adaptée est donc préférentiellement horizontale, mais elle peut également être inclinée du moment que le robot 100 peut rouler sans glisser.
L’ensemble chariot 102 est équipé d’un premier système motorisé 106 qui entraîne les roues 104 en rotation afin de permettre le déplacement de l’ensemble chariot 102 sur un plan de déplacement qui est le plan de la surface 50. Selon le sens de rotation des roues 104, l’ensemble chariot 102 peut se déplacer en avant ou en arrière parallèlement à une direction de déplacement 10 parallèle au plan de déplacement.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté ici, le premier système motorisé 106 comprend un moteur qui entraîne les roues avant de l’ensemble chariot 102, mais il est possible de prévoir qu’il comprend également un moteur pour les roues arrière ou un moteur pour chaque roue 104 avant ou chaque roue avant et arrière par exemple.
Bien sûr, il est possible de prévoir que l’ensemble chariot 102 peut également tourner sur le plan de déplacement, soit en prévoyant des roues 104 articulées autour d’un axe perpendiculaire au plan de déplacement et commandées en rotation autour de cet axe par un moteur directionnel, soit en prévoyant des moteurs différents pour les roues 104 avant et en commandant des vitesses de rotation différentes pour ces deux roues 104. D’autres systèmes directionnels sont également possibles pour l’homme du métier.
Le robot 100 comporte également une unité de contrôle 150 qui comprend, reliés par un bus de communication : un processeur ou CPU (« Central Processing Unit » en anglais) ; une mémoire vive RAM (« Random Access Memory » en anglais) ; une mémoire morte ROM (« Read Only Memory » en anglais) ; une unité de stockage telle qu’un disque dur ou un lecteur de support de stockage, tel qu’un lecteur de cartes SD (« Secure Digital » en anglais) ; au moins une interface de communication, permettant par exemple à l’unité de contrôle 150 de communiquer et commander le premier système motorisé 106.
Le processeur est capable d’exécuter des instructions chargées dans la RAM à partir de la ROM, d’une mémoire externe (non représentée), d’un support de stockage (tel qu’une carte SD), ou d’un réseau de communication. Lorsque l’équipement est mis sous tension, le processeur est capable de lire de la RAM des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d’ordinateur causant la mise en œuvre, par le processeur, de tout ou partie d’algorithmes et d’étapes décrits ci-dessous.
Tout ou partie des algorithmes et étapes décrits ci-après peut être implémenté sous forme logicielle par exécution d’un ensemble d’instructions par une machine programmable, par exemple un DSP (« Digital Signal Processor » en anglais) ou un microcontrôleur, ou être implémenté sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, par exemple un FPGA (« Field-Programmable Gâte Array » en anglais) ou un ASIC (« Application-Specific Integrated Circuit » en anglais).
La Fig. 2 montre une tête d’impression du robot 100 qui comprend un coulisseau secondaire 116, et un coulisseau ascensionnel 130 monté mobile en translation sur le coulisseau secondaire 116, un support crayon 190 monté sur le coulisseau ascensionnel 130 et qui porte un crayon 140.
Le coulisseau secondaire 116 est monté mobile en translation sur l’ensemble chariot 102 parallèlement au plan de déplacement et perpendiculairement à la direction de déplacement 10, c'est-à-dire ici horizontalement de bâbord à tribord.
Le robot 100 comporte un deuxième système motorisé 118 également commandé par l’unité de contrôle 150 et qui est configuré pour déplacer le coulisseau secondaire 116 vers bâbord ou tribord par rapport à la direction de déplacement 10.
Le deuxième système motorisé 118 comprend un moteur 120 fixé sur l’ensemble chariot 102, un engrenage 122 dont l’axe est perpendiculaire au plan de déplacement et qui est monté sur l’arbre de sortie du moteur 120, et une crémaillère 124 du coulisseau secondaire 116 avec laquelle l’engrenage 122 engrène.
Le guidage en translation du coulisseau secondaire 116 sur l’ensemble chariot 102 est assuré ici par deux tiges 126 fixées à l’ensemble chariot 102, orientées horizontalement de bâbord vers tribord et sur chacune desquelles le coulisseau secondaire 116 est monté libre en translation, ici par l’intermédiaire de paliers coulissants 128.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté à la Fig. 2, le coulisseau secondaire 116 comporte un plancher 132 et un toit 134 fixés l’un à l’autre par des mâts 136 et un palier coulissant 128 est solidaire du plancher 132 et un palier coulissant 128 est solidaire du toit 134. La crémaillère 124 est ici au niveau du toit 134.
Le coulisseau ascensionnel 130 est monté mobile en translation sur le coulisseau secondaire 116 perpendiculairement au plan de déplacement, c'est-à-dire ici verticalement. Le coulisseau ascensionnel 130 porte le crayon 140 avec la mine orientée vers le bas.
Le robot 100 comporte un troisième système motorisé 160 également commandé par l’unité de contrôle 150 et qui est configuré pour déplacer le coulisseau ascensionnel 130 vers le haut ou le bas.
Le troisième système motorisé 160 comprend un moteur 162 fixé sur le coulisseau ascensionnel 130, un engrenage 164 dont l’axe est parallèle au plan de déplacement et qui est monté sur l’arbre de sortie du moteur 162, et une crémaillère 165 du coulisseau secondaire 116 avec laquelle l’engrenage 164 engrène. La crémaillère 165 est réalisée ici sur l’un des mâts 136.
Le guidage en translation du coulisseau ascensionnel 130 sur le coulisseau secondaire 116 est assuré ici par deux tiges 166 fixées au coulisseau secondaire 116, orientées perpendiculairement au plan de déplacement et sur chacune desquelles le coulisseau ascensionnel 130 est monté libre en translation, ici par l’intermédiaire de paliers coulissants 168.
Dans le mode de réalisation de l’invention présenté sur la Fig. 2, le coulisseau ascensionnel 130 présente une paroi de base 169 qui sert de plancher et sur laquelle sont fixés les paliers coulissants 168 et le moteur 162.
En fonctionnement, le robot 100 se déplace sur la surface 50 et lorsqu’il a atteint la position désirée, la tête d’impression se déplace de manière à apposer la mine du crayon 140 contre la surface pour lui faire inscrire la marque voulue. Les différents mouvements des éléments constituant la tête d’impression permettent un large choix dans la forme des marques pouvant être écrites.
L’ensemble des déplacements du robot 100 permet de positionner le crayon 140 à l’endroit où il doit écrire. En enregistrant dans la mémoire de l’unité de contrôle 150 le parcours à suivre, le robot 100 se déplace en fonction de ce parcours et inscrit sur le sol les marques appropriées. Le travail de l’opérateur est donc facilité.
Le point de départ du parcours à suivre peut être un point de référence sur la surface 50, mais le robot 100 peut également avoir un système de géolocalisation, par exemple du type GPS (« Global Positioning System » en Anglais), qui est en liaison avec l’unité de contrôle 150 afin de positionner le robot 100 à l’endroit souhaité.
Pour absorber les différences de niveau de la surface 50, lorsque le crayon 140 écrit, celui-ci est monté sur le coulisseau ascensionnel 130 par l’intermédiaire d’un coulisseau à suspension 170 sur lequel est fixé le support crayon 190.
Le coulisseau à suspension 170 est monté mobile en translation sur le coulisseau ascensionnel 130 perpendiculairement au plan de déplacement, c'est-à-dire ici verticalement et le crayon 140 est fixé au coulisseau à suspension 170.
Le coulisseau à suspension 170 est ainsi mobile entre une position haute qui correspond à un soulèvement du crayon 140 et une position basse qui correspond à un abaissement du crayon 140.
Le robot 100 comporte également un moyen de rappel 172 qui contraint le coulisseau à suspension 170 en position basse. Le moyen de rappel 172 agit comme une suspension qui se soulève lorsque la surface 50 présente une élévation et qui appuie sur le coulisseau à suspension 170 pour l’abaisser et ainsi garantir que le crayon 140 est toujours en contact avec la surface 50. Le moyen de rappel 172 permet ainsi, d’une part, de s’affranchir des jeux d’assemblage du robot et donc de simplifier le contrôle, et, d’autre part, de maîtriser l’effort de contact entre le crayon 140 et la surface 50.
Le guidage en translation du coulisseau à suspension 170 sur le coulisseau ascensionnel 130 est assuré ici par une tige 174 qui est fixée au coulisseau ascensionnel 130, et plus particulièrement à la paroi de base 169, et qui est orientée perpendiculairement au plan de déplacement, c'est-à-dire verticalement, et sur laquelle le coulisseau à suspension 170 est monté libre en translation, ici par l’intermédiaire d’un palier coulissant 176.
Le moyen de rappel 172 est ici un ressort de compression qui est enfilé autour de la tige 174 et qui est coincé entre le coulisseau à suspension 170 et le coulisseau ascensionnel 130.
Dans le mode de réalisation de l’invention, présenté ici, l’ensemble chariot 102 comporte un chariot 103 et un coulisseau principal 108 qui est monté mobile en translation sur le chariot 103 parallèlement au plan de déplacement et à la direction de déplacement 10, c'est-à-dire ici horizontalement d’avant en arrière.
Le chariot 103 est monté sur les roues 104 et porte le premier système motorisé 106. Le coulisseau secondaire 116 est monté mobile en translation sur le coulisseau principal 108 parallèlement au plan de déplacement et perpendiculairement à la direction de déplacement 10, c'est-à-dire ici horizontalement de bâbord à tribord.
Ici, les tiges 126 sont fixées au chariot 103 et le moteur 120 est fixé au coulisseau principal 108.
Le robot 100 comporte un quatrième système motorisé 110 également commandé par l’unité de contrôle 150 et qui est configuré pour déplacer le coulisseau principal 108 vers l’avant ou vers l’arrière par rapport à la direction de déplacement 10.
Le quatrième système motorisé 110 prend par exemple la forme d’un moteur fixé sur le chariot 103 et dont l’arbre de sortie est équipé d’une tige filetée qui engrène avec un écrou fixe du coulisseau principal 108. Le quatrième système motorisé 110 peut prendre d’autres formes, comme par exemple un système d’entraînement par crémaillère.
Le guidage en translation du coulisseau principal 108 sur le chariot 103 est assuré ici par au moins une tige 112 fixée sur le chariot 103 parallèlement à la direction de déplacement 10 et sur la ou chacune desquelles le coulisseau principal 108 est monté libre en translation, ici par l’intermédiaire de paliers coulissants 114.
Afin de pouvoir déplacer le robot 100 d’une surface à une autre, le robot 100 comporte une poignée 180. Ainsi, un opérateur peut transporter le robot 100. La poignée 180 est fixée sur le chariot 103 ou le coulisseau principal 108.
Selon un mode de réalisation particulier, lorsque le robot 100 doit suivre un rail, par exemple un rail fixé à un plancher d’un aéronef, où le rail sert à fixer les sièges de l’aéronef, le robot 100 et plus particulièrement le chariot 103 peut comporter des moyens pour suivre le rail, tel qu’une roue dentée qui engrènerait avec le rail, ou une caméra qui par vidéo-reconnaissance pourrait reconnaître le rail et ainsi suivre le rail. Le robot 100 comporte également des moyens pour calculer une distance de déplacement, par exemple à partir du diamètre d’une roue ou tout autre moyen connu de l’homme du métier.
Dans la description, il est fait état d’une seule unité de contrôle 150, mais il est possible de diviser cette unité de contrôle en plusieurs sous-unités de contrôle, par exemple avec une sous-unité de contrôle pour la tête d’impression et une sous-unité de contrôle pour l’ensemble chariot 102, où les deux sous-unités de contrôle communiquent entre elles pour positionner le crayon et l’ensemble chariot dans des positions optimales.
Chacun des systèmes motorisés permet de générer un déplacement ainsi que de mesurer ce déplacement. Chaque système motorisé comporte par exemple un 5 servomoteur qui intègre un contrôle en position, ou un moteur auquel est adjoint un capteur de position.
Les différents systèmes motorisés peuvent être réalisés à base d’engrenages, de courroies, ou de moteurs linéaires.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS
    1) Robot (100) comportant :
    - une unité de contrôle (150),
    - un ensemble chariot (102) monté sur des roues (104),
    - un premier système motorisé (106) qui est commandé par l’unité de contrôle (150) et qui entraîne les roues (104) en rotation pour déplacer l’ensemble chariot (102) sur un plan de déplacement parallèlement à une direction de déplacement (10),
    - un coulisseau secondaire (116) monté mobile en translation sur l’ensemble chariot (102) parallèlement au plan de déplacement et perpendiculairement à la direction de déplacement (10),
    - un deuxième système motorisé (118) commandé par l’unité de contrôle (150) et configuré pour déplacer le coulisseau secondaire (116),
    - un coulisseau ascensionnel (130) monté mobile en translation sur le coulisseau secondaire (116) perpendiculairement au plan de déplacement,
    - un troisième système motorisé (160) commandé par l’unité de contrôle (150) et configuré pour déplacer le coulisseau ascensionnel (130),
    - un support crayon (190) monté sur le coulisseau ascensionnel (130), et
    - un crayon (140) fixé au support crayon (190).
  2. 2) Robot (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’ensemble chariot (102) comporte un chariot (103) monté sur les roues (104), un coulisseau principal (108) monté mobile en translation sur le chariot (103) parallèlement au plan de déplacement et à la direction de déplacement (10), et un quatrième système motorisé (110) commandé par l’unité de contrôle (150) et configuré pour déplacer le coulisseau principal (108), et en ce que le coulisseau secondaire (116) est monté mobile en translation sur le coulisseau principal (108).
  3. 3) Robot (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comporte un coulisseau à suspension (170) sur lequel est fixé le support crayon (190), en ce que le coulisseau à suspension (170) est monté mobile en translation sur le coulisseau ascensionnel (130) perpendiculairement au plan de déplacement entre une position haute et une position basse, et en ce que le robot (100) comporte un moyen de rappel (172) qui contraint le coulisseau à suspension (170) en position basse.
  4. 4) Robot (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de rappel (172) est un ressort de compression.
  5. 5) Robot (100) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième système motorisé (118) comprend un moteur (120) fixé sur l’ensemble
    5 chariot (102), un engrenage (122) dont l’axe est perpendiculaire au plan de déplacement et qui est monté sur l’arbre de sortie du moteur (120), et une crémaillère (124) du coulisseau secondaire (116) avec laquelle l’engrenage (122) engrène.
  6. 6) Robot (100) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le troisième système motorisé (160) comprend un moteur (162) fixé sur le coulisseau
    10 ascensionnel (130), un engrenage (164) dont l’axe est parallèle au plan de déplacement et qui est monté sur l’arbre de sortie du moteur (162), et une crémaillère (165) du coulisseau secondaire (116) avec laquelle l’engrenage (164) engrène.
  7. 7) Robot (100) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte une poignée (180) fixée à l’ensemble chariot (102).
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