FR3137031A1 - Chariot élévateur autonome de transport de charge et procédé associé - Google Patents
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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.
Figure pour l’abrégé : Figure 1
Description
La présente invention concerne le domaine des véhicules autonomes pour le transport automatisé de charges, tels que des chariots élévateurs autonomes.
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.
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.
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 :
Sur la 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 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 ( ) 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 11 d’un déplacement du chariot élévateur 1, ledit moyen de détermination 11 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 11 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 11.
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 11 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 . 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 .
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 ( ) 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 11.
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 ( ) 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 , 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 ( ) 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 , 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 ( ) 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 ( ) à 15i ( ) de détection jusqu’à la zone 16 ( ) 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 .
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 ( ) 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 , 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 11.
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 ( ) 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 , 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 JbJMMbet 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 .
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 , 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 ( ) 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 ( ) à 17i ( ) jusqu’à la zone 18 de prise tel que représenté en .
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 (17)
- 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 conjointement 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 (11) d’un déplacement du chariot élévateur (1), ledit moyen de détermination (11) 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 (11) 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. - Chariot élévateur autonome selon la revendication 1, dans lequel le moyen de détermination (11) comprend au moins un codeur rotatif apte à mesurer la rotation d’au moins une roue (18) du chariot élévateur.
- 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.
- 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).
- 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).
- Chariot élévateur autonome selon la revendication 5, dans lequel le moyen de détermination (11) est distinct du dispositif de localisation (8).
- 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 (11),
- 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. - 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.
- 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).
- 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.
- 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.
- 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. - Procédé selon la revendication 12, dans lequel l’avancement du chariot élévateur effectué lors des étapes (34) d’avancement est de valeur constante.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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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