Brevet FR2126332A1 — publié le 19721006

L'invention concerne un système indicateur de l'angle d'une flèche, et plus particulièrement, un système qui comprend un appareil servant à établir une plage permise d'inclinaisons de la flèche relativement à l'horizontale et un 5 appareil servant à donner des signaux d'alarme quand l'angle de la flèche par rapport à l'horizontale se situe en dehors de la plage permise. On a déjà proposé un indicateur d'angle de flèche de structure relativement simple et fournissant pour-J-Q tant une indication exacte de l'angle d'inclinaison, mais relativement à l'horizontale. Suivant une réalisation connue, un potentiomètre du type à pendule est monté sur une flèche de manière à engendrer un signal électrique qui est appliqué à un instrument 15 de mesure étalonné, comme on le désire, en unités de longueur ou en degrés. Ces systèmes laissent généralement au grutier le soin de déterminer les angles maximal et minimal d'inclinaison, ce qui oblige le grutier à surveiller soigneusement l'instrument de mesure. 20 Aussi, le but principal de l'invention est de fournir un système indicateur de l'angle de la flèche qui évite au grutier d'avoir à consulter constamment l'instrument de mesure de l'angle d'inclinaison et qui lui permettre de se concentrer sur sa tache qui consiste à positionner une charge 25 suspendue a la flèche. Un autre but de l'invention est de fournir au grutier des moyens permettant d'établir sélectivement des limites supérieure et inférieure de l'angle d'inclinaison, de manière à établir une' gamme ou plage d'inclinaisons permises 30 de la flèche, et de donner au grutier, sur la base de ses réglages sélectifs, des signaux d'avertissement lorsqu'il a positionné la flèche hors de la gamme d'inclinaison désirée ou permise. Un système indicateur de l'angle d'une 35 flèche comprend un potentiomètre du type à pendule destiné à être monté sur une flèche et relié à un potentiel de référence de manière à engendrer un signal électrique qui indique l'angle d'inclinaison de la flèche. Le potentiomètre est relié à un instrument de mesure étalonné, éventuellement, en degrés, par 40 l'intermédiaire d'un amplificateur de gain égal à l'unité.Ch utilise 72 06060 21263.52 un réseau de résistances et un premier et un deuxièn.e organe de couplage pour dériver d'une tension de référence d'autres tensions de référence qui indiquent respectivement des limites angulaires supérieure et inférieure. Chacune de ces références de 5 limité supérieure et inférieure est reliée à une entrée d'une série d'amplificateurs différentiels respectifs et la sortie de l'amplificateur de gain égal a l'unité est reliée à l'autre entrée de chacun de ces amplificateurs différentiels, ceux-ci réagissant individuellement à un signal d'angle d'inclinaison 10 engendré par le potentiomètre et dont la grandeur est égale à celle de leur signal de référence respectif et actionnant alors un circuit de porte placé en aval, de manière à exciter un circuit de relais et de commande. Au circuit de relais et de commande sont reliés un avertisseur optique et un avertisseur acousti-15 que. Donc, un avertissement optique et/ou acoustique est déclenché lorsque la flèche est positionnée hors de la plage des inclinaisons permises choisie par le grutier. Le grutier peut alors prendre des mesures de correction. D'autres buts, caractéristiques et avantages 20 de l'invention seront mieux compris grâce à la description détaillée ci-après qui porte sur un mode d'exécution donné à titre d'exemple et se réfère au dessin annexé sur lequel : La figure 1 est une vue schématique d'une grue sur camion utilisant un système indicateur de l'angle de la 25 flèche selon l'invention. La figure 2 est une perspective d'un bloc de lecture à un instrument de mesure qui fait partie du système indicateur'de l'angle de la flèche selon l'invention. La figure 3 est une perspective d'un bloc 30 de commande qui fait partie du système indicateur de l'angle de la flèche selon l'invention. La figure 4 est une perspective d'un transducteur d'angle destiné à être monté sur la flèche de la grue et faisant partie du système indicateur selon l'invention. 35 La figure 5 est un schéma de blocs d'un mode d'exécution de l'objet de l'invention. La figure 6 est un schéma électrique de l'appareil représenté sous forme de blocs dans la figure 5 et La figure 7 est un schéma de câblage d'un 40 réseau de résistances et d'interrupteurs permettant d'obtenir les 72 06060 3 2126332 tensions de référence de limite supérieure et inférieure destinées à servir dans le circuit des figures 5 et .6. Une grue sur camion, représentée dans la figure 1 et désignée par la référence générale 10, comprend un 5 habillage 11 comportant une portion 12 qui sert à protéger le moteur de la grue et les treuils, une base 13 montée de manière à pouvoir tourner sur la plateforme du camion et un compartiment 14 destiné au grutier et à ses appareils de commande. La grue comprend en outre une flèche 15 qui est montée de façon pivotante 10 en 16 sur la base 13 et qui porte un système de câble 17 servant à lever et à abaisser une charge qui peut être fixée à un crochet 18. La grue comprend en outre un bloc de lecture à instrument de mesure 19 (figure 2) monté de manière a être 15 bien visible pour l'opérateur, un bloc de commande '20 (figure 3) servant à fixer les limites supérieure et inférieure de l'angle d'inclinaison de la flèche, et un transducteur d'angle 21 (figure 4) qui est monté sur la flèche de manière a donner un signal électrique qui indique l'angle d'inclinaison de la flèche. Le 20 bloc de lecture à instrument de mesure 19 est étalonné en degrés de 0 à 90 de manière à indiquer exactement l'angle de la flèche relativement à l'horizontale. Une lampe témoin assure un avertissement optique quand certaines limites sont dépassées. Un signal acoustique est aussi donné par un dispositif à son aigu qui peut 25 être entendu facilement malgré le bruit du moteur de la grue. Le bloc de lecture complet peut être logé dans un boîtier épais en acier et des connexions électriques peuvent être établies par exemple par un connecteur encastré à l'arrière du bloc. Le bloc de commande peut aussi être logé dans un boîtier en acier, de 30 préférence résistant aux intempéries, et présenter des connexions encastrées à l'arrière, pour relier électriquement le bloc au transducteur d'angle, à la source de courant et au bloc de lecture à instrument de mesure. Comme on l'expliquera plus en détail ci-après, le bloc de commande 20 comprend deux interrupteurs 35 digitaux de fin de course, un bouton d'essai, une lampe témoin et un interrupteur général, qui sont tous placés sur le panneau antérieur. L'interrupteur digital assure un réglage de limite à lecture directe par paliers de 1°. La différence minimale entre les réglages est de 1°. Le bouton d'essai assure une vérification 40 commode du fonctionnement du système en indiquant par exemple 72 06060 4 2126332 0° et 90° sur l'instrument de mesure pour mettre en action les avertisseurs. Le transducteur d'angle 21 est formé d'un mécanisme à régulation par gravité qui convertit une variation angulaire de position de la flèche en une modification électronique du cir-5 cuit du bloc de commande 20. Comme on l'expliquera plus en détail ci-après, ce bloc fonctionne suivant le principe du pendule et il est toujours exact relativement au plan horizontal. Le bloc de transducteur d'angle 21 est de préférence complètement enfermé dans une boîte d'acier fermée par un joint et un cou-10 vercle. Là aussi, les connexions électriques avec le bloc de commande sont établies par un connecteur à l'épreuve des interne péries et peuvent comprendre un câble à grande puissance gainé de caoutchouc synthétique. Le bloc de transducteur d'angle est fixé à la flèche de la grue de telle sorte que l'axe du bloc est 15 aligné sur l'axe longitudinal de la flèche. L'appareil comprend en outre comme on le verra plus loin une source d'énergie appropriée qui n'est pas décrite ici en détail puisqu'on peut utiliser toute source d'énergie qui convient. 20 La figure 5 est un schéma de blocs du sys tème indicateur qui comprend le bloc de transducteur d'angle 21 comprenant un potentiomètre 22 muni d'une prise mobile qui est influencée par la masse d'un pendule 24 de manière à prendre une position correspondante le long de la résistance 22. La résis-25 tance 22 est reliée à une tension de référence Vre£ par un conducteur 25. Une extrémité de la résistance 22 correspond au plan horizontal comme l'indique le contact 0° d'un commutateur d'essai 26. L'autre extrémité de.la résistance 22 correspond à une position verticale de la flèche comme l'indique le contact 90° du 30 commutateur d'essai 26. Le commutateur d'essai 26 transmet le signal électrique engendré par le bloc de transducteur d'angle 21 à une entrée 29 d'un circuit d'amplificateur opérationnel 28 d'un amplificateur de gain égal à l'unité 27. La sortie 31 de l'amplificateur 28 est reliée à une deuxième entrée 30 de cet ampli-35 ficateur. Cet amplificateur peut avantageusement être du type généralement désigné par "709". A la sortie 31 est aussi relié un instrument de mesure 32 du bloc de lecture 19. L'instrument 32 est branché en série entre la sortie 31 et la tension de référence Vre£ et est étalonné en degrés. Donc, la position de la 40 flèche, qui incluence la masse de pendule 24 de manière à posi 72 06060 5 2126332 tionner la prise moDile 23 le long de la résistance 22, se traduit par une lecture sur l'instrument 32 et peut.être observée par le grutier. Afin que le grutier n'ait pas à surveiller 5 continuellement l'instrun.ent 32, des moyens sont prévus pour fixer des angles supérieur et inférieur d'inclinaison de la flèche et des moyens sont prévus aussi pour cbnner un avertissanerït au grutier qjscl ces limites sont dépassées dans un sens ou dans l'autre» Cet appareil comprend une section d'amplificateur différentiel 33 10 qui comprend un amplificateur différentiel 34 et un amplificateur différentiel 35. L'amplificateur différentiel 34 et l'amplificateur différentiel 35 comprennent des entrées respectives 36 et 37 qui sont reliées à la sortie 31 du circuit d'amplificateur opérationnel 28 et par suite, chacun de ces amplificateurs dif-15 férentiels reçoit le signal électrique qui indique l'angle d'inclinaison de la flèche. Chacun des amplificateurs différentiels 34 et 35 comprend aussi d'autres entrées 38 et 39 qui sont reliées à des commandes servant à fixer des limites supérieure et inférieure de position angulaire de la flèche. L'entrée 38 de 20 l'amplificateur différentiel 34 est reliée a la tension de référence Vre£ par un réseau diviseur 42 et un commutateur 40 correspondant à la limite supérieure. Le bloc de commutation 40 comprend deux commutateurs à indications digitales 49 et 50, actionnés par molette, servant à poser respectivement les unités et 25 les dizaines de la limite supérieure de l'angle désiré . De même, l'entrée 39 de l'amplificateur différentiel 35 est reliée à la tension de référence Vre^ par le réseau diviseur 42 et par un bloc interrupteur 41 correspondant à la limite inférieure 41, et comprenant les commutateurs des unités et des dizaines, 51 30 et 52, commandés par molette. Les blocs de commutation 40 et 41, ainsi que le réseau diviseur 42, fournissent deux tensions limites aux entrées 38 et 39. Quand le signal électrique à la sortie 31 du circuit amplificateur opérationnel 28 est égal ou supérieur au signal de tension limite amené à un amplificateur 35 différentiel, 34, 35, cet amplificateur différentiel particulier entre en action de manière à donner un signal de sortie à la sortie corresponsante 43, 44. Le fonctionnement de l'un ou de l'autre amplificateur différentiel 34, 35, comme ci-dessus, indique que 40 la flèche dépasse son angle limite supérieur ou inférieur et 72 06060 6 2126332 c'est pourquoi des moyens sont prévus pour donner des avertissements au grutier. Ces moyens comprennent un circuit de porte 45 muni de deux .entrées reliées aux sorties 43 et 44 des amplificateurs différentiels 34 et 35. La sortie du circuit de porte 5 est reliée à un circuit de relais et de commande 46 de manière à mettre en action un avertisseur optique 47 et/ou un avertisseur acoustique 48 qui sont montés dans le bloc de lecture à instrument de mesure 19. Un schéma électrique plus détaillé de l'appa-10 reil de la figure 5 est représenté par la figure 6. Ici, on a omis le commutateur d'essai 26 et les connexions menant à une source d'énergie sont indiquées un peu plus en détail. Sur la figure 6, la résistance 22 du potentiomètre possède une prise mobile 23 qui est influencée par la masse du pendule 24 de manière à se 15 positionner le long de la résistance 22. La résistance 22 est reliée par une extrémité à une tension de référence VTef par un conducteur 25 et par son autre extrémité, à une tension Vcc, par l'intermédiaire d'un réseau comprenant des résistances 69, 70 et 71. Les tensions e"t Vcc proviennent de préférence d'une 20 source réglée et dans ce mode d'exécution particulier qui utilise un amplificateur "709", les circuits seront respectivement de 6,3 et 12,6 V. La prise mobile 23 est reliée à une entrée 29 d'un amplificateur opérationnel 28 dont la sortie 31 est reliée 2â à l'autre entrée 30 de l'amplificateur de manière à donner un gain égal à l'unité. La sortie 31 de l'amplificateur 28 est reliée à la tension de référence Vrg£ par un circuit série comprenant une résistance 52, une résistance 53, une résistance variable 54 et l'instrument de mesure 32. La résistance variable 54 peut 30 servir à étalonner ou à ajuster l'instrument de mesure 32 qui peut être un nrillianpèremètre de la classe de précision 0-1, a lecture en degrés. La sortie 31 est aussi reliée aux entrées respectives 36 et 37 des amplificateurs différentiels 34 et 35. 35 Comme le montre le dessin, ces amplificateurs sont reliés à la source réglée Vcc. Les autres entrées 38 et 39 des amplificateurs 34 et 35 sont reliées aux blocs de commutation de limite supérieure et inférieure 40 et 41, lesquels sont à leur tour reliés au réseau diviseur 42 qui présente deux bornes dont l'une reçoit la 40 tension de référence par un conducteur 67 et l'autre une 72 06060 7 2126332 tension dérivée par les résistances 69 a 71, par un conducteur 68. La sortie 43 de l'amplificateur différentiel 34 est reliée à la cathode d'une diode 55 et la sortie 44 de l'amplificateur différentiel 35 est reliée à la cathode d'une 5 diode 55, les anodes des diodes 55 et 55' étant reliées conjointement, par l'intermédiaire d'une résistance 56, à la tension d'aliment action Vcc. Les diodes 55 et 55' servent d'entrées à une porte DTL, 45, qui comprend encore une diode 57 dont l'anode est reliée aux anodes des diodes 55 et 55' et dont la cathode est 10 reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 58. La cathode de la diode 57 est en outre reliée à la base d'un transistor 59 dont l'émetteur est relié a la masse et dont le collecteur est relié à la tension d'alimentation Vcc par l'intermédiaire d'une résistance 60. Le fonctionnement de l'un ou de l'autre 15 des amplificateurs différentiels 34 et 35 a pour effet que la base du transistor 59 tend vers le potentiel de masse et que ce transistor cesse d'être conducteur. Le circuit de relais et de commande 46 comprend un transistor 62 dont la base est reliée au collecteur 20 du transistor 59 par l'intermédiaire de la résistance 61. L'émetteur du transistor 62 est relié à la masse et le collecteur du transistor 62 est relié à une source appropriée V par l'intermédiaire de l'enroulement d'un relais 63 entre les bornes duquel est monté un condensateur 64. Quand la base du transistor 59 25 tend vers le potentiel de masse en sorte que ce transistor cesse d'être conducteur, son collecteur tend vers le potentiel de la source Vcc de manière à rendre conducteur le transistor 62 et à exciter l'enroulement du relais 63. A l'enroulement 63 sont associés fonctionnellement des contacts de relais 65 et 66. Le 30 contact de relais 65 ferme un circuit électrique de manière à alimenter une lampe 47 comme avertisseur optique et un avertisseur acoustique a son aigu 48. Les contacts 66 sont actionnés en même temps et peuvent servir à donner une indication similaire en un point éloigné, ou peuvent servir à indiquer autrement que la 35 flèche a pris une position dépassant une limite angulaire fixée. La figure 7 illustre schématiquement le circuit électrique des blocs de commutation relatifs a la limite supérieure et inférieure 40 et 41 et du réseau diviseur 42. Le réseau diviseur 42 comprend plusieurs résistances 72 à 102 qui 40 sont subdivisées en groupes reliés en série qui comprennent les 72 Û6060 2126332 résistances 72 a 82, les résistances 83 à 92 et les résistances 93 à 102. Le commutateur à molette 50 comprend plusieurs contacts 103 à 114 qui sont reliés ou peuvent être reliés à des points du circuit en série qui comprend les résistances 72 à 82 et deux 5 contacts mobiles 147 et 148, reliés mécaniquement par une trin-glerie 149 de manière à balayer les contacts 103 à 114. Le commutateur à molette 50 sélectionne les dizaines de la limite supérieure désirée, de 90° à 45°, où les contacts s'appliquent contre une butée 150. Mais on pourrait étendre ce circuit de façon que 10 ia limite supérieure puisse être fix^ée en-dessous de 45°, en supprimant la butée et en reliant les contacts 110 à 114 aux points appropriés du circuit en série. De même, le commutateur à molette 52 comprend de multiples contacts 115 à 126 qui sont reliés ou peuvent être 15 reliés à des points du circuit en série et deux contacts mobiles 151 et 152 qui sont reliés mécaniquement par une tringlerie 153 et peuvent être positionnés de manière à s'appliquer aux contacts 115 à 126. Le commutateur 52 sert à sélectionner les dizaines de la limite angulaire inférieure, de 0° à 45°, où une butée 154 20 est prévue. On pourrait aussi étendre ce circuit en reliant les contacts 115 à 120 aux points appropriés du circuit en série. Le commutateur à molette 49 sert à sélectionner les unités de l'angle et comprend plusieurs contacts 137 à 146 reliés a des points du circuit en série établi par les ré-25 sistances 83 à 92. Les résistances 83 à 92 sont reliées en série entre elles et en parallèle aux résistances sélectionnées par le commutateur 50. On obtient donc un ajustement précis de la tension de dizaines sélectionnée, ce qui se fait au moyen du contact mobile 155 qui s'applique sélectivement contre l'un des contacts 30 137 à 146 et qui est relié au conducteur 39. De même, le troisième groupe de résistances 93 à 102 est relié aux contacts 127 à 136 du commutateur a molette 51 de manière à choisir la portion d'unités de la limite inférieure. Le commutateur 51 comprend un contact mobile 156 destiné à s'appliquer sélectivement aux 35 contacts 127 à 136 pour transmettre la tension de référence de limite inférieure à l'amplificateur différentiel 33 par le conducteur 38. On a décrit ci-dessus un système indicateur d'angle de flèche qui comporte des moyens permettant de lire la 40 position angulaire d'une flèche relativement à l'horizontale, des 72 06060 9 2126332 moyens permettant d'établir sélectivement une gamme autorisée d'angles pour la flèche en établissant des limites supérieure et inférieure pour cet angle, et des moyens permettant de donner un avertissement a un grutier quand il a positionné la flèche au-delà des limites angulaires supérieure et inférieure définies. On a décrit l'invention à propos d'un mode d'exécution particulier, mais de nombreuses modifications de l'invention apparaîtront à l'homme de l'art et restent comprises dans le cadre de l'invention. 72 06060 10 2126332 REVENDICATI ON 5 1. Appareil indicateur de l'angle d'inclinaison d'une flèche caractérisé par le fait qu'il comprend : un transducteur d'angle de flèche destiné à être relié à une flèche et pouvant être actionné de manière à engendrer un signal d'angle qui indique l'angle que fait la flèche avec un plan de référence, des moyens de référence pouvant être actionnés de manière à donner un premier et un deuxième signal de référence indiquant respectivement les limites autorisées de l'angle de la flèche pour définir une plage de positions autorisées de la flèche, un premier dispositif indicateur relié au transducteur de manière à indiquer l'angle de la flèche, et un deuxième dispositif indicateur relié au transducteur et aux moyens de référence et pouvant être actionné en réponse à un signal d'angle qui est égal au premier ou au deuxième signal de référence, pour indiquer que la flèche ne se trouve pas dans ladite plage. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le transducteur d'angle de flèche comprend un potentiomètre du type à pendule destiné à etre relié à une source électrique. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un amplificateur branché entre le transducteur et le premier dispositif indicateur. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier dispositif indicateur comprend un instrument de mesure muni d'un cadran étalonné en degrés. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un amplificateur branché entre le transducteur et l'instrument de mesure. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'amplificateur est un amplificateur opérationnel dont le gain est égal à l'unité. 7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de référence sont formés d'un réseau d'impédances destiné à être relié à une source électrique et comprenant un premier et un deuxième dispositifs à sortie variable servant à donner les premier et deuxième signaux de ré-f érence. 8. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier indicateur comprend un premier 72 06060 ii 2126332 et un deuxième amplificateur opérationnel branchés de manière à recevoir l'un le premier signal de référence et l'autre le deuxième, et à recevoir le signal d'angle, chacun des amplificateurs différentiels étant conçu pour entrer en action lorsqu'il reçoit 5 un signal d'angle au moins égal à son signal de référence associé, des avertisseurs, et des moyens de mise en action branchés entre les amplificateurs différentiels et les avertisseurs et capables de mettre en action les avertisseurs en réponse au fonctionnement d'un amplificateur différentiel. 10 9. Appareil selon la revendication 8, carac térisé par le fait que les moyens de mise en action comprennent des portes conçues pour accomplir une fonction OU. 10. Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens de mise en action comprennent 15 des relais branchés entre les portes et les avertisseurs et pouvant entrer en action en réponse à la commande des portes. 11. Appareil selon la revendication 9, c arac-térisé par le fait que les avertisseurs comprennent un avertisseur optique. 20 12. Appareil selon la revendication 9, carac térisé par le fait que les avertisseurs comprennent un avertisseur acoustique. 13. Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les relais comprennent un relais électro- 25 mécanique et un organe électronique de commande de relais. 14. Appareil indicateur de l'angle d'inclinaison d'une flèche caractérisé par le fait qu'il comprend : un transducteur d'angle de flèche destiné à être monté sur une flèche et comprenant une résistance variable du type à pendule 30 destinée à être reliée a une source électrique et capable d'engendrer un signal d'angle dont la grandeur indique l'angle que fait la flèche avec un plan de référence, un premier indicateur comprenant un instrument de mesure étalonné en degrés, un amplificateur de gain égal à l'unité relié au transducteur de manière 35 à coupler celui-ci à l'instrument de mesure, un réseau à résistance variable destiné à être relié à une source électrique et comprenant un premier et un deuxième dispositife à commande manuelle, capables de donner un premier et un deuxième signal de référence pour définir une plage de grandeurs de signaux d'angle, 40 représentative d'une plage autorisée de positions angulaires de 72 06060 2126332 la flèche, des moyens de couplage ou de commutation destinés à recevoir le signal d'angle et les premier et deuxième signaux de référence et capables de donner un signal électrique en réponse à un signal d'angle dont la'grandeur se situe en dehors de ladite 5 plage, et des avertisseurs reliés aux moyens de couplage et actionnés en réponse au signal électrique. 15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les moyens de couplage comprennent deux amplificateurs différentiels dont chacun est relié à l'am- 10 plificateur de gain égal à l'unité et à un dispositif variable manuellement, et un circuit de porte relié à chacun des amplificateurs différentiels et capable de donner le signal électrique. 16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé par le fait que les moyens de couplage comprennent un 15 relais relié à un circuit avertisseur mis en action par le circuit de porte. 17. Appareil selon la revendication 16, caractéris.é par le fait que le circuit avertisseur comprend un avertisseur optique relié au relais et actionné par celui-ci. 20 18. Appareil selon la revendication 16, caractérisé par le fait que le circuit avertisseur comprend un avertisseur acoustique relié au relais et actionné par celui-ci.