Brevet FR2269612A1 — publié le 19751128

On cannait déjà des engins de travaux publics qui possèdent dans la cabine de pilotage une réplique miniature de leur équipement de travail. Un asservissement permet, en manipulant la réplique miniature, d'obtenir un déplacement analogue de ltéquipement de travail. Autrement dit, au lieu de comstnder l'équipement de travail de manière classique, on réalise avec la réplique miniature une simulation du mouvement réel qu'on désire obtenir, cependant que l'asservissement reliant la réplique à l'équipement de travail permet effectivement l'obtention dudit mouvement réel de l'équipement de travail. Cet ensemble asservi est évidemment relativement complexe et coûteux. En outre, on a constaté qu'un conducteur bien entratné obtenait pratiquement les mêmes résultats avec un dispositif de commande classique, pourvu, bien entendu, qu'il sache où se trouve l'outil de travail de son engin, ce qui n'est pas toujours le cas lorsque des fouilles sont effectuees, par exemple, en terrain boueux ou lors de travaux de dragage. Il suffit donc de combiner un engin classique avec un dispositif simple de visualisation de la position de son outil et, plus généralement, de son équipement de travail, pour procurer au conducteur l'information qui lui faisait défaut. L'invention a précisément pour objet un tel dispositif de visualisation qui comporte une réplique miniature de l'équipement de travail et un asservissement, non plus de la position de.l'équipement de travail à celle de la réplique, mais, au contraire, de la position de la réplique à celle dudit équipement de travail, Il faut d'ailleurs bien remarquer que, dans le cas envisagé, il est impossible de commander l'équipement de travail en agissant sur la réplique, de sorte que cet équipement de travail possède un dispositif de commande qui est indépendant de la réplique et qui, d'ailleurs, peut etre, et est généralement, d'un type classique. Ainsi, l'invention est relative à un engin de travaux publics, tel notamment qu'une pelle hydraulique, dont l'équipement de travail comporte un premier élément, dénommé flèche, articulé sur le chassies de l'engin et éventuellement au moins un deuxième élément articule à l'extrémité de l'élément précédent, l'orientation de chacun de ces éléments étant commandée par un vérin hydraulique dont la position est détectée au moyen d'informations reçues dans la cabine de pilotage, dans laquelle se trouve, d'autre part, une réplique miniature dudit équipement de travail constituée par les memes éléments que ce dernier. Dans cet engin, la canalisation d'alimentation d'une chambre de chaque vérin hydraulique est équipée d'un compteur volumStrique du débit de fluide qui la traverse, l'organe de repérage dudit compteur étant attelé par une transmission appropriée à l'élément correspondant de l'équipement miniature. De manière préférée, l'engin comporte un compteur à engrenages, attelé par un flexible à une vis pivotante, dont une extrémité est fixée sur le chassies ou un élément de l'équipement miniature, et dont l'autre extrémité coopère avec un écrou fixé à l'élément suivant. Enfin, l'engin comporte avec avantage un embrayage interposé dans la transmission, pour le calage des positions de l'équipement de travail et de sa réplique miniature. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires ainsi que leurs avantages apparattront, au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation d'une pelle hydraulique conforme à l'invention ; et - la figure 2 représente le schéma du dispositif de commande de l'engin de la figure 1. La pelle hydraulique représentée sur la figure l est constituée par un b ti 1 qui repose sur le sol 2 par des chenilles 3, et sur lequel est montée à rotation autour d'un axe vertical 4 une tourelle 5. Un équipement de travail 6 est attelé à la tourelle 5 et est lui-meme constitué par une flèche 7 articulée à la tourelle 5 autour d'un axe transversal horizontal 8, par un balancier 9, articulé sur la flèche 7 autour d'un axe 10 parallèle à l'axe 8, et par un godet llzarticulé sur le balancier 9 autour d'un axe 12, également parallèle à l'axe 8. Des vérins hydrauliques de réglage des positions relatives des divers éléments sont articulés entre chaque groupe de deux de ces élements successifs. Il s'agit du vérin 13 attelé entre la tourelle 5 et la flèche 7, du vérin 14 attelé entre la flèche 7 et le balancier 9, et du vérin 15 attelé entre le balancier 9 et le godet ll par l'intermédiaire d'un palonnier 16. Sur la tourelle 5 est disposée une cabine de pilotage 17 dans laquelle sont groupés les leviers de commandes des distributeurs hydrauliques de commande des vérins 13, 14 et 15, et notamment les leviers 18 et 19 des distributeurs 20 et 21 correspondant aux vérins 13 et 14. On note en outre la présence, dans la cabine 17, d'une réplique miniature 22 de l'équipement de travail & Sur la figure 2, on remarque que cette réplique 22 est constituée par une petite flèche 23, articulée sur la tourelle 5 autour bun axe 24, par un petit balancier 25, articulé sur la flèche 23 autour d'un axe 26 parallèle à l'axe 24 et par un petit godet 27, articulé sur le balancier 25 autour d'un axe 28. Les divers éléments de la réplique 22 sont semblables à leurs homologues réels et tous dans le meme rapport de similitude. Par leurs, deux tiges filetées 29 et 30 sont attelées entra les divers éléments de la réplique : la tige 29 entre un support 31 qui est monté pivotant sur la tourelle 5 autour d'un axe 32, et par rapport auquel elle est montée à rotation et immobilisée longitudinalement, et un écrou 33 qui est monté pivotant sur la flèche 23 autour d'un axe 34; et la tige 30 entre un support 35 qui est monté pivotant sur la flèche 23 autour d'un axe 36, et par rapport auquel elle est montée à rotation et immobilfsée longitudinalement, et un écrou 37 qui est monté pivotant sur le balancier 25 autour dtun axe 38. Le dispositif dralimentation hydraulique des vérins 13 et 14 est constitué par une pompe 39 et un réservoir de fluide 40. La pompe 39 est reliée par son conduit d'aspiration 41 au réservoir 40 et, par son conduit de refoulement 42 au distributeur à trois positions 20. Un conduit 43 est raccordé en dérivation au conduit 42, qu'il relie au réservoir 40, avec interposition d'un clapet de décharge taré 44. Un conduit 45 relie le distributeur 20 au distributeur à trois positions 21. Un conduit 46 relie le distributeur 21 au réservoir 40. Des conduits 47, 48 relient le distributeur 20, respectivement, aux chambres 49et 50 du vérin 13, cependant que des conduits 51 et 52 relient le distributeur 21 aux chambres 53 et 54 du vérin 14. Des compteurs volumétriques de débit (ou débitmètres) 55, 56, 57 et 58 sont disposés, respectivement, sur les conduits 47, 48, 5l et 52. Ces compteurs sont constitués par des engrenages et sont attelés par paire par un pignon : les compteurs 55 et 56 par le pignon 59, et les compteurs 57 et 58 par le pignon 60 En outre, l'axe du pignon 59 est attelé en rotation à une extremitE de la tige 29 par un cabre flexible 6i sur lequel est disposé un embrayage à friction 62, cependant que l'axe du pignon 60 est lui-meme attelé en rotation a une extrémité de la tige 30 par un cible flexible 63 sur lequel est disposé un embrayage d friction 64. Les trois positions du distributeur 20 correspondent - la première position, aux mises en communication des conduits 42 et 48, et des conduits 45 et 47 ; - la deuxième position, à l'obturation, par le distributeur 20, des conduits 47 et 48, et à la mise en communication des conduits 42 et 45 ; et - la troisième position, aux mises en communication des conduits 42 et 47, et des conduits 48 et 45. Les trois positions du distributeur 21 correspondent - la première position, aux mises en communication des conduits 45 et 52, et des conduits 46 et 51 - la deuxième position, 9 l'obturation, par le distributeur 21, des conduits 51 et 52, et à la mise en communication des conduits 45 et 46 ; et - la troisième position, aux mises en communication des conduits 45 et 51, et des conduits 52 et 46. On doit enfin noter les particularités suivantes - les positions des vérins 13 et 14 et des tiges filetées 29 et 30 doivent hêtre semblables, dans le meme rapport de similitude que celui permettant de definir la flèche 23 à partir de la flèche 7.Aussi, les pas des filetages desdites vis 29 et 30 ne sont-ils pas quelconques, mais, au contraire, tels que le raccourcissement (ou l'allongement) de chaque vis correspond au raccourcissement (ou à l'allongement) de chaque vérin, dans le rapport de similitude précité, ceci en tenant compte à la fois de la correspondance entre le débit d'alimentation des chambres des vérins et la rotation des engrenages des compteurs volumétriques, et des dimensions des pignons 59 et 60 - il est parfois avantageux de disposer derrière la réplique miniature 22 un diagramme 65, sur lequel est, par exemple, tracée la courbe 66 définissant, à l'échelle de la réplique 22, le débattement maximal du godet 27. Sur la courbe 66, on distingue le point particulier 67 de hauteur maximale permise du godet 27, et qui permet le calage de la configuration de la réplique correspondant au débattement de hauteur maximale du godet réel ll, ceci compte tenu des possibilités de glissement relatif des deux parties de chaque cible 61, 63 > procurées par les embrayages 62 et 64. Les avantages d'utilisation du dispositif qui vient d'être décrit vont maintenant être exposés. On suppose réunies les conditions de fonctionnement suivantes - la configuration de la réplique 22 a été calée pour être effectivement semblablè à celle de 11 équipement de travail 6 ; - les distributeurs 20 et 21 sont disposés dans leurs premières positions respectives, de sorte que sont alimentées les grandes chambres 50 et 54 des vérins 13 et 14, et que sont provoquées les extensions des vérins 13 et 14, et les extensions semblables des parties des tiges 29 et 30, comprises entre chaque support 31, 35 et l'écrou correspondant 33, 37. Ainsi, à tout moment, le conducteur peut apprécier, en regardant la position instantanée occupée par le godet 27 de la réplique 22, où est situé le godet réel 11. Cette visualisation de la position du godet Il permet à son tour : - l'affichage des diagrammes de possibilités de levage (sécurité : exemple, pose de b uses, ...), - une comparaison avec les possibilités de débattement maximal dudit godet, et une indication sur la conduite, qu'il faudra ultérieurement prévoir, de 1 'équipement de travail, - de programmer le travail du conducteur sur le diagramme 65, et au si d'exécuter avec certitude un travail déterminé par le godet réel 11, - de regrouper l'ensemble du dispositif de contrôle du fonctionnement de l'équipement de travail 6 à l'abri, dans la cabine de pilotage 17, ce qui est particulièrement avantageux lorsque la pelle est située sur un terrain accidenté boueux, inondé, etc.). L'installation de deux débit mètres par vérin permet de limiter les risques d'erreurs duels aux fuites à l'intérieur de ces appareils. En outre, l'adaptation est simple et de mise en oeuvre facile. A noter, qu'en variante, il est possible de n' avoir qu'un seul compteur volumétrique par verin. Au reste, l'invention n'est pas limitée à la réalisation qui a été decrite, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes qui pourraient lui etre apportées, sans sortir de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Engin de travaux publics, tel notamment qu'une pelle hydraulique, dont l'équipement de travail (6) comporte un premier élément (7), dénommé flèche, articulé sur le chassies (5) de engin et éventuellement au moins un deuxième élément (9) articulé à l'extrémité de l'élément précédent (7), l'orientation de chacun de ces éléments étant commandée par un vérin hydraulique (13, 14) dont la position est détectée au moyen d'informations reçues dans la cabine de pilotage (17), dans laquelle se trouve, d'autre part, une réplique miniature (22) dudit équipement de travail (6) constituée par les m8mes éléments que ce dernier, caractérisé en ce que la canalisation d'alimentation (48, 52) d'une chambre (50, 54) de chaque vérin (13, 14) hydraulique est équipée d'un compteur volumétrique (56, 58) du débit de fluide qui la traverse, l'organe de repérage (59, 60) dudit compteur étant attelé par une transmission appropriée (61, 63) à l'élément correspondant de l'équipement miniature. 2. Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un compteur à engrenages (56, 58) attelé par un flexible (61, 63) à une vis pivotante (29, 30 > , dont une extrémité est fixée sur le chSssis (5) ou un élément (23) de l'équipement miniature, et dont l'autre extrémité coopère avec un écrou (33, 37) fixé à l'élément suivant (23, 25). 3. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un embrayage (62, 64) interposé dans la transmission (61, 63), pour le calage des positions de l'équipement de travail (6) et de sa réplique miniature (22).