Brevet FR2458504A1 — publié le 19810102

L'invention est relative à la détection d'interférences risquant de se produire entre des engins de levage présents sur un même site. On admet qu'il y a risque d'interférence entre deux engins lorsqu'au moins un élément de l'un s'approche trop d'au moins un élément de l'autre. L'invention s'applique au cas des engins de levage comportant une flèche mobile horizontalement, que la flèche pivote dans un plan horizontal par rapport à son support, ou que ce soit le support lui-meme qui pivote autour d'un axe vertical. L'invention s'applique donc notamment aux grues à tour à flèche horizontale ou à volée variable. L'invention a notamment pour but de permettre d'éviter toute interférence entre deux engins adjacents tout en laissant à ces engins une grande liberté de manoeuvre, et donc de facilité de travail, quand le risque d'interférence n'existe pas. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste: - à déterminer la position géographique de chaque engin, - à déterminer, pour chaque engin, les paramètres instantanés de fonctionnement propres à intervenir dans l'interférence, par exemple la hauteur de la flèche, la position du chariot et la hauteur du crochet, - parmi ces paramètres, à déterminer la position angulaire, en projection sur un plan horizontal, de la flèche, - à comparer les valeurs ainsi déterminées à des valeurs de référence, - et à émettre un signal, par exemple de commande ou d'alarme, si toutes les conditions nécessaires à l'interférence sont réunies. Dans le cas le plus simple où les deux engins sont suffisamment éloignés pour que, quel que soit leur état propre, il ne puisse y avoir interférence, on ne produit aucun signal de sortie. Dans le cas où les engins sont suffisamment rapprochés pour que, en projection sur un plan horizontal, la surface susceptible d'être balayée par la flèche de l'engin le plus haut recouvre au moins en partie la surface susceptible d'être balayée par la flèche ou la contre-flèche de l'engin le plus bas, il peut y avoir interférence suivant la position du crochet de la flèche la plus haute et les positions angulaires respectives des flèches. Suivant un premier mode de mise en oeuvre du procédé, on mesure l'angle que font entre elles, en projection sur un plan horizontal, les directions des flèches et on émet un signal de risque d'interférence, quant à la position angulaire, si cet an gie est égal ou supérieur à une valeur de référence, pour que les deux flèches et/ou contre-flèches ne puissent pénétrer du même côté dans une zone de risque d'interférence, notamment si les autres conditions d'interférence sont réunies. Suivant un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé, on mesure l'angle que fait, en projection sur un plan horizontal, chacune des directions des flèches avec une direction donnée et on émet un signal de risque d'interférence si la somme algébrique de ces angles a une valeur proscrite pour que les deux flèches et/ou contre-flèches, tout en étant simultanément présentes dans la zone de risque d'interférence, ne puissent se rapprocher trop l'une de l'autre, notamment si les autres conditions d'interférence sont réunies. Suivant un troisième mode de mise en oeuvre du procédé, on mesure l'angle que fait, en projection sur un plan horizontal, chacune des flèches avec une direction fixe et on émet un signal de risque d'interférence, quant à la position angulaire, si l'un et/ou l'autre des deux angles mesurés a une valeur proscrite pour que l'une seulement des deux flèches et/ou contreflèches puisse entrer dans la zone de risque d'interférence, notamment si les autres conditions d'interférence sont réunies. Dans le cas où l'un au moins des engins est mobile, par exemple sur ded rails de translation, soit on effectue une mesure instantaie / deux séries de paramètres (position géographique et autres paramètres), soit on sélectionne des positions géographiques relatives de référence dont les paramètres sont mis en mémoire et, pour une position géographique d'un engin en mouvement, on extrapole entre les deux positions voisines. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé par le fait qu'il comporte: - des moyens propres à déterminer la position géographique de chaque engin, - des moyens propres à déterminer, pour chaque engin, les paramètres instantanés susceptibles d'intervenir dans l'interférence, notamment la position angulaire de la flèche, en proJection sur un plan horizontal, - - des moyens propres à comparer les valeurs mesurées à des valeurs de référence, - et des moyens propres à émettre un signal, par exemple de commande ou d'alarme, si toutes les conditions nécessaires à l'interférence sont réunies. On comprendra bien l'invention à la lecture de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés qui font partie de la description et dans lesquels: Fig.1 est une vue schématique en plan de deux grues à tour opérant sur un même site; Fig.2 à 4 sont des vues schématiques en plan montrant divers modes de détection d'interférence des grues de la fig.1; et Piges est une vue schématique en plan montrant deux modes de détection d'interférence de deux grues se déplaçant l'une par rapport à l'autre. La description qui va suivre sera faite dans l'application de l'invention à des grues à tour comportant une flèche et une contre-flèche horizontales, mais il est entendu que l'invention est applicable à tous types de grues comportant une flèche mobile horizontalement par rapport à son support. Les considérations géométriques seront faites en projection sur un plan horizontal. On a montré schématiquement en plan à la fig.1 deux grues 1, 2 comportant une flèche 3, 4, une contre-flèche 5, 6 avec son contre-poids 7, 8. La flèche 3, 4 porte un chariot 9, 10 auquel est suspendu le câble de levage et le crochet (non représentés). Les flèches 3, 4 sont portées par des ftts 10, 11. L'extrémité libre de la flèche 3 décrit un cercle C1, l'ox- trémité libre de la flèche 4 décrit un cercle C2 et l'extrémité libre de la contre-flèche 6 décrit un cercle 03. On supposera que la grue 1 est la plus haute, c'est-à-dire que sa flèche 3 est toujours plus haute que la flèche 4, en général d'au moins deux mètres. On supposera également que la distance des centres 1 et 2 des cercles C1, C2 et C3 est supérieure d'au moins deux mètres au rayon du cercle 02, c'est-à-dire & BR Si les cercles C1 et C2 sont extérieurs l'un à l'autre, il n'y a jamais risque d'interférence entre les grues, c'est-à-dire que le crochet ou le câble de la grue haute 1 ne peut jamais venir interférer avec la flèche ou la contre-flèche de la grue 2. Si les cercles C1 et C2 sont sécants, ils définissent une zone d'intersection b, hachurée sur la fig.1, dite zone de risque d'interférence, Si le chariot 9 se trouve dans cette zone, il peut y avoir interférence entre le câble ou le crochet de la grue 1 avec la flèche 4, et éventuellement la contre-flèche 6, de la grue 2 selon la position angulaire de la flèche 4. il apparat donc que les deux grues peuvent venir en interférence suivant la position géographique relative de leurs fûts 11, 12, les positions angulaires des flèches 3, 4 et la position du crochet de la grue 1. Selon l'invention, on détermine et on affiche la distance entre les fûts 11, 12, on détermine, pour la grue 1, la position du chariot 9 sur la flèche 3, la hauteur du crochet et la position angulaire, on détermine, pour la grue 2, la position angulaire de la flèche 4 et sa hauteur, on traite les données ainsi prélevées et on émet un signal de risque d'interférence si les conditions en sont remplies, au moyen d'une comparaison. La distance entre les fûts 11, 12 peut se mesurer par voie optique ou par un appareil quelconque de mesure linéaire. Les hauteurs des flèches 3, 4 sont mesurées par construction. En fonctionnement à poste fixe, ces deux paramètres sont constants. Les positions angulaires des flèches 3, 4 sont mesurées par un détecteur 13, 14, par exemple du typeélectro-iécanique, porté par la tourelle de pivotement de chaque flèche. La position longitudinale du chariot 9 sur la flèche 3 et la hauteur du crochet de la grue 1 sont mesurées par des enrouleurs classiques 15, 16, ou autres appareils, portés par la flèche 3 ou par la partie supérieure tournante du fat 11. Les informations ainsi prélevées sont traitées dans des circuits électroniques, de préférence du type microprocesseur. Ces circuits ne sont pas représentés aux dessins; on mentionnera seulement leur existence et leur fonction, cette dernière suffisant à l'homme de l'art pour les agencer de façon appropriée. On va maintenant décrire, en référence aux fig.2 à 4, divers modes d'exploitation de la position angulaire des flèches 3, 4 pour détecter le risque d'interférence. Dans la fig.2, on mesure l'angle &alpha; fait par les directions des flèches 3, 4. Cette mesure est applicable dans le cas notamment où les flèches 3, 4 sont du même côté par rapport à la ligne des centres O1, 02. L'angle &alpha; est comparé à un angle &alpha;0 de référence qu'il ne doit pas dépasser. Cet angle &alpha;0 correspond à l'angle &alpha;'0 montré à la fig.2, duquel est retranchée une valeur de sécurité correspondant aux distances de freinage, au vent, etc... On émet un signal de risque d'interférence, quant à la position angulaire des flèches, si celles-ci se rapprochent du même côté de la zone À définie précédemment.Si les autres conditions d'interférence sont également remplies, les circuits émettent ledit signal. Pour la position des flèches 3, 4 montrée à la fig.3, on voit que les deux flèches 3, 4 sont dans la zone A. Elles ont pu y pénétrer soit successivement du même côté, soit par les côtés opposés. Pour cette position, il suffit que les flèches soient suffisamment éloignées pour qu'il n'y ait pas interférence même si les autres conditions sont satisfaites. Suivant la fig.3, on mesure l'angle que fait chaque flèche 3, 4 avec une direction donnée et on compare la somme algébrique de ces angles avec un angle de référence.Dans l'exemple adopté, on mesure les angles ss1; ss2 faits avec la direction O1 O2. Si les flèches sont de part et d'autre de la ligne Ci 02, on fait la somme de et et 2 que l'on compare à une valeur de référence ss0, te- nant compte des distances de freinage, du vent, etc..., en-deça de laquelle elle ne doit pas aller. Si les flèches sont du meme côté par rapport à la ligne Oi 02, on compare la différence de et ss1 et ss2 à une autre valeur de référence.Le cas échéant, on peut interdire aux flèches de se trouver en même temps dans une même demi-zone de risque, chaque demi-zone étant définie par la ligne Oî 02 qui sépare la zone À en deux demi-zones égales. Dans le mode de mise en oeuvre de la fig.4, on mesure 1' angle que fait chaque flèche 3, 4 avec une direction donnée et on émet un signal de risque, quant aux positions angulaires, si, l'angle d'une flèche ayant franchi un seuil critique, l'angle de l'autre flèche se rapproche de son propre seuil critique.De préférence, la direction de référence est la ligne Ci 2; les angles mesurés sont alors les angles 6 1 et g 2 montrés à la fig.4; ils sont comparés à des valeurs 80 et '0, respectivement, définissant, avec les marges de sécurité décrites ci-dessus, l'entrée des flèches du même côté dans la zone critique A. Un signal de risque d'interférence, quant aux positions angulaires, est émis si, à la fois, &alpha;1 ou &alpha;2 est inférieur à la valeur associée &gamma;0 ou &gamma;;'0, et l'autre angle tend à devenir inférieur à sa valeur critique 0 ou &gamma;'0. Dans ce qui précède, on a supposé que les deux grues 1, 2 avaient des fûts Il, 12 fixes. L'invention s'applique également au cas où les grues sont globalement mobiles l'une par rapport à l'autre, notamment quand l'une des grues est fixe et l'autre se déplace en translation sur des rails. Dans cette application, le paramètre consistant dans la longueur Oî 02 n'est pas fixe; il est alors traité comme les autres paramètres variables considérés ci-dessus. On a montré à la fig.5 la grue 1 dont le centre 01 est fixe tandis que le centre 02 de la grue 2 est mobile et peut se déplacer sur une courbe déterminée. Dans le cas d'un déplacenent sur rails, le centre 02 parcourt une droite D. À titre d'exemple, on a représenté quatre positions possibles du centre 02 et donc du cercle C2, soit O2,1, O2,2, O2,3, O2,4 et C2,1, C2,2, C2,3, C2,4. Pour la position 02,1, il n'y a jamais risque d'interférence; pour les positions2,2 et 02,4, le risque d'interférence est celui des fig.2 à 4; et, pour la position 02,3, il y a en plus le risque que la flèche de la grue 2 interfère avec le fùt de la grue 1. On décrira tout d'abord un premier mode de détection d'interférence dans le cas où les grues sont mobiles l'une par rapport à l'autre. Pour une position instantanée quelconque 0'2 de la grue 2, on assimile cette dernière à une grue fixe et on applique l'une des méthodes décrites en référence aux fig.2 à 4 à l'aide d'un calculateur, la distance Oî 0'2 étant mesurée par tout moyen approprié et considérée comme un paramètre intervenant dans le risque d'interférence, notamment entre les flèches et les fûts. La mesure de l'ensemble des paramètres est répétée soit à intervalles de temps prédéterminés et en général constants, soit à intervalles de déplacement prédéterminés et en général constants du centre 02 sur la droite D. Selon un second mode de détection, on sélectionne arbitrairement sur-la droite D un certain nombre de positions de référence pour le centre 02. Ces positions sont indiquées en O21, O22, ... O211. Pour chacune de ces positions on détermine préalablement par calcul les valeurs de référence des paramètres; l'ensemble de ces données est mis en mémoire.Quand la grue 2 se déplace, son centre 02 coincide avec l'un des points de référence ou est situé entre deux points de référence successifs. A l'instant de la mesure, on détermine les paramètres de fonctionnement comme dans les fig.2 à 4, c'est-à-dire qu'on ne mesure pas la longueur Oî 0'2 et, pour cette position 0'2, on admet comme valeurs de référence des paramètres, qui serviront à la comparaison, des valeurs respectives obtenues par extrapolation linéaire des paires de valeurs correspondantes associées à ces deux points adjacents, le rapport d'extrapolation étant défini par la position de 0'2 entre ces deux points. Ainsi, ai 0'2 est au milieu du segment défini par ces deux points, on prendra la moyenne, tandis que si 0'2 est confondu avec l'un des points, on ne considérera que les valeurs de référence attachées à ce point. Les intervalles de mesure sont définis comme précédemment. De préférence, les points de référence 021,... 0211 sont relativement espacés dans les zones à risque nul ou faible et beaucoup plus rapprochés dans les zones à risque plus élevé, de manière à diminuer les erreurs dues aux extrapolations. Dans ce qui précède, on n'a considéré que le cas de deux grues. Dans le cas de grues en plus grand nombre, on considérera chaque fois l'interférence de chaque grue avec chacune des autres. REVENDICATIONS 1.- Procédé de détection d'interférence entre engins de levage, caractérisé par le fait que, dans le cas de deux engins, il consiste: - à déterminer la position géographique de chaque engin, - à déterminer, pour chaque engin, les paramètres instantanés de fonctionnement propres à intervenir dans l'interférence, par exemple la hauteur de la flèche, la position du chariot et la hauteur du crochet, - parmi ces paramètres, à déterminer la position angulaire, en projection sur un plan horizontal, de la flèche, - à comparer les valeurs ainsi déterminées à des valeurs de référence, - et à émettre un signal, par exemple de commande ou d'alarme, si toutes les conditions nécessaires à l'interférence sont réunies. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on mesure l'angle que font entre elles, en projection sur un plan horizontal, les directions des flèches et on émet un signal de risque d'interférence, quant à la position angulaire, si cet angle est égal ou supérieur à une valeur de référence, pour que les deux flèches et/ou contre-flèches ne puissent péné- trer du sême côté dans une zone de risque d'interférence, notat- ment si les autres conditions d'interférence sont réunies. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on mesure l'angle que fait, en projection sur un plan horizontal, chacune des directions des flèches avec une direction donnée et on émet un signal de risque d'interférence ai la somme algébrique de ces angles a une valeur proscrite pour que les deux flèches et/ou contre-flèches, tout en étant simultané- ment présentes dans la zone de risque d'interférence, ne puissent se rapprocher trop l'une de l'autre, notamment ai les autres conditions d'interférence sont réunies. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite direction donnée est, en projection sur un plan horizontal, la ligne des centres autour desquels tournent les flèches, les deux angles mesurés étant ajoutés ou soustraits suivant que les flèches sont de part et d'autre ou du même c8té de ladite ligne des centres. 5.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'on interdit aux deux flèches et/ou demi-flèches de se trouver dans la même demi-zone de risque d'interférence définie par ladite ligne des centres Si les autres conditions d'interférence sont réunies. 6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on mesure l'angle que fait, en projection sur un plan horizontal, chacune des flèches avec une direction fixe et on émet un signal de risque d'interférence, quant à la position angulaire, si l'un et/ou l'autre des deux angles mesurés a une valeur proscrite, pour que l'une seulement des deux flèches et/ou contre-flèches puisse entrer dans la zone de risque d'interférence, notamment si les autres conditions d'interférence sont réunies. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite direction fixe est, en projection sur un plan horizontal, la ligne des centres autour desquels tournent les flèches. 8.- Procédé selon l'une des revendications 7 à 7, pour la détection d'interférence entre les deux engins dont l'axe de rotation de la flèche de l'un au moins est mobile sur une courbe, caractérisé par le fait qu'on mesure chaque fois la position géographique des deux engins, notamment la distance entre les axes de rotation des flèches, ainsi que lesdits paramètres, et qu'on détermine par calcul le risque d'interférence. 9.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, pour la détection d'interférence entre les deux engins dont l'axe de rotation de la flèche de l'un au moins est mobile sur une courbe, caractérisé par le fait qu'on sélectionne des positions géographiques de référence de l'axe de l'engin mobile, qu'on met en mémoire les valeurs de référence des paramètres correspondant à ces positions, que, pour chaque mesure instantanée, on attribue à la position correspondante réelle de l'engin mobile des valeurs de référence des paramètres obtenues par extrapolation linéaire entre les valeurs de référence correspondant aux deux positions de référence adjacentes, qu'on mesure les valeurs ins- tantanées réelles des paramètres de fonctionnement propres à intervenir dans le risque d'interférence et qu'on compare ces valeurs mesurées avec les valeurs de référence obtenues par extrapolation. 10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que lesdites positions de référence sont plus rapprochées sur la partie de la courbe où le risque d'interférence est plus grand que sur le reste de la courbe. 11.- Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé par le fait que les mesures instantanées sont réparties dans le temps suivant des intervalles de temps prédéterminés, de préférence égaux. 12.- Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé par le fait que les mesures instantanées sont réparties dans l'espace, suivant le déplacement de l'engin mobile, à distances prédéterminées et de préférence égales. 13.- Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé par le fait que l'engin mobile se déplace suivant une droite. 14.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'il comporte - des moyens propres à déterminer la position géographiqUe de chaque engin, - des moyens propres à déterminer, pour chaque engin, les paramètres instantanés susceptibles d'intervenir dans l'interférence, notamment la position angulaire de la flèche, en proåec- tion sur un plan horizontal, - des moyens propres à comparer les valeurs mesurées à des valeurs de référence, - et des moyens propres à émettre un signal, par exemple de commande ou d'alarme, si toutes les conditions nécessaires à l'interférence sont réunies. 15.- Dispositif selon la revendication 14, caractérisé par le fait qu'il comporte:des moyens de mesure de l'angle que font entre elles, en projection sur un plan horizontal, les directions des flèches; et des moyens pour émettre un signal de risque d'interférence, quant à la position angulaire, si cet angle est égal ou supérieur à une valeur de référence, pour que les deux flèches et/ou contre-flèches ne puissent pénétrer du même côté dans une zone de risque d'interférence, notamment si les autres conditions d'interférence sont réunies. 16.- Dispositif selon la revendication 14, caractérisé par le fsit qu'il comporte:des moyens de mesure de l'angle que fait, en projection sur un plan horizontal, chacune des directions des lèches avec une direction donnée; et des moyens pour émettre un signal de risque d'interférence si la somme algébrique de ces angles a une valeur proscrite pour que les deux flèches et/ou contre-flèches, tout en étant simultanément présentes dans la one de risque d'interférence, ne puissent se rapprocher trop l'une de l'autre, notamment si les autres conditions d'interfé > nce sont réunies. 17.- Dispositif selon la revendication 16, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour interdire aux deux flèches et/ou demi-flèches de se trouver dans la même demi-zone de risque d'interférence définie par ladite ligne des centres ai les autres conditions d'interférence sont réunies. 18.- Dispositif selon la revendication 14, caractérisé par n fait qu'il comporte:des moyens de mesure de l'angle que fait, n projection sur un plan horizontal, chacune des flèches avec ne direction fixe; et des moyens pour émettre un signal de ris vue d'interférence, quant à la position angulaire, si l'un et/ou L'autre des deux angles mesurés a une valeur proscrite pour que l'une seulement des deux flèches et/ou contre-flèches puisse entrer dans la zone de risque d'interférence notamment si les titres conditions d'interférence sont réunies. 19.- Dispositif selon l'une des revendications 14 à 18, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications et 9, caractérisé par le fait qu'il comportetdes moyens pour leterminer la position instantanée de l'engin mobile par rapport aux deux positions adjacentes de référence; des moyens pour éta hlir lesdites valeurs de référence pour lesdits paramètres par Pxtrapolation entre les valeurs correspondantes de référence; et des moyens de comparaison entre les valeurs mesurées et les valeurs obtenues par extrapolation.