Brevet FR2463390A1 — publié le 19810220

L'invention concerne un dispositif pour la mesure sans contact de la hauteur au-dessus d'un point de référence d'un porte-charge sur un véhicule portecharge. Le véhicule porte- charge est notamment un élévateur pour rayonnages élevés ou gerbeur. De tels véhicules porte-charges-ou gerbeurs ont un mât le long duquel le porte-charge peut s'élever. Des problè- mes se posent, notamment lors d'un fonctionnement avec pré- sélection automatique de la hauteur, pour mesurer avec préci- sion la hauteur du porte-charge au-dessus du sol ou du véhi- cule. la réalisation du véhicule prévoit alors que celui-ci porte un point de référence qui reste une distance fixe du sol. la détermination de la hauteur du porte-charge est d'une grande importance pour les opérations de rangement et de pré- lèvement. Pour cela, on connaît par exemple, par le Brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 319 816, une commande automatique de la hauteur de levage et du pivotement du chariot d'un gerbeur se déplaçant sur le sol. Pour mesurer la hauteur, on prévoit des détecteurs de valeur réelle formés par des potentiomètres. Le détecteur de valeur réelle est entraîné par un galet de friction, ce qui produit des incertitudes, car les entraîne- ments à galets de friction présentent un glissement et ce glissement peut également varier sous des influences particu- lières. L'usure conduit à une imprécision supplémentaire. Par ailleurs, dans la réalisation connue, on effectue une compa- raison de la valeur réelle et de la valeur de consigne et le conducteur doit, pour sélectionner des hauteurs de levage déterminées, tourner des boutons d'actionnement déterminés. Par la revue "Technique allemande de levage et de trans- port" 1967, fascicule 8, on connaît une commande automatique pour des grues ou des gerbeurs. On y prévoit une comparaison de la valeur réelle et de la valeur de consigne pour action- ner un dispositif d'exploitation de données. On utilise des générateurs d'impulsions qui fournissent des impulsions de comptage, provoquées par des marques sur le chemin de roule- ment de la grue ou sur le m&t de levage; ces marques sont, soit des marques réfléchissantes qui sont détectées par voie photoélectrique, soit des plaquettes métalliques qui sont détectées par des exciteurs. Dans ce cas, de même qu'avec d'autres détections sans contact de dispositifs réfléchissants sur les compartiments de rayonnage, on ne détermine pas la hauteur absolue du porte- charge au-dessus du sol ou par rapport à un point de référence placé sur le guidage du porte-charge; les installations de gerbage ou les rayonnages doivent, au contraire, &tre équipés de réflecteurs, et des surfaces de détection sont disposées sur chaque compartiment de rayonnage. De telles réalisations sont connues, par exemple, pour un modèle mécanique d'après le Brevet allemand 1 946 545. Qu'ils soient sans contact ou mécaniques, ces disposi- tifs sont très coûteux, car un rayonnage d'entrep8t a de mul- tiples compartiments qui, en outre, n'ont pas toujours les mêmes dimensions. Il en résulte une dépense considérable, non seulement en dispositifs, mais également en entretien d'éléments d'accès difficile. Pour cette raison, on a déjà essayé de mesurer la hau- teur du porte-charge au-dessus d'un point de référence sur le véhicule ou au-dessus du sol, directement à l'aide d'un élé- ment de mesure extensible; dans ce but, en supposant un mât télescopique travaillant avec précision, on a mesuré la lon- gueur d'un ruban d'acier tiré par le porte-charge, ou bien on a détecté des informations codées portées sur un tel ruban d'acier. L'inconvénient est qu'un tel système de mesure fonc- tionne de façon imprécise par suite d'encrassement ou de flexion du ruban sous l'action du vent à l'arrêt ou pendant la marche; de plus, les contacts de détection ne travaillent plus avec précision en raison de l'usure. D'autres influences peuvent agir, provenant de défauts sur l'enrouleur à ressort du ruban, qui constitue en outre un danger important pour les personnes se trouvant à proximité. L'invention a pour but un dispositif du type précité sur un vahicule porte-charge, notamment sur un gerbeur qui, sans influences mécaniques, détermine chaque fois de façon fiable la hauteur absolue par rapport à un point de référence, dans lequel sont éliminées les influences des tolérances mé- caniques d'un mat de levage, grâce à quoi, avec une présélec- tion automatique de la hauteur, le porte-charge peut déjà se positionner devant une colonne de casiers d'un rayonnage-, alors que le véhicule avance encore au ralenti. Ce but est atteint conformément à l'invention par une mesure de distance sans contact réalisée à l'aide d'un télémè- tre opto-électronique placé sur le véhicule, auquel est asso- cié un réflecteur sur le porte-charge. Pour les caméras, d'après le Rapport de développement 23 de Texas Instruments Buropean Applications Laboratory, on connait un procédé de télémétrie sans contact opto-électroni- que par rayonnement infrarouge. Toutefois, lorsqu'on ne dé- tecte pas de marques, ni de réflecteurs, les gerbeurs travail- lent avec des moyens mécaniques qui ne permettent pas une pré- cision absolue en raison des tolérances propres aux moyens mécaniques. Pour cette raison, l'invention procure grâce à la télémétrie sans contact qui, par ailleurs ne prend aucune place sur le mat de levage, un dispositif de mesure de hauteur très précis qui améliore de façon notable les avantages de l'automatisation dans le magasinage industriel, car on dispose de façon fiable d'un signal sous forme analogique. Dans ce cas, on peut d'abord partir d'un point de réfé- rence sur le gerbeur qui constitue une grandeur de référence déterminée par rapport au sol. Si, de par la réalisation du gerbeur, il se produit des différences en fonction de la char- ge, celles-ci peuvent être facilement compensées par des mesu- res complémentaires. On prévoit avantageusement un émetteur infrarouge sur le véhicule, qui émet des signaux de fréquence déterminée et produit un signal de référence pour le comparer au premier signal réfléchi, et comporte un dispositif de comparaison des phases des deux signaux de fréquence. On utilise ici le télé- mètre connu en soi, mais son utilisation sur un véhicule porte- charge, notamment sur un gerbeur, procure des avantages étonnants. De préférence, on produit dans l'émetteur du dispositif de comparaison, une tension réelle proportionnelle à la hau- teur du porte-charge, et on prévoit dans l'émetteur un dispo- sitif indicateur relié à un amplificateur différentiel qui est alimenté avec cette tension réelle et une tension de consigne; la sortie de cet amplificateur différentiel est reliée à un dispositif de réglage disposé dans le circuit d'entralnement du porte-charge. Il faut noter que l'amplificateur différen- tiel n'est pas obligatoirement intégré dans l'émetteur et qu'il peut également être placé à l'extérieur. On peut, par cette réalisation, commander le déplacement en hauteur du porte-charge. Naturellement, il est possible de prévoir une commande à la main à l'aide d'une tension réelle. La compa- raison avec une tension de consigne favorise toutefois l'au- tomatisation. Le dispositif de réglage est fonction du type d'entrai- ne ment du porte-charge. Il peut s'agir ici d'un dispositif électrique ou électronique. Dans une forme de réalisation avantageuse, le dispositif de réglage est une soupape propor- tionnelle disposée dans un système d'entraînement hydraulique du porte-charge. Da façon particulièrement avantageuse, une entrée de la tension de consigne sur l'amplificateur différentiel peut Otre commutée sur différentes tensions de consigne. On peut ainsi sélectionner une hauteur de levage particulière. On obtient une très bonne précision par le fait que les influences inter- médiaires dues aux tolérances dans la structure mécanique et dans le fonctionnement du bAti de levage sont court-circuitées. Dans un développement avantageux, on place à une des entrées un potentiomètre qui peut être réglé sur différentes tensions de consigne. On peut ainsi programmer toutes les valeurs intermédiaires de hauteur de levage, ce qui est un avantage important du fait qu'on élimine ainsi les réglages par paliers qui correspondent toujours à un positionnement prédéterminé. Dans la forme de réalisation préférée, on place toute- fois à l'une des entrées un commutateur à plots qui peut être commuté sur différentes valeurs de tension de consigne provenant de différentes sources. Ceci est une solution favo- rable en utilisation pratique. Lorsque le point de référence sur le véhicule peut va- rier par rapport au sol en fonction de la charge, que ce soit parce que les roues sont montées sur ressorts ou qu'elles comportent des pneumatiques qui peuvent se déformer en fonc- tion de la charge, une forme de réalisation préférée prévoit sur le véhicule un détecteur de sol, notamment sous la forme d'un galet détecteur extensible dont la position par rapport à l'émetteur commande un dispositif de réglage de la tension de consigne. On peut également envisager une détection du sol sans contact, par l'émetteur. la détection mécanique par un galet présente toutefois l'avantage que des souillures ou des salissures n'ont aucune influence. fDans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue latérale schématique d'un gerbeur; - la figure 2 est un diagramme schématique montrant les relations des grandeurs de commande; - la figure 3 montre un détail du dispositif d'émetteur; - la figure 4 est une variante de la figure 3; - la figure 5 est une autre variante de la figure 3; - la figure 6 correspond à la figure 1, mais pour une autre forme de réalisation. Sur toutes les figures, les parties identiques portent les mêmes numéros de référence. Le véhicule porte-charge, notamment un chariot gerbeur, comporte un châssis 1 avec des roues 2, 3, un siège de conduc- teur 4, un groupe d'entraînement et de commande 5 et un m&t 6 qui peut également être, de façon connue, un mat télescopique et sur lequel peut se déplacer en hauteur un porte-charge 7 associé à un chariot de levage 8, par exemple à l'aide d'un vérin hydraulique. Le porte-charge a des bras en forme de fourche 9 sur lesquels repose la charge. Il est possible que le mat 6 fléchisse sous l'effet du couple de rotation produit par la charge sur la fourche 9, ou bien la charge peut agir sur les parties de mât télescopiques ou sur le guidage du chariot de levage 8 sur le mât. Afin d'éliminer de telles influences, on place directement sur le porte-charge 7, notam- ment sur la partie inférieure de la fourche 9, un réflecteur 10 pour un rayonnement émis par un émetteur Il placé sur le châssis 1. Le réflecteur est placé plus particulièrement sous les pointes de la fourche, ce qui est avantageux pour mesurer la hauteur de ces pointes, en tenant en même temps compte des flexions de la fourche sous la charge. L'émetteur 11 est notamment un émetteur infrarouge qui émet des signaux de fréquence fixe verticalement vers le haut avec un petit angle d'ouverture, de sorte qu'ils atteignent le réflecteur 10. Si l'on utilise un émetteur infrarouge, ce réflecteur peut être un miroir. Sur l'émetteur 11 est placé, comme récepteur, un dispositif indicateur 12 qui l'entoure concentriquement ou est placé à côté et reçoit les signaux réfléchis de fréquence fixe. En raison de la durée de parcours des signaux entre l'émetteur il et le récepteur 12, il se produit un décalage de phase de ces signaux par rapport à une fréquence de référence, qui est produite par l'émetteur et transmise directement au récepteur 12. le décalage de phase est, de ce fait, proportionnel au parcours des signaux de l'émetteur 11 au réflecteur 10 et de là au récepteur 12 et il constitue une grandeur de référence absolue pour la distance entre l'émetteur 11 ou le châssis 1 et le porte-charge 7. On peut ainsi déterminer la hauteur absolue du porte- charge et l'utiliser dans le véhicule. On préfère produire à partir de la comparaison des fré- quences, ou du décalage de phase entre ces fréquences, une tension proportionnelle à la hauteur du porte-charge. La figure 2 représente un diagramme, dont l'ordonnée 13 représente la tension et l'abscisse 14 la hauteur de levage. On voit, dans ce cas, qu'à la hauteur de levage H 1 correspond une tension U 1, et à la hauteur de levage H 2 une tension U 2, car les composants du circuit sont calculés de telle sorte que la courbe caractéristique 15 est une droite passant par l'origine. Dans l'ensemble émetteur-récepteur 11, 12 est placé, selon la figure 3, un amplificateur différentiel 16 avec deux entrées 17, 18. L'entrée 18 est reliée à une source 19 de tension de consigne, et l'entrée 17 est reliée à une source 20 constituée par le dispositif de comparaison 21, dans lequel les deux signaux de fréquence sont compares et qui, de son côté, comporte les deux entrées 22, 23 du signal de référence et du premier signal réfléchi. La sortie 24 de '19amplificateur différentiel 16 est reliée à un dispositif de réglage 25 prévu dans le circuit d'entraînement 26 du portecharge 7, de sorte que ce dernier peut être réglé exacteent proportionnellement à la hauteur. De façon appropriée, le circuit d'entraînement 26 fait partie d'un système d'entratnement hydraulique et la référence 25 désigne une soupape proportionnelles Sur la figure 4, l'emplificateur différentiel 16 est relié, par son entrée 18 à laquellG eat appliquée la tension de consigne, à un potentiomètre 27 dont le point de sortie 28 peut Étre réglé par un eervomoteur 29 en fonction d'une gran- deur de consigne. Dmans ce ces, le servomoteur peut entraîner une tige filetée 30 avec un écrou 31 sur lequel est placé le point de sortie 28 aui est relié à l'entrée 18 par une liai- son 33. Sur la figure 5, l'entrée 18 de l'amplificateur diffé- rentiel 16 comprend un commutateur à plots 34 muni de diffé- rents plots 35-38 qui sont chacun raccordés à une autre source 39-42 de tension de consigne. On peut ainsi commander automa- tiquement une hauteur de levage déterminée. Dans la réalisation décrite jusqu'ici, le point de réfé- rence est l'émetteur 11, ou le récepteur 12. Sur la figure 6, on prévoit dans l'émetteur un dispositif de réglage 43 qui est relié au circuit 44 produisant la tension de consigne appli- quée à l'entrée 17. Dans ce cas, on peut placer entre le dis- positif de réglage 43 et un élément d'entraînement 45 un élément intermédiaire de transmission par accouplement 46 qui peut être mis en circuit ou hors circuit, afin que, pendant le mouvement de descente ou de levée, il ne se produise pas 8 2463390 de déplacement du dispositif de réglage 43, mais qu'au con- traire, celui-ci ne soit actionné que dans une plage de com- mande limitée dans laquelle l'élément 46 de transmission in- termédiaire est fermé. l'élément d'entratnement 45 est relié au support 47 d'un galet détecteur 48 qui peut être abaissé sur le sol. Pour l'abaisser et pour le relever, on prévoit un dispositif de levage 49 du type électro-aimant. lorsqu'il est abaissé et qu'il touche le sol, le galet détecteur 48 est mis en circuit, de façon à ajuster la tension de consigne. Sur le véhicule est placé, par exemple, un dispositif électronique 50 d'exploitation de données raccordé et relié au groupe d'entraInement et de commande 5 par des cAbles 51. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la mesure sans contact de la hau- teur d'un porte-charge sur un véhicule porte-charge, notam- ment un gerbeur, au-dessus d'un point de référence, caracté- risé par une mesure de distance sans contact réalisée à l'aide d'un télémètre (11, 12) opto-électronique placé sur le véhi- cule (1, 2, 3, 5, 6) et auquel est associé un réflecteur (10) placé sur le porte-charge (7). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur infrarouge (11) sur le véhicule, qui émet des signaux de fréquence déterminée et produit un signal de référence pour le comparer avec le premier signal réfléchi, et qui comporte un dispositif de comparaison (21) des phases des deux signaux de fréquence. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'émetteur (11) du dispositif de comparaison produit une tension réelle proportionnelle à la hauteur du porte- charge, et cet émetteur comprend un dispositif indicateur (12) relié à un amplificateur différentiel (16), qui reçoit cette tension réelle et une tension de eonsigne, la sortie (24) de cet amplificateur différentiel (16) étant reliée à tm dispo- sitif de réglage (25) placé dens le circuit d'entraInement (26) du porte-charge (7). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de réglage est une soupape proportion- nelle (25) placée dans un système d'entralnement hydraulique du porte-charge. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'entrée (18) de la tension de consigne sur l'amplificateur différentiel (16) peut être commandée sur différentes tensions de consigne. 6. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'entrée (18) est reliée à un potentiomètre (27) qui peut être réglé sur différentes tensions de consigne. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'entrée (18) est reliée à un commutateur à plots (34) qui peut être commuté sur différentes tensions de consigne 2463390 provenant de sources différentes. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le véhicule comprend un détecteur de sol, notamment un galet détecteur (48) extensible en di- rection du sol, et la position du galet détecteur (48) par rapport à l'émetteur (11) commande un dispositif de réglage (43) de la tension de consigne. 9, Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réflecteur (10) est placé sous les pointes de la fourche du porte-charge.