Brevet FR2551232A1 — publié le 19850301

La présente invention concerne un véhicule utilitaire à marche automatique, et plus particulièrement un véhicule utilitaire adapté pour se déplacer autoratiquement sur un lieu de travail d'une distance spécifiée selon une séquence de marche pour effectuer plusieurs trajets prédéterminés basés sur le résultat obtenu en détectant la limite entre une zone travaillée et une zone non travaillée avec des capteurs suiveurs pendant la marche, et en fonction d'une séquence de changements de 10 direction du véhicule pour passer d'un trajet terminé au trajet suivant. En général, lorsqu'un véhicule utilitaire à marche automatique de ce type, par exemple une faucheuse ou autre véhicule agricole, doit travailler automatiquement 15 sur le sol en un lieu de travail d'une distance spécifiée, dont l'environnement a été travaillé par avance, la zone de travail est divisée en plusieurs trajets correspondant chacun à la largeur de travail et le véhicule est commandé pour exécuter automatiquement les trajets, l'un après 20 l'autre. Le véhicule effectue les trajets selon une séquence de marche alternée, auquel cas les trajets sont parallèles de sorte que le véhicule change son orientation de 180 , lorsqu'il passe d'un trajet à l'autre, ou selon une séquence de virages auquel cas, les trajets s'étendent en tournant autour de la périphérie extérieure de la zone de travail et sont disposés successivement à l'intérieur de la zone pour que le véhicule passe d'un trajet en l'autre en changeant son orientation de 90 Dans un cas 30 comme dans l'autre, le véhicule effectue chaque trajet en étant soumis à une commande de direction basée sur le résultat obtenu en détectant la limite du trajet avec des capteurs suivants, de manière que le véhicule circule avec des écarts relativement réduits par rapport à la direction voulue Mais, au changement de direction à la fin de chaque trajet, l'ensemble du véhicule qui est généralement soumis à des commandes définies selon une séquence prédéterminée, risque d'effectuer d'imaportants zig-zag avant de se déplacer le long de la limite du trajet suivant en raison de la déviation, laissant des traces de travail irrégulières au voisinage des extrmrités des trajets. TL'invention, qui a pour but de pallier la situation ci-dessus, a pour objet de proposer un véhicule 5 utilitaire à marche automatique qui est adapté pour fonctionner répétitivement sur le sol tout en changeant automatiquement sa direction de marche, et qui comporte un dispositif pour contrôler le corps du véhicule afin qu'il soit positionné automatiquement au changement de direction pour le trajet suivant, avec son orientation et sa position en correspondance avec la limite du trajet. Pour atteindre cet objet, le véhicule utilitaire à marche automatique selon l'invention se caractérise en ce qu'il comporte des roues avant et des roues arrière toutes deux orientables, un détecteur d'orientation pour détecter l'orientation du corps du véhicule, un dispositif pour orienter automatiquement le corps du véhicule afin de corriger son orientation, afin que l'orientation détectée par le capteur d'orientation corresponde à une 20 orientation de référence prédéterminée après le début d'un changement de direction selon une séquence de changements de direction avant que les capteurs suiveurs ne détectent la fin du démarrage du trajet suivant, le dispositif d'orientation étant agencé pour orienter les roues avant et les roues arrière dans le même sens pour corriger la position du corps du véhicule latéralement par rapport au trajet suivant sur la base du résultat obtenu en détectant la limite du trajet suivant avec les capteurs suiveurs, pendant que le véhicule franchit ensuite une 30 distance prédéterminée. Grâce à cette caractéristique, le présent véhicule utilitaire présente les importants avantages décrits ci-après. L'orientation du véhicule est corrigé après un 35 changement de direction à l'extrémité de chaque trajet avant d'atteindre le début du trajet suivant et il subit ensuite une translation en se déplaçant d'une distance 2551232 2 prédéterminée, et sa position est corrigée latéralement par rapport au trajet suivant de manière qu'il soit rapidement positionné le long de la limite de ce trajet suivant. Par conséquent, quand le véhicule commence à travailler sur le trajet suivant, son orientation et sa position correspondent à la limite du trajet, permettant au véhicule de laisser des traces de travail très rectilignes du début à la fin de chaque trajet. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la descriptic N qu va suivre de plusieurs exemples de réal isation et n se référant aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue de dessus d'ensemble d'une faucheuse, La figure 2 est une vue avant partielle d'un cap-:eur suiveur, La figure 3 est un diagramme illustrant un mode e remende ed direction, La figure 4 est un schéma d'un dispositif de '0 c C O:l J 7 _ r J * ,, La figure 5 est un organigrarlme illustrant le fon,'tionue:ent de ce dispositif, et La figure 6 est un diagrarmi-,e illl strant un mode de c?-:i 3 esent de direction dans un autre mode de réalisation. 2,5 La figure 1 représente donc une faucheuse comme un véhicule utilitaire à marche automatique Le corps I du véh Licule comporte des roues avant 2,2 et des roues arrière 3, 3 qui peuvent tous être directrices Le véhicule 1 cormporte une faucheuse 4 comprenant des lames à disques 30 de coupe, suspendue verticalement de façon mobile à sa partie intermédiaire Le véhicule 1 porte égcalement des capteurs suiveurs A, A dont la réalisation sera décrite ci-après pour détecter une limite L afin que 3 e véhicule se déplace automatiquement le long de la limite L tout 35 en travaillant au sol Le véhicule 1 comporte en outre une cinquième roue 5 a servart de capteur de distance 5 et produisant un signal pulsé par unité arbitraire de distance 'fin de détecter continuellement la distance parcourue par le véhicule 1, et un capteur géomagnétique ou autre capteur d'orientation 6 destiné à détecter l'orientation du véhicule 1 en détectant la variation d'intensité du magnétisme terrestre. Le capteur suiveur A consiste en deux photocapteurs 51, 52, disposés l'un à côté de l'autre dans la direction latérale du véhicule 1 et destinés à détecter la limite L entre une zone non fauchée B comme zone non travaillée et une zone fauchée C comme une zone travaillée à chaque trajet de circulation alternée du véhicule 1. Comme le montre la figure 2, un bâti 8 de montage de capteur fixé sur la faucheyse 4 comporte des supports de capteurs 7,7 en forme de U Chacun des photocapteurs Sl, 52 comporte une paire d'un élément d'émission lumineuse Pl et d'une cellule photoélectrique P 2 fixés sur les faces intérieures opposées du support de capteur 7, afin de détecter la présence ou l'absence d'herbe dans l'espace qui les sépare pendant le déplacement 20 du véhicule 1, de manière à détecter la limite L entre la zone non fauchée B et la zone fauchée C Le capteur A n'est pas limité à un capteur comprenant les photocapteurs 51, 52 mais il peut être constitué par d'autres capteurs du type sans contact, avec contact ou autre. Selon la figure 3, le véhicule fauche un champ dont l'entourage a déjà été fauché comme indiqué en C, tout en circulant automatiquement le long de la limite L entre la zone non fauchée B et la zone fauchée C Le véhicule répète alternativement ces trajets en changeant 30 automatiquement de direction de marche à l'extrémité de chaque trajet. Un dispositif de commande destiné à changer automatiquement la direction à la fin de chaque trajet sera maintenant décrit. Selon la figure 4, qui représente le dispositif de commande, les capteurs suiveurs A, A, le capteur de distance 5 et le capteur d'orientation 6 fournissent des signaux à une unité de commande 9 qui consiste essentiellement 2 r 51232 en un microcalculateur Sur la base des résultats obtenus par la détection de la limite L, de la distance franchie 1 et de l'orientation avec les capteurs, A,A, 5 et 6, l'unité de commande 9 calcule et délivre des signaux de commande pour attaquer des électro-distributeurs 12,13 qui actionnent des vérins hydrauliques 10,11 servant d'actionneurs pour orienter les roues avant 2,2 et les roues arrière 3,3 et des signaux de commande qui attaquent un moteur 15 servant d'actionneur pour un dispositif 14 de 10 changement continu de vitesse. Quand les deux capteurs suiveurs A,A détectent la zone fauchée C et que la distance cumulée 1 est détectée par le capteur de distance 5 atteint une distance 1 prédéterminée, après que le véhicule 1 a automatiquement effectué un trajet sur la base du résultat de la détection de la limite L par le capteur suiveur A comme le montre la figure 3, le véhicule change automatiquement sa direction de marche vers le trajet suivant en tournant deux fois de 90 vers l'avant et l'arrière selon une séquence pres20 crite. Pour un premier virage du véhicule 1 de 90 , en vue du changement de direction, le véhicule avance en ligne droite d'une distance 12 prédéterminée correspondant à la distance de montage entre le capteur suiveur A et 25 la faucheuse 4, avec les roues avant 2,2 et les roues arrière 3,3 maintenues en position neutre, puis il avance une distance prédéterminée 13 en virant de 90 vers la région non fauchée B, avec les roues avant 2,2 et les roues arrière 3,3 orientée d'un angle spécifié dans des 30 sens opposés. Ensuite, le dispositif 14 de changement de vitesse passe en marche arrière et les roues avant 2,2 et les roues arrière 3,3 sont orientées d'un angle prédéterminé dans des directions opposées à celles du 35 premier virage, de sorte que le véhicule tourne une seonde fois de 90 en marche arrière d'une distance prédéterminée 14. Avec le changement de vitesse 14 ramené en marche avant, le véhicule 1 avance en ligne droite sur une section d'approche 15 avant d'atteindre le début du trajet suivant, lorsque les capteurs suiveurs A,A détectent la zone non fauchée B ou la limite L, auquel cas le changement de direction est terminé En franchissant cette section d'approche 1, l'orientation du véhicule 1 D est corrigée Pendant que le véhicule franchit ensuite une distance prédéterminée 16 correspondant à la distance de montage entre le capteur suiveur A et la faucheuse 4, immédiatement avant de reprendre réellement l'opération de fauchage, la position du véhicule 1 est corrigée latéralement par rapport au trajet suivant afin de commencer le fauchage du trajet suivant dans la position correcte, le long de la limite L. Plus particulièrement, pendant que le véhicule 1 15 franchit la section d'approche 15, son orientation détectée par le capteur d'orientation 6 est comparée avec une orientation de référence prédéterminée Yo et les roues avant 2,2 ainsi que les roues arrière 3,3 sont orientées du même angle prédéterminé dans des sens opposés pour faire correspondre l'orientation détectée Y avec l'orienttation de référence Y o, c'est-à-dire pour corriger automatiquement l'orientation du véhicule 1 et l'orienter par conséquent en correspondance avec la direction du trajet suivant. Lorsque l'un des capteurs suiveurs A,A détecte ensuite la zone fauchée B pendant que le véhicule franchit la distance prédéterminée 16, les roues avant 2,2 et les roues arrière 3,3 sont dirigées du même angle prédéterminé dans le même sens pour effectuer une translation du véhicule sans modifier son orientation, et pour corriger latéralement la position du véhicule 1, de manière que ce dernier soit positionné le long de la limite L du trajet suivant. La figure 4 montre en outre des potentiomètres 35 R 1, R 2 pour détecter les angles réels d'orientation des roues avant 2,2 et des roues arrière 3,3 respectivement afin d'en ramener les données à l'unité de commande 9, et un potentiomètre R 3 pour détecter la position du dispositif 14 de changement de vitesse, dans le même but. La figure 5 est un organigramme illustrant le fonctionnement ci-dessus de l'unité de commande 9. Le mode de changement de direction décrit ci-dessus dans le présent mode de réalisation est limité au cas o le véhicule se déplace alternativement sur un champ d'une surface spécifiée en changeant sa direction de 180 , mais la direction de marche peut aussi être corrigée automatiquement; par exemple dans le cas o le premier 10 virage est supprimé du mode prdcédent de réalisation, c'est-à-dire dans le cas d'une opération de fauchage circullaire comme le montre la figure-6, dans laquelle le véhicule circule le long de la périphérie d'un champ, en s'approchant progressivement de l'intérieur, en passant 15 d'un trajet à l'autre par un virage de 90 . En outre, dans le cas du mode de marche alternée dans l equel le véhicule tourne deux fois de 90 pour un charne L ent de direction de 180 comme le montre la figure 3, le péhicule peut en variante virer de façon continue ? 0 pour le changement de direction La dire( tion de marche peut être corrigée automatiquement de façon similaire dans ce cas également. En outre, plutôt que de diriger les roues avant 2,2 et les roues arrière 3,3 pour la correction de l'orienritation du véhicule, il est possible de ne diriger que les roues avant 2,2 et les roues arrière 3,3. Par ailleurs, l'orientation du véhicule peut ne pas être corrigée, pendant son trajet rectiligne en changeant de direction, mais au moment o il termine son virage Dans ce cas, l'orientation change continuellement pendant le virage de sorte qu'il est possible de corriger l'orientation immédiatement avant la fin de ce virage. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux modes de réalisation 35 décrits et illustrés à titre d'exemples nullement limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. 2 S 1232, REVENDICATIONS 1 Véhicule utilitaire à marche automatique agencé pour circuler automatiquement sur un lieu de travail d'une distance spécifiée en fonction d'une séquence de marche pour que le véhicule franchisse plusieurs trajets prédéterminés sur la base du résultat obtenu en détectant la limite entre une zone travaillée, une zone nontravaillée avec des capteurs suiveurs (A,A) pendant la marche et en fonction d'une séquence de changements de direction pour que le véhicule passe d'un trajet terminé 10 au trajet suivant, véhicule utilitaire caractérisé en ce qu'il comporte des roues avant ( 2,2) et des roues arrière ( 3,3) toutes adaptées pour être directrices, un capteur d'orientation ( 6) destiné à détecter l'orientation du véhicule ( 1) et un dispositif pour diriger automatiquement 15 le véhicule ( 1) afin de corriger son orientation pour que l'orientation (t) détectée par le capteur d'orientation ( 6) corresponde à une orientation de référence prédéterminée (Yo) après le début d'un changement de direction suivant la séquence de changement de directions avant que les capteurs suiveurs (A,A) ne détectent le début du trajet suivant, le dispositif de direction étant agencé pour orienter les roues avant ( 2,2) et les roues arrière ( 3,3) dans le même sens pour corriger latéralement la position du véhicule ( 1) par rapport au trajet suivant sur la base du résultat de détection de la limite (L) par les capteurs suiveurs (A,A) pendant que le véhicule franchit ensuite une distance prédéterminée ( 16). 2 Véhicule utilitaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur d'orientation ( 6) 30 consiste en un capteur géomagnétique. 3 Véhicule utilitaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur suiveur (A) consiste en deux photocapteurs ( 51,52) disposés l'un près de l'autre dans la direction latérale du véhicule. 4 Véhicule utilitaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des photocapteurs (Sl, 52) 2.'5 1232, consistent en une paire d'un élément d'mission de lumière (P 1) et d'une cellule photoélectrique (P 2) fixes sur les faces intérieures opposées d'un support de capteur ( 7) en forme de U.