Brevet FR2729363A1 — publié le 19960719

La présente invention concerne un dispositif de guidage automatique adaptable sur un véhicule susceptible de se déplacer lentement comme par exemple un tracteur ou autre engin oeuvrant dans des tenues maraichères pour des travaux de plantations, récoltes, etc Ce dispositif de guidage est un dispositif du type suiveur c' est-à-dire qu'il comprend un patin ou sabot qui se déplace dans un sillon préalablement tracé à cet effet. Ce sillon peut être constitué par les passepieds qui bordent, dans les tenues maraichères, la bande de terre cultivée, ou bien être tracé par des moyens appropriés, préalablement au passage de l'engin ou par l'engin lui-même lors d'un passage précédent. Coipte-tenu des risques de déviation accidentelle du sabot sous l'effet de pierres ou de défauts dans le sillon, l'invention propose un dispositif de guidage qui offre une plus grande sécurité au niveau du suivi du sillon, jusqu a des vitesses pouvant atteindre au moins 5 km/heure. Le dispositif selon l'invention est constitué d'une potence solidaire du véhicule, disposée de préférence à l'avant, dont l'extrémité avant comporte un joint du type cardan à partir duquel s'étend vers l'arrière, un bras dont l'extrémité est solidaire du sabot de façon à réaliser une traction de ce dernier dans le sillon. Toujours selon 1 invention, le dispositif colporte également un joint du type cardan interposé entre le sabot et son bras de traction, pour permettre audit sabot de suivre librement son chemin dans le sillon. Selon une autre disposition de l'invention, le dispositif peut comprendre une bielle interposée entre la tête de potence et le sabot, formant avec le bras de traction, un parallélogramme déformable qui permet de maintenir le sabot dans une même direction parallèle au plan longitudinal médian du véhicule. Toujours selon l'invention, le dispositif de guidage comporte des moyens de détection d'un écart entre l'orientation du bras porteur du sabot et celle des roues directrices du véhicule, lesquels moyens de détection sont constitués de deux capteurs potentiométriques rotatifs : le premier capteur étant monté sur l'axe vertical du bras de traction du sabot et le deuxième capteur étant monté au niveau du pivot de direction de l'une des roues directrices du véhicule. Selon une autre disposition de 1 invention, les capteurs potentiométriques sont connectés à un même boitier électrique incorporant une partie électronique qui analyse et compare les tensions délivrées par lesdits capteurs en fonction des rotations angulaires d'une part du bras de traction du sabot et d'autre part de l'axe du pivot de la roue directrice du véhicule. Selon une autre disposition de l'invention, le boîtier électronique commande une électrovanne qui alimente un vérin de manoeuvre des roues directrices, laquelle électrovanne est par exemple branchée en série sur le système de direction d'origine du véhicule en cas de direction assistée. Selon une autre disposition de l'invention, le dispositif comporte des moyens de relevage du bras de traction, et du patin, pour le faire passer de la position active de guidage à la position inactive et inversement, lesquels moyens de relevage sont constitués d'un étrier articulé sur la potence, laquelle potence est elle-sêse articulée à son extrémité arrière par rapport à un bAti support solidaire du véhicule et l'ensemble potence et bras de traction est relevé au moyen d'un vérin interposé entre ledit bâti et ledit étrier. Selon une autre disposition de l'invention, le dispositif est associé à un système de commande de la pédale d'embrayage du véhicule, constitué d'un vérin de manoeuvre actionné à distance par l'opérateur en fonction des besoins pour stopper ou reprendre l'avancement automatique du véhicule. Selon une autre disposition de l'invention, le dispositif comporte un premier boîtier de commande disposé sur le tracteur, au niveau du poste de conduite, et un second boitier disposé par exemple sur l'coutil solidaire du tracteur, à proximité de l'opérateur, lesquels boîtiers comportent d'une part des moyens d'actionnement de la pédale d'embrayage sous l'effet du vérin de manoeuvre et, d'autre part, des moyens de mise en service du boitier électronique qui assure la commande de l'électrovanne du vérin de direction, sous l'effet des informations fournies par les capteurs potentiométriques. Selon une autre disposition de l'invention, le sabot est constitué de deux flancs susceptibles d'être déplacés transversalement pour s'adapter à la largeur du sillon, lesquels flancs sont situés en aval d'une roulette de guidage montée sur un axe vertical disposé dans le plan médian dudit sabot, laquelle roulette a un diamètre qui correspond à la largeur minimale du sabot, et cette roulette est précédée par un patin de faible largeur disposé dans ledit plan médian longitudinal. L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels - la figure 1 représente de façon schématique, en perspective, le dispositif de guidage installé à l'avant d'un tracteur - la figure 2 représente, sous forme de schéma fonctionnel, une élévation du dispositif de guidage - la figure 3 représente, toujours sous la forure d'un schéma fonctionnel, vu de dessus, le dispositif de guidage installé à l'avant d'un pont avant de véhicule tracteur - la figure 4 représente vu de côté, en coupe longitudinale, le sabot selon l'invention ; - la figure 5 représente en vue de dessus, le sabot. Le dispositif de guidage est adaptable sur tout type de véhicule et en particulier sur des machines agricoles comme des tracteurs. I1 est disposé soit sur le côté du tracteur, soit sur le devant comme représenté figure 1. Ce dispositif est relié au tracteur au moyen d'un bâti 1 qui est ancré par tout moyen approprié sur le châssis 2 dudit tracteur. Ce bâti 1 supporte une platine 3 disposée devant la roue 4 du véhicule. Cette platine 3 supporte une sorte de potence 5 qui s'étend vers l'avant. L'extrémité avant 6 ou tête de potence, comporte un axe 7 horizontal, perpendiculaire au sens d'avancement du tracteur et à son plan longitudinal médian. Cet axe 7 forme, avec un second axe 8 qui est sensiblement vertical, perpendiculaire à l'axe 7, une sorte de joint 9 du type cardan, entre la potence 5 et un bras 10 qui s'étend vers l'arrière jusqu'au sabot 11. L'extrémité arrière du bras 10 est elle-réie articulée sur un joint 12 du type cardan comprenant un axe horizontal 13 parallèle à l'axe 7 et un axe 14 qui est perpendiculaire à l'axe 13, et qui est parallèle à l'axe 8. On remarque que le sabot 11 est guidé dans un sillon 15. Le mouvement relatif du sabot 11 par rapport au véhicule et en particulier par rapport à l'orientation de la roue 4, permet de corriger l'orientation de ladite roue 4 pour maintenir le véhicule dans la direction suivie par ledit sabot 11. Pour éviter des mouvements intempestifs du sabot 11, ce dernier est de préférence maintenu parallèle au plan longitudinal médian du tracteur et guidé au moyen d'un parallélogramme déformable dont les grands côtés sont constitués du bras de traction 10 et d'une bielle 16 parallèle audit bras, qui est articulé à l'extrémité de deux manivelles 17 et 18 disposées respectivement au niveau des joints 9 et 12, au droit des axes 8 et 14. Les manivelles 17 et 18 sont sensiblement perpendiculaires au plan longitudinal médian du tracteur. La longueur du bras ou du système de parallélogramme est par exemple comprise entre 0,50 à 1,50 m pour concilier les problèmes liés à l'encombrement et à l'efficacité de son rôle de transmission des mouvements latéraux du sabot 11. La potence 5 est articulée sur la platine 3 au moyen d'un axe 20 horizontal, perpendiculaire au plan longitudinal médian du tracteur. Cette potence est maintenue dans une position sensiblement horizontale, au moyen d'une butée 21 qui prend appui sur la partie inférieure de la platine 3. Cette potence 5 peut être relevée, pour faciliter le transport du dispositif. A cet effet, un vérin 22 est interposé entre la platine 3 et le bras d'un étrier 23 solidaire de la potence. Cet étrier permet de relever simultanément le bras 10 et la potence 5. Cet étrier 23 est articulé autour d'un axe 24 situé sur la potence 5, dans sa partie avant. I1 s'étend sous le bras 10 et éventuellement la bielle 16 et il est conformé pour ne pas entraver le mouvement de rotation dudit bras 10, autour de l'axe 8, sous l'effet d'un déplacement du sabot 11. Le mouvement du patin 11 guidé dans le sillon 15 provoque un mouvement du bras 10 par rapport à la potence 5. Ce mouvement est détecté au moyen d'un capteur potentiométrique 25 installé entre l'axe 8 et un support 26 fixé sur le joint 9. Un second capteur potentiométrique 27 est disposé au niveau du pivot 28 de la roue 4. I1 est interposé entre l'axe 29 du pivot et un support 30 solidaire du bâti 2. Ces deux capteurs potentiométriques 25 et 27 sont reliés à un boîtier électrique 31 qui comporte une partie électronique pour comparer et aaalyser les signaux des deux capteurs 25 et 27. Le boitier électronique travaille par soustraction des tensions provenant des deux capteurs. I1 analyse les valeurs du capteur potentiométrique 25 situé en tête de potence et du capteur potentiométrique 27 situé sur le pivot de la roue directrice. On peut prévoir par exemple, lorsque la roue directrice et le bras 10 qui tracte le sabot sont dans des alignements parallèles, que chaque capteur transmet une tension initiale de 6 volts au boitier électronique 31. Lorsque le sabot Il se décale vers la droite et déplace le bras 10 d'un angle de l'ordre de un degré par exemple, le capteur 25 peut par exemple transmettre 6,04 volts alors que le capteur 27 de la roue 4 continue à transmettre 6 volts. En comparant les tensions des deux capteurs, le boîtier électronique 31 commande, par l'intermédiaire d'un circuit de puissance, le distributeur hydraulique 32 de façon à orienter la roue directrice 4 vers la droite au moyen du vérin 33 interposé entre le châssis 2 et la barre de direction 34. Le distributeur hydraulique 32 est sollicité tant qu il existe une différence de tension entre les deux capteurs potentiométriques 25 et 27. A l'inverse, lorsque le sabot 11 se décale vers la gauche, donnant par exemple un angle de 30 au bras 10, le capteur 25 transmet par exemple une tension de 5,88 volts au boitier électronique 31, lequel boitier compare cette tension à la tension du capteur 27, il envoie un ordre au circuit de puissance de façon à commander le distributeur hydraulique 32 pour orienter la roue directrice 4 vers la gauche également jusqu'à l'annulation de la différence de tension entre les deux capteurs 25 et 26. On remarque que le distributeur 32 est alimenté au moyen d'une pompe hydraulique 35, laquelle pompe alimente un système de direction assistée 36. Le distributeur 32 est du type à centre ouvert ; il est placé en série sur le circuit d'alimentation de la direction assistée 36. La commande de guidage automatique est connectée directement à partir du distributeur 32, sur l'alimentation du vérin 33 qui provient de la commande de direction 36. La figure 2 représente, sous forme de schéma fonctionnel, le dispositif de guidage. On retrouve le bâti 1 sur lequel est fixée la platine 3. A partir de cette platine 3 et en particulier de l'axe d'articulation 20, s'étend la potence 5. Cette potence 5 comporte, à son extrémité 6, l'axe d'articulation 7 qui est parallèle à l'axe 20. Un second axe 8 perpendiculaire à l'axe 7 soutient le bras 10 qui s 'étend vers le bas et vers l'arrière jusqu'au sabot 11. Les axes 7 et 8 forment un joint 9 du type cardan. Le sabot 11 est solidaire et tiré par le bras 10 au moyen d'un axe 14 qui est parallèle à l'axe 8, et d'un axe horizontal 13 perpendiculaire à l'axe 14. Les deux axes 13 et 14 forment un joint 12 du type joint de cardan. On remarque sur le sabot 11, toujours figure 2, des glissières 40, 41 dont le royale sera explicité plus loin en liaison avec les figures 4 et 5. Le bras 10 a un mouvement limité, autour de son axe 7 du fait de la présence d'un étrier 23. Cet étrier 23 est articulé à sa partie supérieure, autour d'un axe 24 situé vers l'avant de la potence. Un vérin 22 est interposé entre la platine 3 et l'étrier 23 pour permettre de replier à la fois le bras 10 et la potence 5 lors des manoeuvres du tracteur en bout de champ ou lors d'un déplacement du tracteur sans guidage automatique. On remarque encore, figure 2, la présence du capteur potentiométrique 25 interposé entre l'axe 8 et le support 26 solidaire du joint 9. La figure 3 représente, sous forure de schéma fonctionnel également, le dispositif de guidage associé au train avant d'un tracteur. On retrouve, à partir du pont avant ou châssis 2 du tracteur, le bâti 1 et la platine 3 à partir de laquelle s 'étend la potence 5. La tête 6 de la potence comporte l'axe horizontal 7 qui est parallèle à l'axe 20 de l'articulation de la potence sur la platine 3. Le joint 9 comporte également l'axe 8 qui est solidaire du bras de traction 10. Ce bras 10 s 'étend jusqu'au patin 11 et en particulier jusqu'à l'axe 14, lequel axe est relié à l'axe horizontal 13 ; il est parallèle à l'axe 8 et perpendiculaire à l'axe 13. L'axe horizontal 13 est solidaire du patin 11. On remarque, sur cette figure 3, la bielle 16 qui est parallèle au bras 10 et qui est articulée à chacune de ses extrémités, sur une manivelle 17 solidaire du joint 9 et une manivelle 18 solidaire du joint 12. Cet ensemble bras 10, bielle 16 et les deux manivelles 17 et 18, forure un parallélogramme déformable qui permet de maintenir le sabot 11 dans une direction parallèle au plan longitudinal médian du véhicule. On remarque encore sur cette figure 3 les deux glissières 40 et 41 du patin 11, dont le rôle sera explicité plus loin. Les capteurs potentiométriques 25 et 27 sont reliés au boitier électronique 31. Le bottier électronique 31 est mis en service au moyen d'un bottier de commande 42 qui se situe au niveau du poste de conduite du tracteur par exemple. Un second boitier 43 peut également être utilisé pour activer le bottier électronique 31. Ce boitier 43 étant par exemple positionné à proximité d'un poste de travail de l'opérateur, à l'arrière d'une machine associée au tracteur comme par exemple une machine de plantation ou de récolte tractée par ce dernier. On remarque encore figure 3, un dispositif permettant d'actionner la pédale d'embrayage 45 du tracteur. Ce système de commande comprend par exemple un vérin 46 du type hydraulique ou électrique. Ce vérin hydraulique sur la figure 3, est commandé au moyen d'une électrovanne 47. Cette électrovanne 47 est manoeuvrée à partir du boitier 43 ou du boitier 42, pour débrayer ou embrayer en fonction des ordres de l'opérateur. Ainsi, lorsque l'opérateur arrive sur son lieu de travail, il peut commencer par aligner le tracteur dans les passe-pieds et déposer le sabot 11 dans l'un des passepieds ou dans le sillon 15 préparé à l'avance. Ensuite, l'opérateur peut actionner, au moyen de l'un des boitiers 42 ou 43 la pédale d'embrayage 45 pour débrayer et permettre l'engagement d'un rapport de vitesse faible. L'opérateur peut alors rejoindre son poste de travail sur une machine de plantation ou de récolte et, à partir du boitier 43, il peut actionner et mettre en service le boitier électronique 31 puis relâcher la pédale d'embrayage 45 afin de faire avancer le tracteur sur la planche de culture. Les figures 4 et 5 représentent, d'une façon plus détaillée, un mode de réalisation du sabot 11. Ce sabot 11 comporte principalement des flancs 51 et 52 dont la partie arrière est en forure de paroi verticale plane et la partie avant en forme de paroi inclinée vers la partie centrale du sabot. Ces flancs sont précédés d'une roulette 53 dont l'axe 54 est vertical et disposé dans le plan vertical médian du sabot. Cette roulette 53 est précédée d'un patin 55 en forme de tige ronde cintrée et centrée dans le plan médian du sabot. Tous ces éléments constituant le sabot sont rassemblés sur une semelle 56 en forme de tôle plane. La largeur de cette tôle plane correspond sensiblement au rayon de la roulette 53 et à la moitié de l'espace entre les flancs 51 et 52. La longueur de cette semelle 56 correspond sensiblement à la longueur des flancs 51 et 52. Cette semelle 56 est repliée légèrement à sa partie avant et reçoit le patin 55. Derrière ce repli 57, on trouve l'axe 54 de la roulette 53. On remarque que le repli avant 57 s'étend dans le flanc inférieur de la roulette 53. Le patin 55 s'étend devant la roulette 53, jusqu'au niveau supérieur de cette roulette et des flancs 51. Ces flancs 51 sont solidaires de la semelle 56 au moyen des glissières 40 et 41, par l'intermédiaire d'une plaque 58. Ces glissières sont disposées transversalement et permettent l'écartement des flancs 51 et 52 comme schématisé figure 5 en traits mixtes fins. Ainsi, on peut faire varier la largeur du patin 11 pour l'adapter à la largeur des passe-pieds ou du sillon dans lequel il se déplace, tiré par le bras de traction 10 qui apparatt figure 4. Ces glissières 41 et 42 permettent de faire varier la largeur entre les flancs 51 et 52 du simple au double. Les pointes avant 59 des deux flancs restent cependant toujours dans le sillage de la roulette 53. On remarque, sur les figures, l'axe 13 qui est pris dans une chape 60 solidaire de la plaque 58. L'axe 14, perpendiculaire à l'axe 13, est solidaire du joint 12. Le bras 10 comporte à son extrémité inférieure un fourreau 61 monté sur l'axe 14. L'axe 14 comporte à sa partie supérieure, fixée par tout moyen approprié, la manivelle 18 sur laquelle est articulée la bielle 16 formant avec le bras 10, le parallélogramme déformable. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif de guidage automatique adaptable sur un véhicule qui est susceptible de se déplacer lentement en suivant un sillon tracé préalablement dans le sol, lequel dispositif comprend un organe en forure de sabot guidé par le sillen, des moyens reliant ledit sabot au véhicule et des moyens de détection d'une variation d'écart latéral dudit sabot par rapport au plan longitudinal médian du véhicule, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une potence (5) solidaire du véhicule, dont l'extrémité avant comporte un joint (9) du type cardan à partir duquel s'étend vers le véhicule, un bras (10) dont l'extrémité est solidaire du sabot (11) de façon à réaliser une traction de ce sabot dans ledit sillon. 2.- Dispositif de guidage automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, interposé entre le bras (10) et le sabot (11), un joint (12) du type cardan. 3.- Dispositif de guidage automatique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une bielle (16) disposée parallèlement au bras (10), articulée sur des manivelles (17 et 18) disposées respectivement au niveau des joints (9 et 12), de façon à constituer un parallélogramme déformable entre la tête de la potence (5) et le sabot (11). 4.- Dispositif de guidage automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de détection d'une variation de l'écart latéral du sabot (11) sont constitués de deux capteurs potentiométriques (25 et 27) : le premier capteur (25) étant interposé entre l'axe avant (8) du bras (10) et un support solidaire du joint (9), le second capteur (27) étant interposé entre l'axe (29) de pivot d'une des roues directrices et un support (30) solidaire du châssis (2) du véhicule. 5.- Dispositif de guidage automatique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs (25, 27), connectés à un même boitier électrique (31) incorporant une partie électronique qui analyse et compare les tensions délivrées par lesdits capteurs, en fonction des rotations angulaires du bras de traction (10) et de l'axe (29) du pivot (28) de la roue directrice du véhicule. 6.- Dispositif de guidage automatique selon l'une quelconque des revendications 2 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte une électrovanne (32) du type à centre ouvert, mise en oeuvre par le bottier électronique (31), laquelle électrovanne commande un vérin (33) de manoeuvre de la direction des roues du véhicule, laquelle électrovanne est branchée en série avec le système de direction d'origine du véhicule, du type direction assistée 7.- Dispositif de guidage automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de relevage du bras (10) et de la potence (5) constitués d'un étrier (23) qui est articulé sur ladite potence (5) dans sa partie avant, laquelle potence est elle-même articulée autour d'un axe horizontal (20) perpendiculaire au sens d'avancement par rapport à son bâti support (1) qui est solidaire du châssis (2) du véhicule, le basculement étant effectué au moyen d'un vérin (22) interposé entre le bâti support et ledit étrier (23). 8.- Dispositif de guidage automatique selon la revendication 6, caractér-isé en ce qu'il comporte un système de commande de la pédale d'embrayage (45) du véhicule, constitué d'un vérin de manoeuvre actionné au moyen d'une électrovanne (47), par l'opérateur, en fonction des besoins. 9.- Dispositif de guidage automatique selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un premier boîtier de commande (42) disposé sur le tracteur au niveau du poste de conduite et un second boitier (43) disposé par exemple sur un outil solidaire dudit tracteur, à proximité du poste de travail de l'opérateur, lesquels boitiers (42, 43) comportent d'une part, des moyens permettant d'actionner la pédale d'embrayage (45) sous l'effet de son vérin de manoeuvre (46) et, d'autre part, des moyens permettant la mise en service du bottier électronique (31) qui commande l'électrovanne (32) sous l'effet des capteurs potentiométriques (25, 27). 10.- Dispositif de guidage automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un sabot (11) constitué de- deux flancs (51, 52) susceptibles d'être écartés latéralement, lesquels flancs sont précédés d'une roulette (53) montée sur un axe vertical (54) situé dans le plan médian du sabot, laquelle roulette est précédée d'un patin (55) disposé lui aussi dans ledit plan médian, l'ensemble étant solidaire d'une semelle (56) longitudinale.