Brevet FR2981095A1 — publié le 20130412

L'invention est relative à un dispositif de commande à fonctions multiples comportant une conformation d'interaction avec la paume de la main d'un opérateur de machine, de matériel ou d'engin de manutention ou de travaux publics. Le document EP 1 507 184 A2 décrit un dispositif de commande à fonctions 5 multiples, notamment d'un conducteur de machine, de matériel ou d'engin à fonctions multiples, comportant une conformation d'interaction avec la paume de la main, de manière à éviter le serrage des doigts de l'opérateur sur le dispositif, tout en permettant une interaction de la paume et des doigts de l'opérateur avec le dispositif pour l'accomplissement de fonctions multiples. La conformation d'interaction avec la 10 paume de la main présente des moyens actionneurs orientés sensiblement dans la direction du pouce et de l'index de l'opérateur, de manière à éviter tout effort latéral sur le pouce ou l'index et de manière à éviter tout déplacement de la paume de la main lors d'un actionnement. Le dispositif du document EP 1 507 184 A2 donne généralement satisfaction, mais 15 ne permet pas d'éviter les actions indésirables et l'activation de fonctions de la machine, matériel ou engin, lorsque la paume de la main et les doigts de l'opérateur ne sont pas positionnés correctement sur le dispositif pour l'accomplissement de fonctions multiples. Il en résulte un risque d'accident si le dispositif est activé par un choc ou un contact 20 matériel d'un objet présent ou introduit dans la cabine de conduite. Un premier but de l'invention est de remédier aux inconvénients de la technique connue, en proposant un nouveau dispositif évitant les actions indésirables et l'activation de fonctions de la machine, matériel ou engin, lorsque la paume de la main et les doigts de l'opérateur ne sont pas positionnés correctement. 25 Un deuxième but de l'invention est de fournir un dispositif ergonomique permettant d'éviter le risque d'accident par suite d'un choc ou d'un contact matériel d'un objet présent ou introduit dans la cabine de conduite. L'invention a pour objet un dispositif de commande à fonctions multiples comportant une conformation d'interaction avec la paume de la main d'un opérateur de machine, 30 de matériel ou d'engin de manutention ou de travaux publics, caractérisé par le fait que la conformation d'interaction présente au moins un moyen de capteur à courte distance orienté dans la direction des doigts ou de la paume de la main de l'opérateur, de manière à éviter les actions indésirables et l'activation de fonctions de la machine, matériel ou engin, lorsque la paume de la main et les doigts de l'opérateur ne sont pas positionnés correctement. Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention : - le moyen de capteur à courte distance comporte un capteur photoélectrique à distance de détection réglable; - le moyen de capteur à courte distance est disposé en retrait dans un creux pratiqué dans une surface concave sensiblement verticale ; - le moyen de capteur à courte distance émet un signal analogique permettant l'analyse de variations en vue de détecter la présence effective de la main de l'opérateur; - le moyen de capteur à courte distance est disposé sur une zone d'interaction de prise des doigts avec le majeur et l'annulaire de la main de l'opérateur ; - le moyen de capteur à courte distance est associé à une logique de test et de vérification du bon fonctionnement du moyen de capteur à courte distance. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente schématiquement une vue en élévation latérale dans le sens de la flèche III de la figure 2 d'un dispositif de commande selon l'invention. La figure 2 représente schématiquement une vue de dessus d'un dispositif de commande selon l'invention. La figure 3 représente schématiquement une vue en élévation latérale dans le sens de la flèche I de la figure 2 d'un dispositif de commande selon l'invention. La figure 4 représente schématiquement une vue en élévation latérale dans le sens de la flèche II de la figure 2 illustrant l'interaction de la main de l'opérateur avec un dispositif de commande selon l'invention. En référence aux figures 1 à 4, les éléments identiques ou fonctionnellement équivalents sont repérés par des chiffres de références identiques. Sur la figure 1, le dispositif de commande à fonctions multiples selon l'invention présente une conformation supérieure 1 permettant un appui libre de la paume de la main, pour actionner l'ensemble du dispositif selon une multitude de directions radiales. Sur la conformation 1 est prévue une zone 2, délimitée en traits pointillés, d'interaction avec le pouce de la main de l'opérateur. La zone 2 permet notamment le montage de boutons actionneurs à plusieurs positions, de molettes de réglage à rappel automatique, de molettes de réglage proportionnelles, d'interrupteurs à positions multiples ou de tout autre organe pouvant être commandé par un pouce, par exemple des organes à déplacement linéaire du genre curseur, à rappel automatique ou non. L'implantation des moyens actionneurs dans la zone 2 est effectuée angulairement, de manière à permettre un actionnement par le pouce, sans effort latéral sur le pouce et sans déplacement de la paume de la main. Dans le cas de moyens actionneurs basculants à plusieurs positions, l'orientation angulaire de ces moyens basculants conduit à prévoir un ou plusieurs axes A de pivotement ou de basculement orientés sensiblement transversalement à la direction du pouce en cours d'actionnement. Sur la figure 2, l'avant de la conformation du dispositif selon l'invention présente une zone 3 délimitée en traits pointillés d'interaction avec l'index de l'opérateur, lorsque la paume de la main repose sur la conformation 1 supérieure du dispositif. Du fait que le pouce et l'index de l'opérateur sont détendus et disponibles pour actionner des organes de commande, aucune fatigue de crispation ou de serrage n'entrave ou ne réduit les actions de l'opérateur. La zone 3 délimitée en traits pointillés permet également le montage de tous types d'organes pouvant être commandés ou actionnés par un index : la zone 3 permet ainsi notamment le montage de boutons actionneurs à plusieurs positions, de molettes de réglage à rappel automatique, de molettes de réglage proportionnelles, d'interrupteurs à positions multiples ou de tout autre organe pouvant être commandé par un index. L'implantation des moyens actionneurs dans la zone 3 est effectuée sensiblement longitudinalement, de manière à permettre un actionnement par l'index, sans effort latéral sur l'index et sans déplacement de la paume de la main. Dans le cas de moyens actionneurs basculants à plusieurs positions, l'orientation sensiblement longitudinale d'implantation de ces moyens basculants conduit à prévoir un ou plusieurs axes B de pivotement ou de basculement orientés sensiblement transversalement à la direction longitudinale du dispositif et à la direction de l'index en cours d'actionnement. Sur la figure 3, le dispositif selon l'invention présente en dessous de la conformation de repos de la paume de la main une zone en creux 4, délimitée en traits pointillés, d'interaction avec le majeur et l'annulaire de la main de l'opérateur. La zone 4 délimitée en traits pointillés permet le montage de tous types d'organes, notamment le montage de boutons actionneurs à plusieurs positions, de molettes de réglage à rappel automatique, de molettes de réglage proportionnelles, d'interrupteurs à positions multiples ou de tout autre organe pouvant être commandé par un majeur ou un annulaire. Le principe de délimitation de zones d'interaction préférentielles avec un doigt déterminé de la main d'un opérateur peut être étendu aux autres doigts de l'opérateur. Ainsi, il est possible de concevoir des dispositifs selon l'invention adaptés particulièrement à des mains particulières, par exemple à une main d'opérateur dont le majeur aurait été amputé ou partiellement accidenté. Il est également possible de concevoir des dispositifs selon l'invention adaptés à la main gauche d'un opérateur gaucher. Toutefois, le mode de réalisation habituellement préféré du dispositif selon l'invention est le mode de réalisation prévoyant l'interaction de la paume de la main avec le dispositif, et des doigts de la main de l'opérateur avec le dispositif. La conformation 1 d'interaction présente au moins un moyen de capteur 5 à courte distance orienté dans la direction des doigts ou de la paume de la main de l'opérateur, de manière à éviter les actions indésirables et l'activation de fonctions de la machine, matériel ou engin, lorsque la paume de la main et les doigts de l'opérateur ne sont pas détectés en position correcte. Le moyen de capteur 5 à courte distance comporte dans cet exemple un capteur 5 photoélectrique réflex à distance de détection réglable. Le capteur 5 à courte distance est disposé dans cet exemple sur la zone 4 d'interaction avec le majeur et l'annulaire de la main de l'opérateur, en étant disposé en retrait dans un creux pratiqué dans une surface concave sensiblement verticale. La zone 4 d'interaction avec le majeur et l'annulaire de la main de l'opérateur correspond ici avec la zone de prise des doigts du dispositif. Le moyen de capteur 5 à courte distance émet un signal analogique permettant l'analyse de variations en vue de détecter la présence effective de la main de 10 l'opérateur. Ce signal analogique permettant l'analyse de variations est utilisé pour éliminer l'influence d'une obturation intentionnelle ou accidentelle de l'angle de visée d'un capteur 5. Le moyen de capteur 5 à courte distance est associé à une logique de test et de 15 vérification du bon fonctionnement du moyen de capteur à courte distance. Au démarrage d'une machine, matériel ou engin de manutention ou de travaux publics équipé d'un dispositif selon l'invention, un test et une vérification du bon fonctionnement du capteur 5 sont effectués pour vérifier pendant plusieurs secondes l'absence d'obturation de l'angle de visée d'un capteur 5 et donner dans ce cas une 20 autorisation de fonctionnement du dispositif. Pendant la marche d'une machine, matériel ou engin de manutention ou de travaux publics équipé d'un dispositif selon l'invention, un test et une vérification du bon fonctionnement du capteur 5 sont effectués pour vérifier l'absence d'un signal constant pouvant correspondre à une obturation intentionnelle ou accidentelle de 25 l'angle de visée d'un capteur 5 et pour vérifier la présence de variations traduisant la présence effective des doigts de la main de l'opérateur, afin de maintenir dans ce cas une autorisation de fonctionnement du dispositif, ou afin d'empêcher dans le cas contraire le fonctionnement du dispositif. Avantageusement, le capteur 5 est un détecteur photoélectrique réflex avec 30 élimination de l'arrière plan, qui fonctionne par triangulation au-delà d'une distance réglable à déterminer pour éliminer l'effet d'une obturation directe du capteur 5. En réglant cette distance par exemple à 5 mm à l'extérieur du capteur 5, un obstacle collé en surface de la conformation du dispositif conduira à une absence ou valeur constamment nulle de signal, du fait que ce collage empêche la détection à 5mm. Ce réglage de distance a ainsi pour résultat l'interdiction de fonctionnement du dispositif et de mouvement d'une machine, matériel ou engin de manutention ou de travaux publics équipé d'un dispositif selon l'invention, en rendant inutile et inefficace l'obturation du capteur 5 par un ruban adhésif ou un autre obstacle permanent. Le placement du capteur 5 en retrait dans un creux pratiqué dans une surface concave sensiblement verticale évite en outre le maintien en équilibre d'un obstacle à la distance réglée. Sur la figure 4, la main d'un opérateur est représenté en position chevauchant la conformation en selle de cheval d'un dispositif selon l'invention. La position naturelle du pouce, de l'index et du majeur permet au creux de la paume de prendre appui sur la conformation supérieure et assure un équilibre ergonomique de la main de l'opérateur sur le dispositif selon l'invention. De préférence, le dispositif selon l'invention peut être combiné avec un tableau de bord illustrant le fonctionnement en temps réel de la machine et envoyant des messages visuels, vocaux, ou acoustiques prévenant l'opérateur de positions ou de situations critiques, par exemple en cas de limite de stabilité de la machine. Egalement, le fonctionnement du dispositif selon l'invention peut être limité par des butées matérielles ou des commandes logicielles garantissant constamment un fonctionnement en sécurité d'une machine commandée par un dispositif selon l'invention. Le capteur 5 à courte distance orienté dans la direction des doigts ou de la paume de la main de l'opérateur détecte les doigts de l'opérateur en position correcte. Le capteur 5 disposé en retrait dans un creux pratiqué dans une surface concave sensiblement verticale confirme ainsi la bonne prise des doigts sur le dispositif. Le capteur 5 à courte distance émet un signal analogique permettant l'analyse de variations correspondant à la présence effective de la main de l'opérateur. Le moyen de capteur 5 associé à une logique de test et de vérification du bon fonctionnement du capteur 5 donne dans ce cas une autorisation de fonctionnement du dispositif. L'invention décrite en référence à un mode de réalisation ne lui est nullement limitée, mais couvre au contraire toute modification de forme et toute variante de réalisation dans le cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS1. Dispositif de commande à fonctions multiples comportant une conformation (1) d'interaction avec la paume de la main d'un opérateur de machine, de matériel ou d'engin de manutention ou de travaux publics, caractérisé par le fait que la conformation (1) d'interaction présente au moins un moyen (5) de capteur à courte distance orienté dans la direction des doigts ou de la paume de la main de l'opérateur, de manière à éviter les actions indésirables et l'activation de fonctions de la machine, matériel ou engin, lorsque la paume de la main ou les doigts de l'opérateur ne sont pas positionnés correctement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de capteur (5) à courte distance comporte un capteur photoélectrique à distance de détection réglable. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que le moyen de capteur (5) à courte distance est disposé en retrait dans un creux pratiqué dans une surface concave sensiblement verticale. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moyen de capteur (5) à courte distance émet un signal analogique permettant l'analyse de variations en vue de détecter la présence effective de la main de l'opérateur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le moyen de capteur (5) à courte distance est disposé sur une zone d'interaction de prise des doigts avec le majeur et l'annulaire de la main de l'opérateur. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moyen de capteur (5) à courte distance est associé à une logique de test et de vérification du bon fonctionnement du moyen de capteur (5) à courte distance.