Brevet FR3007242A1 — publié le 20141226

La présente invention concerne un outil de coupe motorisé électroportatif destiné notamment à la taille de végétaux. Un tel outil est aussi parfois appelé sécateur électrique ou sécateur électronique. Il est utilisé par exemple dans l'arboriculture, l'horticulture, la viticulture pour la taille d'arbres fruitiers, de plantes d'ornementation, de vignes, ... . Il s'agit d'un outil portatif qu'un utilisateur prend à la main pour tailler des végétaux. Cet outil présente une poignée permettant la préhension de l'outil, une lame fixe par rapport à la poignée, appelée aussi contre-lame, et une lame mobile, ou lame de coupe, qui est montée pivotante par rapport à la lame fixe. La lame de coupe est placée dans un plan parallèle à celui de la contre-lame et pivote entre une position ouverte dans laquelle la lame de coupe et la contre-lame forment un angle, généralement aigu, et une position fermée dans laquelle la lame de coupe vient recouvrir au moins partiellement la contre-lame. Le mouvement de la lame de coupe par rapport à la contre-lame est commandé généralement par une gâchette via un circuit de commande. Le document FR-2 955 734 illustre un tel outil de coupe motorisé, appelé ici sécateur. Cet outil comporte un manche de préhension creux pourvu en son extrémité distale d'une tête support portant une contre-lame par rapport à laquelle est articulée une lame motorisée montée sur un axe de guidage et dotée d'un talon arrière agencé en secteur denté coopérant en engrènement avec un pignon d'entraînement accouplé à une transmission de mouvement, elle-même accouplée à un arbre de sortie d'un moteur électrique logé dans le manche creux. Ce document, pour un tel sécateur, montre des moyens permettant d'asservir la position angulaire de la lame mobile à la position angulaire de la gâchette. Lorsqu'un utilisateur veut se servir d'un tel outil de coupe, il actionne la gâchette dont la position est alors détectée par un capteur. Un aimant est par exemple lié à la gâchette et un capteur est utilisé pour détecter la position de l'aimant. Un signal fourni par le capteur est traité par une carte électronique qui commande alors la mise en marche du moteur et pilote l'actionnement de la lame mobile en fonction de la position de l'aimant. Tout l'effort de coupe est fourni par le moteur. Toutefois, pour actionner la gâchette, l'utilisateur se sert généralement de son index et la course du doigt est de l'ordre de 1 à 2 cm. Cette action sur la gâchette, pour un utilisateur professionnel, peut être répétée plus de dix mille fois dans une même journée de travail. La présente invention a alors pour but d'augmenter l'ergonomie d'un outil de coupe motorisé portatif de l'art antérieur. Avantageusement, les performances de l'outil ne seront pas affectées par l'invention, tant en ce qui concerne l'assistance apportée par le moteur, que la précision de la coupe et la fiabilité de l'outil. À cet effet, la présente invention propose un outil de coupe motorisé électroportatif destiné notamment à la taille des végétaux comportant : - une lame mobile par rapport à une contre-lame, - un moteur électrique pour l'entrainement de la lame mobile, et - des moyens de commande pour commander le déplacement de la lame mobile par rapport à la contre-lame. Selon la présente invention, dans un tel outil, les moyens de 15 commande comportent un capteur d'effort. On entend ici par capteur d'effort un capteur qui permet d'acquérir une force appliquée directement ou indirectement sur le capteur, par exemple par un doigt d'un utilisateur, et fournir un signal représentatif de la force appliquée. Le signal produit est de préférence un signal électrique pouvant être acquis et 20 traité par un microcontrôleur (ou tout autre type de dispositif électronique de gestion et de commande). De la sorte, les moyens de commande fonctionnent non pas à partir d'un déplacement (celui d'une gâchette) mais d'une force. Il est ainsi possible d'avoir une course quasiment nulle pour commander le déplacement de la lame de coupe. Ceci apporte un plus grand confort à 25 l'utilisateur car le travail à fournir par le doigt de l'utilisateur, même s'il est très faible avec certaines gâchettes de l'art antérieur pour une action unique, s'accumule au cours d'une journée de travail qui compte souvent bien plus de dix mille actions sur la gâchette de l'outil de coupe. Selon une forme de réalisation préférée de la présente invention, le 30 capteur d'effort est un capteur d'effort résistif comportant un composant dont la résistance varie sous l'effet d'une contrainte. Ce type de capteur présente l'avantage d'être simple à monter et de fournir un signal qu'un microcontrôleur peut facilement acquérir (par rapport par exemple à un capteur piézo-électrique qui pourrait toutefois également trouver sa place dans la présente invention). Un tel capteur permet en outre de fournir un signal sensiblement constant lorsque la force appliquée sur le capteur ne varie pas. Pour pouvoir utiliser l'outil de coupe par tous temps, on peut prévoir que le composant à résistance variable soit encapsulé de manière étanche. Selon une première forme de réalisation de l'invention, le capteur d'effort est par exemple fixé sur une partie fixe de l'outil de coupe et est recouvert d'un élément réalisé dans un matériau souple déformable élastiquement, comme notamment du caoutchouc ou bien encore une matière synthétique élastomère. L'élément en matériau souple qui recouvre le capteur d'effort permet avantageusement la répartition d'un appui du doigt d'un utilisateur sur une surface active du capteur. Selon les caractéristiques du matériau utilisé, on peut prévoir à titre d'exemple purement illustratif, un élément d'une épaisseur de l'ordre de 1 à quelques millimètres, par exemple de 1 à 5 mm. Dans une telle forme de réalisation, l'outil comporte par exemple un boitier présentant deux coques avec un plan de jonction, et un évidement est avantageusement réalisé au niveau du plan de jonction pour le logement de l'élément recouvrant le capteur d'effort, le boitier présentant alors des moyens de maintien pour cet élément recouvrant le capteur d'effort. Ces moyens de maintien peuvent par exemple être les moyens de maintien d'une coque sur l'autre pour former le boitier. Selon une seconde forme de réalisation de l'invention, l'outil de coupe comporte une gâchette montée pivotante par rapport à une partie fixe de l'outil de coupe de manière à pouvoir venir en appui sur le capteur d'effort. Pour limiter la course du doigt d'un utilisateur de l'outil, la course de la gâchette est de préférence inférieure à 2°. Dans un outil de coupe selon la présente invention, les moyens de commande comportent par exemple en outre une carte électronique avec des moyens de pilotage du moteur. Le capteur d'effort est alors par exemple connecté à ladite carte électronique. Des détails et avantages de la présente invention apparaitront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel : La figure 1 est une vue de côté d'une tête d'un outil de coupe selon une première forme de réalisation de la présente invention illustrée en l'absence d'une coque de protection, La figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 pour une seconde forme de réalisation de la présente invention, La figure 3 est une vue en perspective illustrant un capteur pouvant être utilisé pour la mise en oeuvre de la présente invention, et La figure 4 est un schéma simplifié montrant l'intégration d'un capteur tel celui illustré sur la figure 3 dans un circuit électronique de commande d'un outil de coupe motorisé selon la présente invention. La présente invention concerne plus particulièrement des moyens de commande d'un outil de coupe motorisé portatif. Elle peut s'appliquer à quasiment tous types d'un tel outil. La description qui suit ne décrit pas dans le détail un outil dans son ensemble (tel qu'il est connu de l'homme du métier) mais se concentre plutôt sur les caractéristiques innovantes correspondant à la présente invention. Un outil de coupe motorisé portatif est par exemple décrit dans le document FR-2 955 734 Al auquel il est fait référence à titre d'exemple illustratif. La description de ce document (page 5, lignes 14 à page 8, ligne 8), mises à part les indications concernant la gâchette décrite dans ce document, peuvent être reprises par exemple pour un outil selon la présente invention. Les figures 1, 1 bis, 2 et 3 (mise à part la gâchette représentée et portant la référence 3) illustrent par exemple une vue d'ensemble d'un outil selon la présente invention et d'un mécanisme d'un tel outil. La figure 1 jointe illustre une tête d'un outil de coupe motorisé portatif selon l'invention. On reconnaît sur cette figure une contre-lame 2 fixe et une lame de coupe 4 mobile. La contre-lame 2 est fixée sur un corps d'outil 5. Elle présente une arête tranchante 6, obtenue par affutage d'un bord de la contre-lame 2 et 30 présentant une forme concave. La lame de coupe 4 est montée pivotante par rapport à un axe 8 fixe sur le corps d'outil 5 entre une position ouverte représentée sur la figure 1 et une position fermée dans laquelle la lame de coupe 4 vient au moins partiellement recouvrir la contre-lame 2 fixe. La lame de coupe 4 présente elle aussi une arête tranchante 10, qui se trouve en vis-à-vis de l'arête tranchante 6 de la contre-lame 2 et vient coopérer avec celle-ci lorsque la lame de coupe 4 passe de sa position ouverte à sa position fermée pour couper une branche, une tige, ... . L'arête tranchante 10 présente ainsi une forme convexe adaptée pour réaliser une telle coupe. La lame de coupe 4 est entrainée par un moteur non représenté (il est fait référence ici par exemple à la figure 3 du document FR-2 955 734 Ai) par l'intermédiaire d'un pignon 12 et d'un secteur denté 14. Le pignon 12 est entrainé par le moteur avec généralement un rapport de réduction. Le secteur denté 14 est solidaire de la lame de coupe 4 et pivote autour du même axe 8 que celle-ci. De même que pour l'outil décrit dans le document FR-2 955 734 Ai, il est prévu ici d'avoir un boitier de protection présentant deux coques assemblées l'une à l'autre selon un plan de jonction médian correspondant sensiblement au plan de contact entre les deux lames en position fermée de la lame de coupe 4. On a représenté sur la figure 1 une coque 16, l'autre étant retirée afin de permettre d'apercevoir la tête de l'outil de coupe. De manière originale, les moyens de commande permettant à un utilisateur de l'outil de commander l'actionnement de la lame de coupe 4 comportent un capteur d'effort 18. Dans la forme de réalisation de la figure 1, il est proposé d'avoir une gâchette 20 souple venant recouvrir le capteur d'effort 18. Ce dernier est quant à lui fixé sur le corps d'outil 5. Dans la forme de réalisation de la figure 2, on retrouve une structure similaire à celle illustrée sur la figure 1 et décrite précédemment. Les références utilisées sur la figure 1 et pour la description correspondante sont reprises sur la figure 2 pour désigner des éléments similaires. La différence entre la forme de réalisation selon la figure 1 et la forme de réalisation selon la figure 2 concerne les moyens agissant sur le capteur d'effort 18. Sur la figure 2, une gâchette 22 rigide montée pivotante autour d'un axe de gâchette 24 est destinée à agir sur le capteur d'effort 18. Par rapport à une gâchette de l'art antérieur (par exemple une gâchette telle celle divulguée par le document FR-2 955 734 Ai), la course de la gâchette 22 est très limitée. Cette course correspond par exemple à une course angulaire de l'ordre de 1° autour de l'axe de gâchette 24. Cette course angulaire est de préférence inférieure à 2°. On limite de la sorte la course (linéaire) correspondante au niveau de la zone de la gâchette 22 destinée à recevoir un doigt de l'utilisateur pour commander l'outil. La figure 3 illustre une forme de réalisation d'un capteur d'effort 18 pouvant être utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention. Il s'agit d'un mode de réalisation préféré mais il convient de noter que d'autres types de capteurs d'effort (capteur piézo-électrique, jauge de contrainte, ...) peuvent également être utilisés. Le capteur d'effort 18 de la figure 3 est un capteur d'effort résistif. Lorsqu'un effort mécanique est exercé sur ce capteur, sa résistance électrique varie. Ce capteur comporte un premier substrat 26 sur laquelle sont réalisées des pistes conductrices 28. Un second substrat 30 présentant sur sa face en regard du premier substrat 26 une couche résistive 32 est posé sur le premier substrat 26 avec interposition d'un masque d'espacement 34. Lorsqu'une pression est alors exercée sur le second substrat 30, la couche résistive 32 vient au contact de pistes conductrices 28. En fonction de l'effort exercé, un plus ou moins grand nombre de pistes conductrices 28 sont au contact de la couche résistive 32. Les pistes conductrices 28 sont ainsi reliées entre elles par une résistance dépendant de l'effort appliqué sur le second substrat 30. La résistance interne du composant dépend ainsi de l'effort exercé sur le second substrat 30 et inversement, à partir de la résistance interne de ce composant il est possible de déduire l'intensité de l'effort exercé sur le second substrat 30. La fixation du capteur d'effort 18 sur le corps d'outil 5 peut se faire par exemple par collage. On peut alors prévoir sur la face du premier substrat 26 opposée aux pistes conductrices 28 une couche d'adhésif. Un tel capteur d'effort 18 peut être encapsulé afin d'être parfaitement étanche à l'eau. Il peut alors être utilisé par tous temps à l'extérieur, ce qui est utile notamment lorsque l'outil est prévu pour la taille de végétaux. Comme illustré par la figure 4, le capteur d'effort 18 peut être relié directement à un microcontrôleur 36 utilisé pour la commande et la gestion de l'outil de coupe motorisé. Ce microcontrôleur 36 peut être intégré à une carte électronique (non représentée) venant prendre place dans la tête d'outil, sur le corps d'outil 5. Pour pouvoir exploiter la variation de résistance au sein du capteur d'effort 18 et fournir au microcontrôleur 36 un signal électrique (tension), le capteur d'effort 18 est monté en parallèle à une résistance R3 de résistance fixe connue. Le capteur d'effort 18 est en outre isolé de la masse par une capacité Cl (montée en parallèle avec une résistance R1 connue également) jouant le rôle de filtre. D'autres capteurs, tel par exemple un capteur 38 fin de course permettant de détecter une fin de course de la lame de coupe 4 par rapport à la contre-lame 2, peuvent également être reliés au microcontrôleur 36. Ce dernier comporte également des sorties permettant de commander la course et la vitesse du moteur de l'outil. Dans la forme de réalisation de la figure 1, la gâchette 20 souple est suffisamment souple pour se déformer légèrement mais également suffisamment rigide pour transmettre au capteur d'effort 18 l'effort exercé par le doigt d'un utilisateur sur la face externe de la gâchette, opposée au capteur d'effort 18. Ce dernier est ainsi pris en sandwich entre la gâchette 20 souple et une partie fixe de l'outil (le corps d'outil 5 dans le présent cas). À l'état de repos, la gâchette 20 souple est de préférence en contact avec le capteur d'effort 18. De la sorte, la course du doigt de l'utilisateur venant en appui sur la gâchette 20 est limitée. Cette course correspondra uniquement à l'écrasement du matériau constitutif de la gâchette 20 souple, la course correspondant à la déformation du capteur d'effort 18 décrit ci-dessus étant considérée comme négligeable. Le matériau utilisé pour réaliser la gâchette 20 souple peut être du caoutchouc ou bien un matériau synthétique élastomère. La gâchette 20 étant fixe, elle est avantageusement montée par insertion entre les deux coques formant le boitier de l'outil de coupe. Un logement est alors avantageusement prévu pour recevoir la gâchette 20 et des moyens de fixation, correspondant éventuellement aux moyens de fixation des deux coques pour former le boitier, permettent de maintenir la gâchette 20 dans sa position. La gâchette 20 permet d'assurer une étanchéité entre elle et les coques du boitier de l'outil mettant alors à l'abri de l'humidité le capteur d'effort 18. Tout encrassement que l'on connaît avec les gâchettes mobiles de l'art antérieur peut ainsi aussi être évité au niveau de la gâchette utilisée par la présente forme de réalisation. . Dans la forme de réalisation de la figure 2, la gâchette 22 est rigide et agit alors comme un levier sur le capteur d'effort 18. Cette forme de réalisation peut reprendre une gâchette de l'art antérieur. La prise en main pour un utilisateur est alors quasiment inchangée par rapport à la prise en main d'un outil comparable de l'art antérieur. Toutefois, il est prévu une très faible course de la gâchette 22. La course angulaire de la gâchette 22 autour de son axe de gâchette 24 est de préférence telle que la course correspondante d'un doigt en appui sur la gâchette 22 reste de l'ordre du millimètre. Pour limiter cette course, on prévoit ici aussi avantageusement que la gâchette 22 en position de repos soit au contact du capteur d'effort 18. Comme pour la forme de réalisation de la figure 1, le capteur d'effort 18 se trouve entre une partie fixe de l'outil et une interface entre l'outil et l'utilisateur. Dans les deux formes de réalisation (figure 1 et figure 2), l'utilisateur saisit l'outil de coupe dans une main et vient appliquer un effort avec un doigt, généralement un index, sur la gâchette (20 ou 22). Cette dernière retransmet l'effort au capteur d'effort 18 qui envoie un signal électrique représentatif de l'effort exercé au microcontrôleur 36 (ou à tout autre dispositif de commande et de gestion). Un ordre correspondant est alors transmis au moteur de l'outil qui agit sur la lame de coupe 4 pour l'ouvrir ou la fermer. Avec un outil de coupe selon la présente invention, il est possible sans déplacement d'un doigt de commande d'un utilisateur, ou plus exactement quasiment sans déplacement, de commander l'ouverture et la fermeture de la lame de coupe. La solution proposée par la présente invention permet ainsi d'augmenter le confort d'utilisation d'un opérateur. Des essais ont montré que la commande de l'outil est intuitive pour l'opérateur qui maitrise l'outil de coupe avec autant de précision qu'un outil de coupe à gâchette classique de l'art antérieur. Une autre conséquence de l'absence de déplacement au niveau de la gâchette permet de simplifier la structure de l'outil de coupe. En effet, pour une bonne gestion des outils de coupe motorisés de l'art antérieur, il est généralement prévu un capteur pour détecter la position de la gâchette. Il est de ce fait inutile de prévoir un aimant, un capteur à effet Hall ou similaire, des vis pour la fixation de ces éléments, etc.. Pour la forme de réalisation à gâchette fixe, il est inutile aussi de prévoir une articulation pour la gâchette, un ressort de rappel, ... . Il est également possible de réaliser une excellente étanchéité au niveau de la gâchette, tant à l'humidité qu'à l'encrassement dû par exemple à des débris de végétaux. Le calibrage d'un outil de coupe selon la présente invention est également facilité par rapport à un outil de coupe de l'art antérieur. Avec un outil de l'art antérieur, il convient de régler l'électronique pour s'assurer que lorsque la gâchette arrive en fin de course, la lame de coupe est en position fermée et ne reste pas entr'ouverte. Avec un capteur d'effort selon la présente invention, l'utilisateur réalise lui-même intuitivement l'asservissement et commande la lame de coupe jusqu'à ce qu'elle parvienne dans sa position de fermeture. Des variantes de réalisation de l'outil de coupe motorisé décrit ci-20 dessus peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Il est clair pour l'homme du métier à la lecture de la description qui précède que l'invention peut trouver une application pour tout type d'outil de coupe motorisé, destiné à la taille de végétaux ou autre, avec une structure 25 telle celle divulguée dans le document FR-2 955 734 Al ou toute autre structure antérieure ou postérieure à ce document. Le type de capteur donné dans la description correspond à une forme de réalisation préférée. Il présente notamment une large bande passante dans le domaine des basses fréquences qui correspond aux fréquences de travail de 30 l'outil. Un capteur de type piézo-électrique pourrait ici aussi être envisagé mais il convient alors d'adapter la stratégie d'acquisition et de traitement du signal du capteur pour s'adapter à cet autre type de capteur. On pourrait aussi envisager l'utilisation d'une jauge de contrainte, ou ... . La mesure de l'effort par le capteur d'effort est une mesure d'un effort par "écrasement" du capteur d'effort, associée éventuellement à un micro-déplacement, c'est-à-dire un déplacement de quelques microns (10-6m) à quelques centaines de microns. On pourrait envisager aussi une mesure d'un couple par exemple dans le cas de figure de la figure 2, la mesure d'un couple exercé sur l'axe de gâchette. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisations proposées par la description qui précède et aux variantes de réalisation évoquées. Elle concerne également les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS1. Outil de coupe motorisé électroportatif destiné notamment à la taille de végétaux comportant : - une lame mobile (4) par rapport à une contre-lame (2), - un moteur électrique pour l'entrainement de la lame mobile (4), et - des moyens de commande (20 ; 22) pour commander le déplacement de la lame mobile (4) par rapport à la contre-lame (2), caractérisé en ce que les moyens de commande comportent un capteur d'effort (18). 2. Outil de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur d'effort (18) est un capteur d'effort résistif comportant un composant dont la résistance varie sous l'effet d'une contrainte. 3. Outil de coupe selon la revendication 2, caractérisé en ce que le composant à résistance variable est encapsulé de manière étanche. 4. Outil de coupe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le capteur d'effort (18) est fixé sur une partie fixe (5) de l'outil de coupe et est recouvert d'un élément (20) réalisé dans un matériau souple déformable élastiquement. 5. Outil de coupe selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément (20) recouvrant le capteur d'effort est réalisé en élastomère. 6. Outil de coupe selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte un boitier présentant deux coques (16) avec un plan de jonction, en ce qu'un évidement est réalisé au niveau du plan de jonction pour le logement de l'élément (20) recouvrant le capteur d'effort (18), et en ce que le boitier présente des moyens de maintien pour cet élément (20) recouvrant le capteur d'effort (18). 7. Outil de coupe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une gâchette (22) montée pivotante par rapport à une partie fixe (5) de l'outil de coupe de manière à pouvoir venir en appui sur le capteur d'effort (18). 8. Outil de coupe selon la revendication 7, caractérisé en ce que la course de la gâchette (22) est inférieure à 2°. 9. Outil de coupe selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé ence que les moyens de commande comportent une carte électronique présentant des moyens de pilotage du moteur, et en ce que le capteur d'effort (18) est connecté à ladite carte électronique.