EP2231498A1 - Dispositif de levage et deplacement d'un objet comprenant un palier motorise - Google Patents

Dispositif de levage et deplacement d'un objet comprenant un palier motorise

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EP2231498A1
EP2231498A1 EP09706770A EP09706770A EP2231498A1 EP 2231498 A1 EP2231498 A1 EP 2231498A1 EP 09706770 A EP09706770 A EP 09706770A EP 09706770 A EP09706770 A EP 09706770A EP 2231498 A1 EP2231498 A1 EP 2231498A1
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EP
European Patent Office
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link
cable
traction
inertial unit
bearing
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EP09706770A
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German (de)
English (en)
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EP2231498B1 (fr
Inventor
Pierre Aristaghes
Valérie BLANCHET
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Saipem SA
Original Assignee
Saipem SA
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Publication date
Application filed by Saipem SA filed Critical Saipem SA
Publication of EP2231498A1 publication Critical patent/EP2231498A1/fr
Application granted granted Critical
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack

Definitions

  • the present invention relates to the installation of artificial blocks for constituting shore protection dikes or dikes against the effects of waves.
  • It relates more particularly to the underwater control of the position and orientation of the blocks during handling and more particularly at the time of the final removal of said blocks on the structure.
  • Coastal shorelines and port areas are generally protected from the effects of waves and waves by structures with a shell that can withstand the extreme conditions of the sea for decades or even centuries.
  • the devices are generally made of natural blocks (rockfill) or artificial blocks (concrete blocks), resistant by their mass and / or their shape and / or nesting, said blocks being either simply deposited in bulk when it comes to rough quarry blocks, either arranged in one another according to a predefined laying plan with rules to be respected (case of monolayer shells), or else arranged p seudo-random when it comes to blocks of shapes more mas sive (eg cubic or pdococic blocks and their derivatives).
  • the problem posed is to handle, in a controlled, precise and reliable manner, artificial blocks of all shapes, and to position them accurately and in accordance with the laying plans, on the shell of a dike being built. in the submarine zone from the bottom of the sea, to the emerging zone of the said structure, or even on its aerial part.
  • the present invention provides a device for lifting and moving an object and comprising a crane, said crane comprising an arrow equipped with a first cable, said lifting cable, preferably comprising at its end a link adapted to bear at its lower end a said obj and which is suspended from it by means of a gripping device, wherein said lifting cable, suspended at the end of said boom, is coupled to at least one second cable , says traction cable, one end of which is connected to at least one pulling winch, preferably secured to a support platform of said boom, the other end of the pulling cable being integral with the suspension hoisting rope, preferably at the level of a hook or connecting ring at the lower end of said lifting cable, such that the reduction in length of at least one said pulling cable, by actuation of at least one said pulling winch, allow:
  • a motorized bearing comprising a fixed upper part and a lower part movable in relative motor rotation with respect to said fixed upper part, said fixed upper part of said motorized bearing being integral with a said connecting ring or hook at the lower end of said cable lifting, and said link being connected at its upper end to said lower movable portion of said motorized bearing, said motorized bearing thus making it possible to control the motorized rotation of said link and said object and in rotation on itself when said movable lower part is actuated in rotation, said motor bearing acting as a trunnion when its rotatable lower part is disengaged, and
  • said motorized bearing cooperating with a rigid arm, said reaction arm, which makes it possible to take up the torsional forces generated by said motorized bearing in rotation, at the upper part of said motorized bearing integral with said ring or hook of connection, said reaction arm being interposed between the end of a said traction cable and said fixed upper portion of said motor bearing which it is secured.
  • fixed upper part means that said upper part of the motorized bearing is fixed in rotation around the axis Zc of said motorized bearing relative to the movable lower part, the axis Zc of rotation of the movable lower part.
  • This motorized rotation at the level of the motorized bearing can be controlled by the crane operator and makes it possible to precisely adjust the position of the objective and as needed during its final removal, in particular in the case of a block to be deposited in a special laying plan on an assembly of blocks of a dike in progress.
  • reaction arm is fixed on said upper part of the motorized bearing and the other end is connected to a traction cable, the other end of said traction cable being connected to a said traction hoist.
  • the combination of said motorized bearing and of said reaction arm is particularly advantageous because it makes it possible to faithfully and accurately reflect the rotational control movements on itself with respect to the axis Z 1 Z 1 of said link and said object and suspended, synchronized rotation by the motorized bearing.
  • said motorized bearing is equipped with device (s) for determining position and orientation with respect to a fixed reference mark XYZ of the space, capable of indicating the position and orientation of said object and suspended at said link in said fixed reference XYZ by deduction of the position and orientation of said motorized bearing, and preferably a computer to which said (s) device (s) for determining position and orientation is (are) connected (s) ) for displaying on a screen the movements of said obj and in space.
  • said link is independent of the lifting cable and has a torsional rigidity greater than that of said lifting cable, said link being preferably constituted by at least one metal chain or a steel tube or profile. or composite material, said tube or profile having a torsional rigidity and flexible is flexed with respect to its longitudinal direction.
  • flexion with respect to the longitudinal direction is used here to mean a bending by which the straight axis of said link at rest adopts a curved shape with respect to said rectilinear axis, when it is stressed in bending.
  • said chain or said tubes or profiles have a very high torsional rigidity much greater than that of said lifting cable.
  • This torsional stiffness combined with a flexible flex in relation to the longitudinal direction of the link allows for a first greater mechanical filtering parasitic accelerations recorded at the inertial unit due to possible shocks on a said object.
  • this torsional stiffness of said link allows the position and orientation of said obj and movements of said obj and visualized following the calculations of said computer are more faithful to the real movements of said object, that is to say are better synchronized with the movements of said inertial unit.
  • pin a ball bearing device, roller, or bearing type ls, allowing rotation of said link on itself, without torsion at its connection to said ring or hook connection.
  • the gripping device is secured to the lower end of the link and adapted to cooperate with a said object, so that:
  • the gripping device at the lower end of said link is constituted by a plurality of slings arranged in a crow's foot, connected to a plurality of lifting rings, integral with said object and distributed around said obj and such that the center of gravity of said obj and remains in alignment with said link being lifted and moved.
  • said gripping device is constituted by an entirely rigid device, of the type of sugar tongs.
  • the rigidity characteristics of said link and gripping devices are particularly advantageous so that any rotation of said link controlled by the motor bearing is faithfully reflected in said obj and vice versa so that any rotation said obj and itself is accurately and accurately reflected by a synchronized rotation of said link and, where appropriate, a said position measuring device and orientation as described above, including a so-called inertial unit as described below, so that synchronized rotation movements of said object on itself are more accurately retranscribed by the calculations performed on the basis of the data recorded from said measuring devices and in particular the inertial unit.
  • said link consists of a double spreader comprising two upper and lower transverse beams, said upper beam being secured, preferably in the middle, of said movable lower part of the motorized bearing, and said lower beam being integral, preferably in the middle, of said gripping device of said suspended object, said upper and lower beams being connected to one another by two chains of identical lengths arranged, preferably symmetrically with respect to the longitudinal axis Z 1 Z 1 of said link, preferably said chains being fixed at their upper and lower ends at the lateral ends of said upper and lower beams.
  • transverse beam means beams disposed in a direction perpendicular to the axial direction of said link, or in a horizontal direction, when said link is stretched in the vertical direction by an object suspended at its lower end.
  • This embodiment with a link consisting of a double spreader is particularly preferred, since this arrangement of the two chains gives the link a high torsional stiffness while having a minimal footprint storage and a setting up and easy handling, because it has no intrinsic rigidity in the absence of suspended load.
  • said object is a concrete block and, by lifting, moving and laying of blocks, a block assembly in a desired position for the production of a protective dike of shore or harbor dike resting on the bottom of the sea.
  • the inclination of the lifting cable relative to the vertical can be obtained by the implementation of a single pulling cable disposed substantially in the axis of said boom, but also by the implementation of several cables traction, including two traction cables arranged symmetrically or otherwise with respect to said arrow. And, in the case where the two traction cables are arranged symmetrically, it is understood that the displacement in said vertical plane passing through the axis of said boom is by a reduction in identical length of the two traction cables.
  • the present invention therefore also provides a method of moving and lifting an object using a lifting device and displacement according to the invention, characterized in that one stabilizes and / or adjusts the positioning of said object suspended from said lifting cable, by actuating at least one said traction hoist, by: a- tilting said lifting cable with respect to the vertical ZZ and translational displacement said object, in a vertical plane passing through a said traction cable and said lifting cable, preferably a vertical plane passing through the axis of said arrow X1 X '1, and / or b- moving said object laterally with respect to a vertical plane passing through the axis X1 X' 1 of said arrow, in a plane passing through two traction cables, the two traction cables cooperating with said traction winches disposed on either side of said arrow.
  • a crane is used whose lower end of said boom rests on an arrow support, itself secured to a steering turret, and said boom being inclined in a vertical plane, said boom being adapted to be rotated relative to a vertical axis integral with said boom support.
  • the device according to the invention comprises a single traction cable of which said traction winch is disposed substantially in the axis XX '' 'of said boom, so that the reduction in length of said traction cable, by actuation of said pulling winch makes it possible to incline said lifting cable with respect to the vertical ZZ and to move in translation said object, in a vertical plane passing through said pulling cable and said lifting cable, preferably a vertical plane not by the axis of the arrow
  • a said traction cable makes it possible to move precisely said connecting ring or hook and therefore said obj and in translation in a vertical plane comprising the axis of the arrow, and of bringing said object closer to said pulling winch without having to modify the inclination of the boom and, of course, without having to move the crane, which is prohibited when the latter is being lifted from a heavy object.
  • the device according to the invention comprises at least two traction cables connected respectively to two traction hoists, one end of each pulling cable being connected to a said traction hoist, preferably secured to a support of said boom, the other end each of the two traction cables being secured to said lifting cable, preferably at its lower end at the same said connecting ring or hook, the two traction winches being disposed on either side of said boom, preferably symmetrically, so that a reduction in length of at least one of said two traction cables makes it possible to move said object laterally with respect to a plane v ertical passing through the axis XlX'l of said arrow, in a plane passing through the two traction cables, preferably a different length reduction for the two traction cables arranged symmetrically with respect to a vertical plane passing through the axi
  • the two said traction hoists are arranged at both ends of a transverse beam secured to a platform supporting said boom. This makes it possible, in particular, to adjust at the end of the laying the adequacy of the position of a block with respect to the already laid block of a dike in progress.
  • the present invention therefore also provides a method in which a device of this type according to the invention is implemented and said motorized bearing is rotated so as to orient the object, by rotation on itself, in the final phase of the invention. deposit.
  • said device for determining the position and orientation is constituted by: a device of the GPS type integral with said motorized bearing, making it possible to deduce the position of the center of gravity of said object and when it is disposed at the lower end of said link of known length, stretched vertically, and
  • an orientation determining device integral with said fixed upper part or preferably of said movable lower part of the motorized bearing in the absence of an angular encoder indicating the angle of rotation of the movable lower part with respect to said fixed upper part; said orientation determining device consisting of a magnetic compass indicating the azimuth with respect to the magnetic north.
  • the lifting device and displacement according to the invention said link is equipped with an inertial unit, said inertial unit being fixed on said link, preferably such that the axis of said link, when it is stretched by a said suspended object is confused with one of the axes of the reference (Xc, Yc, Zc) related to the inertial unit, said inertial unit being connected to a computer, preferably located in the cabin of the crane operator, to which are transmitted the data, recorded in real time, of longitudinal accelerations of said inertial unit in the three directions of a moving marker (Xc, Yc, Zc) and rotational accelerations ( ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3) of said inertial unit by relative to the same axes of the movable reference (Xc, Yc, Zc) linked to said inertial unit, the computer being able to indicate the positions and orientation of said object suspended at said link in a fixed reference (X, Y, Z) of the space, derived from the instantaneous position and orientation of the
  • the term "reference (Xc, Yc, Zc) related to the inertial unit” means that said marker is fixed relative to the control unit when it is movable relative to the fixed reference (X, Y, Z).
  • An inertial unit is an accelerometer device known to those skilled in the art, able to record in real time its accelerations of longitudinal displacement in the three directions of space of a movable reference (Xc, Yc, Zc) and the rotational displacement accelerations ( ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3) of the same movable marker, with respect to the three axes of a fixed reference (X, Y, Z) of the space.
  • said computer first calculates the evolution of the position and trajectory of said inertial unit. And, knowing these position and orientation of the inertial unit, as well as the distance of said inertial unit from the center of gravity of said obj and, this distance being constant since said link remains tight by said obj and which is suspended, The computer can deduce, by a simple geometric calculation, a position and orientation in real time of said obj and.
  • said inertial unit is thus not fixed directly on said object and, as is customary in other fields of use of this type of device, for the following reasons:
  • said object is likely to collide with other objects during its removal, more particularly when said obj and is a concrete block that is deposited at the bottom of the sea to make a dike, the shocks with previously laid blocks being frequent. Fixing the inertial unit on said obj and may cause damage to said power plant during said shocks. 2- the fact of deporting the support of the inertial unit with respect to said object along said link allows a first clipping or filtering of the amplitude of the accelerations related to the possible shocks, fas mechanically through said link, as explained later.
  • the present invention therefore also provides a method of moving and lifting an object and using a device according to the invention comprising an inertial unit, characterized in that said object is moved and in view of the to pose at a determined location, according to its position and its angular orientation with respect to the three dimensions of the space (XYZ, ⁇ l - ⁇ 2- ⁇ 3) and, preferably, according to the visualization of its movements, such as calculated by said computer.
  • said inertial unit is coupled to a Kalman filter which makes it possible to clip the acceleration amplitudes recorded by the inertial unit, in the event of a large acceleration amplitude of the inertial unit caused by an impact. on said obj and, and making it possible to substitute, at these amplitudes of accelerations thus clipped (hereinafter parasitic accelerations), the probable values of evolution of the position parameters of said inertial unit, and, preferably, said Kalman filter furthermore making it possible to identify the location of said shock and, more preferably, to display on the screen the position of the object and during the impact and / or of another said obj and already posed with which said obj and during installation has collided.
  • a Kalman filter which makes it possible to clip the acceleration amplitudes recorded by the inertial unit, in the event of a large acceleration amplitude of the inertial unit caused by an impact. on said obj and, and making it possible to substitute, at these amplitudes of accelerations thus clipped
  • Kalman filters are known to those skilled in the art. Such a filter is a recursive estimator that is used to eliminate motion
  • this Kalman filter is used to further identify the location at which said object has received an impact, for example by visualizing said object by a different color at each shock, in the zone of said shock. . It is understood that this last information is very useful for the crane operator, in order to adjust the position of the block in the final phase of removal of said obj and, in particular of a block on a dike, and more particularly in the absence of any visibility of said block by the crane operator or by an assistant diver responsible for supervising said final phase.
  • said inertial unit is combined with a device for directly measuring the position of said inertial unit in said fixed frame ( ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3), said measurement comprising the study of the path of an emitted wave. by said measuring device, such as a laser sighting device, an automatic theodolite or, preferably, a differential GPS.
  • This embodiment makes it possible to implement a method in which, advantageously, only the angular acceleration data ( ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3) recorded with the aid of said inertial unit are processed within the computer. it being coupled to a Kalman filter, and the longitudinal position in the space of said object with respect to said fixed reference (X, Y,
  • Z) being provided by means of an additional device for directly determining the position of said inertial unit by means of wave emission, such as a device of the laser aiming system, theodolite or, preferably, a device of the differential GPS type.
  • an additional device for directly determining the position of said inertial unit by means of wave emission such as a device of the laser aiming system, theodolite or, preferably, a device of the differential GPS type.
  • said inertial unit is integral with said link in the vicinity of said connecting ring or hook between said lifting cables and said link, where appropriate under a said motorized bearing or journal connected to the end of said link and cooperating with a said hook or connecting ring.
  • said inertial unit is fixed on said link at a distance from said block such that said inertial unit is always kept out of water.
  • FIG. 1 represents, in section and in side view, the installation of artificial blocks of cubic shape, for producing the shell of an embankment embankment according to the prior art
  • FIGS. 2A-2B show respectively in view of sus and in side view, a cube-shaped block
  • FIGS. 3A-3B show a side view of a "gripper” type gripping device for adjusting the orientation angle of said block relative to the vertical
  • FIG. 4 shows in side view the laying of artificial blocks of cubic shape using the lifting device according to the invention
  • FIG. 4A represents the cartesian orthogonal coordinate system linked to the inertial unit with respect to the fixed reference Cartesian reference frame XYZ,
  • FIG. 4B represents the Cartesian orthogonal coordinate system Xc-Yc-Zc relating to the oblique position of the inertial unit with reference to FIG. 4;
  • FIG. 5 is a view relating to Figure 4 shown in view of sus, in which the positioning of the hook is provided by two traction cables connected to two traction winches, the latter being either integral with the structure of the crane installed on fixed supports in relation to the ground,
  • FIG. 5A represents a view from above of the lateral and longitudinal displacements of the connecting hook by acting on the length of the traction cables connected to the traction hoists
  • FIG. 5B shows an inertial unit 6 mounted on a rigid link 8a, consisting of a profiled tube of steel or rigid material, and connected to the lower end of the hoist cable and a traction cable 9a-9b via a pin 29,
  • FIGS. 6A-6B illustrate the operating mode of a Kalman filter
  • FIG. 7 is the logic diagram of the operation of a Kalman filter in the particular case of laying blocks according to the invention.
  • FIGS. 8A and 8C are side views of a rigid link constituted by a tube or section made of steel or rigid material 8a (FIG. 8A) or by a steel chain 8b (FIG. 8C), cooperating with the connection point ends of the traction cables 9 and lifting cable 1a through a motor bearing 30 cooperating with a reaction bar 32,
  • FIG. 8B is a top view of Figures 8A and 8C.
  • - Figure 8D is a side view of a rigid link consisting of a double spreader 8c.
  • FIG 1 there is shown the laying of artificial blocks according to the prior art.
  • a crane 1 installed on the embankment 2a closest to the sea 3 handles a block 4 suspended by a clamp 5 to the main cable of said crane, said lifting cable, to make the shell of a fill 2c according to a predetermined profile corresponding substantially to the curve 2d.
  • the crane comprises a support platform 14 which supports a cockpit 13 and an arrow Ib which rests on the platform 14 by its lower end.
  • the arrow I b is in an inclined position relative to the vertical, this inclination being variable and adjustable, in particular by means of an arrow support cable I c connected to a lifting winch 18 supported by said platform 14.
  • the support platform 14 is able to be displaced in rotation about a vertical axis ZZ with respect to its displacement means on which it rests, such as tracks 19, thus rotating the boom and the cabin of the crane around a vertical axis.
  • the orientation of the arrow I b in the vertical plane can be adjusted so that the block 4 can then be positioned vertically to its destination, and then lowered by turning the cable to be deposited at the desired location on the work already appeared. This procedure works properly when the sea is calm and the work can be controlled by divers.
  • FIGS. 2A-2B show respectively in view of sus and in side view an artificial block 4 of known shape, substantially cubic having on its lateral faces median recesses, in the form of substantially cylindrical grooves with half cross-section. circular.
  • FIGS. 3A-3B a front view is shown of a known gripping device 5a of the "sugar tong" type in the form of a half circle, which makes it possible to grasp the block either vertically (FIG. 3A) or with a angle ⁇ relative to the vertical ( Figure 3B).
  • the gripping device is constituted by a crowbar slings 5b having at least three strands attached to the lifting rings 5c incorporated in precise positions of the block before pouring concrete.
  • This gripping device 5b makes it possible to maintain the center of gravity of the block in the axis of alignment of the link 8, on the one hand, and, on the other hand, favors the synchronization of the rotations of said block and said link with respect to the Z axis 1 (axis of the link 8).
  • FIG 4 there is shown in side view the device according to the invention consists of a ring or connecting hook I d located at the end of the hoist cable l a.
  • the connecting hook I d is connected to the upper end of a link consisting of a sling 8, preferably via a motor bearing 30, its lower end being connected to a crow's foot 5b connected to lifting rings 5c integral with the block 4.
  • one (or) device is installed ( s) 6 of determination of position and orientation of said obj and 4 suspended at said link 8 stretched vertically, in a fixed reference of the space XYZ, such as an inertial unit 6 whose function is to record in real time the longitudinal displacement accelerations along the Xc-Yc-Zc axes, as well as the rotational accelerations ⁇ i " ⁇ 2 " ⁇ 3 about the same axes.
  • the Cartesian coordinate system corresponding to said axes is a reference relative to the actual support of the inertial unit, as shown in FIG.
  • the Zc axis corresponding to the longitudinal axis Z 1 of the link 8.
  • said axis Zc corresponds to the vertical axis Z of the fixed marker, the Xc-Yc axes having an angular offset ⁇ relative to the XY axes of the fixed marker.
  • the longitudinal accelerations along Xc-Yc-Zc and angular according to ⁇ 1 - ⁇ 2 - ⁇ 3 are recorded in real time within the inertial unit and transmitted to a computer, preferably located in the crane operator's cabin. This allows, by a double integration with respect to the time, to calculate the exact trajectory of said inertial unit, as well as its orientation, and thus the direction of the link 8, since the orientation of the link 8 is constant with respect to the orientation. of the inertial unit.
  • the link 8 is stretched by acting on the lifting cable 1 a, the said link is then vertical and the Cartesian marks relating to the inertial unit and the absolute reference point have the Z axis in common as detailed in FIG. 4A, then,
  • the inertial unit is triggered which then records all the movements of said central unit, then
  • the position of the block is calculated in real time, and the final approach by the crane operator, before removal, is carried out, even in the absence of visibility or in the absence of any control by divers, thanks to said calculated XYZ position of the block, the movements of the block as well as the state of the work already performed being displayed on a screen in the cabin crane operator, and
  • the gripping device is disconnected, preferably automatically by a release device, not shown, controlled from the crane operator's cabin; the crane is then free to go to grab the next block on the storage area.
  • FIG 4 there is shown a traction cable 9 connected at its right end to the ring I d and at its left end to a traction winch 10 secured to the turret 13 of the crane.
  • the length ⁇ of said pulling cable is reduced, in order to bring the connecting ring or hook I d towards the vertical of the point of deposit, which has the advantageous effects of drastically limiting the oscillations. of the block in the XoZ plane.
  • this maneuver is much faster than straightening the arrow I b of the crane by acting on the cables I c, to come to position its end to the vertical of said point of removal.
  • traction cables 9a-9b connected to two traction winches 1A-Ob, the two traction winches advantageously being secured to each other.
  • the ring or connecting hook I d is accurately positioned in a bipolar manner in the plane formed by the two straight lines constituted by said cables. 9a-9b, said straight lines intersecting at point C at the ring I d.
  • Compact devices are commercially available, including an inertial unit equipped with a gyroscope and accelerometer for measuring movements, orientation and position of an obj and which it is secured. It will be possible to use a device marketed by XSens Technologies B. V. (the Netherlands). These devices generally comprise a metal support on which is fixed the inertial unit itself. This support will be attached to the link.
  • an inertial unit is known to those skilled in the art, but its operation in the context of the invention is very particular. Indeed, in the final phase of the approach, just before the removal of the block on the book, the block comes knocking in general adjoining blocks before then move to its final position. These shocks induce sudden variations in speed, and therefore significant accelerations, which disturb the inertial unit, which is then no longer able to provide a precise and reliable calculated positioning, which creates an unacceptable shift in the calculated position of the block relative to one another. at its real position.
  • the Kalman filter is a recursive estimator. This means that to estimate the current state of a system, only the previous state and the current measurements are needed to estimate the future position with optimal accuracy.
  • the acceleration, angular or longitudinal has a series of peaks 15 during a lapse of time s ⁇ t.
  • the block has hardly moved, but the mathematical calculation consisting of the double integration of accelerations on each of the axes over this period ⁇ t, generally leads to aberrant calculated movements, because not performed in reality.
  • the Kalman filter detects these parasitic accelerations by simple analysis in real time of the previous step of the movement, the filter isolates them by clipping 16a-16b said accelerations, and thus does not take them into account in the mathematical calculation of the instantaneous position.
  • the Kalman filter is able, by analyzing the previous steps, to predict the movements during this short period ⁇ t and thus to substitute for these parasitic accelerations, the probable evolution of the system, as represented in FIG. 6B, thus leading to better reliability in calculating the instantaneous position.
  • the longitudinal acceleration peaks are observed to signal to the crane shocks blocks with adjacent blocks or those of the lower layer, but the accelerations themselves are not directly taken into account in the calculation of the position.
  • the position of the block in real time it is measured, for example by means of an automatic theodolite shown in FIG. 4 in the same form 7a-7b as the data transmission device, the XYZ position.
  • the inertial unit is provided with a DGPS satellite positioning system.
  • This system known to those skilled in the art, is a differential system, that is to say, a beacon is installed on the inertial unit and a second beacon is installed on the ground at a fixed point.
  • FIG. 7 shows a first global mode of operation of the positioning system, in which the six main raw parameters (longitudinal accelerations Xc-Yc-Zc and angular accelerations ⁇ l - ⁇ 2- ⁇ 3) are transmitted. from the inertial unit 6 to the computer, preferably located in the cabin 13 of the crane operator. The data is then processed within the computer 20 by the Kalman filter 20a and the position 21 of the block 4 is established on the basis of all or part of these 6 filtered parameters.
  • the six main raw parameters (longitudinal accelerations Xc-Yc-Zc and angular accelerations ⁇ l - ⁇ 2- ⁇ 3) are transmitted.
  • the computer preferably located in the cabin 13 of the crane operator.
  • the data is then processed within the computer 20 by the Kalman filter 20a and the position 21 of the block 4 is established on the basis of all or part of these 6 filtered parameters.
  • the crane operator knowing the type of shock and its amplitude, is able to judge the type of contact between the block being installed and the work already made, and thus determine in the absence of any visual contact , or any information from divers, the adequacy of the position of the block relative to the laying plan, so its correct installation.
  • FIG. 7 there is shown a second preferred overall mode of operation of the positioning system, in which the 6 main parameters in the raw state (longitudinal accelerations Xc-Yc-Zc and angular accelerations ⁇ 1 - ⁇ 2- ⁇ 3) are transmitted from the inertial unit 6 to the computer preferably located in the cabin crane operator. Only the angular accelerating data ⁇ l - ⁇ 2- ⁇ 3 then processed within the computer 20 by the Kalman filter 20a, the position in the space of said inertial unit 6 being provided by a remote measurement means 7a.
  • the link 8a consists of a bar, preferably rectilinear, resistant to torsion, and rigidly secured to the gripping tool, such that the orientation of the inertial unit secured to the link 8a has the same orientation along the Zc axis as the block 4.
  • Said link 8a is connected to the connecting ring I d via a motorized bearing 30, electrical, hydraulic or pneumatic, powered by means not shown, acting as a pin when the engine is disengaged.
  • a rigid arm acting as a reaction arm 32 is secured to one end of the fixed upper portion 30a of the motorized bearing 30, and at the other end, it is connected to a tension cable 9b under tension.
  • the movable lower part 30b in relative rotation with respect to said fixed upper part, along the axis Zc of the motorized bearing, is rigidly connected to the upper end of said link 8a.
  • the movable lower portion 30b of the motorized bearing drives the inertial unit 6 and the block 4, the angular displacements being substantially identical because of the torsional rigidity according to the invention.
  • the reaction arm counterbalances the effects of torsion at the fixed upper portion 30a of the motorized bearing. Indeed, as shown in FIG. 8B, a torsion torque M applied to the fixed upper part 30a of the motorized bearing induces a rotation 32a of the reaction arm 32.
  • the device according to the invention is represented with two traction cables 9a-9b, only the traction cable 9b is connected to the reaction arm, the cable 9a being connected directly, either to the ring or hook I d, either at the upper part 30a of the motor, in the immediate vicinity of its axis of rotation.
  • the reaction arm 32 is connected directly to said cable.
  • the motorization is removed, and the link 8a having a torsional stiffness along the axis Zc, is on the one hand suspended from the ring or hook I d, and from secondly rigidly connected to the reaction arm 32. It is then appropriate in this case, when entering the block wise on its storage area, as described above with reference to Figure 5, that the position of the gripping tool is pre adjusted in such a way that once the crane is in position in the removal zone, the block has the right orientation, since the crane operator then no longer has the means to vary this angular positioning along the vertical axis Zc.
  • FIG. 8C shows an advantageous embodiment of the link 8 having torsional rigidity, which is in the form of a chain 8b. Indeed, in the absence of tension in the chain, it is possible to rotate it on its axis Z 1 Z 1 with little effort, but when we apply a significant tension, each of the links being perpendicularly connected to the following and the diameter of the wire of each of the rings being slightly less than the free internal diameter of the adjacent ring, the chain will naturally tend to reposition itself in a configuration of zero torsion, hence perpendicular to the adjacent link, as detailed in Figure 8C.
  • the inertial unit 6 is integral with the rotatable lower part 30b of the motorized bearing.
  • the link 8, 8a-8b with torsional rigidity along the axis Z 1 Z 1 can be obtained from a simple steel tube, or from a profile made of composite material, which has a good torsional rigidity, while maintaining great flexural flexibility in the XoZ and YoZ planes, which advantageously makes it possible to perform a first mechanical filtering of the shocks on the blocks, thus avoiding passing directly to the inertial unit all the parasitic accelerations due to shocks.
  • the link 8 consists of a double spreader 8c consisting of:
  • the double spreader 8c forms a trapezium and remains in the same vertical plane when a block 4 is suspended at the lower end of the double spreader 8c.
  • This fixed distance of the rigid link 8a involves a larger storage space, less easy handling for the establishment and manipulation of the link.
  • the double spreader has been described as being connected in their middle on the one hand to the movable part of the motorized bearing, and on the other hand to the gripping device, but it remains in the spirit of the invention if the point of attachment is eccentric in the same proportion and in the same direction, for each of the pedals.
  • This variant is not the preferred version of the invention, because it has lower performance for the same mass of structure, that is to say, beams and chains.
  • the hoisting rope is continuous up to the gripping device 5, the hook or the ring then being replaced by a mechanical cable clamp from gripping said hoisting rope at a fixed point on which the end of the traction cable or cables is connected, the part above the cable tie then acting as the lifting cable and the part below the cable tie acting as the link 8.
  • the device for measuring the position and orientation of said object or block 4 consists of: a GPS device O 1 or preferably of the DGPS type as previously described, integral with the upper part 30a of the motorized bearing 30 and to deduce the position of the center of gravity of the block 4 when it is arranged at the lower end of the tensioned tie 8 arranged vertically whose length is known, and a determination of the orientation device 6 2 secured to the movable lower part 30b of the motor bearing which is secured, this orientation determining device preferably consisting of a magnetic compass indicating the azimuth relative to magnetic north, fixed on the upper beam of a double spreader 8c.
  • the determination of the orientation allows to deduce the orientation of said block 4 suspended at said link stretched vertically 8 and thus allows to control the rotation of the motorized bearing 30 so as to place the block 4 in the orientation before removing it from the already existing blocks.
  • the magnetic compass is advantageously installed on the upper fixed part. motorized bearing. Indeed, knowing the orientation relative to the magnetic north of the fixed upper portion 30a of the motorized bearing, and knowing the orientation of the movable lower part relative to the fixed upper part of the motorized bearing with the aid of the encoder angular, one can deduce the orientation of said block suspended at said stretched link 8 due to the torsional rigidity of said link 8a-8b-8c.
  • FIG. 8D there is shown a DGPS O 1 installed on the fixed upper part 30a of the motorized bearing and a magnetic compass 6 2 secured to the mobile part of the motorized bearing, fixed to the end of the upper beam 80.

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Description

DISPOSITIF DE LEVAGE ET DEPLACEMENT D'UN OBJET COMPRENANT UN PALIER MOTORISE
La présente invention concerne la pose de blocs artificiels permettant de constituer des digues de protection de rivage ou des digues contre les effets de la houle.
Elle concerne plus particulièrement le contrôle en sous-marin de la position et de l'orientation des blocs au cours de la manutention et plus particulièrement au moment de la dépose finale desdits blocs sur l'ouvrage.
Les rivages côtiers et les zones portuaires sont en général protégés contre les effets des vagues et de la houle par des ouvrages revêtus d'une carapace capable de résister aux conditions extrêmes de la mer durant des décennies voire des siècles.
De nombreux dispositifs ont été développés de manière à assurer un fonctionnement performant sur des durées très longues, sans déstabilisation significatives de l'ouvrage. Les dispositifs sont en général constitués de blocs naturels (enrochements) ou artificiels (blocs en béton) , résistant par leur masse et/ou leur forme et/ou imbrication, lesdits blocs étant, soit simplement déposés en vrac lorsqu'il s'agit de blocs bruts de carrière, soit agencés les uns dans les autres selon un plan de pose prédéfini avec des règles à respecter (cas des carapaces monocouche) , soit encore agencés de manière p seudo-aléatoire lorsqu'il s'agit de blocs de formes plus mas sives (cas par exemple des blocs cubiques ou p seudocubiques et de leurs dérivés) .
La mise en place de blocs moulés néces site des moyens de préhension et de manutention qui permettent une mise en place précise de chacun des blocs dans l'édifice en cours de construction, de manière à ce que la pose des blocs suivants puisse se poursuivre sans difficultés. Si la zone hors d'eau, réalisée en général à la fin de l'ouvrage ne pose pas vraiment de problème car le grutier a une vision directe de l'état de l'ouvrage déj à installé et une maîtrise du positionnement du bloc en cours d'installation, il n'en va pas de même de la portion de l'ouvrage située sous l'eau. On utilise en général le concours de plongeurs qui assistent alors le grutier durant la phase de dépose du bloc et confirment au grutier le positionnement correct dudit bloc, avant qu'il ne soit déconnecté de son outil de préhension. On s'arrange alors pour travailler en période calme, car, en cas de forte mer ou de houle importante, les plongeurs ne peuvent pas intervenir en toute sécurité, en raison de l'agitation ambiante et en particulier l'absence de visibilité suffisante. Dans certaines régions du monde, les conditions océano-météo n'atteignent quasiment jamais un niveau de calme permettant d'effectuer les opérations de construction dans des conditions acceptables . En effet, dans ces zones une houle persistante de longue période perturbe le rivage dans la zone côtière et ne permet pas l'intervention de plongeurs dans des conditions de sécurité acceptable, et les carapaces sont alors extrêmement délicates à réaliser, et de plus les durées de chantier présentent des risques considérables de prolongation en raison de périodes importantes de " stand-by", c'est-à-dire d'attente de périodes de calme, ce qui engendre des surcoûts considérables pour ces ouvrages.
Ainsi, le problème posé est de manutentionner, de manière contrôlée, précise et fiable, des blocs artificiels de toutes formes, et de les positionner avec précision et en conformité avec les plans de pose, sur la carapace d'une digue en cours de construction dans la zone sous-marine depuis le fond de la mer, jusqu'à la zone émergeante dudit ouvrage, voire sur sa partie aérienne.
Pour ce faire, la présente invention fournit un dispositif de levage et déplacement d'un obj et comprenant une grue, ladite grue comprenant une flèche équipée d'un premier câble, dit câble de levage, comprenant, de préférence, à son extrémité un lien apte à supporter à son extrémité inférieure un dit obj et qui lui est suspendu par l'intermédiaire d'un dispositif de préhension, dans lequel ledit câble de levage, suspendu à l'extrémité de ladite flèche, est couplé à au moins un deuxième câble, dit câble de traction, dont une extrémité est reliée à au moins un treuil de traction, de préférence solidaire d'une plate-forme support de ladite flèche, l'autre extrémité du câble de traction étant solidaire du câble de levage en suspension, de préférence au niveau d'un crochet ou anneau de raccordement à l'extrémité inférieure dudit câble de levage, de telle sorte que la réduction de longueur d'au moins un dit câble de traction, par actionnement d'au moins un dit treuil de traction, permette :
a- d'incliner ledit câble de levage par rapport à la verticale ZZ et de déplacer en translation ledit objet, dans un plan vertical pas sant par un dit câble de traction et ledit câble de levage, de préférence, un plan vertical passant par l'axe de ladite flèche Xl X' l , et/ou
b- de déplacer ledit obj et latéralement par rapport à un plan vertical passant par l'axe Xl X' l de ladite flèche, dans un plan passant par deux câbles de traction, les deux câbles de traction coopérant avec deux treuils de traction disposés de part et d'autre de ladite flèche, caractérisé en ce qu'il comprend :
un palier motorisé comprenant une partie supérieure fixe et une partie inférieure mobile en rotation motorisée relative par rapport à ladite partie supérieure fixe, ladite partie supérieure fixe dudit palier motorisé étant solidaire d'un dit anneau ou crochet de raccordement à l'extrémité inférieure dudit câble de levage, et ledit lien étant relié à son extrémité supérieure à ladite partie mobile inférieure dudit palier motorisé, ledit palier motorisé permettant ainsi de commander la rotation motorisée dudit lien et dudit obj et en rotation sur lui- même lorsque ladite partie inférieure mobile est actionnée en rotation, ledit palier motorisé jouant le rôle de tourillon lorsque sa partie inférieure mobile en rotation est débrayée, et
ledit palier motorisé coopérant avec un bras rigide, dit bras de réaction, qui permet de reprendre les efforts de torsion générés par ledit palier motorisé en rotation, au niveau de la partie supérieure dudit palier motorisé solidaire dudit anneau ou crochet de raccordement, ledit bras de réaction étant intercalé entre l'extrémité d'un dit câble de traction et ladite partie supérieure fixe dudit palier motorisé de laquelle il est solidaire.
On comprend que par « partie supérieure fixe », on entend que ladite partie supérieure du palier motorisé est fixe en rotation autour de l'axe Zc dudit palier motorisé relativement à la partie inférieure mobile, l'axe Zc de rotation de la partie inférieure mobile dudit palier motorisé correspondant à l'axe Z1 dudit lien lorsqu'un obj et y est suspendu à son extrémité inférieure, soit verticalement (Z) .
Cette rotation motorisée au niveau du palier motorisé peut être commandée par le grutier et permet d'ajuster précisément la position de l'obj et en tant que de besoin lors de sa dépose finale, notamment dans le cas d'un bloc à déposer dans un plan de pose particulier sur un assemblage de blocs d'une digue en cours de réalisation.
On comprend qu'une extrémité du bras de réaction est fixée sur ladite partie supérieure du palier motorisé et l'autre extrémité est reliée à un câble de traction, l'autre extrémité dudit câble de traction étant reliée à un dit treuil de traction.
La combinaison dudit palier motorisé et dudit bras de réaction est particulièrement avantageuse, car elle permet de répercuter fidèlement et précisément les mouvements de commande de rotation sur lui-même par rapport à l'axe Z1Z1 dudit lien et dudit obj et suspendu, en rotation synchronisée par le palier motorisé.
En effet, lorsque l'on cherche à faire tourner l'objet suspendu en actionnant la partie inférieure mobile du palier motorisé dans le sens des aiguilles d'une montre, la partie supérieure fixe subit une réaction qui a tendance à la faire tourner dans le sens inverse. Du fait que les moments des forces sont considérables, le bras de réaction est d'autant plus efficace qu'il est plus long. Ainsi, un bras de plusieurs mètres de long restera sensiblement dans l'alignement du câble de traction relié au treuil de traction, même pour des couples importants néces sités par le poids de l'obj et suspendu très lourd que l'on cherche à faire pivoter sur lui-même.
Dans un mode préféré de réalisation, ledit palier motorisé est équipé de dispositif(s) de détermination de position et d'orientation par rapport à un repère fixe XYZ de l'espace, apte (s) à indiquer les position et orientation dudit obj et suspendu au dit lien dans ledit repère fixe XYZ par déduction des position et orientation dudit palier motorisé, et de préférence un ordinateur auquel le(s)dit(s) dispositif(s) de détermination de position et orientation est(sont) relié(s) permettant de visualiser sur un écran les mouvements dudit obj et dans l'espace.
Dans une variante préférée, ledit lien est indépendant du câble de levage et présente une rigidité à la torsion supérieure à celle dudit câble de levage, ledit lien étant de préférence constitué d'au moins une chaîne métallique ou d'un tube ou profilé en acier ou matériau composite, ledit tube ou profilé présentant une rigidité à la torsion et de la souples se en flexion par rapport à sa direction longitudinale.
On entend ici par "flexion par rapport à la direction longitudinale", une flexion par laquelle l'axe rectiligne dudit lien au repos adopte une forme courbe par rapport audit axe rectiligne, lorsqu'il est sollicité en flexion.
On comprend que ladite chaîne ou lesdits tubes ou profilés présentent une très grande rigidité en torsion largement supérieure à celle dudit câble de levage.
Cette rigidité en torsion alliée à une souples se en flexion par rapport à la direction longitudinale du lien, permet de réaliser un premier filtrage mécanique plus important des accélérations parasites enregistrées au niveau de la centrale inertielle dues à des chocs éventuels sur un dit objet. En outre, et surtout, cette rigidité à la torsion dudit lien permet que les position et orientation dudit obj et et mouvements dudit obj et visualisés suite aux calculs dudit ordinateur soient plus fidèles par rapport aux mouvements réels dudit objet, c'est-à-dire soient mieux synchronisés avec les mouvements de ladite centrale inertielle.
On entend ici par " tourillon", un dispositif à roulement à billes, à rouleaux, ou encore de type palier lis se, autorisant les rotations dudit lien sur lui-même, sans torsion au niveau de son raccordement audit anneau ou crochet de raccordement. Ces caractéristiques permettent que les mouvements de la centrale inertielle reflètent, plus fidèlement encore, les mouvements de l'objet.
De préférence encore, le dispositif de préhension est solidaire de l'extrémité inférieure du lien et apte à coopérer avec un dit objet, de telle sorte que :
- le centre de gravité dudit obj et reste dans l'alignement dudit lien en cours de levage et déplacement, et
- les mouvements dudit objet et dudit lien en rotation par rapport à l'axe vertical dudit lien Z1 sont répercutés l'un à l'autre.
Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de préhension à l'extrémité inférieure dudit lien est constitué par une pluralité d'élingues disposées en patte d'oie, reliée à une pluralité d'anneaux de levage, solidaires dudit objet et répartis autour dudit obj et de telle sorte que le centre de gravité dudit obj et reste dans l'alignement dudit lien en cours de levage et déplacement.
Dans un autre mode de réalisation, ledit dispositif de préhension est constitué par un dispositif entièrement rigide, de type pince à sucre.
Les caractéristiques de rigidité dudit lien et des dispositifs de préhension, de type pince à sucre ou en patte d'oie, sont particulièrement avantageux pour que toute rotation dudit lien commandé par le palier motorisé soit fidèlement répercuté audit obj et et inversement pour que toute rotation dudit obj et sur lui-même soit fidèlement et précisément répercutée par une rotation synchronisée dudit lien et le cas échéant d'un dit dispositif de mesure de position et d'orientation tel que décrit précédemment, notamment d'une dite centrale inertielle telle que décrite ci-après, de façon à ce que les mouvements de rotation synchronisée dudit objet sur lui-même soient plus fidèlement retranscrits par les calculs opérés sur la base des données enregistrées à partir desdits dispositifs de mesure et notamment de la centrale inertielle.
Toutes les caractéristiques, concernant la rigidité du lien et la structure dudit dispositif de préhension visent donc à rendre le positionnement d'un dit obj et plus précis.
Dans un mode préféré de réalisation, ledit lien est constitué d'un double palonnier comprenant deux poutres transversales supérieure et inférieure, ladite poutre supérieure étant solidaire, de préférence en son milieu, de ladite partie inférieure mobile du palier motorisé, et ladite poutre inférieure étant solidaire, de préférence en son milieu, dudit dispositif de préhension dudit objet suspendu, lesdites poutres supérieure et inférieure étant reliées l'une à l'autre par deux chaînes de longueurs identiques disposées, de préférence symétriquement par rapport à l'axe longitudinal Z1Z1 dudit lien, de préférence lesdites chaînes étant fixées à leurs extrémités supérieure et inférieure au niveau des extrémités latérales desdites poutres supérieure et inférieure.
On entend ici par « poutre transversale » des poutres disposées selon une direction perpendiculaire à la direction axiale dudit lien, soit en une direction horizontale, lorsque ledit lien est tendu en direction verticale par un objet suspendu à son extrémité inférieure.
Ce mode de réalisation avec un lien constitué d'un double palonnier est particulièrement préféré, car cette disposition des deux chaînes confère au lien une rigidité en torsion importante tout en présentant un encombrement minimal au stockage et une mise en place et manipulation facilitée, car il n'a pas de rigidité intrinsèque en l'absence de charge suspendue. Plus particulièrement, dans le procédé selon l'invention, ledit objet est un bloc de béton et on réalise, par levage, déplacement et pose de blocs, un as semblage de blocs dans une position voulue pour la réalisation d'une digue de protection de rivage ou digue portuaire reposant sur le fond de la mer.
Pour ce faire, il est nécessaire de positionner chaque nouveau bloc de béton dans une position spécifique adaptée à l'as semblage de blocs déjà déposés précédemment, c'est pourquoi un dispositif selon l'invention est particulièrement avantageux dans cette application.
On comprend que l'inclinaison du câble de levage par rapport à la verticale peut être obtenue par la mise en œuvre d'un unique câble de traction disposé sensiblement dans l'axe de ladite flèche, mais également par la mise en œuvre de plusieurs câbles de traction, notamment deux câbles de traction disposés symétriquement ou non par rapport à ladite flèche. Et, dans le cas où les deux câbles de traction sont disposés symétriquement, on comprend que le déplacement dans ledit plan vertical passant par l'axe de ladite flèche se fait par une réduction de longueur identique des deux câbles de traction.
En revanche, on comprend que, pour obtenir un déplacement latéral, il est néces saire de mettre en œuvre au moins deux câbles de traction disposés de part et d'autre de ladite flèche et que l'un au moins des câbles de traction doit connaître une réduction de longueur, par actionnement dudit treuil de traction, pour obtenir ce déplacement latéral ou, si les deux câbles de traction connaissent une réduction de longueur, celle-ci doit être de longueurs différentes si les deux câbles sont disposés symétriquement par rapport à ladite flèche.
Ces déplacements latéraux dans un plan incliné par rapport à l'horizontal ou déplacements dans un plan vertical dudit obj et, à l'aide de dit(s) câble(s) de traction, permettent surtout de stabiliser ledit obj et en cas de balancement en cours d'opération, ou d'éviter l'apparition de tels balancements. La présente invention fournit donc également un procédé de déplacement et de levage d'un objet à l'aide d'un dispositif de levage et déplacement selon l'invention, caractérisé en ce que l'on stabilise et/ou on ajuste le positionnement dudit objet suspendu audit câble de levage, en actionnant au moins un dit treuil de traction, en : a- inclinant ledit câble de levage par rapport à la verticale ZZ et déplaçant en translation ledit objet, dans un plan vertical passant par un dit câble de traction et ledit câble de levage, de préférence, un plan vertical passant par l'axe de ladite flèche Xl X' l , et/ou b- déplaçant ledit objet latéralement par rapport à un plan vertical passant par l'axe Xl X' l de ladite flèche, dans un plan passant par deux câbles de traction, les deux câbles de traction coopérant avec desdits treuils de traction disposés de part et d'autre de ladite flèche.
Avantageusement, on met en œuvre une grue dont l'extrémité inférieure de ladite flèche repose sur un support de flèche, lui-même solidaire d'une tourelle de pilotage, et ladite flèche étant inclinée dans un plan vertical, ladite flèche étant apte à être déplacée en rotation par rapport à un axe vertical solidaire dudit support de flèche.
Dans une variante de réalisation avantageuse, le dispositif selon l'invention comporte un unique câble de traction dont ledit treuil de traction est disposé sensiblement dans l'axe XlX' l de ladite flèche, de sorte que la réduction de longueur dudit câble de traction, par actionnement dudit treuil de traction permette d'incliner ledit câble de levage par rapport à la verticale ZZ et de déplacer en translation ledit objet, dans un plan vertical passant par ledit câble de traction et ledit câble de levage, de préférence, un plan vertical pas sant par l'axe de ladite flèche
Xl X' l , c'est-à-dire lorsque ledit câble de traction est situé dans le même plan vertical que l'axe de ladite flèche (Xl X' l) .
La mise en œuvre d'un dit câble de traction permet de déplacer de façon précise ledit anneau ou crochet de raccordement et donc ledit obj et en translation dans un plan vertical comprenant l'axe de la flèche, et de rapprocher ledit objet dudit treuil de traction sans avoir à modifier l'inclinaison de la flèche et, bien sur, sans avoir à déplacer la grue, ce qui est proscrit lorsque celle-ci est en cours de levage d'un objet pesant.
Pour déplacer de façon précise ledit anneau ou crochet de raccordement et donc ledit objet en translation dans un plan horizontal, c'est-à-dire latéralement par rapport au plan vertical passant par l'axe de la flèche, avantageusement, le dispositif selon l'invention comporte au moins deux câbles de traction reliés, respectivement, à deux treuils de traction, une extrémité de chacun câble de traction étant reliée à un dit treuil de traction, de préférence solidaire d'un support de ladite flèche, l'autre extrémité de chacun des deux câbles de traction étant solidaire dudit câble de levage, de préférence à son extrémité inférieure au niveau du même dit anneau ou crochet de raccordement, les deux treuils de traction étant disposés de part et d'autre de ladite flèche, de préférence symétriquement, de sorte qu'une réduction de longueur de l'un au moins des deux dits câbles de traction permet de déplacer ledit objet latéralement par rapport à un plan vertical passant par l'axe XlX'l de ladite flèche, dans un plan passant par les deux câbles de traction, de préférence une réduction de longueur différente pour les deux câbles de traction disposés symétriquement par rapport à un plan vertical passant par l'axe de ladite flèche.
Avantageusement encore, les deux dits treuils de traction sont disposés aux deux extrémités d'une poutre transversale solidaire d'une plate-forme supportant ladite flèche. Ceci permet, en particulier, d'ajuster en fin de pose l'adéquation de la position d'un bloc par rapport au bloc déjà posé d'une digue en cours de réalisation.
La présente invention fournit donc également un procédé dans lequel on met en œuvre un dispositif de ce type selon l'invention et on actionne en rotation ledit palier motorisé de façon à orienter l'objet, par rotation sur lui-même, en phase finale de dépose.
Dans un mode de réalisation simplifié, ledit dispositif de détermination des position et orientation est constitué par : un dispositif de type GPS solidaire dudit palier motorisé, permettant de déduire la position du centre de gravité dudit obj et lorsque celui-ci est disposé à l'extrémité inférieure dudit lien de longueur connue, tendu à la verticale, et
- un dispositif de détermination d'orientation solidaire de ladite partie supérieure fixe ou de préférence de ladite partie inférieure mobile du palier motorisé en l'absence de codeur angulaire indiquant l'angle de rotation de la partie inférieure mobile par rapport à ladite partie supérieure fixe, ledit dispositif de détermination d'orientation consistant en un compas magnétique indiquant l'azimut par rapport au Nord magnétique.
Dans un mode de réalisation avantageux, du dispositif de levage et déplacement selon l'invention ledit lien est équipé d'une centrale inertielle, ladite centrale inertielle étant fixée sur ledit lien, de préférence de telle sorte que l'axe dudit lien, lorsqu'il est tendu par un dit objet suspendu soit confondu avec un des axes du repère (Xc, Yc, Zc) lié à la centrale inertielle, ladite centrale inertielle étant reliée à un ordinateur, de préférence situé dans la cabine du grutier, auquel sont transmises les données, enregistrées en temp s réel, d'accélérations longitudinales de ladite centrale inertielle dans les trois direction d'un repère mobile (Xc, Yc, Zc) et accélérations en rotation (φ l , φ2, φ3) de ladite centrale inertielle par rapport aux mêmes axes du repère mobile (Xc, Yc, Zc) lié à ladite centrale inertielle, l'ordinateur étant apte à indiquer les positions et orientation dudit objet suspendu audit lien dans un repère fixe (X, Y, Z) de l'espace, déduites des position et orientation instantanées de la centrale inertielle, et, de préférence, l'ordinateur étant capable de visualiser sur un écran des mouvements dudit objet dans l'espace.
On entend par "repère (Xc, Yc, Zc) lié à la centrale inertielle" que ledit repère est fixe par rapport à la centrale quand il est mobile par rapport au repère fixe (X, Y, Z) . Une centrale inertielle est un dispositif accéléromètre connu de l'homme de l'art, apte à enregistrer en temp s réel ses accélérations de déplacement longitudinal dans les trois direction de l'espace d'un repère mobile (Xc, Yc, Zc) et les accélérations de déplacement en rotation (φ l , ψ2, φ3) du même repère mobile, par rapport aux trois axes d'un repère fixe (X, Y, Z) de l'espace.
On comprend que ledit ordinateur calcule d'abord l'évolution de la position et de la traj ectoire de ladite centrale inertielle. Et, connais sant ces position et orientation de la centrale inertielle, ainsi que la distance de ladite centrale inertielle par rapport au centre de gravité dudit obj et, cette distance étant constante puisque ledit lien reste tendu par ledit obj et qui lui est suspendu, l'ordinateur peut en déduire, par un calcul géométrique simple, une position et orientation en temp s réel dudit obj et.
Il est ainsi pos sible, en l'absence de toute visibilité directe dudit objet par le grutier, de commander le déplacement dudit objet en fonction des données calculées par ledit ordinateur et de déterminer la trajectoire dudit objet pour être posé à un emplacement déterminé voulu, notamment lorsque les obj ets en cause sont des obj ets de forte charge, de plusieurs dizaines de tonnes, tels que des blocs de béton assemblés pour la réalisation d'une digue sous-marine.
Selon la présente invention, ladite centrale inertielle n'est donc pas fixée directement sur ledit obj et, comme il est d'usage dans d'autres domaines d'utilisation de ce type de dispositif, pour les raisons suivantes :
1 - ledit objet est susceptible de rentrer en collision avec d'autres objets lors de sa dépose, plus particulièrement lorsque ledit obj et est un bloc de béton que l'on dépose au fond de la mer pour réaliser une digue, les chocs avec des blocs précédemment posés étant fréquents. La fixation de la centrale inertielle sur ledit obj et risquerait d'entraîner l'endommagement de ladite centrale lors desdits chocs. 2- le fait de déporter le support de la centrale inertielle par rapport audit objet le long dudit lien permet qu'un premier écrêtage ou filtrage de l'amplitude des accélérations liées aux chocs éventuels, se fas se mécaniquement par l'intermédiaire dudit lien, comme explicité plus loin.
3- le fait de déporter vers le haut ladite centrale permet de la maintenir hors de l'eau et d'utiliser des moyens de positionnement dans l'espace de type GPS (Global Positioning System) , DGPS (GPS différentiel), de type positionnement laser ou théodolite automatique, comme explicité ci-après .
La présente invention fournit donc également un procédé de déplacement et de levage d'un obj et à l'aide d'un dispositif selon l'invention comprenant une centrale inertielle, caractérisé en ce que l'on déplace ledit obj et en vue de le poser à un emplacement déterminé, en fonction de sa position et de son orientation angulaire par rapport aux trois dimensions de l'espace (X-Y-Z, φ l -φ2-φ3) et, de préférence, en fonction de la visualisation de ses mouvements, tels que calculés par ledit ordinateur.
Dans un mode préféré de réalisation, ladite centrale inertielle est couplée à un filtre de Kalman qui permet d'écrêter les amplitudes d'accélérations enregistrées par la centrale inertielle, en cas d'amplitude d'accélération importante de la centrale inertielle causée par un choc sur ledit obj et, et permettant de substituer, à ces amplitudes d'accélérations ainsi écrêtées (ci-après accélérations parasites) , les valeurs probables d'évolution des paramètres de position de ladite centrale inertielle, et, de préférence, ledit filtre de Kalman permettant en outre d'identifier l'emplacement dudit choc et, de préférence encore, visualiser sur l'écran la position de l'obj et lors du choc et/ou d'un autre dit obj et déj à posé avec lequel ledit obj et en cours de pose est rentré en collision.
Ces filtres de Kalman sont connus de l'homme de l'art. Un tel filtre est un estimateur récursif qui est utilisé pour éliminer des mouvements
"parasites" calculés de façon aberrante par l'ordinateur compte tenu de leur apparition sous forme de pics, alors que ces mouvements ne sont pas effectués dans la réalité, notamment en cas de chocs sur ledit objet, comme explicité plus loin.
De façon originale selon la présente invention, ce filtre de Kalman est utilisé pour, en outre, identifier l'emplacement auquel ledit objet a reçu un choc, par exemple en visualisant ledit objet par une couleur différente à chaque choc, dans la zone dudit choc. On comprend que cette dernière information est très utile pour le grutier, afin d'ajuster la position du bloc en phase finale de dépose dudit obj et, notamment d'un bloc sur une digue, et plus particulièrement en l'absence de toute visibilité dudit bloc par le grutier ou par un plongeur d'as sistance chargé de superviser ladite phase finale.
Dans un mode préféré de réalisation, ladite centrale inertielle est combinée à un dispositif de mesure directe de la position de ladite centrale inertielle dans ledit repère fixe (φl , φ2, φ3), ladite mesure comprenant l'étude du trajet d'une onde émise par ledit dispositif de mesure, tel qu'un dispositif de visée laser, un théodolite automatique ou, de préférence, un GPS différentiel.
Ce mode de réalisation permet de mettre en œuvre un procédé dans lequel, avantageusement, seules, les données d'accélération angulaire (φl , φ2, φ3) enregistrées à l'aide de ladite centrale inertielle sont traitées au sein de l'ordinateur, celui-ci étant couplé à un filtre de Kalman, et la position longitudinale dans l'espace dudit objet par rapport audit repère fixe (X, Y,
Z) étant fournie par l'intermédiaire d'un dispositif additionnel de détermination directe de la position de ladite centrale inertielle au moyen d'émission d'ondes, tel qu'un dispositif de type système de visée laser, théodolite ou, de préférence, un dispositif de type GPS différentiel.
Avantageusement encore, dans un procédé selon l'invention, la réalisation par le filtre de Kalman de l'écrêtage des amplitudes d'accélération causées par des chocs sur ledit obj et, est exploitée pour identifier et, de préférence, visualiser sur un écran, l'occurrence d'un choc sur ledit objet.
Ceci permet, en particulier, d'ajuster en fin de pose l'adéquation de la position d'un bloc par rapport au bloc déj à posé d'une digue en cours de réalisation.
Selon une autre caractéristique avantageuse, ladite centrale inertielle est solidaire dudit lien à proximité dudit anneau ou crochet de raccordement entre lesdits câbles de levage et ledit lien, le cas échéant des sous un dit palier motorisé ou tourillon relié à l'extrémité dudit lien et coopérant avec un dit crochet ou anneau de raccordement.
Avantageusement, ladite centrale inertielle est fixée sur ledit lien à une distance dudit bloc telle que ladite centrale inertielle reste touj ours maintenue hors d'eau.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention res sortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite de manière illustrative et non limitative, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente en coupe et en vue de côté l'installation de blocs artificiels de forme cubique, pour réaliser la carapace d'une digue à talus selon l'art antérieur,
- les figures 2A-2B représentent respectivement en vue de des sus et en vue de côté, un bloc de forme cubique,
- les figures 3A-3B représentent en vue de côté un dispositif de préhension de blocs de type "pince à sucre" permettant d'ajuster l'angle d'orientation dudit bloc par rapport à la verticale,
- la figure 4 représente en vue de côté la pose de blocs artificiels de forme cubique à l'aide du dispositif de levage selon l'invention, - la figure 4A représente le repère orthogonal cartésien lié à la centrale inertielle par rapport au repère cartésien fixe de référence XYZ,
- la figure 4B représente le repère orthogonal cartésien Xc-Yc-Zc relatif à la position oblique de la centrale inertielle en référence à la figure 4,
- la figure 5 est une vue relative à la figure 4 représentée en vue de des sus, dans laquelle le positionnement du crochet est assuré par deux câbles de traction reliés à deux treuils de traction, ces derniers étant soit solidaires de la structure de la grue, soit installés sur des supports fixes par rapport au sol,
- la figure 5A représente en vue de dessus les déplacements latéral et longitudinal du crochet de raccordement en agissant sur la longueur des câbles de traction reliés aux treuils de traction,
- la figure 5B représente une centrale inertielle 6 montée sur un lien rigide 8a, constitué d'un tube profilé en acier ou matériau rigide, et reliée à l'extrémité inférieure du câble de levage l a et d'un câble de traction 9a-9b par l'intermédiaire d'un tourillon 29,
- les figures 6A-6B illustrent le mode opératoire d'un filtre de Kalman,
- la figure 7 est le diagramme logique du fonctionnement d'un filtre de Kalman dans le cas particulier de la pose des blocs selon l'invention,
Les figures 8A et 8C sont des vues de coté d'un lien rigide constitué d'un tube ou profilé en acier ou matériau rigide 8a (figure 8A) ou par une chaîne en acier 8b (figure 8C) , coopérant avec le point de raccordement des extrémités des câble de traction 9 et câble de levage l a par l'intermédiaire d'un palier motorisé 30 coopérant avec une barre de réaction 32,
- la figure 8B est une vue de dessus des figures 8A et 8C. - la figure 8D est une vue de côté d'un lien rigide constitué d'un double palonnier 8c.
Dans la figure 1 , on a représenté la pose de blocs artificiels selon l'art antérieur. Une grue 1 installée sur le remblai 2a au plus près de la mer 3 manutentionne un bloc 4 suspendu par une pince 5 au câble principal l a de ladite grue, dit câble de levage, pour réaliser la carapace d'un remblais 2c selon un profil prédéterminé correspondant sensiblement à la courbe 2d. La grue comporte une plate-forme support 14 qui supporte une cabine de pilotage 13 et une flèche I b qui repose sur la plate-forme 14 par son extrémité inférieure. La flèche I b est en position inclinée par rapport à la verticale, cette inclinaison étant variable et pouvant être réglée, notamment à l'aide d'un câble support de flèche I c relié à un treuil de levage 18 supportée par ladite plate-forme 14. La plate-forme support 14 est apte à être déplacée en rotation autour d'un axe vertical ZZ par rapport à ses moyens de déplacement sur lesquels elle repose, tels que des chenilles 19, entraînant ainsi en rotation la flèche et la cabine de la grue autour d'un axe vertical. En j ouant sur la longueur des câbles I c, l'orientation de la flèche I b dans le plan vertical peut être ajustée de manière à ce que le bloc 4 puis se être positionné à la verticale de sa destination, puis descendu par dévirage du câble l a pour être déposé à l'emplacement voulu sur l'ouvrage déj à as semblé. Ce mode opératoire fonctionne correctement lorsque la mer est calme et que le travail peut être contrôlé par plongeurs. Par contre, lorsqu'un clapot important ou une houle du large 3a est établie sur une longue durée, le travail doit être interrompu car, sous l'effet de ladite houle, le bloc en suspension est sollicité et se met à osciller sur plusieurs mètres en tous sens, et ce de manière plus ou moins aléatoire. De plus, dans la zone du remblai non encore protégée, la houle déferle ou crée une agitation importante mettant en suspension des particules de sable ou de granulats, ou encore créant des micro bulles d'air et de l'écume, qui rendent la visibilité quasi nulle, empêchant alors toute intervention des plongeurs. Sur les figures 2A-2B, on a représenté respectivement en vue de des sus et en vue de côté un bloc artificiel 4 de forme connue, sensiblement cubique présentant sur ses faces latérales des renfoncements médians, sous forme de rainures sensiblement cylindriques à section demi-circulaire. Ces renfoncements ou rainures 4a présentent l'intérêt de faciliter la préhension, d'augmenter les réactions interblocs ainsi que la "porosité" d'un as semblage de blocs. Ainsi, lorsqu'un assemblage de blocs est percuté par la vague incidente, lors de fortes houles ou de tempêtes, l'énergie dis sipée est considérablement augmentée par cette porosité et l'effet d'atténuation s'en trouve ainsi renforcée. Contrairement au stockage des blocs lors de la fabrication et de l'approvisionnement, lequel nécessite un arrangement très ordonné de manière à occuper le moins de place possible, tel que représenté sur la figure 5, lors de la mise en place des blocs pour une digue, on vise à optimiser la porosité d'ensemble, c'est-à-dire que l'on cherche à installer les blocs de guingois les uns par rapport aux autres tout en leur as surant un contact stable avec les blocs adjacents latéraux et les blocs inférieurs, la couche suivante venant verrouiller définitivement la position de la couche précédente inférieure, assurant ainsi la stabilité de l'ensemble pendant toute la durée de vie de l'ouvrage qui dépas se plusieurs décennies, voire le siècle. Ce mode opératoire est connu de l'homme de l'art et fait l'objet de préparatifs spéciaux conduisant à des plans de pose précis qu'il convient de respecter pour que l'ouvrage d'art puis se remplir correctement son office. De nombreuses formes particulières très différentes ont été développées dans le monde (on se référera par exemple aux recommandations internationales qui les décrivent abondamment), et certaines d'entre elles présentent l'avantage de s'imbriquer naturellement les unes dans les autres.
Sur les figures 3A-3B, on a représenté en vue de face un dispositif de préhension 5a connu de type "pince à sucre" en forme de demi cercle, ce qui permet de saisir le bloc soit verticalement (figure 3A) , soit avec un angle α par rapport à la verticale (figure 3B) . Sur la figure 4, de façon préférée, le dispositif de préhension est constitué par une patte d'oie en élingues 5b comportant au moins trois brins fixés sur des anneaux de levage 5c incorporés en des positions précises du bloc avant coulage du béton. Ce dispositif de préhension 5b permet de maintenir le centre de gravité du bloc dans l'axe d'alignement du lien 8, d'une part, et, d'autre part, favorise la synchronisation des rotations dudit bloc et dudit lien par rapport à l'axe Z1 (axe dudit lien 8) .
Sur la figure 4, on a représenté en vue de côté le dispositif selon l'invention constitué d'un anneau ou crochet de raccordement I d situé à l'extrémité du câble de levage l a. Le crochet de raccordement I d est relié à l'extrémité supérieure d'un lien constitué d'une élingue 8, par l'intermédiaire, de préférence, d'un palier motorisé 30, son extrémité inférieure étant reliée à une patte d'oie 5b reliée à des anneaux de levage 5c solidaires du bloc 4. Sur l'élingue 8, de préférence hors de l'eau, de préférence en partie haute à proximité du crochet de raccordement I d, on installe un (ou des) dispositif(s) 6 de détermination de position et orientation dudit obj et 4 suspendu au dit lien 8 tendu verticalement, dans un repère fixe de l'espace XYZ, tel qu'une centrale inertielle 6 dont la fonction est d'enregistrer en temp s réel les accélérations de déplacement longitudinal selon les axes Xc-Yc-Zc, ainsi que les accélérations de rotation Φi "φ2"φ3 autour des mêmes axes. Le repère cartésien correspondant auxdits axes est un repère relatif au support proprement dit de la centrale d'inertie, comme représenté sur la figure 4A, l'axe Zc correspondant à l'axe longitudinal Z1 du lien 8. Ainsi, lorsque le lien 8 est vertical comme indiqué en pointillé sur la figure 4, ledit axe Zc correspond alors à l'axe vertical Z du repère fixe, les axes Xc-Yc présentant un décalage angulaire θ par rapport aux axes X-Y du repère fixe.
Lorsque l'ensemble constitué du câble l a, de la centrale inertielle 6, du lien 8, du moyen de préhension 5 et du bloc artificiel 4 se déplace, les accélérations longitudinales selon Xc-Yc-Zc et angulaires selon φ1 -φ2-φ3 sont enregistrées en temps réel au sein de la centrale inertielle et transmises à un ordinateur, situé de préférence dans la cabine du grutier. Ceci permet, par une double intégration par rapport au temp s, de calculer la trajectoire exacte de ladite centrale inertielle, ainsi que son orientation, donc la direction du lien 8, puisque l'orientation du lien 8 est constante par rapport à l'orientation de la centrale inertielle. Connaissant cette direction, ainsi que la distance de la centrale inertielle jusqu'au centre de gravité du bloc, on en déduit par un calcul géométrique simple la position en temps réel du centre de gravité du bloc, donc la position en temp s réel du bloc, et ce en l'absence de toute visibilité directe du bloc par le grutier.
Ainsi, un mode opératoire préféré est le suivant :
- on saisit le bloc 40 sur l'aire de stockage de la figure 5, ledit bloc étant dans la position connue XO-YO-ZO, puis
on tend le lien 8 en agis sant sur le câble de levage l a, ledit lien est alors vertical et les repères cartésiens relatifs à la centrale inertielle et le repère absolu ont l'axe Z en commun comme détaillé sur la figure 4A, puis,
dès que le bloc quitte le sol 2a, on déclenche la centrale inertielle qui enregistre alors tous les déplacements de ladite centrale, puis
on positionne l'extrémité supérieure de la flèche de façon à ce que ledit obj et soit sensiblement à l'aplomb de l'emplacement voulu dans la zone de dépose comme illustré sur la figure 4, puis
connais sant la position absolue de la centrale inertielle, la position du bloc est calculée en temp s réel, et l'approche finale par le grutier, avant dépose, est effectuée, même en l'absence de visibilité ou en l'absence de tout contrôle par plongeurs, grâce à ladite position X-Y-Z calculée du bloc, les mouvements du bloc ainsi que l'état de l'ouvrage déjà réalisé étant visualisés sur un écran dans la cabine du grutier, et
après dépose, le dispositif de préhension est déconnecté, de préférence de manière automatique par un dispositif de largage, non représenté, commandé depuis la cabine du grutier ; la grue est alors libre pour aller saisir le bloc suivant sur l'aire de stockage.
Sur la figure 4, on a représenté un câble de traction 9 relié à son extrémité droite à l'anneau I d et à son extrémité gauche à un treuil de traction 10 solidaire de la tourelle 13 de la grue. Lors de la manutention du bloc par la grue, on réduit la longueur ρ dudit câble de traction, pour ramener l'anneau ou crochet de raccordement I d vers la verticale du point de dépose, ce qui a pour effets avantageux de limiter radicalement les oscillations du bloc dans le plan XoZ. De plus, cette manœuvre est beaucoup plus rapide que de redresser la flèche I b de la grue en agis sant sur les câbles I c, pour venir positionner son extrémité à la verticale dudit point de dépose.
Dans une version préférée de l'invention représentée sur la vue en plan de la figure 5, on dispose deux câbles de traction 9a-9b reliés à deux treuils de traction 1 Oa- I Ob, les deux treuils de traction étant avantageusement solidaires d'une poutre 17, elle-même solidaire de la structure porteuse de la flèche I b, donc de la tourelle de la grue. En agis sant sur les longueurs respectives Q1 - ρ2 des câbles de traction 9a-9b, on positionne avec précision, de manière bipolaire, l'anneau ou crochet de raccordement I d dans le plan formé par les deux droites que constituent lesdits câbles 9a-9b, lesdites droites se coupant au point C au niveau de l'anneau I d. Ainsi, lorsque l'anneau ou crochet de raccordement I d se trouve ramené vers la tourelle de la grue par réduction de la longueur desdits câbles, comme détaillé sur la figure 4, les deux câbles 9a-9b sont fortement tendus et, si les longueurs Q1 = Q2, l'anneau ou crochet de raccordement se trouve exactement dans l'axe de la flèche de grue. Le triangle ABC formé par l'extrémité du câble sortant du treuil 10a (A) , l'extrémité du câble sortant du treuil 10b (B) et le point C constituant l'anneau ou crochet de raccordement I d est alors isocèle et ledit anneau est alors stabilisé dans sa position évitant ainsi tout balancement latéral par rapport à l'axe de la grue, dans la direction de l'axe Y. Cet effet stabilisateur étant d'autant plus important que l'inclinaison β du câble de grue l a par rapport à la verticale est importante, car la décomposition des forces au niveau de l'anneau ou crochet de raccordement I d (point C) crée une tension horizontale dans les câbles de traction 9a-9b, proportionnelle à ladite inclinaison β.
En réduisant la longueur de l'un des câbles de traction par rapport à l'autre, tel que représenté sur la figure 5A, par exemple le câble de traction 9a, le point C du triangle, donc l'anneau ou crochet de raccordement I d, se déplace vers le haut de la figure en décrivant un arc de cercle 12 centré en A. Ainsi, en j ouant sur les longueurs des câbles 9a-9b, on positionne avantageusement avec précision l'anneau ou crochet de raccordement en n'importe quel point de la surface 1 1 , tout en empêchant les mouvements de balancement dudit anneau dans les deux directions XX-YY.
Ainsi, en n'utilisant qu'un seul câble de traction 9 comme expliqué en référence à la figure 4, on supprime la quasi intégralité du balancement de l'anneau ou crochet de raccordement I d dans le plan XoZ uniquement, l'anneau ou crochet de raccordement I d restant libre de se balancer dans le plan perpendiculaire YoZ, alors qu'avec deux câbles de traction 9a-9b comme expliqué en référence à la figure 5, on supprime la quasi intégralité du balancement dans les plans XoZ et YoZ, l'anneau restant alors stable. Et, en jouant sur les différences de longueurs Q1 -Q2 desdits câbles de traction 9a-9b, on déplace avec précision ledit anneau ou crochet de raccordement I d sur une surface 1 1 de plusieurs m2, en toutes directions autour de la position initiale, permettant ainsi un positionnement extrêmement précis et stable dudit blocs dans l'espace.
Des dispositifs compacts sont disponibles dans le commerce, comprenant une centrale inertielle munie de gyroscope et d'accéléromètre pour la mesure de mouvements, de l'orientation et de la position d'un obj et auquel il est solidarisé. On pourra notamment utiliser un dispositif commercialisé par la société XSens Technologies B . V. (the Netherlands) . Ces dispositifs comportent en général un support métallique sur lequel est fixée la centrale inertielle proprement dite. C'est ce support qui sera fixé audit lien.
Le fonctionnement d'une centrale inertielle est connu de l'homme de l'art, mais son fonctionnement dans le cadre de l'invention est très particulier. En effet, dans la phase finale de l'approche, juste avant la dépose du bloc sur l'ouvrage, le bloc vient heurter en général les blocs adj acents avant de se mettre ensuite dans sa position définitive. Ces chocs induisent des variations brutales de vitesse, donc des accélérations importantes, qui perturbent la centrale inertielle, laquelle n'est alors plus capable de fournir un positionnement calculé précis et fiable, ce qui crée un décalage inacceptable le la position calculée du bloc par rapport à sa position réelle.
Pour palier cet inconvénient, un filtre de Kalman, connu de l'homme de l'art, est utilisé de manière particulière pour éliminer ces perturbations. Le filtre de Kalman est un estimateur récursif. Cela signifie que pour estimer l'état courant d'un système, seuls l'état précédent et les mesures actuelles sont néces saires pour estimer la position future avec une précision optimale. Ainsi, en cas de choc latéral comme expliqué sur la figure 6A, l'accélération, angulaire ou longitudinale, présente une série de pics 15 durant un laps de temp s δt. Pendant cette durée δt, le bloc n'a quasiment pas bougé, mais le calcul mathématique consistant à la double intégration des accélérations sur chacun des axes sur cette période δt, conduit en général à des mouvements calculés aberrants, car non effectués dans la réalité. A cet effet, le filtre de Kalman, détecte ces accélérations parasites par simple analyse en temp s réel de l'étape précédente du mouvement, le filtre les isole en écrêtant 16a- 16b lesdites accélérations, et ainsi ne les prend pas en compte dans le calcul mathématique de la position instantanée. Dans certaines configurations, le filtre de Kalman est capable, en analysant les étapes antérieures, de prédire les mouvements durant cette courte période δt et de substituer ainsi à ces accélérations parasites, l'évolution probable du système, comme représenté sur la figure 6B, conduisant ainsi à une meilleure fiabilité dans le calcul de la position instantanée.
Dans une version préférée de l'invention, seules les accélérations angulaires sont utilisées dans le calcul de la position exacte du bloc, les pics d'accélérations longitudinales sont observés pour signaler au grutier les chocs des blocs avec les blocs adj acents ou ceux de la couche inférieure, mais les accélérations elles-mêmes ne sont pas directement prises en compte dans le calcul de la position. Ainsi, pour déterminer la position du bloc en temp s réel, on mesure, par exemple à l'aide d'un théodolite automatique représenté sur la figure 4 sous la même forme 7a-7b que le dispositif de transmission de données, la position X-Y-Z en temp s réel de la centrale inertielle 6, puis connaissant l'évolution en temp s réel des accélérations angulaires φi -φ2-φ3 de ladite centrale, on en déduit la direction du lien 8, et connaissant la distance du centre de gravité du bloc à ladite centrale inertielle qui est une longueur constante L, on calcule la position exacte du centre de gravité du bloc.
Dans une version préférée de l'invention, la centrale inertielle est munie d'un système de positionnement par satellite de type DGPS. Ce système, connu de l'homme de l'art, est un système différentiel, c'est-à-dire qu'une balise est installée sur la centrale inertielle et une seconde balise est installée à terre en un point fixe. Ainsi, en combinant de manière synchrone les signaux des deux récepteurs, le positionnement du mobile est réalisé, non pas dans l'absolu par rapport au satellite, mais en relatif par rapport au récepteur fixe, améliorant ainsi radicalement la précision du positionnement.
Sur la figure 7, on a représenté un premier mode de fonctionnement global du système de positionnement, dans lequel les 6 paramètres principaux à l'état brut (accélérations longitudinales Xc-Yc-Zc et accélérations angulaires φ l -φ2-φ3) sont transmis depuis la centrale inertielle 6 vers l'ordinateur, situé de préférence dans la cabine 13 du grutier. Les données sont alors traitées au sein de l'ordinateur 20 par le filtre de Kalman 20a et la position 21 du bloc 4 est établie sur la base de tout ou partie de ces 6 paramètres filtrés. L'exploitation des données relatives aux accélérations aberrantes, correspondant aux chocs du bloc avec les blocs adjacents est réalisée en 20b et est affiché en 22, de préférence directement dans la cabine du grutier, avantageusement sous la forme 22a : choc vertical d'amplitude " 3" , sous la forme 22b : choc latéral droit (amplitude "0") et, sous la forme 22b : choc latéral gauche (amplitude "0") . Ainsi, le grutier connaissant le type de choc ainsi que son amplitude, est capable de juger le type de contact entre le bloc en cours d'installation et l'ouvrage déj à réalisé, et ainsi de déterminer en l'absence de tout contact visuel, ou de toute information en provenance de plongeurs, de l'adéquation de la position du bloc par rapport au plan de pose, donc de son installation correcte.
Sur la même figure 7, on a représenté un second mode préféré de fonctionnement global du système de positionnement, dans lequel les 6 paramètres principaux à l'état brut (accélérations longitudinales Xc-Yc-Zc et accélérations angulaires φl -φ2-φ3) sont transmis depuis la centrale inertielle 6 vers l'ordinateur situé de préférence dans la cabine du grutier. Seules les données d'accélérations angulaires φ l -φ2-φ3 alors traitées au sein de l'ordinateur 20 par le filtre de Kalman 20a, la position dans l'espace de ladite centrale inertielle 6 étant fournie par un moyen de mesure à distance 7a-7b, tel un théodolite automatique, un système de visée laser ou un positionnement satellite de type DGPS, ce qui permet de calculer de manière très précise la position 21 du bloc 4 en ne considérant pas les valeurs des accélérations longitudinales Xc-Yc-Zc. L'exploitation des données relatives aux accélérations aberrantes est réalisée de la même manière qu'expliqué précédemment, ce qui permet au grutier de disposer en temp s réel d'informations précises sur les divers chocs entre le bloc en cours d'installation et l'ouvrage déj à réalisé, juste avant la dépose finale.
Dans une version préférée de l'invention représentée sur les figures
8A-8B, le lien 8a est constitué d'une barre, de préférence rectiligne, résistant à la torsion, et rigidement solidaire de l'outil de préhension, de telle manière que l'orientation de la centrale inertielle solidaire du lien 8a ait la même orientation selon l'axe Zc que le bloc 4. Ledit lien 8a est relié à l'anneau de raccordement I d par l'intermédiaire d'un palier motorisé 30, électrique, hydraulique ou pneumatique, alimenté en énergie par des moyens non représentés, jouant le rôle de tourillon lorsque le moteur est débrayé. Un bras rigide faisant fonction de bras de réaction 32, est solidaire à une extrémité de la partie supérieure fixe 30a du palier motorisé 30, et à l'autre extrémité, il est relié à un câble de traction 9b sous tension. La partie inférieure mobile 30b en rotation relative par rapport à ladite partie supérieure fixe, selon l'axe Zc du palier motorisé, est reliée rigidement à l'extrémité supérieure dudit lien 8a. Ainsi, en actionnant la motorisation dans un sens ou dans l'autre, la partie inférieure mobile 30b du palier motorisé entraîne la centrale inertielle 6 ainsi que le bloc 4, les déplacements angulaires étant sensiblement identiques en raison de la rigidité de torsion selon l'axe Z1Z1 dudit lien 8a. Le bras de réaction contrebalance les effets de la torsion au niveau de la partie supérieure fixe 30a du palier motorisé. En effet, comme représenté sur la figure 8B, un couple de torsion M appliqué sur la partie supérieure fixe 30a du palier motorisé, induit une rotation 32a du bras de réaction 32. Et, du fait que le bras de réaction et le câble de traction 9b sont sous une tension importante en raison de l'angle β du câble de levage l a avec la verticale, une force de rappel F proportionnelle à l'écart, ramène ledit bras 32 dans l'alignement du câble de traction 9b. Ainsi, peu avant de déposer le bloc 4 en position finale, la position instantanée dudit bloc étant connue grâce à la centrale inertielle, le grutier peut ajuster avec précision son orientation de quelques degrés de rotation selon l'axe Zc, en agissant simplement sur la motorisation 30, dans un sens ou dans l'autre. Le mouvement angulaire étant enregistré par la centrale inertielle, est alors immédiatement disponible pour aider le grutier dans cette phase finale de l'installation.
Sur les figures 8A-8B, on a représenté le dispositif selon l'invention avec deux câbles de traction 9a-9b, seul le câble de traction 9b est connecté au bras de réaction, le câble 9a étant connecté directement, soit à l'anneau ou crochet I d, soit au niveau de la partie supérieure 30a de la motorisation, à proximité immédiate de son axe de rotation. Dans le cas de l'utilisation d'un seul câble de traction 9, comme représenté sur la figure 4, le bras de réaction 32 est connecté directement à ce dit câble.
Dans une version simplifiée de l'invention, non représentée, la motorisation est supprimée, et le lien 8a présentant une rigidité en torsion selon l'axe Zc, est d'une part suspendu à l'anneau ou crochet I d, et d'autre part relié rigidement au bras de réaction 32. Il convient alors dans ce cas, lors du saisis sage du bloc sur son aire de stockage, comme décrit précédemment en référence à la figure 5, que la position de l'outil de préhension soit pré-ajustée de telle manière qu'une fois la grue en position dans la zone de dépose, le bloc ait la bonne orientation, car le grutier n'a alors plus les moyens de faire varier ce positionnement angulaire selon l'axe vertical Zc.
Sur la figure 8C, on a représenté un mode de réalisation avantageux du lien 8 présentant une rigidité de torsion, lequel se présente sous la forme d'une chaîne 8b. En effet, en l'absence de tension dans la chaîne, il est pos sible de faire tourner celle-ci sur son axe Z1Z1 avec peu d'efforts, mais dès que l'on applique une tension importante, chacun des maillons étant relié perpendiculairement au suivant et le diamètre du fil de chacun des anneaux étant légèrement inférieur au diamètre interne libre de l'anneau adjacent, la chaîne aura naturellement tendance à se repositionner en configuration de torsion nulle, donc perpendiculairement au maillon adj acent, comme détaillé sur la figure 8C. Sur la figure 8C, la centrale inertielle 6 est solidaire de la partie inférieure mobile en rotation 30b du palier motorisé.
Le lien 8, 8a-8b à rigidité de torsion selon l'axe Z1 Z1 peut être obtenu à partir d'un simple tube en acier, ou encore d'un profilé en matériau composite, qui présente une bonne rigidité de torsion, tout en gardant une grande souplesse en flexion dans les plans XoZ et YoZ, ce qui permet avantageusement de réaliser un premier filtrage mécanique des chocs sur les blocs, évitant ainsi de répercuter directement à la centrale inertielle la totalité des accélérations parasites dues aux chocs.
Dans une version préférée représentée sur la figure 8D le lien 8 est constitué par un double palonnier 8c constitué :
• d'une poutre supérieure 80 perpendiculaire à l'axe longitudinal
Z1 du double palonnier, correspondant à l'axe Zc du palier motorisé lorsqu'un objet lui est suspendu, et solidaire en son milieu de la partie inférieure mobile 30b du palier motorisé, et
• d'une poutre inférieure 81 solidaire en son milieu au dit dispositif de préhension 5 des blocs 4 qui lui est fixé en sous- face rigidement, et
• de deux chaines identiques 82a-82b de longueurs égales reliant respectivement les extrémités latérales desdites poutres, les deux chaînes 82a-82b étant disposées symétriquement par rapport à l'axe Z l dudit lien correspondant à l'axe de rotation
Zc dudit palier motorisé.
Sous l'effet du poids propre de l'ensemble poutres - chaînes, le double palonnier 8c forme un trapèze et reste dans un même plan vertical lorsqu'un bloc 4 est suspendu à l'extrémité inférieure du double palonnier 8c.
Lorsque l'on actionne le palier motorisé, les deux poutres 80-81 ne sont alors plus exactement dans le même plan vertical, et la charge a légèrement tendance à se soulever. Mais, le poids de l'ensemble tend à remettre la poutre inférieure 81 dans le même plan que celui de la poutre supérieure 80, ce qui correspond à l'état d'équilibre du système. Cette disposition est plus avantageuse que celle de la figure 8C, car sa rigidité en torsion est beaucoup plus importante. De même, elle est plus avantageuse que celle de la figure 8A, car elle impose une distance maximale entre les poutres supérieure et inférieure, mais pas de distance minimale, alors qu'un lien de type tube ou profilé rigide 8a impose une distance fixe entre le palier motorisé et le dispositif de préhension de la charge.
Cette distance fixe du lien rigide 8a implique un plus grand encombrement au stockage, une manipulation moins aisée pour la mise en place et la manipulation du lien.
Les risques d'endommagement du lien 8c au stockage et en manipulation sont donc réduits par rapport à un lien rigide 8a.
Le double palonnier a été décrit comme étant relié en leur milieu d'une part à la partie mobile du palier motorisé, et d'autre part au dispositif de préhension, mais on reste dans l'esprit de l'invention si le point de solidarisation se trouve excentré dans une même proportion et dans la même direction, pour chacun des palonniers. Cette variante ne constitue pas la version préférée de l'invention, car elle présente des performances inférieures pour une même masse de structure, c'est-à-dire de poutres et de chaînes.
On reste dans l'esprit de l'invention si le câble de levage est continu jusqu'au dispositif de préhension 5, le crochet ou l'anneau étant alors remplacé par un serre-câble mécanique venant enserrer ledit câble de levage en un point fixe sur lequel est connecté l'extrémité du ou des câbles de traction, la partie au dessus du serre-câble jouant alors le rôle de câble de levage l a et la partie située en dessous dudit serre-câble jouant le rôle du lien 8.
Dans un mode de réalisation simplifié, le dispositif de mesure de position et orientation 6 dudit objet ou bloc 4 est constitué par : - un dispositif de type GPS O1 ou de préférence de type DGPS comme décrit précédemment, solidaire de la partie supérieure 30a du palier motorisé 30 et permettant de déduire la position du centre de gravité du bloc 4 lorsque celui-ci est disposé à l'extrémité inférieure du lien tendu 8 disposé verticalement dont la longueur est connue, et un dispositif de détermination de l'orientation 62 solidaire de la partie inférieure mobile 30b du palier motorisé de laquelle il est solidaire, ce dispositif de détermination d'orientation consistant de préférence en un compas magnétique indiquant l'azimut par rapport au Nord magnétique, fixé sur la poutre supérieure d'un double palonnier 8c.
Du fait de la synchronisation des rotations dudit lien 8 et dudit bloc 4, la détermination de l'orientation, c'est-à-dire ici de l'azimut par rapport à la partie fixe 30a ou de préférence partie inférieure mobile 30b du palier motorisé à laquelle est fixé le compas magnétique, permet d'en déduire l'orientation dudit bloc 4 suspendu au dit lien tendu à la verticale 8 et permet donc de commander la rotation du palier motorisé 30 de façon à placer le bloc 4 dans l'orientation voulue avant d'en effectuer sa dépose sur l'as semblage de blocs déjà déposés.
Lorsque le palier motorisé 30 est équipé d'un codeur angulaire capable d'indiquer précisément l'orientation angulaire de la partie inférieure mobile 30b du palier motorisé par rapport à sa partie supérieure fixe 30a, on installe avantageusement le compas magnétique sur la partie fixe supérieure du palier motorisé. En effet, connais sant l'orientation par rapport au Nord magnétique de la partie supérieure fixe 30a du palier motorisé, et connais sant l'orientation de la partie inférieure mobile par rapport à la partie supérieure fixe du palier motorisé à l'aide du codeur angulaire, on peut en déduire l'orientation dudit bloc suspendu au dit lien tendu 8 en raison de la rigidité en torsion dudit lien 8a-8b-8c.
Sur la figure 8D, on a représenté un DGPS O1 installé sur la partie supérieure fixe 30a du palier motorisé et un compas magnétique 62 solidaire de la partie mobile du palier motorisé, fixé à l'extrémité de la poutre supérieure 80.
Mais, dans la mesure où un codeur angulaire permet de connaître l'orientation de la partie inférieure mobile 30b du palier motorisé, par rapport à sa partie supérieure fixe, on installera avantageusement le compas magnétique 62 à proximité du DGPS O1, c'est-à-dire sur la partie supérieure fixe dudit palier motorisé.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de levage et déplacement d'un objet (4) comprenant une grue (1), ladite grue comprenant une flèche (I b) équipée d'un premier câble, dit câble de levage (l a), comprenant, de préférence, à son extrémité un lien (8, 8a-8b-8c) apte à supporter à son extrémité inférieure un dit objet qui lui est suspendu par l'intermédiaire d'un dispositif de préhension (5,5a-5b), dans lequel ledit câble de levage (l a), suspendu à l'extrémité de ladite flèche (Ib), est couplé à au moins un deuxième câble, dit câble de traction (9, 9a-9b), dont une extrémité est reliée à au moins un treuil de traction (10, 1 Oa-I Ob), de préférence solidaire d'une plate-forme support (14) de ladite flèche, l'autre extrémité du câble de traction (9) étant solidaire du câble de levage en suspension, de préférence au niveau d'un crochet ou anneau de raccordement (I d) à l'extrémité inférieure dudit câble de levage, de telle sorte que la réduction de longueur d'au moins un dit câble de traction, par actionnement d'au moins un dit treuil de traction, permette : a- d'incliner (β) ledit câble de levage (l a) par rapport à la verticale (ZZ) et de déplacer en translation ledit objet (4), dans un plan vertical passant par un dit câble de traction et ledit câble de levage, de préférence, un plan vertical passant par l'axe de ladite flèche (XlX'l), et/ou b- de déplacer ledit objet latéralement par rapport à un plan vertical passant par l'axe (XlX'l) de ladite flèche, dans un plan passant par deux câbles de traction (9a, 9b), les deux câbles de traction coopérant avec deux treuils de traction (1 Oa- I Ob) disposés de part et d'autre de ladite flèche, caractérisé en ce qu'il comprend : un palier motorisé (30) comprenant une partie supérieure fixe (30a) et une partie inférieure (30b) mobile en rotation motorisée relative par rapport à ladite partie fixe supérieure, ladite partie supérieure fixe (30a) dudit palier motorisé (30) étant solidaire d'un dit anneau ou crochet de raccordement (Id) à l'extrémité inférieure dudit câble de levage, et ledit lien étant relié à son extrémité supérieure à ladite partie mobile inférieure (30b) dudit palier motorisé, ledit palier motorisé (30) permettant ainsi de commander la rotation motorisée dudit lien et dudit obj et en rotation sur lui-même lorsque ladite partie inférieure mobile (30b) est actionnée en rotation motorisée, ledit palier motorisé (30) jouant le rôle de tourillon lorsque sa partie inférieure mobile en rotation (30b) est débrayée, et
ledit palier motorisé (30) coopérant avec un bras rigide, dit bras de réaction (32), qui permet de reprendre les efforts de torsion générés par ledit palier motorisé en rotation, au niveau de la partie supérieure (30a) dudit palier motorisé solidaire dudit anneau ou crochet de raccordement, ledit bras de réaction (32) étant intercalé entre l'extrémité d'un dit câble de traction (9a, 9b) et la partie supérieure fixe (30a) dudit palier motorisé de laquelle il est solidaire.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit palier motorisé (30) est équipé de disρositif(s) de détermination de position et d'orientation (6,O1 -O2) par rapport à un repère fixe (XYZ) de l'espace, aρte(s) à indiquer les position et orientation dudit obj et suspendu au dit lien dans ledit repère fixe (XYZ) par déduction des position et orientation dudit palier motorisé, et de préférence un ordinateur auquel le(s)dit(s) disρositif(s) de détermination de position et orientation est(sont) relié(s) permettant de visualiser sur un écran les mouvements dudit obj et dans l'espace.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit lien (8, 8a-8b) présente une rigidité à la torsion supérieure à celle dudit câble de levage (l a) , ledit lien étant de préférence constitué d'au moins une chaîne métallique (8b, 8c) ou d'un tube ou profilé (8a) en acier ou matériau composite, ledit tube ou profilé (8a) présentant une rigidité à la torsion et de la souplesse en flexion par rapport à sa direction longitudinale, et - le dispositif de préhension (5,5a-5b) est solidaire de l'extrémité inférieure du lien (8, 8a-8b-8c) et apte à coopérer avec un dit objet, de telle sorte que :
- le centre de gravité dudit objet reste dans l'alignement vertical (ZZ) dudit lien en cours de levage et déplacement, et
- les mouvements dudit objet et dudit lien en rotation par rapport à l'axe dudit lien (Z1Z1) sont répercutés l'un à l'autre.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit lien est constitué d'un double palonnier (8c) comprenant deux poutres transversales supérieure (80) et inférieure (81), ladite poutre supérieure (80) étant solidaire, de préférence en son milieu de ladite partie inférieure mobile (30b) du palier motorisé, et ladite poutre inférieure (81) étant solidaire, de préférence en son milieu dudit dispositif de préhension (5,5a- 5b) dudit objet suspendu, lesdites poutres supérieure (80) et inférieure (81) étant reliées l'une à l'autre par deux chaînes de longueurs identiques (82a, 82b) disposées, de préférence symétriquement par rapport à l'axe longitudinal (Z1Z1) dudit lien, de préférence lesdites chaînes (82a, 82b) étant fixées à leurs extrémités supérieure et inférieure au niveau des extrémités latérales desdites poutres supérieure et inférieure.
5. Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un unique câble de traction (9) dont ledit treuil de traction (10) est disposé sensiblement dans l'axe (XlX'l) de ladite flèche, de sorte que la réduction de longueur dudit câble de traction, par actionnement dudit treuil de traction permette d'incliner ledit câble de levage par rapport à la verticale ZZ et de déplacer en translation ledit objet, dans un plan vertical passant par ledit câble de traction et ledit câble de levage, de préférence, un plan vertical passant par l'axe de ladite flèche (XlX'l), c'est-à-dire lorsque ledit câble de traction est situé dans le même plan vertical que l'axe de ladite flèche (XlX'l) .
6. Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux câbles de traction (9a, 9b) reliés, respectivement, à deux treuils de traction (10a, 10b), une extrémité de chacun câble de traction étant reliée à un dit treuil de traction (10a, 10b), de préférence solidaire d'un support (14) de ladite flèche, l'autre extrémité de chacun des deux câbles de traction étant solidaire dudit câble de levage (l a), de préférence à son extrémité inférieure au niveau du même dit anneau ou crochet de raccordement (Id), les deux treuils de traction étant disposés de part et d'autre de ladite flèche, de préférence symétriquement, de sorte qu'une réduction de longueur (ρl , ρ2) de l'un au moins des deux dits câbles de traction (9a, 9b) permet de déplacer ledit objet latéralement par rapport à un plan vertical passant par l'axe (XlX'l) de ladite flèche, dans un plan passant par les deux câbles de traction (9a, 9b), de préférence une réduction de longueur différente pour les deux câbles de traction disposés symétriquement par rapport à un plan vertical passant par l'axe de ladite flèche.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux dits treuils de traction (10a, 10b) sont disposés aux deux extrémités d'une poutre transversale (17) solidaire d'une plate-forme (14) supportant ladite flèche.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit dispositif de détermination des position et orientation (6,O1-O2) est constitué par : un dispositif de type GPS (O1) solidaire dudit palier motorisé (30) permettant de déduire la position du centre de gravité dudit objet (4) lorsque celui-ci est disposé à l'extrémité inférieure dudit lien (8) de longueur connue tendu à la verticale, et un dispositif de détermination d'orientation (62) solidaire de ladite partie supérieure fixe (30a) du palier motorisé ou de préférence de ladite partie inférieure mobile (30b) du palier motorisé en l'absence de codeur angulaire indiquant l'angle de rotation de ladite partie inférieure mobile par rapport à ladite partie supérieure fixe, ledit dispositif de détermination d'orientation consistant en un compas magnétique indiquant l'azimut par rapport au Nord magnétique.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dit lien (8, 8a- 8b) est équipé d'une centrale inertielle (6) , ladite centrale inertielle étant fixée sur ledit lien (8, 8a-8b), de préférence de telle sorte que l'axe dudit lien, lorsqu'il est tendu par un dit obj et suspendu, soit confondu avec un des axes (7c) du repère (Xc, Yc, Zc) lié à la centrale inertielle, ladite centrale inertielle (6) étant reliée à un ordinateur (20) , de préférence situé dans la cabine (13) du grutier, auquel sont transmises les données enregistrées en temp s réel d'accélérations longitudinales de ladite centrale inertielle dans les trois direction d'un repère mobile (Xc, Yc, Zc) et accélérations en rotation (φ l , φ2, φ3) de ladite centrale inertielle par rapport aux mêmes axes du repère mobile (Xc, Yc, Zc) lié à ladite centrale inertielle, l'ordinateur étant apte à indiquer les positions et orientation dudit obj et suspendu audit lien dans un repère fixe (X, Y, Z) de l'espace déduites des position et orientation de la centrale inertielle, et, de préférence, l'ordinateur étant capable de visualiser sur un écran des mouvements dudit objet dans l'espace.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite centrale inertielle (6) est couplée à un filtre de Kalman (20a) qui permet d'écrêter (16a- 1 6b) les amplitudes d'accélérations enregistrées par la centrale inertielle, en cas d'amplitude d'accélération importante de la centrale inertielle causée par un choc sur ledit objet, et de substituer à ces amplitudes d'accélérations ainsi écrêtées les valeurs probables d'évolution des paramètres de position de ladite centrale inertielle, et, de préférence, ledit filtre de Kalman permettant en outre d'identifier l'emplacement dudit choc et, de préférence encore, visualiser sur l'écran la position de l'obj et lors du choc et/ou d'un autre dit obj et déj à posé avec lequel ledit obj et en cours de pose est rentré en collision.
1 1. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que ladite centrale inertielle (6) est combinée à un dispositif de mesure directe de la position de ladite centrale inertielle dans ledit repère fixe (φ l , ψ2, φ3) , ladite mesure comprenant l'étude du trajet d'une onde émise par ledit dispositif de mesure, tel qu'un dispositif de visée laser, un théodolite automatique ou, de préférence, un GPS différentiel.
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite centrale inertielle (6) est solidaire dudit lien (8, 8a-8b) à proximité dudit anneau ou crochet de raccordement (I d) entre lesdits câbles de levage et ledit lien, le cas échéant dessous un dit tourillon (29) relié à l'extrémité dudit lien et coopérant avec un dit crochet ou anneau de raccordement (I d) .
13. Procédé de déplacement et de levage d'un obj et à l'aide d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que l'on stabilise et/ou on ajuste le positionnement dudit objet suspendu audit câble de levage, en actionnant au moins un dit treuil de traction, en :
a- inclinant (β) ledit câble de levage (l a) par rapport à la verticale (ZZ) et déplaçant en translation ledit obj et (4) , dans un plan vertical passant par un dit câble de traction et ledit câble de levage, de préférence, un plan vertical passant par l'axe de ladite flèche (XlX' l) , et/ou
b- déplaçant ledit objet latéralement par rapport à un plan vertical passant par l'axe (Xl X' l) de ladite flèche, dans un plan passant par deux câbles de traction (9a, 9b) , les deux câbles de traction coopérant avec desdits treuils de traction disposés de part et d'autre de ladite flèche.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'on met en œuvre un dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, et on actionne en rotation ledit palier motorisé (30) de façon à orienter l'obj et, par rotation sur lui-même, en phase finale de dépose.
15. Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que l'on met en œuvre un dispositif selon l'une des revendications 2 à 12 et on déplace ledit obj et en vue de le poser à un emplacement déterminé, en fonction de sa position et de son orientation angulaire par rapport aux trois dimensions de l'espace dans un repère fixe (X, Y, Z) déduites en fonction des indications de position et orientation fournies par ledit dispositif de détermination de position et orientation (6) et, de préférence, en fonction de la visualisation de ses mouvements, tels que calculés par ledit ordinateur.
16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 1 5, caractérisé en ce que ledit objet est un bloc de béton et on réalise, par levage, déplacement et pose de blocs, un as semblage de blocs dans une position voulue pour la réalisation d'une digue de protection de rivage ou digue portuaire reposant sur le fond de la mer.
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