EP4688640A1 - Procédé et dispositif de détermination de charge pour plate-forme de travail de nacelle élévatrice - Google Patents

Procédé et dispositif de détermination de charge pour plate-forme de travail de nacelle élévatrice

Info

Publication number
EP4688640A1
EP4688640A1 EP24723406.5A EP24723406A EP4688640A1 EP 4688640 A1 EP4688640 A1 EP 4688640A1 EP 24723406 A EP24723406 A EP 24723406A EP 4688640 A1 EP4688640 A1 EP 4688640A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
work platform
load
mast
side part
platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24723406.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Arnaud COLASSE
Nicolas SALAGNAD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haulotte Group SA
Original Assignee
Haulotte Group SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haulotte Group SA filed Critical Haulotte Group SA
Publication of EP4688640A1 publication Critical patent/EP4688640A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F17/00—Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force
    • B66F17/006—Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force for working platforms

Definitions

  • the present invention relates to the field of mobile elevating work platforms (also referred to by the acronym PEMP, or in English by mobile elevating work platforms and its abbreviation MEWP) also commonly called aerial work platforms (or in English by aerial work platforms or its abbreviation A WP).
  • the invention relates to a method and a device for determining a load for determining a load placed on a work platform of an elevating work platform, which work platform is mounted at the upper end of a mast used to move the work platform in height, the load determining device being intended to be mounted in interposition between the upper end of the mast and the work platform.
  • the method and the device for determining the load according to the invention are applicable to elevating work platforms of any type since the lifting mechanism of the work platform comprises a mast at the upper end of which the work platform is mounted. They apply in particular to self-propelled lifting platforms, but also to towed or truck-mounted lifting platforms.
  • the invention also relates to a lifting platform comprising a load determination device according to the invention.
  • Aerial work platforms are machines designed to allow one or more people to work at height. To do this, they include a work platform designed to accommodate people as well as equipment or tools. The work platform is supported by a lifting structure that allows it to be raised from a lowered position on the chassis of the aerial work platform to the desired working position at height.
  • lifting platforms whose lifting structure comprises a telescopic mast which supports the work platform at its upper end.
  • the telescopic mast is often arranged on a turret pivotally mounted on the chassis, which allows the orientation of the telescopic mast - and therefore of the work platform - to be changed in relation to the chassis.
  • the chassis is generally equipped with wheels or tracks to move the lifting platform on the ground. It is most often motorized to allow autonomous movement of the lifting platform on the ground.
  • the work platform is usually equipped with a control station allowing an operator on board the work platform to cause it to move to reach the desired working position at height.
  • Each model of lifting platform is designed to support a maximum load that must not be exceeded in order to avoid the risk of accidents, for example to prevent the lifting platform from tipping over. It is therefore desirable to equip the lifting platform with a device for determining the load on board the work platform in order to restrict or prevent the lifting of the work platform or the movement of the lifting platform on the ground depending on the size of the load.
  • Contemporary regulatory developments also make the presence of such a load determination device mandatory for certain lifting platforms and require a certain degree of precision in the measurement carried out.
  • EP 1 382 562 A1 thus proposes a load determining device comprising a test body mounted on one side to the mast and on a side opposite the working platform, the test body being provided with one or more strain gauges used to determine the weight of the working platform.
  • the test body is designed in such a way that the strain gauge(s) only “see” the weight of the working platform and not the forces due to the moment resulting from the cantilever mounting of the working platform relative to the upper end of the mast, as well as those due to the torsional moment resulting from an off-center placement of the load on board the working platform.
  • a disadvantage of this device lies in the complexity of producing the test body, which makes it expensive, and in its significant weight, which increases the overall load supported by the mast.
  • At least one upper part and at least one lower part are each pivotally mounted by one end to a part on the mast side and by an opposite end to a part on the work platform side so as to form an articulated parallelogram allowing vertical movement of the work platform relative to the mast.
  • This first subassembly serves to transfer to the mast the forces due to the moment resulting from the cantilever mounting of the work platform at the upper end of the mast.
  • a second subassembly also connecting the part on the work platform side to the part on the mast side is provided specifically to transfer the weight of the work platform to the mast and serves to determine a load on the work platform.
  • the second subassembly is implemented in various ways.
  • it comprises an elastic element by means of from which the weight of the working platform is transferred to the mast and a position switch is provided to detect an overload of the working platform due to excessive downward movement of the working platform relative to the mast.
  • a disadvantage of these implementations is that they do not allow the load on the working platform to be measured, although this may be desirable. For example, it is not possible in this case to vary a limiting extension envelope in the space in which the working platform is allowed to move relative to the chassis of the aerial work platform as a function of the load on the working platform.
  • the second subassembly comprises a force sensor in the form of a bar provided with strain gauges.
  • the weight of the working platform is transferred to the mast via the force sensor, which makes it possible to measure the load on the working platform. More precisely, the force sensor is fixed to a part on the mast side while a load element is fixed to the working platform.
  • the load element rests with a spherical head directly on the force sensor or on the head of a screw which is screwed into a thread of the force sensor.
  • a disadvantage of this solution is that it does not make it possible to measure vertical forces exerted on the working platform upwards, for example when it comes to rest on an obstacle, if they are such that the load element moves away from the load measuring cell. Furthermore, unloading the load measuring cell in this way may cause the latter to lose its calibration, or even deteriorate due to impacts of the load element on the load measuring cell, despite the presence of a stop intended to limit the upward movement of the work platform relative to the mast.
  • the second subassembly is made in the form of a connecting rod pivotally mounted on two of the pivot axes of the articulated parallelogram formed by the first subassembly, the connecting rod extending along a diagonal of the articulated parallelogram between the work platform and the mast.
  • a unidirectional pressure sensor is arranged on the connecting rod to determine the load on the work platform.
  • the pressure sensor is unidirectional, which does not make it possible to determine the intensity of the vertical forces oriented upwards which are applied to the work platform if the latter comes to rest on an obstacle external to the lifting platform.
  • Another disadvantage is linked to the fact that the first subassembly in the form of an articulated parallelogram is likely to deform despite its rigidity, in particular under the effect of the torsional moment resulting from a load placed towards a lateral side of the working platform relative to the upper end of the mast. Parasitic forces are then applied to the second subassembly, which degrades the accuracy of the determination of the load of the working platform by the pressure sensor.
  • the second subassembly comprises a connecting rod pivotally mounted at one end to the upper part of the first subassembly about a dedicated axis and by its other end to the lower part of the first subassembly about another dedicated axis.
  • One of the dedicated axes is an instrumented axis for determining the forces applied to it by the connecting rod.
  • parasitic forces can degrade the accuracy of the load determination due to a deformation of the first subassembly in the form of an articulated parallelogram under the effect of the torsional moment resulting from a load placed towards a lateral side of the work platform relative to the upper end of the mast.
  • a lack of parallelism of the pivot axes can also generate parasitic forces on the instrumented axis and therefore degrade the accuracy of the load determination of the work platform.
  • the second subassembly is reduced to an instrumented axis to determine the load. It connects the work platform to the mast by being mounted in a fixed bearing on the mast side and in another fixed bearing on the work platform side.
  • This approach is not realistic because it is hyperstatic and almost unmountable in practice.
  • the accuracy of the load measurement would be degraded by parasitic forces applied to the instrumented axis due to a possible deformation of the first subassembly in the form of an articulated parallelogram that can be caused by a torsional moment resulting from a load offset towards a lateral side of the work platform relative to the upper end of the mast.
  • the first subassembly in the form of an articulated parallelogram is replaced by a structure with two horizontal flexible plates spaced vertically apart and capable of bending downwards under the effect of a load placed on the work platform.
  • This structure further comprises a set of plates welded together and to the two flexible plates. It is designed to be very rigid in the horizontal plane and with respect to torsional moments.
  • a force sensor in the form of a bar provided with strain gauges is rigidly supported on the mast side by an end region. When a load is placed on the work platform, its weight is transferred to the mast via the two flexible plates.
  • the upper plate bends and presses on the opposite end region of the force sensor via a member load transfer coupled to the force sensor, which makes it possible to determine the load present on the work platform.
  • the force sensor supports almost all of the vertical load because it is much more rigid than the flexible plate structure. This approach also has several drawbacks. First, the two flexible plate structure is a particularly complex and expensive welded part for this reason. In addition, if it were to be damaged due to an impact, it must be replaced entirely. Then, this solution also does not make it possible to measure the vertical forces exerted on the work platform upwards.
  • the accuracy of the load measurement can be degraded by parasitic forces applied to the force sensor due to a deformation of the flexible plate structure despite its rigidity, this deformation being able to be due to the torsional moment resulting from a load shifted towards a lateral side of the work platform relative to the upper end of the mast.
  • US 6,585,079 B1 discloses load determination devices using flexible bars, some of which are combined with joints, and which have similar drawbacks to those already mentioned.
  • US 4,655,306 discloses other load determination devices which use a deformable structure, the production of which is complex and expensive, and which have the same type of drawbacks as those already mentioned.
  • the aim of the present invention is to provide a method and a device for determining load which at least partially overcomes the aforementioned drawbacks.
  • the invention aims to provide a load determination device which is simple, economical and precise.
  • the present invention provides a load determining device for determining a load on a work platform of a lifting platform, which work platform is mounted at an upper end of a mast of the lifting platform used to move the work platform in height, and the load determining device is mounted or intended to be mounted interposed between the upper end of the mast and the work platform.
  • the load determining device comprises: a mast-side part forming part of or intended to form part of the upper end of the mast or intended to mount the load determining device at the upper end of the mast, a work platform-side part forming part of or intended to form part of the work platform or intended to support the work platform, at least one upper connecting part and at least one lower connecting part, the upper connecting part being pivotally mounted, on the one hand, to the mast-side part about a first axis and, on the other hand, to the work platform side part about a second axis, the lower connecting part being pivotally mounted, on the one hand, to the mast side part about a third axis and, on the other hand, to the work platform side part about a fourth axis, the first, second, third and fourth axes being separate parallel axes allowing vertical movement of the work platform side part relative to the mast side part by pivoting the upper connecting part and the lower connecting part, a load transfer element coupling the work platform side part to the mast side part to transfer the load supported by the work
  • the mast Due to the interposition of the load determining device between the upper end of the mast and the working platform, the mast fully supports the working platform by means of the load determining device.
  • the upper connecting part(s) and the lower connecting part(s) transfer to the mast via the mast-side part the forces due to the moment resulting from the cantilever mounting of the working platform relative to the upper end of the mast. These forces are therefore not supported by the load transfer element.
  • the latter only serves to transfer the vertical load supported by the work platform-side part, in other words the weight of the work platform and the load placed on it.
  • the force transmitted by the load transfer element from the work platform-side part to the mast-side part is therefore representative of the weight of the loaded working platform.
  • the load present on the work platform can thus be determined from the measurement of this force made by the force sensor. This determination of the load can be carried out for example by on-board electronics of the lifting platform to which the force sensor is connected to provide it with the measurement signals.
  • the load transfer element couples the work platform side part to the mast side part makes it unnecessary to provide a stop to limit the upward movement of the work platform relative to the mast and avoids the risk of loss of calibration of the force sensor, or even its deterioration, in the event that a vertical upward force is applied to the work platform, for example if it comes to rest on an element external to the lifting platform while a lowering movement of the work platform is in progress.
  • this makes it possible to measure the intensity of such a vertical upward force, including if it is sufficient to cause a reversal of the direction of the force transmitted by the part on the mast side to the part on the work platform side.
  • the force sensor is designed to also carry out measurements of the force transmitted by the load transfer element in the opposite direction to the normal case where it transmits the weight of the work platform and of the heavy load placed on it, if any.
  • the load transfer element may be mounted directly to the work platform side part and the mast side part to couple them together, but it may also be mounted indirectly through other parts such as for example the upper connecting part and/or the lower connecting part.
  • the force sensor may be a separate component of the load transfer element or the load transfer element may serve as a test body for the force sensor which may be implemented for example in the form of one or more strain gauges arranged on the load transfer element.
  • the ball joint(s) make it possible to greatly limit, or even completely eliminate, the application of possible parasitic forces on the load transfer element due to the torsional moment resulting from a laterally offset placement of a load on the work platform relative to the upper end of the mast.
  • the ball joint(s) limit or eliminate the parasitic forces on the load transfer element due to the torsional moment having a horizontal vector direction perpendicular to the first, second, third and fourth axes, the horizontal referring to the case where the lifting platform is placed on horizontal ground.
  • the determination of the load on board the work platform from the force measurement carried out by the force sensor is therefore particularly precise.
  • the load transfer element is preferably a connecting rod, which facilitates a particularly simple and reliable implementation of the load determination device.
  • a connecting rod which facilitates a particularly simple and reliable implementation of the load determination device.
  • it can be other structures, for example a bar rigidly coupled at one end to the mast side part while the other end is coupled to the work platform side part via a ball joint.
  • the load determining device comprises one or more of the following features: the load transfer element is a connecting rod; two opposite ends of the connecting rod are each mounted to a respective element among the mast side part, the work platform side part, the upper connecting part and the lower connecting part; the force sensor comprises a test body in the form of a fifth axis on which the ball joint is mounted, the fifth axis being distinct from the first, second, third and fourth axes; the connecting rod is mounted by a first end on the ball joint; the ball joint is mounted in a sliding pivot connection on the fifth axis; the connecting rod is mounted by a second end opposite the first end by a pure pivot connection; the fifth axis and a second end of the connecting rod opposite the first end are each mounted on a respective one of the mast side part and the work platform side part; the second end is mounted on one of the first, second, third and fourth axes; the connecting rod is the test body of the force sensor or the force sensor is integrated into the connecting rod; the connecting rod
  • the invention provides a lifting platform, comprising a work platform, a mast having an upper end to which the work platform is mounted and used to move the work platform in height, and a load determining device according to the invention which is mounted interposed between the upper end of the mast and the work platform.
  • the invention also provides a lifting platform, comprising a work platform, a mast having an upper end to which the work platform is mounted and used to move the work platform in height, and a load determination device, which load determination device comprises: a mast-side part forming part of the upper end of the mast or by means of which the load determining device is mounted at the upper end of the mast, a work platform-side part forming part of the work platform or supporting the work platform, at least one upper connecting part and at least one lower connecting part, the upper connecting part being pivotally mounted, on the one hand, to the mast-side part about a first axis and, on the other hand, to the work platform-side part about a second axis, the lower connecting part being pivotally mounted, on the one hand, to the mast-side part about a third axis and, on the other hand, to the work platform-side part about a fourth axis, the first, second, third and fourth axes being separate parallel axes allowing vertical movement of the work platform-side part relative to
  • the lifting platform further comprises on-board electronics to which the force sensor is connected, the on-board electronics being designed to determine the load on board the work platform from the measurement signals provided by the force sensor.
  • the on-board electronics are provided to stop a lowering movement of the work platform in progress if they determine a negative load on board the work platform that is greater in absolute value than a non-zero predetermined threshold.
  • This threshold is preferably set at a value greater than or equal to 10 daN and more preferably at a value greater than or equal to 25 daN.
  • This value is preferably less than or equal to 200 daN and more preferably less than or equal to 100 daN, or even 75 daN.
  • the invention provides a method for determining a load on a work platform of a lifting platform, which work platform is mounted at an upper end of a mast used to move the work platform in height, a load determining device according to the invention being mounted interposed between the upper end of the mast and the work platform, the method comprising determining the load on the work platform by on-board electronics on the basis of at least one measurement signal provided by the force sensor.
  • the method according to the invention comprises one or more of the following features: recording by the on-board electronics in a data storage device on board the lifting platform of at least one preferably time-stamped data item that is representative of the load on the work platform and/or sending at least one such data item by the on-board electronics to a remote server via a wireless communication link; the on-board electronics record or send such data if the determined load is greater than a predetermined non-zero positive threshold, the threshold preferably corresponding to the maximum authorized load of the work platform; the on-board electronics record or send such data if the determined load is negative non-zero or if the determined load is negative and greater in absolute value than a predetermined non-zero threshold, this threshold preferably being set at a value greater than or equal to 10 daN and more preferably at a value greater than or equal to 25 daN. This value is preferably less than or equal to 200 daN and more preferably less than or equal to 100 daN, or even 75 daN.
  • the invention proposes a lifting platform comprising a work platform, a lifting structure on which the work platform is mounted and used to move the work platform in height, a load determination device for determining the load on the work platform and on-board electronics provided for recording in a data storage device arranged on board the lifting platform at least one preferably time-stamped data item which is representative of the load on the work platform determined by the load determination device and/or for sending at least one such data item to a remote server via a wireless communication link.
  • the on-board electronics are provided to record and/or send such data if the load determined by the load determination device is greater than a predetermined non-zero positive threshold.
  • This threshold is preferably the maximum load that is authorized to be placed on the work platform.
  • the on-board electronics are provided to record and/or send such data if the determined load is non-zero negative or more preferably if the determined load is negative and greater in absolute value to a non-zero predetermined threshold.
  • This threshold may be set at a value greater than or equal to 10 daN and more preferably at a value greater than or equal to 25 daN. This value is preferably less than or equal to 200 daN and more preferably less than or equal to 100 daN, or even 75 daN.
  • the on-board electronics are provided to stop a lowering movement of the work platform in progress if they determine a negative load on board the work platform that is greater in absolute value than a non-zero predetermined threshold, this threshold being preferably set at a value greater than or equal to 10 daN and more preferably at a value greater than or equal to 25 daN. This value is preferably less than or equal to 200 daN and more preferably less than or equal to 100 daN, or even 75 daN.
  • the invention provides a method for determining the load on board a work platform of a lifting platform in which the work platform is mounted on a lifting structure for moving the work platform in height, the lifting platform comprising a load determining device for determining the load on the work platform, the method comprising the recording by on-board electronics of the lifting platform in a data storage device arranged on board the lifting platform of at least one preferably time-stamped data item which is representative of the load on the work platform determined by the load determining device and/or the on-board electronics sends at least one such data item to a remote server via a wireless communication link.
  • This threshold is preferably the maximum load that is authorized to be placed on the work platform.
  • This threshold is preferably set at a value greater than or equal to 10 daN and more preferably at a value greater than or equal to 25 daN. This value is preferably less than or equal to 200 daN and more preferably less than or equal to 100 daN, or even 75 daN.
  • the on-board electronics stops a lowering movement of the work platform in progress if it determines a negative load on board the work platform which is greater in absolute value than a non-zero predetermined threshold, this threshold preferably being set at a value greater than or equal to 10 daN and more preferably at a value greater than or equal to 25 daN. This value is preferably less than or equal to 200 daN and more preferably less than or equal to 100 daN, or even 75 daN.
  • FIG. 1 represents a lifting platform according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 represents a local view showing the pendulum arm and the working platform, as well as the load determination device interposed between them.
  • FIG. 3 shows an isolated perspective view of the work platform support to which the load determining device is attached.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the load determining device observed from above from the other side compared to Figure 3.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the load determining device observed from below from the other side compared to Figure 3.
  • FIG. 6 shows, in side view, a vertical section through the assembly consisting of the load determining device and the support of the work platform.
  • FIG. 7 shows the same sectional view as Figure 6, but limited to the region of the load determining device.
  • FIG. 8 shows a perspective view of the load determining device observed from above, in which some of the parts are omitted and others are cut away in order to better show the structure of the load determining device.
  • FIG. 9 shows a section through the load determining device along a plane passing through the pivot axes of the weight transfer rod of the work platform.
  • FIG. 10 shows a perspective view of the instrumented axis of the load determination device.
  • FIG. 11 shows a perspective view of a load determining device according to another embodiment.
  • the lifting platform 1 comprises a chassis 2 equipped with wheels 4 to allow its translation on the ground, at least two of the wheels 4 being steered.
  • the chassis 2 may be equipped with tracks for the same purposes.
  • the chassis 2 is motorized to ensure the autonomous movement of the lifting platform 1 on the ground.
  • the lifting platform 1 comprises a lifting structure 18 supporting a work platform 10 designed to receive personnel and equipment on board for the purpose of carrying out work at height.
  • the work platform 10 comprises a floor 12 and a guardrail 14.
  • a control panel 16 is arranged on the work platform 10. It allows an operator on board the work platform 10 to control the lifting structure 18 to move the work platform 10 in height to the desired position, as well as to move the chassis 2 on the ground.
  • the lifting platform 1 is of the type commonly called an articulating boom lift.
  • the lifting structure 18 comprises a turret 22 mounted on the chassis 2 and a mast 20 mounted on the turret 22, the mast 20 supporting at its upper end 28 the work platform 10 by means of the load determining device 40.
  • the mast 20 comprises an articulated arm 24, a telescopic arm 26 and a pendulum arm 30.
  • the articulated arm 24 is mounted on the turret 22 and the telescopic arm 26 is mounted at the upper end of the articulated arm 24.
  • the pendulum arm 30 (or articulating jib in English) is mounted by one end at the upper end of the telescopic arm 26.
  • the opposite end of the pendulum arm 30 supports the work platform 10 by means of the load determining device 40.
  • the turret 22 is pivotally mounted about a vertical axis on the chassis 2, which makes it possible to modify the orientation of the mast 20 and the platform 10 relative to the chassis 2.
  • the articulated arm 24 forms a pantograph such that its upper end can be raised and lowered vertically by unfolding and folding respectively relative to the turret 22.
  • the telescopic arm 26 is pivotally mounted about a horizontal axis at the upper end of the articulated arm 24 so that it can be raised and lowered by modifying its inclination relative to the articulated arm 24.
  • the pendulum arm 30 is pivotally mounted about a horizontal axis at the upper end of the telescopic arm 26 so as to be able to be raised and lowered relative to the telescopic arm 26.
  • the pendulum arm 30 may optionally also be pivotally mounted about a vertical axis relative to the telescopic arm 26.
  • the pendulum arm 30 is designed to maintain the work platform 10 horizontal when the pendulum arm 30 is raised or lowered relative to the telescopic arm 26. when the lifting platform 1 is in use, which can be conventionally obtained by the fact that the pendulum arm 30 has an articulated parallelogram structure.
  • the work platform 10 is preferably pivotally mounted relative to the pendulum arm 30 about an axis extending vertically when the lifting platform 1 is in use, which makes it possible to change the orientation of the work platform 10 relative to the pendulum arm 3 by means of a rotary actuator 29.
  • the lifting platform 1 conventionally comprises actuators assigned to the different movement possibilities of the lifting structure 18 which have just been described.
  • the load determination device 40 which will be described later can be applied to lifting platforms having a different lifting structure 18. In general, it can be applied to any lifting platform provided with a mast supporting at its upper end a work platform in order to move it in height.
  • the lifting platform 1 is of the type commonly called telescopic boom lift, that is to say which is devoid of articulated arm 24, the telescopic arm 26 being mounted directly on the turret 22.
  • the pendulum arm 30 is omitted, the work platform 30 being mounted at the upper end of the telescopic arm 26 by means of the load determination device 40, the lifting platform 1 being able to be of the articulated boom type or of the telescopic boom type.
  • the lifting platform 1 is of the type commonly referred to as a vertical mast lift, in particular of the vertical mast type having a pendulum arm 30, that is to say a lifting platform comprising a non-tilting vertical telescopic mast mounted either on a pivoting turret or directly on the chassis 2 and supporting at its upper end the pendulum arm 30 which in turn supports the work platform 10 by means of the load determining device 40.
  • FIGS. 3 to 9 shows more particularly the pendulum arm 30 of the mast 20 and the work platform 10 of the lifting platform 1, as well as the load determination device 40 which is interposed between them.
  • the mast 20 fully supports the work platform 10 exclusively by means of the load determination device 40.
  • the load determination device 40 fully transfers the weight of the work platform 10 to the mast 20 and more generally all the forces that the work platform 10 exerts on the mast 20, in particular those due to the moments linked to the cantilever mounting of the work platform 10 at the upper end 28 of the mast 20, as well as to the possible lateral offset of the load placed on the work platform 10 relative to the upper end of the mast 20.
  • the load determining device 40 will now be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 9.
  • the load determining device 40 comprises a mast side part 50 and a work platform side part 11.
  • the mast-side part 50 is designed as a mounting bracket and serves to mount the load determining device 40 to the upper end 28 of the mast 20 of the lifting platform 1.
  • the mast-side part 50 is intended to be fixed to the upper end 28 of the mast 20 preferably in a detachable manner.
  • the mast-side part 50 is a part forming part of the upper end 28 of the mast 20.
  • the work platform side part 11 is made in the form of a support serving to fully support the work platform 10.
  • the work platform side part 11 is part of the work platform 10: it may be, for example, a frame of the floor 12 of the work platform 10.
  • the work platform side part 11 is a mechanically welded structure that supports the work platform 12.
  • the work platform 12 can be fixed thereto by screwing or welding or any other suitable means.
  • the work platform side part 11 supports the entire weight of the work platform 10 and the load determining device 40 transfers this to the mast 20 via the mast side part 50.
  • the mast-side part 50 is a mechanically welded part comprising two parallel plates 51, 52 separated from each other by a spacer 53 arranged towards one of their ends. At their opposite ends, the plates 51, 52 are designed to receive between them, at openings 54, the rotary actuator 29 which is also mounted at the upper end 28 of the mast 20 and which is used to pivot the work platform 10 relative to the pendulum arm 30.
  • the structure of the mast-side part 50 may be different from that which has just been described.
  • the mast 20 therefore supports the load determining device 40 via the mast side part 50.
  • the load determining device 40 also comprises two subassemblies 60 and 80 which are best seen in FIGS. 6 to 8.
  • the two subassemblies 60 and 80 are each connected, on the one hand, to the mast side part 50 and, on the other hand, to the work platform side part 11.
  • the two subassemblies 60 and 80 together transfer to the mast 20 all of the forces exerted by the work platform 10 on the mast 20.
  • the first subassembly 60 comprises an upper connecting rod 61 and a lower connecting rod 62 also visible in FIGS. 4 and 5 respectively.
  • the upper connecting rod 61 is pivotally mounted by one end to the mast side part 50 around an axis 71 and by a end opposite the work platform side part 11 about an axis 72.
  • the lower connecting rod 62 is pivotally mounted by one end to the mast side part 50 about an axis 73 and by one end opposite the work platform side part 11 about an axis 74.
  • the axes 71, 72, 73 and 74 extend horizontally and parallel to each other, occupying the vertices of a fictitious parallelogram.
  • this parallelogram is deformable by pivoting the connecting rods 61 and 62 about their respective axes.
  • the connecting rods 61 and 62 form a mechanism commonly called a four-bar mechanism or four-bar connection.
  • the first subassembly 60 allows the work platform 10 to move freely in a vertical direction relative to the upper end 28 of the mast 20. Of course, the movement is not purely vertical, given the pivoting connections of the connecting rods 61 and 62.
  • the second subassembly 80 comprises a connecting rod 81 pivotally mounted by one end 81a to the work platform side part 11. More precisely, the end 81a is pivotally mounted on the axis 72 in this embodiment.
  • the connecting rod 81 is mounted by its opposite end 81b on an instrumented axis 90 by means of a ball joint 82.
  • the instrumented axis 90 is secured to the mast-side part 50. More precisely, in this embodiment, the instrumented axis 90 is housed in holes made in two separate and parallel plates 56 and 57 which are part of the mechanically welded part forming the mast-side part 50.
  • the imaginary plane passing through the axis 72 and the instrumented axis 90 is not a parallel plane but intersecting the imaginary planes passing respectively through the axes 71 and 72 and through the axes 73 and 74.
  • the instrumented axis 90 is equipped with strain gauges for determining the radial forces applied to it, in this case by the connecting rod 81. It is of a type known per se. An example is illustrated in FIG. 10.
  • the ball joint 82 is mounted on a section 92 of the instrumented axis 90.
  • the section 92 is delimited by two circumferential grooves 93 and 94 in which the strain gauges are placed.
  • the instrumented axis 90 is equipped with a connector 91 for outputting the measurement signals of the forces determined by the strain gauges, the connector 91 being connected to on-board electronics 5 of the lifting platform 1.
  • the on-board electronics 5 are housed in the turret 22 as shown in FIG. 1, but they may be housed in the chassis 22 or elsewhere.
  • a part 95 fixed to the mast side part 50 engages a groove 95 of the instrumented axis 90 in order to stop the instrumented axis 90 in the axial direction and to block it in rotation relative to the mast side part 50.
  • the subassembly 60 transfers to the mast 20 - by means of the mast-side part 50 - all of the forces exerted by the work platform 10 on the mast 20, with the exception of the weight of the work platform 10.
  • the two connecting rods 61 and 62 transfer to the mast 20 the forces due to the moment resulting from the cantilever mounting of the work platform 10 relative to the upper end 28 of the mast 20.
  • the vector direction of this moment is parallel to the Z axis of the instrumented axis 90 - visible in FIG. 7 - to which all of the axes 71, 72 and 73 are parallel. 72, 73 and 74.
  • the two connecting rods 61 and 62 also transfer to the mast 20 the forces due to the torsional moment resulting from a possible lateral shift of the center of inertia of the loaded work platform 10 relative to the upper end 28 of the mast 20, in other words a shift in the direction of the Z axis relative to the upper end 28 of the mast 20.
  • the vector direction of this torsional moment is parallel to the X axis visible in FIG. 7.
  • This lateral shift of the center of inertia of the loaded work platform 10 can conventionally result from the fact that a load is placed on the work platform 10 towards a lateral side, it being specified that conventionally the load determining device 40 preferentially supports the work platform 10 by the middle of one side thereof.
  • the second subassembly 80 exclusively transfers the entire weight of the working platform 10 to the mast 20 via the mast-side part 50.
  • the weight of the working platform 10 is understood to include the working platform 10 loaded if applicable and therefore also includes the weight of the load placed thereon.
  • the instrumented axis 90 is subjected exclusively to the forces resulting from the weight of the loaded work platform 10 which are transmitted to it by the connecting rod 81, and not to the forces due to the aforementioned moments which are supported by the first subassembly 60. The forces measured by the instrumented axis 90 therefore allow the on-board electronics 5 of the lifting platform 1 to reliably determine the load on board the work platform 10.
  • a calibration procedure is provided to establish the relationship between the measurements provided by the force sensor of the load determination device 40, in this case the instrumented axis 90, and the load on board the work platform 10. This then allows the on-board electronics 5 of the lifting platform 1 to directly determine the load on board the work platform 10 from the measurement provided by the force sensor on the basis of this relationship. when the lifting platform 1 is in use.
  • the on-board electronics 5 can conventionally be provided to restrict or prohibit the movements of the working platform 10 as a function of the load on board the working platform 10 determined by means of the load determining device 40.
  • the connecting rods 61 and 62 are preferably mounted on the respective axes 71, 72 and 73, 74 by means of plain bearings or plain bushings. This is also the case for the pivoting mounting of the connecting rod 81 on the axis 72. This measure makes it possible to avoid as much as possible that parasitic forces are applied to the connecting rod 81 - and therefore to the instrumented axis 90 - due to friction at these axes.
  • the connecting rod 81 it is advantageous for the connecting rod 81 to be inclined relative to the vertical as can be seen in the figures. Indeed, the force applied by the connecting rod 81 to the instrumented axis 90 is all the greater relative to the weight of the work platform 10 as the angle of the connecting rod 81 with the vertical increases. This therefore allows a more precise determination of the weight of the work platform 10 by means of the instrumented axis 90.
  • the angle of the connecting rod 81 with the vertical is preferably greater than or equal to 10 degrees. It is also preferably less than or equal to 80°, which prevents the force transmitted by the connecting rod 81 from becoming too great.
  • the ball joint 82 also improves the accuracy of the determination of the load on board the work platform 10 by means of the instrumented axis 90. Indeed, the ball joint 82 prevents or drastically limits the instrumented axis 90 from being subjected to parasitic forces due to the torsional moment parallel to the X axis which results from a possible lateral offset of the center of inertia of the loaded work platform 10 relative to the upper end 28 of the mast 20, in other words an offset in the direction of the Z axis relative to the upper end 28 of the mast 20.
  • the forces due to this torsional moment are in principle supported by the first subassembly 60 so that the second subassembly 80, in particular the connecting rod 81 and the instrumented axis 90, should not be subjected to them.
  • the first subassembly 60 and the work platform side part 11 are very rigid by design, they can nevertheless undergo deformations caused by the forces resulting from this torsional moment.
  • the connecting rod 81 of the second subassembly 80 were only pivotally mounted to the instrumented axis 90, the second subassembly 80 would be subjected to parasitic forces due to the torsional moment. Eliminating these deformations by the sole dimensioning of the parts is generally not possible due to their weight and volume which would become too great to be compatible with an optimal design of the lifting platform.
  • the difficulty is overcome by connecting the connecting rod 81 to the instrumented axis 90 by means of the ball joint 82.
  • the ball joint 82 in fact makes it possible to prevent the instrumented axis 90 from being subjected to parasitic forces due to the torsion moment or at least to limit them drastically.
  • the ball joint 82 is best seen in Figure 9. It typically comprises an inner ring 83 and an outer ring 84.
  • the outer ring 84 is mounted on the inner ring 83 by a respective spherical surface.
  • the outer ring 84 is joined to the inner ring 83 by a spherical connection.
  • the outer ring 84 is free to pivot about the three axes x, y and z - visible in Figure 9 - relative to the inner ring 83.
  • the ball joint 82 is held by means of the outer ring? 84 in a through bore of the connecting rod 81 while the inner ring 83 of the ball joint 82 is mounted on the instrumented axis 90, namely on its section 92 designated in FIG. 10.
  • the ball joint 82 prevents corresponding parasitic forces from being applied to the instrumented axis 90 which would have the effect of distorting the determination of the weight of the work platform 10.
  • the inner ring 83 of the ball joint 82 is mounted as a sliding pivot on the instrumented Taxe 90.
  • the ring 83 can slide axially relative to the instrumented Taxe 90, which also makes it possible to avoid applying any parasitic forces to the latter.
  • the end 81a can be mounted in a pure pivot connection on Taxe 72, with the mounting clearance close.
  • the end 81a can be mounted by a ball joint on Taxe 72, but mounting by a simple pivot connection is more economical.
  • the design of the second subassembly 80 also has the advantage of coupling the work platform side part 11 to the mounting part 50, that is to say of uniting them in all circumstances regardless of whether the connecting rod 11 is subjected to compressive forces or to tensile forces.
  • the load determination device 40 therefore makes it possible not only to detect this situation, but also to determine the magnitude of the negative load, including if the direction of the forces transmitted by the connecting rod 11 were to reverse, i.e.
  • the on-board electronics 5 of the lifting platform 1 can then automatically implement appropriate procedures depending on the magnitude of the negative load, in particular for safety and integrity reasons of the lifting platform 1.
  • the on-board electronics may be provided to automatically stop the movements of the work platform 10, in particular the lowering movement, as soon as the negative load exceeds a predetermined threshold.
  • This threshold may be set at zero daN, but it is preferable to set it at a non-zero value to avoid untimely triggering of the safety procedure due to transient phenomena. From this point of view, this threshold is preferably set at a value greater than or equal to 10 daN, or even 25 daN. On the other hand, this value is preferably less than or equal to 200 daN and more preferably less than or equal to 100 daN, or even 75 daN, which limits the risk of damage caused to the lifting platform 1.
  • one or more data representative of the load on board the work platform 10 may be recorded, for example, for the purposes of analyzing events affecting the use of the lifting platform 1.
  • a recording may advantageously be carried out when the load determined by the on-board electronics 5 exceeds a predetermined non-zero positive threshold, for example a threshold representative of an overload of the work platform 10.
  • a non-zero negative load is determined by the on-board electronics 5, in other words when an upward vertical force is applied to the work platform 10.
  • the recording may be carried out when the on-board electronics 5 determines a negative load exceeding in absolute value a predetermined non-zero threshold, for example a threshold set at a value greater than or equal to 10 daN and more preferably at a value greater than or equal to 25 daN.
  • this threshold can advantageously be set at a limit not to be exceeded so as not to expose the lifting platform 1 to damage. From this point of view, the threshold is set at a value which is preferably less than or equal to 200 daN and more preferably less than or equal to 100 daN, or even 75 daN.
  • the data thus recorded may be the load on board the work platform 10 as determined by the on-board electronics 5 or the measurement(s) provided by the instrumented axis 90 used to determine the load or any other data representative of the load.
  • This data may be recorded with time stamping by the on-board electronics 5 itself in a storage device 5a on board the lifting platform 1.
  • the data storage device 5a may be of any suitable type such as RAM, a hard drive, an SSD, etc.
  • this data may be sent for storage to a remote server 6 by the on-board electronics 5 via a wireless communication link symbolized by the arrow 7 in FIG. 1. This may in particular be a server hosted in a cloud on the Internet.
  • the recording of the data representative of the load on board the work platform 10 in a storage device 5a on board the lifting platform 1 and/or their sending to a remote server 6 can be more generally implemented for any type of lifting platform, as well as with a load determination device which is not according to the present invention.
  • FIGS. 1 to 10 combines a particularly simple and economical design while allowing precise determination of the weight of the work platform 10 and therefore of the load on board the latter.
  • the connecting rod 81 is mounted by its end 81a on the axis 74 instead of being mounted on the axis 72.
  • the connecting rod 81 is subjected to a tensile force under the effect of the weight of the work platform 10 instead of being subjected to a compressive force as is the case in the embodiment illustrated by the figures.
  • the connecting rod 81 is pivotally mounted by its end 81a on a dedicated axis distinct from the axes 72 and 74 and which is also secured to the part on the work platform side 11.
  • the instrumented axis 90 is mounted on the part on the work platform side 11.
  • the connecting rod 81 is pivotally mounted by its end 81a either on the axis 71, or on the axis 73, or on a separate dedicated axis which is secured to the part on the mast side 50.
  • the embodiments in which the connecting rod 81 is mounted on one of the axes 71, 72, 73 or 74 are preferable because they save on a dedicated axis.
  • the connecting rod 81 is pivotally mounted by its end 81a on a dedicated axis which itself is mounted on the upper connecting rod 61 or on the lower connecting rod 62 while the instrumented axis 90 is mounted on the mounting support 50 or on the work platform side part 11.
  • the instrumented axis 90 is mounted on the upper connecting rod 61 or on the lower connecting rod 62.
  • the connecting rod 81 is pivotally mounted by its end 81a to the mast side part 50 or to the work platform side part 11, whether on one of the axes 71, 72, 73 or 74 or on a dedicated axis separate from the latter.
  • the connecting rod 81 is pivotally mounted by its end 81a on a dedicated axis which itself is mounted either on the upper connecting rod 61 or on the lower connecting rod 62, and the instrumented axis 90 is mounted on the other of the two connecting rods 61, 62.
  • the connecting rod 81 is arranged so as to support the weight of the work platform 10 and to transfer it directly or indirectly from the work platform side part 11 to the mast side part 50 via the instrumented axis 90.
  • the shape of the connecting rods 61 and 62 concerned can be adapted so as to define a mutual arrangement of the three axes mounted on the same connecting rod, for example according to a triangular arrangement, so that the connecting rod 81 extends in a direction chosen so that the forces applied to the connecting rod 81 due to the weight of the work platform 1 reach the desired level.
  • connecting rods 61, 62 are pivotally mounted to the mounting part 50 and to the work platform side part 11 by means of axes distinct from the instrumented axis 90, namely the axes 71, 72, 73 and 74, in order to prevent the forces transmitted by the connecting rods 61, 62 from passing through the instrumented axis 90.
  • the determination of the load on the work platform 10 is carried out without resorting to an instrumented axis.
  • FIG. 11 An embodiment is illustrated by FIG. 11.
  • the load determination device of FIG. 11 is referenced 140. Similar to the first embodiment illustrated by FIGS. 1 to 10, the load determination device 140 is mounted, on the one hand, to the mast side part 50 (which in this example is made a little differently) and, on the other hand, to the work platform side part 11.
  • the first subassembly 60 of the load determination device 140 is identical to that of the first embodiment.
  • the second subassembly 180 is different from the first subassembly 80 of the first embodiment.
  • the connecting rod 81 and the instrumented axis 90 of the first embodiment are replaced by a connecting rod 181 composed of several sections rigidly connected to each other including a force sensor 190 capable of determining the traction and/or compression forces applied to it. This type of sensor is known per se and is commercially available.
  • the connecting rod 181 is made in one piece from one material and one or more strain gauges are added to determine the traction and/or compression forces applied to it.
  • the connecting rod 181 is mounted by its end 181a on the axis 72 by means of a first ball joint 82 and by its opposite end 181b on the axis 73 by means of a second ball joint 82.
  • the two ball joints 82 prevent parasitic forces due to a possible deformation of the part on the work platform side 11 and of the first subassembly 60 from being applied to the connecting rod 181 and therefore to the force sensor 190.
  • only one of the two ends 181a, 181b is mounted by means of a ball joint 82 while its other end is mounted by a sliding pivot connection or a pure pivot connection.
  • FIG. 11 can also be the subject of numerous variants.
  • the connecting rod 181 can be mounted on the pins 71 and 74 instead of the pins 72 and 73. It is also possible to mount the connecting rod 181 by its end 181a to a first dedicated pin and/or by its end 181b to a second dedicated pin, which dedicated pins are mounted one to the mast side part 50 and the other to the work platform side part 11. Alternatively, one and/or the other of these two dedicated pins can be mounted on the upper connecting rod 61 and on the lower connecting rod 62.
  • the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 10 are however more advantageous than that of FIG. 11 and its variants in that they comprise only one ball joint 82 and that the connecting rod 81 is structurally simple.

Landscapes

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Abstract

Le dispositif (40) de détermination de la charge sur une plate-forme de travail d'une nacelle élévatrice comprend au moins une pièce supérieure (61) et au moins une pièce inférieure (62) montées chacune pivotantes à une pièce côté mât (50) et à une pièce côté plate-forme (11) autour d'axes (71-73) de manière à permettre un déplacement vertical de la pièce côté plate-forme (11) par rapport à la pièce côté mât (50). La charge supportée par la pièce côté plate-forme (11) est transférée à la pièce côté mât (50) préférentiellement par une bielle (81) qui les couple par le biais d'au moins une rotule (82) servant à éliminer des efforts parasites de la bielle (81). La charge est déterminable grâce à un capteur tel qu'un axe instrumenté (90) qui mesure l'effort transmis par la bielle (81), éventuellement aussi si la charge est négative.

Description

Procédé et dispositif de détermination de charge pour plate-forme de travail de nacelle élévatrice
La présente invention concerne le domaine des plates-formes élévatrices mobiles de personnel (désignées aussi par l’acronyme PEMP, ou encore en anglais par mobile elevating work platforms et son abréviation MEWP) encore communément appelées nacelles élévatrices (ou en anglais aerial work platforms ou son abréviation A WP). L’invention concerne un procédé et un dispositif de détermination de charge pour déterminer une charge placée sur une plate-forme de travail d’une nacelle élévatrice laquelle plate-forme de travail est montée à l’extrémité supérieure d’un mât servant à déplacer en hauteur la plate-forme de travail, le dispositif de détermination de charge étant destiné à être monté en interposition entre l’extrémité supérieure du mât et la plateforme de travail. Le procédé et le dispositif de détermination de charge selon l’invention sont applicables à des nacelles élévatrices de tout type dès lors que le mécanisme de levage de la plate-forme de travail comprend un mât à l’extrémité supérieure duquel est monté la plate-forme de travail. Ils s’appliquent en particulier aux nacelles élévatrices automotrices, mais aussi aux nacelles élévatrices tractées ou montées sur camion. L’invention porte aussi sur une nacelle élévatrice comprenant un dispositif de détermination de charge selon l’invention.
Les nacelles élévatrices sont des machines destinées à permettre à une ou plusieurs personnes de travailler en hauteur. Pour cela, elles comprennent une plate-forme de travail prévue pour recevoir les personnes ainsi que du matériel ou des outils. La plateforme de travail est supportée par une structure élévatrice qui permet de l’élever depuis une position abaissée sur le châssis de la nacelle élévatrice jusqu’à la position de travail souhaitée en hauteur.
Différents types de structures élévatrices sont utilisés, mais l’invention concerne plus particulièrement les nacelles élévatrices dont la structure élévatrice comprend un mât télescopique qui supporte à son extrémité supérieure la plate-forme de travail.
Le mât télescopique est souvent agencé sur une tourelle montée pivotante sur le châssis, ce qui permet de changer l’orientation du mât télescopique - et donc de la plate-forme de travail - par rapport au châssis.
Enfin, le châssis est généralement équipé de roues ou de chenilles permettant de déplacer la nacelle élévatrice au sol. Il est le plus souvent motorisé pour permettre un déplacement au sol autonome de la nacelle élévatrice. La plate-forme de travail est habituellement équipée d’un poste de commande permettant à un opérateur à bord de la plate-forme de travail de provoquer son déplacement pour atteindre la position de travail en hauteur souhaitée. Chaque modèle de nacelle élévatrice est conçu pour supporter une charge maximale à ne pas dépasser afin d’éviter des risques d’accidents, par exemple pour éviter que la nacelle élévatrice ne verse. De ce fait, il est souhaitable d’équiper la nacelle élévatrice d’un dispositif permettant de déterminer la charge à bord de la plate-forme de travail afin de restreindre ou empêcher le levage de la plate-forme de travail ou le déplacement de la nacelle élévatrice au sol en fonction de l’importance de la charge. Les évolutions normatives contemporaines rendent d’ailleurs obligatoires la présence d’un tel dispositif de détermination de charge pour certaines nacelles élévatrices et imposent un certain degré de précision de la mesure réalisée.
A cette fin, il est connu d’interposer un dispositif de détermination de charge entre l’extrémité supérieure du mât de levage et la plate-forme de travail, la plate-forme de travail étant entièrement supportée par le biais du dispositif de détermination de charge. EP 1 382 562 Al propose ainsi un dispositif de détermination de charge comprenant un corps d’épreuve monté par un côté au mât et par un côté opposé à la plate-forme de travail, le corps d’épreuve étant pourvu d’une ou plusieurs jauges de contrainte servant à déterminer le poids de la plate-forme de travail. Le corps d’épreuve est conçu de manière que la ou les jauges de contraintes ne « voient » que le poids de la plate-forme de travail et non pas les efforts dus au moment résultant du montage en porte-à-faux de la plate-forme de travail par rapport à l’extrémité supérieure du mât, ainsi que ceux dus au moment de torsion résultant d’un placement décentré de la charge à bord de la plateforme de travail.
Un inconvénient de ce dispositif réside dans la complexité de réalisation du corps d’épreuve qui le rend coûteux et dans son poids important qui vient augmenter la charge globale supportée par le mât.
Selon une autre approche, au moins une pièce supérieure et au moins une pièce inférieure sont chacune montées pivotantes par une extrémité à une pièce côté mât et par une extrémité opposée à une pièce côté plate-forme de travail de manière à former un parallélogramme articulé permettant un déplacement vertical de la plate-forme de travail par rapport au mât. Ce premier sous- ensemble sert à transférer au mât les efforts dus au moment résultant du montage en porte-à-faux de la plate-forme de travail à l’extrémité supérieure du mât. Un deuxième sous-ensemble reliant aussi la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât est prévu spécifiquement pour transférer le poids de la plate-forme de travail au mât et sert à déterminer une charge sur la plateforme de travail.
Le deuxième sous-ensemble est mis en œuvre de diverses façons. Dans des mises en œuvre proposées dans NL 1023556 C2, US 6,585,079 Bl, US 2006/0045713 Al, CN 202661141U, CN 107161922 A, il comprend un élément élastique par le biais duquel le poids de la plate-forme de travail est transféré au mât et un interrupteur de position est prévu pour détecter une surcharge de la plate-forme de travail du fait d’un déplacement excessif de la plate-forme de travail vers le bas par rapport au mât. Un inconvénient de ces mises en œuvre est de ne pas permettre de mesurer la charge sur la plate-forme de travail alors que cela peut être souhaitable. Par exemple, il n’est pas possible dans ce cas de faire varier une enveloppe d’extension limite dans l’espace dans laquelle la plate-forme de travail est autorisée à se déplacer par rapport au châssis de la nacelle élévatrice en fonction de la charge sur la plate-forme de travail. Un autre inconvénient est de ne pas permettre de détecter le cas où un effort excessif sollicite la plate-forme de travail vers le haut, par exemple lorsqu’elle vient reposer sur un obstacle quelconque, ce qui est souhaitable ne serait-ce que pour pouvoir stopper automatiquement un mouvement en cours d’abaissement de la plate-forme de travail. Dans WO 2017/177219 Al, le deuxième sous-ensemble comprend un capteur d’effort sous la forme d’un barreau muni de jauges de contraintes. Le poids de la plate-forme de travail est transféré au mât par le biais du capteur d’effort, ce qui permet de mesurer la charge de la plate-forme de travail. Plus précisément, le capteur d’effort est fixé à une pièce côté mât tandis qu’un élément de charge est fixé à la plate-forme de travail. L’élément de charge vient en appui avec une tête sphérique directement sur le capteur de force ou sur la tête d’une vis qui est vissée dans un taraudage du capteur de force. Un inconvénient de cette solution est de ne pas permettre de mesurer les efforts verticaux exercés sur la plate-forme de travail vers le haut, par exemple lorsqu’elle vient reposer sur un obstacle, s’ils sont tels que l’élément de charge s’écarte de la cellule de mesure de charge. De plus, le fait de décharger ainsi la cellule de mesure de charge risque d’entrainer une perte d’étalonnage de cette dernière, voire sa détérioration en raison des chocs de l’élément de charge sur la cellule de mesure de charge, ceci malgré la présence d’une butée destinée à limiter le déplacement vers le haut de la plate-forme de travail par rapport au mât.
Dans CN 107601383 A, le deuxième sous-ensemble est réalisé sous la forme d’une bielle montée pivotante sur deux des axes de pivotement du parallélogramme articulé formé par le premier sous-ensemble, la bielle s’étendant selon une diagonale du parallélogramme articulé entre la plate-forme de travail et le mât. Un capteur de pression unidirectionnel est agencé sur la bielle pour déterminer la charge de la plateforme de travail. Un inconvénient de cette solution est que le capteur de pression est unidirectionnel, ce qui ne permet pas de déterminer l’intensité des efforts verticaux orientés vers le haut qui sont appliqués à la plate-forme de travail si celle-ci vient à reposer sur un obstacle extérieur à la nacelle élévatrice. Un autre inconvénient est lié au fait que le premier sous-ensemble en forme de parallélogramme articulé est susceptible de se déformer malgré sa rigidité en particulier sous l’effet du moment de torsion résultant d’une charge placée vers un côté latéral de la plate-forme de travail par rapport à l’extrémité supérieure du mât. Des efforts parasites sont alors appliqués sur le deuxième sous-ensemble, ce qui dégrade la précision de la détermination de la charge de la plate-forme de travail par le capteur de pression.
Dans CN 111792591 A, le deuxième sous-ensemble comprend une bielle montée pivotante à une extrémité à la pièce supérieure du premier sous-ensemble autour d’un axe dédié et par son autre extrémité à la pièce inférieure du premier sous-ensemble autour d’un autre axe dédié. Un des axes dédiés est un axe instrumenté permettant de déterminer les efforts qui lui sont appliqués par la bielle. Là-aussi, un inconvénient est que des efforts parasites peuvent dégrader la précision de la détermination de la charge du fait d’une déformation du premier sous-ensemble en forme de parallélogramme articulé sous l’effet du moment de torsion résultant d’une charge placée vers un côté latéral de la plate-forme de travail par rapport à l’extrémité supérieure du mât. De plus, un défaut de parallélisme des axes de pivotement peut aussi générer des efforts parasites sur l’axe instrumenté et donc venir dégrader la précision de la détermination de la charge de la plate-forme de travail.
Dans CN 215402946 U, le deuxième sous-ensemble se réduit à un axe instrumenté pour déterminer la charge. Il relie la plate-forme de travail au mât en étant monté dans un palier fixe côté mât et dans un autre palier fixe côté plate-forme de travail. Cette approche n’est pas réaliste car hyperstatique et quasi-immontable en pratique. De plus, la précision de mesure de la charge serait dégradée par des efforts parasites appliqués sur l’axe instrumenté en raison d’une possible déformation du premier sous-ensemble en forme de parallélogramme articulé que peut engendrer un moment de torsion résultant d’une charge décalée vers un côté latéral de la plate-forme de travail par rapport à l’extrémité supérieure du mât.
Dans une autre approche proposée par US 2018/0072550 Al, le premier sous-ensemble en forme de parallélogramme articulé est remplacé par une structure à deux plaques flexibles horizontales écartées verticalement et capables de fléchir vers le bas sous l’effet d’une charge placée sur la plate-forme de travail. Cette structure comprend en outre un ensemble de plaques soudées entre elles et aux deux plaques flexibles. Elle est conçue pour être très rigide dans le plan horizontal et vis-à-vis des moments de torsion. Un capteur d’effort sous la forme d’un barreau muni de jauges de contraintes est supporté rigidement côté mât par une région d’extrémité. Lorsqu’une charge est placée sur la plate-forme de travail, son poids est transféré au mât par le biais des deux plaques flexibles. Si la charge sur la plate-forme de travail augmente, la plaque supérieure fléchit et appuie sur la région d’extrémité opposée du capteur d’effort par le biais d’un élément de transfert de charge couplé au capteur d’effort, ce qui permet de déterminer la charge présente sur la plate-forme de travail. Le capteur d’effort supporte presque toute la charge verticale du fait qu’il est beaucoup plus rigide que la structure à plaques flexibles. Cette approche a aussi plusieurs inconvénients. D’abord, la structure à deux plaques flexibles est une pièce mécanosoudée de réalisation particulièrement complexe et onéreuse pour cette raison. De plus, s’il devait être détérioré en raison d’un choc, il faut le remplacer intégralement. Ensuite, cette solution ne permet pas non plus de mesurer les efforts verticaux exercés sur la plate-forme de travail vers le haut. Par ailleurs, la précision de mesure de la charge peut être dégradée par des efforts parasites appliqués sur le capteur d’effort en raison d’une déformation de la structure à plaques flexibles malgré sa rigidité, cette déformation pouvant être due au moment de torsion résultant d’une charge décalée vers un côté latéral de la plate-forme de travail par rapport à l’extrémité supérieure du mât.
US 6,585,079 B1 divulgue des dispositifs de détermination de charge recourant à des barres flexibles combinées pour certaines avec des articulations et qui présentent des inconvénients similaires à ceux déjà mentionnés. US 4,655,306 divulgue d’autres dispositifs de détermination de charge qui utilisent une structure déformable dont la réalisation est complexe et coûteuse et qui présentent le même genre d’inconvénients que ceux déjà mentionnés.
Le but de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif de détermination de charge palliant au moins partiellement les inconvénients précités.
Plus particulièrement, l’invention vise à fournir un dispositif de détermination de charge qui soit simple, économique et précis.
A cette fin, la présente invention propose un dispositif de détermination de charge pour déterminer une charge sur une plate-forme de travail d’une nacelle élévatrice laquelle plate-forme de travail est montée à une extrémité supérieure d’un mât de la nacelle élévatrice servant à déplacer en hauteur la plate-forme de travail et le dispositif de détermination de charge est monté ou destiné à être monté en interposition entre l’extrémité supérieure du mât et la plate-forme de travail. Le dispositif de détermination de charge comprend : une pièce côté mât faisant partie ou prévue pour faire partie de l’extrémité supérieure du mât ou bien prévue pour monter le dispositif de détermination de charge à l’extrémité supérieure du mât, une pièce côté plate-forme de travail faisant partie ou prévue pour faire partie de la plate-forme de travail ou bien prévue pour supporter la plate-forme de travail, au moins une pièce supérieure de liaison et au moins une pièce inférieure de liaison, la pièce supérieure de liaison étant montée pivotante, d’une part, à la pièce côté mât autour d’un premier axe et, d’autre part, à la pièce côté plate-forme de travail autour d’un deuxième axe, la pièce inférieure de liaison étant montée pivotante, d’une part, à la pièce côté mât autour d’un troisième axe et, d’autre part, à la pièce côté plateforme de travail autour d’un quatrième axe, les premier, deuxième, troisième et quatrième axes étant des axes parallèles distincts permettant un déplacement vertical de la pièce côté plate-forme de travail par rapport à la pièce côté mât par pivotement de la pièce supérieure de liaison et de la pièce inférieure de liaison, un élément de transfert de charge couplant la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât pour transférer la charge supportée par la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât, et un capteur d’effort pour mesurer l’effort transmis par l’élément de transfert de charge de la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât, dans lequel l’élément de transfert de charge couple la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât par le biais d’au moins une rotule.
Du fait de l’interposition du dispositif de détermination de charge entre l’extrémité supérieure du mât et la plate-forme de travail, le mât supporte entièrement la plateforme de travail par le biais du dispositif de détermination de charge. La ou les pièces supérieures de liaison et la ou les pièces inférieures de liaison transfèrent au mât par le biais de la pièce côté mât les efforts dus au moment résultant du montage en porte-à- faux de la plate-forme de travail par rapport à l’extrémité supérieure du mât. Ces efforts ne sont donc pas supportés par l’élément de transfert de charge. Dans des conditions d’utilisation normale, ce dernier sert uniquement à transférer la charge verticale supportée par la pièce côté plate-forme de travail, autrement dit le poids de la plateforme de travail et de la charge placée sur celle-ci. L’effort transmis par l’élément de transfert de charge de la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât est donc représentatif du poids de la plate-forme de travail chargée. La charge présente sur la plate-forme de travail est ainsi déterminable à partir de la mesure de cet effort faite par le capteur d’effort. Cette détermination de la charge peut être réalisée par exemple par une électronique de bord de la nacelle élévatrice auquel le capteur d’effort est relié pour lui fournir les signaux de mesure.
Le fait que l’élément de transfert de charge couple la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât rend inutile l’agencement d’un butée pour limiter le déplacement vers le haut de la plate-forme de travail par rapport au mât et évite le risque de perte d’étalonnage du capteur d’effort, voire sa détérioration, dans le cas où un effort vertical vers le haut est appliqué à la plate-forme de travail par exemple si elle vient reposer sur un élément extérieur à la nacelle élévatrice alors qu’un mouvement d’abaissement de la plate-forme de travail est en cours. De plus, cela rend possible la mesure de l’intensité d’un tel effort vertical vers le haut, y compris s’il est suffisant à provoquer une inversion du sens de l’effort transmis par la pièce côté mât à la pièce côté plate-forme de travail. Il suffit pour cela que le capteur d’effort soit conçu pour effectuer également les mesures d’effort transmis par l’élément de transfert de charge en sens inverse par rapport au cas normal où il transmet le poids de la plate-forme de travail et de la charge pesante placée le cas échéant sur celle-ci.
L’on comprendra que l’élément de transfert de charge peut être monté directement à la pièce côté plate-forme de travail et à la pièce côté mât pour les coupler ensemble, mais il peut aussi l’être indirectement par le biais d’autres pièces telles que par exemple la pièce de liaison supérieure et/ou la pièce de liaison inférieure. L’on comprendra aussi que le capteur d’effort peut être un composant distinct de l’élément de transfert de charge ou bien l’élément de transfert de charge peut servir de corps d’épreuve pour le capteur d’effort qui peut être réalisé par exemple sous la forme d’une ou plusieurs jauges de contrainte agencées sur l’élément de transfert de charge.
La ou les rotules permettent de grandement limiter, voire de supprimer entièrement, l’application d’éventuels efforts parasites sur l’élément de transfert de charge dus au moment de torsion résultant d’un placement décalé latéralement d’une charge sur la plate-forme de travail par rapport à l’extrémité supérieure du mât. En d’autres termes, la ou les rotules limitent ou suppriment les efforts parasites sur l’élément de transfert de charge dus au moment de torsion présentant une direction vectorielle horizontale perpendiculaire au premier, deuxième, troisième et quatrième axe, l’horizontale faisant référence au cas où la nacelle élévatrice est placée sur un sol horizontal. La détermination de la charge à bord de la plate-forme de travail à partir de la mesure d’effort réalisée par le capteur d’effort est de ce fait particulièrement précise.
L’élément de transfert de charge est préférentiellement une bielle, ce qui facilite une mise en œuvre particulièrement simple et fiable du dispositif de détermination de charge. Mais il peut s’agir d’autres structures, par exemple une barre couplée rigidement par une extrémité à la pièce côté mât tandis que l’autre extrémité est couplée à la pièce côté plate-forme de travail via une rotule.
Suivant d’autres modes de réalisation préférés, le dispositif de détermination de charge selon l’invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : l’élément de transfert de charge est une bielle ; deux extrémités opposées de la bielle sont montées chacune à un élément respectif parmi la pièce côté mât, la pièce côté plate-forme de travail, la pièce supérieure de liaison et la pièce inférieure de liaison ; le capteur d’effort comprend un corps d’épreuve sous la forme d’un cinquième axe sur lequel est montée la rotule, le cinquième axe étant distinct des premier, deuxième, troisième et quatrième axes ; la bielle est montée par une première extrémité sur la rotule ; la rotule est montée en liaison pivot glissant sur le cinquième axe ; la bielle est montée par une deuxième extrémité opposée à la première extrémité par une liaison pivot pure ; le cinquième axe et une deuxième extrémité de la bielle opposée à la première extrémité sont montés chacun sur l’un respectif parmi la pièce côté mât et la pièce côté plate-forme de travail ; la deuxième extrémité est montée sur l’un parmi les premier, deuxième, troisième et quatrième axes ; la bielle est le corps d’épreuve du capteur d’effort ou bien le capteur d’effort est intégré à la bielle ; la bielle est montée par deux extrémités opposées au moyen d’une rotule respective ; la bielle est montée au troisième axe par une première extrémité et au deuxième axe par une deuxième extrémité opposée à la première extrémité, ou bien la bielle est montée au premier axe par une première extrémité et au quatrième axe par une deuxième extrémité opposée à la première extrémité ; la bielle est montée inclinée par rapport à la direction verticale de manière à s’étendre obliquement entre la pièce côté mât et la pièce côté plate-forme de travail ; l’angle entre la bielle et la direction verticale est préférentiellement compris entre 10 et 80 degrés ; le capteur d’effort est apte à mesurer l’effort transmis par l’élément de transfert de charge de la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât quel que soit le sens de cet effort.
Selon un autre aspect, l’invention propose une nacelle élévatrice, comprenant une plateforme de travail, un mât présentant une extrémité supérieure à laquelle est montée la plate-forme de travail et servant à déplacer en hauteur la plate-forme de travail, et un dispositif de détermination de charge selon l’invention qui est monté en interposition entre l’extrémité supérieure du mât et la plate-forme de travail.
Dit autrement, l’invention propose aussi une nacelle élévatrice, comprenant une plateforme de travail, un mât présentant une extrémité supérieure à laquelle est montée la plate-forme de travail et servant à déplacer en hauteur la plate-forme de travail, et un dispositif de détermination de charge lequel dispositif de détermination de charge comprend : une pièce côté mât faisant partie de l’extrémité supérieure du mât ou au moyen de laquelle le dispositif de détermination de charge est monté à l’extrémité supérieure du mât, une pièce côté plate-forme de travail faisant partie de la plate-forme de travail ou supportant la plate-forme de travail, au moins une pièce supérieure de liaison et au moins une pièce inférieure de liaison, la pièce supérieure de liaison étant montée pivotante, d’une part, à la pièce côté mât autour d’un premier axe et, d’autre part, à la pièce côté plate-forme de travail autour d’un deuxième axe, la pièce inférieure de liaison étant montée pivotante, d’une part, à la pièce côté mât autour d’un troisième axe et, d’autre part, à la pièce côté plateforme de travail autour d’un quatrième axe, les premier, deuxième, troisième et quatrième axes étant des axes parallèles distincts permettant un déplacement vertical de la pièce côté plate-forme de travail par rapport à la pièce côté mât par pivotement de la pièce supérieure de liaison et de la pièce inférieure de liaison, un élément de transfert de charge couplant la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât pour transférer la charge supportée par la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât, et un capteur d’effort pour mesurer l’effort transmis par l’élément de transfert de charge de la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât, dans lequel l’élément de transfert de charge couple la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât par le biais d’au moins une rotule.
Selon un mode de réalisation préféré, la nacelle élévatrice, comprend en outre une électronique de bord à laquelle est relié le capteur d’effort, l’électronique de bord étant prévue pour déterminer la charge à bord de la plate-forme de travail à partir des signaux de mesure fournis par le capteur d’effort.
Selon un mode de réalisation avantageux, l’électronique de bord est prévue pour stopper un mouvement d’abaissement de la plate-forme de travail en cours si elle détermine une charge négative à bord de la plate-forme de travail qui est supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé non nul. Ce seuil est de préférence fixé à une valeur supérieure ou égale à 10 daN et plus préférentiellement à une valeur supérieure ou égale à 25 daN. Cette valeur est de préférence inférieure ou égale à 200 daN et plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 daN, voire à 75 daN.
Selon encore un autre aspect, l’invention propose un procédé pour déterminer une charge sur une plate-forme de travail d’une nacelle élévatrice laquelle plate-forme de travail est montée à une extrémité supérieure d’un mât servant à déplacer en hauteur la plate-forme de travail, un dispositif de détermination de charge selon l’invention étant monté en interposition entre l’extrémité supérieure du mât et la plate-forme de travail, le procédé comprenant la détermination de la charge sur la plate-forme de travail par une électronique de bord sur la base d’au moins un signal de mesure fourni par le capteur d’effort.
Suivant des modes de réalisation préférés, le procédé selon l’invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : l’enregistrement par l’électronique de bord dans un dispositif de stockage de données à bord de la nacelle élévatrice d’au moins une donnée de préférence horodatée qui est représentative de la charge sur la plate-forme de travail et/ou l’envoi d’au moins une telle donnée par l’électronique de bord à un serveur distant via une liaison de communication sans fil ; l’électronique de bord enregistre ou envoie une telle donnée si la charge déterminée est supérieure à un seuil positif prédéterminé non nul, le seuil correspondant de préférence à la charge maximale autorisée de la plate-forme de travail ; l’électronique de bord enregistre ou envoie une telle donnée si la charge déterminée est négative non nulle ou bien si la charge déterminée est négative et supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé non nul, ce seuil étant de préférence fixé à une valeur supérieure ou égale à 10 daN et plus préférentiellement à une valeur supérieure ou égale à 25 daN. Cette valeur est de préférence inférieure ou égale à 200 daN et plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 daN, voire à 75 daN.
Selon un autre aspect indépendant de la description qui précède du dispositif et du procédé de détermination de charge selon l’invention, ainsi que de la nacelle élévatrice selon l’invention, l’invention propose une nacelle élévatrice comprenant une plateforme de travail, une structure élévatrice sur laquelle est montée la plate-forme de travail et servant à déplacer en hauteur la plate-forme de travail, un dispositif de détermination de charge pour déterminer la charge sur la plate-forme de travail et une électronique de bord prévue pour enregistrer dans un dispositif de stockage de données agencé à bord de la nacelle élévatrice d’au moins une donnée de préférence horodatée qui est représentative de la charge sur la plate-forme de travail déterminée par le dispositif de détermination de charge et/ou pour envoyer au moins une telle donnée à un serveur distant via une liaison de communication sans fil.
Selon un mode de réalisation, l’électronique de bord est prévue pour enregistrer et/ou envoyer une telle donnée si la charge déterminée par le dispositif de détermination de charge est supérieure à un seuil positif prédéterminé non nul. Ce seuil est de préférence la charge maximale qu’il est autorisé de placer sur la plate-forme de travail. Selon un autre mode de réalisation, l’électronique de bord est prévue pour enregistrer et/ou envoyer une telle donnée si la charge déterminée est négative non nulle ou bien plus préférentiellement si la charge déterminée est négative et supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé non nul. Ce seuil peut être fixé à une valeur supérieure ou égale à 10 daN et plus préférentiellement à une valeur supérieure ou égale à 25 daN. Cette valeur est de préférence inférieure ou égale à 200 daN et plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 daN, voire à 75 daN. Selon encore un autre mode de réalisation, l’électronique de bord est prévue pour stopper un mouvement d’abaissement de la plate-forme de travail en cours si elle détermine une charge négative à bord de la plate-forme de travail qui est supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé non nul, ce seuil étant de préférence fixé à une valeur comprise supérieure ou égale à 10 daN et plus préférentiellement à une valeur supérieure ou égale à 25 daN. Cette valeur est de préférence inférieure ou égale à 200 daN et plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 daN, voire à 75 daN.
Selon un autre aspect encore, l’invention propose un procédé de détermination de la charge à bord d’une plate-forme de travail d’une nacelle élévatrice dans laquelle la plate-forme de travail est montée sur une structure élévatrice pour déplacer en hauteur la plate-forme de travail, la nacelle élévatrice comprenant un dispositif de détermination de charge pour déterminer la charge sur la plate-forme de travail, le procédé comprenant l’enregistrement par une électronique de bord de la nacelle élévatrice dans un dispositif de stockage de données agencé à bord de la nacelle élévatrice d’au moins une donnée de préférence horodatée qui est représentative de la charge sur la plate-forme de travail déterminée par le dispositif de détermination de charge et/ou l’électronique de bord envoie au moins une telle donnée à un serveur distant via une liaison de communication sans fil.
Selon un mode de réalisation, l’électronique de bord enregistre et/ou envoie une telle donnée si la charge déterminée par le dispositif de détermination de charge est supérieure à un seuil positif prédéterminé non nul. Ce seuil est de préférence la charge maximale qu’il est autorisé de placer sur la plate-forme de travail. Selon un autre mode de réalisation, l’électronique de bord enregistre et/ou envoie une telle donnée si la charge déterminée est négative non nulle ou bien plus préférentiellement si la charge déterminée est négative et supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé non nul. Ce seuil est de préférence fixé à une valeur supérieure ou égale à 10 daN et plus préférentiellement à une valeur supérieure ou égale à 25 daN. Cette valeur est de préférence inférieure ou égale à 200 daN et plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 daN, voire à 75 daN. Selon encore un autre mode de réalisation, l’électronique de bord stoppe un mouvement d’abaissement de la plate-forme de travail en cours si elle détermine une charge négative à bord de la plate-forme de travail qui est supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé non nul, ce seuil étant de préférence fixé à une valeur supérieure ou égale à 10 daN et plus préférentiellement à une valeur supérieure ou égale à 25 daN. Cette valeur est de préférence inférieure ou égale à 200 daN et plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 daN, voire à 75 daN.
D’autres aspects, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation préféré de l’invention, donnée à titre d’exemple et en référence au dessin annexé.
[Fig. 1] représente une nacelle élévatrice selon un mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 2] représente une vue locale qui en montre le bras pendulaire et la plate-forme de travail, ainsi que le dispositif de détermination de charge interposé entre eux.
[Fig. 3] représente une vue isolée en perspective du support de la plate-forme de travail auquel est fixé le dispositif de détermination de charge.
[Fig. 4] représente une vue en perspective du dispositif de détermination de charge observé par le dessus depuis l’autre côté par rapport à la figure 3.
[Fig. 5] représente une vue en perspective du dispositif de détermination de charge observé par le dessous depuis l’autre côté par rapport à la figure 3.
[Fig. 6] représente, en vue de côté, une coupe verticale à travers l’ensemble constitué par le dispositif de détermination de charge et le support de la plate-forme de travail.
[Fig. 7] représente la même vue en coupe que la figure 6, mais limitée à la région du dispositif de détermination de charge.
[Fig. 8] représente une vue en perspective du dispositif de détermination de charge observé par le dessus, dans laquelle une partie des pièces est omises et d’autres sont coupées afin de mieux montrer la structure du dispositif de détermination de charge.
[Fig. 9] représente une coupe à travers le dispositif de détermination de charge suivant un plan passant par les axes de pivotement de la bielle de transfert du poids de la plateforme de travail.
[Fig. 10] représente une vue en perspective de l’axe instrumenté du dispositif de détermination de charge.
[Fig. 11] représente une vue en perspective d’un dispositif de détermination de charge selon un autre mode de réalisation.
En référence aux figures 1 à 10, nous allons décrire un mode de réalisation préféré d’une nacelle élévatrice 1, ainsi que d’un dispositif de détermination de charge 40 qui équipe celle-ci.
Par convention, toute référence faite dans la présente description à la direction verticale ou horizontale s’apprécie par rapport au cas où la nacelle élévatrice 1 repose sur un sol horizontal.
Comme cela est visible sur la figure 1 , la nacelle élévatrice 1 comprend un châssis 2 équipé de roues 4 pour permettre sa translation au sol, au moins deux des roues 4 étant directrices. Alternativement ou en combinaison, le châssis 2 peut être équipé de chenilles aux mêmes fins. Le châssis 2 est motorisé pour assurer le déplacement autonome de la nacelle élévatrice 1 au sol.
La nacelle élévatrice 1 comprend une structure élévatrice 18 supportant une plate-forme de travail 10 prévue pour recevoir à bord du personnel et du matériel en vue de réaliser des travaux en hauteur. La plate-forme de travail 10 comprend un plancher 12 et un garde-corps 14. Un pupitre de commande 16 est agencé sur la plate-forme de travail 10. Il permet à un opérateur à bord de la plate-forme de travail 10 de commander la structure élévatrice 18 pour déplacer la plate-forme de travail 10 en hauteur jusqu’à la position souhaitée, ainsi que de faire déplacer le châssis 2 au sol.
Dans ce mode de réalisation, la nacelle élévatrice 1 est du type communément dénommé nacelle articulée (ou articulating boom lift en anglais). La structure élévatrice 18 comprend une tourelle 22 montée sur le châssis 2 et un mât 20 monté sur la tourelle 22, le mât 20 supportant à son extrémité supérieure 28 la plate-forme de travail 10 par le biais du dispositif de détermination de charge 40. Plus particulièrement, le mât 20 comprend un bras articulé 24, un bras télescopique 26 et un bras pendulaire 30. Le bras articulé 24 est monté sur la tourelle 22 et le bras télescopique 26 est monté à l’extrémité supérieure du bras articulé 24. Le bras pendulaire 30 (ou articulating jib en anglais) est monté par une extrémité à l’extrémité supérieure du bras télescopique 26. L’extrémité opposée du bras pendulaire 30 supporte la plate-forme de travail 10 par le biais du dispositif de détermination de charge 40.
La tourelle 22 est montée pivotante autour d’un axe vertical sur le châssis 2, ce qui permet de modifier l’orientation du mât 20 et de la plate-forme 10 par rapport au châssis 2. Le bras articulé 24 forme un pantographe de manière que son extrémité supérieure puisse être levée et abaissée verticalement par dépliement et repliement respectivement par rapport à la tourelle 22.
Le bras télescopique 26 est monté pivotant autour d’un axe horizontal à l’extrémité supérieure du bras articulé 24 pour pouvoir être levé et abaissé par modification de son inclinaison par rapport au bras articulé 24.
Le bras pendulaire 30 est monté pivotant autour d’un axe horizontal à l’extrémité supérieure du bras télescopique 26 de manière à pouvoir être levé et abaissé par rapport au bras télescopique 26. Le bras pendulaire 30, plus court que le bras télescopique 26, permet d’adapter localement la hauteur d’élévation de la plate-forme de travail 10 sans agir sur le bras télescopique 26. Le bras pendulaire 30 peut éventuellement aussi être monté pivotant autour d’un axe vertical par rapport au bras télescopique 26.
Le bras pendulaire 30 est conçu pour maintenir la plate-forme de travail 10 horizontale lorsque le bras pendulaire 30 est levé ou abaissé par rapport au bras télescopique 26 quand la nacelle élévatrice 1 est en utilisation, ce qui peut être classiquement obtenu par le fait que le bras pendulaire 30 ait une structure de parallélogramme articulée.
La plate-forme de travail 10 est de préférence montée pivotante par rapport au bras pendulaire 30 autour d’un axe s’étendant verticalement lorsque la nacelle élévatrice 1 est en cours d’utilisation, ce qui permet de changer l’orientation de la plate-forme de travail 10 par rapport au bras pendulaire 3 grâce à un actionneur rotatif 29.
La nacelle élévatrice 1 comprend classiquement des actionneurs affectés aux différentes possibilités de mouvements de la structure élévatrice 18 qui viennent d’être décrits.
L’on comprendra que le dispositif de détermination de charge 40 qui va être décrit plus loin peut être appliqué à des nacelles élévatrices ayant une structure de levage 18 différente. De manière générale, il peut être appliqué à toute nacelle élévatrice pourvue d’un mât supportant à son extrémité supérieure une plate-forme de travail afin de la déplacer en hauteur. Ainsi, dans autre un mode de réalisation, la nacelle élévatrice 1 est du type communément appelé nacelle télescopique (ou telescopic boom lift en anglais), c’est-à-dire qui est dépourvue de bras articulé 24, le bras télescopique 26 étant monté directement sur la tourelle 22. Dans un autre mode de réalisation, le bras pendulaire 30 est omis, la plate-forme de travail 30 étant montée à l’extrémité supérieure du bras télescopique 26 par le biais du dispositif de détermination de charge 40, la nacelle élévatrice 1 pouvant être du type nacelle articulée ou du type nacelle télescopique. Dans encore un autre mode de réalisation, la nacelle élévatrice 1 est du type communément dénommé mât vertical (ou vertical mast lift en anglais), en particulier du type mât vertical ayant un bras pendulaire 30, c’est-à-dire une nacelle élévatrice comprenant un mât télescopique vertical non inclinable monté soit sur une tourelle pivotante, soit directement sur le châssis 2 et supportant à son extrémité supérieure le bras pendulaire 30 qui supporte à son tour la plate-forme de travail 10 par le biais du dispositif de détermination de charge 40.
La figure 2 montre plus particulièrement le bras pendulaire 30 du mât 20 et la plateforme de travail 10 de la nacelle élévatrice 1, ainsi que le dispositif de détermination de charge 40 qui est interposé entre eux. Le mât 20 supporte intégralement la plate-forme de travail 10 exclusivement par le biais du dispositif de détermination de charge 40. De ce fait, le dispositif de détermination de charge 40 transfert intégralement le poids de la plate-forme de travail 10 au mât 20 et plus généralement tous les efforts que la plateforme de travail 10 exerce sur le mât 20, notamment ceux dus aux moments liés au montage en porte-à-faux de la plate-forme de travail 10 à l’extrémité supérieure 28 du mât 20, ainsi qu’à l’éventuel décalage latéral de la charge placée sur la plate-forme de travail 10 par rapport à l’extrémité supérieure du mât 20. Le dispositif de détermination de charge 40 va être décrit plus en détail maintenant en référence aux figures 3 à 9. Le dispositif de détermination de charge 40 comprend une pièce côté mât 50 et une pièce côté plate-forme de travail 11.
Dans ce mode de réalisation, la pièce côté mât 50 est réalisée sous la forme d’un support de montage et sert à monter le dispositif de détermination de charge 40 à l’extrémité supérieure 28 du mât 20 de la nacelle élévatrice 1. De ce fait, la pièce côté mât 50 est prévue pour être fixée à l’extrémité supérieure 28 du mât 20 de préférence de manière démontable. Dans un mode de réalisation alternatif non représenté, la pièce côté mât 50 est une pièce faisant partie de l’extrémité supérieure 28 du mât 20.
Dans ce mode de réalisation, la pièce côté plate-forme de travail 11 est réalisée sous la forme d’un support servant à supporter intégralement la plate-forme de travail 10. Dans un mode de réalisation alternatif non représenté, la pièce côté plate-forme de travail 11 fait partie de la plate-forme de travail 10 : il peut s’agir par exemple d’un cadre du plancher 12 de la plate-forme de travail 10.
Dans l’exemple illustré, la pièce côté plate-forme de travail 11 est une structure mécano- soudée qui supporte la plate-forme de travail 12. La plate-forme de travail 12 peut y être fixée par vissage ou par soudage ou tout autre moyen approprié. La pièce côté plateforme de travail 11 supporte tout le poids de la plate-forme de travail 10 et le dispositif de détermination de charge 40 transfère celui-ci au mât 20 par le biais de la pièce côté mât 50.
Dans l’exemple illustré, la pièce côté mât 50 est une pièce mécano-soudée comprenant deux plaques parallèles 51, 52 séparées l’une de l’autre par une entretoise 53 agencée vers une de leur extrémité. A leur extrémité opposée, les plaques 51, 52 sont prévues pour recevoir entre elles, au niveau d’ouvertures 54, l’actionneur rotatif 29 qui est monté par ailleurs à l’extrémité supérieure 28 du mât 20 et qui sert à faire pivoter la plateforme de travail 10 par rapport au bras pendulaire 30. Bien entendu, la structure de la pièce côté mât 50 peut être différente de celle qui vient d’être décrite.
Le mât 20 supporte donc le dispositif de détermination de charge 40 par le biais de la pièce côté mât 50.
Le dispositif de détermination de charge 40 comprend aussi deux sous-ensembles 60 et 80 qui sont le mieux visibles sur les figures 6 à 8. Les deux sous-ensembles 60 et 80 sont chacun reliés, d’une part, à la pièce côté mât 50 et, d’autre part, à la pièce côté plate-forme de travail 11. Les deux sous-ensembles 60 et 80 transfèrent ensemble au mât 20 l’intégralité des efforts exercés par la plate-forme de travail 10 sur le mât 20.
Le premier sous-ensemble 60 comprend une bielle supérieure 61 et une bielle inférieure 62 visibles également sur les figures 4 et 5 respectivement. La bielle supérieure 61 est montée pivotante par une extrémité à la pièce côté mât 50 autour d’un axe 71 et par une extrémité opposée à la pièce côté plate-forme de travail 11 autour d’un axe 72. Similairement, la bielle inférieure 62 est montée pivotante par une extrémité à la pièce côté mât 50 autour d’un axe 73 et par une extrémité opposée à la pièce côté plate-forme de travail 11 autour d’un axe 74.
Les axes 71, 72, 73 et 74 s’étendent horizontalement et parallèlement entre eux en occupant les sommets d’un parallélogramme fictif. De ce fait, ce parallélogramme est déformable par pivotement des bielles 61 et 62 autour de leurs axes respectifs. Autrement dit, les bielles 61 et 62 forment un mécanisme communément dénommé mécanisme à quatre barres ou liaison à quatre barres. Le premier sous-ensemble 60 permet à la plate-forme de travail 10 de se déplacer librement en direction verticale par rapport à l’extrémité supérieure 28 du mât 20. Bien entendu, le déplacement n’est pas purement vertical, compte tenu des liaisons de pivotement des bielles 61 et 62.
Le deuxième sous-ensemble 80 comprend une bielle 81 montée pivotante par une extrémité 81a à la pièce côté plate-forme de travail 11. Plus précisément, l’extrémité 81a est montée pivotante sur l’axe 72 dans ce mode de réalisation. La bielle 81 est montée par son extrémité opposée 81b sur un axe instrumenté 90 par le biais d’une rotule 82. L’axe instrumenté 90 est solidarisé à la pièce côté mât 50. Plus précisément, dans ce mode de réalisation, l’axe instrumenté 90 est logé dans des trous ménagés dans deux plaques 56 et 57 séparées et parallèles entre elles qui font parties de la pièce mécano-soudée formant la pièce côté mât 50. Pour transférer le poids de la plate-forme de travail 10 à la pièce côté mât 50 grâce à la bielle 81, le plan imaginaire passant par l’axe 72 et l’axe instrumenté 90 n’est pas un plan parallèle mais sécant aux plans imaginaires passant respectivement par les axes 71 et 72 et par les axes 73 et 74.
L’axe instrumenté 90 est équipé de jauges de contrainte permettant de déterminer les efforts radiaux appliqués sur lui en l’occurrence par la bielle 81. Il est d’un type connu en soi. Un exemple est illustré à la figure 10. La rotule 82 est montée sur un tronçon 92 de l’axe instrumenté 90. Le tronçon 92 est délimitée par deux gorges circonférentielles 93 et 94 dans lesquelles sont placées les jauges de contrainte. L’axe instrumenté 90 est équipé d’un connecteur 91 pour sortir les signaux de mesure des efforts déterminés par les jauges de contrainte, le connecteur 91 étant relié à une électronique de bord 5 de la nacelle élévatrice 1. L’électronique de bord 5 est logée en dans la tourelle 22 comme le montre la figure 1, mais elle peut l’être dans le châssis 22 ou ailleurs. Comme cela est visible sur les figures 4 et 5, une pièce 95 fixée à la pièce côté mât 50, en l’occurrence à la plaque 56 de celui-ci, engage une rainure 95 de l’axe instrumenté 90 afin d’arrêter l’axe instrumenté 90 dans la direction axiale et de le bloquer en rotation par rapport à la pièce côté mât 50. Du point de vue fonctionnel, lorsque la nacelle élévatrice 1 est dans des conditions de fonctionnement normales, c’est-à-dire en l’absence d’élément extérieur à la nacelle élévatrice 1 sollicitant la plate-forme de travail 10, le sous-ensemble 60 transfère au mât 20 - par le biais de la pièce côté mât 50 - la totalité des efforts exercés par la plateforme de travail 10 sur le mât 20, à l’exception du poids de la plate-forme de travail 10. Plus précisément, les deux bielles 61 et 62 transfèrent au mât 20 les efforts dus au moment résultant du montage en porte-à-faux de la plate-forme de travail 10 par rapport à l’extrémité supérieure 28 du mât 20. La direction vectorielle de ce moment est parallèle à l’axe Z de l’axe instrumenté 90 - visible sur la figure 7 - auquel sont parallèles l’ensemble des axes 71, 72, 73 et 74.
Les deux bielles 61 et 62 transfèrent aussi au mât 20 les efforts dus au moment de torsion résultant d’un éventuel décalage latéral du centre d’inertie de la plate-forme de travail 10 chargée par rapport à l’extrémité supérieure 28 du mât 20, autrement dit un décalage dans la direction de l’axe Z par rapport à l’extrémité supérieure 28 du mât 20. La direction vectorielle de ce moment de torsion est parallèle à l’axe X visible sur la figure 7. Ce décalage latéral du centre d’inertie de la plate-forme de travail 10 chargée peut classiquement résulter du fait qu’une charge est placée sur la plate-forme de travail 10 vers un côté latéral, étant précisé que de manière classique le dispositif de détermination de charge 40 supporte préférentiellement la plate-forme de travail 10 par le milieu d’un côté de celle-ci.
Au contraire, le deuxième sous-ensemble 80 transfère exclusivement la totalité du poids de la plate-forme de travail 10 au mât 20 par le biais de la pièce côté mât 50. Bien entendu, le poids de la plate-forme de travail 10 s’entend de la plate-forme de travail 10 chargée le cas échéant et comprend donc aussi le poids de la charge placée sur celle-ci. Ainsi, l’axe instrumenté 90 est soumis exclusivement aux efforts résultant du poids de la plate-forme de travail 10 chargée qui lui sont transmis par la bielle 81, et non aux efforts dus aux moments précités qui sont pris en charge par le premier sous-ensemble 60. Les efforts mesurés par l’axe instrumenté 90 permettent donc à l’électronique de bord 5 de la nacelle élévatrice 1 de déterminer de manière fiable la charge à bord de la plate-forme de travail 10. Selon un mode de réalisation préféré, il est prévu une procédure de calibration pour établir la relation entre les mesures fournies par le capteur d’effort du dispositif de détermination de charge 40, en l’occurrence l’axe instrumenté 90, et la charge à bord de la plate-forme de travail 10. Cela permet ensuite à l’électronique de bord 5 de la nacelle élévatrice 1 de déterminer directement la charge à bord de la plate-forme de travail 10 à partir de la mesure fournie par le capteur d’effort sur la base de cette relation lorsque la nacelle élévatrice 1 est en utilisation. L’électronique de bord 5 peut classiquement être prévue pour restreindre ou interdire les mouvements de la plate-forme de travail 10 en fonction de la charge à bord de la plate-forme de travail 10 déterminée grâce au dispositif de détermination de charge 40. Afin d’obtenir une détermination précise de la charge à bord de la plate-forme de travail 10, les bielles 61 et 62 sont préférentiellement montées sur les axes respectifs 71, 72 et 73, 74 au moyen de paliers lisses ou bagues lisses. C’est le cas aussi pour le montage pivotant de la bielle 81 sur l’axe 72. Cette mesure permet d’éviter au maximum que des efforts parasites soient appliqués sur la bielle 81 - et donc sur l’axe instrumenté 90 - en raison des frottements au niveau de ces axes.
D’autre part, il est avantageux que la bielle 81 soit inclinée par rapport à la verticale comme cela est visible dans les figures. En effet, l’effort appliqué par la bielle 81 sur l’axe instrumenté 90 est d’autant plus grand par rapport au poids de la plate-forme de travail 10 que l’angle de la bielle 81 avec la verticale augmente. Cela permet de ce fait une détermination plus précise du poids de la plate-forme de travail 10 au moyen de l’axe instrumenté 90. De ce point de vue, l’angle de la bielle 81 avec la verticale est de préférence supérieur ou égal à 10 degrés. Il est aussi préférentiellement inférieur ou égal à 80°, ce qui évite que l’effort transmis par la bielle 81 ne devienne trop important.
Par ailleurs, la rotule 82 améliore aussi la précision de la détermination de la charge à bord de la plate-forme de travail 10 au moyen de l’axe instrumenté 90. En effet, la rotule 82 évite ou limite drastiquement que l’axe instrumenté 90 soit soumis à des efforts parasites dus au moment de torsion parallèle à l’axe X qui résulte d’un éventuel décalage latéral du centre d’inertie de la plate-forme de travail 10 chargée par rapport à l’extrémité supérieure 28 du mât 20, autrement dit un décalage dans la direction de l’axe Z par rapport à l’extrémité supérieure 28 du mât 20.
Comme mentionné plus haut, les efforts dus à ce moment de torsion sont en principe pris en charge par le premier sous-ensemble 60 de sorte que le deuxième sous-ensemble 80, en particulier la bielle 81 et l’axe instrumenté 90, ne devrait pas y être soumis. En réalité, bien que le premier sous-ensemble 60 et la pièce côté plate-forme de travail 11 sont par conception très rigides, ils peuvent néanmoins subir des déformations provoquées par les efforts résultant de ce moment de torsion. De ce fait, si la bielle 81 du deuxième sous-ensemble 80 était uniquement montée de manière pivotante à l’axe instrumenté 90, le deuxième sous-ensemble 80 serait soumis à des efforts parasites dus au moment de torsion. Supprimer ces déformations par le seul dimensionnement des pièces n’est généralement pas possible en raison de leur poids et volume qui deviendraient trop important pour être compatibles avec une conception optimale de la nacelle élévatrice.
La difficulté est surmontée par le fait de relier la bielle 81 à l’axe instrumenté 90 par le biais de la rotule 82. La rotule 82 permet en effet d’éviter que l’axe instrumenté 90 soit soumis à des efforts parasites dus au moment de torsion ou du moins de les limiter drastiquement.
La rotule 82 est le mieux visible sur la figure 9. Elle comprend classiquement une bague intérieure 83 et une bague extérieure 84. La bague extérieure 84 est montée sur la bague intérieure 83 par une surface sphérique respective. Ainsi, la bague extérieure 84 est unie à la bague intérieure 83 par une liaison sphérique. Autrement dit, la bague extérieure 84 est libre de pivoter autour des trois axes x, y et z - visibles sur la figure 9 - par rapport à la bague intérieure 83. La rotule 82 est maintenue par le biais de la bague extérieure? 84 dans un alésage traversant de la bielle 81 tandis que la bague intérieure 83 de la rotule 82 est montée l’axe instrumenté 90, à savoir sur son tronçon 92 désigné sur la figure 10. Ainsi, si la bielle 81 devait quitter un positionnement purement radial par rapport à l’axe instrumenté 90 en raison de déformations du premier sous-ensemble 60, la rotule 82 évite que des efforts parasites correspondants s’appliquent sur l’axe instrumenté 90 lesquels auraient pour effet de fausser la détermination du poids de la plate-forme de travail 10.
Toujours dans le but de maximiser la précision de la détermination de la charge à bord de la plate-forme de travail 10 grâce à Taxe instrumenté 90, il est préférable que la bague intérieure 83 de la rotule 82 soit montée en pivot glissant sur Taxe instrumenté 90. De la sorte, la bague 83 peut coulisser axialement par rapport à Taxe instrumenté 90, ce qui permet aussi d’éviter d’appliquer sur cette dernière d’éventuels efforts parasites. En revanche, l’extrémité 81a peut être montée en liaison pivot pure sur Taxe 72 au jeu de montage près. Alternativement, l’extrémité 81a peut être montée par une rotule sur Taxe 72, mais le montage par une simple liaison pivot est plus économique. La conception du deuxième sous-ensemble 80 a aussi pour intérêt de coupler la pièce côté plate-forme de travail 11 à la pièce de montage 50, c’est-à-dire de les unir en toute circonstance peu importe que la bielle 11 soit soumise à des efforts de compression ou bien à des efforts de traction. Ainsi, si la plate-forme de travail 10 devait reposer sur un obstacle extérieur à la nacelle élévatrice 1 de sorte qu’un effort vers le haut s’exerce sur celle-ci au point que la charge à bord de la plate-forme de travail apparaît être négative, celle-ci est perçue par Taxe instrumenté 90. Le dispositif de détermination de charge 40 permet donc non seulement de détecter cette situation, mais aussi de déterminer l’importance de la charge négative, y compris si le sens des efforts transmis par la bielle 11 devait s’inverser, c’est-à-dire lorsque l’effort vertical vers le haut appliqué à la plateforme de travail 10 excède le poids de la plate-forme de travail 10 complété avec celui de la charge pesante éventuellement placée sur elle. L’électronique de bord 5 de la nacelle élévatrice 1 peut alors mettre en œuvre automatiquement des procédures appropriées en fonction de l’importance de la charge négative notamment pour des raisons de sécurité et d’intégrité de la nacelle élévatrice 1. Par exemple, l’électronique de bord peut être prévue pour arrêter automatiquement les mouvements de la plateforme de travail 10, en particulier le mouvement d’abaissement, dès lors que la charge négative dépasse un seuil prédéterminé. Ce seuil peut être fixé à zéro daN, mais il est préférable de le fixer à une valeur non nulle pour éviter un déclenchement intempestif de la procédure de sécurité en raison de phénomènes transitoires. De ce point de vue, ce seuil est préférentiellement fixé à une valeur supérieure ou égale à 10 daN, voire à 25 daN. D’un autre côté, cette valeur est de préférence inférieure ou égale à 200 daN et plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 daN, voire à 75 daN, ce qui limite le risque de dégât causé à la nacelle élévatrice 1.
Par ailleurs, une ou des données représentatives de la charge à bord de la plate-forme de travail 10 peuvent être enregistrés par exemple à des fins d’analyse des évènements affectant l’usage de la nacelle élévatrice 1. En particulier, un tel enregistrement peut avantageusement être effectué lorsque la charge déterminée par l’électronique de bord 5 dépasse un seuil positif prédéterminé non nul, par exemple un seuil représentatif d’une surcharge de la plate-forme de travail 10. Inversement, un tel enregistrement peut être opéré lorsqu’une charge négative non nulle est déterminée par l’électronique de bord 5, autrement dit lorsqu’un effort vertical vers le haut est appliqué à la plate-forme de travail 10. Ou plus particulièrement, l’enregistrement peut être opéré lorsque l’électronique de bord 5 détermine une charge négative dépassant en valeur absolue un seuil prédéterminé non nul, par exemple un seuil fixé à une valeur supérieure ou égale à 10 daN et plus préférentiellement à une valeur supérieure ou égale à 25 daN. En particulier, ce seuil peut avantageusement être fixé à une limite à ne pas dépasser pour ne pas exposer la nacelle élévatrice 1 à des avaries. De ce point de vue, le seuil est fixé à une valeur qui est de préférence inférieure ou égale à 200 daN et plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 daN, voire à 75 daN.
La ou les données ainsi enregistrées peuvent être la charge à bord de la plate-forme de travail 10 telle que déterminée par l’électronique de bord 5 ou bien la ou les mesures fournies par l’axe instrumenté 90 ayant servie à la détermination de la charge ou toute(s) autre(s) donnée(s) représentative(s) de la charge. Ces données peuvent être enregistrées avec horodatage par l’électronique de bord 5 elle-même dans un dispositif de stockage 5a à bord de la nacelle élévatrice 1. Le dispositif de stockage de données 5a peut être de tout type approprié tel que de la mémoire RAM, un disque dur, un disque SSD, etc. Alternativement ou additionnellement, ces données peuvent être envoyées pour stockage à un serveur distant 6 par l’électronique de bord 5 via une liaison de communication sans fil symbolisé par la flèche 7 sur la figure 1. Il peut notamment s’agir d’un serveur hébergé dans un nuage sur Internet. L’on comprendra que l’enregistrement des données représentatives de la charge à bord de la plate-forme de travail 10 dans un dispositif de stockage 5a à bord de la nacelle élévatrice 1 et/ou leur envoi à un serveur distant 6 peut être plus généralement mis en œuvre pour toute sorte de nacelle élévatrice, ainsi qu’avec un dispositif de détermination de charge qui n’est pas selon la présente invention.
Le mode de réalisation décrit en référence aux figures 1 à 10 allie une conception particulièrement simple et économique tout en permettant une détermination précise du poids de la plate-forme de travail 10 et partant de la charge à bord de celle-ci.
De nombreuses variantes sont cependant possibles. Selon un autre mode de réalisation tout aussi avantageux, la bielle 81 est montée par son extrémité 81a sur l’axe 74 au lieu d’être montée sur l’axe 72. Dans ce cas, la bielle 81 est soumise à un effort de traction sous l’effet du poids de la plate-forme de travail 10 au lieu d’être soumis à un effort de compression comme c’est le cas du mode de réalisation illustré par les figures.
Selon un autre mode de réalisation, la bielle 81 est montée pivotante par son extrémité 81a sur un axe dédié distinct des axes 72 et 74 et qui est également solidarisé à la pièce côté plate-forme de travail 11.
Selon un autre mode de réalisation, l’axe instrumenté 90 est monté à la pièce côté plateforme de travail 11. Dans ce cas, la bielle 81 est montée pivotante par son extrémité 81a soit sur l’axe 71, soit sur l’axe 73, soit sur un axe dédié distinct qui est solidarisé à la pièce côté mât 50.
Les modes de réalisation dans lesquels la bielle 81 est montée sur l’un des axes 71, 72, 73 ou 74 sont préférables car ils font l’économie d’un axe dédié.
Selon encore un autre mode de réalisation, la bielle 81 est montée pivotante par son extrémité 81a sur un axe dédié qui lui-même est monté sur la bielle supérieure 61 ou bien sur la bielle inférieure 62 tandis que l’axe instrumenté 90 est monté sur le support de montage 50 ou sur la pièce côté plate-forme de travail 11.
Selon un autre mode de réalisation, l’axe instrumenté 90 est monté sur la bielle supérieure 61 ou bien sur la bielle inférieure 62. Dans ce cas, la bielle 81 est montée pivotante par son extrémité 81a à la pièce côté mât 50 ou à la pièce côté plate-forme de travail 11, que ce soit sur l’un des axes 71, 72, 73 ou 74 ou bien sur un axe dédié distinct de ces derniers.
Selon encore un autre mode de réalisation, la bielle 81 est montée pivotante par son extrémité 81a sur un axe dédié qui lui-même est monté soit sur la bielle supérieure 61, soit sur la bielle inférieure 62, et l’axe instrumenté 90 est monté sur l’autre des deux bielles 61, 62.
Quel que soit le mode de réalisation, la bielle 81 est agencée de manière à supporter le poids de la plate-forme de travail 10 et à le transférer directement ou indirectement de la pièce côté plate-forme de travail 11 à la pièce côté mât 50 par le biais de l’axe instrumenté 90.
Dans le cas où l’extrémité 81a de la bielle 81 et/ou l’axe instrumenté 90 sont montés sur l’une ou l’autre des bielles 61, 62, la forme des bielles 61 et 62 concernées peut être adaptée de manière à définir un agencement mutuel des trois axes montés sur une même bielle, par exemple selon un agencement triangulaire, pour que la bielle 81 s’étende selon une direction choisie pour que les efforts appliqués à la bielle 81 du fait du poids de la plate-forme de travail 1 atteignent le niveau souhaité.
L’on remarquera que les bielles 61, 62 sont montées pivotantes à la pièce de montage 50 et à la pièce côté plate-forme de travail 11 au moyen d’axes distincts de l’axe instrumenté 90, à savoir les axes 71, 72, 73 et 74, afin d’éviter que les efforts transmis par les bielles 61, 62 ne passent par l’axe instrumenté 90.
Selon d’autres modes de réalisation encore, la détermination de la charge sur la plateforme de travail 10 est effectuée sans recourir à un axe instrumenté. Un tel mode de réalisation est illustré par la figure 11. Le dispositif de détermination de charge de la figure 11 est référencé 140. Similairement au premier mode de réalisation illustré par les figures 1 à 10, le dispositif de détermination de charge 140 est monté, d’une part, à la pièce côté mât 50 (qui dans cet exemple est réalisé un peu différemment) et, d’autre part, à la pièce côté plate-forme de travail 11.
Le premier sous-ensemble 60 du dispositif de détermination de charge 140 est identique à celui du premier mode de réalisation. En revanche, le deuxième sous-ensemble 180 est différent du premier sous-ensemble 80 du premier mode de réalisation. Plus particulièrement, la bielle 81 et l’axe instrumenté 90 du premier mode de réalisation sont remplacés par une bielle 181 composée de plusieurs tronçons rigidement reliés entre eux dont un capteur d’effort 190 capable de déterminer les efforts de traction et/ou de compression qui lui sont appliqués. Ce type de capteurs est connu en soi et sont disponibles dans le commerce. Dans un autre mode de réalisation, la bielle 181 est réalisée monobloc venant de matière et une ou plusieurs jauges de contrainte y sont adjointes pour déterminer les efforts de traction et/ou de compression qui lui sont appliqués.
La bielle 181 est montée par son extrémité 181a sur l’axe 72 par le biais d’une première rotule 82 et par son extrémité opposée 181b sur l’axe 73 par le biais d’une deuxième rotule 82. Les deux rotules 82 évitent que des efforts parasites dus à une éventuelle déformation de la pièce côté plate-forme de travail 11 et du premier sous-ensemble 60 s’appliquent la bielle 181 et donc sur le capteur d’effort 190. En variante, seule une des deux extrémités 181a, 181b est montée par le biais d’une rotule 82 tandis que son autre extrémité est montée par une liaison pivot glissant ou une liaison pivot pure. Mais le recours à deux rotules 82 est néanmoins préférable car elles suppriment ou limitent plus efficacement les efforts parasites sur la bielle 181 qui sont liés au moment de torsion. Le mode de réalisation de la figure 11 peut aussi faire l’objet de nombreuses variantes. En particulier, la bielle 181 peut être montée sur les axes 71 et 74 au lieu des axes 72 et 73. Il est aussi possible de monter la bielle 181 par son extrémité 181 a à un premier axe dédié et/ou par son extrémité 181b à un deuxième axe dédié lesquels axes dédiés sont montés l’un à la pièce côté mât 50 et l’autre à la pièce côté plate-forme de travail 11. En variante, l’un et/ou l’autre de ces deux axes dédiés peuvent être montés sur la bielle supérieure 61 et sur la bielle inférieure 62. Les modes de réalisation décrits en référence aux figures 1 à 10 sont cependant plus avantageux que celui de la figure 11 et de ses variantes en ce qu’ils ne comprennent qu’une seule rotule 82 et que la bielle 81 est structurellement simple.
Bien entendu, la présente invention n’est pas limitée aux exemples et aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible encore d’autres variantes accessibles à l’homme de l’art.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de détermination de charge (40 ; 140) pour déterminer une charge sur une plate-forme de travail (10) d’une nacelle élévatrice ( 1 ), la plate-forme de travail (10) étant montée à une extrémité supérieure (28) d’un mât (20) servant à déplacer en hauteur la plate-forme de travail, le dispositif de détermination de charge étant monté ou destiné à être monté en interposition entre l’extrémité supérieure du mât et la plate-forme de travail, le dispositif de détermination de charge comprenant :
- une pièce côté mât (50) faisant partie de l’extrémité supérieure du mât ou prévue pour monter le dispositif de détermination de charge à l’extrémité supérieure du mât, une pièce côté plate-forme de travail (11) faisant partie de la plate-forme de travail ou prévue pour supporter la plate-forme de travail, au moins une pièce supérieure de liaison (61) et au moins une pièce inférieure de liaison (62), la pièce supérieure de liaison (61) étant montée pivotante, d’une part, à la pièce côté mât (50) autour d’un premier axe (71) et, d’autre part, à la pièce côté plate-forme de travail (11) autour d’un deuxième axe (72), la pièce inférieure de liaison (62) étant montée pivotante, d’une part, à la pièce côté mât (50) autour d’un troisième axe (73) et, d’autre part, à la pièce côté plate-forme de travail (11) autour d’un quatrième axe (74), les premier, deuxième, troisième et quatrième axes (71-74) étant des axes parallèles distincts permettant un déplacement vertical de la pièce côté plate-forme de travail (11) par rapport à la pièce côté mât (50) par pivotement de la pièce supérieure de liaison (61) et de la pièce inférieure de liaison (62), un élément de transfert de charge (81 ; 181) couplant la pièce côté plate-forme de travail (11) à la pièce côté mât (50) pour transférer la charge supportée par la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât, et un capteur d’effort (90 ; 190) pour mesurer l’effort transmis par l’élément de transfert de charge de la pièce côté plate-forme de travail à la pièce côté mât, dans lequel l’élément de transfert de charge (81 ; 181) couple la pièce côté plateforme de travail (11) à la pièce côté mât (50) par le biais d’au moins une rotule (82).
2. Dispositif de détermination de charge selon la revendication 1 , dans lequel l’élément de transfert de charge est une bielle (81 ; 181).
3. Dispositif de détermination de charge selon la revendication 2, dans lequel deux extrémités opposées (81a, 81b ; 181a, 181b) de la bielle (81 ; 181) sont montées chacune à un élément respectif parmi la pièce côté mât (50), la pièce côté plateforme de travail (11), la pièce supérieure de liaison (61) et la pièce inférieure de liaison (62).
4. Dispositif de détermination de charge selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le capteur d’effort (90) comprend un corps d’épreuve sous la forme d’un cinquième axe sur lequel est montée la rotule, le cinquième axe étant distinct des premier, deuxième, troisième et quatrième axes (71-74).
5. Dispositif de détermination de charge selon la revendication 4 en ce qu’elle dépend de la revendication 2 ou 3, dans lequel la bielle (81) est montée par une première extrémité (81b) sur la rotule (82).
6. Dispositif de détermination de charge selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la rotule (82) est montée en liaison pivot glissant sur le cinquième axe (90).
7. Dispositif de détermination de charge selon la revendication 6 en ce qu’elle dépend de la revendication 5, dans lequel la bielle (81) est montée par une deuxième extrémité (81a) opposée à la première extrémité par une liaison pivot pure.
8. Dispositif de détermination de charge selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel le cinquième axe (90) et une deuxième extrémité (81a) de la bielle (81) opposée à la première extrémité sont montés chacun sur l’un respectif parmi la pièce côté mât (50) et la pièce côté plate-forme de travail (11).
9. Dispositif de détermination de charge selon la revendication 8, dans lequel la deuxième extrémité (81a) est montée sur l’un parmi les premier, deuxième, troisième et quatrième axes (71-74).
10. Dispositif de détermination de charge selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la bielle (181) est le corps d’épreuve du capteur d’effort ou bien le capteur d’effort (190) est intégré à la bielle (181).
11. Dispositif de détermination de charge selon la revendication 10, dans lequel la bielle (181) est montée par deux extrémités opposées au moyen d’une rotule respective (82).
12. Dispositif de détermination de charge selon la revendication 10 ou 11, dans lequel : la bielle (181) est montée au troisième axe (73) par une première extrémité (181b) et au deuxième axe (72) par une deuxième extrémité (181a) opposée à la première extrémité, ou bien la bielle est montée au premier axe (71) par une première extrémité et au quatrième axe (74) par une deuxième extrémité opposée à la première extrémité.
13. Dispositif de détermination de charge selon l’une quelconque des revendications 2 à 12, dans lequel la bielle (81 ; 181) est montée inclinée par rapport à la direction verticale de manière à s’étendre obliquement entre la pièce côté mât et la pièce côté plate-forme de travail, l’angle entre la bielle et la direction verticale étant préférentiellement compris entre 10 et 80 degrés.
14. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le capteur d’effort (90 ; 190) est apte à mesurer l’effort transmis par l’élément de transfert de charge de la pièce côté plate-forme de travail (11) à la pièce côté mât (50) quel que soit le sens de cet effort.
15. Nacelle élévatrice (1), comprenant : une plate-forme de travail (10), un mât (20) présentant une extrémité supérieure (28) à laquelle est montée la plateforme de travail et servant à déplacer en hauteur la plate-forme de travail, et
- un dispositif de détermination de charge (40 ; 140) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14 qui est monté en interposition entre l’extrémité supérieure du mât (28) et la plate-forme de travail (10).
16. Nacelle élévatrice selon la revendication 15, comprenant en outre une électronique de bord (5) à laquelle est relié le capteur d’effort (90 ; 190), l’électronique de bord étant prévue pour déterminer la charge à bord de la plate-forme de travail (10) à partir des signaux de mesure fournis par le capteur d’effort (90 ; 190).
17. Nacelle élévatrice selon la revendication 16, dans laquelle l’électronique de bord (5) est prévue pour stopper un mouvement d’abaissement de la plate-forme de travail (10) en cours si elle détermine une charge négative à bord de la plate-forme de travail qui est supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé non nul, ce seuil étant de préférence fixé à une valeur supérieure ou égale à 10 daN et plus préférentiellement à une valeur supérieure ou égale à 25 daN.
18. Procédé pour déterminer une charge sur une plate-forme de travail (10) d’une nacelle élévatrice (1) laquelle plate-forme de travail est montée à une extrémité supérieure (28) d’un mât (20) servant à déplacer en hauteur la plate-forme de travail (10), un dispositif de détermination de charge (40) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14 étant monté en interposition entre l’extrémité supérieure (28) du mât (20) et la plate-forme de travail (10), le procédé comprenant la détermination de la charge sur la plate-forme de travail (10) par une électronique de bord (5) sur la base d’au moins un signal de mesure fourni par le capteur d’effort (90 ; 190).
19. Procédé selon la revendication 18, comprenant l’enregistrement par l’électronique de bord (5) dans un dispositif de stockage de données (5a) à bord de la nacelle élévatrice (1) d’au moins une donnée de préférence horodatée qui est représentative de la charge sur la plate-forme de travail (10) et/ou l’envoi d’au moins une telle donnée par l’électronique de bord (5) à un serveur distant (6) via une liaison de communication sans fil (7).
20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel : l’électronique de bord (5) enregistre ou envoie une telle donnée si la charge déterminée est supérieure à un seuil positif prédéterminé non nul, le seuil correspondant de préférence à la charge maximale autorisée de la plate-forme de travail (10) ; et/ou l’électronique de bord (5) enregistre ou envoie une telle donnée si la charge déterminée est négative non nulle ou bien si la charge déterminée est négative et supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé non nul, ce seuil étant de préférence fixé à une valeur supérieure ou égale à 10 daN et plus préférentiellement à une valeur supérieure ou égale à 25 daN.
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