FR2537300A1 - Tracteur a guidage automatique - Google Patents

Abstract

VEHICULE TERRESTRE COMPRENANT UN SYSTEME DE COMMANDE DE DIRECTION AUTOMATIQUE QUI COMPORTE UN ACCELEROMETRE 109, 110 MONTE SUR UN CARDAN100, LA VARIATION D'ORIENTATION DE L'ACCELEROMETRE ETANT CONTRETENU PAR UN GYROSCOPE106 DONT L'AXE DE PIVOTEMENT EST PARALLELE A L'AXE POLAIRE.

Description

L'invention est relative à un tracteur ou véhicule

analogue, muni d'un dispositif de guidage.

Selon l'invention, le dispositif de guidage est constitué par un organe d'observation de la position du tracteur et un programme du parcours à effectuer, le tracteur étant dirigé automatiquement par la détermination continue de la différence entre la lecture de l'organe

d'observation et le programme.

D'autres objets et caractéristiques de l'invention

ressortiront de la description ci-après, en se référant

aux dessins ci-annexés, qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, quelques formes de réalisation du dispositif selon l'invention Sur ces dessins: La figure 1 est une vue de profil d'un tracteur selon

l'invention.

La figure 2 Fest une vue générale schématique d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de direction

automatique du tracteur.

La figure 3 est une vue en plan d'un champ que le tracteur doit parcourir avec indication du trajet du tracteur. La figure 4 est un dessin schématique d'un organe

d'observation selon le second exemple de réalisation.

La figure 5 est un schéma du dispositif de guidage

automatique.

La figure 6 est une représentation, vue en plan, d'un trajet réel possible du tracteur par rapport au trajet idéal. La figure 7 est une seconde représentation, également vue en plan, d'un trajet possible par rapport au trajet idéal. La figure 8 est un autre exemple de réalisation d'une

partie de l'organe d'observation selon la figure 4.

Le tracteur représenté sur la figure 1 possède de manière à décrire plus en détail des roues avant directrices 1, des roues arrière-antérieures 2 et des roues arrière postérieures 3 De préférence, de chaque côté du tracteur, autour des roues arrière 2 et 3, est montée une chenille 3 A Les axes de rotation des roues arrière 2 et 3, qui se trouvent de chaque côté du tracteur, sont montés à rotation dans un organe porteur 4, qui peut tourner par rapport

au châssis du tracteur autour d'un axe horizontal 5, per-

pendiculaire au sens de l'avancement B et qui, dans cet exemple de réalisation, est situé à peu près au milieu entre les axes des roues 2 et 3 Un moteur d'entraînement 6 du tracteur, ainsi qu'un variateur de vitesse sont placés entre les paires de roues arrière 2 et 3, afin

d'éviter autant que possible le patinement des roues motri-

ces 2, 3 sur le sol Les roues arrière 2 et 3 sont entraînées à l'aide d'un mécanisme d'entraînement, qui est situé dans l organe porteur de roue 4, qui est creux Dans cet exemple

de réalisations les roues avant l ne sont pas entraînées.

A sa partie supérieure, le moteur 6 est couvert par un capot 7, qui, par rapport au sens de l'avancement B, s'étend obliquement vers le haut et qui, à son avant, se raccorde à une paroi arrière 8 de la cabine de pilotage 9 vue de profil selon la figure 1, la cabine 9 est contenue

dans l'espace limité par un plan vertical passant par l'ex-

trémité avant des roues arrière antérieures 2 et un plan

vertical passant par l'extrémité avant des roues avant 1.

A partir de son raccordement à l'avant du capot 7, la paroi arrière 8 de la cabine 9 et sa vitre sont disposées obliquement vers l'avant et vers le haut La cabine 9 possède un toit 10, qui, vers l'arrière, s'étend plus loin que le raccordement de la paroi arrière 8 au toit 10, ce qui forme un auvent I 1 L'avant-du toit 10 est prolongé par une paroi avant 12 vitrée, qui, de haut en bas, est disposée obliquement vers le bas et vers l'arrière Dans la vue

selon la figure 1, la vitre de la paroi arrière 8 est pratique-

ment parallèle à la vitre, qui est disposée dans la paroi

avant 12 de la cabine 9.

Dans la cabine du conducteur 9 se trouve une console sensiblement verticale 13, sur laquelle est monté un volant 14 et dans laquelle est placé un organe de guidage accouplé au volant 14 Derrière la console 13 est disposé le siège du conducteur 15 La hauteur intérieure de la cabine 9, entre le plancher 16 de la cabine et la partie inférieure du toit 10 est suffisante pour qu'une personne de taille normale (environ 1,75 m à 1, 80 m) puisse se tenir debout dans la partie arrière de la cabine L'arrière du tracteur est muni d'un dispositif de levage à trois points 17, tandis qu'à l'avant du tracteur est également disposé un dispositif de levage à trois points 18. Comme le montre le dessin schématique de la figure 2, les roues-avant 1 peuvent ourner par rapport à l'essieu avant 19 autour de goupilles sensiblement verticales 20, les axes de roues étant fixés de manière connue à des leviers 21, qui peuvent tourner a- utour des goupilles 20, tandis que les extrémités, opposées aux goupilles 20, des leviers 21 sont accouplées entre elles à l'aide d'une barre 22, à laquelle est fixée une patte 23 La patte 23 est munie d'un axe 24, dirigé vers le haut et autour duquel peut pivoter la tige de piston d'un vérin Le vérin 25 peut également pivoter autour d'un axe

26, dirigé vers le haut et fixé au châssis du tracteur.

Les enceintes, de part et d'autre du piston du vérin 25,

sont alimentées de liquide hydraulique par les canalisa-

tions 27 et 28 Les canalisations 27 et 28 sont munies de branchements 29 et 30 qui aboutissent à un organe de

guidage hydraulique 31, qui coopère avec le volant 14.

Comme déjà mentionné, l'organe de guidage hydraulique 31

est monté dans la console 13.

Les extrémités opposées au cylindre 25, des conduites 27 et 28 sont reliées à une soupape de réglage 32 L'organe de guidage 31, ainsi que la soupape de réglage 32, sont alimentés tous les deux par les canalisations 33 et 34, en liquide hydraulique, qui est mis sous pression a l'aide d'une pompe hydraulique 35 Le liquide refoulé à partir de l'organe de guidage 31 et de la soupape de réglage 32 est ramené par les canalisations 36 et 37 vers le réservoir 38 Entre la pompe 35 et les canalisations 33 et 34 est branché un organe de réglage hydraulique 39, qui sert de

régulateur de débit et de soupape de surpression.

La soupape de réglage 32, qui possède un débit plus petit que l'organe de guidage 31, envoie des signaux hydrauliques à la direction 31 par les canalisations 27, 28, 29 et 30 Les signaux provenant de la soupape de

réglage 32, résultent d'un programme de guidage automa-

tique qui sera décrit plus en détail L'organe de guidage est d'un genre connu en soi et permet d'intervenir à tout moment à l'aide du volant 14 dans le programme de direction automatique Lorsque le volant 14 est au point mort, sa liaison hydraulique au vérin 25 est bloquée et le vérin réagit seulement au programme automatique transmis par la soupape de réglage 32 En tournant le volant 14, il se produit un mouvement spécial du vérin 25 en plus de celui la du programme automatique La direction manuelle domine

cependant la direction programmée, transmise par la sou-

pape de réglage 32 Ainsi une correction manuelle peut

être effectuée à tout moment.

Dans le tracteur est disposé un gyroscope 40 qui, de manière connue, est monté mobile par rapport au châssis par des cadres à cardan Le gyroscope 40 est placé de

préférence près du ou au centre de gravité du tracteur.

La toupie du gyroscope tourne autour d'un axe horizontal dans le sens nord-sud ou, de préférence, parallèlement au sens de l'axe de rotation de la terre Sur l'axe pivotant

entre le cadre intérieur et le cadre extérieur du gyros-

cope est monté un contact à friction 41 Le contact à

friction 41 peut glisser sur un potentiomètre 42, compor-

tant un grand nombre de spires Comme représenté sur la figure 2, le potentiomètre 42 est circulaire et possède deux pinces de raccordement 43 et 44, situées l'uneà côté de l'autre qui fixent ensemble le plan de symétrie du potentiomètre 42 Le potentiomètre est concentrique à l'axe de rotation autour duquel le contact à friction

1 peut tourner par rapport à l'autre partie du tracteur.

Les pinces de raccordement 43 et 44 sont reliées par des

fils électriques 45 et 46 aux entrées 47 et 48 d'un ampli-

ficateur 49 Une troisième entrée 50 de l'amplificateur 49 est reliée, à l'aide d'une liaison électrique 51, au contact à friction 41, qui est isolé électriquement par rapport au gyroscope L'amplificateur 49 possède trois sorties 52, 53 et 54, qui correspondent aux entrées 47, 48 et 5 Q Aux sorties 52, 53 et 54 est branchée une bobine de différentiel 55 La bobine 55 possède un branchement central 56, qui coopère sur un e source de tension 57 avec la sortie 54 de l'amplificateur 49 Par rapport au

branchement central 56, la bobine 55 est réalisée symétri-

quement au sens électrique du terme, des deux côtés de son branchement 56 Les extrémités opposées au branchement central 56, des deux moitiés de bobine 55, sont reliées aux sorties 52 et 53 Dans les spires de la bobine 55 est situé un noyau 58, soumis à un ressort qui peut coulisser dans le sens axial de la bobine et qui se déplace par rapport à la bobine en fonction de champs magnétiques créés dans les deux moitiés de bobine Le noyau 58 est relié à la coulisse de la soupape de réglage 32 à l'aide

de la liaison mécanique 59, qui est représentée schémati-

qement sur la figure 2 (par exemple une tige).

Près du potentiomètre 42, est placé un moteur pas à pas 60, mis en rotation par impulsions; ces impulsions proviennent d'un oscillateur 61 L'axe de sortie 62 du moteur 60 fait tourner, à l'aide d'une vis sans fin 63, accouplée au potentiométre 42, ledit potentiomètre autour d'un axe, autour duquel les spires sont rangées de manière coaxiale L'oscillateur 61 est accouplé à un programmateur 64 (avec microprocesseur) par des liaisons 65, 66 et à

un indicateur de direction 69 par des liaisons 67 et 68.

Le programmateur 64 et l'indicateur de direction 69 sont

montés sur la console 13 à portée du conducteur.

Le programmateur 64 est muni d'un bouton rotatif de réglage 70, muni d'une aiguille, un bouton marche/arrêt, 71 pour brancher ou non le système de direction automatique, un bouton 72 pour introduire un programme de direction, un bouton 73 pour démarrer le programme de direction et un bouton 74 pour fairerépéter un programme de direction, qui est introduit d'avance Le programmateur 64 est monté à l'aide des liaisons 75, 76, 77 en contreréaction sur les entrées 78, 79 et 80 de l'amplificateur 49 pour comparer

les courants.

Sur la figure 3 est représenté un champ avec ses bordures 81, 82, 83 et 84 L'entrée du champ est indiquée par la référence 85 Aprés être entré dans le champ, le tracteur est amené au point indiqué par la référence 86 b (le point de départ du trajet) Sur ce point, le tracteur étant à l'arrêt, on détermine le sens de l'avancement désiré qui, sur la figure 3 est indiqué par le trajet 87, qui, dans

ce cas, est parallèle a la bordure 81 Cette direction cor-

respond au sens B-D indiqué sur la figure 3, tandis que le sens A-C représente la direction perpendiculaire au sens

B-0 Le sens A-C correspond sur la figure 3 avec la direc-

tion des bordures 82 et 84 La direction du trajet 8/ est

réglée à l'aide du bouton de réglage de programme 70 Aupara-

vant, on a poussé le bouton marche/arrêt 71, de sorte que le gyroscope 40 est déjà mis en rotation Ensuite, on pousse le

bouton de départ de programme /3, ce qui alimente l'oscilla-

teur 61, le moteur pas à pas 609 le potentiomètre 42 et l'am-

plificateur 49 Par le réglage du bouton de réglage de pro-

gramme 70, on active l'oscillateur à travers les liaisons et b 6, de sorte que pendant une certaine durée déterminée

par la position du bouton 70, il envoie des impulsions au mo-

teur pas à pas 60, qui tourne-durant ce temps et fait tourner

le potentiomètre à l aide de l'entraînement à vis sans fin.

Le potentiométre s'arrête après l'écoulement du temps pen-

dant lequel l'oscillateur 71 délivre ses impulsions, de sorte que dans le plan de symétrie, déterminé par les pinces de raccordement 43 et 44, le potentiomètre prend une position qui a une relation fixe avec la position du bouton de réglage /0 Cette position du plan de symétrie du potentiomètre 4 ? est indiquée sur la figure 2 par la référence 88 Le plan de symétrie forme un angle o( avec le point diamétralement opposé à celui o le contact

tournant 41 repose sur le potentiométre 42.

Lorsque le tracteur avance, la résistance entre le contact tournant 41 et la pince de raccordement 43 (qui

se trouve comme la pince de raccordement 44 dans la posi-

tion 88) est différente de la résistance entre le contact tournant et la pince de raccordement 44, parce que le 3 b nombre de spires du potentiométre est différent sur les

deux trajectoires Le courant qui est amené par la liai-

son 51, se divisera donc irrégulièrement sur les deux branches du potentiomètre, de sorte que l'amplificateur reçoit des courants d'entrée différents sur ses entrées 47 et 48 L'amplificateur 4 Y amplifie ces courants et

donc leur différence, de sorte que les courants, qui pas-

sent à travers les sorties 52 et 53 de l'amplificateur 49 par les deux moitiés de la bobine 55, sont également différents Par suite de la différence des forces des champs magnétiques dans les deux moitiés de bobine, le noyau 58 se déplacera à partir d'une position symétrique par rapport à la bobine 55 et commandera ainsi la soupape

de réglage hydraulique 32 par la voie de la liaison méca-

nique 59 Le liquide hydraulique mis sous pression et pro-

venant de la pompe 35, est amené au dispositif de guidage hydraulique 31 Si le volant 14 n'est pas déplacé par le conducteur, le signal qui provient de la soupape 32 domine, de sorte que le cylindre Z 5 est activé, et les roues avant l tournent autour des goupilles 20, de sorte que

le tracteur tourne autour de son axe vertical.

Lorsque le moteur pas a pas 60 s'arrête, le poten-

tiomètre 42 est relié fixement au tracteur Lorsque le tracteur tourne autour de son axe vertical, le plan de

symétrie, indiqué par le chiffre de référence 88, du poten-

tiomètre tourne par rapport au contact à friction 41, puisque celui-ci étant fixé au gyroscope, reste dans sa

direction préréglée Le plan de symétrie du potentio-

mètre se déplace lors de la rotation du tracteur entier

jusqu'â ce que les pinces de raccordement 43 et 44 revien-

nent à la position dessinée sur la figure 2, tandis que les courants dans les branches du potentiomètre, situées de part et d'autre du contact à friction 41, sont de nouveau égaux, de sorte que le noyau 58 et ainsi la coulisse de la soupape 32 reviennent en position centrale et que les roues sont de nouveau droites Ainsi, tout le tracteur a tourné sur l'anglec< par rapport au sens fixe, déterminé par le gyroscope L'angle o< est le même angle,

qui est réglé à l'aide du bouton de réglage 70 Le trac-

teur tournera immédiatement après le point de départ 8 b dans le sens de la position réglée par le bouton 70 Cette position réglée est lue sur l'indicateur de direction 69 par la voie des liaisons 61 et b 8, qui se raccordent à l'oscillateur 60 Le potentiométre 42, le contact à friction 41 et le gyroscope forment ensemble l'organe de

surveillance de la position du tracteur.

Pendant l'avancement le long du trajet 87 (figure 3), le tracteur est en général accouplé à un outil, par exemple une charrue, fixée au dispositif de levage arrière 17 Par suite de la conduite sur le terrain inégal et par suite des forces que le sol pratique sur les socs, le tracteur est continuellement exposé à des forces qui tendent à le faire dévier de la ligne droite 87 Chaque la déviation de cette ligne droite est cependant signalée,

puisque le contact à friction 41, qui par suite de la posi-

tion fixe du gyroscope prend une direction fixe, coulisse sur le potentiométre fixé au tracteur Chaque déviation du contact 41 par rapport au plan de symétrie produit des courants inégaux dans les deux branches du potentiométre qui, amplifiés par l'amplificateur 49, provoquent un déplacement du noyau 58 par rapport aux moitiés de la bobine 55, de sorte que par la soupape de réglage 32, de la direction 31 et du vérin 25 se produit un mouvement de correction des roues avant 1 autour des goupilles 20, qui remet le-tracteur dans la ligne rectiligne 87 Comme pendant ce retour à la ligne 87 les différences de courant

dans les branches du potentiomètre diminuent, le déplace-

ment du noyau 58 par rapport à sa position de symétrie 2 ' dans la bobine 55 diminuera également régulièrement, de sorte qu'il n'y a pas de danger de sur-compensation de la direction Le tracteur suit donc automatiquement le

trajet 87.

A la fin du trajet 87 (point 89 sur la figure

3), le tracteur est arrêté par le conducteur afin de pou-

voir programmer un demi-tour serré Le bouton de réglage est donc réglé sur un virage de par exemple 2100, correspondant à l angle inscrits qui est délimité sur

la figure 3 par les points 89 et 90 Ce virage est intro-

duit dans le programme à l'aide du bouton 72 et est mis en mémoire Puis le bouton de départ de programme 73 est pressé et le tracteur est remis en marche En poussant le bouton d'introduction de programme 72, on peut

introduire également un signal pour faire lever le dispo-

sitif de levage 1/, de sorte que l'outil, dans ce cas

la charrue, est levé Après le départ du tracteur, celui-

ci effectuera une rotation autour de son axe vertical sur les 2100 affichés, puisqu'au point 89 le po Centiomètre est mis en rotation par rapport au contact à friction par la voie de l'oscillateur 61 et du moteur pas É pas 60, sur cet angle Le rayon du virage est déterminé quand, les leviers 21 sont en butée et la lowngueur du virage est fixée par la grandeur de l'angle Afinckh

Le passage de cet angle peut tre contrôlé-

l'aide de l'indicateur de direction, 69 Lorsque le tracteur est arrivé au point 90, il est arrêté de nouveau et le bouton de réglage 70 est remis sur un angle de 30 , puis de lb nouveau, le bouton d'introduction de programme 72 et le

bouton de départ de programme 73 sont poussés et le trac-

teur est remis en marche Cette manipulation en sens inverse du bouton de réglage /0 sur 30 produit à nouveau une rotation du potentiomètre 42 par rapport au contact à friction 41 à l'aide de I'oscillateur 61 et du moteur pas à pas 60; il en résulte qu'après le départ le tracteur tourne en sens inverse sur un angle de 300 et revient ensuite à la ligne droite 91, qui est parallèle au trajet 87 La distance, mesurée dans le sens A-C, entre le trajet 87 et le trajet 91 est déterminée par la grandeur de l'angle inscrit entre les points 89 et 90, dans cet exemple de réalisation, 2100 o Le point extrême du trajet 91, situé près de la bordure 84, est: indique par la référence 92 Lorsque le tracteur e-st arrivé à ce point, le conducteur pousse le bouton de ré-ptition 74 et le

programme de virage, inséré dans lia& nmoire du programma-

teur 64, commence à passer (mais en sens inverse), p:uis le

trajet 93 parallèle aux trajets 9 i et 87 est suivi.

Le conducteur réappuie sur le bouton de répétition chaque

fois qu'il atteint une bordure du champ Dans le pr- grai-

mateur est introduite l'instruction selon laquelle & chaque répétition d'un virage, celui-ci est réalisé en sens inverse du précédent On remarque que pendant qu'on

conduit de manière programmée le volant 14 est arrêté.

Il est ainsi possible de conduire un tracteur à l'aide de moyens relativement simples, de manière précise sur des trajets rectilignes, parallèles l'un à l'autre, ce qui est favorable à la qualité du travail Ainsi par exemple lorsqu'on travaille avec un semoir, on sera

sûr que les rangées de plantes sont précisément rectili-

gnes et parallèles l'une à l'autre, ce qui est très impor-

tant pour la suite des travaux sur ces rangées par des

machines qui doivent passer entre les rangées et égale-

ment lors de la moisson, pour éviter des pertes de ré-

colte Le conducteur, qui peut surveiller la conduite générale du tracteur, peut alors prêter une attention plus grande à la conduite de la machine accouplée au

tra ctleur.

Selon un second exemple de réalisation d'un dispositif de guidage automatique du tracteur, on a monté de préèférence près ou au centre de gravité du tracteur, un Organe de surveillance de la position du tracteur selon l'indication schématique de la figure 4 Sur deux supports 94, disposés à quelque distance l'un de l'autre et reliés fixement au châssis, sont fixés des paliers 95, dont les

axes sont ajustes en prolongement mutuel Dans les pa-

liers 95 peuvent tourner des axes 96, qui sont reliés fixement à un cadrecardan 97 qui, en position centrale,

est horizontal Dans le cadre 97 sont disposés des pa-

liers 98, dans lesquels peuvent tourner des axes 99, qui sont fixés-à un cadre-cardan 100 Les axes 99 sont perpendiculaires aux axes 96 et en position centrale, ils sont horizontaux Les axes des arbres 99, situés en prolongement mutuel, coupent les axes des arbres 96, situés en prolongement mutuel Le cadre-cardan 100 est parallèle à un plan vertical, qui co Tncide avec le plan de symétrie longitudinal vertical du tracteur, lorsque celui-ci est sur un plan horizontal Dans ce cas, les

axes 96 sont perpendiculaires au plan de symétrie ver-

tical du tracteur A ce cadre 100 sont fixés des axes verticaux 101, qui sont situés en prolongement mutuel et dont les axes coupent ceux des arbres 96 et 99 en un point A son extrémité opposée au point de fixation du il

cadre 100, chaque axe 101 est muni d'un palier 102.

Les paliers 102 sont disposés à quelque distance l'un

de l'autre Les bagues extérieures des paliers 102 por-

tent des supports courbés 103, qui font saillie à partir des paliers correspondants 102, de part et d'autre du plan de symétrie longitudinal du tracteur et qui, à leurs extrémités opposées aux paliers 102, sont fixes aux bagues extérieures des paliers 104 Les axes des paliers 104 sont ajustés dans le prolongement l'un de l'autre et forment un angle avec les axes des arbres 101 Dans les deux paliers 104 repose l'axe 105 dïune toupie de gyroscope 106 La toupie 106 se-trouve entre les paliers 104 et le centre de gravité de la combinaison de l'axe et de la toupie 10 b est situé précisément sur l'axe des arbres 101 et au point d'intersection des axes 96, 99 et 101 Sur le point de fixation d'un des axes 101 au cadre 100 est fixée une plate-forme 107, tandis qu'au côté opposé du cadre 100 est placé un poids 108, dont la masse est telle que le centre de gravité du cadre 100 de ?o la plate-forme 107, de l'appareillage (qui sera décrit plus en détail), qui y est fixé et du poids 108 est

situé au point d'intersection des axes 96, 99 et 101.

L'axe de la toupie 105 peut tourner librement avec la

toupie 106 par rapport aux axes 101.

2 b Sur la plate-forme 107 est placé un dispositif de mesure de l'accélération longitudinale 109, qui mesuire les accélérations se présentant dans le sens horizontal et dans un plan de référence vertical, qui coïncide axvec le plan de symétrie longitudinal vertical du tracteuar,

lorsque celui-ci est situé sur un plan horizontal et éga-

lement un dispositif de mesure de l'accélération trans-

versale 110, qui mesure les vitesses dans un sens horizontal

perpendiculairement au plan de référence susnommé.

Les accéléromètres 109 et 110 sont de type connu, par

exemple des cristaux piézo-électriques.

Comme le montre le schéma sur la figure 5, les signaux de sortie des accélérométres 109 et 110 sont introduits dans un intégrateur 111 Les signaux de sortie de cet intégrateur indiquent la vitesse du centre

-= 12

de gravité du tracteur dans le sens de l'avancement

(sens B ou D, figure 3), et la vitesse du centre de gra-

vité du tracteur perpendiculairement au sens de l'avance-

ment (sens A ou C, figure 3) Ces signaux sont introduits dans un second intégrateur 112 Les signaux de sorties de l'intégrateur 112 représentent le déplacement du centre de gravité du tracteur, perpendiculairement au plan de référence, à partir du point de départ 86 (figure 3), lorsque la mesure du point 86 est choisie comme point zéro Les signaux de sortie de l Vintégrateur 112, qui proviennent de l'accéléromètre 109 sont envoyés à un émetteur de signaux 113, muni d'un compteur qui compte les signaux de l'accéléromètre 109 pour la distance totale parcourue A Fa sortie de l'intègrateur 112, les

signaux provenant de l'accéléromètre 110 sont réinté-

grés dans un intégrateur 114, qui transmet l'intégrale de la distance parcourue, délivrée à sa sortie, à une unité de calcul 115 Lunité de calcul 115 renvoie les signaux traités par elle, éventuellement à travers un amplificateur, à par exemple des relais, qui commandent la coulisse d'une soupape de réglage hydraulique 116 La soupape de réglage 116 est montée de la même manière que la soupape de réglage 32 de la figure Z et est reliée, par l'organe de guidage 31, au vérin 25, qui dirige les roues avant 1 Dans ce cas également, une intervention du conducteur à l'ai-de du volant 14 domine les signaux,

que l'organe de direction 31 amène au vérin 25.

Pendant l'avancement dans le sens B se présentent, cômrne on le voit sur la figure 6, des déviations par 3 U rapport à la ligne rectiligne idéale 87 Le trajet

réel, dessiné sur la figure 6, est indiqué par la réfé-

rence 117 Les signaux de sortie de l'unité de calcul 115 sont éliminés complètement à l'intérieur d'une marge 118

(figure 6) de déviation d-u trajet parcouru dans la direc-

tion A et C par rapport au trajet idéal 87, de sorte que la coulisse de la soupape 116 ne réagit pas La grandeur de la marge 118 de part et d'autre du trajet idéal 87 est réglable, dans l'unité de calcul 115 La grandeur de cette marge 118 correspond à la sensibilité du système de guidage automatique et est fixée afin d'éviter des réactions trop rapides des roues avant 1 aux déviations et ainsi afin d'éviter les changements de direction brutaux et trop accentués Comme indiqué, l'unité de

calcul 115 reçoit des signaux en provenance de l'intégra-

teur 114 correspondant à l'intégrale du trajet parcouru dans la direction A et C perpendiculairement au sens de l'avancement désiré 87 Ce trajet intégré est indiqué Io sur la figure 6 par la référence 119 Tant que le signal intégré 119 ne dépasse pas la marge 118, préréglée dans cette direction, aucun signal n'est délivré par la sortie de l'unité de calcul 11 h et le vérin de direction n'est pas activé Le système de direction ne réagit pas à des déviations faibles-perpendiculairement à la direction 87, qui, du point de vue statistique, se succèdent régulière

ment de part et d'autre de la ligne 8/ et sont relative-

ment faibles, car une telle série de déviations faibles se compensent sensiblement dans la direction 87 Lorsque cependant le signal d'un côté de la ligne 87, bien que relativement petit en grandeur absolue, est de durée plus longue, on risque une déviation par rapport à la ligne idéale 87 Unedéviation de longue durée du trajet réellement parcouru 117 par rapport à la ligne 87 est représentée sur la figure 7, ainsi que la longueur de trajet 119 intégré, introduite dans l'unité de calcul Dans ce cas, la longueur de trajet intégrée dans le sens A dépassera la marge 118 au point 120, bien que le

trajet parcouru reste lui-même à l'intérieur de la marge.

A partir du point 120, l'unité de calcul 115 donne un signal de sortie à la soupape de réglage 116, qui corrige les roues 1 à l'aide du vérin de direction 25, de telle sorte que le trajet parcouru soit corrigé suivant un

trajet 121, indiqué en pointillé Comme on utilise l'in-

tégrale du trajet parcouru comme signal de commande, on obtient une réaction avantageuse des roues directrices

à des déviations de trajectoire idéale 87.

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Le réglage de la trajectoire idéale 87 peut être réalisé à l'entrée du champ 85 par une indication directionnelle unique; à l'aide d'une balise 122, placée

en bordure du champ 82 ou un peu à l'extérieur de celle-

ci dans le prolongement de la trajectoire idéale 87, si nécessaire avec une balise placée provisoirement au

point 86, de sorte que le conducteur peut faire coïnci-

der prés de l'entrée 85, par exemple à l'aide d'un col-

limateur, le plan de symétrie longitudinal vertical du tracteur avec le plan vertical passant par la ligne de jonction des balises 86 et 122 Au préalable, le gyroscope est mis en rotation de manière connue autour de son axe à une vitesse d'au moins 10 000 tours/minute La forme des étriers 103 est telle que l'angle formé par 1 b l'axe de l'arbre de toupie 105 et l'axe des arbres 101,

soit exactement égale à 90 ' moins l'angle, qui corres-

pond avec la largeur géographique de la zone dans laquelle le tracteur est utilisé L'axe de l'arbre de toupie 105 se dirigera toujours parallèlement à l'axe de rotation de la terre Il est également possible de réaliser les étriers 103 de manière qu'ils soient réglables de façon que l'angle entre l'axe de toupie 105 et l'axe des arbres 101 puisse être réglé, de sorte que la direction de l'axe de toupie 10 b puisse être réglé toujours parallèlement

à la direction de l'axe de rotation de la terre, en fonc-

tion de la largeur géographique de la zone dans laquelle le tracteur sera utilisé Par le réglage du sens de l'axe de toupie 105, les corrections, par suite de la rotation de la terre durant le temps d'exécution du travail pour la distance parcourue sur la surface de terre, sont

superflues, de sorte qu'une stabilisation de la plate-

forme 107 est réalisée de la manière la plus simple.

Comme la direction de l'axe de toupie 107 est stable,

la partie supérieure de la plate-forme 107 restera exac-

tement horizontale et les déviations dans les indications des accélérations 109 et 110 sont éliminées Comme les supports 94 sont fixés au châssis du tracteur, les cadres f 17 et 100 tourneront avec le tracteur autour de l'axe de toupie, tandis que la toupie de gyroscope 106 et l'axa i 5 de toupie 105 b tourneront ainsi par rapport à l'autre partie du tracteur; cette rotation est possible parce que les supports 103 peuvent tourner librement à l'aide des paliers 102 par rapport aux axes 101 L'axe des arbres 99 reste dans le plan de symétrie longitudinal

vertical du tracteur et le plan du cadre 100 reste verti-

cal Les mouvements du tracteur autour de l'axe des arbres 96 et autour des axes des arbres 99 n'ont pas d'influence

sur la position horizontale du plan supérieur de la pate-

forme 107 Après ce réglage du tracteur par rapport à la balise 122 (ou aux balises 86 et 12 Z), le tracteur est mis en marche et la trajectoire 87 à l'intérieur des deux

marges 118 est suivie de la manière décrite plus haut.

La distance entre les points 86 et 89 <figure 3)

est mesurée d'avance précisément et cette valeur est in-

troduite comme valeur terminale dans le compteur de l'émet-

teur de signaux 113 Lorsque le tracteur arrive au point 89, la longueur comptée par le compteur du trajet parcouru dans le sens B correspond avec la valeur, introduite d'avance, de la longueur mesurée entre les points 86 et 89 Le compteur

est réglé de telle manière qu'il s'arrête et l'envoi du si-

gnal, en provenance de l'intégrateur 114, à l'unité de calcul

à partir de l'emetteur de signaux 113 (liaison 13 A) cesse.

En même temps, l'émetteur 113 produit un signal pré-programmé qui, en fonction du temps, est égal, mais de signe opposé, au signal de sortie de l'intégrateur 122, qui serait délivré par laccéléromètre 110, si le tracteur avait decrit la courbe

entre le point 89 et un point terminal 123 de cette c Qu)rbe.

Ce signal est introduit par la liaison 1 Z 4 (figure d;) dans l'unité de calcul 115 qui, dans ce cas, donc après l'arrêt du compteur de lémetteur 113, détermine des déviations de la courbe idéale, programmée dans l'émetteur et qu;i amène des

signaux de correction a la soupape de réglage 116 Par oppo-

sition au comportement de l'unité de calcul I 15 pendant l'a-

vancement en ligne droite, o l'on réagit seulement au dépas-

sement dune marge à partir d'un trajet intégré, en virage on choisit le trajet ideal comme mesure pour avoir une grande précision A la sortie de l'unité de calcul'115 S 3 presente un signal de correction en direction de la souppape

de réglage 116, de sorte que le tracteur décrit précisé-

ment, à l'aide du vérin de direction 25, la courbe des-

sinée sur la figure 3 entre les points 89 et 123 On remarque que le passage de cette courbe par le centre de gravité du tracteur est complètement indépendant d'un dérapage éventuel des roues du-tracteur par rapport au sol La direction du tracteur au point 123 est exactement para Ille à celle de la ligne 87 si l'émetteur 113 est

Mien programmé.

Après le signal artificiel produit pendant le

passage du virage 89, 123 dans l'émetteur 113 comme fonc-

tion du temps, le signal de l'accéléromètre 109 est admis via des intégrateurs 111 et 11 z dans l'émetteur 113 et le trajet 91 (figure 3) est parcouru de la méme manière que le trajet 89 Comme la distance entre les points 123 et 92 (figure 3) est égale à la distance entre les points 86 et 89, le compteur de l'émetteur 113 (qui revient à zéro au point 89 et commence à compter de nouveau au point 123 à la fin du signal de virage), lorsque le tracteur est arrivé au point 92, aura compté de nouveau la distance programmée entre les points 86 et 89 et à ce moment le signal de l'émetteur 113, en provenance de l'accéléromètre 109,est bloqué de nouveau et le signal artificiel de virage est reproduit dans l'émetteur 113, mais dans l'autre sens, donc avec un signe différent Apres chaque parcours le long du champ, ce signal est fourni à l'unité de calcul par l'intermédiaire de la liaison lz 4, mais avec des

signes tour à tour différents.

Pour raffiner ce système de guidage automatique, on peut adjoindre le dispositif suivant Selon la forme de rÉa Tfsation dessinée schématiquement sur la figure 8, du dispositif représenté à la figure 49 iles paliers 102 sont supprimés, de sorte que les supports 103 sont fixes rigidement aux axes O l U 1 L'axe 101 peut alors tourner, à l'aide de paliers 12 b, par rapport au cadre 100 et à la plate-forme 107, les paliers 125 étant disposés dans le cadre 100 L'axe 101 traverse un des paliers 125 et fait saillie sur la plate-forme 107 Il porte à sa partie supérieure une plate-forme 126, perpendiculaire à l'axe 17.

101 et est disposée parallèlement à la plate-forme 107.

La plate-forme 126 peut tourner par rapport à l'axe 101

autour de son axe et peut être mise dans plusieurs posi-

tions Ce dispositif de réglage, non représenté, est accessible de l'extérieur Sur la plate-forme 126 est disposé un accélérométre 127, qui mesure les accélérations

dans un sens horizontal perpendiculairement à la ligne 87.

On peut régler la direction de mesure de l'accéléromètre 127 dans une position fixe par rapport à la direction de l'axe de terre (le sens du plan passant par les axes des

arbres 101 et 105) pour effectuer les mesures perpendi-

culairement au trajet désiré 87, 91, 93 Cet accéléromètre additionnel 127 est représenté en pointillé sur la figure et est également branché aux intégrateurs 111 et 11 Z, qui, dans ce cas, ont un canal spécial Le signal de sortie

de l'intégrateur 112 du canal correspondant à l'accélé-

romètre 127, est amené, par la voie de la liaison 128, in-

diquée en pointillé, à l'unité de calcul 115.

Comme au point 86 le tracteur est orienté pré-

cisément dans la direction du trajet désiré 87 et comme

l'angle exact entre la direction de mesure de l'accéléro-

mètre 127 et le plan passant par les axes 101 et 105 est réglé de telle sorte qu'il soit perpendiculaire à la ligne 87, cette direction de mesure garde cette position, même en virage car l'accélérométre 127 est accouplé

* au gyroscope et le tracteur tourne par rapport à l'accélé-

romètre 127 autour de l'axe des arbres 101 Pendant le parcours entre les points 86 et 89 (figure 3), l'accéléromètre 127 mesurera les mêmes valeurs que

l'accéléromètre 110, mais tandis que le signal de l'accé-

léromètre 110 est remplacé par un signal artificiel pen-

dant le virage, l'accéléromètre 127 continue à mesurer les

accélérations dans le sens A-C pendant les virages.

Lorsque le tracteur est arrivé au point 123, la sortie de l'intégrateur 112, qui correspond avec l'accéléromètre 127, aura une valeur-qui correspond à la distance réelle,

indiquée sur la figure 3 par la référence 129 La dis-

tance entre les lignes 87 et 91 (qui est par exemple 0,/5 mètre dans le cas de travaux de labourage) peut être introduite d'avance dans l'émetteur de signaux et après avoir terminé le virage (le point 123) elle peut être introduite par la voie d'une liaison 130 (figure 5) dans l'unité de calcul 115 La valeur de la mesure qui provient de l'accéléromètre 127 peut être comparée

dans l'unité de calcul 115 avec la valeur idéale, intro-

duite dans l'émetteur de signaux 113, qui représente la ligne zéro (ligne 87 des figures 6 et /),et le tracteur se dirige de nouveau automatiquement vers cette nouvelle ligne zéro Pour le trajet idéal Y 3, on introduit après le second virage qui commence au point 92 la valeur idéale de la distance 129 multipliée par un facteur 2, etc. Le programme ae guidage automatique se termine

après avoir effectué un nombre de virages détermine à Va-

lb vance, ce nombre étant compté sur un compteur spécial dans l'emetteur de signaux 113 Après avoir effectué le nombre

de virages indiqué, le programme s'arrête.

On remarque que le signai délivré entre les points 89 et 123 peut être accouplé à un oscillateur pour lever, respectivement baisser, l outil par la commande du dispositif de levage 17 et/ou 18 Un obtient ainsi un système de direction automatique précis et un procédé pour réaliser des travaux agricoles à l'aide d'un tracteur ne requérant aucune intervention du conducteur, qui peut donc s'absenter Vu la liberté de mouvement du conducteur lorsqu'il est présent, il peut être debout à l'arrière du tracteur afin de surveiller le travail du ou des outils accouplés. L'invention n'est pas limitée a ce qui a été exposé

dans la description, mais concerne aussi les détails des

figures qu'ils aient été décrits ou non.

1 9

Claims (6)

REVENDICATIONS

1 Véhicule terrestre comprenant un système de commande de direction automatique qui comporte un accéléromètre monté sur un cardan, la variation d'orientation de l'accéléromètre Etant contretenue par un gyroscope dont l'axe de pivotement est parallle à l'axe polaire. 2 Véhicule selon la revendication 1, caractérise ena ce que la direction de mesure de l'accéléromètre est maintenue horiziatale par le gyroscope, dont le rotor peut tourner librement par rappdrt au cadre intérieur du cardan de la suspension à la cardan sur laquelle est monté

l'accéléromètre.

3 Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'accéléromètre est fixé au cadre intérieur du cardan, 4 Véhicule selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le cadre intérieur du cardan peut pivoter librement par rapport au cadre extérieur du cardan par rapport à un axe qui est disposé dans un plan de symétrie longitudinal et vertical du véhicule et est

sensiblement horizontal.

Véhicule selon l'une quelconque des revendications 2 à 4,

caractérisé en ce que le cadre intérieur du cardan est parallèle à un

plan vertical.

6 Véhicule selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le cadre extérieur du cardan peut pivoter librement par rapport-au reste du véhicule autour d'un axe qui est perpendiculaire au plan de

symétrie longitudinal vertical du véhicule.

7 Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce que la direction de mesure de l'accéléromètre est maintenue dans une orientation constante par rapport à-une direction

géographique donnée.

8 Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ca que la direction de mesure de l'accéléromètre au cours du fonctionnement est

fixe par rapport à la direction de l'axe du gyroscope.

9 Véhicule selon la revendication 7 ou 8, caractérise en ce que la direction de mesure de l'accéléromètre est réglable et peut être fixée sur l'une quelconque d'une série de positions par rapport à la

direction de l'axe du gyroscope.