FR2554617A1 - Procede de telecommande a vue directe d'un engin de chantier et ensemble emetteur-recepteur adapte a sa mise en oeuvre - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE TELECOMMANDE A VUE DIRECTE D'UNE MACHINE DE CHANTIER ADAPTEE A EXECUTER UNE PLURALITE D'ORDRES QUE L'ON PEUT REGROUPER EN AU MOINS DEUX GROUPES D'ORDRES INDEPENDANTS, SELON LEQUEL ON MODULE UNE ONDE PORTEUSE, AINSI QU'UN ENSEMBLE EMETTEUR-RECEPTEUR ADAPTE A SA MISE EN OEUVRE. SELON L'INVENTION, ON ETABLIT POUR CHAQUE GROUPE D'ORDRES INDEPENDANTS UN GROUPE DE SIGNAUX BINAIRES PARALLELES ET ON CONVERTIT CES DIVERS GROUPES EN UN SIGNAL SEQUENTIEL BINAIRE DE MODULATION EN CODE BINAIRE BIPHASE, DONT CHAQUE SEQUENCE COMPORTE, OUTRE DES SIGNAUX DE SYNCHRONISATION A, AUTANT DE GROUPES DE BITS D'INFORMATION B, C QU'IL Y A DE GROUPES D'ORDRES INDEPENDANTS, PAR EXEMPLE UN ORDRE VARIABLE ET UN GROUPE D'ORDRES TOUT OU RIEN. APPLICATION NOTAMMENT A LA TELECOMMANDE D'ENGINS DE CHANTIERS TELS QUE HAVEUSE OU CHARGEUR-TRANSPORTEUR.

Description

La présente invention concerne la télécommande à vue directe d'un engin ou

machine de chantier adapté à exécuter une pluralité d'ordres que l'on peut regrouper en au moins deux groupes d'ordres indépendants. Elle s'applique tout particulièrement, mais non exclusivement, à la télécommande d'engins de mines et de carrières, par exemple un engin de chantier souterrain tel qu'une

haveuse ou encore un chargeur-transporteur.

Ainsi qu'on le sait, la commande à distance de machines ou engins de chantier a pour principal objet

d'écarter le conducteur ou le pilote de l'engin vis-à-

vis d'une zone de travail jugée dangereuse, ou de le

placer dans de meilleures conditions de travail.

Ces objectifs apparaissent tout particulière-

ment critiques dans le cas de zones de travail fortement empoussiérées, éventuellement rendues dangereuses par la chute de blocs, o le conducteur doit pouvoir commander et suivre visuellement les opérations tout en restant à l'abri. C'est le cas notamment de haveuses travaillant dans des tailles en semi-dressant, ou de camions travaillant

en chambre de soutirage. Il s'agit alors de télécom-

mande "à vue directe".

Compte tenu des mauvaises conditions de tra-

vail qui viennent d'être évoquées, il va de soi qu'il est quasiindispensable que la télécommande ne fasse pas intervenir de câble susceptible d'être écrasé, coincé ou coupé. On procède de ce fait, classiquement, par modulation d'une onde porteuse, destinée à transiter sous forme électromagnétique depuis un émetteur jusqu'à un récepteur, selon des fréquences sélectionnées en

fonction des instructions données par le pilote.

De telles télécommandes, qui continuent à être performantes, présentent toutefois des inconvénients, notamment du fait qu'elles ne permettent pas l'envoi d'ordres simultanés, ce qui se révèle contraignant

lorsqu'il convient de commander en parallèle, par exem-

ple, la sortie d'un vérin ou la rotation d'un bras (ordres en tout ou rien) ainsi que le sens et la vitesse de mouvement de l'engin ou d'un de ses éléments (ordres variables). En outre, les télécommandes à vue directe actuellement connues ne se prêtent pas à une double commande, avec deux émetteurs partagés entre un conduc- teur et son aide; or ce besoin se fait de plus en plus

ressentir de nos jours.

De plus, ces télécommandes doivent être conçues cas par cas, en fonction de la machine particulière qu'il convient d'équiper, d'o des coûts élevés et des

difficultés de réparations en cas de pannes.

Ces télécommandesse révèlent en outre couram-

ment insuffisamment fiables, compte tenu d'une part des parasites qui peuvent altérer les ondes électromagnétiques

entre émetteur-récepteur et des éventuels obstacles ren-

contrés par ces dernières, ce qui conduit à des circuits complexes de validation des instructions reçues, et d'autre part de l'importante puissance parfois requise pour l'émission, notamment dans des chantiers souterrains o la majeure partie des ondes émises sont absorbées

par les parois, ce qui requiert l'association à l'émet-

teur d'un accumulateur d'alimentation de forte capacité

au moyen d'un câble souple susceptible d'être détérioré.

La présente invention vise à pallier ces in-

convénients grâce à un procédé de télécommande adapté à permettre la transmission d'ordres simultanés ainsi que, de préférence, une fiabilité élevée dans la prise en compte des instructions, une réelle autonomie de l'émetteur pendant de longues durées, et une possibilité

de double commande.

L'invention propose à cet effet un procédé de télécommande à vue directe d'une machine de chantier, notamment pour mines et carrières, adaptée à exécuter une pluralité d'ordres que l'on peut regrouper en au moins deux groupes d'ordres indépendants, selon lequel les instructions d'ordres d'un conducteur de la machine sont converties en un signal de modulation destiné à être appliqué à une onde porteuse en sorte de constituer un signal de télécommande émis sous forme électromagnétique, ce signal de modulation, après réception du signal de télécommande, étant restitué puis converti en signaux électriques appropriés pour la commande de ladite machine, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on établit pour chaque groupe d'ordres indépendants un groupe de signaux binaires parallèles représentatifs des instructions du conducteur, et que l'on convertit ces divers groupes de signaux-parallèles en un signal binaire séquentiel de modulation dans lequel chaque séquence comporte des signaux de synchronisation et des bits d'information répartis en autant de groupes qu'il y a de groupes d'ordres indépendants, ce signal séquentiel binaire étant codé sous forme biphase avec, au milieu de chaque bit d'information, une transition dont le sens est déterminé par l'état binaire du signal associé à coder.

Dans un mode préféré de réalisation de l'in-

vention, pour la télécommande d'un engin comportant un organe à commande variable, l'un des groupes d'ordres correspond à diverses valeurs possibles d'un signal

électrique de commande dudit organe.

Il est à noter que la prise en compte d'un tel ordre variable suppose que la plage admise pour ce dernier ait été rendue discontinue, par l'aménagement

d'une pluralité de plots intermédiaires pour le position-

nement d'un curseur entre des positions extrêmes. La répartition ce ces plots peut être régulière (ordres proportionnels) ou présenter des variations de densité, notamment pour les valeurs faibles du signal électrique

de commande.

Selon une caractéristique avantageuse de l'in-

vention, on teste la validité du signal de modulation restitué au récepteur par exploitation de la redondance

des signaux binaires dans un nombre prédéterminé de sé-

quences successives.

Selon une autre caractéristique avantageuse, la transmission d'ordres variables seuls est intermittente, par exemple pendant 200 ms par seconde, en vue d'éconcmiser ]a charge de l'accumulateur d'alimentation, lequel pourra

ainsi, le cas échéant, être intégré à l'émetteur. L'in-

vention préconise toutefois que lors des périodes d'in-

termittence, l'onde porteuse continue à être émise, quoique à faible puissance, pour permettre un rétablissement

rapide de la synchronisation.

Grâce au procédé de télécommande selon l'in-

vention, il est possible d'équiper un engin de chantier de plusieurs canaux de commande, selon des ondes porteuses assez voisines, permettant, lorsque le besoin s'en fait sentir la conduite à plusieurs, par le conducteur et

au moins un aide, de l'engin considéré. De façon avan-

tageuse, le conducteur garde le monopole des ordres va-

riables et le procédé de télécommande de l'invention pré-

voit d'éliminer tout ordre variable transmis selon une

onde porteuse différente de celle accordée au conducteur.

Il est à noter qu'un ensemble émetteur-

récepteur pour la mise en oeuvre du procédé de l'inven-

tion est modulaire et évolutif.

D'autres objets, caractéristiques et avanta-

ges de l'invention ressortent de la description qui

suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma d'une séquence d'un signal de modulation selon l'invention; - la figure 2 est un chronogramme représentant l'établissement d'une séquence de modulation en fonction des états binaires-des signaux associés aux instructions du conducteur; - la figure 3 est un schéma synoptique d'un ensemble émetteur-récepteur pour la mise en oeuvre du procédé de télécommande de l'invention; - la figure 4 est un schéma synoptique de la partie émetteur de l'ensemble émetteurrécepteur de la figure 3; - la figure 5 est un schéma synoptique du codeur binaire de l'émetteur de la figure 4; - la figure 6 est un schéma synoptique d'un ensemble récepteur associé à deux ensembles émetteurs selon la figure 4 associé à une haveuse; - la figure 7 est un schéma synoptique du système de validation et de décodage de la figure 6; et - la figure 8 est un schéma synoptique d'un circuit d'exploitation de la redondance disposé à la

sortie du système de décodage de la figure 7.

La figure 1 montre une séquence d'un signal séquentiel binaire utilisé selon l'invention pour la modulation d'une onde porteuse rayonnée sous la forme d'une onde électromagnétique depuis un émetteur vers un récepteur. Cette séquence comporte trois groupes de signaux A, B et C. Le groupe A est formé par un signal binaire périodique de synchronisation. Les groupes B et C, non différenciés, comportent des signaux binaires de fréquence variable, qui traduisent les instructions à transmettre à la machine à télécommandeç préalablement converties en code binaire. Une partie des bits (groupe B) correspond à un premier groupe d'ordres indépendants, par eemple des ordres temporaires en tout ou rien, tandis que l'autre partie (groupe C) correspond à un second groupe d'ordres indépendants, un ordre variable par exemple. De la sorte, une pluralité d'ordres peuvent être transmis simultanémento Il est précisé que le codage binaire des

ordres variables nécessite de définir des positions in-

termédiaires entre les valeurs extrêmes de ces ordres.

En pratique, certains bits peuvent être inu-

tilisés lorsque le nombre global d'ordres à transmettre est inférieur au nombre des possibilités offertes par le nombre total des bits d'informations de chaque séquence. Dans l'exemple de la figure 1, la séquence est divisée en 16 moments: 3 moments sont consacrés aux signaux de synchronisation (à raison de 2 créneaux par moment) et 13 moments sont disponibles pour la transmission des informations. Il va de soi que le nombre d'ordres susceptibles d'être transmis en parallèle est d'autant plus faible que le nombre d'ordres différents

à transmettre est élevé.

Selon une caractéristique essentielle de l'in- vention, le codage des bits d'information est de type biphase, la valeur de l'état binaire codé dans chaque bit d'information étant traduite par le sens d'une

transition binaire au milieu de ce bit: ainsi une transi-

tion médiane positive correspond à un état binaire 0, et inversement. Les divers états binaires sont précisés à la figure 1 au-dessus des numéros d'ordre des bits

dans la séquence.

On observe de ce fait sur la figure 1 qu'une

succession d'états binaires alternés (0101...) se tra-

duit par des signaux codés biphases dont la fréquence, égale à la fréquence des bits, est minimale (notée f), tandis qu'une succession d'états binaires identiques, O ou 1, se traduit par des signaux codés biphases dont la fréquence est double de la précédente (notée 2f). La fréquence des signaux de synchronisation est encore

le double de la précédente, soit 4 f.

Les signaux carrés à f et 2 f ne présentent que des harmoniques de rangs impairs (3, 5...) de sorte que les composantes spectrales du signal séquentiel concernant les bits d'information (groupes B et C), d'une part, et la synchronisation (groupe A), d'autre

part, sont bien distinctes sur l'échelle des fré-

quences. C'est cette propriété qui permet d'extraire, du signal séquentiel restitué à la réception, les signaux de synchronisation qui sont nécessaires au

décodage de chaque séquence.

La fréquence de répétition des séquences est

de (f/8).

A titre d'exemple, l'invention propose de

prendre une fréquence de synchronisation à 1700 Hz.

Les composantes spectrales des signaux d'information sont alors de préférence de 425 Hz et de 850 Hz, tandis que la fréquence de répétition des séquences est de

53,125 Hz (d'o des séquences de 18,87 ms).

Ainsi qu'il est requis pour toute télé-

commande de machine, un procédé de télécommande selon l'invention est adapté à transmettre un ordre AU d'arrêt d'urgence. L'invention préconise tout particulièrement que ce signal soit un signal en créneau périodique dont la fréquence soit celle des signaux de synchronisation,

soit 1700 Hz dans l'exemple de la figure 1.

Le principe des opérations de codage binaire

est détaillé sur le chronogramme de la figure 2.

Divers signaux d'horloge sont nécessaires à l'établissement du signal séquentiel, obtenus par des divisions par 2 réitérées: - H0 de fréquence 4 f (1700 Hz); - et H' de fréquence 2 f (850 Hz) avec toutefois un déphasage d'un quart de période de retard entre H' et H1; et - H2 à H5, correspondant à des fréquences f, f/2...f/8 qui servent pour la définition

des séquences.

La ligne "n" correspond aux numéros d'ordre des 16 moments d'une séquence, tandis que la ligne "C" correspond aux états binaires des ordres de commande

pendant les 13 derniers moments de la séquence.

Un signal binaire SB est établi qui reprend le signal H'1 pendant les trois premiers moments, puis prend un niveau nul pour les états binaires 0 de C et un niveau maximal pour les valeurs 1 de C. Un signal séquentiel primaire S est alors p établi, dont le niveau est maximal lorsque SB et H1 sont tous deux maximaux et minimaux, ou minimal lorsque

SB et HW sont de niveaux différents.

Un signal séquentiel de sortie Ss est enfin établi, après prise en compte d'un éventuel ordre d'arrêt d'urgence, qui apparaît au cours du moment 11 de la séquence représentée à la figure 2. Le signal Ss reprend la valeur du signal séquentiel primaire S tant que P

le signal AU est nul. Dès que ce dernier devient maxi-

mal, le signal H0 est substitué à S dans Ss. C'est ce 0 p s signal Ss qui sert à la modulation de l'onde porteuse

rayonnée entre émetteur et récepteur.

La figure 3 illustre schématiquement la structure d'un ensemble émetteurrécepteur pour la mise

en oeuvre d'un procédé de télécommande selon l'invention.

La partie émetteur E est représentée à une plus petite taille que la partie récepteur R pour indiquer que la partie émetteur est en général portative donc plus petite, a priori, que la partie récepteur qui est à poste fixe

sur la machine.

Seuls les principaux composants de l'émetteur

E et du récepteur R ont été schématisés sur la figure 3.

Ainsi, les ordres du conducteur sont introduits dans l'émetteur E par l'intermédiaire d'un pupitre de commande PC muni des interrupteurs, commutateurs, curseurs et boutons-poussoirs appropriés. Les ordres reçus par le pupitre de commande sont traités par une logique LS spécifique de la machine à commander qui "filtre", regroupe et canalise les ordres donnés en sorte de ne retenir, selon des règles de priorité pré-établies, que des ordres compatibles et susceptibles d'être émis simultanément. D'éventuelles erreurs de commandes, par appui parasite sur deux touches à la fois par exemple,

peuvent ainsi être évitées.

Les ordres transmis par la logique spécifique LS sous forme binaire passent ensuite par un codeur binaire CB qui assure le codage biphasé des ordres en bits successifs au sein de séquences successives. Le signal séquentiel est alors transmis à un modulateur M, adapté, de préférence, à agir en amplitude, à 60 %, suivi par un émetteur radiofréquence ERF équipé d'une antenne A. La puissance requise pour le fonctionnement

de la partie émetteur est fournie par un bloc accumu-

lateur BA adapté à produire l'énergie nécessaire pour au moins la durée d'un poste de travail (8 heures en général). L'onde porteuse rayonnée par l'émetteur ERF est reçue par l'antenne A' d'un élément récepteur RRF de la partie récepteur R, qui fournit un signal démodulé à un étage AD d'autorisation de décodage destiné à vérifier des critères de validité prédéterminés. Après autorisation, le signal dêmodulé est décodé dans un décodeur binaire DB. Les ordres binaires ainsi obtenus en parallèle sont traités par une logique spécifique LS' suivie par un étage de sortie S raccordé aux organes de commande de la machine télécommandée. Cette partie récepteur R comporte en outre un étage d'alimentation AR; elle est éventuellement reliée aux sources de bord

de la machine.

Les principaux éléments de l'ensemble émetteur-

récepteur sont précisés dans ce qui suit, dans le cadre d'une application à la télécommande d'une haveuse dans

une taille..

Il est précisé tout d'abord qu'à des fréquences d'environ 160 MHz, le champ électromagnétique s'affaiblit courammentdans un chantier souterrain, de 20 dB sur mètres, tandis que des pertes complémentaires, que l'on peut estimer grosso modo à 30 dB, peuvent intervenir du fait d'une orientation défavorable de l'antenne de l'émetteur par rapport à celle du récepteur, ou d'un effet de masque dû à des obstacles. Compte tenu de la sensibilité du récepteur radiofréquence (1 microvolt au minimum, pour un seul canal de télécommande), du rendement des antennes et des pertes précitées, on calcule que, pour assurer une portée de 15 mètres en chantier souterrain entre metteur et récepteur, il faut un niveau d'émission de 100 mW, ce qui implique une consommation importante. Par principe même, la logique LS spécifique de l'émetteur et celle du récepteur sont des éléments non standards qui sont définis pour chaque cas particulier

de machine à télécommander.

Toutefois, la logique spécifique LS d'un émetteur de télécommande de haveuse peut être standardisée 1 0 dans la mesure o la commande des modèles de haveuse actuellement connus peut se ramener à: - 1 ordre variable: affichage du sens et de la vitesse de marche au moyen d'un commutateur ou curseur, à 31 positions par exemple, et

- jusqu'à 15 ordres tout ou rien non simulta-

nés, au moyen de boutons-poussoirs.

La télécommande d'une haveuse ne nécessite donc que 9 bits d'information: 4 bits pour les ordres tout ou rien (24 = 16 > 15) et 5 bits pour l'ordre

variable (25 = 32 > 31). La totalité des 13 bits d'in-

formations n'est-donc pas indispensable.

La figure 4 schématise le montage des divers éléments constitutifs d'un ensemble émetteur E selon

la figure 3.

Le pupitre de commande PC comporte des boutons-

poussoirs BP, un commutateur d'ordre variable COV, un bouton AU d'arrêt d'urgence et un bouton de mise en

marche MM.

Le bouton de mise en marche commande l'alimen-

tation de l'émetteur E par son bloc d'accumulation BA.

Un circuit "coupe-accu" CA provoque avantageusement la mise hors tension de la logique spécifique LS et du codeur binaire CB lorsque la tension d'alimentation délivrée par le bloc d'accumulation devient inférieure

à un seuil (8,9 V par exemple pour une tension de consi-

gne de 9,6 V). Il n'y a plus alors d'émission d'ordre

et on évite ainsi toute émission d'ordre faux.

La figure 5 présente le montage des principaux éléments constitutifs du codeur binaire CB. Ce codeur

comporte une horloge HG et un convertisseur parallèle-

série CPS dont les trois premières entrées 1 à 3 reçoivent le signal d'horloge H1-; les 13 autres entrées 4 à 16 sont reliées à la sortie de la logique spécifique. Ce convertisseur CPS reçoit également, notamment, le signal H5 qui définit la fréquence de conversion selon laquelle il doit travailler. Il délivre à sa sortie le signal SB défini à propos de la figure 2 en fonction des états binaires de ses entrées 4 à 16, lequel est appliqué à un codeur en biphase CBF qui, après combinaison avec

le signal d'horloge 1', délivre le signal binaire pri-

maire Sp. Un sélecteur S délivre à sa sortie un signal Ss qui reprend, soit Sp, soit le signal H0, selon que

le signal AU qui lui est appliqué est nul ou non.

Le signal Ss est appliqué au modulateur M

qui agit en conséquence sur l'émetteur radiofréquence ERF.

Le modulateur M et l'émetteur ERF sont avan-

tageusement placés sous le contrôle d'un circuit de commande d'émission CE, lui-même placé sous le contrôle de la logique spécifique et du boutonpoussoir d'arrêt

d'urgence AU.

En effet, selon une caractéristique avanta-

geuse de l'invention, l'émission est intermittente, par exemple pendant 20 % du temps (200 ms par seconde). Ainsi, un bloc d'alimentation du type (9,6 volts - 450 mAh de capacité nominale) qui, pour une consommation de l'émetteur de 70 mA, aurait une autonomie de 6 heures à peine, permet une autonomie supérieure à la durée d'un poste de travail, avec une consommation moyenne

que l'on peut estimer à 25 mA.

L'invention préconise en outre que ce mode d'émission hachée soit remplacé par un mode d'émission permanente dès qu'un changement, repéré par la logique spécifique, intervient dans les ordres. Ainsi, l'émission permanente est rétablie pendant un temps prédéterminé

(0,5 s par exemple) pour tout changement d'ordre perma-

nent (ordre variable tel que le sens et vitesse de marche), ou pendant le temps d'appui des boutons-poussoirs pour les ordres temporaires (commandes en tout ou rien de vérins ou de contacteurs par exemple). L'émission

permanente est bien sûr rétablie en cas d'arrêt d'urgence.

De la sorte, la rapidité de la réponse et la sécurité

de fonctionnement restent assurées.

On peut estimer qu'au cours d'un poste de travail de 8 heures, la durée totale des ordres successifs donnés avec un émetteur est de l'ordre de 2 heures (3 heures maximum). On constate alors que la décharge d'un bloc d'alimentation du type précité est de 65 % à 75 % de sa capacité, ce qui laisse une bonne marge

de sécurité et d'autonomie même si le bloc d'alimenta-

tion est usagé. Le contrôle de ces deux modes d'émission, hachée ou permanente, est assuré par le circuit CE

de commande d'émission en fonction des signaux du bouton-

poussoir AU et de la logique spécifique LS chargée de détecter tout changement dans les ordres tout ou rien (temporaire) ou permanente (variables). Un voyant VE

s'illumine avantageusement en cas d'émission.

Il est à noter que le mode d'émission hachée ou intermittente est compatible avec la condition d'arrêt par défaut, généralement imposée aux télécommandes de

machine, du moment que le temps maximal d'absence, au-

delà duquel l'ordre d'arrêt est émis, est nettement supé-

rieur à la durée des intermittences périodiques, au-

delà de 2 secondes de préférence dans l'exemple considéré.

De préférence, lors des périodes d'intermit-

tences en mode d'émission intermittente, l'émetteur délivre un signal non modulé (la fréquence porteuse seule) à un niveau d'environ 1 mW au lieu des 100 mW de puissance (pour 50 2) en émission. Ce mode d'émission de la fréquence porteuse, en "veilleuse", a l'intérêt de consommer très peu de courant, ce qui est la raison d'être de l'émission intermittente, tout en assurant,

à la réception, un rétablissement rapide de la synchro-

nisation. La fréquence porteuse est choisie dans la

gamme VHF des très hautes fréquences et est avantageu-

sement comprise entre 154 et 174 MHz <156 et 165 MHz

de préférence).

La figure 6 est un schéma d'un ensemble récepteur adapté à assurer la télécommande d'une haveuse à partir de deux émetteurs du type décrit à propos de la figure 4. Cet ensemble récepteur comporte deux parties

récepteur R1 et R2 reliées à une même antenne A'.

L'ensemble récepteur est contenu dans une enve-

loppe anti-déflagrante PA munie d'une prise de traversée coaxiale TC adaptée à ne pas induire de désadaptation

sur la liaison de l'antenne A'.

Les signaux reçus par l'antenne A' sont d'abord traités par un séparateur d'antenne SA adapte à séparer les signaux des deux canaux utilisés (156 et 165 MHz dans l'exemple considéré) en sorte qu'à l'entrée de chaque émetteur radiofréquence RRF1 ou RRF2, le signal de l'autre canal parvienne avec un niveau limité. Le séparateur comporte un diviseur de puissance et deux filtres de canaux. Les récepteurs RRF1 et RRF2 sont des récepteurs du type superhétérodyne à double changement de fréquence et comportent un circuit de silence ("squelch") adapté à n'autoriser la sortie du signal démodulé que lorsque son niveau est supérieur à un seuil, de 2 Veff par exenmple/

ainsi qu'un dispositif très efficace de contrôle auto-

matique de gain pour leur conférer une très grande dynamique d'entrée. Ces récepteurs sont réglés en sorte de ne nécessiter en mode d'émission intermittente, grâce à la permanence de l'onde porteuse, qu'une durée de réponse transitoire de 30 ms, ce qui reste faible par

rapport aux 200 ms de chaque cycle d'émission.

Les récepteurs RRF1 et RRF2 délivrent à leur sortie des signaux, a priori équivalents aux signaux de modulation des émetteurs, qui sont pris en charge par des étaSes de décodage dont la structure schématique

est précisée à la figure 7.

Ce signal délivré après démodulation par le récepteur RRF1 ou RRF2 traverse d'abord un circuit MFC de mise en forme et de calibrage en amplitude qui le convertit en un signal binaire. Celui-ci n'est, en fait, pas rigoureusement semblable au signal délivré par le codeur binaire de l'émetteur, notamment en raison des aléas de propagation de l'onde électromagnétique modulée (variations permanentes du niveau du signal reçu), des bruits, des perturbations électromagnétiques, et des

distorsions introduites par les circuits électroniques.

Au décodeur binaire DB sont donc associés de façon avan-

tageuse des circuits de reconnaissance adaptés à repérer ces altérations et à les éliminer ou à interrompre le décodage. Il ressort de la figure 7 que les étages d'autorisation de décodage AD et de décodage binaire DB

sont en fait parallèles.

Le point capital du décodage est la récupéra-

tion des rythmes en vue de définir avec précision le début de chaque séquence, et de chaque bit dans chaque séquence,en sorte de commander de manière correcte des conversions successives du signal calibré, tel que délivré à la sortie du circuit MFC, en des ordres parallèles de

commande exploitables pour la commande des organes appro-

priés de la machine considérée.

Le signal binaire calibré est ainsi appliqué

à des circuits de synchronisation RSYN et RH1.

Le circuit RSYN a pour but de récupérer la fréquence de renouvellement des séquences dans le signal séquentiel binaire calibré en sorte de commander une

conversion série-parallèle au début de chaque séquence.

Ce circuit sélectionne, dans le spectre des fréquences du signal binaire calibré, les composantes à la fréquence H de l'émetteur (1700 Hz dans l'exemple considéré) en sorte d'établir un signal binaire SYN qui est au niveau maximum en présence de composantes à H0, ou au niveau nul

en l'absence de celles-ci. Les 6 signaux de synchronisa-

tion par lesquels débute:: normalement toute séquence correspondant à une valeur maximale du signal SYN, qui redevient nul ensuite: chaque transition positive (0 vers 1) de ce signal SYN correspond donc au début d'une

séquence, et sert de signal de déclenchement de conver-

sion pour un circuit CSP de conversion serie-parallèle auquel est appliqué également le signal binaire calibré

délivré par le circuit MFC. En présence du signal d'urgence AU, lequel admet une composante spectrale

unique égale à H0, le signal SYN reste bloqué à sa valeur maximale aucune transition positive ne peut alors être transmise au convertisseur CSP. Cette valeur maximale permanente de SYN est repérée par un circuit DAU de détection d'ordre d'arrêt d'urgence, et le signal AU délivré par ce der-

nier devient non nul.

Le circuit RH1 assure un calage en synchroni-

sation avec la fréquence H1 de répétition des bits dans chaque séquence. Ce calage en synchronisation n'est pas immédiat dans la mesure o le signal séquentiel admet diverses composantes spectrales. Ce calage peut être

effectué par génération d'une impulsion pour toute transi-

tion du signal calibré, par suppression des impulsions dues aux transitions négatives associées à la fréquence HO, par l'excitation d'un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est H0, par génération d'une impulsion pour tout passage par zéro du signal de réponse dudit filtre et par comptage de ces dernières en sorte de récupérer la fréquence H1, avec une phase définie par la synchronisation avec SYN. Le signal binaire ainsi

obtenu est noté H1.

Le convertisseur CSP, pour qui les signaux Hi1 et SYN servent de signaux d'horloge, est en outre placé sous le contrôle d'un signal VAL de validation émis par

le circuit d'autorisation de décodage AD.

Dans l'exemple de la figure 7, le circuit AD est constitué de deux circuits VM et DS adaptés chacun

à tester un critère de vraisemblance du signal séquen-

tiel binaire calibré.

Le circuit VM établit la valeur moyenne de l'amplitude du signal calibré. Compte tenu du codage biphase préconisé par l'invention, cette valeur moyenne

doit être à la moitié du niveau maximal du signal binaire.

Le circuit DS mesure, à partir du signal SYN établi par le circuit RSYN, la durée moyenne des séquences et la compare à la valeur prévisible à partir de la

fréquence H5 de l'émetteur.

Une porte ET est raccordée aux sorties des circuits VM et DS et délivre auprès du convertisseur CSP un signal VAL de déclenchement qui reste à un niveau non nul tant que les tests de vraisemblance établis par les circuits précités sont satisfaits. Dans le cas contraire, toute conversion du signal binaire calibré

est interdite.

Une conversion a lieu pour chaque séquence.

Les 13 bits de chaque séquence sont délivrés sur les 13 sorties parallèles du convertisseur CSP et y restent mémorisées jusqu'à l'arrivée du résultat de la conversion suivante.

Selon une caractéristique avantageuse de l'in-

vention, la logique spécifique LS de l'ensemble récepteur de la figure 6 comporte un circuit supplémentaire CER

de validation, pour chaque canal.

Le principe de ces circuits CER est illustré par la figure 8. Ces circuits ont pour objet d'exploiter

la redondance que présente normalement le signal séquen-

-tiel binaire, du fait que les ordres de commande doivent se retrouver dans plusieurs séquences consécutives; selon l'invention, tout changement d'état dans l'un des bits d'ordre d'une séquence n'est pris en compte que

si ce nouvel état se maintient pendant un nombre prédé-

terminé, 4 par exemple, de séquences consécutives.

Conformément à la figure 8, les signaux de

sortie du convertisseur CSP sont appliqués sur des cir-

cuits RC qui réalisent, indépendamment pour chaque bit, une pseudo-valeur moyenne définie en permanence sur les

dernières séquences. Des comparateurs à seuil T trans-

forment ces signaux analogiques en signaux binaires qui sont stockés à chaque séquence dans une mémoire MER recevant le signal d'horloge SYN. Cette mémoire ne délivre de signaux que dans la mesure o les états binaires reçus successivement ont été identiques pendant un nombre

suffisant de séquences.

Ce circuit MER est placé sous le contr6le d'une porte OU qui commande la mise à zéro de ses sorties

lorsque l'un des signaux VAL ou AU l'exige.

Il est à noter que l'exploitation de la redondance conuit à un très faible délai d'exécution des ordres, tout à fait acceptable (d'environ 100 ms) me en cas d'émission hachée ou intermittente o chaque cyclie d'émission qui dure 0,2 s, comprend plus de 10 séquences. L'absence de validation du signal séquentiel pendant un temps

prédéterminé (entre 2 et 9 s de preférence) constatée par un temporisa-

teur, par vexmple associé au circuit CER, provoque avantageusernt un

arrêt par défaut de la machine au mûe titre qu'un ordre d'arrêt d'urgence.

* Un ordre d'arrCt général AG est envoyé à un circuit d'arrêt CA.

Les signaux de sortie de chaque circuit CER sont répartis

entre un circuit VIT de prise en capte de l'ordre variable, et un cir-

cuit T/R de prise en canpte des ordres en tout ou rien. Ces circuits sont places sous le contrôle d'un comutateur de délégation CD par lequel sont définiesles règles de délégation entre les deux émetteurs. Ce

commutateur admet de préference quatre positions: télécom-

mande selon l'un ou l'autre seulement des canaux (156 ou MHz) ou télécommande à deux pilotes avec priorité à l'un

ou l'autre des canaux. En pratique, même en cas' de télécom-

mande avec deux pilotes, un seul des canaux est habilité à transmettre les ordres de type variable. Ces circuits VIT et T/R comportent des mémoires pour la prise en compte de ces

règles de délégation.

Sous réserve que les règles de délégation soient satisfaites, le circuit VIT délivre un signal analogique de consigne destine à un servomécanisme commandant la vitesse de marche de la machine. De façon avantageuse, les vitesses intermédiaires correspondant aux ordres variables transmis

par l'ensemble émetteur-récepteur, plutôt que d'être régu-

lièrement réeparties entre les vitesses extremes, sont regroupées dans la qane des vitesses faibles en sorte de permettre au pilote une grande précision dans sa camkde à faible vitesse de la machine. Ces vitesses sont de préférence d'autant plus espacées que leur niveau est élevé. La loi de correspondance ordres-vitesses désirée par l'utilisateur est fixée grâce à une mûm.ire programmable du circuit VIT de la

logique LS'.

Le circuit T/R assure, en combinaison avec un étage EV, la

conan des organes appropriés de la machine, tels qu'électrovanneS.

La machine coporte de préférernce un pupitre de comande

manuelle PQ4.

Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée

qu'à titre illustratif et que de nombreuses variantes peuvent être

proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention.

Il est bien entendu par ailleurs que les détails de réali-

sation d'un ensemble émetteur-récepteur pour la mise en oeuvre de

l'invention sont-à la portée de l'homme de l'art.

Il est précisé notamment que le nombre de 13 bits d'informa-

tion évoqué dans la description n'a aucun caractère obligatoire, ce

nKmbre n'étant fixé que par la capacité des convertisseurs série-

parallèle et parallèle-série utilisés.

L'invention a été décrite à propos d'une haveuse, adaptée à recevoir simultanément deux ordres au maximum, l'un

variable (permanent), l'autre en tout ou rien (temporaire).

Il va de soi que l'invention s'applique tout aussi bien à la commande d'une machine, telle qu'un chargeur-transporteur,

adaptée à recevoir plusieurs ordres tout ou rien simultanés.

Il suffit, au sein de la logique spécifique de l'émetteur, de partager les bits d'information disponibles en autant de

groupes qu'il y a d'ordres susceptibles d'être émis simulta-

nément. Ainsi, dans le cas d'une machine susceptible de rece-

voir n ordres simultanés choisis parmi N, les bits d'infor-

mation disponibles seront répartis en au moins n groupes correspondant à un nombre équivalent de groupes d'ordres

indépendants. Il est rappelé que certains bits d'informa-

tion peuvent rester inutilisés. Le cas échéant, à chaque

ordre correspond un bit. Selon les règles de priorité impo-

sées à la logique spécifique de l'émetteur, le nombre maximal d'ordres simultanés est inférieur ou égal au nombre de

groupes d'ordres indépendants.

L'invention est bien s r applicable à un nombre de

canaux de télécommande supérieur à 2.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Procédé de télécommande à vue directe d'une machine de chantier, notamment pour mines et carrières, adaptée à exécuter une pluralité d'ordres que l'on peut regrouper en au moins deux groupes d'ordres indépendants, selon lequel les instructions d'ordres d'un conducteur de la machine sont converties en un signal de modulation destiné à être appliqué à une onde porteuse en sorte de constituer un signal de télécommande

émis sous forme électromagnétique, ce signal de modula-

tion, après réception du signal de télécommande, étant restitué puis converti en signaux électriques appropriés pour la commande de ladite machine, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on établit pour chaque groupe d'ordres indépendants un groupe de signaux binaires parallèles représentatif des instructions du conducteur, et que l'on convertit ces divers groupes de signaux parallèles en un signal binaire séquentiel de modulation dans lequel chaque séquence comporte des signaux de synchroniLsation (A) et des bits d'information répartis en autant de groupes (B, C) qu'il y a de groupes d'ordres indépendants, ce signal séquentiel binaire étant codé

sous forme biphase, avec, au milieu de chaque bit d'in-

formation, une transition dont le sens est déterminé par

l'état binaire du signal associé à coder.

2. Procédé selon la revendication 1 pour la télécommande d'une machine, telle que haveuse, comportant un organe à commande variable, caractérisé en ce que l'un des groupes d'ordres correspond à diverses valeurs possibles d'un signal électrique de commande dudit organe

à commande variable.

3. Procédé selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que lesdites valeurs possibles du signal de commande sont d'autant plus espacées que leur niveau

est élevé.

4. Procédé de télécommande selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que

la fréquence (H0) des signaux binaires de synchronisation est un multiple pair des fréquences transitoires (Hi1,

H2) définies par les bits d'information successifs.

5. Procédé de télécommande selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 4, adapté à transmettre

un signal d'arrêt d'urgence, caractérisé en ce que le signal d'arrêt d'urgence (AU) est un signal binaire identique aux signaux de synchronisation (H0) mais

occupant des bits d'information.

6. Procédé de télécommande selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que,

après la restitution du signal de modulation à partir de l'onde électromagnétique telle que reçue, on fait

subir audit signal des tests de validation avant d'auto-

riser son décodage et sa conversion en signaux électri-

ques de commande.

7. Procédé de télécommande selon la revendica-

tion 6, caractérisé en ce que l'on autorise le décodage du signal séquentiel binaire de modulation que si la durée moyenne de ses séquences correspond à celle des séquences avant modulation de l'onde porteuse, et

si sa valeur moyenne est la moitié de son niveau maximum.

8. Procédé de télécommande selon la revendi-

cation 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce qu'un ordre d'arrêt par défaut est transmis à la machine

lorsqu'aucune autorisation de décodage n'a eu lieu pen-

dant un temps prédéterminé.

9. Procédé de télécommande selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce

que, après la conversion du signal de modulation restitué en des signaux binaires parallèles, les informations que celles-ci contiennent, lorsqu'elles correspondent à des changements d'ordres, ne sont prises en compte que si elles se répètent à l'identique pendant un nombre

prédéterminé de séquences successives.

10. Procédé de télécommande selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que

le signal de télécommande obtenu par modulation de l'onde porteuse est émis de façon intermittente par cycles de

plusieurs séquences successives.

11. Procédé de télécommande selon la reven-

dication 10, caractérisé en ce que, entre les cycles d'émission, l'onde porteuse, non modulée, est émise à une puissance d'environ 100 fois inférieure à la puis-

sance normale d'émission.

12. Procédé de télécommande selon la revendi-

cation 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que

l'émission du signal de télécommande redevient perma-

nente lors d'un changement d'ordre.

13. Procédé de télécommande selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que

l'onde porteuse a une très haute fréquence comprise

entre 154 et 174 MHz environ.

14. Procédé de télécomnande selon l'une quel-

conque des revendications I à 13, caractérisé en ce que

les séquences ont une fréquence de 53, 125 Hz environ et que les signaux de synchronisation ont une fréquence

de 1700 Hz environ.

15. Ensemble émetteur-récepteur adapté à la mise en oeuvre d'un procédé de télécommande selon l'une

quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en

ce qu'il comporte au moins un émetteur (E) comportant

un pupitre de commande (PC), associé à une logique spé-

cifique (LS) adapté à mettre sous forme binaire les instructions du pilote de la machine, un codeur binaire (CB) pour l'établissement du signal séquentiel binaire de modulation associé à un modulateur (M) et un émetteur radiofréquence (ERF), et en ce qu'il comporte une partie

récepteur (R) comportant au moins un récepteur radio-

fréquence (RRF), un décodeur binaire (DB) associé à un circuit d'autorisation de décodage (AD) et une logique spécifique (LS') adaptée à générer sous forme analogique

des signaux de commande pour la machine.

16. Ensemble émetteur-récepteur selon la revendication 1!, caractérisé en ce qu'il comporte deux émetteurs réglés sur deux fréquences voisines d'onde porteuse, et que la partie récepteur comporte un sélecteur

d'antenne (SA) adapté à distribuer les signaux de télé-

commande entre deux récepteurs (RRF1, RRF2) associés

chacun A une fréquence d'onde porteuse, et deux déco-

deurs binaires (DB), reliés à une logique spécifique unique adaptée à prendre en compte les signaux binaires tels que décodés selon des règles de délégation entre les émetteurs fixés par la position d'un commutateur

de délégation (CD).