FR2700177A1 - Pelle-rétro. - Google Patents

Abstract

Des capteurs captent la position, la direction du mouvement et la vitesse du godet (6) par rapport au poste du conducteur, et un dispositif de commande commande la flèche sur la base des grandeurs captées par les capteurs. Ce dispositif de commande interdit la manoeuvre du godet lorsqu'il se trouve dans un plan de danger (A1) et il établit un plan de précaution (C1). Il calcule le temps nécessaire pour que le godet (6) atteigne le plan de danger (A1) lorsqu'il se trouve dans une zone de danger (B1) entre (A1 et C1). Pour réaliser un mouvement idéal décéléré, un temps fixé est déterminé à l'avance sur la base de la distance horizontale séparant l'axe (6a) du plan de danger A1. Le dispositif de commande possède une fonction de décélération pour décélérer la manœuvre des vérins de façon que le temps fixé et le temps calculé concordent.

Description

La présence invention se rapporte à un disposi-

tif pour empêcher le godet d'une pelle-rétro d'entrer en contact avec un cadre extérieur définissant une région

extrême extérieure du poste du conducteur.

Un exemple de structure de pelle rétro conçue

pour éviter le contact entre un godet et un cadre exté-

rieur définissant une région extrême extérieure du poste du conducteur est décrit dans la demande de brevet GB n 091 04823 1, qui est aussi représentée sur la figure 7

i O de la présente demande.

Dans la structure antérieure représentée, un

plan de danger est établi dans un espace et à une distan-

ce prédéterminée à l'extérieur du cadre extérieur défi-

nissant la région extrême extérieure du poste du conduc-

teur Un capteur de position détecte la position de

l'axe de godet d'un ensemble flèche Il est prévu un dis-

positif d'interdiction de fonctionnement qui peut être

actionné en réponse au capteur de position Ce disposi-

tif arrête les vérins hydrauliques qui entraînent l'en-

semble flèche avant que l'axe du godet ne franchisse le

plan de danger en direction du poste du conducteur.

Cette structure définit une zone de danger en-

tre le plan de danger et un plan de précaution établi dans un espace et à une distance prédéterminée située à

l'extérieur du plan de danger Un dispositif de décéléra-

tion calcule la distance dans une direction horizontale entre le plan de danger et la position actuelle de l'axe

du godet et décélère la manoeuvre des vérins hydrauli-

ques à un degré plus élevé lorsque l'axe du godet se rap-

proche du plan de danger.

Dans cette structure antérieure, lorsque l'axe

du godet se trouve dans la zone de danger, le taux de dé-

célération des vérins hydrauliques est déterminé unique-

ment sur la base de la distance horizontale entre le

plan de danger et l'axe du godet.

Par conséquent, lorsque l'axe du godet se dépla-

ce sensiblement horizontalement, d'une position située dans le plan de danger en direction du plan de danger,

les vérins hydrauliques sont décélérés au taux de décélé-

ration basé sur la distance horizontale au plan de dan-

ger Les vérins hydrauliques sont arrêtés lorsque l'axe

du godet atteint le plan de danger Ce mode d'actionne-

ment de l'ensemble flèche est en accord avec la sensa-

tion de travail du conducteur.

Selon la structure antérieure, le taux de décé-

1 O lération est aussi déterminé par la distance horizontale

au plan de danger lorsque l'axe du godet se déplace obli-

quement vers le haut et de façon progressive d'une posi-

tion donnée située dans la zone de danger en direction du plan de danger Bien que l'axe du godet décrive une distance relativement longue (dans une direction oblique

vers le haut), jusqu'au plan de danger, les vérins hy-

drauliques sont décélérés comme dans le cas du mouvement

horizontal de l'axe du godet Le résultat est que le go-

det s'élève un peu trop lentement dans sa traversée de

la zone de danger Il y a donc place pour une améliora-

tion du point de vue du rendement du travail.

L'invention a pour but de réaliser un meilleur rendement du travail pour une pelle-rétro appliquant le principe ci-dessus du plan de danger et de la zone de danger, spécialement lorsque le godet se trouve dans la

zone de danger.

Le but ci-dessus est atteint, selon l'inven-

tion, par une pelle-rétro comprenant un premier disposi-

tif de fixation servant à fixer un plan de danger dans un espace et à une distance prédéterminée à l'extérieur

d'un cadre extérieur qui définit une région extrême exté-

rieure du poste du conducteur disposé sur une plate-for-

me pivotante, un deuxième dispositif de fixation servant

à fixer une zone de danger comprise entre le plan de dan-

ger et un plan situé dans un espace et à une distance

prédéterminée à l'extérieur du plan de danger, un cap-

teur de position servant à détecter une position du go-

det d'un ensemble flèche, un capteur de direction ser-

vant à détecter la direction du mouvement du godet, un

capteur de vitesse servant à détecter la vitesse du mou-

vement du godet, un dispositif de sécurité pouvant être actionné en réponse au capteur de position et au capteur

de direction pour arrêter les vérins hydrauliques entraî-

nant l'ensemble flèche de façon à empêcher le godet de

franchir le plan de danger en direction du poste du con-

ducteur, et un dispositif de décélération pouvant être actionné en réponse au capteur de position, au capteur de direction et au capteur de vitesse, lorsque le godet

se trouve dans la zone de danger, pour décélérer la ma-

noeuvre des vérins hydrauliques de façon à uniformiser sensiblement le temps pris par le godet pour passer de sa position actuelle située dans la zone de danger au plan de danger quelle que soit la direction actuelle du

mouvement du godet.

Avec la construction ci-dessus, lorsque le go-

det se trouve dans la zone de danger, par exemple, les capteurs détectent la position actuelle, la direction de mouvement et la vitesse de mouvement du godet Il est alors possible de calculer la distance horizontale LL

entre la position actuelle du godet et le plan de dan-

ger, ou la distance de mouvement L 2 jusqu'au plan de dan-

ger selon la direction du mouvement Si l'on suppose que

le godet est uniformément décéléré à partir de la vites-

se de mouvement actuel, il est possible d'estimer le temps pris par le godet pour se déplacer de la distance

LL ou L 2, de la position actuelle au plan de danger.

Les vérins hydrauliques sont décélérés pour ren-

dre le temps estimé ci-dessus à un temps fixé dans une

position instantanée du godet (le temps fixé étant fonc-

tion du temps d'arrêt par rapport à la distance, o l'on utilise comme variable une distance minimum entre le plan de danger et le godet et o le godet est supposé

exécuter un mouvement décéléré idéal).

De cette façon, lorsque le godet se déplace ho-

rizontalement dans la zone de danger, on s'attend à ce

que la distance Ll du godet au plan de danger soit rela-

tivement courte, de sorte que le godet atteint le plan

de danger relativement rapidement Dans ce cas, les vé-

rins hydrauliques d'entraînement de l'ensemble flèche sont décélérés à un degré plus élevé de manière que le

godet atteigne le plan de danger à la fin du temps fixé.

Inversement, lorsque le godet se trouve dans la

même position que ci-dessus mais qu'il se déplace momen-

tanément obliquement vers le haut ou vers le bas, la dis-

tance L 2 du godet au plan de danger est relativement lon-

gue Dans cet état, on s'attend à ce que le godet deman-

de un temps relativement long avant d'atteindre le plan

de danger avec la commande normale de décélération indi-

quée plus haut Toutefois, les vérins hydrauliques d'en-

traînement de l'ensemble flèche ne sont décélérés qu'a

un degré peu élevé, pour faire en sorte que le godet at-

teigne le plan de danger à la fin du temps fixé.

De cette façon, la présente invention évite une décélération excessive du godet lorsque le godet décrit une distance relativement longue (la distance selon la direction du mouvement du godet) pour atteindre le plan de danger lorsque le godet se déplace obliquement vers

le haut et progressivement d'une position donnée conte-

nue dans la zone de danger vers le plan de danger.

Selon la présente invention, comme décrit plus

haut, la position, la direction du mouvement et la vites-

se du mouvement du godet dans la zone de danger sont dé-

tectées pour éviter que le mouvement du godet ne devien-

ne trop lent, afin d'améliorer ainsi le rendement du tra-

vail du godet.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention seront mieux compris à la lecture de la descrip-

tion qui-va suivre, de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation de côté d'une pelle-rétro; la figure 2 est une vue schématique de côté d'une pelle-rétro, qui montre un plan de danger avant, une zone de danger avant et une zone de précaution avant; la figure 3 est une vue de côté d'un godet se déplaçant dans la zone de danger avant; la figure 4 est une vue en plan schématique de la pelle-rétro, qui montre le plan de danger avant, un plan de danger latéral, la zone de danger avant et une zone de danger latérale; la figure 5 est une vue montrant les relations entre les vérins hydrauliques, les distributeurs, les

soupapes pilotes et les leviers de commande droit et gau-

che d'un ensemble flèche; la figure 6 est un organigramme des commandes de l'ensemble flèche exécutées lorsqu'un axe de godet se trouve sur le plan de danger avant ou latéral ou dans la zone de danger avant ou latérale; la figure 7 est une vue schématique de côté d'une pelle-rétro montrant un plan de danger avant et une zone de danger avant selon la technique antérieure; la figure 8 est une vue montrant une relation entre un temps prédéterminé et une distance horizontale aux plans de danger; la figure 9 est un organigramme des commandes de l'ensemble flèche exécutées lorsque l'axe de godet est sur le plan de danger avant ou latéral, ou dans la

zone de danger avant ou latérale, dans une deuxième for-

me de réalisation de la présente invention; et la figure 10 est un organigramme des commandes de l'ensemble flèche exécutées lorsque l'axe du godet se trouve sur le plan de danger avant ou latéral et dans la

zone de danger avant ou latérale dans une troisième for-

me de réalisation de l'invention.

Des formes de réalisation de l'invention seront

décrites dans ce qui suit en se reportant aux dessins.

La figure 1 montre une vue en élévation de côté d'une pelle-rétro Cette pelle-rétro possède un disposi- tif de roulement 1 du type à chenilles en caoutchouc,

qui portent une lame de boutoir 20 et une plate-forme pi-

votante 2 montée sur le dispositif de roulement 1 Un en-

semble flèche 3 est relié à un point avant de la plate-

forme pivotante 2 L'ensemble flèche 3 comprend une flè-

che 4 commandée en pivotement dans le plan vertical par

un vérin hydraulique 11, un bras 5 commandé en pivote-

ment vers l'avant et vers l'arrière par un vérin hydrau-

lique 12, et un godet 6 commandé en pivotement par un vé-

rin hydraulique 13 pour effectuer une action de pelleta-

ge La plate-forme pivotante 2 est commandée en pivote-

ment par un moteur hydraulique 14.

Comme représenté sur les figures 1 et 4, la flè-

che 4 comprend une première partie de flèche 4 a, une deuxième partie de flèche 4 b reliée à la première partie de flèche 4 a de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe Pl à son extrémité avant, et une ferrure support 4 c reliée à la deuxième partie 4 b de la flèche pour pouvoir pivoter autour d'un axe P 2, à son extrémité avant Le bras 5 est relié à la ferrure support 4 c Une biellette de verrouillage 8 s'étend entre la première partie 4 a de la flèche et la ferrure support 4 c pour constituer une tringlerie à parallélogramme De cette façon, lorsque le

vérin hydraulique 7 est actionné pour provoquer le mouve-

ment de pivotement de la deuxième partie 4 b de la f lè-

che, le bras 5 et le godet 6 se déplacent latéralement

en parallèle.

Comme représenté sur la figure 5, un dispositif de commande comprend un distributeur 21 relié au vérin hydraulique 11 pour actionner la première partie 4 a de la flèche, un distributeur 25 relié au vérin hydraulique 7 pour actionner la deuxième partie 4 b de la flèche, un

distributeur 22 relié au vérin hydraulique 12 pour ac-

tionner le bras 5, un distributeur 23 relié au vérin hy-

draulique 13 pour actionner le godet 6, et un distribu-

teur 24 relié au moteur hydraulique 14 pour faire pivo- ter la plateforme pivotante 2 Ces distributeurs 21 à sont des distributeurs à trois positions pilotés dont les degrés d'ouverture sont réglables par une pression pilote pour commander le débit Les pressions pilotes de

réglage du degré d'ouverture sont engendrées par des sou-

papes pilotes 31 a, 31 b, 32 a, 32 b, 33 a, 33 b, 34 a, 34 b, a et 35 b qui sont des soupapes réductrices de pression

proportionnelles électromagnétiques.

Comme on le voit en se reportant aux figures 1, 4 et 5, la plate- forme pivotante 2 porte un levier de commande droit 9 et un levier de commande gauche 10 Ces leviers de commande 9 et 10 peuvent s'incliner vers l'avant et vers l'arrière ainsi que vers la droite et

vers la gauche Le dispositif de commande comprend en ou-

tre un potentiomètre 15 pour capter la position du le-

vier de commande droit 9 dans la direction avant-arriè-

re, un potentiomètre 16 pour capter la position du le-

vier de commande droit 9 dans la direction droite-gau-

che, un potentiomètre 17 servant à capter la position du

levier de commande gauche 10 dans la direction avant-ar-

rière et un potentiomètre 18 pour capter la position du

levier de commande gauche 10 dans la direction droite-

gauche Ces potentiomètres 15 à 18 transmettent des si-

gnaux de commande à une unité de commande 19 Une pédale de commande 26 est disposée dans une position inférieure avant de la plate-forme pivotante 2, et transmet aussi

un signal de commande à l'unité de commande 19.

Avec la construction ci-dessus, lorsque le le-

vier de commande droit 9 est manoeuvré vers l'avant ou vers l'arrière, la soupape pilote 31 a ou 31 b engendre

une pression pilote pour amener le distributeur 21 à fai-

re descendre ou monter la flèche 4 Lorsque le levier de commande droit 9 est manoeuvré vers la droite ou vers la

gauche, la soupape pilote 33 a ou 33 b engendre une pres-

sion pilote pour amener le distributeur 23 à actionner le godet 6 dans la direction de poussée de la terre ou

dans la direction du tirage Lorsque le levier de comman-

de gauche 10 est manoeuvré vers l'avant ou vers l'arriè-

re, la soupape pilote 32 a ou 32 b engendre une pression pilote pour amener le distributeur 22 à actionner le bras 5 vers l'avant ou vers l'arrière Lorsque le levier de commande gauche 10 est manoeuvré vers la droite ou vers la gauche, la soupape pilote 34 a ou 34 b engendre

une pression pilote pour amener le distributeur 24 à ef-

fectuer un pivotement de la plate-forme pivotante 2 vers

la droite ou vers la gauche Lorsque la pédale de comman-

de 26 est pressée vers la droite ou vers la gauche, la soupape pilote 35 a ou 35 b engendre une pression pilote

pour amener le distributeur 25 à faire pivoter la deuxiè-

me partie 4 b de la flèche vers la droite ou vers la gau-

che.

Dans le fonctionnement ci-dessus, les potentio-

mètres 15 à 18 détectent, non seulement les directions de manoeuvre des leviers de commande droit et gauche 9

et 10 mais également leurs amplitudes de manoeuvre à par-

tir des positions neutres respectives En conséquence, plus l'amplitude de manoeuvre des leviers de commande 9

et 10 est grande, plus grande est la pression pilote en-

gendrée par les soupapes pilotes 31 a à 34 b pour action-

ner les distributeurs 21 à 24 pour donner un plus grand débit C'està-dire que, plus l'amplitude de manoeuvre des leviers de commande 9 et 10 est grande, plus grande est la vitesse avec laquelle les vérins hydrauliques 11

à 13 et le moteur hydraulique 14 sont actionnés.

Comme on le voit en se reportant aux figures 1

à 5, le dispositif de commande comprend en outre un po-

tentiomètre 36 (qui joue le rôle de moyens de détection de position, de direction et de vitesse) pour détecter l'angle vertical de la flèche 4 (première partie 4 a de la flèche) un potentiomètre 37 (jouant le rôle de moyens

de détection de la position, de la direction et de la vi-

cesse) pour capter l'angle horizontal de la deuxième par-

tie 4 b de la flèche et un potentiomètre 38 (jouant le rô-

le de moyens de détection, de la direction et de la vi-

tesse) pour détecter l'angle du bras 5 vers l'avant et vers l'arrière Ces potentiomètres 37 et 38 transmettent

des signaux de détection à l'unité de commande 19.

Comme on le voit sur les figures 1 et 4, la pla-

te-forme pivotante 2 porte l'ensemble flèche 3 disposé sur son côté droit tandis que, sur le côté gauche, est situé un poste de conducteur 27, comprenant un siège de conducteur 28 et des leviers de commande droit et gauche 9 et 10 Une plaque de séparation verticale 29 (jouant le rôle d'une partie d'un cadre extérieur qui définit une région extrême extérieure du poste 27 du conducteur) munie d'une fenêtre, s'élève dans une position médiane

dans la direction transversale sur la plate-forme pivo-

tante 2 pour séparer l'ensemble flèche 3 du poste 27 du

conducteur Une plaque de cloison supérieure semi-circu-

laire 30 (qui se comporte comme une partie du cadre exté-

rieur définissant la région extrême extérieure du poste

27 du conducteur) est montée fixe sur la cloison vertica-

le 29 pour s'étendre le long du contour extérieur de la

plate-forme pivotante 2.

Comme on l'a représenté sur les figures 2 et 4,

un plan de danger avant Al est défini au-dessus d'un ni-

veau prédéterminé D au-dessus du sol G, à une distance prédéterminée en avant (à l'extérieur) de la plaque de cloison verticale 29 En outre, comme représenté sur la figure 4, un plan de danger latéral A 2 est défini à une distance prédéterminée à droite (à l'extérieur) de la surface latérale de la plaque de séparation verticale 29 qui est-à l'opposé de l'ensemble flèche 3 Ces plans de

danger Al et A 2 sont fixés par l'unité de commande 19.

Le godet 6 est relié à l'extrémité distale du bras 5 par un axe 6 a de godet Comme représenté sur la figure 2, le plan de danger avant Ai est défini de telle manière que, lorsque le godet 6 est rapproché au plus près du poste 27 du conducteur, avec l'axe 6 a du godet situé sur la plan de danger avant Al, l'extrémité de pointe du godet 6 se trouve sur un lieu géométrique El

situé à une distance prédéterminée de la plaque de sépa-

ration verticale 29 Comme représenté sur la figure 4, le plan de danger latéral A 2 est défini de telle manière que, lorsque le godet 6 est rapproché au plus près du poste 27 du conducteur, avec l'axe 6 a du godet situé sur

la plan de danger latéral A 2, une surface latérale du go-

det 6 se trouve sur un lieu géométrique situé à une dis-

tance prédéterminée de la plaque de séparation verticale 29 En outre, des plans de précaution Cl et C 2, sont fixés, chacun à une distance prédéterminée en avant ou

en arrière du plan de danger avant ou latéral Al ou A 2.

Les espaces compris entre les plans de précaution Cl et C 2 et les plans de danger avant et latéral Al et A 2 sont

fixés par l'unité de commande 19 et constituent respecti-

vement des zones de danger avant et latéral Bl et B 2.

La pelle-rétro peut commencer une opération pour creuser le sol G avec l'ensemble flèche 3 disposé dans son ensemble au-dessous du niveau prédéterminé D.

Dans ce cas, il y a une limitation au mouvement de l'en-

semble flèche 3 vers le dispositif de roulement 1 Cette limitation mécanique de travail de l'ensemble flèche 3 lui-même est déterminée à l'avance Le lieu géométrique décrit par l'axe 6 a du godet lorsque l'ensemble flèche 3 est actionné dans les conditions limites ci-dessus est

lui aussi calculé à l'avance Comme représenté sur la fi-

gure 2, un plan limite F est défini au-dessous du niveau

prédéterminé D, ce plan étant lui aussi défini par l'uni-

té de commande 19 Le plan limite F a une petite marge il (vers l'extérieur) par rapport au lieu géométrique de

l'axe 6 a du godet dans la condition limite, et il se rac-

corde sans rupture de ligne au plan de danger avant Al.

Lorsque le godet 6 est rapproché au maximum du disposi-

tif de roulement 1, avec l'axe du godet 6 a situé dans le

plan limite F, l'extrémité de pointe du godet 6 se trou-

ve sur un lieu géométrique E 3.

Les plans de danger avant et latéral ci-dessus Al et A 2, et les zones de danger avant et latérale Bl et

B 2 et le plan limite F sont fixés en prenant pour réfé-

rence la plate-forme tournante 2 De cette façon, ces

plans et zones peuvent se déplacer en mouvement de pivo-

tement avec la plate-forme tournante 2.

Les commandes de l'ensemble flèche 3 par rap-

port aux plans de danger avant et latéral Ah et A 2 et aux zones de danger avant et latérale Bh et B 2 seront

maintenant décrits en regard de l'organigramme représen-

té sur la figure 6.

A la phase Si, l'unité de commande 19 représen-

tée sur la figure 5 calcule continuellement les posi-

tions de l'axe 6 a du godet à partir de l'angle vertical de la flèche 4 (première partie 4 a de la flèche), de

l'angle horizontal de la deuxième partie 4 b de la flè-

che, et de l'angle avant-arrière du bras 5, sur la base des signaux entrés en provenance des potentiomètres 36 à 38 et en prenant pour base les longueurs de la première partie 4 a de la flèche, de la deuxième partie 4 b de la

*flèche et du bras 5.

A la phase 52, l'unité de commande 19 vérifie

si l'axe 6 a du godet se trouve au-dessus du niveau prédé-

terminé D ou ne s'y trouve pas Si l'axe 6 a du godet se

trouve au niveau prédéterminé D ou au-dessus de ce ni-

veau, l'opération passe à la phase 53 Si l'axe 6 a du go-

det se trouve au-dessous du niveau prédéterminé D, l'opé-

ration avance à la phase 58.

A la phase 53, l'unité de commande 19 vérifie si l'axe du godet 6 a se trouve à l'intérieur de la zone

de danger avant ou latérale Bl ou B 2 Si l'axe 6 a du go-

det est à l'extérieur des zones de danger Bl et B 2, les vérins hydrauliques 11, 12 et 17 peuvent être actionnés de la façon normale, aux vitesses qui correspondent à la manoeuvre des leviers de commande droit et gauche 9 et

et de la pédale de commande 26 La phase 54 est exécu-

tée lorsqu'à la phase 53 l'axe 6 a du godet est trouvé à l'intérieur de la zone de danger avant ou latérale Bl ou

B 2.

A la phase 54, l'unité de commande 19 calcule la direction et la vitesse actuelles du mouvement de l'axe 6 a du godet sous la forme du vecteur vitesse Vl ou

V 2, comme représenté sur les figures 1 et 3, par diffé-

rentiation des valeurs de détection fournies par les po-

tentiomètres 36 à 38.

A la phase 55, l'unité de commande 19 calcule, à partir de la position actuelle et du vecteur vitesse

Vl ou V 2 de l'axe 6 a du godet, la distance Ll ou L 2, me-

surée le long du vecteur vitesse Vl ou V 2, entre la posi-

tion actuelle de l'axe 6 a du godet et le plan de danger

avant ou arrière Al ou A 2.

A la phase 56, l'unité de commande 19 calcule

le temps Tl ou T 2 qu'on s'attend à ce que l'axe 6 a du go-

det demande pour passer de la position actuelle au plan de danger avant ou latéral Al ou A 2, sur la base de la

distance Ll ou L 2 et en prenant en compte un taux de dé-

célération prédéterminé pour le vecteur vitesse actuel

Vl ou V 2 Ce taux de décélération signifie un taux d'ac-

célération négatif qui est en principe fixé à une valeur fixe De cette façon, l'unité de commande 19 détermine la position actuelle, le vecteur vitesse Vl ou V 2 et le temps estimé Tl ou T 2 nécessaire pour atteindre le plan

de danger avant ou latéral Al ou A 2.

A la phase 57, les pressions pilotes des soupa-

pes 31 a, 31 b, 32 a, 32 b, 35 a et 35 b sont abaissées pour réduire les degrés d'ouverture des distributeurs 21, 22 et 25 Par suite, les vérins hydrauliques 11, 12 et 17 sont ralentis pour rendre le temps TI ou T 2 sensiblement égal à un temps prédéterminé T(x) Le temps prédéterminé T(x) est le temps demandé par l'axe 6 a du godet pour pas- ser de la position actuelle "x" au plan de danger Al ou A 2 dans un mouvement idéal, uniformément accéléré, ayant

un taux de décélération prédéterminé Ce temps prédéter-

miné T(x) est fixé sous la forme d'une fonction continue

d'une distance horizontale minimun "x" de l'axe 6 a du go-

det au plan de danger avant ou latéral Ai ou A 2 La figu-

re 8 en montre un exemple typique Comme on le voit sur la figure 8, le temps prédéterminé T(x) devient de plus en plus court lorsqu'on se rapproche du plan de danger avant ou latéral Al ou A 2 C'est-à-dire que le temps qui s'écoule avant que l'axe 6 a du godet s'arrête au plan de danger Al ou A 2 est ajusté uniquement sur la base de la distance horizontale "x" de l'axe 6 a du godet au plan de

danger Al ou A 2, quelle que soit la direction du mouve-

ment de l'axe Ga du godet.

Comme représenté sur la figure 3, l'axe 6 a du godet est à une distance LI du plan de danger avant ou latéral Al ou A 2 lorsque l'axe 6 a du godet a un vecteur

vitesse V 1 et à une distance L 2 lorsque l'axe Ga du go-

det a un vecteur vitesse V 2 Sien que que la distance Ll

soit plus courte que la distance L 2, le temps prédétermi-

né T lorsque 6 a du godet a un vecteur vitesse V 1 a la mê-

me valeur que le temps prédéterminé T(x) lorsque -1 'axe

6 a du godet a un vecteur vitesse V 2.

De cette façon, les vérins hydrauliques 11, 12 et 7 sont décélérés lorsque l'axe 6 a du godet se trouve dans la zone de danger avant au Latérale BL ou B 2 Cette

commande est basée sur le calcul permanent de la posi-

tion actuelle, du vecteur vitesse VI ou V 2 et du temps

estimé TL ou T 2 nécessaire pour atteindre le plan de dan-

ger avant ou latéral Al ou A 2 Par suite, l'axe 6 a du go-

det atteint le plan de danger avant ou latéral Al ou A 2 après le temps prédéterminé T(x), que l'axe 6 a de godet se déplace horizontalement, obliquement vers le haut, ou

obliquement vers le bas à partir de la position actuel-

le. Inversement, les vérins hydrauliques 11, 12 et

7 sont accélérés lorsque l'ensemble flèche 3 est action-

né dans une direction propre à déplacer l'axe 6 a du go-

det dans la zone de danger avant ou latérale Bl ou B 2 et

dans le sens qui s'éloigne du plan de danger avant ou la-

téral Ai ou A 2 Lorsque l'axe 6 a du godet se trouve en dehors de la zone de danger Bl ou B 2, la vitesse normale

est rétablie.

Si, à la phase 58 de la figure 6, la manoeuvre

est poursuivie pour entraîner l'axe 6 a du godet, même lé-

gèrement au-delà du plan de danger avant ou latéral Al ou A 2 en direction du poste 27 du conducteur, la phase

suivante 59 est exécutée pour éliminer les pressions pi- lotes des distributeurs 31 a à 32 b, 35 a et 35 b pour ame-

ner les distributeurs 21, 22 et 25 à arrêter les vérins

hydrauliques 11, 12 et 7 de l'ensemble flèche 3 La pha-

se 59 de la figure 6 peut donc être qualifiée de moyens de sécurité Le vérin hydraulique 13 servant à actionner le godet 6 peut encore être actionné lorsque l'axe 6 a du godet se trouve sur le plan de danger avant ou latéral Al ou A 2 Dans cette condition, l'ensemble flèche 3 peut être actionné d'une façon appropriée pour amener l'axe 6 a du godet à se déplacer à une vitesse ultra lente le

long du plan de danger Al ou A 2.

Comme décrit plus haut, les zones de danger avant et latérales Bl et B 2 sont définies au-dessus du

niveau prédéterminé D représenté sur la figure 2 Ces zo-

nes de danger avant et latérales ne sont pas définies au-dessous du niveau prédéterminé D De cette façon, lorsque l'axe 6 a du godet se trouve au-dessous du niveau prédéterminé D, l'opération saute de la phase 52 à la phase 58 Dans ce cas, les vérins hydrauliques 11, 12 et 7 de l'ensemble flèche 3 sont actionnés à des vitesses basées sur la manoeuvre des leviers de commande droit et gauche 9 et 10 et de la pédale de commande 26 jusqu'à que l'axe 6 a du godet atteigne le plan limite F Si le fonctionnement est poursuivi pour faire passer l'axe 6 a

du godet même légèrement au-delà du plan limite F, en di-

rection du dispositif de roulement 1, les pressions pilo-

tes des soupapes pilotes 31 a à 32 b, 35 a et 35 b sont éli-

minées pour amener les distributeurs 21, 22 et 25 à arrê-

ter les vérins hydrauliques 11, 12 et 7 de l'ensemble

flèche 3.

Le vérin hydraulique 13 servant à actionner le

godet 6 peut encore être actionné lorsque l'axe 6 a du go-

det se trouve sur le plan limite F pour amener l'axe 6 a

du godet à se déplacer le long du plan limite F De cet-

te façon, après que le godet 6 a pris de la terre dans

le sol G à proximité du dispositif de roulement 1, le go-

det 6 peut être remonté le long du plan limite F Avec ce mouvement, l'axe 6 a du godet se déplace en mouvement

doux du plan limite F au plan de danger avant Al et pénè-

tre dans la zone de danger avant Bl.

Deuxième forme de réalisation

La figure 9 montre un organigramme des comman-

des de l'ensemble flèche dans cette forme de réalisa-

tion A la différence de la forme de réalisation précé-

dente, cette forme de réalisation utilise essentielle-

ment en remplacement du temps prédéterminé T(x), une vi-

tesse V(x) pour réaliser le temps prédéterminé T(x) Les vérins hydrauliques 11, 12 et 17 sont décélérés lorsque l'axe 6 a du godet se trouve dans la zone de danger Bl ou

B 2, pour rendre une vitesse réduite réelle égale à la vi-

tesse prédéterminée V(x).

C'est-à-dire que, dans la forme de réalisation précédente, la position et la vitesse de mouvement de l'axe 6 a du godet sont calculées aux phases 54 et 55 Le temps prédéterminé que l'axe 6 a du godet demande pour se déplacer en un mouvement idéal, uniformément accéléré et

pour s'arrêter au plan de danger Al est donné en fonc-

tion d'une distance horizontale entre l'axe 6 a du godet et le plan de danger avant Ai Les vérins hydrauliques 11, 12 et 7 sont décélérés de telle manière que le plan qu'on s'attend à ce que l'axe 6 a du godet prenne pour passer de la position instantanée actuelle "x" au plan de danger Ai concorde avec le temps prédéterminé exprimé

en fonction d'une distance horizontale.

Au lieu de fixer le temps d'arrêt T(x) sur la base du mouvement idéal, uniformément accéléré, comme

dans la forme de réalisation précédente, la deuxième for-

me de réalisation utilise une vitesse idéale V(x) de l'axe 6 a du godet à l'intérieur de la zone de danger

pour réaliser un mouvement prédéterminé, idéal, uniformé-

ment accéléré En d'autres termes, en supposant un mouve-

ment idéal par lequel l'axe 6 a du godet se déplace hori-

zontalement à une vitesse prédéterminée pour pénétrer

dans la zone de danger Bl ayant une largeur (distance ho-

rizontale) définie par le plan de précaution Cl et le

plan de danger Ai, se déplace à une accélération unifor-

me dans la zone de danger Bl et s'arrête au plan de dan-

ger Al, la vitesse de l'axe 6 a du godet pour réaliser un

mouvement idéal dans une position donnée "x" à l'inté-

rieur de la zone de danger Bl est déterminée par une dis-

tance horizontale "x" de l'axe 6 a du godet au plan de danger Ai De cette façon, cette forme de réalisation fixe un mouvement décéléré possédant une accélération uniforme ayant une vitesse initiale idéale de l'axe 6 a du godet comme décrit plus haut Les vérins hydrauliques 11, 12 et 7 sont actionnés pour rapprocher le mouvement

décéléré de l'axe 6 a du godet du mouvement idéal, unifor-

mément accéléré, ci-dessus, lorsque l'axe 6 a, en se dé-

plaçant à des vitesses variées et dans des directions va-

riées, entre dans la zone de danger Bl et avance vers le

plan de danger Al.

L'axe 6 a du godet entre dans la zone de danger Bl avec un degré maximum de liberté de 180 par rapport au plan de précaution Ci dans une vue de côté et de 1800 par rapport à ce plan dans une vue en plan Il est donc

nécessaire de calculer une composante Vx dans la direc-

tion de l'axe x de la vitesse de l'axe 6 a du godet pour la comparer à la vitesse idéale L'axe x est fixé par rapport à la plate-forme pivotante 2 et peut se déplacer

avec la plate-forme pivotante 2 en mouvement de pivote-

ment. De cette façon, à la phase 56 de cette forme de

réalisation, la composante Vx de la vitesse V de mouve-

ment de l'axe 6 a du godet selon l'axe x, est dérivée des

valeurs calculées aux phases 54 et 55.

Ensuite, à la phase 57, les vérins hydrauliques 11, 12 et 7 sont décélérés pour rendre la composante Vx de la vitesse l'axe 6 a du godet selon l'axe x, calculée

ci-dessus égale à la vitesse idéale V(x) Ceci est exécu-

té à chaque unité de temps àt jusqu'à que l'axe 6 a du go-

det atteigne le plan de danger Al.

Il va sans dire que, plus l'axe 6 a du godet se rapproche du plan de danger Ai, plus faible devient la

vitesse prédéterminée V(x) La vitesse de l'axe 6 a du go-

det est réglée uniquement sur la base d'une distance au plan de danger Al, dans la direction parallèle à l'axe x (horizontale et minimum) quelle que soit la direction du

mouvement de l'axe 6 a du godet.

L'unité 19 de commande comprend des moyens de décélération pour effectuer une décélération des vérins hydrauliques 11, 12 et 7 d'autant plus grande que l'axe

6 a du godet contenu dans la zone de danger Bl se rappro-

che davantage du plan de danger avnat Al.

Lorsque l'axe 6 a du godet se trouve dans la zo-

ne de danger B 2, les vérins hydrauliques 11, 12 et 7 sont aussi décélérés de manière à rendre la composante

Vy de la vitesse de l'axe 6 a du godet selon l'axe y éga-

le à un mouvement idéal uniformément accéléré fixé comme

indiqué plus haut Ici aussi, l'axe y est fixé par rap-

port à la plate-forme pivotante 2 et peut se déplacer avec la plate- forme pivotante 2 dans un mouvement de pi- votement.

Troisième forme de réalisation.

La figure 10 montre un organigramme des comman-

des de l'ensemble flèche dans cette forme de réalisa-

tion Cette forme de réalisation est essentiellement la meme que la première forme de réalisation, jusqu'à la phase 5 de l'organigramme, avec les phases suivantes SE

et 57 utilisées dans cette forme de réalisation.

Les moyens de commande comprennent: A) des moyens de détermination de la valeur fixée qui peuvent être actionnés, lorsque le godet se trouve dans la zone de danger pour fixer le temps nécessaire pour arrêter le godet; B) des moyens d'estimation du temps pouvant être actionnés, lorsque le godet se trouve dans la zone de danger pour calculer le temps demandé par le ao godet pour passer de sa position actuelle audit plan de danger (Ai, A 2) sur la base de valeurs de détection fournies par lesdits moyens de détection; et, C) des moyens d'exécution de comparaison servant à comparer le temps estimé par les moyens d'estimation du temps à la valeur fixée déterminée par les

moyens de détermination de la valeur fixée.

Les moyens de décélération peuvent être actionnés pour décélérer la manoeuvre des vérins hydrauliques lorsque le temps estimé par les moyens d'estimation du temps est plus petit que la valeur fixée déterminée par les moyens

de détermination de la valeur fixée.

En variante, lesdits moyens de décélération restent inopérants lorsque le temps estimé est plus grand que la valeur fixée, même si ledit godet 6 se trouve

dans ladite zone de danger Bi, B 2.

A la phase 56, l'opération suivante est exêcu-

tée Pour vérifier si le terme de gauche est plus grand que zéro ou ne l'est pas x T (FIXE) x > O oî x est la distance de l'axe du godet au plan de danger Al ou A 2 mesuré dans la direction du mouvement, x est la valeur absolue d'un vecteur vitesse instantanée de l'axe du godet et T(FIXE) est le temps fixé nécessaire pour un arrêt fixé En général, le temps fixé T(FIXE) est de 0,5

à 0,6 secondes Lorsque le terme de gauche de l'expres-

sion ci-dessus est plus grand que zéro, on considère ccm-

me possible que, si le mouvement de l'axe 6 a du godet

ayant la vitesse et la direction de l'instant se prolon-

ge pendant le temps fixé T(FIXE) l'axe 6 a du godet se dé-

place à l'intérieur du plan de danger Ai ou A 2 Ensuite,

la phase suivante 57 est exécutée.

A la phase 57, la décélération des vérins hy-

drauliques IL, 12 et 7 est mise en marche simultanément

avec les décisions exécutées à la phase 56 pour comman-

der L'ensemble flèche 3.

Si, à la phase 56, l'expression ci-dessus n'est pas satisfaite, c'est-àdire si le terme de gauche de 1 l'expression ci-dessus est trouvé inférieur à zéro, on

considère que l'axe 6 a du godet ne se déplace pas à l'in-

térieur du plan de danger Ai ou A 2, même si le mouvement de l'axe 6 a du godet ayant la vitesse et la direction de

-l'instant se poursuit pendant le temps établit T(FIXE).

De cette façon, les vérins hydrauliques 11, 12 et 7 ne

sont pas décélérés mais le godet 6 est autorisé à conser-

ver le mouvement de l'instant, bien que l'axe 6 a du go-

det se trouve à l'intérieur de la zone de danger Bl ou B 2.

L'opération de la phase 56 est répétée l'ins-

tant suivant, c'est-à-dire après écoulement de Et secon-

des Si l'expression ci-dessus est satisfaite à ce mo-

ment, les vérins hydrauliques 11, 12 et 7 sont immédiate-

ment décélérés Au total, bien que l'axe 6 a du godet se

trouve à l'intérieur de la zone Bl ou B 2, l'ensemble flè-

che 3 peut continuer à travailler sans être décéléré jus-

qu'à ce que l'expression ci-dessus soit satisfaite.

De cette façon, aussi bien si l'axe 6 a du godet a un vecteur vitesse VI que s'il a un vecteur vitesse V 2

comme représenté sur la figure 3, le godet 6 n'est décé-

léré que, lorsque l'axe 6 a du godet animé de l'une ou l'autre des vitesses est considéré comme devant franchir

le plan de danger à la fin du temps fixé T(FIXE) secon-

des Dès que la commande de décélération est déclenchée, aussi bien si l'axe 6 a du godet a un vecteur vitesse VI

que s'il a un vecteur vitesse V 2, l'axe 6 a du godet s'ar-

rête sensiblement dans le temps fixé T(FIXE) secondes.

En conséquence, même si l'axe 6 a du godet situé à l'inté-

rieur de la zone de danger Bl ou B 2 forme un grand angle avec le plan de danger AL ou A 2, l'axe 6 a du godet ne se déplace pas pendant un temps relativement long avant de s'.arrêter Le temps fixé T(FIXE) peut avoir une valeur

qui est la mieux appropriée pour l'opérateur.

Quatrième forme de réalisation.

Dans les première à troisième formes de réalisa-

tion décrites plus haut, les plans de danger avant et la-

téral AI et A 2 sont déterminés en se référant à une posi-

tion de l'axe 6 a du godet comme représenté sur la figure 2 En variante, un potentiomètre (non représenté) peut

être monté à proximité de l'axe 6 a du godet pour permet-

tre à l'unité de commande 19 de calculer continuellement les positions de l'extrémité de pointe du godet 6 Dans ce cas, les lieux géométriques CI et C 2 représentés sur les figures 2 et 4 définissent les plans de danger selon

la présente invention.

Dans les formes de réalisation précédentes, les potentiomètres 36 à 38 sont utilisés pour déterminer la position et le vecteur vitesse VI ou V 2 de l'axe 6 a du godet Ces potentiomètres 36 à 38 peuvent être utilisés exclusivement pour détecter une position de l'axe 6 a du

godet, le vecteur vitesse-Vl ou V 2 étant détecté à l'ai-

de d'autres capteurs.

Claims (9)

R E V E N D I C A T I O N S

1 Pelle-rétro ayant une plate-forme pivotante qui supporte un poste de conducteur ( 27) et un ensemble flèche entraîné par des vérins hydrauliques et portant un godet ( 6) monté à son extrémité distale comprenant: des moyens d'entraînement de l'ensemble fllèche servant à entraîner une flèche dudit ensemble flèche par l'intermédiaire desdits vérins hydrauliques; des moyens de détection servant à détecter la

position, la direction de mouvement et la vitesse de mou-

vement dudit godet ( 6) par rapport au poste ( 27) du con-

ducteur, lesdits moyens de détection comprenant: un élément détecteur de position pour détecter la position dudit godet; un élément détecteur de direction pour détecter la direction du mouvement dudit godet; et

un élément de détection de la vitesse pour dé-

tecter la vitesse du mouvement dudit godet; et

des moyens de commande pour commander le mouve-

ment dudit godet ( 6) commandé par l'intermédiaire des-

dits moyens d'entraînement de l'ensemble flèche en répon-

se à des valeurs d'entrée issues desdits moyens de détec-

tion, lesdits moyens de commande ayant pour fonction d'interdire la manoeuvre dudit godet ( 6) lorsque ledit godet ( 6) se trouve à l'intérieur d'un plan de danger

(Al, A 2) disposé à une distance prédéterminée à l'exté-

rieur d'un cadre extérieur ( 29, 30) qui définit une ré-

gion extrême extérieure dudit poste ( 27) du conducteur;

caractérisée en ce que lesdits moyens de comman-

de-

A) établissent une zone de danger (BI, B 2) en-

tourée par ledit plan de danger (Al, A 2) et un plan de précaution (Cl, C 2) disposé à une distance prédéterminée à l'extérieur dudit plan de danger (Al, A 2); et B) comprennent des moyens de décélération qui _ 23 peuvent être mis en action lorsque ledit godet ( 6) se

trouve dans ladite zone de danger (BI, B 2) pour décélé-

rer la manoeuvre desdits vérins hydrauliques de manière

à uniformiser le temps pris par ledit godet ( 6) pour at-

teindre ledit plan de danger (AI, A 2) quelle que soit la

direction du mouvement dudit godet ( 6).

2 Pelle-rétro selon la revendication 1, carac-

térisée en ce que lesdits moyens de commande: A) comprennent des moyens de détermination d'une valeur fixée, lorsque ledit godet ( 6) se trouve dans ladite zone de danger (Bi, B 2), pour fixer le temps nécessaire pour arrêter ledit godet ( 6) en utilisant,

comme paramètre, une distance minimum dudit godet ( 6) au-

dit plan de danger (Ai, A 2), et B) comprennent des moyens d'estimation du temps

pouvant être actionnés, lorsque ledit godet ( 6) se trou-

ve dans ladite zone de danger ( B 1, B 2) pour calculer le

temps demandé par ledit godet ( 6) pour passer de sa posi-

tion actuelle audit plan de danger (Al, A 2) sur la base de valeurs de détection fournies par lesdits moyens de détection; C) lesdits moyens de décélération pouvant être actionnés, lorsque ledit godet ( 6) se trouve dans ladite zone de danger (BI, B 2) et se déplace vers ledit plan de

danger (AI, A 2) pour décélérer la manoeuvre desdits vé-

rins hydrauliques de manière que le temps estimé par les-

dits moyens d'estimation du temps concordent avec la va-

Leur Lixee déterminée par lesdits moyens de détermina-

tion de la valeur fixée

3 Pelle-rétro selon la revendication 2, carac-

térisée en que la valeur fixée déterminée par lesdits-

moyens de détermination de la valeur fixée est liée par une corrélation positive à Ladite distance minimum dudit

godet ( 6) audit plan de danger (AI, A 2).

4 Pelle-rétro selon La revendication 2, carac-

térisée en ce que lesdits moyens de décélération peuvent

être actionnés pour décélérer la manoeuvre desdits vé-

rins hydrauliques à un degré d'autant plus fort que ladi-

te vitesse de mouvement est plus élevée.

Pelle-rétro selon la revendication 1, carac- térisée en ce que lesdits moyens de commande: A) comprennent des moyens de détermination de

la valeur fixée qui peuvent être actionnés, lorsque le-

dit godet ( 6) se trouve dans ladite zo-n-e de danger ( Bi-, B 2) pour fixer une valeur de vitesse dudit godet ( 6) en 1 O utilisant, comme paramètre, une distance minimum dudit godet ( 6) audit plan de danger (Al, A 2); et B) calculent une composante de vitesse dans la direction de ladite distance minimum, de ladite vitesse du mouvement dudit godet ( 6) dans ladite zone de danger (BL, B 2), sur la base de valeurs de détection fournies par lesdits moyens de détection; C) lesdits moyens de décélération pouvant être actionnés pour décélérer lesdits vérins hydrauliques de manière que ladite composante de vitesse concorde avec

ladite valeur de vitesse fixée.

6 Pelle-rétro selon la revendication 5, carac-

térisée en ce que la valeur de vitesse fixée déterminée par lesdits moyens de détermination de la valeur fixée est liée par une corrélation positive à ladite distance

minimum dudit godet ( 6) audit clan de danger (Al, A 2).

7 Pelle-rétro selon la revendication L, carac-

térisée en ce que lesdits moyens de commande: A) comprennent des moyens de détermination de

la valeur fixée qui peuvent être actionnés, lorsque le-

dit godet ( 6) se trouve dans ladite zone de danger ( B 1,

82), pour fixer le temps nécessaire pour arrêter le go-

det ( 6); B) comprennent des moyens d'estimation du temos

pouvant être actionnés, lorsque ledit godet ( 6) se trou-

ve dans ladite zone de danger (B 1, 82) pour calculer le

temps demandé par _edit godet ( 6) pour passer de sa posi-

tion actuelle audit plan de danger (Al, A 2) sur la base de valeurs de détection fournies par lesdits moyens de détection; et

C) comprennent des moyens d'exécution de compa-

raison servant à comparer le temps estimé par lesdits

moyens d'estimation du temps à la valeur fixée détermi-

née par lesdits moyens de détermination de la valeur fixée; D) lesdits moyens de décélération pouvant être

actionnés pour décélérer la manoeuvre desdits vérins hy-

drauliques lorsque le temps estimé par lesdits moyens d'estimation du temps est plus petit que la valeur fixée

déterminée par lesdits moyens de détermination de la va-

leur fixée.

8 Pelle-rétro selon la revendication 7, carac-

térisée en ce que ladite valeur fixée peut être choisie arbitrairement.

9 Pelle-rétro selon la revendication 7, carac-

térisée en ce que le temps estimé est basé sur une vites-

se instantanée et que la position actuelle dudit godet

est détectée par lesdits moyens de détection.

Pelle-rétro selon la revendication 7, carac-

térisée en ce que lesdits moyens de décélération restent inopérants lorsque le temps estimé est plus grand que la

valeur fixée, même si ledit godet ( 6) se trouve dans la-

dite zone de danger (Bl, B 2).

11 Pelle-rétro selon la revendication 2, 5 ou 7, caractérisée en ce que lesdits moyens de décélération restent inopérants lorsque ledit godet ( 6) se trouve dans ladite zone de danger (Bl, B 2) et s'éloigne audit

poste ( 27) du conducteur.