FR2794239A1 - Procede et dispositif de pesage automatique des ordures sur une benne a ordures - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de pesage automatique des ordures sur une benne à ordures.Selon l'invention, le dispositif de pesage comprenant un bras (12) pour soulever une charge est équipé d'un capteur sur le bras (12) pour détecter une force de cisaillement dans le bras lorsque la charge est soulevée, le capteur étant positionné sensiblement sur l'axe neutre de fléchissement du bras.
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif de pesage, et
particulièrement, quoique non exclusivement, à un dispositif de pesage pour
conteneurs à ordures.
Les ordures sont généralement déposées dans des conteneurs, et elles sont collectées en vue de la décharge par des véhicules dits bennes à ordures. La dimension des conteneurs varie depuis environ 140 litres pour
un usage domestique, jusqu'à environ 1200 litres pour un usage commercial.
Les conteneurs sont de façon typique soulevés par la benne à ordures et retournés au-dessus de la caisse du véhicule pour être vidés avant d'être
ramenés au niveau du sol.
On a proposé de faire payer les consommateurs en fonction du poids des ordures qu'ils déposent. Le brevet GB 2270170 décrit un exemple d'une cellule de pesage de charge montée sur le mécanisme de soulèvement du conteneur d'une benne à ordures. Une telle cellule de pesage peut peser le conteneur plein alors qu'il est soulevé du sol, et le conteneur vide lorsqu'il est ramené sur le sol. Une simple soustraction mathématique indique le poids des ordures vidées du conteneur, et en relation avec un système d'identification d'une poubelle permet de facturer individuellement le consommateur. Les systèmes de cellule de pesage existants présentent certains inconvénients. En particulier, un moyen est requis pour compenser le moment appliqué par le conteneur sur les bras de soulèvement. Ceci provient du fait que la distance entre les bras de soulèvement et le centre de gravité du conteneur peut varier, usuellement compte tenu d'une variation du type de poubelle ou d'une distribution non uniforme du poids des ordures à l'intérieur du conteneur. De façon typique, les systèmes existants sont vraiment précis à environ +10 kg. Ceci est tout à fait inapproprié pour des ordures domestiques légères. Un système précis à +1 kg ou meilleur est nécessaire. Étant donné que de nombreux types de conteneurs sont généralement utilisés, on peut penser que le pesage individuel n'est pas possible, ou qu'il n'est pas précis pour certains types de conteneurs. En outre, de nombreux types différents de mécanismes de soulèvement des poubelles sont utilisés. Ces mécanismes requièrent généralement des modifications particulières pour contenir une cellule de pesage de charge, et cela peut être relativement coûteux. Une difficulté supplémentaire est qu'il n'existe que peu de flottes de véhicules comprenant une seule sorte de véhicule et/ou de soulèvement, et en conséquence une utilisation d'un type
commun de dispositif de pesage n'est généralement pas possible.
Ce qui est requis est un dispositif de pesage qui puisse être adapté à presque tous les types de benne à ordures et de mécanisme de levage, soit relativement aisé à adapter en utilisant des techniques non spécialisées, ne soit pas coûteux, et ne soit pas affecté par le type de conteneur à ordures qui est vidé, ou par la trajectoire du véhicule (si le véhicule est secoué sur la
route).
Conformément à un premier aspect de l'invention on prévoit un dispositif de pesage qui comprend un bras pour soulever une charge et un capteur sur le bras pour détecter la force de cisaillement dans le bras tandis que la charge est soulevée, le capteur étant positionné sensiblement sur
I'axe neutre de fléchissement du bras.
En positionnant le capteur sur l'axe neutre du bras, les charges de traction ou de compression engendrées dans le bras lorsque la charge est soulevée n'ont pas d'effet significatif sur la force de cisaillement détectée par
le capteur.
De préférence, le capteur est situé dans un trou formé dans le bras.
Le trou peut être aisément foré dans un bras de soulèvement d'un mécanisme de vidage de récipient à ordures sur un véhicule de benne à ordures rendant possible une réutilisation ultérieure du capteur. Le capteur est de préférence ajusté simplement dans le trou, de préférence en ajustement serré, bien qu'une disposition à forme de verrouillage soit
également possible.
Le capteur est de préférence disposé dans un circuit d'échantillonnage du signal de sortie du capteur et de calcul de la charge qui est soulevée par le bras. Le circuit peut être disposé pour échantillonner le signal de sortie dans une position donnée ou dans des positions données du
bras. Le capteur peut prendre la forme d'une jauge de contrainte.
De façon typique, un mécanisme de soulèvement comprend deux bras espacés s'étendant à partir de l'arrière d'un véhicule formant benne à ordures, et sur lesquels le conteneur est verrouillé. Dans un tel cas, chaque bras peut comporter un capteur monté sur lui et la moyenne des signaux des capteurs ou la somme de ces signaux peut être fournie au circuit de façon à
fournir un calcul précis de la charge.
De préférence le poids du conteneur est ajusté à zéro lors de la levée, la valeur négative lors de la descente indiquant immédiatement la perte de
poids et par suite le poids du contenu déchargé.
Un bras de soulèvement typique est constitué par un tube de section carrée ou rectangulaire. Le capteur peut être ajusté dans l'un des côtés du tube, mais dans une disposition préférable un trou est formé à travers la poutre sur l'axe de fléchissement de de façon à traverser les parois opposées du tube. Un capteur peut être ajusté dans chaque paroi opposée de façon à éliminer les charges de torsion sur le bras. Par exemple, les signaux de sortie du capteur peuvent être additionnés, autrement dit sommés, et si une torsion est présente, la contrainte plus faible d'un côté du
bras va être contrebalancée par la contrainte plus élevée de l'autre côté.
Ainsi il est possible d'éliminer l'erreur de torsion.
Conformément à un second aspect de l'invention, il est prévu un véhicule formant benne à ordures comportant monté sur lui un embiellage de soulèvement de conteneur, un embiellage comportant un dispositif de pesage conforme au premier aspect de l'invention ou à I'une quelconque des autres caractéristiques qui s'y rapportent. Le bras peut comprendre un bras
de soulèvement du conteneur de l'embiellage.
Conformément à un troisième aspect de la présente invention, il est prévu un procédé pour ajuster une jauge de contrainte à un bras de soulèvement d'une benne à ordures, le procédé comprenant les étapes consistant à: déterminer l'axe de fléchissement neutre du bras de soulèvement; former un trou dans le bras de soulèvement sensiblement au niveau de l'axe de fléchissement neutre; et ajuster une jauge de contrainte dans le trou, la jauge de contrainte étant susceptible de détecter la contrainte de cisaillement dans le bras. De préférence, la jauge de contrainte est ajustée au moyen d'une poussée ou d'un ajustement approprié, qui est suffisamment serré pour assurer une transmission effective des forces de soulèvement depuis le bras à la jauge
de contrainte.
Un tel procédé est une manière adaptée et peu coûteuse d'ajuster un capteur de charge à une large variété de bras de soulèvement pour
véhicules de bennes à ordures.
Lorsque le bras est constitué par une poutre creuse, le procédé comprend de préférence l'étape consistant à former un trou à travers la poutre, et à ajuster une jauge de contrainte à partir de l'extérieur dans les
deux parois de côté de la poutre.
Conformément à un quatrième aspect de la présente invention, il est prévu un procédé de pesage des ordures contenues dans un conteneur qui est soulevé par un bras de soulèvement d'un véhicule formant benne à ordures, le procédé comprenant les étapes consistant à: ménager un capteur sur l'axe neutre du bras de soulèvement, le capteur étant susceptible de détecter la contrainte de cisaillement dans le bras de soulèvement; soulever un conteneur contenant des ordures au moyen du bras de soulèvement; obtenir une première lecture à partir du capteur lors du mouvement de soulèvement vers le haut du bras de soulèvement; obtenir une seconde lecture à partir du capteur lors du mouvement d'abaissement vers le bas du bras de soulèvement; et comparer la seconde lecture et la première lecture de façon à obtenir
une valeur indicative du poids des ordures contenues dans le conteneur.
La première et la seconde lectures peuvent être faites dans la même position. La valeur peut être déterminée à partir d'un contrôle continu du signal de sortie du capteur. Des jauges de contrainte espacées peuvent être prévues de chaque côté de l'axe neutre d'une poutre creuse et les signaux de sortie des jauges peuvent être additionnés; cette disposition élimine
l'effet de torsion sur la poutre.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description
qui va suivre d'un mode de réalisation préféré illustré à titre d'exemple seulement, et dans lequel: la figure 1 illustre une vue en élévation schématique de la partie arrière d'un véhicule formant benne à ordures, du mécanisme de soulèvement et du conteneur à ordures; et la figure 2 illustre une installation schématique d'un capteur de
contrainte de cisaillement conforme à l'invention.
La figure 1 montre la partie arrière d'un véhicule formant benne à ordures typique 10 comprenant une caisse 11 usuelle de type boîte adaptée à recevoir les ordures à travers une ouverture prévue dans sa paroi arrière supérieure. Un embiellage 12 peut être actionné sous l'effet de vérins télescopiques (non représentés) de façon à soulever un conteneur à ordures 13 à partir du sol. À une hauteur appropriée, un mécanisme secondaire (non représenté) fait tourner le conteneur jusqu'à ce qu'il soit suspendu tête en bas au-dessus de l'ouverture de réception des ordures, à la suite de quoi les produits contenus dans le conteneur tombent dans la caisse 11. On fait alors pivoter en sens inverse le conteneur pour le ramener dans sa position droite,
et on l'abaisse jusqu'au sol.
Divers mécanismes pour saisir le conteneur 13 sont connus, et
l'embiellage 12 peut présenter une très large variété de configurations.
Cependant, au moins un bras de pivotement est généralement prévu pour
soulever le conteneur depuis le sol.
Des bras de pivotement peuvent être disposés par paires horizontales en travers de l'arrière de la benne à ordures de façon à permettre de soulever indépendamment deux ou un plus grand nombre de petits conteneurs. Ces bras de soulèvement indépendants peuvent être
usuellement couplés pour permettre le soulèvement d'un grand conteneur.
La figure 2 illustre une section transversale faite à travers un bras de pivotement typique 12, dans ce cas un tube en acier creux à section généralement carrée. Le tube comporte un axe de fléchissement neutre 14 qui coïncide approximativement avec le milieu de la poutre, et autour duquel la poutre n'est ni en tension ni en compression. Comme il est bien entendu, dans la pratique, le côté supérieur de la poutre est en tension lorsque le côté inférieur est en compression, mais sur l'axe neutre n'apparaissent aucunes contraintes de traction positives ou négatives. La position exacte de l'axe neutre peut être déterminée en utilisant des techniques empiriques bien connues. Le bras 12 comporte un trou 15 qui est foré dans l'un de ses côtés, sur l'axe neutre, et une jauge de contrainte cylindrique 16 est entrée par pression dans le trou dans lequel elle s'ajuste convenablement. La jauge de contrainte a été illustrée à échelle un peu plus grande pour des raisons de clarté. Un certain degré d'interférence est nécessaire de façon que la jauge de contrainte ressente les contraintes de cisaillement qui s'exercent sur le bras 12, mais l'interférence ne doit pas être si grande qu'elle impose une force d'ajustement excessive. Un ajustement approprié est par exemple un
ajustement H7 sur l'échelle normalisée.
La jauge de contrainte 16 est couplée au moyen d'un conducteur 17 à un dispositif d'affichage électronique et d'enregistrement 18 de tout type approprié. Une jauge de contrainte appropriée pouvant être ajustée par pression dans le trou 15 est décrite dans le brevet GB 2305729 A, mais d'autres
constructions de jauge de contrainte sont possibles.
En ajustant la jauge de contrainte sur l'axe neutre du bras de soulèvement 12, les effets de la tension et de la compression peuvent être minimisés ou même éliminés. La contrainte de cisaillement de la poutre qui est ainsi mesurée peut être vraiment représentative de la charge supportée
par le bras 12.
La jauge de contrainte peut être retenue dans le bras au moyen d'un ajustement serré, mais en variante elle peut être retenue par d'autres moyens, par exemple un ciment époxy 19 de façon à séparer les fonctions
de mesure et de retenue.
Lors de l'utilisation, la jauge de contrainte est étalonnée après ajustement en utilisant des poids connus. De façon typique, la contrainte de cisaillement dans le bras de soulèvement 12 sera enregistrée sous un angle de soulèvement prédéterminé, par exemple lorsque le bras est horizontal, à la fois lors de la course en montée et en descente. Ceci peut être effectué, par exemple, au moyen d'un commutateur à lame ou d'un inclinomètre. En variante, des techniques d'échantillonnage électronique peuvent contrôler de façon continue le signal de sortie de la jauge de contrainte de façon à
calculer la charge exercée par un conteneur.
Lorsque les bras sont prévus côte à côte pour fonctionner par paires, deux jauges de contrainte peuvent être prévues, une sur chaque bras. Les signaux de sortie de telles jauges peuvent être additionnés ou leur moyenne peut être calculée de toute manière connue de façon à déterminer la charge
contenue dans le récipient.
L'avantage de la présente invention est que la jauge de contrainte peut être aisément récupérée pour être réutilisée, et ceci à faible coût et pratiquement sans inconvénient pour n'importe quel véhicule formant benne à ordures comportant un mécanisme de soulèvement incorporant un bras de pivotement. De nombreux types et configurations de bras sont connus, mais l'invention est aisément adaptable à tous ces bras. La seule chose qui est requise est de forer un petit trou sur l'axe neutre, ce qui dans tous les cas ne
présente pas d'inconvénient puisqu'il s'agit d'une région de faible contrainte.
Une flotte de véhicules constituée de bennes à ordures de types différents peut être ré-équipée avec le même capteur de pesage, de sorte que les opérateurs n'ont besoin d'être familiarisés qu'avec peu d'appareillages de détection. En outre, le capteur est aisément remplacé si un
dysfonctionnement se produit.
L'emplacement du capteur n'est pas susceptible de provoquer un dommage, et le dispositif d'enregistrement peut être disposé dans n'importe quel endroit, ou même dans la cabine du véhicule. Une imprimante peut être prévue pour établir des factures à l'instant. Le conducteur 17 peut être fixé
par des attaches de câble à tout endroit approprié.
Chaque conteneur à ordures peut comporter un dispositif d'identification unique permettant d'établir automatiquement les factures. Un dispositif d'identification de conteneur peut être ajusté à l'arrière de la benne à ordures, ce dispositif reconnaissant et déterminant l'identité d'un conteneur au moyen d'un dispositif d'identification passif que porte le conteneur. Ce dispositif d'identification peut être un code à barres, un dispositif électrique actionné par des émissions radio à partir d'un transpondeur, ou tout autre dispositif approprié. Le conteneur ou l'adresse peuvent bien sûr être saisis
manuellement, par exemple au moyen d'un clavier.
Un système d'identification de conteneur peut également permettre à un système logique de pesage d'identifier s'il s'agit d'un grand conteneur ou de deux petits conteneurs qui doivent être soulevés. Une telle possibilité de soulèvement double est usuelle. Dans le dernier cas, les conteneurs seront séparément identifiés et pesés, tandis que dans le premier cas la charge
indiquée par les capteurs sera sommée.
Comme il apparaît de la figure 2, le trou 15 peut être aisément foré entièrement à travers le bras 12 en prolongeant simplement la course du forêt. Un autre capteur peut aisément être ajusté dans ce trou additionnel, et en additionnant en les signaux de sortie des capteurs, les effets de torsion
sur le bras, dans la direction indiquée par la flèche 21, peuvent être éliminés.
Une telle disposition est particulièrement avantageuse dans les cas o des conteneurs qui ne sont pas équilibrés ou qui sont désaxés risquent d'être rencontrés. L'invention est particulièrement utile en ce qu'elle peut s'adapter à toute partie raisonnablement accessible du bras 12. En outre, l'ajustement peut être guidé au moyen d'un calibre de façon à trouver le bras convenable et à percer le trou précisément sur l'axe neutre du bras. Un aléseur peut être utilisé pour un fini précis du trou afin d'obtenir la dimension précisément requise permettant d'obtenir l'ajustement serré précis désiré du capteur dans
le trou.
Claims (17)
1. Dispositif de pesage comprenant un bras (12) pour soulever une charge et un capteur (16) sur le bras (12) pour détecter une force de cisaillement dans le bras lorsque la charge est soulevée, le capteur (16)
étant positionné sensiblement sur l'axe neutre de fléchissement du bras (12).
2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le capteur (16)
est situé dans un trou (15) formé dans le bras (12).
3. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel le capteur (16)
est placé avec un ajustement serré dans le trou (15).
4. Dispositif selon la revendication 3 dans lequel ledit capteur (16)
est retenu dans ledit trou (15) par une conformation de verrouillage.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 dans
lequel ledit trou (15) est un trou traversant.
6. Dispositif selon la revendication 5 dans lequel ledit bras (12) est tubulaire.
7. Dispositif selon la revendication 5 ou la revendication 6 dans
lequel un capteur (16) est prévu dans chaque extrémité dudit trou (15).
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
précédentes dans lequel ledit capteur est une jauge de contrainte.
9. Véhicule formant benne à ordures comportant, monté sur lui, un dispositif d'embiellage pour soulever les conteneurs, I'embiellage l1 comprenant un dispositif de pesage selon l'une quelconque des
revendications précédentes.
10. Véhicule selon la revendication 9 dans lequel ledit bras (12) comprend un bras de soulèvement de conteneur faisant partie de l'embiellage.
11. Véhicule selon la revendication 9 ou la revendication 10 et comprenant en outre des moyens répondant audit capteur (16) pour
déterminer la charge appliquée sur ledit bras (12).
12. Procédé d'ajustement d'une jauge de contrainte à un bras de soulèvement d'un véhicule formant benne à ordures, le procédé comprenant les étapes consistant à: déterminer l'axe de fléchissement neutre du bras de soulèvement; former un trou dans le bras de soulèvement sensiblement sur l'axe de fléchissement neutre; et ajuster une jauge de contrainte dans le trou au moyen d'une poussée ou au moyen d'un ajustement suffisamment serré pour assurer une transmission effective des forces de soulèvement exercées sur le bras et
transmises à la jauge de contrainte.
13. Procédé selon la revendication 12 dans lequel ledit trou est un trou traversant et une jauge de contrainte est ajustée depuis l'extérieur dans
les deux extrémités dudit trou.
14. Procédé de pesage des ordures contenues dans un conteneur soulevé par un bras de soulèvement d'un véhicule formant benne à ordures, le procédé comprenant les étapes consistant à: prévoir un capteur sur l'axe neutre du bras de soulèvement, le capteur étant susceptible de détecter une contrainte de cisaillement dans le bras de soulèvement; soulever un conteneur contenant des ordures au moyen du bras de soulèvement; obtenir une première lecture à partir du capteur lors du mouvement de soulèvement vers le haut du bras de soulèvement; obtenir une seconde lecture à partir du capteur lors du mouvement d'abaissement vers le bas du bras de soulèvement; et comparer la seconde lecture et la première lecture pour obtenir
une valeur indicative du poids des ordures contenues dans le conteneur.
15. Procédé selon la revendication 14 dans lequel la première et
la seconde lectures sont effectuées dans la même position dudit bras.
16. Procédé selon la revendication 14 dans lequel ledit capteur est contrôlé de façon continue lors du mouvement de soulèvement vers le
haut et d'abaissement vers le bas dudit bras.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 16
dans lequel le bras qui forme la poutre de soulèvement comporte des capteurs sur chacun de ses côtés, les signaux de sortie des capteurs étant sommés de façon à déterminer le poids des ordures contenues dans ledit conteneur.
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