FR3131333A1 - Improved device for converting the horizontal angular displacement of a boom of an earth-moving machine - Google Patents
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Abstract
Titre : Dispositif de capteur à conversion de déplacement angulaire horizontal d'une flèche d’un engin de terrassement et engin de terrassement comportant un tel dispositif. L’invention concerne un dispositif de capteur à conversion de déplacement angulaire horizontal d'une flèche (14) d’un engin de terrassement (1), ainsi qu’un engin de terrassement comportant un tel dispositif. Ce dispositif comprend un support de capteur (25) comportant : - une pièce émettrice (21) prévue pour être montée fixement sur une partie de la flèche (14), - une transmission mécanique (27) configurée pour transmettre à une pièce réceptrice (21A) un déplacement angulaire horizontal de ladite pièce émettrice (21) par rapport à un bâti (4) autour d'un premier axe (B), ledit pièce réceptrice (21A) étant alors déplacé angulairement autour d'un deuxième axe (A) perpendiculaire au premier axe (B) ; - le support de capteur (25) étant configuré pour recevoir au moins un capteur (38), de type gravitaire et/ou accéléromètre, conçu pour mesurer ledit déplacement angulaire de la pièce réceptrice (21A) autour du deuxième axe (A), - ledit support de capteur (25) étant monté solidaire du bâti (4) et en rotation autour du premier axe (B). Figure de l’abrégé : Fig. 4Title: Horizontal angular displacement conversion sensor device of an earth-moving machine boom and earth-moving machine comprising such a device. The invention relates to a sensor device for converting the horizontal angular displacement of a boom (14) of an earth-moving machine (1), as well as an earth-moving machine comprising such a device. This device comprises a sensor support (25) comprising: - a transmitting part (21) intended to be fixedly mounted on a part of the boom (14), - a mechanical transmission (27) configured to transmit to a receiving part (21A ) a horizontal angular displacement of said transmitting part (21) relative to a frame (4) around a first axis (B), said receiving part (21A) then being moved angularly around a second axis (A) perpendicular to the first axis (B); - the sensor support (25) being configured to receive at least one sensor (38), of the gravity and/or accelerometer type, designed to measure said angular displacement of the receiving part (21A) around the second axis (A), - said sensor support (25) being mounted integral with the frame (4) and in rotation about the first axis (B). Abstract Figure: Fig. 4
Description
La présente invention appartient au domaine technique du guidage des engins de terrassement, par exemple des pelles mécaniques utilisées pour l’excavation, le creusement, le terrassement, le remblai, etc. L’invention s’applique en particulier à des pelles hydrauliques, dotées d’un bras présentant un déport au niveau du pied de flèche ou d’une partie de la flèche.The present invention belongs to the technical field of guiding earth-moving machinery, for example mechanical excavators used for excavation, digging, earthmoving, embankment, etc. The invention applies in particular to hydraulic excavators, equipped with an arm having an offset at the level of the boom foot or part of the boom.
L’invention vise plus particulièrement un dispositif de conversion de déplacement angulaire prévu pour être monté sur une flèche d’un tel engin de terrassement et notamment d’une pelle hydraulique, de préférence une pelle présentant un déport de flèche, pour mesurer un déplacement angulaire vertical, mais aussi un déplacement angulaire horizontal de la flèche sur la pelle hydraulique.The invention relates more particularly to an angular displacement conversion device intended to be mounted on a boom of such an earth-moving machine and in particular of a hydraulic excavator, preferably an excavator having a boom offset, to measure an angular displacement vertical, but also a horizontal angular movement of the boom on the hydraulic excavator.
L’invention vise à titre secondaire un engin de terrassement équipé d’un tel dispositif de conversion de déplacement angulaire.The invention secondary aims at an earth-moving machine equipped with such an angular displacement conversion device.
Une pelle hydraulique standard, utilisée pour des travaux tels que le creusement, l’excavation ou le remblai, comprend un bras articulé imitant globalement le mouvement d’un bras humain. Ce bras articulé se termine par un godet, adapté pour creuser un terrain. Le bras articulé est relié à la tourelle. Cette dernière comporte une cabine dans laquelle le conducteur est positionné et depuis laquelle il commande le mouvement du bras. Un bras articulé de pelle hydraulique comporte généralement une « flèche » reliée, à une extrémité, à la tourelle, tandis que sur l’extrémité opposée de cette flèche est montée, articulée, l’extrémité d’un « balancier ». Le godet est placé à l’extrémité opposée de ce balancier.A standard excavator, used for jobs such as digging, excavation or backfilling, includes an articulated arm broadly mimicking the movement of a human arm. This articulated arm ends in a bucket, suitable for digging land. The articulated arm is connected to the turret. The latter includes a cabin in which the driver is positioned and from which he controls the movement of the arm. An articulated arm of a hydraulic excavator generally includes a “boom” connected, at one end, to the turret, while on the opposite end of this boom is mounted, articulated, the end of a “dipper”. The bucket is placed at the opposite end of this pendulum.
La flèche et le balancier sont généralement actionnés par des vérins hydrauliques respectifs, notamment en rotation autour de leurs articulations. Dans le domaine des pelles mécaniques, on connaît notamment des bras avec une flèche monobloc ou une flèche à volée variable, avec ou sans déport de flèche.The boom and the balance are generally actuated by respective hydraulic cylinders, in particular in rotation around their joints. In the field of mechanical excavators, we know in particular arms with a one-piece boom or a variable-fly boom, with or without boom offset.
Depuis la tourelle montée sur le châssis, le conducteur dispose généralement d’un système de guidage (comportant par exemple un tableau de bord) lui permettant de connaître plusieurs paramètres de position du bras, tels que la position du godet, l’inclinaison du balancier, ou encore l’inclinaison de la flèche. Le conducteur a accès à ces mesures depuis l’intérieur de la tourelle, ce qui permet de limiter la dépendance du conducteur vis-à-vis des équipiers au sol pour recevoir les informations en temps réel.From the turret mounted on the chassis, the driver generally has a guidance system (comprising for example a dashboard) allowing him to know several arm position parameters, such as the position of the bucket, the inclination of the dipper stick. , or the inclination of the arrow. The driver has access to these measurements from inside the turret, which limits the driver's dependence on ground crews to receive information in real time.
Les systèmes de guidage de pelle connus peuvent comporter des capteurs de mouvement angulaire fixés sur la flèche, sur le godet, etc. ces capteurs permettant de mesurer un déplacement angulaire vertical des différentes portions du bras par rapport au châssis, ou par rapport à une portion de la flèche, etc. L’information acquise par ces capteurs peut être retranscrite sur le tableau de bord dans la cabine. Le guidage est par exemple réalisé par GPS (« Global Positioning System »).Known excavator guidance systems may include angular movement sensors attached to the boom, to the bucket, etc. these sensors make it possible to measure a vertical angular displacement of the different portions of the arm relative to the chassis, or relative to a portion of the boom, etc. The information acquired by these sensors can be transcribed on the dashboard in the cabin. Guidance is for example carried out by GPS (“Global Positioning System”).
La flèche du bras d’une pelle hydraulique est montée au moyen d’un pied de flèche sur la tourelle, généralement au voisinage de la cabine, ceci de manière articulée autour d’un axe horizontal. Dans certains cas, cette flèche est également pivotante autour d’un axe vertical à cette extrémité solidaire de la tourelle par l’intermédiaire d’un pied de flèche.The boom of the arm of a hydraulic excavator is mounted by means of a boom foot on the turret, generally near the cabin, in an articulated manner around a horizontal axis. In certain cases, this boom is also pivotable around a vertical axis at this end secured to the turret via a boom foot.
Le conducteur dispose ainsi d’un degré de liberté supplémentaire pour déplacer le bras et le godet sans modifier sa trajectoire. On parle alors de pelle à « déport de flèche », le pied de flèche et son articulation étant déportés par rapport à la tourelle. Dans une telle architecture, le pied de flèche a davantage de mobilité vis-à-vis de la tourelle et du reste du châssis de la pelle hydraulique. Les pelles hydrauliques du marché, inférieures à 25 tonnes, présentent souvent un tel déport de flèche.The driver thus has an additional degree of freedom to move the arm and the bucket without changing its trajectory. We then speak of a “boom offset” excavator, the boom foot and its joint being offset in relation to the turret. In such an architecture, the boom foot has more mobility with respect to the turret and the rest of the chassis of the hydraulic excavator. Hydraulic excavators on the market, weighing less than 25 tonnes, often have such a boom offset.
Dans une pelle équipée d’un déport de flèche, la flèche peut pivoter par rapport au châssis de la pelle, non seulement verticalement (autour d’un axe de rotation sensiblement parallèle au sol) mais aussi horizontalement (autour d’un axe de rotation sensiblement orthogonal au sol). Pour connaître la position et l’inclinaison de la flèche, il convient donc de mesurer en temps réel le déplacement angulaire selon ces deux directions.In an excavator equipped with a boom offset, the boom can pivot relative to the chassis of the excavator, not only vertically (around an axis of rotation substantially parallel to the ground) but also horizontally (around an axis of rotation substantially orthogonal to the ground). To know the position and inclination of the arrow, it is therefore necessary to measure the angular displacement in real time in these two directions.
Pour fournir ces mesures d’angle, il a été proposé d’équiper le bras de flèche d’une pluralité de capteurs angulaires, capables de positionner le godet par rapport à au moins un autre capteur de type GNSS (« Global Navigation Satellite Systems ») permettant une géolocalisation en temps réel du godet. On utilise par exemple à cet effet un capteur angulaire, dit gravitaire, du type à bulle d’air chauffée, fonctionnant par gravité. Toutefois, de tels capteurs gravitaires ne peuvent pas déterminer un déplacement angulaire horizontal, c’est-à-dire par rotation autour d’un axe vertical.To provide these angle measurements, it has been proposed to equip the boom arm with a plurality of angular sensors, capable of positioning the bucket in relation to at least one other GNSS type sensor ("Global Navigation Satellite Systems" ) allowing real-time geolocation of the bucket. For example, an angular sensor, called gravity, of the heated air bubble type, operating by gravity, is used for this purpose. However, such gravity sensors cannot determine a horizontal angular displacement, that is to say by rotation around a vertical axis.
Il est également utilisé des capteurs de type accéléromètre, mais ils ne sont pas adaptés à des déplacements lents au cours desquels ils ont tendance à dériver, de sorte qu’il convient à chaque fois de les recaler.Accelerometer type sensors are also used, but they are not suitable for slow movements during which they tend to drift, so that they must be readjusted each time.
Il n’existe donc pas à ce jour à la connaissance de la Déposante un système simple, peu encombrant et peu onéreux adaptable à une pelle présentant un déport de flèche, pour mesurer le déplacement angulaire horizontal de la flèche par rapport au châssis.To the Applicant's knowledge, there is therefore currently no simple, space-saving and inexpensive system adaptable to an excavator with a boom offset, for measuring the horizontal angular displacement of the boom relative to the chassis.
DESCRIPTION GENERALE DE L’INVENTIONGENERAL DESCRIPTION OF THE INVENTION
Un premier objectif de l’invention est de proposer un système de guidage du bras d’un engin de terrassement permettant de répondre aux problématiques soulevées ci-avant, et qui soit notamment mieux adapté pour contrôler la position du bras d’une pelle à déport de flèche.A first objective of the invention is to propose a system for guiding the arm of an earth-moving machine making it possible to respond to the problems raised above, and which is in particular better suited to controlling the position of the arm of an offset excavator. of arrow.
Un objectif additionnel est de fournir un engin incorporant un dispositif de conversion du déplacement angulaire horizontal de la flèche autour d’un axe de rotation sensiblement vertical (déplacement angulaire qui est donc réalisé horizontalement). Combiné à un capteur de mesure angulaire, ce dispositif de conversion doit permettre une mesure précise, peu sensible aux vibrations de la pelle et peu sensible à l’usure de la bague entourant l’axe vertical de rotation de la flèche.An additional objective is to provide a machine incorporating a device for converting the horizontal angular displacement of the arrow around a substantially vertical axis of rotation (angular displacement which is therefore carried out horizontally). Combined with an angular measurement sensor, this conversion device must allow precise measurement, little sensitive to the vibrations of the excavator and little sensitive to wear of the ring surrounding the vertical axis of rotation of the boom.
Ce dispositif est en outre souhaité peu encombrant et peu volumineux, de sorte à s’adapter facilement à tout type de pelle hydraulique.This device is also desired to be compact and not bulky, so as to easily adapt to any type of hydraulic excavator.
Un autre objectif est de proposer un dispositif de mesure de déplacement de flèche qui soit peu onéreux et de fabrication simple, notamment en ce qui concerne le(s) capteur(s) angulaire(s). On souhaite préférentiellement réutiliser le même type de capteur angulaire qui est déjà usuellement utilisé pour mesurer le déplacement d’une flèche et/ou d’un balancier et/ou d’un godet et/ou d’une tourelle selon l’axe de tangage ou selon l’axe de roulis.Another objective is to propose an arrow displacement measuring device which is inexpensive and simple to manufacture, particularly with regard to the angular sensor(s). We preferentially wish to reuse the same type of angular sensor which is already usually used to measure the movement of an arrow and/or a beam and/or a bucket and/or a turret along the pitch axis or according to the roll axis.
Pour répondre à ces objectifs, un premier aspect de l’invention concerne un dispositif de capteur à conversion de déplacement angulaire horizontal d'une flèche d’un engin de terrassement, ledit dispositif étant prévu pour être embarqué sur l’engin de terrassement et comprenant un support de capteur comportant :
To meet these objectives, a first aspect of the invention relates to a sensor device for converting horizontal angular displacement of an arrow of an earth-moving machine, said device being intended to be carried on the earth-moving machine and comprising a sensor support comprising:
- une pièce émettrice prévue pour être montée fixement sur une partie (16) de la flèche ;
- a transmitter part intended to be fixedly mounted on a part (16) of the boom;
- une transmission mécanique configurée pour transmettre à une pièce réceptrice un déplacement angulaire horizontal de ladite pièce émettrice par rapport à un bâti autour d'un premier axe, ledit pièce réceptrice étant alors déplacé angulairement autour d'un deuxième axe perpendiculaire au premier axe ;
- a mechanical transmission configured to transmit to a receiving part a horizontal angular movement of said transmitting part relative to a frame around a first axis, said receiving part then being moved angularly around a second axis perpendicular to the first axis;
- le support de capteur étant configuré pour recevoir au moins un capteur, de type gravitaire et/ou accéléromètre, conçu pour mesurer ledit déplacement angulaire de la pièce réceptrice autour du deuxième axe,
- the sensor support being configured to receive at least one sensor, of the gravity and/or accelerometer type, designed to measure said angular displacement of the receiving part around the second axis,
- ledit support de capteur étant monté solidaire du bâti et en rotation autour du premier axe.- said sensor support being mounted integral with the frame and rotating around the first axis.
Un dispositif de conversion de déplacement angulaire tel que défini ci-avant peut, de manière optionnelle et sans limiter la définition de l’invention, présenter les caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison :An angular displacement conversion device as defined above can, optionally and without limiting the definition of the invention, have the following characteristics taken alone or in combination:
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un engin de terrassement comprenant un bâti et une flèche comprenant un pied de flèche mobile par rapport audit bâti, ledit engin étant de préférence une pelle hydraulique, ledit engin comprenant en outre un dispositif de conversion tel que défini ci-avant, comprenant un capteur de mouvement angulaire pour mesurer un déplacement de la flèche par rapport au bâti autour d’un axe, et comprenant en outre un support solidaire du bâti, le capteur de mouvement angulaire étant monté sur ledit support.According to a second aspect, the present invention relates to an earth-moving machine comprising a frame and a boom comprising a boom foot movable relative to said frame, said machine preferably being a hydraulic excavator, said machine further comprising a conversion device such as defined above, comprising an angular movement sensor for measuring a movement of the arrow relative to the frame around an axis, and further comprising a support secured to the frame, the angular movement sensor being mounted on said support.
DESCRIPTION GENERALE DES FIGURESGENERAL DESCRIPTION OF THE FIGURES
D’autres objectifs et avantages de l’invention ressortiront de la lecture de la description ci-après, donnée à titre illustratif et non limitatif, cette description étant complétée par les figures annexées parmi lesquelles :
- La
- La
- La
- La
- La
- La
- La
- There
- There
- There
- There
- There
- There
- There
DESCRIPTION D’UN EXEMPLE DE REALISATIONDESCRIPTION OF AN EXAMPLE OF WORK
En référence à la
Plus particulièrement, le bras articulé 6 comprend un balancier 7 dont une première extrémité libre 8 est équipée, au moyen d’une articulation 9, d’un outil 10, ici représenté sous forme d’un godet, au moins rotatif autour d’un axe horizontal. A sa seconde extrémité 11 et grâce à une articulation 12, ce balancier 7 est monté pivotant autour d’un axe de rotation horizontal sur une première extrémité 13 d’une flèche 14 dont la seconde extrémité opposée 15 est articulée autour d’un axe horizontal sur un un pied de flèche 16, ceci à l’aide d’une articulation 17.More particularly, the articulated arm 6 comprises a balance wheel 7, a first free end 8 of which is equipped, by means of an articulation 9, with a tool 10, here represented in the form of a bucket, at least rotatable around a horizontal axis. At its second end 11 and thanks to an articulation 12, this balance 7 is pivotally mounted around a horizontal axis of rotation on a first end 13 of an arrow 14 whose second opposite end 15 is articulated around a horizontal axis on a boom foot 16, this using a joint 17.
Il convient d’observer que la flèche 14 peut être composée d’un premier membre de flèche relié au pied de flèche 16 et prolongé au travers d’une articulation par un second membre de flèche recevant le balancier 7, configuration qui n’est pas représenté dans les dessins.It should be observed that the boom 14 can be composed of a first boom member connected to the boom foot 16 and extended through an articulation by a second boom member receiving the balance 7, a configuration which is not shown in the drawings.
Ainsi, le bras articulé 6 peut présenter une articulation 9 entre le godet 10 et le balancier 7, une articulation 12 entre le balancier 7 et la flèche 14 (voire entre un premier et un second membre de flèche), et une articulation 17 entre cette flèche 14 et le pied de flèche 17. Les différentes pièces sont articulées entre elles, par exemple, par un vérin hydraulique respectif.Thus, the articulated arm 6 can have an articulation 9 between the bucket 10 and the balance beam 7, an articulation 12 between the balance beam 7 and the boom 14 (or even between a first and a second boom member), and an articulation 17 between this boom 14 and the boom foot 17. The different parts are articulated together, for example, by a respective hydraulic cylinder.
Dans le cas d’une pelle hydraulique dite à « déport de flèche », ce déport de flèche 18 peut intervenir au niveau du pied de flèche 16. Celui-ci peut lui-même être solidarisé à la tourelle ou bâti 4 au travers d’une articulation 19 axe de rotation verticale.In the case of a so-called “boom offset” hydraulic excavator, this boom offset 18 can occur at the level of the boom foot 16. This can itself be secured to the turret or frame 4 through a joint 19 axis of vertical rotation.
Dans le mode de réalisation non représenté et déjà évoqué plus haut, ce déport de flèche est défini par un axe d’articulation entre le premier membre et le second membre d’une flèche en deux parties.In the embodiment not shown and already mentioned above, this boom offset is defined by an axis of articulation between the first member and the second member of a boom in two parts.
Dans le cas d’un déport de flèche 18 au pied de flèche 16, celui-ci se présente sous forme d’une chape concevant en partie cette articulation 19.In the case of an offset of boom 18 at the boom foot 16, this is in the form of a yoke partly designing this articulation 19.
Cette conception conduit en ce que la flèche 14 est mobile en rotation par rapport à la tourelle ou bâti 4, principalement autour des deux axes perpendiculaires suivants :
- un premier axe B sensiblement vertical, passant par l’articulation 19 du pied de flèche 16 sur cette tourelle ou bâti 4 (qui correspond à un déplacement angulaire horizontal de la flèche 14 parallèlement au sol) ;
- un deuxième axe passant par l’articulation 17, ici perpendiculaire au premier axe B, ledit axe étant sensiblement parallèle à la surface du sol et passant par le pied de flèche 16 (qui correspond à un déplacement angulaire vertical de la flèche 14 perpendiculairement au sol).
- a first substantially vertical axis B, passing through the articulation 19 of the boom foot 16 on this turret or frame 4 (which corresponds to a horizontal angular movement of the boom 14 parallel to the ground);
- a second axis passing through the articulation 17, here perpendicular to the first axis B, said axis being substantially parallel to the surface of the ground and passing through the boom foot 16 (which corresponds to a vertical angular movement of the boom 14 perpendicular to the ground ).
Dans le cas où la flèche 14 comprendrait un premier membre de flèche articulé avec un deuxième membre de flèche portant le balancier, le deuxième membre de flèche peut également subir un déplacement angulaire, par exemple horizontal, par rapport à la base de flèche.In the case where the boom 14 comprises a first boom member articulated with a second boom member carrying the balance, the second boom member can also undergo angular displacement, for example horizontal, relative to the boom base.
A titre illustratif, on a représenté sur la
On décrit ci-après un dispositif 20 de conversion de déplacement angulaire de la flèche 14. Le dispositif 20 permet de convertir en déplacement angulaire vertical le déplacement angulaire horizontal de la flèche 14 autour de l’axe B par rapport à la tourelle oui bâti 4. Ce dispositif 20 est illustré sous différents exemples de réalisation dans lesFigures 2 à 7. Il est prévu pour être embarqué sur la flèche 14, par exemple sur le pied de flèche 16.A device 20 for converting the angular displacement of the boom 14 is described below. The device 20 makes it possible to convert into vertical angular displacement the horizontal angular displacement of the boom 14 around the axis B relative to the turret or frame 4 This device 20 is illustrated in different embodiments in Figures 2 to 7 . It is intended to be loaded on the boom 14, for example on the boom foot 16.
En alternative, ce dispositif 20 de conversion pourrait être utilisé sur un autre type d’engin de terrassement.Alternatively, this conversion device 20 could be used on another type of earth-moving machine.
Le dispositif 20 comprend un support de capteur 25 (décrit plus en avant) comprenant une pièce émettrice 21 qui suit le déplacement angulaire horizontal de la flèche 14. Par exemple, la pièce émettrice 21 comprend un arbre vertical en forme de gond 22 monté par soudure ou au travers d’une embase 23 sur le pied de flèche 16, préférentiellement dans le prolongement axial de l’axe B de pivotement vertical (pour un déplacement horizontal) de ce pied de flèche 16 par rapport à la tourelle ou bâti 4.The device 20 comprises a sensor support 25 (described further below) comprising a transmitter part 21 which follows the horizontal angular movement of the arrow 14. For example, the transmitter part 21 comprises a vertical shaft in the form of a hinge 22 mounted by welding or through a base 23 on the jib base 16, preferably in the axial extension of the vertical pivot axis B (for horizontal movement) of this jib base 16 relative to the turret or frame 4.
Sur cet arbre 22 est engagé, libre en rotation et au moyen d’un palier 30, une première aile horizontale 24 d’une équerre 25 reliée solidairement à la tourelle ou bâti 4. Par conséquent, lorsque le pied de flèche 16 tourne par rapport à la tourelle 4 autour de l’axe de pivotement vertical B défini par l’articulation 19 qui le relie à cette tourelle 4, l’aile horizontale 24 de l’équerre 25 pivote, elle autour de l’arbre 22.On this shaft 22 is engaged, free to rotate and by means of a bearing 30, a first horizontal wing 24 of a bracket 25 integrally connected to the turret or frame 4. Consequently, when the jib foot 16 rotates relative to to the turret 4 around the vertical pivot axis B defined by the articulation 19 which connects it to this turret 4, the horizontal wing 24 of the bracket 25 pivots around the shaft 22.
Plus particulièrement, cette équerre 25 défini au moins en partie le support de capteur que comporte le dispositif de conversion selon l’invention. Notamment, comme souhaite le représenter les figures 2 à 7, le support de capteur peut emprunter la forme d’un boitier dont deux 24 ; 24A des parois perpendiculaires conçoivent l’équerre 25.More particularly, this bracket 25 defines at least in part the sensor support included in the conversion device according to the invention. In particular, as shown in Figures 2 to 7, the sensor support can take the form of a box including two 24; 24A perpendicular walls design square 25.
On notera que dans un exemple alternatif où la flèche 14 présenterait un premier et second membre de flèche articulés entre eux autour d’un axe C (tel qu’illustré sur la
Selon un premier mode de réalisation correspondant aux figures 2 et 3 la pièce émettrice 21 comprend au moins un disque entraineur 26 monté solidaire en rotation sur l’arbre 22 pour transmettre le déplacement angulaire horizontal autour de l’axe B (ou autour de l’axe C dans l’exemple alternatif mentionné ci-dessus). Ce disque entraineur 26 appartient à une transmission mécanique 27.According to a first embodiment corresponding to Figures 2 and 3, the transmitter part 21 comprises at least one driving disk 26 mounted integrally in rotation on the shaft 22 to transmit the horizontal angular displacement around the axis B (or around the axis C in the alternative example mentioned above). This driving disc 26 belongs to a mechanical transmission 27.
Celle-ci comporte également au moins un disque entrainé 28 d’une pièce réceptrice 21A, placée de l’autre côté de la transmission 27. Ce disque entrainé 28 est monté solidaire en rotation sur un arbre 29 de la pièce réceptrice 21A, cet arbre 29 étant rmonté libre en rotation autour d’un axe horizontal à l’aide d’un palier 30A sur la seconde aile 24A, perpendiculaire à la première aile 24, de l’équerre 25.This also includes at least one driven disk 28 of a receiving part 21A, placed on the other side of the transmission 27. This driven disk 28 is mounted integrally in rotation on a shaft 29 of the receiving part 21A, this shaft 29 being mounted free to rotate around a horizontal axis using a bearing 30A on the second wing 24A, perpendicular to the first wing 24, of the bracket 25.
La transmission mécanique 27 comprend, encore, un élément de transmission directe 31, transmettant le mouvement du disque entraineur 26 au disque entrainé 28. Dans ce premier exemple, l’élément de transmission 31 comprend au moins une biellette 32 ; 33 reliée grâce à des articulations au disque entraineur 26, d’une part, et au disque entrainé 28, d’autre part, de sorte qu’une rotation du premier disque 26 autour de l’axe vertical B correspondant à un déplacement horizontal, génère une rotation du second disque 28 autour de l’axe horizontal A, correspondant à un déplacement vertical.The mechanical transmission 27 also comprises a direct transmission element 31, transmitting the movement of the driving disk 26 to the driven disk 28. In this first example, the transmission element 31 comprises at least one link 32; 33 connected by means of articulations to the driving disk 26, on the one hand, and to the driven disk 28, on the other hand, so that a rotation of the first disk 26 around the vertical axis B corresponding to a horizontal movement, generates a rotation of the second disk 28 around the horizontal axis A, corresponding to a vertical movement.
Un tel mode de réalisation conduit cependant à des déplacements de ces disque 26 et 28 qui n’est pas proportionnel au déplacement angulaire horizontal de la flèche 14, mais plutôt exponentiel.Such an embodiment, however, leads to movements of these discs 26 and 28 which are not proportional to the horizontal angular movement of the arrow 14, but rather exponential.
Comme souhaite l’illustrer les figures 4, 5 et 6 s’appliquant à un second exemple de réalisation, les disques 26, 28, respectivement de la pièce émettrice 21 et de la pièce réceptrice 21A, peuvent être remplacés, respectivement, par une poulie entraineuse 26A et une poulie entrainée 28A et l’élément de transmission 31 par une courroie 32A. Celle-ci vient s’enrouler partiellement autour de ces poulies 26A ; 28A en contournant un rouleau de renvoi 34 dont l’axe 35 s’étend perpendiculaire au plan passant par les axes A et B, ceci pour renvoyer les brins de cette courroie 32A, depuis des directions de déplacement horizontales autour de la poulie entraineuse 26A, dans des directions de déplacement verticales autour de la polie entrainée 28A.As illustrated in Figures 4, 5 and 6 applying to a second embodiment, the discs 26, 28, respectively of the transmitter part 21 and the receiver part 21A, can be replaced, respectively, by a pulley trainer 26A and a pulley driven 28A and the transmission element 31 by a belt 32A. This partially wraps around these pulleys 26A; 28A by bypassing a return roller 34 whose axis 35 extends perpendicular to the plane passing through the axes A and B, this to return the strands of this belt 32A, from horizontal directions of movement around the driving pulley 26A, in vertical directions of movement around the driven polish 28A.
On comprend bien qu’en lieu et place d’une courroie, il peut être fait appel à un câble et/ou une corde.We understand that instead of a belt, a cable and/or a rope can be used.
La
Un déplacement angulaire horizontal de la flèche 14 autour de l’axe B est ainsi transmis, via la transmission mécanique 27, quelle que soit sa forme de réalisation, depuis la pièce émettrice 21 à la pièce réceptrice 21A qui réalise alors un déplacement angulaire vertical autour de l’axe A.A horizontal angular movement of the arrow 14 around the axis B is thus transmitted, via the mechanical transmission 27, whatever its form of embodiment, from the emitting part 21 to the receiving part 21A which then produces a vertical angular movement around of axis A.
Le dispositif 1 de conversion angulaire est doté d’une embase de réception 37 configurée pour recevoir un capteur 38 de mouvement angulaire de la pièce réceptrice 21A. L’embase de réception 37 présente par exemple une forme générale de disque, ou alternativement une forme générale rectangulaire. Il est monté solidaire en rotation sur l’arbre 29 de cette pièce réceptrice 21A. Ainsi, par rapport à la seconde aile 26A verticale de l’équerre 25, cette embase de réception 37 peut se situer sur cet arbre 29, soit du côté, selon le cas, du disque entrainé 26, de la poulie entrainée 26A ou de la roue conique entrainée 26B, soit du côté opposé (solution préférée et illustrée sur les figures). On notera que le capteur 38 peut être monté de manière amovible sur cette embase de réception 37.The angular conversion device 1 is provided with a receiving base 37 configured to receive an angular movement sensor 38 from the receiving part 21A. The receiving base 37 has for example a general disc shape, or alternatively a general rectangular shape. It is mounted integrally in rotation on the shaft 29 of this receiving part 21A. Thus, relative to the second vertical wing 26A of the bracket 25, this receiving base 37 can be located on this shaft 29, either on the side, depending on the case, of the driven disc 26, of the driven pulley 26A or of the driven bevel wheel 26B, or on the opposite side (preferred solution and illustrated in the figures). It will be noted that the sensor 38 can be removably mounted on this receiving base 37.
Une fois positionné sur l’embase de réception 37, il est configuré pour mesurer le déplacement angulaire vertical de la pièce réceptrice 21A par rapport à la pièce émettrice 21 et donc de la tourelle ou bâti 4. Une fréquence de mesure du capteur 38 de mouvement angulaire est par exemple comprise entre 50 Hertz et 150 Hertz, par exemple égale à 100 Hertz.Once positioned on the receiving base 37, it is configured to measure the vertical angular displacement of the receiving part 21A relative to the transmitting part 21 and therefore of the turret or frame 4. A measurement frequency of the movement sensor 38 angular is for example between 50 Hertz and 150 Hertz, for example equal to 100 Hertz.
Un avantage important du dispositif 1 est de rendre possible, pour la mesure du déplacement angulaire horizontal, l’utilisation d’un capteur 38 standard, de type gravitaire et/ou accéléromètre, tel que mis en œuvre usuellement pour mesurer un déplacement angulaire vertical d’une flèche de pelle. Le capteur 38 est par exemple un capteur angulaire à bulle d’air chaud fonctionnant par gravité.An important advantage of the device 1 is to make it possible, for the measurement of the horizontal angular displacement, the use of a standard sensor 38, of the gravity and/or accelerometer type, as usually implemented to measure a vertical angular displacement d 'a shovel arrow. The sensor 38 is for example an angular hot air bubble sensor operating by gravity.
Le dispositif 1 de conversion, associé à un tel capteur, permet ainsi de mesurer un déplacement angulaire horizontal de la flèche de pelle, et on peut s’affranchir d’un capteur complexe qui serait spécifiquement dédié à cet effet.The conversion device 1, associated with such a sensor, thus makes it possible to measure a horizontal angular displacement of the excavator boom, and we can do without a complex sensor which would be specifically dedicated to this purpose.
Un avantage supplémentaire est que la précision du déplacement angulaire horizontal perçu par ce dispositif n’est pas affectée par un éventuel jeu, qui pourrait exister au niveau de l’articulation 19 du pied de flèche 16 sur la tourelle ou bâti 4.An additional advantage is that the precision of the horizontal angular displacement perceived by this device is not affected by any play, which could exist at the level of the articulation 19 of the boom foot 16 on the turret or frame 4.
Comme expliqué plus haut, le support de capteur 25, est monté en rotation sur l’arbre 22 d’axe confondu avec l’axe B, correspondant à l’axe de rotation du pied de flèche 16 par rapport au bâti 4, en l’occurrence la tourelle. Par ailleurs ce support de capteur 25 est fixe par rapport au bâti 4. A ce propos tout moyen de liaison 39 susceptible de fixer en rotation ce support de capteur 25 par rapport au bâti 4 peut être mis en œuvre. Dans les figures 3 et 5 on voit solidarisé au support de capteur 25 une tige fileté définissant au moins en partie ce moyen de liaison. Cependant, il peut prendre bien d’autres formes de réalisation.As explained above, the sensor support 25 is mounted in rotation on the shaft 22 with its axis coinciding with the axis B, corresponding to the axis of rotation of the jib base 16 relative to the frame 4, in l occurrence of the turret. Furthermore, this sensor support 25 is fixed relative to the frame 4. In this regard, any connecting means 39 capable of fixing this sensor support 25 in rotation relative to the frame 4 can be implemented. In Figures 3 and 5 we see secured to the sensor support 25 a threaded rod defining at least partly this connecting means. However, it can take many other forms.
A noter également, que le dispositif de conversion, peut être équipé de moyens de communication à distance et/ou de moyens de liaison filaire pour transmettre les informations du capteur 38 en direction d’une unité de gestion, par exemple implanté au niveau de la cabine de pilotage 5 et communiquant avec des moyens d’affichage susceptible d’informer le conducteur de la position angulaire de la flèche 14 autour de l’axe B. Ces moyens d’affichage peuvent être ceux destinés à donner à ce conducteur d’autres information altimétrique de la positon de l’outil 10.It should also be noted that the conversion device can be equipped with remote communication means and/or wired connection means to transmit information from the sensor 38 towards a management unit, for example installed at the level of the cockpit 5 and communicating with display means capable of informing the driver of the angular position of the arrow 14 around the axis B. These display means can be those intended to give this driver other altimetric information of the position of the tool 10.
Claims (11)
- une pièce émettrices (21) prévue pour être montée fixement sur une partie de la flèche (14),
- une transmission mécanique (27) configurée pour transmettre à une pièce réceptrice (21A) un déplacement angulaire horizontal de ladite pièce émettrice (21) par rapport à un bâti (4) autour d'un premier axe (B), ledit pièce réceptrice (21A) étant alors déplacé angulairement autour d'un deuxième axe (A) perpendiculaire au premier axe (B) ;
- le support de capteur (25) étant configuré pour recevoir au moins un capteur (38), de type gravitaire et/ou accéléromètre, conçu pour mesurer ledit déplacement angulaire de la pièce réceptrice (21A) autour du deuxième axe (A),
- ledit support de capteur (25) étant monté solidaire du bâti (4) et en rotation autour du premier axe (B).Sensor device for converting horizontal angular displacement of a boom (14) of an earth-moving machine (1), said device being intended to be carried on the earth-moving machine (1) and comprising a sensor support (25 ) comprising:
- a transmitter part (21) intended to be fixedly mounted on a part of the boom (14),
- a mechanical transmission (27) configured to transmit to a receiving part (21A) a horizontal angular movement of said transmitting part (21) relative to a frame (4) around a first axis (B), said receiving part ( 21A) then being moved angularly around a second axis (A) perpendicular to the first axis (B);
- the sensor support (25) being configured to receive at least one sensor (38), of the gravity and/or accelerometer type, designed to measure said angular displacement of the receiving part (21A) around the second axis (A),
- said sensor support (25) being mounted integral with the frame (4) and rotating around the first axis (B).
- un dispositif de conversion (1) de déplacement angulaire selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.Earth-moving machine comprising a frame (4), and a boom (14) comprising a boom foot (16) movable in rotation around a vertical axis (B) relative to the frame (4), the machine preferably being a hydraulic excavator, the machine further comprising:
- an angular displacement conversion device (1) according to any one of claims 1 to 9.
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- 2022-12-23 WO PCT/EP2022/087781 patent/WO2023118588A1/en unknown
- 2022-12-23 FR FR2214405A patent/FR3131333A1/en active Pending
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