WO2012168041A1 - Systeme de pilotage intuitif de pont roulant - Google Patents

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WO2012168041A1
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WO
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control
relative
traveling crane
control box
crane
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PCT/EP2012/058976
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Inventor
Tewfik Meftah
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Schneider Electric Industries SAS
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Schneider Electric Industries SAS
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/40—Applications of devices for transmitting control pulses; Applications of remote control devices
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C2201/00—Transmission systems of control signals via wireless link
    • G08C2201/30—User interface
    • G08C2201/32—Remote control based on movements, attitude of remote control device
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C2201/00—Transmission systems of control signals via wireless link
    • G08C2201/90—Additional features
    • G08C2201/91—Remote control based on location and proximity

Definitions

  • the present invention relates to a system for controlling a traveling crane, generally along three axes.
  • the invention relates to an intuitive control system of a traveling crane, based on the gestures of the user.
  • the system according to the invention also allows complete control of such a crane in three axes with one hand.
  • the invention is particularly effective in the control of the ballad of the load during movement along the axes of the bridge.
  • the control of an overhead crane is generally carried out using a button box, each button corresponding to an axis of movement of the load.
  • a color code and a particular form of arrow are associated with the different axes and direction of movement.
  • This color code and these arrows are displayed on the crane and taken back on the control box with buttons, in the hands of the user.
  • a shift of the load on its right can be associated with a green double-arrow, corresponding to the green button of the box of buttons.
  • the general technical problem related to this technique lies in the fact that the user, who is constantly watching the winch and the load that is moving, is forced to look at the button box when he has to make the winch a new movement while checking the correspondence with the color code and the shape of the arrow.
  • This operation is time consuming and can lead to errors.
  • the steering of a traveling crane moving a load is subject, as known to the skilled person, the problem of swinging - or dangling - the load.
  • the dangling must be compensated continuously and in real time and the loss of The time generated by the necessary back and forth from the operator's eye on the crane to the button box can be very detrimental.
  • the user could try to learn by heart the plan of its box but it would persist the risk of error, especially as the same user is often driven to different cranes with different color codes.
  • buttons also have the disadvantage of generally requiring the use of both hands by the user, one to hold the box and the other to press the buttons; this can make complicated the application of complex commands requiring the support of several buttons.
  • This document describes a portable wireless control means for crane control in a relatively intuitive manner.
  • the object of the invention is therefore to propose a system that overcomes all the aforementioned drawbacks.
  • the present invention proposes a system for controlling a traveling crane comprising a mobile hoist winch guided along three axes, said system comprising adequate means for capturing a movement carried out with a control box and for translating said movement into directional control for to the traveling crane.
  • These suitable means comprise a set of innovative means for determining the orientation of said control box relative to the traveling crane and a motion sensor integrated in the control box. According to this principle and thanks to clever ergonomics, the control of a traveling crane, through the system according to the invention, is possible with one hand. Presentation of the invention
  • the invention consists of a steering system of a traveling crane, said traveling crane comprising:
  • the system according to the invention comprises a control unit comprising a motion sensor, and furthermore comprises:
  • a look-up table for associating a motion imposed on the control box by a user, said motion being captured via the motion sensor, with a directional control for the directional control means to execute said directional control by the crane.
  • the fixed structure comprises a set of fixed beacons or anchors and the control box comprises two mobile beacons located at opposite ends of the control box, said fixed and mobile beacons being able to transmit and receive signals, so that, the absolute position of the fixed beacons being known, and the relative position, relative to each other, of the two mobile beacons being known, the system according to the invention comprises means for determining the position of said mobile beacons with respect to the crane, and therefore to determine the orientation of the control box with respect to the traveling crane.
  • the means for determining the orientation of the control box relative to the traveling crane are a magnetometer that includes said control box.
  • said means for determining the position of the mobile beacons relative to the traveling crane, and to consequently determine the orientation of the control box with respect to the traveling crane consist of said fixed and mobile beacons and the implementation of the "ultra-wide band" technology.
  • control unit is wireless, and comprises wireless communications means.
  • the motion sensor is a gyrometer.
  • the motion sensor consists of an accelerometer or several combined accelerometers.
  • system comprises means adapted to implement the following functions:
  • the system according to the invention also comprises means for determining the position of the remote control with respect to the traveling crane, so that the pairing step only takes place if said position of the remote control with respect to the overhead crane is located inside the volume defined by said crane.
  • the present invention also relates to a remote control comprising
  • system according to the invention further comprises means for determining the position of the remote control relative to the winch so that the system determines whether the user is able to control the load, in particular to see it, and, otherwise, stop all movement of the traveling crane.
  • FIG. 1 the diagram of a crane controlled by the system according to the invention
  • FIGS. 2A and 2B diagrams representing the method of calculating the orientation of the control unit of the system according to the invention with respect to the traveling crane;
  • FIG. 5 examples of association of movements of the control box with directional commands applicable to a traveling crane via the system according to the invention
  • FIGS. 6A, 6B, 6C examples of movements applicable to the control box with a view to being translated into directional commands intended for the traveling crane.
  • FIG. 1 represents an exemplary implementation of the system according to the invention.
  • the traveling crane P is provided with reference beacons R1 to R6 also called anchors.
  • the number and layout of the reference beacons may vary.
  • the user U driving the mobile winch handling the load L is equipped with a control box 10, preferably wireless and equipped with wireless communication.
  • the hoist winch is suspended from a carriage which moves on the structure of the crane by steering movements along the Y axis. This same structure is guided by means of bed bases on a raceway and performs translational movements. along the axis X.
  • the movement of the load which is suspended from the winch corresponds to lifting movements along the axis Z.
  • one of the essential principles of the invention is to determine the orientation of the housing control 10 relative to the traveling crane P and then to calculate a movement imposed on the control unit 10 by the user U to define a directional control for the winch and its load.
  • the idea is to make the user U the reference of the motion determination calculation to be made by the traveling crane P and therefore the load.
  • FIGS. 2A, 2B illustrate a way of calculating the relative orientation of the control box 10 with respect to the traveling crane P, according to the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 2A shows a traveling crane P equipped with the system according to the invention, in partial section seen from above.
  • the control box 10 is equipped with RF and RB mobile beacons located respectively at each of its ends.
  • the system makes it possible to locate the RF, RB mobile beacons located on the control box 10 in the reference associated with the traveling crane P.
  • Figure 2B illustrates the same operation, in partial section as seen from the side.
  • the system according to the invention implements any method of triangulation and / or trilateration. Indeed, by trilateration, one determines the coordinates XB, YB and ZB of the beacon RB since the distances R1 B, R2B and R3B are known. Similarly, XF, YF and ZF are determined, knowing R1 F, R2F and R3F. On the Z axis, we consider that the person is on the ground and therefore under the bridge.
  • the "ultra-wide band" radiocommunication technology known to those skilled in the art will be used for its centimeter accuracy in location applications. Knowing the position of the mobile beacons RF, RB of the control box 10 in the frame ⁇ , ⁇ , ⁇ related to the crane P and knowing by construction the relative position of the mobile beacons RF, RB, corresponding to the distance BF, in the reference of the control box, the system according to the invention calculates the orientation of the control box 10 relative to the traveling crane P.
  • the latter can be equipped with a magnetometer measuring its absolute orientation. Since the absolute orientation of the traveling crane P is known by design and can be stored in the system, the relative orientation of the control box 10 relative to the traveling crane P is determined.
  • the traveling crane P can itself be equipped with a sensor such as a magnetometer.
  • FIG. 3 summarizes the principle of operation of the system according to the invention.
  • Figure 4 shows an example of a control box in the form of a wireless remote control 100 having ergonomics and control means for the optimal implementation of the system according to the invention.
  • the wireless remote control 100 of Figure 4 has an ergonomic design with a handle with an activation actuator 2 can take two positions corresponding to two speeds of movement of the winch and crane in general.
  • the remote control 100 also includes a start button, an emergency stop button 3 and a motion acquisition trigger 1.
  • the wireless remote control 100 comprises a magnetometer not shown to determine its absolute orientation so as to deduce its orientation relative to the traveling crane P.
  • mobile beacons RF, RB each positioned at a end of the remote control 100 to determine the orientation of the remote control 100 relative to the traveling crane P, as described in Figures 2A, 2B.
  • the remote control 100 also comprises a motion sensor, preferably a gyrometer but alternatively one or more suitably configured accelerometers or any other combination of motion sensors.
  • the system according to the invention can initially provide a step of pairing the remote control 100 with the traveling crane P to be controlled.
  • an exchange of initialization frames can be implemented between the remote control 100 and for example reference beacons installed on the crane P.
  • the remote control 100 may include a pairing indicator light.
  • the sequence of use of the wireless remote control 100 may be as follows:
  • the user can press the emergency stop button 3.
  • the system provides a correspondence table associating a directional control to a type of movement.
  • Figure 5 gives some examples for illustrative purposes.
  • a movement to the left or to the right induces a displacement of the crane respectively to the right of the user U or to his left.
  • a forward or backward movement moves the crane forward or backward relative to the user U.
  • a rotation of the remote control 100 about its longitudinal axis counterclockwise causes the winch and a clockwise rotation makes the winch rise.
  • the system Since the orientation of the remote control 100 with respect to the overhead traveling crane is calculated by the system, said system is able to associate without risk of error a directional control with a movement of the remote control 100.
  • the system according to the invention allows the acquisition of complex movements, that is to say sequences of movements, in order to make winch and load complex displacements.
  • complex movements that is to say sequences of movements
  • the user can first make a movement to be translated into advance control, then a movement to lower the load.
  • the winch simultaneously performs advance control and descent control.
  • the user U with the remote control 100 needs to use only one hand.
  • FIGS. 6A, 6B, 6C show examples of situations in which the position and the orientation of the user U with respect to the traveling crane P differ.
  • the same movement applied to the control box 10 can be interpreted differently and induce different displacements of the load L.
  • the movement applied to the housing of control 10 by the user U is translated in the reference linked to the crane P thanks to the knowledge of the orientation of the control box 10 with respect to the crane P.
  • FIGS. 6A, 6B and 6C FIG. user U moves to the right. This results in a directional control performed by the different crane each time.
  • the system may comprise means for knowing the position of the user U with respect to the load. Indeed, knowledge of the position of the control unit 10, therefore of the user U, and not only of the orientation of said control unit, with respect to the winch, makes it possible to determine whether the user is in a position to see the load he handles, or more generally if he is able to control it.
  • the system according to the invention may for example have a safety rule according to which any movement of the traveling crane P is interrupted when the position and the orientation of the remote control 10 relative to the winch tend to demonstrate that the user U can not see the charge.
  • the position of the control unit 10 may be known by means of a specific sensor or by the RF, RB mobile beacons as shown in FIGS. 2A, 2B.
  • the position of the load L can be known similarly, thanks to a position sensor or thanks to a new mobile beacon disposed on said load L.
  • the system according to the invention makes it possible to control an overhead crane in an intuitive manner and to reduce the risk of error by the operator.
  • the system according to the invention thus provides for the acquisition of a movement applied by the user to a control box, said movement being interpreted relative to the traveling crane to be translated into directional control of the winch and the load according to a table of pre-established correspondence.
  • the user is able to control the traveling crane without taking his eyes off the load he is handling while in the state of the technique, the operator had to constantly check the correspondence of a color code displayed both on the crane and on his remote control to make the correct directional control of the crane.
  • the invention therefore has the advantage of providing an intuitive and safe crane control system.

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Abstract

L'invention consiste en un système de pilotage d'un pont roulant (P), ledit pont roulant (P) comprenant: • une structure mobile se déplaçant sur des chemins de roulement fixes à l'aide de sommiers et de galets de roulement; • un chariot mobile guidé sur ladite structure et supportant un treuil de levage, l'ensemble étant doté de moyens de commande directionnels, Le système selon l'invention comporte par ailleurs un boîtier de commande (10) comprenant un capteur de mouvement, et des moyens pour déterminer l'orientation dudit boîtier de commande (10) par rapport au pont roulant (P), ainsi qu'une table de correspondance pour associer un mouvement imposé au boîtier de commande (10) par un utilisateur (U), ledit mouvement étant capturé par l'intermédiaire du capteur de mouvement, à une commande directionnelle destinée aux moyens de commande directionnels afin de faire exécuter ladite commande directionnelle par le pont roulant (P).

Description

Système de pilotage intuitif de pont roulant
Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte à un système pour piloter un pont roulant, généralement selon trois axes.
Plus précisément, l'invention a trait à un système de contrôle intuitif d'un pont roulant, basé sur la gestuelle de l'utilisateur. Le système selon l'invention permet par ailleurs le contrôle complet d'un tel pont roulant selon trois axes avec une seule main. L'invention est particulièrement efficace dans le cadre du contrôle du ballant de la charge lors de déplacements le long des axes du pont.
Etat de la technique
De manière connue, le contrôle d'un pont roulant s'effectue généralement à l'aide d'une boîte à boutons, chaque bouton correspondant à un axe de déplacement de la charge. Selon l'état de la technique, pour éviter le risque de confusion dans les commandes engagées par l'utilisateur, du fait de la position relative de la charge par rapport à l'utilisateur, un code couleur ainsi qu'une forme particulière de flèche sont associés aux différents axes et sens de déplacement. Ce code couleur et ces flèches sont affichés sur le pont roulant et repris sur le boîtier de commande à boutons, aux mains de l'utilisateur. Par exemple, un déplacement de la charge sur sa droite peut être associé à une double-flèche de couleur verte, correspondant au bouton vert de la boîte à boutons. Ainsi, lorsque l'utilisateur regarde la charge, il visualise la direction dans laquelle il doit commander le déplacement et appuie sur le bouton de la couleur correspondante sur la boîte à boutons, sans avoir à s'interroger sur la direction absolue qu'il est effectivement en train de commander.
Le problème technique général lié à cette technique réside dans le fait que l'utilisateur, qui est constamment en train de regarder le treuil et la charge qui se déplacent, est contraint de regarder la boîte à boutons lorsqu'il doit faire effectuer au treuil un nouveau mouvement tout en vérifiant la correspondance avec le code couleur et la forme de la flèche. Cette opération induit une perte de temps et peut être source d'erreurs. En particulier, le pilotage d'un pont roulant déplaçant une charge est soumis, comme le sait l'homme du métier, au problème de balancement - ou de ballant - de la charge. Le ballant doit être compensé en permanence et en temps réel et la perte de temps générée par les nécessaires allers-retours du regard de l'opérateur du pont roulant à la boîte à boutons peut être très préjudiciable. L'utilisateur pourrait essayer d'apprendre par cœur le plan de sa boîte à boutons mais cela ferait persister le risque d'erreur, d'autant qu'un même utilisateur est souvent amené à piloter différents ponts roulants ayant des codes couleurs différents.
Les boîtes à boutons les plus connues présentent également l'inconvénient de généralement nécessiter l'utilisation de ses deux mains par l'utilisateur, l'une pour tenir la boîte et l'autre pour appuyer sur les boutons de commandes ; cela peut rendre compliquée l'application de commandes complexes nécessitant l'appui sur plusieurs boutons. En outre, il faut généralement appuyer en permanence sur les boutons pour que la commande continue et la boîte à boutons est souvent relativement lourde, de sorte que l'utilisation en est plutôt inconfortable pour l'utilisateur. Ainsi, l'état de la technique s'est développé et a abouti à la solution décrite dans le document US 201 1 /0066335 A1 . Ce document décrit un moyen de contrôle portatif sans fil pour le contrôle de ponts roulants, de manière relativement intuitive.
Cependant, le document US 201 1 /0066335 A1 ne décrit comment déterminer l'orientation des moyens de contrôle du pont roulant par rapport audit pont roulant de manière pratique et innovante.
Le but de l'invention est donc de proposer un système palliant l'ensemble des inconvénients précités. Pour cela, la présente invention propose un système pour contrôler un pont roulant comprenant un treuil de levage mobile guidé selon trois axes, ledit système comprenant des moyens adéquats pour capturer un mouvement effectué avec un boîtier de commande et pour traduire ledit mouvement en commande directionnelle destinée au pont roulant. Ces moyens adéquats comprennent un ensemble de moyens innovants pour déterminer l'orientation dudit boîtier de commande par rapport au pont roulant ainsi qu'un capteur de mouvement intégré au boîtier de commande. Selon ce principe et grâce à une ergonomie astucieuse, le contrôle d'un pont roulant, par l'intermédiaire du système selon l'invention, est possible avec une seule main. Exposé de l'invention
Dans ce but, l'invention consiste en un système de pilotage d'un pont roulant, ledit pont roulant comprenant :
• une structure mobile se déplaçant sur des chemins de roulement fixes à l'aide de sommiers et de galets de roulement ;
• un chariot mobile guidé sur ladite structure et supportant un treuil de levage, l'ensemble étant doté de moyens de commande directionnels ;
le système selon l'invention comporte un boîtier de commande comprenant un capteur de mouvement, et comprend par ailleurs :
• des moyens pour déterminer l'orientation dudit boîtier de commande par rapport au pont roulant ;
• et une table de correspondance pour associer un mouvement imposé au boîtier de commande par un utilisateur, ledit mouvement étant capturé par l'intermédiaire du capteur de mouvement, à une commande directionnelle destinée aux moyens de commande directionnels afin de faire exécuter ladite commande directionnelle par le pont roulant.
Avantageusement, la structure fixe comprend un ensemble de balises fixes ou ancres et le boîtier de commande comprend deux balises mobiles situées à des extrémités opposées du boîtier de commande, lesdites balises fixes et mobiles étant aptes à émettre et recevoir des signaux, de sorte que, la position absolue des balises fixes étant connue, et la position relative, l'une par rapport à l'autre, des deux balises mobiles étant connue, le système selon l'invention comprend des moyens pour déterminer la position desdites balises mobiles par rapport au pont roulant, et pour déterminer par conséquent l'orientation du boîtier de commande par rapport au pont roulant.
Avantageusement, les moyens pour déterminer l'orientation du boîtier de commande par rapport au pont roulant sont un magnétomètre que comporte ledit boîtier de commande.
Avantageusement, lesdits moyens pour déterminer la position des balises mobiles par rapport au pont roulant, et pour déterminer par conséquent l'orientation du boîtier de commande par rapport au pont roulant, consistent en lesdites balises fixes et mobiles et en la mise en œuvre de la technologie « ultra-wide band ».
Avantageusement, le boîtier de commande est sans fil, et comprend des moyens de communications sans fil.
Selon un mode de réalisation préféré du système selon l'invention, le capteur de mouvement est un gyromètre.
Selon un autre mode de réalisation, le capteur de mouvement consiste en un accéléromètre ou en plusieurs accéléromètres combinés.
Avantageusement, le système selon l'invention comprend des moyens adaptés pour mettre en œuvre les fonctions suivantes :
• appairage du boîtier de commande avec le pont roulant ;
• activation du système ;
• début d'acquisition du mouvement appliqué au boîtier de commande ;
• fin d'acquisition du mouvement appliqué au boîtier de commande ;
• association du mouvement acquis du boîtier de commande, relativement au pont roulant, à une commande directionnelle pour le treuil et sa charge ;
• exécution de ladite commande directionnelle.
Avantageusement, le système selon l'invention comprend également des moyens pour déterminer la position de la télécommande par rapport au pont roulant, de sorte que l'étape d'appairage ne s'effectue que si ladite position de la télécommande par rapport au pont roulant est située à l'intérieur du volume délimité par ledit pont roulant.
La présente invention concerne également une télécommande comprenant
• un bouton de démarrage ;
• un actionneur d'activation et de contrôle de vitesse ;
• une gâchette d'acquisition de mouvement ;
• un bouton d'arrêt d'urgence ;
• un gyromètre ;
• des moyens pour déterminer son orientation absolue. Avantageusement, le système selon l'invention comprend par ailleurs des moyens pour déterminer la position de la télécommande par rapport au treuil de sorte que le système détermine si l'utilisateur est en capacité de commander la charge, en particulier de la voir, et, dans le cas contraire, stoppe tout mouvement du pont roulant.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent :
- la figure 1 : le schéma d'un pont roulant commandé par le système selon l'invention ;
- les figures 2A et 2B : des schémas représentant le mode de calcul de l'orientation du boîtier de commande du système selon l'invention par rapport au pont roulant ;
- la figure 3 : un schéma bloc traduisant le fonctionnement du système selon l'invention ;
- la figure 4 : le schéma d'un mode de réalisation préférentiel du boîtier de commande du système selon l'invention ;
- la figure 5 : des exemples d'association de mouvements du boîtier de commande à des commandes directionnelles applicables à un pont roulant par l'intermédiaire du système selon l'invention ;
- les figures 6A, 6B, 6C : des exemples de mouvements applicables au boîtier de commande en vue d'être traduits en commandes directionnelles destinées au pont roulant.
Description détaillée d'au moins un mode de réalisation
La figure 1 représente un exemple de mise en œuvre du système selon l'invention. Selon ce mode de réalisation, le pont roulant P est pourvu de balises de référence R1 à R6 appelées aussi ancres. Pour une couverture complète, et selon la topologie du pont roulant P, le nombre et la disposition des balises de référence peuvent varier. L'utilisateur U pilotant le treuil mobile manipulant la charge L est équipé d'un boîtier de commande 10, de préférence sans fil et doté de moyens de communication sans fil. Le treuil de levage est suspendu à un chariot qui se déplace sur la structure du pont roulant par des mouvements de direction selon l'axe Y. Cette même structure est guidée par le biais de sommiers sur un chemin de roulement et effectue des mouvements de translation selon l'axe X. Le déplacement de la charge qui est suspendue au treuil correspond à des mouvements de levage selon l'axe Z. Comme évoqué précédemment, l'un des principes essentiels de l'invention est de déterminer l'orientation du boîtier de commande 10 par rapport au pont roulant P puis de calculer un mouvement imposé au boîtier de commande 10 par l'utilisateur U pour définir une commande directionnelle destinée au treuil et à sa charge. L'idée est de faire de l'utilisateur U la référence du calcul de détermination du mouvement à faire effectuer par le pont roulant P et par conséquent la charge.
Les figures 2A, 2B illustrent une manière de calculer l'orientation relative du boîtier de commande 10 par rapport au pont roulant P, conformément au mode de réalisation de la figure 1 . La figure 2A présente un pont roulant P équipé du système selon l'invention, en coupe partielle vue de dessus. Le boîtier de commande 10 est équipé de balises mobiles RF et RB situées respectivement à chacune de ses extrémités. Par échange de trames avec les balises de référence, R1 , R2, R3 selon l'exemple de la figure 2A, le système permet la localisation des balises mobiles RF, RB situées sur le boîtier de commande 10 dans le repère associé au pont roulant P. La figure 2B illustre la même opération, dans une coupe partielle vue de côté. Pour localiser les balises mobiles RF, RB, le système selon l'invention met en œuvre une quelconque méthode de triangulation et / ou de trilatération. En effet, par trilatération, on détermine les coordonnées XB, YB et ZB de la balise RB dès lors que les distances R1 B, R2B et R3B sont connues. De même, on détermine XF, YF et ZF, connaissant R1 F, R2F et R3F. Sur l'axe Z, on considère que la personne se trouve sur le sol et donc sous le pont.
Préférentiellement, on utilisera la technologie de radiocommunication « ultra- wide band » connue de l'homme du métier pour sa précision centimétrique dans les applications de localisation. Connaissant la position des balises mobiles RF, RB du boîtier de commande 10 dans le repère Χ,Υ,Ζ lié au pont roulant P et connaissant par construction la position relative des balises mobiles RF, RB, correspondant à la distance BF, dans le repère du boîtier de commande, le système selon l'invention calcule l'orientation du boîtier de commande 10 par rapport au pont roulant P.
Alternativement à la technique présentée aux figures 2A, 2B, pour déterminer l'orientation du boîtier de commande 10, ce dernier peut être équipé d'un magnétomètre mesurant son orientation absolue. L'orientation absolue du pont roulant P étant connue par construction et pouvant être mémorisée dans le système, l'orientation relative du boîtier de commande 10 par rapport au pont roulant P est déterminée. Le pont roulant P peut aussi être lui-même équipé d'un capteur tel qu'un magnétomètre.
La figure 3 présente de manière synthétique le principe de fonctionnement du système selon l'invention. En parallèle, la figure 4 présente un exemple de boîtier de commande sous la forme d'une télécommande sans fil 100 présentant une ergonomie et des moyens de commande permettant la mise en œuvre optimale du système selon l'invention.
La télécommande sans fil 100 de la figure 4 présente un design ergonomique avec un manche doté d'un actionneur d'activation 2 pouvant prendre deux positions correspondant à deux vitesses de déplacement du treuil et du pont roulant en général. La télécommande 100 comprend également un bouton de démarrage, un bouton d'arrêt d'urgence 3 et une gâchette d'acquisition 1 de mouvement.
Par ailleurs, la télécommande sans fil 100 comprend un magnétomètre non représenté pour déterminer son orientation absolue de manière à en déduire son orientation relativement au pont roulant P. Alternativement, il est également possible d'utiliser des balises mobiles RF, RB positionnées chacune à une extrémité de la télécommande 100 pour déterminer l'orientation de la télécommande 100 par rapport au pont roulant P, comme décrit aux figures 2A, 2B.
Enfin, la télécommande 100 comporte également un capteur de mouvement, de préférence un gyromètre mais alternativement un ou plusieurs accéléromètres configurés de manière adéquate ou toute autre combinaison de capteurs de mouvement.
Selon le fonctionnement représenté à la figure 3, le système selon l'invention peut prévoir dans un premier temps une étape d'appairage de la télécommande 100 avec le pont roulant P à commander. Pour cela, un échange de trames d'initialisation peut être mis en œuvre entre la télécommande 100 et par exemple des balises de référence installées sur le pont roulant P. La télécommande 100 peut comprendre un indicateur lumineux d'appairage. L'utilisateur appuie sur la gâchette d'acquisition 1 de la télécommande 100 jusqu'à ce que l'indicateur lumineux ait le comportement prédéfini signifiant que l'appairage est réussi - par exemple, il s'allume. L'appairage ne s'effectue que si certaines conditions sont vérifiées ; par exemple l'utilisateur U doit être localisé à l'intérieur du volume délimité par le pont roulant P, la localisation de l'utilisateur dans ce volume étant déterminée par le calcul de la position de l'une des balises mobiles RF, RB du boîtier de commande 10. Ceci permet d'éviter les erreurs d'appairage quand plusieurs ponts roulants sont à proximité.
Pour faire effectuer un mouvement au pont roulant P, la séquence d'utilisation de la télécommande sans fil 100 peut être la suivante :
• activer le système par un appui sur l'actionneur d'activation 2 ;
• signifier le début d'acquisition d'un mouvement de la télécommande 100 en pressant la gâchette d'acquisition 1 ;
• signifier la fin d'acquisition du mouvement appliqué à la télécommande 100 et commander l'exécution de la commande directionnelle correspondante en relâchant la gâchette d'acquisition 1 ;
• contrôler la vitesse d'exécution du mouvement par la grue mobile en positionnant l'actionneur d'activation 2 dans la position correspondante ;
• stopper l'exécution du mouvement en relâchant complètement l'actionneur d'activation 2.
Pour arrêter le système, l'utilisateur peut appuyer sur le bouton d'arrêt d'urgence 3.
Concernant la détermination de la commande directionnelle à faire exécuter par le treuil et sa charge en fonction du mouvement appliqué par l'utilisateur à la télécommande 100, le système prévoit une table de correspondance associant une commande directionnelle à un type de mouvement. La figure 5 donne quelques exemples à titre illustratif. Un mouvement vers la gauche ou vers la droite induit un déplacement de la grue respectivement vers la droite de l'utilisateur U ou vers sa gauche. Un mouvement vers l'avant ou vers l'arrière fait avancer ou reculer la grue par rapport à l'utilisateur U. Enfin, il peut être prévu qu'une rotation de la télécommande 100 autour de son axe longitudinal dans le sens antihoraire fasse descendre le treuil et qu'une rotation dans le sens horaire fasse monter le treuil.
Comme l'orientation de la télécommande 100 par rapport au pont roulant est calculée par le système, ledit système est en capacité d'associer sans risque d'erreur une commande directionnelle à un mouvement de la télécommande 100.
Par ailleurs, le système selon l'invention permet l'acquisition de mouvements complexes, c'est-à-dire de séquences de mouvements, en vue de faire effectuer au treuil et à la charge des déplacements complexes. Par exemple, sans relâcher la gâchette d'acquisition 1 , l'utilisateur peut d'abord effectuer un mouvement destiné à être traduit en commande d'avance, puis un mouvement destiné à faire descendre la charge. Lorsqu'il relâche la gâchette d'acquisition 1 , le treuil effectue simultanément la commande d'avance et la commande de descente. Pour réaliser cette commande complexe, l'utilisateur U disposant de la télécommande 100 n'a besoin d'utiliser qu'une seule main.
Les figures 6A, 6B, 6C représentent des exemples de situations dans lesquelles la position et l'orientation de l'utilisateur U par rapport au pont roulant P diffèrent. Comme le montrent les figures, un même mouvement appliqué au boîtier de commande 10 peut être interprété de manière différente et induire des déplacements différents de la charge L. Ainsi, en vue d'être interprété comme une commande directionnelle, le mouvement appliqué au boîtier de commande 10 par l'utilisateur U est traduit dans le repère lié au pont roulant P grâce à la connaissance de l'orientation du boîtier de commande 10 par rapport au pont roulant P. En conséquence, aux figures 6A, 6B et 6C, l'utilisateur U effectue un mouvement vers sa droite. Cela se traduit par une commande directionnelle effectuée par le pont roulant différente à chaque fois. De manière préférée, bien que cette caractéristique ne soit pas essentielle au pilotage du pont roulant P en tant que tel, le système peut comprendre des moyens pour connaître la position de l'utilisateur U par rapport à la charge. En effet, la connaissance de la position du boîtier de commande 10, donc de l'utilisateur U, et non seulement de l'orientation dudit boîtier de commande, par rapport au treuil, permet de déterminer si l'utilisateur est en situation de voir la charge qu'il manipule, ou plus généralement s'il est en mesure de la commander. Le système selon l'invention peut par exemple disposer d'une règle de sécurité selon laquelle tout mouvement du pont roulant P est interrompu lorsque la position et l'orientation de la télécommande 10 par rapport au treuil tendent à démontrer que l'utilisateur U ne peut pas voir la charge.
Dans ce cas, la position du boîtier de commande 10 peut être connue grâce à un capteur spécifique ou grâce aux balises mobiles RF, RB comme présenté aux figures 2A, 2B. La position de la charge L peut être connue pareillement, grâce à un capteur de position ou grâce à une nouvelle balise mobile disposée sur ladite charge L. En résumé, le système selon l'invention permet de commander de manière intuitive un pont roulant et de réduire les risques d'erreur de l'opérateur. Le système selon l'invention prévoit ainsi l'acquisition d'un mouvement appliqué par l'utilisateur à un boîtier de commande, ledit mouvement étant interprété relativement au pont roulant pour être traduit en commande directionnelle du treuil et de la charge selon une table de correspondance préétablie.
Grâce au principe selon l'invention et en particulier en utilisant la télécommande sans fil présentée à la figure 4, l'utilisateur est en mesure de piloter le pont roulant sans quitter des yeux la charge qu'il manipule alors que dans l'état de la technique, l'opérateur devait sans cesse vérifier la correspondance d'un code couleur affiché à la fois sur le pont roulant et sur sa télécommande pour faire effectuer la bonne commande directionnelle du pont roulant.
L'invention présente donc l'avantage de proposer un système de commande de pont roulant intuitif et sûr.
Cette intuitivité est particulièrement cruciale lorsqu'il s'agit pour l'opérateur d'effectuer en temps réel les commandes justes pour compenser le ballant de la charge manipulée à l'aide du pont roulant.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de pilotage d'un pont roulant, ledit pont roulant (P) comprenant :
• une structure mobile se déplaçant sur des chemins de roulement fixes ;
• un chariot mobile guidé sur ladite structure et supportant un treuil de levage, l'ensemble étant doté de moyens de commande directionnels ;
• un boîtier de commande (10,100) comportant un capteur de mouvement ;
• des moyens (R1 -R6,RF,RB) pour déterminer l'orientation dudit boîtier de commande (10,100) par rapport au pont roulant (P) ;
• et une table de correspondance pour associer un mouvement imposé au boîtier de commande (10,100) par un utilisateur (U), ledit mouvement étant capturé par l'intermédiaire du capteur de mouvement, à une commande directionnelle destinée aux moyens de commande directionnels afin de faire exécuter ladite commande directionnelle par le pont roulant (P),
caractérisé en ce que la structure fixe comprend un ensemble de balises fixes ou ancres (R1 ,R2,R3,R4,R5,R6) et en ce que le boîtier de commande (10,100) comprend deux balises mobiles (RF,RB) situées à des extrémités opposées du boîtier de commande (10,100), lesdites balises fixes (R1 ,R2,R3,R4,R5,R6) et mobiles (RF,RB) étant aptes à émettre et recevoir des signaux, de sorte que, la position absolue des balises fixes (R1 ,R2,R3,R4,R5,R6) étant connue, et la position relative, l'une par rapport à l'autre, des deux balises mobiles (RF,RB) étant connue, le système selon l'invention comprend des moyens pour déterminer la position desdites balises mobiles (RF,RB) par rapport au pont roulant (P), et pour déterminer par conséquent l'orientation du boîtier de commande (10,100) par rapport au pont roulant (P).
2. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens pour déterminer l'orientation du boîtier de commande (10,100) par rapport au pont roulant (P) sont un magnétomètre que comporte ledit boîtier de commande (10,100).
3. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits moyens pour déterminer la position des balises mobiles (RF,RB) par rapport au pont roulant (P), et pour déterminer par conséquent l'orientation du boîtier de commande (10) par rapport au pont roulant (P), consistent en lesdites balises fixes (R1 ,R2,R3,R4,R5,R6) et mobiles (RF.RB) et en la mise en œuvre de la technologie « ultra-wide band ».
4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le boîtier de commande (10,100) est sans fil, et comprend des moyens de communications sans fil.
5. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le capteur de mouvement est un gyromètre.
6. Système selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le capteur de mouvement consiste en un accéléromètre ou en plusieurs accéléromètres combinés.
7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens adaptés pour mettre en œuvre les fonctions suivantes :
• appairage du boîtier de commande (10,100) avec le pont roulant
(P) ;
• activation du système ;
• début d'acquisition du mouvement appliqué au boîtier de commande (10,100) ;
• fin d'acquisition du mouvement appliqué au boîtier de commande (10,100) ;
• association du mouvement acquis du boîtier de commande (10,100), relativement au pont roulant (P), à une commande directionnelle pour le treuil et sa charge ;
• exécution de ladite commande directionnelle.
8. Système selon la revendication 8, comprenant par ailleurs des moyens pour déterminer la position de la télécommande (100) par rapport au pont roulant (P), caractérisé en ce que l'étape d'appairage ne s'effectue que si ladite position de la télécommande (100) par rapport au pont roulant (P) est située à l'intérieur du volume délimité par ledit pont roulant (P).
9. Télécommande (100) destinée à être mise en œuvre dans un système selon l'une des revendications précédentes, comprenant :
• un bouton de démarrage ;
• un actionneur d'activation et de contrôle de vitesse (2) ;
• une gâchette d'acquisition de mouvement (1 ) ;
• un bouton d'arrêt d'urgence (3) ;
• un gyromètre ;
• des moyens pour déterminer son orientation absolue.
10. Système selon l'une des revendications précédentes, comprenant par ailleurs des moyens pour déterminer la position de la télécommande (100) par rapport au treuil et à sa charge (L) de sorte que le système détermine si l'utilisateur (U) est en capacité de commander la charge (L), en particulier de la voir, et, dans le cas contraire, stoppe tout mouvement du pont roulant (P).
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