WO2014202911A1 - Outil de coupe motorisé électroportatif destiné notamment à la taille de végétaux - Google Patents

Outil de coupe motorisé électroportatif destiné notamment à la taille de végétaux Download PDF

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WO2014202911A1
WO2014202911A1 PCT/FR2014/051526 FR2014051526W WO2014202911A1 WO 2014202911 A1 WO2014202911 A1 WO 2014202911A1 FR 2014051526 W FR2014051526 W FR 2014051526W WO 2014202911 A1 WO2014202911 A1 WO 2014202911A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
trigger
cutting tool
force sensor
tool according
tool
Prior art date
Application number
PCT/FR2014/051526
Other languages
English (en)
Inventor
Arnaud PONTHET
Original Assignee
Midi Ingenierie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2014202911A1 publication Critical patent/WO2014202911A1/fr

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G3/00—Cutting implements specially adapted for horticultural purposes; Delimbing standing trees
    • A01G3/02—Secateurs; Flower or fruit shears
    • A01G3/033—Secateurs; Flower or fruit shears having motor-driven blades
    • A01G3/037—Secateurs; Flower or fruit shears having motor-driven blades the driving means being an electric motor

Definitions

  • the present invention relates to a power-operated motorized cutting tool intended in particular for the size of plants.
  • a tool is also sometimes called electric pruning shears or electronic pruning shears. It is used for example in arboriculture, horticulture, viticulture for the size of fruit trees, ornamental plants, vines, ....
  • This tool has a handle for gripping the tool, a fixed blade relative to the handle, also called counter blade, and a movable blade, or cutting blade, which is pivotally mounted relative to the fixed blade.
  • the cutting blade is placed in a plane parallel to that of the counterblade and pivots between an open position in which the cutting blade and the counterblade form an angle, generally acute, and a closed position in which the cutting blade cutter at least partially covers the against-blade. Movement of the cutting blade relative to the counterblade is generally controlled by a trigger via a control circuit.
  • the document FR-2 955 734 illustrates such a motorized cutting tool, called secateur here.
  • This tool comprises a hollow grip handle provided at its distal end with a support head carrying a counter blade relative to which is articulated a motorized blade mounted on a guide axis and provided with a rear heel arranged in co-operating tooth sector meshing with a drive pinion coupled to a motion transmission, itself coupled to an output shaft of an electric motor housed in the hollow shaft.
  • This document for such a pruner, shows means for controlling the angular position of the movable blade at the angular position of the trigger.
  • a user When a user wants to use such a cutting tool, it activates the trigger whose position is then detected by a sensor.
  • a magnet is for example linked to the trigger and a sensor is used to detect the position of the magnet.
  • a signal supplied by the sensor is processed by an electronic card which then controls the starting of the motor and controls the actuation of the moving blade depending on the position of the magnet. All the cutting effort is provided by the motor.
  • the user usually uses his index finger and the stroke of the finger is of the order of 1 to 2 cm. This action on the trigger, for a professional user, can be repeated more than ten thousand times in a single working day.
  • the present invention therefore aims to increase the ergonomics of a portable power cutting tool of the prior art.
  • the performance of the tool will not be affected by the invention, both as regards the assistance provided by the motor, the precision of the cut and the reliability of the tool.
  • the present invention proposes a power-operated motorized cutting tool intended in particular for the size of plants comprising:
  • Control means for controlling the movement of the movable blade relative to the counterblade.
  • control means comprise a force sensor.
  • a force sensor is here understood to mean a sensor which makes it possible to acquire a force applied directly or indirectly to the sensor, for example by a finger of a user, and to supply a signal representative of the force applied.
  • the signal produced is preferably an electrical signal that can be acquired and processed by a microcontroller (or any other type of electronic management and control device).
  • the control means operate not from a displacement (that of a trigger) but from a force. It is thus possible to have a virtually zero race to control the moving the cutting blade.
  • the force sensor is a resistive force sensor comprising a component whose resistance varies under the effect of a stress.
  • This type of sensor has the advantage of being simple to mount and provide a signal that a microcontroller can easily acquire (compared for example to a piezoelectric sensor which could however also find its place in the present invention).
  • Such a sensor further provides a substantially constant signal when the force applied to the sensor does not vary.
  • variable resistance component In order to be able to use the cutting tool in all weather conditions, it is possible for the variable resistance component to be encapsulated in a sealed manner.
  • the force sensor is for example fixed on a fixed part of the cutting tool and is covered with a member made of an elastically deformable flexible material, such as in particular rubber or well still an elastomeric synthetic material.
  • the element of flexible material which covers the force sensor advantageously allows the distribution of a user's finger support on an active surface of the sensor.
  • the tool comprises for example a housing having two shells with a junction plane, and a recess is advantageously made at the junction plane for housing the element covering the force sensor, the housing then having holding means for this element covering the force sensor.
  • These holding means may for example be the means for holding a shell on the other to form the housing.
  • the cutting tool comprises a trigger pivotally mounted relative to a fixed part of the tool cutting so as to bear against the force sensor.
  • the stroke of the trigger is preferably less than 2 °.
  • the cutting tool comprises a first trigger under which there is a second trigger intended to bear against the force sensor, and removable means for securing the first trigger to the second trigger , that the first trigger and the second trigger are mounted on a common hinge pin, and that a spring is disposed between the first trigger and the second trigger.
  • This variant embodiment allows two different modes of operation. By separating the two triggers, it is possible to operate the control means as conventional control means, that is to say with a large stroke.
  • the first trigger comprises, for example, a return spring. It is also possible here to provide a removable stop for limiting the stroke of the first trigger.
  • control means further comprise, for example, an electronic card with motor control means.
  • the force sensor is then for example connected to said electronic card.
  • FIG. 1 is a side view of a head of a cutting tool according to a first embodiment of the present invention illustrated in the absence of a protective shell,
  • FIG. 2 is a view similar to that of FIG. 1 for a second embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view similar to that of the preceding figures for a third embodiment of the invention, the cutting tool being in the closed position and without a shell,
  • FIG. 4 illustrates with a view similar to that of FIG. third embodiment in a different configuration
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a sensor that can be used for the implementation of the present invention.
  • FIG. 6 is a simplified diagram showing the integration of a sensor such as that illustrated in FIG. 5 into an electronic control circuit of a motorized cutting tool according to the present invention.
  • the present invention more particularly relates to means for controlling a portable power tool cutting. It can be applied to almost all types of such a tool.
  • the following description does not describe in detail a tool as a whole (as known to those skilled in the art) but rather focuses on the innovative features corresponding to the present invention.
  • a portable motorized cutting tool is for example described in the document FR-2 955 734 A1 which is referred to by way of illustrative example.
  • the description of this document (page 5, lines 14 to 8, line 8), apart from the indications concerning the trigger described in this document, may be taken again for example for a tool according to the present invention.
  • Figures 1, 1a, 2 and 3 (apart from the trigger shown and bearing the reference 3) illustrate for example an overview of a tool according to the present invention and a mechanism of such a tool.
  • FIG. 1 illustrates a head of a portable power tool cutting according to the invention. This figure shows a fixed counter-blade 2 and a movable cutting blade 4.
  • the counterblade 2 is fixed on a tool body 5. It has a cutting edge 6, obtained by sharpening an edge of the counterblade 2 and having a concave shape.
  • the cutting blade 4 is pivotally mounted relative to a fixed axis 8 on the tool body 5 between an open position shown in FIG. 1 and a closed position in which the cutting blade 4 at least partially overlaps the counter. blade 2 fixed.
  • the cutting blade 4 also has a cutting edge 10, which is opposite the cutting edge 6 of the counter blade 2 and cooperates with it when the cutting blade 4 passes its open position to its closed position to cut a branch, a rod, ... .
  • the cutting edge 10 thus has a convex shape suitable for making such a cut.
  • the cutting blade 4 is driven by a not shown motor (reference is made here for example to FIG. 3 of document FR-2 955 734 A1) via a pinion 12 and a toothed sector 14.
  • Pinion 12 is driven by the motor with generally a reduction ratio.
  • the toothed sector 14 is integral with the cutting blade 4 and pivots about the same axis 8 as the latter.
  • a protective housing having two shells assembled to one another according to a median junction plane substantially corresponding to the plane contact between the two blades in the closed position of the cutting blade 4.
  • a shell 16 there is shown in Figure 1 a shell 16, the other being removed to allow to see the head of the cutting tool.
  • control means allowing a user of the tool to control the actuation of the cutting blade 4 comprise a force sensor 18.
  • a force sensor 18 In the embodiment of FIG. 1, it is proposed to have a soft trigger 20 covering the force sensor 18. The latter is fixed on the tool body 5.
  • FIG. 2 there is a structure similar to that illustrated in Figure 1 and described above.
  • the references used in FIG. 1 and for the corresponding description are shown in FIG. 2 (and in the following figures) to designate similar elements.
  • a rigid trigger 22 pivotally mounted about a trigger axis 24 is intended to act on the force sensor 18.
  • the stroke of the trigger 22 is very limited. This stroke corresponds for example to an angular stroke of the order of 1 ° around the trigger axis 24. This angular stroke is preferably less than 2 °. In this way, the corresponding (linear) stroke is trigger area 22 for receiving a user's finger to control the tool.
  • FIGS. 3 and 4 illustrate an alternative embodiment that makes it possible to control a cutting tool according to the invention either with a small stroke which can be of the order of one millimeter, as in the embodiment of FIG. 2, or with a stroke of several millimeters as a cutting tool of the prior art.
  • the variant illustrated in these figures has two triggers: a first trigger 40 and a second trigger 42.
  • the first trigger 40 and the second trigger 42 are both articulated about an articulation axis 44 mounted on a bearing 46 integral with the body 5 near the force sensor 18.
  • the first trigger 40 covers the second trigger 42.
  • a first spring 48 is disposed between the two triggers and tends to separate them from one another.
  • a second spring 50 connects the first trigger 40 to the body 5 of the tool and tends to move this first trigger body 5.
  • the second trigger 42 is positioned so as to bear on the force sensor 18 and has a contact finger 52 for this purpose.
  • Means are provided for securing the first trigger 40 to the second trigger 42.
  • a pin 54 (FIG. 3) to connect the two triggers, one of which to the other. This pin 54 comes to take place in bores 56 (see Figure 4) made in the gates.
  • the first trigger 40 is secured to the second trigger 42 by means of the pin 54 (or any other means making it possible to secure the two gates).
  • the first spring 48 is thus compressed and has no function in this configuration.
  • a not shown removable stop connected to the hull of the cutting tool is provided. When this stop is active, the second spring 50 is constrained.
  • the first trigger 40 (integral with the second trigger 42) has a short stroke related to the deformation, on the one hand, of the elastomeric material placed on the force sensor 18 and, on the other hand at the very elasticity of the first trigger 40.
  • the first trigger 40 is pushed back by the second spring 50 and thus returned to its rest position, abutting against the removable stop (not shown) of the shell of the cutting tool.
  • the stroke at the free end of the first trigger 40 is of the order of a few millimeters, for example 2 mm.
  • the first spring 48 makes it possible to transmit to the second trigger 42 the force exerted by the user on the first trigger 40 and maintains the contact between the contact finger 52 and the force sensor 18.
  • the first spring 48 transmits a force to the second trigger 42 which retransmits it to the force sensor 18.
  • the force exerted on the force sensor 18 is more or less important.
  • the stroke at the free end of the first trigger 40 is of the order of ten millimeters, for example 12 mm.
  • FIG. 5 illustrates an embodiment of a force sensor 18 that can be used for the implementation of the invention. This is a preferred embodiment but it should be noted that other types of force sensors (piezoelectric sensor, strain gauge, ...) can also be used.
  • the force sensor 18 of FIG. 5 is a resistive force sensor. When a mechanical force is exerted on this sensor, its electrical resistance varies.
  • This sensor comprises a first substrate 26 on which conductive tracks 28 are formed.
  • a second substrate 30 having on its face facing the first substrate 26 a resistive layer 32 is placed on the first substrate 26 with interposition of a spacer mask 34.
  • the resistive layer 32 comes into contact with conductive tracks 28.
  • a plus or minus a large number of conductive tracks 28 are in contact with the resistive layer 32.
  • the conductive tracks 28 are thus connected together by a resistance depending on the force applied on the second substrate 30.
  • the internal resistance of the component thus depends on the effort exerted on the second substrate 30 and vice versa, from the internal resistance of this component it is possible to deduce the intensity of the force exerted on the second substrate 30.
  • the attachment of the force sensor 18 to the tool body 5 can be done for example by gluing. It is then possible to provide on the face of the first substrate 26 opposite to the conductive tracks 28 an adhesive layer.
  • Such a force sensor 18 can be encapsulated to be perfectly waterproof. It can then be used in all weather outdoors, which is useful especially when the tool is intended for the size of plants.
  • the force sensor 18 can be directly connected to a microcontroller 36 used for controlling and managing the motorized cutting tool.
  • This microcontroller 36 may be integrated with an electronic card (not shown) that takes place in the tool head, on the tool body 5.
  • the force sensor 18 is connected in parallel with a known fixed resistor R3.
  • the force sensor 18 is further isolated from the ground by a capacitor C1 (connected in parallel with a resistor R1 also known) acting as a filter.
  • a limit switch sensor 38 for detecting an end of travel of the cutting blade 4 with respect to the counterblade 2 can also be connected to the microcontroller 36.
  • the latter also includes outputs to control the stroke and the speed of the motor of the tool.
  • the trigger 20 is flexible enough to deform slightly but also sufficiently rigid to transmit to the force sensor 18 the force exerted by the finger of a user on the outer face of the trigger, opposite the force sensor 18. The latter is thus sandwiched between the trigger and flexible 20 a fixed part of the tool (the tool body 5 in this case).
  • the trigger In the idle state, the trigger is preferably in contact with the force sensor 18. In this way, the stroke of the user's finger bearing on the trigger 20 is limited. This stroke will correspond only to the crushing of the material constituting the flexible trigger, the stroke corresponding to the deformation of the force sensor 18 described above being considered negligible.
  • the material used to make the soft trigger may be rubber or an elastomeric synthetic material.
  • the trigger 20 being fixed, it is advantageously mounted by insertion between the two shells forming the housing of the cutting tool.
  • a housing is then advantageously provided to receive the trigger 20 and fixing means, possibly corresponding to the fixing means of the two shells to form the housing, to maintain the trigger 20 in its position.
  • the trigger 20 makes it possible to ensure a seal between it and the shells of the housing of the tool thus protecting the stress sensor 18 from moisture. Any fouling that is known with the movable tumblers of the The prior art can thus also be avoided at the trigger used in this embodiment. .
  • the trigger 22 is rigid and then acts as a lever on the force sensor 18. This embodiment can resume a trigger of the prior art. The grip for a user is then almost unchanged compared to the grip of a comparable tool of the prior art. However, there is a very small stroke of the trigger 22. The angular travel of the trigger 22 around its trigger axis 24 is preferably such that the corresponding stroke of a finger resting on the trigger 22 remains of the millimeter order. To limit this stroke, it is also advantageous here that the trigger 22 in the rest position is in contact with the force sensor 18.
  • the force sensor 18 lies between a fixed part of the tool and an interface between the tool and the user. The same is also true for the embodiment of FIGS. 3 and 4.
  • the user grasps the cutting tool in one hand and applies a force with a finger, usually an index finger, on a trigger (20 or 22 or 40).
  • a finger usually an index finger
  • the latter retransmits the force to the force sensor 18 which sends an electrical signal representative of the force exerted on the microcontroller 36 (or any other control and management device).
  • a corresponding order is then transmitted to the motor of the tool which acts on the cutting blade 4 to open or close it.
  • FIGS. 3 and 4 advantageously allows the user to choose whether he prefers a tool controlled with a very low stroke or a tool controlled with a stroke comparable to that to which he is accustomed to. by his experience with tools of the prior art.
  • the solution proposed by the present invention thus increases the comfort of use of an operator. Tests have shown that the control of the tool is intuitive for the operator who masters the cutting tool with as much precision as a conventional trigger cutting tool of the prior art.
  • An advantage of the present invention is also to simplify the structure of the cutting tool. Indeed, for good management of motorized cutting tools of the prior art, it is generally provided a sensor for detecting the position of the trigger. It is therefore unnecessary to provide a magnet, a Hall effect sensor or the like, screws for fixing these elements, etc. For the embodiment with fixed trigger, it is also unnecessary to provide a joint for the trigger, a return spring, .... It is also possible to achieve excellent sealing at the stress sensor, both moisture and fouling due for example to plant debris.
  • Calibration of a cutting tool according to the present invention is also facilitated over a cutting tool of the prior art.
  • a tool of the prior art it is necessary to adjust the electronics to ensure that when the trigger reaches the end of the stroke, the cutting blade is in the closed position and does not remain ajar.
  • a force sensor according to the present invention the user intuitively realizes control and controls the cutting blade until it reaches its closed position.
  • the type of sensor given in the description corresponds to a preferred embodiment. It has in particular a wide bandwidth in the low frequency range which corresponds to the working frequencies of the tool.
  • a piezoelectric type sensor could also be envisaged here, but it is then necessary to adapt the signal acquisition and processing strategy of the sensor to adapt to this other type of sensor.
  • the measurement of the force by the force sensor is a measurement of a force by "crushing" of the force sensor, possibly associated with a micro-displacement, that is to say a displacement of a few microns ( 10 "6 m) to a few hundred microns.
  • a measurement of a torque for example in the case of Figure 2, the measurement of a torque exerted on the trigger axis.

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Abstract

Cet outil de coupe comporte : - une lame mobile (4) par rapport à une contre-lame (2), - un moteur électrique pour l'entraînement de la lame mobile (4), et - des moyens de commande (20; 22) pour commander le déplacement de la lame mobile (4) par rapport à la contre-lame (2) présentant un capteur d'effort (18). Application à la taille des végétaux.

Description

OUTIL DE COUPE MOTORISÉ ÉLECTROPORTATIF DESTINÉ
NOTAMMENT À LA TAILLE DE VÉGÉTAUX
La présente invention concerne un outil de coupe motorisé électroportatif destiné notamment à la taille de végétaux. Un tel outil est aussi parfois appelé sécateur électrique ou sécateur électronique. Il est utilisé par exemple dans l'arboriculture, l'horticulture, la viticulture pour la taille d'arbres fruitiers, de plantes d'ornementation, de vignes, ... .
Il s'agit d'un outil portatif qu'un utilisateur prend à la main pour tailler des végétaux. Cet outil présente une poignée permettant la préhension de l'outil, une lame fixe par rapport à la poignée, appelée aussi contre-lame, et une lame mobile, ou lame de coupe, qui est montée pivotante par rapport à la lame fixe. La lame de coupe est placée dans un plan parallèle à celui de la contre-lame et pivote entre une position ouverte dans laquelle la lame de coupe et la contre-lame forment un angle, généralement aigu, et une position fermée dans laquelle la lame de coupe vient recouvrir au moins partiellement la contre-lame. Le mouvement de la lame de coupe par rapport à la contre-lame est commandé généralement par une gâchette via un circuit de commande.
Le document FR-2 955 734 illustre un tel outil de coupe motorisé, appelé ici sécateur. Cet outil comporte un manche de préhension creux pourvu en son extrémité distale d'une tête support portant une contre-lame par rapport à laquelle est articulée une lame motorisée montée sur un axe de guidage et dotée d'un talon arrière agencé en secteur denté coopérant en engrènement avec un pignon d'entraînement accouplé à une transmission de mouvement, elle-même accouplée à un arbre de sortie d'un moteur électrique logé dans le manche creux. Ce document, pour un tel sécateur, montre des moyens permettant d'asservir la position angulaire de la lame mobile à la position angulaire de la gâchette.
Lorsqu'un utilisateur veut se servir d'un tel outil de coupe, il actionne la gâchette dont la position est alors détectée par un capteur. Un aimant est par exemple lié à la gâchette et un capteur est utilisé pour détecter la position de l'aimant. Un signal fourni par le capteur est traité par une carte électronique qui commande alors la mise en marche du moteur et pilote l'actionnement de la lame mobile en fonction de la position de l'aimant. Tout l'effort de coupe est fourni par le moteur. Toutefois, pour actionner la gâchette, l'utilisateur se sert généralement de son index et la course du doigt est de l'ordre de 1 à 2 cm. Cette action sur la gâchette, pour un utilisateur professionnel, peut être répétée plus de dix mille fois dans une même journée de travail.
Par le document EP-2 935 868, il est également connu un sécateur électrique destiné à améliorer le confort de fonctionnement en augmentant la vitesse de fonctionnement et en éliminant la fatigue manuelle pendant l'élagage d'arbres fruitiers. Ce sécateur est muni d'un interrupteur de sécurité séparé, pouvant être séparé du corps principal et positionné sur un doigt de l'utilisateur et réduire le volume et le poids en réduisant le nombre de composants associés à l'interrupteur de sécurité.
La présente invention a alors pour but d'augmenter l'ergonomie d'un outil de coupe motorisé portatif de l'art antérieur. Avantageusement, les performances de l'outil ne seront pas affectées par l'invention, tant en ce qui concerne l'assistance apportée par le moteur, que la précision de la coupe et la fiabilité de l'outil.
À cet effet, la présente invention propose un outil de coupe motorisé électroportatif destiné notamment à la taille des végétaux comportant :
- une lame mobile par rapport à une contre-lame,
- un moteur électrique pour l'entraînement de la lame mobile, et
- des moyens de commande pour commander le déplacement de la lame mobile par rapport à la contre-lame.
Selon la présente invention, dans un tel outil, les moyens de commande comportent un capteur d'effort.
On entend ici par capteur d'effort un capteur qui permet d'acquérir une force appliquée directement ou indirectement sur le capteur, par exemple par un doigt d'un utilisateur, et fournir un signal représentatif de la force appliquée. Le signal produit est de préférence un signal électrique pouvant être acquis et traité par un microcontrôleur (ou tout autre type de dispositif électronique de gestion et de commande). De la sorte, les moyens de commande fonctionnent non pas à partir d'un déplacement (celui d'une gâchette) mais d'une force. Il est ainsi possible d'avoir une course quasiment nulle pour commander le déplacement de la lame de coupe. Ceci apporte un plus grand confort à l'utilisateur car le travail à fournir par le doigt de l'utilisateur, même s'il est très faible avec certaines gâchettes de l'art antérieur pour une action unique, s'accumule au cours d'une journée de travail qui compte souvent bien plus de dix mille actions sur la gâchette de l'outil de coupe.
Selon une forme de réalisation préférée de la présente invention, le capteur d'effort est un capteur d'effort résistif comportant un composant dont la résistance varie sous l'effet d'une contrainte. Ce type de capteur présente l'avantage d'être simple à monter et de fournir un signal qu'un microcontrôleur peut facilement acquérir (par rapport par exemple à un capteur piézo-électrique qui pourrait toutefois également trouver sa place dans la présente invention). Un tel capteur permet en outre de fournir un signal sensiblement constant lorsque la force appliquée sur le capteur ne varie pas.
Pour pouvoir utiliser l'outil de coupe par tous temps, on peut prévoir que le composant à résistance variable soit encapsulé de manière étanche.
Selon une première forme de réalisation de l'invention, le capteur d'effort est par exemple fixé sur une partie fixe de l'outil de coupe et est recouvert d'un élément réalisé dans un matériau souple déformable élastiquement, comme notamment du caoutchouc ou bien encore une matière synthétique élastomère. L'élément en matériau souple qui recouvre le capteur d'effort permet avantageusement la répartition d'un appui du doigt d'un utilisateur sur une surface active du capteur. Selon les caractéristiques du matériau utilisé, on peut prévoir à titre d'exemple purement illustratif, un élément d'une épaisseur de l'ordre de 1 à quelques millimètres, par exemple de 1 à 5 mm. Dans une telle forme de réalisation, l'outil comporte par exemple un boîtier présentant deux coques avec un plan de jonction, et un évidement est avantageusement réalisé au niveau du plan de jonction pour le logement de l'élément recouvrant le capteur d'effort, le boîtier présentant alors des moyens de maintien pour cet élément recouvrant le capteur d'effort. Ces moyens de maintien peuvent par exemple être les moyens de maintien d'une coque sur l'autre pour former le boîtier.
Selon une seconde forme de réalisation de l'invention, l'outil de coupe comporte une gâchette montée pivotante par rapport à une partie fixe de l'outil de coupe de manière à pouvoir venir en appui sur le capteur d'effort. Pour limiter la course du doigt d'un utilisateur de l'outil, la course de la gâchette est de préférence inférieure à 2°.
Une autre variante de réalisation prévoit que l'outil de coupe comporte une première gâchette sous laquelle se trouve une seconde gâchette destinée à venir en appui sur le capteur d'effort, ainsi que des moyens amovibles permettant de solidariser la première gâchette à la seconde gâchette, que la première gâchette et la seconde gâchette sont montées sur un axe d'articulation commun, et qu'un ressort est disposé entre la première gâchette et la seconde gâchette.
Cette variante de réalisation permet deux modes de fonctionnement différent. En désolidarisant les deux gâchettes, il est possible de faire fonctionner les moyens de commande comme des moyens de commande classiques, c'est-à-dire avec une course importante.
Dans cette variante de réalisation, la première gâchette comporte par exemple un ressort de rappel. On peut aussi prévoir ici une butée amovible permettant de limiter la course de la première gâchette.
Dans un outil de coupe selon la présente invention, les moyens de commande comportent par exemple en outre une carte électronique avec des moyens de pilotage du moteur. Le capteur d'effort est alors par exemple connecté à ladite carte électronique.
Des détails et avantages de la présente invention apparaîtront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel :
La figure 1 est une vue de côté d'une tête d'un outil de coupe selon une première forme de réalisation de la présente invention illustrée en l'absence d'une coque de protection,
La figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 pour une seconde forme de réalisation de la présente invention,
La figure 3 est une vue similaire à celle des figures précédentes pour une troisième forme de réalisation de l'invention, l'outil de coupe étant en position fermée et sans coque,
La figure 4 illustre par une vue similaire à celle de la figure 3 la troisième forme de réalisation dans une configuration différente,
La figure 5 est une vue en perspective illustrant un capteur pouvant être utilisé pour la mise en œuvre de la présente invention, et
La figure 6 est un schéma simplifié montrant l'intégration d'un capteur tel celui illustré sur la figure 5 dans un circuit électronique de commande d'un outil de coupe motorisé selon la présente invention.
La présente invention concerne plus particulièrement des moyens de commande d'un outil de coupe motorisé portatif. Elle peut s'appliquer à quasiment tous types d'un tel outil. La description qui suit ne décrit pas dans le détail un outil dans son ensemble (tel qu'il est connu de l'homme du métier) mais se concentre plutôt sur les caractéristiques innovantes correspondant à la présente invention.
Un outil de coupe motorisé portatif est par exemple décrit dans le document FR-2 955 734 A1 auquel il est fait référence à titre d'exemple illustratif. La description de ce document (page 5, lignes 14 à page 8, ligne 8), mises à part les indications concernant la gâchette décrite dans ce document, peuvent être reprises par exemple pour un outil selon la présente invention. Les figures 1 , 1 bis, 2 et 3 (mise à part la gâchette représentée et portant la référence 3) illustrent par exemple une vue d'ensemble d'un outil selon la présente invention et d'un mécanisme d'un tel outil.
La figure 1 jointe illustre une tête d'un outil de coupe motorisé portatif selon l'invention. On reconnaît sur cette figure une contre-lame 2 fixe et une lame de coupe 4 mobile.
La contre-lame 2 est fixée sur un corps d'outil 5. Elle présente une arête tranchante 6, obtenue par affûtage d'un bord de la contre-lame 2 et présentant une forme concave.
La lame de coupe 4 est montée pivotante par rapport à un axe 8 fixe sur le corps d'outil 5 entre une position ouverte représentée sur la figure 1 et une position fermée dans laquelle la lame de coupe 4 vient au moins partiellement recouvrir la contre-lame 2 fixe. La lame de coupe 4 présente elle aussi une arête tranchante 10, qui se trouve en vis-à-vis de l'arête tranchante 6 de la contre-lame 2 et vient coopérer avec celle-ci lorsque la lame de coupe 4 passe de sa position ouverte à sa position fermée pour couper une branche, une tige, ... . L'arête tranchante 10 présente ainsi une forme convexe adaptée pour réaliser une telle coupe.
La lame de coupe 4 est entraînée par un moteur non représenté (il est fait référence ici par exemple à la figure 3 du document FR-2 955 734 A1 ) par l'intermédiaire d'un pignon 12 et d'un secteur denté 14. Le pignon 12 est entraîné par le moteur avec généralement un rapport de réduction. Le secteur denté 14 est solidaire de la lame de coupe 4 et pivote autour du même axe 8 que celle-ci.
De même que pour l'outil décrit dans le document FR-2 955 734 A1 , il est prévu ici d'avoir un boîtier de protection présentant deux coques assemblées l'une à l'autre selon un plan de jonction médian correspondant sensiblement au plan de contact entre les deux lames en position fermée de la lame de coupe 4. On a représenté sur la figure 1 une coque 16, l'autre étant retirée afin de permettre d'apercevoir la tête de l'outil de coupe.
De manière originale, les moyens de commande permettant à un utilisateur de l'outil de commander l'actionnement de la lame de coupe 4 comportent un capteur d'effort 18. Dans la forme de réalisation de la figure 1 , il est proposé d'avoir une gâchette 20 souple venant recouvrir le capteur d'effort 18. Ce dernier est quant à lui fixé sur le corps d'outil 5.
Dans la forme de réalisation de la figure 2, on retrouve une structure similaire à celle illustrée sur la figure 1 et décrite précédemment. Les références utilisées sur la figure 1 et pour la description correspondante sont reprises sur la figure 2 (et sur les figures suivantes) pour désigner des éléments similaires.
La différence entre la forme de réalisation selon la figure 1 et la forme de réalisation selon la figure 2 concerne les moyens agissant sur le capteur d'effort 18. Sur la figure 2, une gâchette 22 rigide montée pivotante autour d'un axe de gâchette 24 est destinée à agir sur le capteur d'effort 18. Par rapport à une gâchette de l'art antérieur (par exemple une gâchette telle celle divulguée par le document FR-2 955 734 A1 ), la course de la gâchette 22 est très limitée. Cette course correspond par exemple à une course angulaire de l'ordre de 1 ° autour de l'axe de gâchette 24. Cette course angulaire est de préférence inférieure à 2°. On limite de la sorte la course (linéaire) correspondante au niveau de la zone de la gâchette 22 destinée à recevoir un doigt de l'utilisateur pour commander l'outil.
Les figures 3 et 4 illustrent une variante de réalisation qui permet de commander un outil de coupe selon l'invention soit avec une faible course qui peut être de l'ordre du millimètre comme pour la forme de réalisation de la figure 2, soit avec une course de plusieurs millimètres comme un outil de coupe de l'art antérieur.
La variante illustrée sur ces figures présente deux gâchettes : une première gâchette 40 et une seconde gâchette 42. La première gâchette 40 et la seconde gâchette 42 sont toutes deux articulées autour d'un axe d'articulation 44 monté sur un palier 46 solidaire du corps 5 à proximité du capteur d'effort 18.
La première gâchette 40 vient recouvrir la seconde gâchette 42. Un premier ressort 48 est disposé entre les deux gâchettes et tend à les écarter l'une de l'autre. Un second ressort 50 relie la première gâchette 40 au corps 5 de l'outil et tend à écarter cette première gâchette du corps 5.
La seconde gâchette 42 est positionnée de manière à pouvoir venir en appui sur le capteur d'effort 18 et elle présente à cet effet un doigt de contact 52.
Des moyens sont prévus pour solidariser la première gâchette 40 avec la seconde gâchette 42. Dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 3 et 4, il est prévu d'utiliser une goupille 54 (figure 3) pour relier les deux gâchettes l'une à l'autre. Cette goupille 54 vient prendre place dans des alésages 56 (cf. figure 4) réalisés dans les gâchettes.
Ainsi, dans la configuration illustrée sur la figure 3, la première gâchette 40 est solidaire de la seconde gâchette 42 par l'intermédiaire de la goupille 54 (ou de tout autre moyen permettant de solidariser les deux gâchettes). Le premier ressort 48 est ainsi comprimé et n'a pas de fonction dans cette configuration. Pour limiter la course de la première gâchette 40, une butée amovible non représentée reliée à la coque de l'outil de coupe est prévue. Lorsque cette butée est active, le second ressort 50 est contraint.
Au repos, dans cette configuration, on peut aussi prévoir un jeu fonctionnel entre le doigt de contact 52 et le capteur d'effort 18. Pour actionner la fermeture de l'outil de coupe, un utilisateur appuie sur la première gâchette 40 qui transmet alors le mouvement à la seconde gâchette 42. Cette dernière par l'intermédiaire de son doigt de contact 52 vient alors au contact du capteur d'effort 18. À partir de ce contact, la première gâchette 40 (solidaire de la seconde gâchette 42) a une faible course liée à la déformation, d'une part, du matériau élastomère placé sur le capteur d'effort 18 et, d'autre part, à l'élasticité même de la première gâchette 40.
En fin d'utilisation, la première gâchette 40 est repoussée par le second ressort 50 et rappelée ainsi dans sa position de repos, en butée contre la butée amovible (non représentée) de la coque de l'outil de coupe. La course au niveau de l'extrémité libre de la première gâchette 40 est de l'ordre de quelques millimètres, par exemple 2 mm.
Dans la configuration illustrée sur la figure 4, on prévoit de retirer la butée amovible qui agit sur la première gâchette 40. En outre, la goupille 54 est retirée et les deux gâchettes peuvent donc pivoter l'une par rapport à l'autre. Le premier ressort 48 permet alors de transmettre à la seconde gâchette 42 l'effort exercé par l'utilisateur sur la première gâchette 40 et maintient le contact entre le doigt de contact 52 et le capteur d'effort 18. Lorsque la première gâchette 40 est actionnée, le premier ressort 48 transmet un effort à la seconde gâchette 42 qui le retransmet au capteur d'effort 18. Selon la position de la première gâchette 40, l'effort exercé sur le capteur d'effort 18 est plus ou moins important. La course au niveau de l'extrémité libre de la première gâchette 40 est de l'ordre de la dizaine de millimètres, par exemple 12 mm.
La figure 5 illustre une forme de réalisation d'un capteur d'effort 18 pouvant être utilisé pour la mise en œuvre de l'invention. Il s'agit d'un mode de réalisation préféré mais il convient de noter que d'autres types de capteurs d'effort (capteur piézo-électrique, jauge de contrainte, ...) peuvent également être utilisés.
Le capteur d'effort 18 de la figure 5 est un capteur d'effort résistif. Lorsqu'un effort mécanique est exercé sur ce capteur, sa résistance électrique varie. Ce capteur comporte un premier substrat 26 sur laquelle sont réalisées des pistes conductrices 28. Un second substrat 30 présentant sur sa face en regard du premier substrat 26 une couche résistive 32 est posé sur le premier substrat 26 avec interposition d'un masque d'espacement 34. Lorsqu'une pression est alors exercée sur le second substrat 30, la couche résistive 32 vient au contact de pistes conductrices 28. En fonction de l'effort exercé, un plus ou moins grand nombre de pistes conductrices 28 sont au contact de la couche résistive 32. Les pistes conductrices 28 sont ainsi reliées entre elles par une résistance dépendant de l'effort appliqué sur le second substrat 30. La résistance interne du composant dépend ainsi de l'effort exercé sur le second substrat 30 et inversement, à partir de la résistance interne de ce composant il est possible de déduire l'intensité de l'effort exercé sur le second substrat 30.
La fixation du capteur d'effort 18 sur le corps d'outil 5 peut se faire par exemple par collage. On peut alors prévoir sur la face du premier substrat 26 opposée aux pistes conductrices 28 une couche d'adhésif.
Un tel capteur d'effort 18 peut être encapsulé afin d'être parfaitement étanche à l'eau. Il peut alors être utilisé par tous temps à l'extérieur, ce qui est utile notamment lorsque l'outil est prévu pour la taille de végétaux.
Comme illustré par la figure 6, le capteur d'effort 18 peut être relié directement à un microcontrôleur 36 utilisé pour la commande et la gestion de l'outil de coupe motorisé. Ce microcontrôleur 36 peut être intégré à une carte électronique (non représentée) venant prendre place dans la tête d'outil, sur le corps d'outil 5.
Pour pouvoir exploiter la variation de résistance au sein du capteur d'effort 18 et fournir au microcontrôleur 36 un signal électrique (tension), le capteur d'effort 18 est monté en parallèle à une résistance R3 de résistance fixe connue. Le capteur d'effort 18 est en outre isolé de la masse par une capacité C1 (montée en parallèle avec une résistance R1 connue également) jouant le rôle de filtre.
D'autres capteurs, tel par exemple un capteur 38 fin de course permettant de détecter une fin de course de la lame de coupe 4 par rapport à la contre-lame 2, peuvent également être reliés au microcontrôleur 36. Ce dernier comporte également des sorties permettant de commander la course et la vitesse du moteur de l'outil.
Dans la forme de réalisation de la figure 1 , la gâchette 20 souple est suffisamment souple pour se déformer légèrement mais également suffisamment rigide pour transmettre au capteur d'effort 18 l'effort exercé par le doigt d'un utilisateur sur la face externe de la gâchette, opposée au capteur d'effort 18. Ce dernier est ainsi pris en sandwich entre la gâchette 20 souple et une partie fixe de l'outil (le corps d'outil 5 dans le présent cas).
À l'état de repos, la gâchette 20 souple est de préférence en contact avec le capteur d'effort 18. De la sorte, la course du doigt de l'utilisateur venant en appui sur la gâchette 20 est limitée. Cette course correspondra uniquement à l'écrasement du matériau constitutif de la gâchette 20 souple, la course correspondant à la déformation du capteur d'effort 18 décrit ci-dessus étant considérée comme négligeable.
Le matériau utilisé pour réaliser la gâchette 20 souple peut être du caoutchouc ou bien un matériau synthétique élastomère.
La gâchette 20 étant fixe, elle est avantageusement montée par insertion entre les deux coques formant le boîtier de l'outil de coupe. Un logement est alors avantageusement prévu pour recevoir la gâchette 20 et des moyens de fixation, correspondant éventuellement aux moyens de fixation des deux coques pour former le boîtier, permettent de maintenir la gâchette 20 dans sa position. La gâchette 20 permet d'assurer une étanchéité entre elle et les coques du boîtier de l'outil mettant alors à l'abri de l'humidité le capteur d'effort 18. Tout encrassement que l'on connaît avec les gâchettes mobiles de l'art antérieur peut ainsi aussi être évité au niveau de la gâchette utilisée par la présente forme de réalisation. .
Dans la forme de réalisation de la figure 2, la gâchette 22 est rigide et agit alors comme un levier sur le capteur d'effort 18. Cette forme de réalisation peut reprendre une gâchette de l'art antérieur. La prise en main pour un utilisateur est alors quasiment inchangée par rapport à la prise en main d'un outil comparable de l'art antérieur. Toutefois, il est prévu une très faible course de la gâchette 22. La course angulaire de la gâchette 22 autour de son axe de gâchette 24 est de préférence telle que la course correspondante d'un doigt en appui sur la gâchette 22 reste de l'ordre du millimètre. Pour limiter cette course, on prévoit ici aussi avantageusement que la gâchette 22 en position de repos soit au contact du capteur d'effort 18.
Comme pour la forme de réalisation de la figure 1 , le capteur d'effort 18 se trouve entre une partie fixe de l'outil et une interface entre l'outil et l'utilisateur. Il en va de même aussi pour la forme de réalisation des figures 3 et 4.
Dans les trois formes de réalisation (figures 1 à 4), l'utilisateur saisit l'outil de coupe dans une main et vient appliquer un effort avec un doigt, généralement un index, sur une gâchette (20 ou 22 ou 40). Cette dernière retransmet l'effort au capteur d'effort 18 qui envoie un signal électrique représentatif de l'effort exercé au microcontrôleur 36 (ou à tout autre dispositif de commande et de gestion). Un ordre correspondant est alors transmis au moteur de l'outil qui agit sur la lame de coupe 4 pour l'ouvrir ou la fermer.
Avec un outil de coupe selon la présente invention, il est possible sans déplacement d'un doigt de commande d'un utilisateur, ou plus exactement quasiment sans déplacement, de commander l'ouverture et la fermeture de la lame de coupe. La forme de réalisation des figures 3 et 4 permet avantageusement de laisser le choix à l'utilisateur de choisir s'il préfère un outil commandé avec une course très faible ou bien un outil commandé avec une course comparable à celle à laquelle il est habitué de par son expérience avec des outils de l'art antérieur.
La solution proposée par la présente invention permet ainsi d'augmenter le confort d'utilisation d'un opérateur. Des essais ont montré que la commande de l'outil est intuitive pour l'opérateur qui maîtrise l'outil de coupe avec autant de précision qu'un outil de coupe à gâchette classique de l'art antérieur.
Un avantage de la présente invention est aussi de simplifier la structure de l'outil de coupe. En effet, pour une bonne gestion des outils de coupe motorisés de l'art antérieur, il est généralement prévu un capteur pour détecter la position de la gâchette. Il est de ce fait inutile de prévoir un aimant, un capteur à effet Hall ou similaire, des vis pour la fixation de ces éléments, etc.. Pour la forme de réalisation à gâchette fixe, il est inutile aussi de prévoir une articulation pour la gâchette, un ressort de rappel, ... . Il est également possible de réaliser une excellente étanchéité au niveau du capteur d'effort, tant à l'humidité qu'à l'encrassement dû par exemple à des débris de végétaux.
Le calibrage d'un outil de coupe selon la présente invention est également facilité par rapport à un outil de coupe de l'art antérieur. Avec un outil de l'art antérieur, il convient de régler l'électronique pour s'assurer que lorsque la gâchette arrive en fin de course, la lame de coupe est en position fermée et ne reste pas entr'ouverte. Avec un capteur d'effort selon la présente invention, l'utilisateur réalise lui-même intuitivement l'asservissement et commande la lame de coupe jusqu'à ce qu'elle parvienne dans sa position de fermeture.
Des variantes de réalisation de l'outil de coupe motorisé décrit ci- dessus peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.
Il est clair pour l'homme du métier à la lecture de la description qui précède que l'invention peut trouver une application pour tout type d'outil de coupe motorisé, destiné à la taille de végétaux ou autre, avec une structure telle celle divulguée dans le document FR-2 955 734 A1 ou toute autre structure antérieure ou postérieure à ce document.
Le type de capteur donné dans la description correspond à une forme de réalisation préférée. Il présente notamment une large bande passante dans le domaine des basses fréquences qui correspond aux fréquences de travail de l'outil. Un capteur de type piézo-électrique pourrait ici aussi être envisagé mais il convient alors d'adapter la stratégie d'acquisition et de traitement du signal du capteur pour s'adapter à cet autre type de capteur. On pourrait aussi envisager l'utilisation d'une jauge de contrainte, ou ... .
La mesure de l'effort par le capteur d'effort est une mesure d'un effort par "écrasement" du capteur d'effort, associée éventuellement à un micro- déplacement, c'est-à-dire un déplacement de quelques microns (10"6 m) à quelques centaines de microns. On pourrait envisager aussi une mesure d'un couple par exemple dans le cas de figure de la figure 2, la mesure d'un couple exercé sur l'axe de gâchette.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisations proposées par la description qui précède et aux variantes de réalisation évoquées. Elle concerne également les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1. Outil de coupe motorisé électroportatif destiné notamment à la taille de végétaux comportant :
- une lame mobile (4) par rapport à une contre-lame (2),
- un moteur électrique pour l'entraînement de la lame mobile (4), et
- des moyens de commande (20 ; 22) pour commander le déplacement de la lame mobile (4) par rapport à la contre-lame (2),
caractérisé en ce que les moyens de commande comportent un capteur d'effort (18).
2. Outil de coupe selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le capteur d'effort (18) est un capteur d'effort résistif comportant un composant dont la résistance varie sous l'effet d'une contrainte.
3. Outil de coupe selon la revendication 2, caractérisé en ce que le composant à résistance variable est encapsulé de manière étanche.
4. Outil de coupe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le capteur d'effort (18) est fixé sur une partie fixe (5) de l'outil de coupe et est recouvert d'un élément (20) réalisé dans un matériau souple déformable élastiquement.
5. Outil de coupe selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément (20) recouvrant le capteur d'effort est réalisé en élastomère.
6. Outil de coupe selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier présentant deux coques (16) avec un plan de jonction, en ce qu'un évidement est réalisé au niveau du plan de jonction pour le logement de l'élément (20) recouvrant le capteur d'effort (18), et en ce que le boîtier présente des moyens de maintien pour cet élément (20) recouvrant le capteur d'effort (18).
7. Outil de coupe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une gâchette (22) montée pivotante par rapport à une partie fixe (5) de l'outil de coupe de manière à pouvoir venir en appui sur le capteur d'effort (18).
8. Outil de coupe selon la revendication 7, caractérisé en ce que la course de la gâchette (22) est inférieure à 2°.
9. Outil de coupe selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une première gâchette (40) sous laquelle se trouve une seconde gâchette (42) destinée à venir en appui sur le capteur d'effort (18), ainsi que des moyens (54) amovibles permettant de solidariser la première gâchette (40) à la seconde gâchette (42), en ce que la première gâchette (40) et la seconde gâchette (42) sont montées sur un axe d'articulation (44) commun, et en ce qu'un ressort (48) est disposé entre la première gâchette
(40) et la seconde gâchette (42).
10. Outil de coupe selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première gâchette (40) comporte un ressort de rappel (50).
11. Outil de coupe selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une butée amovible permettant de limiter la course de la première gâchette (40).
12. Outil de coupe selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que les moyens de commande comportent une carte électronique présentant des moyens de pilotage du moteur, et en ce que le capteur d'effort
(18) est connecté à ladite carte électronique.
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