FR2883534A1 - Systeme de securite pour vehicule industriel a benne basculante - Google Patents
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Abstract
Système de sécurité apte à prévenir et éviter tout risque de collision entre une benne (1) de véhicule industriel (2) et un obstacle (3, 13) situé à proximité de ladite benne (1), caractérisé en ce qu'il comporte :- un dispositif de détection (4) d'obstacles (3, 13) solidarisé au niveau du point le plus haut de la benne (1) lors de sa levée, ledit dispositif (4) comportant des moyens de visée (5, 15) selon au moins une direction de visée (6, 16) déterminée ;- des moyens d'asservissement (10) aptes à maintenir constante ladite direction de visée (6, 16) du dispositif de détection (4), quelle que soit la position de la benne (1), sa vitesse de déplacement et son accélération ;- des moyens de commande (20) de la descente automatique de la benne (1), lorsqu'un obstacle (3, 13) est détecté par le dispositif de détection (4).
Description
SYSTEME DE SECURITE POUR VEHICULE INDUSTRIEL A BENNE BASCULANTE
Domaine technique L'invention se rapporte à un système de sécurité destiné à être rapporté sur un véhicule industriel muni d'une benne de chargement. Un tel type de véhicule présente également des moyens motorisés permettant d'effectuer le déplacement de la benne au fur et à mesure de sa rotation, et ainsi permettre le déversement de son contenu. Lors de cette opération, le véhicule peut également être en mouvement et notamment selon un mouvement de marche arrière. Dans ce cas, le conducteur n'a aucune visibilité et il est possible que la benne heurte un obstacle accidentellement. De nombreux accidents ont ainsi été causés par la présence de lignes électriques venant en contact avec la structure métallique de la benne, ces accidents pouvant occasionner de graves séquelles au conducteur du véhicule.
Elle vise plus particulièrement un dispositif apte à détecter un obstacle et à commander la descente de la benne lorsque l'obstacle entre dans le champ de détection du dispositif.
Art antérieur De façon générale, les systèmes de sécurité équipant des véhicules de façon à éviter leur collision avec d'autres véhicules ou un obstacle, sont solidarisés à des parties fixes du véhicule. On connaît notamment de nombreux systèmes de sécurité comportant une pluralité de capteurs agencés sur un pare-choc de véhicule. Ces capteurs sont par conséquent solidarisés au véhicule par une liaison encastrement et ne présentent par conséquent aucun degré de liberté par rapport au véhicule.
Cependant, ce type de système de sécurité n'est pas adapté aux véhicules industriels comportant une benne mobile par rapport au châssis du véhicule, et qui peut donc entrer en collision avec des obstacles situés à différentes altitudes. En effet, la benne d'un tel véhicule peut se déplacer à la fois en translation lorsque le véhicule est en mouvement et en rotation lorsque le vérin hydraulique de commande est actionné. Il serait alors nécessaire de positionner un très grand nombre de capteurs en liaison encastrement avec la benne et de les décaler régulièrement en fonction de leur résolution angulaire.
Le traitement des signaux émis par les différents capteurs serait alors complexe à mettre en oeuvre et l'analyse de la présence d'un obstacle pourrait générer un temps de traitement important.
Ainsi, le but de l'invention est de permettre la détection de tout obstacle pouvant entrer en collision avec une benne d'un véhicule industriel, et ce en un temps de traitement très court.
Un autre objectif de l'invention est de commander la descente automatique de la benne si un obstacle est détecté.
Exposé de l'invention L'invention concerne donc un système de sécurité apte à prévenir et éviter tout risque de collision entre une benne de véhicule industriel et un obstacle situé à proximité de la benne.
Il se caractérise par le fait qu'il comporte: - un dispositif de détection d'obstacles solidarisé au niveau du point le plus haut de la benne lors de sa levée, le dispositif comportant des moyens de visée selon au moins une direction de visée déterminée; - des moyens d'asservissement aptes à maintenir constante la direction de visée du dispositif de détection, quelle que soit la position de la benne, sa vitesse de déplacement et son accélération; - des moyens de commande de la descente automatique de la benne, lorsqu'un obstacle est détecté par le dispositif de détection.
Autrement dit, un dispositif de détection est positionné sur la benne de façon à être positionné dans une zone la plus haute de la benne lors de sa levée pour réaliser le déversement de son contenu notamment. Ce dispositif de détection comporte des moyens de visée qui peuvent être orientés selon plusieurs directions de façon à détecter des obstacles positionnés à différents endroits de l'espace environnant la benne.
Des moyens d'asservissement permettent alors de piloter le dispositif de détection de façon à modifier sa position par rapport à la benne et à orienter les moyens de visée selon la direction de visée déterminée. Ces moyens d'asservissement peuvent avantageusement permettre d'amortir les régimes transitoires dans lesquels la benne peut osciller légèrement.
Lorsqu'un obstacle pénètre dans le champ de visée du dispositif de détection, des moyens de commande permettent de faire descendre automatiquement la benne et ainsi éviter une collision. En effet, dans certains cas, le temps de réaction du chauffeur du véhicule n'est pas suffisant pour lui permettre d'immobiliser son véhicule lors d'une phase de marche arrière notamment et du principalement à l'inertie d'un tel véhicule rempli de son chargement.
Avantageusement, la direction de visée peut être sensiblement parallèle au sol sur lequel circule le véhicule et peut être orientée selon le sens de circulation du véhicule..
En d'autres termes, le dispositif de détection permet de détecter des obstacles se trouvant dans une zone située à l'arrière du véhicule lorsque le véhicule circule en marche arrière. Inversement lorsque le véhicule circule en marche avant, le dispositif de détection permet de détecter des obstacles se trouvant dans zone avant du véhicule.
En pratique, les moyens de visée peuvent être orientés selon une seconde direction de visée sensiblement perpendiculaire au sol sur lequel circule le véhicule, et est orientée vers le haut.
Ainsi, le dispositif permet de détecter des obstacles positionnés audessus du véhicule avec lesquels la benne peut rentrer en collision lors de sa levée, et ce même lorsque le véhicule se trouve à l'arrêt.
Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de détection peut comporter une pluralité de capteurs à ultrasons. En effet, trois capteurs peuvent notamment permettre de couvrir la largeur de la benne. Ces trois capteurs réalisent un balayage dans une zone dont sa hauteur est sensiblement d'un mètre et la largeur de l'ordre de trois mètres. Lorsqu'un objet tel un fil électrique de cinq millimètres de diamètre pénètre dans la zone située par exemple entre 3,5 et 4 m du capteur, celui-ci est détecté.
Le dispositif de détection peut également comporter des capteurs de type laser qui permettent de détecter des obstacles situés à une distance plus importante que les capteurs à ultrasons et qui sont par conséquent bien adaptés à la visée horizontale orientée vers l'avant du véhicule lorsque celui-ci circule en marche avant notamment.
Avantageusement, le dispositif de détection peut être agencé en liaison pivot par rapport à la benne.
Autrement dit, une articulation entre le dispositif et la benne permet au dispositif d'effectuer un déplacement en rotation autour d'un axe par rapport à la benne. L'axe de rotation peut notamment être positionné sensiblement parallèlement par rapport au châssis du véhicule.
En pratique, les moyens d'asservissement peuvent comporter un moyen d'entraînement pour piloter la rotation de la liaison pivot du dispositif de détection par rapport à la benne lors de sa levée ou de sa descente.
En d'autres termes, le mouvement de rotation peut être commandé différents moyens d'entraînement et par exemple par un moteur électrique à courant continu ou pas à pas qui peut être solidarisé à l'intérieur du dispositif de détection. Son alimentation peut être inversée de façon à suivre les mouvements de la benne dans les deux sens, lors de sa montée ou de sa descente. L'axe entraîné par le moyen d'entraînement peut alors comporter un frein ou limiteur de couple de manière à éviter son endommagement si une manipulation manuelle du dispositif détection est effectuée accidentellement.
Selon un mode de réalisation particulier, les moyens d'asservissement peuvent recevoir des informations fonction de l'inclinaison de levée de la benne et de l'inclinaison du véhicule pour corriger en temps réel la commande du moyen d'entraînement.
Ainsi, des dispositifs tels que des inclinomètres sont rapportés au niveau de la benne et du châssis du véhicule. Une comparaison entre ces deux valeurs permet alors de connaître l'angle relatif entre la benne et un plan horizontal, de façon à adapter la direction de levée du dispositif.
Avantageusement, les moyens de commande de la descente automatique de la benne peuvent agir sur un circuit pneumatique de commande du vérin hydraulique apte à déplacer la benne.
De cette manière, les moyens de commande émettent un signal électrique qui, lorsqu'un obstacle est détecté, est transmis à une électrovanne. Cette électrovanne modifie alors le circuit d'alimentation pneumatique du vérin hydraulique et commande sa descente.
En pratique, le système de sécurité peut comporter des moyens aptes à générer une information sensitive sonore, visuelle ou vibratoire lorsqu'un obstacle est détecté par le dispositif de détection. Cette information est alors perceptible par le conducteur du véhicule. En effet, il est préférable d'alerter le conducteur du véhicule lorsqu'un obstacle est détecté. Celui-ci peut alors immobiliser son véhicule ou effectuer une marche avant pour sortir du champ de l'objet si celui-ci se trouve audessus de la benne. Cependant, une sécurité supplémentaire peut être apportée de façon à ce que la benne continue de descendre pendant une période déterminée qui peut être à raison de deux secondes après la fin de la détection de l'obstacle.
Le système de sécurité peut, lorsque la benne est au repos, être commuté dans un 30 mode de veille. Dans ce cas, la levée de la benne déclenche alors la mise sous tension du système de sécurité, par exemple lorsque l'angle de la benne dépasse un angle de 20 .
Description sommaire des figures
La manière de réaliser l'invention et les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées dans lesquelles: ^ la figure 1 est une vue schématique de profile d'un véhicule industriel équipé du système de sécurité, conforme à l'invention; ^ la figure 2 est une variante de la figure; ^ la figure 3 est un schéma logique du fonctionnement du système de sécurité.
Manière de réaliser l'invention Comme déjà évoqué, l'invention concerne un système de sécurité destiné à prévenir et éviter tout risque de collision entre une benne de véhicule industriel et un obstacle.
Tel que représenté en figure 1, le véhicule industriel (2) est un camion de type porteur équipé d'une benne (1) basculante. Avantageusement, lorsque l'inclinaison de la benne est comprise dans le secteur angulaire a, le système de sécurité reste en veille. Selon un mode de réalisation particulier, l'angle a peut être voisin de 20 .
Lorsque la benne pénètre dans le secteur angulaire (3, le système de sécurité est alors automatiquement mis sous tension.
Selon l'invention, ce système de sécurité comporte un dispositif de détection (4) positionné au niveau du point le plus haut de la benne, et notamment au niveau de la casquette de la benne (1). Selon cette représentation, le dispositif de détection (4) présente un moyen de visée (5) orienté selon une direction (6). Lorsqu'un obstacle (3) se présente dans le champ de visée du moyen (5), il est alors détecté et l'information est transmise à des moyens de commande pour la descente automatique de la benne (1).
Un inclinomètre (8) peut être rapporté sur le châssis du véhicule (2), de façon à corriger l'inclinaison de la direction de visée (6) lorsque le sol (7) est en pente. En effet, il est avantageux de détecter des obstacles (3) situés à la même altitude par rapport au sol (7) que le point le plus haut du véhicule.
Tel que représenté en figure 2, le dispositif de détection (4) peut comporter plusieurs moyens de visée (5,15) orientés selon deux directions de visée (6,16). Le moyen de visée (5) peut notamment comporter trois capteurs à ultrasons régulièrement espacés sur toute la largeur de la benne (1). De cette façon, il est possible de balayer une surface arrière aussi large que la largeur de la benne. Les moyens de visée (15) peuvent quant à eux notamment comporter deux capteurs à ultrasons de façon à détecter un obstacle (13) positionné au-dessus de la benne (1).
Par exemple, la précision de visée peut être de 0,2 environ. Cette précision peut être atteinte au moyen d'un réétalonnage automatique du dispositif de visée à chaque mis sous tension.
Tel que représenté en figure 3, le système de sécurité comporte des moyens d'asservissement (10) qui reçoivent des informations issues de deux capteurs d'inclinaison (8,9). Un premier capteur d'inclinaison (9) est solidarisé à la benne (1) du véhicule, et un second capteur d'inclinaison (8) est quant à lui positionné au niveau du châssis porteur du véhicule (2).
Les moyens d'asservissement (10) peuvent comporter un moteur à courant continu (11) apte à orienter l'inclinaison des capteurs (5,15) en fonction des valeurs mesurées par les deux capteurs d'inclinaison (8,9).
La présence d'un obstacle (3,13) détecté par l'un des moyens de visée (5, 15) est alors transmise à une unité de commande (20). Cette unité de commande peut notamment être mise sous tension au moyen d'un interrupteur (21) à clé. Lorsque les moyens de commande (20) reçoivent l'information de la présence d'un obstacle, ils pilotent alors des électrovannes positionnées au niveau d'un circuit pneumatique (30) de commande du vérin hydraulique apte à déplacer la benne.
Selon un mode de réalisation particulier, l'unité de commande (20) peut également alerter le conducteur du véhicule grâce à des moyens (40) aptes à générer une information sensitive, sonore, visuelle ou vibratoire.
Le conducteur peut alors stopper son véhicule (7) puis manoeuvrer de façon à éviter la collision.
Selon une autre variante, les moyens de commande (20) peuvent également piloter automatiquement le freinage du véhicule (2) afin d'éviter la collision lorsque le véhicule est en mouvement.
Il ressort de ce qui précède qu'un système de sécurité conforme à l'invention 10 présente de nombreux avantages, et notamment: ^ il permet d'éviter la collision d'une benne avec un obstacle se trouvant à proximité ; ^ il anticipe le temps de réflexion du conducteur et l'inertie du véhicule en pilotant automatiquement la descente de la benne lorsqu'un obstacle est 15 détecté.
Claims (9)
1. Système de sécurité apte à prévenir et éviter tout risque de collision entre une benne (1) de véhicule industriel (2) et un obstacle (3, 13) situé à proximité de ladite benne (1), caractérisé en ce qu'il comporte: un dispositif de détection (4) d'obstacles (3, 13) solidarisé au niveau du point le plus haut de la benne (1) lors de sa levée, ledit dispositif (4) comportant des moyens de visée (5, 15) selon au moins une direction de visée (6, 16) déterminée; des moyens d'asservissement (10) aptes à maintenir constante ladite direction de visée (6, 16) du dispositif de détection (4), quelle que soit la position de la benne (1), sa vitesse de déplacement et son accélération; - des moyens de commande (20) de la descente automatique de la benne (1), lorsqu'un obstacle (3, 13) est détecté par le dispositif de détection (4).
2. Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la direction de visée (6) est sensiblement parallèle au sol (7) sur lequel circule le véhicule (2) et est orientée selon le sens de circulation du véhicule.
3. Système de sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de visée (15) sont orientés selon une seconde direction de visée (16) sensiblement perpendiculaire au sol (7) sur lequel circule le véhicule (2) et est orientée vers le haut.
4. Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection (4) comporte une pluralité de capteurs à ultrasons (5, 15).
5. Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection (4) est agencé en liaison pivot par rapport à la benne (1).
6. Système de sécurité selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement (10) comportent un moyen d'entraînement (11) pour piloter la rotation de la liaison pivot du dispositif de détection (4) par rapport à la benne (1) lors de sa levée ou de sa descente.
- 10 -
7. Système de sécurité selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement (10) reçoivent des informations fonction de l'inclinaison de levée de la benne (1) et de l'inclinaison du véhicule (2) pour corriger en temps réel la commande du moyen d'entraînement (11).
8. Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande (20) de la descente automatique de la benne (1) agissent sur un circuit pneumatique (30) de commande du vérin hydraulique apte à déplacer la benne (1).
9. Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (40) aptes à générer une information sensitive sonore, visuelle ou vibratoire lorsqu'un obstacle est détecté par le dispositif de détection, ladite information étant perceptible par le conducteur du véhicule.
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| US8768583B2 (en) | 2012-03-29 | 2014-07-01 | Harnischfeger Technologies, Inc. | Collision detection and mitigation systems and methods for a shovel |
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- 2005-03-25 FR FR0550785A patent/FR2883534B1/fr not_active Expired - Fee Related
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