FR2653219A1 - Detecteur et procede de detection de verticalite, et base de maintien d'attitude d'un appareil. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un détecteur de verticalité. Elle se rapporte à un détecteur dans lequel une masse (6) est suspendue à une tige (5) qui peut pivoter par rapport à un organe de référence (1), la tige ayant, à son extrémité inférieure, des dispositifs de détection comprenant des interrupteurs (7) de lumière et des détecteurs photosensibles (8, 10, 11). Les vibrations obtenues par les signaux des capteurs, qui sont de préférence excités sous forme pulsée, permettent la détermination de la direction et de l'amplitude de l'inclinaison de l'organe de référence (1) par rapport à la verticale. Application au réglage de la verticalité d'un appareil de manutention de cargaison.

Description

La présente invention concerne un procédé de détec-

tion de la verticalité, un détecteur destiné à sa mise en oeuvre, et une base de maintien d'attitude qui utilise ce détecteur et qui permet le montage d'un mécanisme ou d'un appareil qui doit être positionné suivant un angle prédé- terminé par rapport au plan horizontal ou à l'axe vertical, et par exemple qui doit être placé en position parfaitement horizontale ou verticale. En outre, l'invention concerne un procédé de détection de la verticalité, un détecteur et une base de maintien d'attitude qui comporte un tel détecteur et qui supporte un mécanisme ou appareil de manière qu'un

plan incliné d'un angle voulu par rapport au plan horizon-

tal puisse être toujours être obtenu automatiquement, même si la surface de montage se déplace ou pivote constamment

toujours de façon aléatoire.

Il existe divers procédés détecteurs capables de

détecter la verticalité.

Si un objet dont la verticalité doit être détectée a une position fixe et stable, sa verticalité peut être détectée de manière satisfaisante par suspension d'une

masse à un morceau de ficelle.

Cependant, dans le cas o l'objet dont la vertica-

lité doit être détectée est de type mobile, par exemple une carrosserie mobile, un problème technique primordial se

pose lorsque la verticalité doit être détectée quantitati-

vement de la même manière que dans le cas de l'objet stable. En conséquence, un détecteur de verticalité capable

de détecter la verticalité d'un objet mobile a les inconvé-

nients de posséder une structure très compliquée et d'être

d'un coût élevé.

Jusqu'à présent, on a utilisé, pour la disposition parfaitement horizontale d'une machine précise ou d'un

appareillage de mesure, un dispositif d'ajustement d'hori-

zontalité. Un dispositif d'ajustement du type décrit est disposé de manière que des pieds à vérins à vis soient placés aux quatre coins d'une surface inférieure du châssis du dispositif, et les pieds sont tournés dans un sens ou

dans l'autre afin que l'horizontalité du châssis du dispo-

sitif soit obtenue.

En outre, il est souhaitable qu'un mécanisme ou un appareil destiné à être monté sur une surface dont l'incli- naison peut varier soit toujours placé horizontalement ou puisse toujours suivre le plan horizontal en faisant un

angle prédéterminé avec celui-ci quel que soit le déplace-

ment de la surface de montage. Cependant, les structures classiques n'ont pas rempli cette condition de manière satisfaisante. L'invention concerne donc un détecteur qui permet une détection stable, quantitative, rapide et précise de la verticalité d'un objet mobile même lorsque le détecteur est fixé à cet objet mobile tel qu'un poteau de support, une machine, un mécanisme ou un appareil qui peut être déplacé ou qui peut pivoter. En outre, l'invention concerne aussi un détecteur de verticalité donnant les caractéristiques précitées de détection et ayant une structure simple et un faible coût. En outre, l'invention concerne une base de

maintien d'attitude qui comporte le détecteur précité.

A cet effet, l'invention concerne un procédé de détection de verticalité qui comprend la suspension d'une masse à un organe de référence placé le long d'un axe vertical dans des conditions telles que la masse peut pivoter librement vers l'avant et vers l'arrière ainsi que vers la droite et vers la gauche et dans la direction

d'intersection dans le plan, la détection, dans la direc-

tion de pivotement de la masse, de l'état que prend la masse lorsqu'elle pivote librement, cet état étant détecté par un dispositif convenable de détection par exemple électrique, magnétique ou optique, et l'analyse du signal de détection indiquant la direction détectée de pivotement, si bien que l'inclinaison de l'organe de référence par

rapport à l'axe vertical est détectée.

Dans un autre aspect, l'invention concerne un détecteur de verticalité qui comporte un corps cylindrique vertical placé longitudinalement et constituant un organe de référence, une masse qui peut pivoter librement vers l'avant et vers l'arrière et à droite et à gauche et dans la direction d'intersection dans le plan, la masse étant suspendue au corps cylindrique principal par un corps de support de suspension, et un dispositif de détection électrique, magnétique, ou optique du pivotement de la

masse dans la direction de pivotement de cette masse.

Dans un autre aspect, l'invention concerne une base de maintien d'attitude destinée à un mécanisme ou à un appareil, et comprenant un organe de base sur lequel est monté le mécanisme ou l'appareil convenable et dont des parties d'extrémité sont supportées par un premier arbre

horizontal et un second arbre horizontal placé perpendicu-

lairement au premier arbre afin que l'organe de base puisse pivoter par rapport aux deux arbres, un troisième et un quatrième arbre capables de se déplacer vers le haut et vers le bas et destinés à supporter les autres parties d'extrémité de l'organe de base, et le détecteur destiné à détecter la verticalité, l'attitude ou l'inclinaison de l'organe de base, le détecteur étant associé à l'organe de base lors de l'utilisation de celui-ci comme plan de référence, les opérations autour du premier et du second arbre et autour du troisième et du quatrième arbre étant commandées en fonction des résultats du calcul du signal du

capteur de détection du détecteur.

Une masse suspendue à l'organe de référence, tel qu'un corps principal cylindrique, de manière que la masse

puisse pivoter librement au moins dans la direction d'in-

tersection du plan, commence à pivoter au moment précis o

le corps principal s'incline dans une direction quelconque.

L'oscillation libre qui commence ainsi provoque l'appari-

tion d'un état de vibration.

En conséquence, l'état de vibration ainsi réalisé est détecté par un dispositif de détection, par exemple un dispositif formant les signaux électriques, occupant une position correspondant à la direction de pivotement de la masse. Le signal de détection est analysé si bien que la direction et l'inclinaison du corps cylindrique principal

sont détectées.

La base de maintien d'attitude est réalisée de manière que les deux parties d'extrémité de l'organe de base sur lequel est monté un mécanisme ou un appareil soient supportées par le premier et le quatrième arbre. En outre, le détecteur est associé à l'organe précité de base de manière que celui-ci constitue le plan de référence. En conséquence, l'attitude de l'organe de base peut varier de degrés angulaires choisis par rapport à l'axe vertical ou à l'axe horizontal dans une plage comprise entre 0 et une valeur angulaire prédéterminée. L'organe de base peut en outre garder son attitude avec cette inclinaison de degré

angulaire prédéterminé.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mieux compris à la lecture de la description

qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins sur lesquels: la figure 1 est une coupe par un plan vertical représentant le corps principal d'un mode de réalisation de détecteur de l'invention; la figure 2 est une vue en plan qui représente un exemple de configuration du dispositif de détection selon l'invention; la figure 3a est un schéma illustrant un exemple de relation entre une tige de suspension, une masse et le dispositif de détection à l'état vertical; la figure 3b représente des formes d'onde du signal de sortie du dispositif de détection dans l'état représenté sur la figure 3a; la figure 4a est un schéma qui représente un exemple de disposition relative de la tige de suspension, de la masse et du dispositif de détection à l'état incliné; la figure 4b représente des formes d'onde d'un signal de sortie du dispositif de détection dans l'état représenté sur la figure 4a; la figure 5 est un diagramme synoptique d'exemple d'une partie de traitement d'un signal de détection;

la figure 6 est une vue en perspective qui repré-

sente, sous forme de squelette, une base de maintien d'attitude destinée à un mécanisme ou un appareil, et dans

laquelle le détecteur selon l'invention est utilisé.

Les figures 7a et 7b constituent un diagramme synoptique illustrant le fonctionnement lors du réglage de l'inclinaison de la base représentée sur la figure 6;

la figure 8 est une vue en perspective qui repré-

sente, de l'arrière, un camion sur lequel est monté un appareil de manutention de cargaison qui comporte un mécanisme de réglage et d'ajustement d'attitude horizontale selon une variante de la base de maintien d'attitude dans laquelle est incorporé le détecteur selon l'invention; la figure 9 est une vue en élévation latérale de la

partie supérieure de l'appareil de manutention de car-

gaison; et la figure 10 est une vue en élévation frontale

représentant une partie essentielle du mécanisme d'ajuste-

ment d'attitude horizontale représenté sur la figure 8 et

dont une partie est arrachée.

Sur la figure 1, la référence 1 désigne un corps cylindrique principal constituant l'organe de référence d'un détecteur VS selon l'invention. La référence 2 désigne un organe supérieur du corps principal 1, cet organe supérieur 2 ayant, dans sa partie centrale, un trou évasé qui joue le rôle d'un organe d'appui 3. Cet organe d'appui 3 peut avoir une autre configuration, par exemple celle

d'une surface concave.

La référence 4 désigne un organe de support d'une

tige 5 de suspension, l'organe 4 ayant une partie infé-

rieure sphérique 4a. La tige 5 de suspension supporte une masse 6 qui lui est suspendue, la partie supérieure passant dans un trou 4b formé dans la partie centrale de l'organe de support. Un ressort hélicoïdal 5a et un écrou 5b de

retenue de ressort sont associés à la partie d'introduc-

tion. Le ressort 5a réduit le frottement dû à la masse 6.

La longueur de la partie inférieure de la tige de suspension 5 est suffisante pour que la tige atteigne l'extrémité inférieure du corps 1. En outre, la masse 6 est fixée en position supérieure à la partie intermédiaire de

la tige 5 de suspension afin que la masse puisse se dépla-

cer verticalement.

L'ajustement de position verticale de la masse 6 est obtenu par exemple à l'aide du filetage et du taraudage formés sur la tige 5 et la masse 6 respectivement ou sur une structure disposée de manière que la masse 6 soit fixée à la tige 5 en permettant son déplacement, avant maintien en position fixe par une vis d'arrêt ou analogue. La masse 6 est fixée après que sa fréquence de vibration a été

ajustée. Lorsque la masse 6 est placée en position relati-

vement haute sur la tige 5, c'est-à-dire au voisinage du point de support, la fréquence de vibration augmente et la

précision de détection peut ainsi augmenter.

Grâce à la structure décrite comprenant les éléments précités 1 à 6, la masse est suspendue et supportée par la tige 5 d'une manière telle qu'elle peut se déplacer dans

toutes les directions dans le plan sous l'action de l'or-

gane d'appui 5 et de l'organe de support 6.

Cependant, l'invention n'est pas limitée à la structure précitée selon laquelle la masse 6 peut pivoter et vibrer librement dans le plan. Une autre structure peut être utilisée. Comme la masse est supportée de manière qu'elle puisse pivoter librement, elle pivote constamment

lorsque le corps principal 1 est légèrement incliné, c'est-

à-dire vibre. En conséquence, si le début de l'oscillation peut être détecté, la création de l'inclinaison peut aussi

être détectée.

Cependant, si la masse 6 a commencé à osciller par pivotement et lorsqu'un état vibrationnel s'est établi du fait de la poursuite du pivotement, la vibration est

détectée par les dispositifs de détection avant et arrière.

En conséquence, le côté vers lequel le corps principal est incliné et le degré d'inclinaison ne peuvent pas être

facilement détectés et distingués.

Selon l'invention, la création, la direction et le degré d'inclinaison peuvent être détectés rapidement et avec précision avec une structure simple, même lorsque le

type précité de vibration a été créé.

On décrit maintenant la structure.

La référence 7 représente une plaque plate de protection contre la lumière fixée à l'extrémité inférieure de la tige 5 de suspension, la plaque 7 ayant une forme rectangulaire en plan. Les références 8, 9, 10 et 11 représentent respectivement des dispositifs de détection qui comprennent par exemple des interrupteurs de lumière et

fixés à l'extrémité inférieure du corps principal cylin-

drique 1 qui constitue l'organe de référence, les disposi-

tifs 8, 9, 10 et 11 de détection étant disposés afin qu'ils maintiennent verticalement les côtés respectifs de la plaque 7 de protection. Il est préférable que la plaque 7 et les dispositifs 8 à 11 de détection soient placés à l'extrémité inférieure de la tige 5 de suspension dans la mesure du possible afin qu'ils détectent avec précision une

inclinaison de faible degré.

Les dispositifs 8 à 11 de détection ne créent pas un

signal lorsque le corps principal 1 est positionné vertica-

lement, c'est-à-dire lorsque le corps 1 et la tige 5 sont placés verticalement. Si le corps principal 1 est incliné par exemple vers la gauche, un signal est créé du côté de réception de lumière de l'interrupteur qui constitue le dispositif de détection 10. Si le corps 1 s'incline vers la partie intermédiaire comprise entre les dispositifs 8 et 10 de détection, c'est-à-dire s'incline en diagonale, deux

dispositifs de détection qui ont des positions correspon-

dantes créent des signaux.

En conséquence, lorsque les positions relatives de la plaque 7 et des dispositifs 8 à 11 de détection sont tels que représentés sur la figure 2 qui est une vue en plan, le signal de sortie du dispositif 8 de détection

indique l'inclinaison à droite du corps principal cylin-

drique 1 qui joue le rôle d'organe de référence. De même, le signal de sortie du dispositif 9 de détection indique l'inclinaison vers l'avant (inclinaison du côté opposé) du corps 1. Le signal de sortie du dispositif de détection 10 indique une inclinaison vers la gauche du corps 1 alors que le signal de sortie du dispositif de détection 11 indique une inclinaison vers l'arrière (vers ce côté) du corps principal 1. En outre, les signaux simultanés de sortie des dispositifs de détection 8 et 9, 9 et 10, 10 et 11 ou 11 et 8 respectivement indiquent une inclinaison en diagonale vers l'arrière et vers l'avant ou en diagonale vers la

droite et vers la gauche.

En conséquence, si le dispositif de détection qui a transmis le premier signal de sortie peut être distingué parmi les dispositifs 8 à 11, la direction d'inclinaison

initiale du corps cylindrique principal 1 peut être déter-

minée par rapport à l'axe vertical. En conséquence, le détecteur selon l'invention peut être utilisé de manière satisfaisante comme détecteur de verticalité grâce à la fonction précitée. Il est préférable que la structure soit disposée afin que les dispositifs de détection 8 et 10 qui sont en regard et des dispositifs de détection 9 et 11 qui sont en regard soient disposés par rapport à la plaque 7 de manière qu'une petite inclinaison du corps 1, par exemple de 1 , ne soit pas détectée. Ainsi, il est préférable qu'une zone d'insensibilité soit formée, à la place de la structure réalisée de manière que, lorsqu'une inclinaison précise du corps 1 est créée, un signal indiquant cette

inclinaison est immédiatement détecté.

La raison en est que, si la sensibilité à l'incli-

naison est excessivement grande, un phénomène de cliquetis

apparait dans le signal de sortie du dispositif de détec-

tion et rend difficile la détection de l'inclinaison.

On décrit maintenant la structure destinée à être fixée à un objet qui se déplace ou à un objet qui est incliné par rapport à un état de stabilité, avec détection rapide et précise de la verticalité de l'objet, selon l'invention. Le détecteur VS de verticalité décrit précédemment est disposé de manière que, si l'objet sur lequel le détecteur VS est monté s'incline, le pivotement de la tige de suspension dû au déplacement ou analogue de l'objet forme des vibrations continues car la tige 5, à laquelle est fixée la masse 6, est supportée par l'organe 3 d'appui au niveau de l'organe 4 de fixation d'une manière telle que l'organe 4 peut pivoter librement par rapport à l'organe

d'appui 3.

Si l'on suppose que le corps cylindrique 1 qui constitue l'organe de référence n'est pas incliné par rapport à l'axe vertical (voir figure Sa), les signaux créés par les vibrations de la masse 6 et détectés par exemple par les dispositifs 8 et 10 ont pratiquement la

même intensité comme indiqué sur la figure 3b.

Cependant, si le pivotement de la tige 5 se poursuit avec le corps 1 qui constitue l'organe de référence, avec une inclinaison par rapport à l'axe vertical (voir figure 4a), les dispositifs de détection placés dans la direction du pivotement précité, par exemple les dispositifs 8 et 10,

transmettent différents signaux de détection comme repré-

senté sur la figure 4B.

En conséquence, selon l'invention, la structure est réalisée de manière que les périodes pendant lesquelles des

signaux de sortie peuvent être obtenus à partir des dispo-

sitifs 8 et 10 de détection soient mesurées et que les périodes puissent être comparées. Dans une variante, la

structure est telle que les signaux de sortie des disposi-

tifs de détection 8 et 10 sont obtenus sous forme de signaux pulsés, et ceux-ci peuvent être comparés. En conséquence, le pivotement de l'objet vers le dispositif 8 ou 10 de détection, c'est-à-dire l'inclinaison, peut être détecté. En outre, le degré d'inclinaison est détecté par mesure et calcul du signal de sortie (surface de la forme d'onde ou nombre d'impulsions) du dispositif 8 par unité de temps.

Selon l'invention, la zone d'insensibilité à l'in-

clinaison, qui est mise en oeuvre même si la masse vibre, peut être réalisée de la manière suivante. La masse 6 pivote parfois librement sous l'action de l'objet auquel est fixé le corps principal 1 si ce corps 1 n'est pas incliné par rapport à l'axe vertical. Dans ce cas, les dispositifs 8, 10 et 9, 11 de détection, qui sont

placés dans la direction du pivotement précité, trans-

mettent pratiquement des signaux identiques de sortie.

En conséquence, la différence entre les signaux de sortie des paires de dispositifs de détection 8 et 10 et 9 et 11 est toujours reconnue, si bien qu'une zone neutre ou d'insensibilité dans laquelle le corps 1 n'est pas incliné est établie en l'absence de déplacement (ou pour un degré de déplacement inférieur à une valeur prédéterminée). Si une différence entre les signaux de sortie des deux paires de dispositifs de détection est captée, cela indique que le corps 1 est incliné dans la direction correspondante. Dans la structure dans laquelle chacun des interrupteurs de lumière constituant le dispositif 8 à 11 de détection est d'un type ayant une partie photoémissive qui transmet de la lumière pulsée à la partie photoréceptrice, le signal de détection est obtenu sous forme d'une onde pulsée. La sensibilité de détection ou la précision de détection du dispositif de détection du type décrit précédemment peut être éventuellement ajustée par modulation de la fréquence

de la lumière émise par la partie photoémissive.

Le dispositif de détection destiné à donner le

signal précité peut être remplacé par un codeur magnétique.

La figure 5 est un diagramme synoptique représentant un exemple d'une partie de traitement des signaux de sortie

des dispositifs respectifs de détection 8 à 11.

Sur la figure 5, les références 12 à 15 représentent des circuits de détection connectés respectivement aux il

dispositifs correspondants 8 à 11 de détection, les cir-

cuits 12 à 15 comprenant des circuits de mesure, à l'aide

d'impulsions d'horloge, du temps pendant lequel les dispo-

sitifs 8 à 11 de détection transmettent des signaux de sortie 8s à l1s et des circuits compteurs qui comptent le nombre d'impulsions des signaux de sortie 8s à lis des dispositifs de détection 8 à 11. Les références 16 à 19 représentent des circuits arithmétiques destinés à ajouter les signaux de sortie des circuits de détection 12 à 15, provenant de deux dispositifs de détection parmi les dispositifs 8 à 11, dans le cas o les deux dispositifs de

détection transmettent simultanément des signaux de sortie.

Chacun des circuits arithmétiques 16 à 19 a une porte (non représentée) qui est commandée en l'absence de signaux des

deux dispositifs de détection.

Les références 20 à 23 représentent respectivement

des circuits destinés à comparer les signaux des disposi-

tifs 8 à 11 de détection provenant des circuits 12 à 15 et 16 à 19. Les circuits 20 à 23 calculent la différence entre les valeurs détectées obtenues par les circuits 12 à 15 ou 16 à 19. Les valeurs ainsi obtenues sont transformées en signaux indiquant les angles, dans des circuits suivants de

sortie 24 à 27, avant transmission des signaux. En consé-

quence, le détecteur VS selon l'invention peut être utilisé

comme niveau parce que l'angle et la direction d'incli-

naison par rapport à l'axe vertical peuvent être détectés

sous forme de données numériques.

L'invention n'est pas limitée au procédé précité de traitement de signaux de sortie des dispositifs 8 à 11 de détection. Cependant, les signaux de sortie des circuits 24 à 27 doivent être traités de manière analogue dans la

partie de traitement.

Le détecteur précité de verticalité VS selon l'in-

vention peut être incorporé à une base de maintien d'atti-

tude destinée à un mécanisme ou un appareil comme repré-

senté sur la figure 6.

Ainsi, sur la figure 6, la référence 28 représente

un premier arbre horizontal qui, dans ce mode de réalisa-

tion, est disposé vers l'arrière de la figure. Les réfé-

rences 28a et 28b représentent des paliers destinés à

supporter le premier arbre 28 à deux extrémités de celui-

ci. La référence 29 désigne un second arbre placé horizontalement et perpendiculairement au premier arbre 28 en position intermédiaire de celui-ci. L'extrémité arrière (à droite sur le dessin) du second arbre 28 est supportée par un palier 29a afin qu'elle puisse tourner sur le

premier arbre 28.

L'extrémité avant (côté gauche de la figure) du

second arbre 29 a un arbre 29' de support placé perpendicu-

lairement au second arbre 29 et qui est placé parallèlement au premier arbre 28. Les deux extrémités de l'arbre 29' sont supportées par un troisième arbre 30 et un quatrième

arbre 31 qui sont pratiquement parallèles à l'axe vertical.

Le troisième et le quatrième arbre 30 et 31 sont

disposés de manière qu'ils puissent être soulevés vertica-

lement par des organes 30A et 31A de manoeuvre comprenant un vérin à moteur, un vérin pneumatique ou un mécanisme d'entraînement à vis. En conséquence, l'arbre de support 29' et le second arbre 29, c'est-à-dire le plan comprenant les deux arbres 29 et 29', peuvent être conservés avec une inclinaison d'angle nul par rapport à l'axe vertical ou au plan horizontal qui est perpendiculaire à l'axe vertical, grâce au soulèvement de l'organe de manoeuvre 30A et/ou 31A. Des parties d'articulation 30a et 31a placées entre les extrémités supérieures des deux organes de manoeuvre A et 31A et l'arbre 29' de support et les parties 30b et 31b de masse qui sont opposées aux extrémités supérieures

précitées, sont formées par des joints universels.

En conséquence, un exemple de base de maintien d'attitude selon l'invention peut être formé de manière

qu'elle comprenne le détecteur précité de verticalité (VS).

Ainsi, l'inclinaison du plan de référence H formé par le plan contenant le second arbre 29 et l'arbre de support 29', par rapport à l'axe vertical, est toujours détecté. En conséquence, les organes de manoeuvre 30A et 31A sont commandés, comme décrit dans la suite, afin que le plan horizontal H soit toujours horizontal par rapport à l'axe vertical.

On se réfère à la figure 7 sur laquelle les réfé-

rences 5 à 27 représentent les mêmes éléments que sur la figure 5. En conséquence, un signal indiquant l'angle et

transformé par les circuits 24 à 27 de sortie est transmis.

Ainsi, comme décrit dans la suite, le détecteur VS de verticalité est associé à un mécanisme assurant le

maintien horizontal permanent du plan horizontal de réfé-

rence H contenant les arbres 29 et 29' par rapport à l'axe vertical, par allongement des organes de manoeuvre 30A et 31A du troisième arbre 30 et du quatrième arbre 31 de la

base selon l'invention comme représenté sur la figure 6.

Si le plan horizontal H de référence contenant les arbres 29 et 29' de la base de maintien d'attitude selon l'invention est incliné par rapport à l'axe vertical et s'écarte d'une attitude horizontale, le corps principal du

détecteur VS s'incline aussi du même angle.

L'inclinaison est détectée par un ou deux disposi-

tifs de détection choisis parmi les dispositifs 8 à 11 incorporés au corps 1. L'inclinaison ainsi détectée est alors traitée dans la partie représentée sur la figure 7 qui assure le traitement du signal de détection de manière qu'il parvienne à des circuits 41 et 51 de commande de rotation de moteur 40 et 50 des organes de manoeuvre 30A et 31A. En conséquence, les moteurs 40 et 50 tournent vers l'avant ou vers l'arrière de manière que l'attitude du corps cylindrique 1 soit corrigée verticalement. Pour

simplifier la description, la rotation vers l'avant de

chaque moteur 40 et 50 est considérée comme étant réalisée dans le sens des aiguilles d'une montre alors que la rotation vers l'arrière de ces moteurs est dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. On décrit alors la

rotation des moteurs 40 et 50.

Le circuit de sortie 24 de la partie de traitement des signaux des dispositifs de détection transmet un signal de rotation vers l'avant ou vers l'arrière destiné à faire tourner le moteur 40 en fonction du signal de sortie des dispositifs de détection 8 et 10. De même, le circuit 25 de sortie transmet un signal de rotation vers l'avant ou vers l'arrière destiné à faire tourner le moteur 50 en fonction

des signaux de sortie des dispositifs de détection 9 et 11.

D'autre part, le circuit de sortie 26 transmet un signal de rotation vers l'avant et un signal de rotation vers l'arrière destinés à faire tourner les moteurs 40 et

d'après les signaux de sortie des dispositifs de détec-

tion 8, 11 et 9, 10. De même, le circuit 27 de sortie

transmet un signal de rotation vers l'avant ou vers l'ar-

rière destiné à faire tourner les moteurs 40 et 50 en fonction des signauxde sortie des dispositifs de détection

8, 9 et 10, 11.

La combinaison des signaux indiquant le sens de rotation des moteurs 40 et 50 et transmis par les circuits

et 27 peut varier, la description particulière des

combinaisons étant omise dans le présent mémoire.

Les circuits de commande 41 et 51 des moteurs 40 et 50 comprennent des circuits 41a et 51b d'instruction de

rotation vers l'avant, des circuits 41b et 51b d'instruc-

tion de rotation vers l'arrière et des parties de manoeuvre

41c et 51c des moteurs respectifs 40 et 50.

En conséquence, en fonction des signaux qui peuvent être obtenus à partir des dispositifs 8 à 11 de détection, des signaux de commande des moteurs 40 à 50 peuvent être obtenus afin qu'ils corrigent toujours la verticalité du

corps principal 1.

Comme décrit précédemment, dans la base de maintien d'attitude selon l'invention, l'inclinaison de l'organe de référence (corps principal cylindrique) par rapport à l'axe

vertical peut être détectée quantitativement. En consé-

quence, l'inclinaison de l'organe précité de référence est corrigée en fonction du signal de détection. En conséquence l'attitude du plan horizontal de référence H contenant les deux arbres 29 et 29' peut toujours être corrigée si bien que le plan peut être maintenu horizontalement par rapport

à l'axe vertical.

La description qui précède concerne une structure

capable de maintenir le plan horizontal de référence H de la base selon l'invention lorsque la surface sur laquelle

la base est montée s'incline. Cependant, la base de main-

tien d'attitude selon l'invention peut être réalisée afin que le plan horizontal de référence H suive l'inclinaison, en angle et en direction, et assure le maintien de cette

inclinaison.

Comme décrit précédemment, la base de maintien d'attitude selon l'invention maintient le plan horizontal

de référence H horizontalement indépendamment des déplace-

ments de la surface sur laquelle la base est montée ou assure toujours le maintien d'un angle prédéterminé. En conséquence, un effet excellent peut être obtenu dans le

cas suivant.

Par exemple, un appareil de manutention de cargaison ayant un bras qui tourne horizontalement et qui est monté

sur un camion rencontre un problème dû à l'effet indési-

rable du bras lorsque l'axe de rotation de celui-ci est incliné. En conséquence, la base de maintien d'attitude selon l'invention peut être utilisée dans un mécanisme assurant toujours le maintien de l'axe de rotation en position verticale. On décrit maintenant plus en détail, en référence aux figures 8 à 10, un exemple de structure du

type décrit précédemment.

La référence 61 désigne une cabine d'un camion, la référence 62 une plateforme de support de charge en forme de caisson placée derrière la cabine 61, et la référence 63 un organe de support tel qu'un poteau, formé d'un tube dans

cet exemple.

La référence 64 désigne une base de fixation d'un organe de support destinée à fixer verticalement l'organe 63 de support à la plate-forme 62 de manière que l'organe 63 soit dressé depuis la partie centrale pratiquement de la surface arrière de la cabine 61 dans cet exemple. L'organe 63 de support qui doit être dressé peut avoir une structure

télescopique afin que sa hauteur puisse varier.

La référence 65 désigne une équerre de support fixée à l'extrémité supérieure de l'organe 63 de manière que l'équerre 65 s'étende au-dessus de la surface supérieure de la cabine 61. La référence 61 représente un organe de fixation formé d'une plaque d'acier d'épaisseur convenable

et ayant une forme en T retourné pratiquement en plan.

L'extrémité avant de l'organe 66 de fixation est raccordée à la partie avant de l'équerre 65 par exemple par un joint universel 68. En conséquence, l'organe 66 de fixation peut s'incliner librement vers l'avant et vers l'arrière et vers la droite et vers la gauche par rapport à l'équerre 65 de support. La référence 67 représente un arbre rotatif fixé verticalement à la face supérieure de la partie centrale 66a de l'organe 66 de fixation, de ce côté du dessin. La partie d'extrémité arrière d'un premier organe 69a de bras d'un appareil 69 de manutention de cargaison décrit dans la

suite est fixée à l'arbre rotatif 67.

La référence 69 représente un appareil de manuten-

tion de cargaison du type tel que le bras tourne dans un plan. Le premier organe précité de bras 69a de l'appareil 69 est réalisé de manière qu'une articulation 69b soit formée à l'extrémité arrière du premier organe 69a. Du fait de l'articulation 69b, le premier organe 69 de bras peut être fixé à un arbre vertical 67 qui permet sa rotation et constitue un arbre rotatif. La référence 69c désigne un second organe de bras de l'appareil 69 de manutention de cargaison, ce second bras 69c étant raccordé à l'extrémité avant du premier organe 69a par l'intermédiaire d'un arbre

vertical 69d.

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La référence 69e représente une sangle constituant un organe allongé suspendu à l'extrémité avant du second organe 69c. La référence 69f désigne un organe de support

de cargaison tel qu'un crochet, et la référence 69g repré-

sente un mécanisme d'enroulement de la sangle 69e consti- tuant l'organe allongé, le mécanisme d'enroulement 69g étant placé à l'extrémité arrière du second organe 69c. Le

mécanisme d'enroulement 69g comporte un moteur, un décélé-

rateur et un tambour d'enroulement.

Bien que l'appareil 69 décrit comporte deux organes 69a et 69c de bras, il peut en comporter un seul ou trois

ou plus. En outre, l'organe de bras peut avoir une struc-

ture télescopique de manière qu'il puisse s'allonger et se raccourcir le cas échéant. L'organe télescopique peut être avantageusement utilisé au moment de la manutention de la cargaison car la plage de déplacement de la cargaison peut

éventuellement être agrandie ou raccourcie.

Du fait de l'action du joint universel 68 placé à l'extrémité avant de l'équerre 65, l'organe 66 de fixation peut s'incliner vers l'avant et vers l'arrière et vers la droite et vers la gauche. En conséquence, l'arbre 67 peut s'incliner vers l'avant et vers l'arrière et vers la droite et vers la gauche par rapport à la direction verticale. En conséquence, l'attitude de l'appareil de manutention peut être ajustée éventuellement. Ainsi, lorsque la plate-forme 62 de transport de cargaison est inclinée vers l'arrière, vers l'avant, vers la droite ou vers la gauche, l'organe 63 de support s'incline vers l'arrière et vers l'avant ou vers la droite et vers la gauche par rapport à la direction verticale. En conséquence, l'inclinaison du dispositif 69 peut être évitée par maintien de l'organe 66 de fixation afin qu'il ait une attitude horizontale, c'est-à-dire par

maintien de l'arbre rotatif 67 en position verticale.

On décrit maintenant, en référence aux figures 9 et 10, la structure d'un mécanisme d'ajustement d'attitude horizontale selon une variante de la base de maintien d'attitude comprenant le détecteur VS selon l'invention, et

réalisé d'après les considérations qui précèdent.

* Les références 100 et 101 représentent respective-

ment des vérins à moteur dont les tiges respectives 100a et 0lla peuvent coulisser. Les extrémités inférieures des vérins 100 et 101 sont fixées à des organes de support 102 et 103 qui sont disposés à droite et à gauche de la partie intermédiaire de l'organe 63 de support. Les extrémités avant des tiges 100a et 0lla sont fixées aux surfaces inférieure droite et inférieure gauche de ce côté de l'organe 66'de fixation par des joints universels 10Ob et lb. Sur les dessins, les références 10Oc et 101c désignent des moteurs, les références 10Od et 101d désignent des vis d'entraînement, et les références 100e et lO1e représentent des écrous destinés à coopérer avec les

tiges 10Oa et 101ba.

En conséquence, lorsque les tiges 10Oa et lOba des vérins 100 et 101 sont déplacées vers le haut ou vers le bas simultanément et du même degré, l'organe 66 de fixation pivote verticalement par rapport à un arbre horizontal latéral 68a du joint universel 68. En outre, lorsque les tiges 0l0a et 10la sont déplacées respectivement vers le haut et vers l'arrière ou vers l'arrière et vers le haut, l'organe 66 de fixation pivote vers la droite et vers la gauche par rapport à l'arbre longitudinal horizontal 68b du joint universel 68, l'organe 66 pivotant comme décrit

précédemment par rapport à l'organe de support 63.

Une autre structure peut être utilisée à titre de variante de la structure dans laquelle les vérins 100 et 101 sont utilisés, la structure étant réalisée de manière que les arbres 68a et 68b du joint universel 68 puissent être déplacés angulairement par rotation d'un organe rotatif de manoeuvre tel qu'un moteur (qui n'est pas représenté). En conséquence, selon l'invention, la verticalité de l'arbre rotatif 67 peut être ajustée par inclinaison alternative de l'organe 66 vers l'avant et vers l'arrière et vers la gauche et vers la droite, sur la plate-forme 62

de transport de charge.

La verticalité de l'arbre 67 peut être détectée par un détecteur VS de verticalité placé coaxialement à l'arbre 67 et le fonctionnement des vérins 100 et 101 est commandé

d'après le signal de sortie du détecteur VS.

En outre, la base selon l'invention peut être utilisée dans un appareil réalisé de manière que la base soit fixée à une cabine d'une machine de travaux publics ayant des chenilles ou des roues et un dispositif de support de charges analogue à une grue, qui utilise une tringlerie parallèle sous forme d'un pantographe, fixée à - la surface horizontale de référence de la base. En outre, on peut utiliser, comme base de montage, un dispositif sur

lequel est montée une antenne destinée à suivre un satel-

lite artificiel, comme base de montage sur laquelle est montée une machine d'un véhicule mobile de travaux publics, ou comme base de montage d'une machine d'un navire ou d'un aéronef. En conséquence, l'inclinaison comprise entre la direction horizontale et un angle voulu peut être obtenue comme décrit précédemment par rapport au plan horizontal de

référence de la base de montage.

Comme décrit précédemment, la structure selon l'invention est réalisée de manière que le pivotement de la masse suspendue dans l'organe de référence, tel que le corps cylindrique principal, et dû à l'inclinaison de l'organe de référence dans une certaine direction, soit transformé en vibrations. Les vibrations ainsi obtenues sont détectées par au moins quatre dispositifs de détection afin que ceux-ci transmettent des signaux de sortie. Des dispositifs de détection sont analysés de manière que l'existence, la direction et le degré d'inclinaison de l'organe de référence puissent être détectés rapidement et

avec précision.

En conséquence, le procédé et le détecteur selon l'invention permettent une détection facile, précise et rapide de la verticalité d'un objet, même lorsque celui-ci, auquel le détecteur selon l'invention est fixé, se déplace ou pivote lui-même. En conséquence, le procédé et le détecteur selon l'invention peuvent être utilisés dans des domaines très divers. En outre, dans la base de maintien d'attitude selon l'invention, une base de montage sur laquelle est disposé un mécanisme ou un appareil, peut être réalisée de manière que son inclinaison puisse être maintenue ou modifiée en fonction de l'inclinaison voulue, cette inclinaison pouvant être une inclinaison nulle par rapport à l'axe vertical ou

au plan horizontal qui est perpendiculaire à l'axe verti-

cal. En conséquence, la base de maintien d'attitude selon l'invention peut être utilisée avantageusement comme base de montage d'une machine de précision, d'une machine de mesure, d'une antenne parabolique de communications ou analogue qui doit être montée avec précision quant à son

angle de montage (surface).

Comme la correspondance angulaire avec l'angle voulu précité peut être obtenue par commande vers l'avant ou vers l'arrière de l'organe de manoeuvre qui supporte le plan horizontal de référence H de la base de montage selon l'invention d'après l'angle détecté par le capteur de détection angulaire tel que le détecteur de verticalité, un

ajustement angulaire automatique peut être réalisé facile-

ment et rapidement, avec des économies de main d'oeuvre. En outre, le mécanisme capable d'exécuter cette opération peut être réalisé d'une manière très simple. En conséquence, une base de maintien d'attitude ayant un fonctionnement précis

peut être fabriquée à un coût réduit.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédé, détecteur et base de maintien d'attitude qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir

du cadre de l'invention.

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Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé de détection de verticalité, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

la suspension d'une masse (6) à un organe de réfé-

rence (1) placé suivant l'axe vertical, dans un état tel que la masse peut pivoter librement vers l'avant et vers l'arrière et vers la droite et vers la gauche et dans la direction d'intersection du plan, la détection, dans la direction de pivotement de la masse, de l'état dans lequel la masse (6) pivote lorsque la masse pivote librement, cet état étant détecté par des

dispositifs convenables de détection (8-11) tels qu'élec-

triques, magnétiques ou optiques, et l'analyse d'un signal de détection indiquant la direction détectée de pivotement, si bien que l'inclinaison de l'organe de référence est détectée par rapport à l'axe vertical.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de détection est analysé de manière que,

lorsque les signaux transmis par les dispositifs de détec-

tion (8-11) sont pratiquement les mêmes vers l'avant et vers l'arrière ou vers la droite et vers la gauche, il est déterminé que l'organe de référence (1) n'est pas incliné vers l'avant ou vers l'arrière ou vers la droite ou vers la gauche par rapport à l'axe vertical, alors que, lorsqu'il

existe un écart entre les signaux détectés, il est déter-

miné que l'organe de référence est incliné.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que l'inclinaison de l'organe de réfé-

rence par rapport à l'axe vertical est détectée de manière que l'existence ou la direction au moins et l'amplitude d'inclinaison soient détectées en fonction du signal de

sortie des dispositifs de détection (8-11).

4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que le signal de sortie tiré des dispo-

sitifs de détection (8-11) est analysé par comparaison des niveaux des signaux des dispositifs de détection qui sont

opposés dans la direction de pivotement de la masse (6).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 4, caractérisé en ce que les signaux de sortie des dispositifs de détection (8 à 11) sont sous forme de

signaux pulsés.

6. Détecteur de verticalité, caractérisé en ce qu'il comprend:

un corps principal cylindrique (1) disposé longitu-

dinalement et constituant un organe de référence, une masse (6) qui peut pivoter librement vers l'avant et vers l'arrière et vers la droite et vers la gauche et dans la direction d'intersection du plan, la masse étant suspendue dans le corps principal cylindrique par un corps de support par suspension, et des dispositifs de détection (8-11) destinés à détecter électriquement, magnétiquement ou optiquement le pivotement de la masse dans la direction de pivotement de celle-ci.

7. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pivotement de la masse (6) est accentué ou poursuivi par application d'une force externe telle qu'une force d'élasticité d'un ressort (5a) ou une force magnétique.

8. Détecteur selon l'une des revendications 6 et 7,

caractérisé en ce que le frottement en un point de suspen-

sion de la masse (6) est réduit par interposition d'un

ressort (Sa).

9. Détecteur selon l'une quelconque des revendica-

tions 6 à 8, caractérisé en ce que la masse (6) est suspen-

due au voisinage du point auquel la masse est suspendue et supportée et la position verticale de la masse est réglable afin que la fréquence de pivotement de la masse puisse être réglée, et les dispositifs de détection (8-11) sont placés à proximité de l'extrémité inférieure du corps de support, à distance du point auquel la masse est suspendue et

supportée afin que la sensibilité de détection soit accrue.

10. Détecteur selon l'une quelconque des revendica-

tions 6 à 9, caractérisé en ce que, lorsque la masse (6) a une position stable en direction sensiblement verticale ou lorsque la masse pivote sans se déplacer vers l'avant ou vers l'arrière ou vers la droite ou vers la gauche par rapport à l'axe vertical, aucun signal n'est créé dans chacun des dispositifs de détection (8-11) o une zone d'insensibilité est formée, les signaux de sortie des dispositifs opposés de détection se compensant mutuellement

dans cette zone.

11. Base de maintien d'attitude destinée à supporter un mécanisme ou un appareil, caractérisée en ce qu'elle comprend: un organe de base sur lequel est monté un mécanisme ou un appareil convenable et dont des parties d'extrémité sont supportées par un premier arbre horizontal (28) et un second arbre horizontal (29) placé perpendiculairement au premier arbre afin que l'organe de base puisse pivoter -par rapport aux deux arbres, un troisième et un quatrième arbre (30, 31) qui peuvent se déplacer vers le haut et vers le bas et qui sont destinés à supporter les autres parties d'extrémité de l'organe de base, et

le détecteur (VS) selon l'une quelconque des reven-

dications 6 à 10, disposé afin qu'il détecte la vertica-

lité, l'horizontalité ou le degré d'inclinaison de l'organe de base, le détecteur étant associé à l'organe de base qui joue le rôle d'un plan de référence, les manoeuvres du premier et du second arbre (28, 29) et celles du troisième et du quatrième arbre (30, 31) étant commandées en fonction du résultat d'un calcul portant sur les signaux de sortie des capteurs du détecteur (VS).

12. Base selon la revendication 11, caractérisée en ce que le troisième et le quatrième arbre (30, 31) sont destinés à être déplacés vers le haut et vers le bas par un

organe de manoeuvre (30A, 31A) tel qu'un vérin à moteur.

13. Base selon la revendication 11, caractérisée en ce que le premier et le second arbre (28, 29) reçoivent une force déterminée de rotation appliquée par un organe

rotatif de manoeuvre tel qu'un moteur muni d'un réducteur.

14. Base selon l'une des revendications 12 et 13,

caractérisée en ce qu'un détecteur (VS) d'inclinaison destiné à détecter la verticalité, l'horizontalité ou l'inclinaison de l'organe de base est disposé de manière que l'organe de base constitue le plan de référence (H) , et le fonctionnement d'un organe rotatif de manoeuvre d'un premier et d'un second arbre de l'organe de base ou d'un organe de manoeuvre d'un troisième arbre et d'un quatrième arbre est commandé d'après le résultat d'un calcul portant

sur les signaux donnés par le détecteur.