FR3077226A1 - ERGONOMIC DEVICE FOR INCREASING THE WEIGHT OF MANUAL ELECTRIC TOOLS EQUIPPED WITH BATTERY PACK - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif permettant de déplacer ergonomiquement et avec sécurité les batteries autour de la taille du manipulateur pouvant ainsi entrainer une éventuelle augmentation de puissance électrique. Il est constitué d'une ceinture de type cartouchière (1) sur laquelle sont réparties équitablement deux fois cinq duos de batteries lithium (2) de 3,75volts/5,2ampères autour d'un boitier de contrôle (10) contenant les circuits électroniques qui controleront le fonctionnement de celles-ci en décharge et en charge. La puissance disponible est de deux fois 18v/90w. Le poids total est d'environ 1kg. Un cable conducteur (19) aux normes en vigueur d'une longueur appropriée alimente l'outil en électricité. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la plupart des outils électriques 18v de petite ou moyenne puissance, maximum 90w, actuellement sur le marché, quelque soit la marque.The invention relates to a device for moving ergonomically and safely the batteries around the size of the manipulator can thus cause a possible increase in electrical power. It consists of a belt-type belt (1) on which are distributed equitably twice five pairs of lithium batteries (2) of 3,75volts / 5.2 amperes around a control box (10) containing the electronic circuits who will control the operation of these in discharge and load. Available power is twice 18v / 90w. The total weight is about 1kg. A conductive cable (19) to the standards in force of an appropriate length supplies the tool with electricity. The device according to the invention is particularly intended for most 18v power tools of small or medium power, maximum 90w, currently on the market, whatever the brand.
Description
La présente invention concerne un dispositif pour déplacer les batteries qui font bloc avec les outils fonctionnant électriquement en basse tension 18v et 36v, permettant ainsi d'alléger le poids de cet outil. Les contrôles de charge et décharge de ces batteries sont fait avec les circuits électroniques existants du marché.The present invention relates to a device for moving the batteries which form a block with tools operating electrically at low voltage 18v and 36v, thus making it possible to lighten the weight of this tool. The charge and discharge checks of these batteries are done with the existing electronic circuits on the market.
Le manipulateur a au bout de son bras (ou de ses bras) un outil dont le propre poids est augmenté de celui de la batterie. Plus la batterie est puissante, plus elle pèse et la puissance de cette batterie aura des conséquenses sur la durée de l'utilisation de l'outil qui la supporte. Actuellement, la densité massique est d'environ 110 Wh/kg, ce qui signifie qu'une batterie de 18v et 4ah va peser entre 400 et 600gr. Certains outils nécessitent l'association de 2 batteries (36v et 5ah) entraînant un surpoids d'environ 1,1kg, ce qui n'est pas négligeable pour les bras du manipulateur.The manipulator has at the end of his arm (or his arms) a tool whose own weight is increased by that of the battery. The more powerful the battery, the more it weighs and the power of this battery will have consequences for the duration of the use of the tool that supports it. Currently, the mass density is around 110 Wh / kg, which means that an 18v and 4ah battery will weigh between 400 and 600gr. Some tools require the association of 2 batteries (36v and 5ah) resulting in an overweight of about 1.1kg, which is not negligible for the arms of the manipulator.
Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. Il permet de déplacer ergonomiquement le poids des batteries autour du corps du manipulateur sur une ceinture type cartouchière. Celle-ci sera reliée à l'outil avec un court fil conducteur dont la longueur sera un compromis du domaine d'intervention de cet outil. Ce sont donc le dos et les reins qui supportent le poids. Le confort en est accru et le poids de l'ensemble peut-être multiplié par trois. La durée d'utilisation se trouve donc aussi multipliée par trois. Des batteries lithium rondes de 3,75v2600mah sont disponibles sur le marché, la dimension de celles-ci est de 65,2 mm de haut et le diamètre de 18mm pour un poids de 45gr. Le diamètre des cartouches de chasse étant pratiquement le même que les batteries, elles seront rassemblées en duo et câblées sur une ceinture cartouchière de deux fois 5 positions, de chaque coté d'un boîtier de contrôle. Les liaisons entre les duos de batteries et le boîtier de contrôle seront assurées par du fil souple aux normes de l'intensité électrique avec des boucles permettant une bonne articulation générale de la ceinture. Chaque duo de batteries lithium sera associes à un fusible thermique et entouré de mousse protectrice des chocs éventuels. Le boîtier de contrôle contiendra les circuits électroniques disponibles sur le marché, assurant la sécurité des charges et décharges des batteries. Le câblage pourra se faire éventuellement pour une commutation de 18v/36v. Un interrupteur « coupe-batterie » générale est installé. La plupart des outils, perceuses, visseuses, outils de tables sont en 18v et certains outils de jardins, tronçonneuses-élagueuses, tailles-haie sont en 36v. On pourra installer des branchements annexes de moins grande consommation, lampe torche ou frontale ainsi qu'un chargeur de téléphone.The device according to the invention overcomes this drawback. It allows the weight of the batteries to be moved ergonomically around the body of the manipulator on a cartridge-type belt. This will be connected to the tool with a short conductive wire whose length will be a compromise of the area of intervention of this tool. It is therefore the back and the kidneys that support the weight. The comfort is increased and the weight of the set can be multiplied by three. The duration of use is therefore also multiplied by three. Round lithium batteries of 3.75v2600mah are available on the market, the size of these is 65.2 mm high and the diameter of 18mm for a weight of 45gr. The diameter of the hunting cartridges being practically the same as the batteries, they will be assembled in duo and wired on a cartridge belt of twice 5 positions, on each side of a control box. The connections between the duos of batteries and the control box will be ensured by flexible wire with the standards of the electric intensity with loops allowing a good general articulation of the belt. Each duo of lithium batteries will be associated with a thermal fuse and surrounded by foam to protect against possible shocks. The control box will contain the electronic circuits available on the market, ensuring the safety of battery charges and discharges. Wiring may be done for a switching of 18v / 36v. A general “battery switch” switch is installed. Most tools, drills, screwdrivers, table tools are in 18v and some garden tools, chainsaws, pruners, hedge trimmers are in 36v. It will be possible to install annex connections of lower consumption, flashlight or headlamp as well as a phone charger.
Des variantes de ce système peuvent être développées, une seule sera exposée :Variants of this system can be developed, only one will be exposed:
- Deux fois 10 batteries lithium de 3,75 V 2600 mah de même caractéristiques et de même série, couplées en parallèles, réparties sur la ceinture autour du boîtier de contrôle engendrant 2 fois 90wh, une tension de 18v et un poids total d'environ 1 Kg.- Twice 10 lithium batteries of 3.75 V 2600 mah of the same characteristics and the same series, coupled in parallel, distributed on the belt around the control box generating 2 times 90wh, a voltage of 18v and a total weight of approximately 1 Kg.
-2Les dessins annexes illustrent un dispositif de l'invention.-2The accompanying drawings illustrate a device of the invention.
La figure 1 représente le dispositif général de l'invention avant cablage.Figure 1 shows the general device of the invention before wiring.
La figure 2 représente le schéma électrique de l'invention.Figure 2 shows the electrical diagram of the invention.
La figure 3 représente un aperçu des liaisons électriques sur la ceinture.Figure 3 shows an overview of the electrical connections on the belt.
La figure 4 représente en coupe la disposition du duo de batterie sur la ceinture.Figure 4 shows in section the arrangement of the battery duo on the belt.
La figure 5 représente les duos de batterie répartis sur la ceinture.Figure 5 shows the battery duos distributed on the belt.
La figure 6 représente le schéma électrique du boîtier de contrôle.Figure 6 shows the electrical diagram of the control box.
La figure 7 représente la fixation du boîtier de contrôle sur la ceinture.Figure 7 shows the attachment of the control box on the belt.
La figure 8 représente le boîtier de contrôle câblé et connecteur sortie.Figure 8 shows the wired control box and output connector.
La figure 9 représente l'ensemble du dispositif de l'invention.Figure 9 shows the entire device of the invention.
La figure 10 représente l'ensemble du dispositif de l'invention en recharge de batteries.FIG. 10 represents the entire device of the invention for recharging batteries.
La figure 11 représente un exemple d'outil léger pouvant être connecté.Figure 11 shows an example of a light tool that can be connected.
La figure 12 représente un exemple d'outil lourd pouvant être connecté.Figure 12 shows an example of a heavy tool that can be connected.
La figure 13 représente un exemple du dispositif général, opérateur et outil lourd.Figure 13 shows an example of the general device, operator and heavy tool.
La figure 14 représente un exemple du dispositif général, opérateur et outil léger.Figure 14 shows an example of the general device, operator and light tool.
En référence à ces dessins, le dispositif comporte une ceinture de type cartouchière (1), dont les cellules sont rassemblées deux par deux pour accueillir un duo de batterie lithium de même capacité et de même série de fabrication. Ces duos (2), seront répartis sur la ceinture autour d'un espace centrale (30) où sera installé le boîtier de contrôle (10). De chaque coté du boîtier, gauche et droite ceinture, il y a donc cinq duos.With reference to these drawings, the device comprises a belt of the cartridge type (1), the cells of which are brought together two by two to accommodate a duo of lithium batteries of the same capacity and of the same production series. These duets (2) will be distributed on the belt around a central space (30) where the control box (10) will be installed. On each side of the case, left and right belt, there are therefore five duos.
Chaque duo fournira une tension électrique de 3,7 volts et un courant de 5,2 ampères et seront reliés en série pour fournir un total de 18,5 volts, schéma électrique (figure 2) et schéma de câblage (figure 3). Les fils de liaison (3) seront au minimum de 1 mm2 aux normes en vigueur.Each pair will provide an electrical voltage of 3.7 volts and a current of 5.2 amps and will be connected in series to provide a total of 18.5 volts, electrical diagram (Figure 2) and wiring diagram (Figure 3). The connecting wires (3) will be at least 1 mm 2 according to the standards in force.
-3La liaison électrique, soudure à l'étain, entre les duos, sera une boucle souple pouvant suivre les mouvements de la ceinture. De chaque duo partira aussi un fil électrique de 0,5mm2 (4), en boucle souple, jusqu'au boîtier de contrôle. Ce fil sera nécessaire pour le circuit électronique contrôle (15) de charge et décharge batterie. Les batteries lithium étant sensible à la température, un fusible thermique (6) de 65 degrés sera accolé à chaque duo (figure 4) et reliés en série sur la polarité moins 0 volt, avec des manchons bout à bout à sertir, la soudure n'étant pas possible, jusqu'au boîtier de contrôle.-3The electrical connection, tin soldering, between the duets, will be a flexible loop that can follow the movements of the belt. From each duo will also leave an electric wire of 0.5mm 2 (4), in a flexible loop, to the control box. This wire will be necessary for the electronic circuit controlling (15) the battery charge and discharge. The lithium batteries being sensitive to temperature, a thermal fuse (6) of 65 degrees will be attached to each duo (Figure 4) and connected in series on the polarity minus 0 volts, with end-to-end crimp sleeves, solder n not being possible, up to the control box.
Afin de les protéger des chocs, chaque duo et fusible une fois câblé sera enveloppé de mousse (8) d'une épaisseur de 6mm, le tout entouré sur la ceinture d'une enveloppe caoutchouc (9) de type chambre à air (figure 5).In order to protect them from shocks, each duo and fuse once wired will be wrapped in foam (8) with a thickness of 6mm, all surrounded on the belt by a rubber casing (9) of the air chamber type (Figure 5 ).
Les deux torons de fils (partie gauche et droite ceinture) arrivant au boîtier de contrôle seront donc composés de six fils, + et - batteries et quatre pour le contrôle, le tout câblé à un connecteur femelle 6 broches 10 ampères.The two strands of wire (left and right belt) arriving at the control box will therefore be composed of six wires, + and - batteries and four for control, all wired to a 6-pin 10 amp female connector.
Le boîtier de contrôle est constitué d'un coffret plastique de dimension en mm : 110*80*25. Il y a deux ouverture au fond pour le passage des deux torons de fils, quatre ouverture latérale : commutateur-droite-gauche ceinture, interrupteur coupe-batteries, sortie puissance et entrée chargeur de batteries. Des petites ouvertures frontales sont faites pour la visualisation « on/off » et le niveau de charge des batteries.The control box consists of a plastic box with dimensions in mm: 110 * 80 * 25. There are two openings at the bottom for the passage of the two strands of wire, four lateral openings: switch-right-left belt, battery switch, power output and battery charger input. Small front openings are made for the on / off display and the charge level of the batteries.
Les deux circuits électroniques de contrôle (15) sont fixés sur le fond du boîtier avec des entres-toises. Ces circuits sont ceux que l'on trouve sur le marché pour surveiller la charge et la décharge de cinq niveaux de batterie de 3,7v, pour un passage de 10 ampères maximum. Ils sont réunis chacun à un connecteur male 6 broches (11), sauf le « moins-batterie » qui passe par l'interrupteur général (12). A la fin du câblage du boîtier, ce connecteur (11) sera branché au connecteur (5), arrivée batterie. Le commutateur (13) permettra de basculer les parties gauches et droites de la ceinture sur l'embase-connecteur femelle (14) trois broches de sortie.The two electronic control circuits (15) are fixed to the bottom of the box with spacers. These circuits are those found on the market to monitor the charge and discharge of five levels of 3.7v battery, for a passage of 10 amps maximum. They are each connected to a 6-pin male connector (11), except the "less-battery" which goes through the general switch (12). At the end of the wiring of the box, this connector (11) will be connected to the connector (5), incoming battery. The switch (13) will switch the left and right parts of the belt on the socket-connector (14) three output pins.
Seront branchés sur la sortie +/- des circuits électroniques, le connecteur charge de batterie classique de type jack (16) embase deux broches, le circuit de test de charge (17) qui est muni d'un micro-switch (20) et le voyant « Led » (22) avec sa résistance série. Le boîtier est fixé sur la ceinture avec une plaque et une contre-plaque avec quatre vis (figure7).Will be connected to the +/- output of the electronic circuits, the classic jack type battery charge connector (16) has two pins, the load test circuit (17) which is fitted with a micro-switch (20) and the "Led" indicator (22) with its series resistance. The housing is fixed to the belt with a plate and a counter plate with four screws (Figure 7).
-4Selon une variante non illustrée, la ceinture peut-être équipée de cinq duos de batteries, pour une puissance électrique disponible de 90 w pour des outils d'établi, lampe torche ou frontale, etc. Le boîtier sera beaucoup plus petit, avec un seul circuit électronique, sans commutateur et avec une embase deux broches 18v/6a, qui se connectera en sortie utile ou en 5 entrée recharge. Le poids de la ceinture est d'environ 500 grammes-4According to a variant not illustrated, the belt can be equipped with five duos of batteries, for an available electrical power of 90 w for bench tools, torch or headlamp, etc. The box will be much smaller, with a single electronic circuit, without switch and with a two-pin 18v / 6a base, which will connect to useful output or to 5 charging input. The weight of the belt is about 500 grams
Le dispositif selon l'invention est destiné à la plupart des outils électrique de petite ou moyenne puissance, actuellement sur le marché, quelque soit la marque. Les connecteurs d'utilisation pourraient avoir un caractère universel, ainsi que le système de recharge des batteries.The device according to the invention is intended for most of the power tools of small or medium power, currently on the market, whatever the brand. The connectors for use could have a universal character, as could the system for recharging the batteries.
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- 2018-01-29 FR FR1800088A patent/FR3077226B1/en active Active
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