Brevet FR2515336A1 — publié le 19830429

L'invention a pour objet un porte-réflecteur tachéométrique servant à l'exécution des relevés topographiques. Les relevés de ce genre comportent à la fois des mesures d'angles horizontaux et de distances horizontales faites à partir de points de base sur les points de détail à lever. Les mesures de distances s'effectuent à l'aide, d'une part d'un porte-réflecteur et, d'autre part, d'un générateur d'ondes, généralement infrarouges, qui est dirigé vers le réflecteur. Un porte réflecteur classique est constitué par une canne ayant un sommet qui porte un réflecteur orientable et une base qui est munie d'une pointe destinée à être posée sur un point dont on veut relever la position. Quand la pointe repose sur ce point, la canne est mise en position verticale à l'aide d'un niveau à bulle, le réflecteur est orienté vers le générateur d'ondes et la mesure de distance est exécutée. Or, quand on fait des relevés dans les villes, il est souvent impossible de mettre la canne en position verticale sur certains pOints, assez nombreux, dont la position a besoin d'être connue (bord d'un trottoir, angle d'un mur, etc.). De plus, quand la canne est bien posée sur un point, il arrive que le réflecteur ne soit pas visible à partir du tachéomètre à cause des nombreux obstacles que l'on rencontre dans les rues (arbres, panneaux, abris, véhicules, etc...) Jusqu'à présent, on surmonte ces difficultés en levant au tachéomètre des points intermédiaires voisins, à partir desquels on détermine la position du point de détail intéressant le levé. Ce point de détail est généralement reporté manuellement sur le plan car sa mise en coordonnées nécessite des calculs complexes. Afin d'éviter une diversification des méthodes de levé et de report qui occasionne une perte de temps et de précision, il est donc souhaitable que le maximum de points de détail puisse être levé directement par un même procédé et qu'd chaque point se rapportent des données simples, susceptibles d'être traitées facilement par ordina-teur. L'invention a donc pour but principal de supprimer les difficultés évoquées ci-dessus et de permettre le levé systématique des points de détail de telle façon que l'ensemble des données relevées puisse faire l'objet d'un traitement informatique global. Pour la commodité de l'exposé, dans ce qui suit on appellera points déportés les points sur lesquels on ne peut pas poser la pointe d'une canne porte-réflecteur. Ce sont des données simples relatives à ces points déportés que la canne porte-réflecteur de l'invention permet de relever directement sur le terrain. Un porte-réflecteur selon l'invention comprend une canne ayant une pointe à son extrémité inférieure associée à un élément d'espacement et de soulèvement de cette pointe par rapport à un point déporté ; un dispositif de mesure de l'angle formé par la canne mise en position verticale et par l'élément d'espacement et de soulèvement est relié à ce dernier et supporté par la canne. De plus un dispositif de mesure angulaire permet de mesurer l'angle compris entre, d'une part le plan vertical contenant l'élément d'espacement et de soulèvement et la canne et, d'autre part le plan vertical défini par la canne et l'axe vertical du tachéomètre. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'élément d'espacement et de soulèvement comprend une béquille de soulèvement de la canne et une tige d'espacement, cette béquille et cette tige étant réunies l'une à l'autre en faisant un angle fixe connu quelconque. De préférence, la béquille est réunie par son extrémité inférieure à la tige d'espacement et elle est articulée sur la canne par son extrémité supérieure pour permettre d'escamoter l'ensemble de l'élément d'espacement et de soulèvement afin que l'on puisse utiliser la canne de la façon habituelle. Le dispositif de mesure de l'angle formé par la canne verticale et par l'élément d'espacement et de soulèvement comprend un disque gradué mobile en rotation en face d'un repère de lecture, ce cercle étant réuni à l'aide d'un cible et de poulies à l'élément d'espacement et de soulèvement. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la canne comprend une partie inférieure munie de la pointe et de l'élément d'espacement et de soulèvement et une partie supérieure équipée du porte-réflecteur. Ces deux parties sont assemblées l'une à l'autre avec une possibilité de réglage en orientation relative. L'une des deux parties est pourvue d'un limbe gradué et l'autre partie est munie d'un repère de lecture. De préférence un mécanisme -de réglage et de correction permet d'ajuster la position du zéro de la graduation du limbe par rapport au repère de lecture. On donnera maintenant une description d'un porteréflecteur conforme à l'invention, sans intention limitative. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble d'un porteréflecteur conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue agrandie de la partie inférieure du porte-réflecteur de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus d'un détail de la figure 2, - la figure 4 est une vue agrandie selon la flèche F de la partie supérieure du pordmréflecteur de la fig. 1, - la figure 5 montre une variante de réalisation d'un élément d'espacement et de soulèvement de l'invention, - les figures 6 et 7 sont des dessins schématiques servant à expliquer l'utilisation et à faire apprécier les avantages du porte-réflecteur de l'invention. Le porte-réflecteur 1 décrit ici en exemple a une moitié supérieure 1A ayant à son extrémité supérieure un réflecteur 2 de type approprié connu en soi muni d'un viseur 2A. Le porte-réflecteur 1 comprend aussi une moitié inférieure 1B se terminant à son extrémité inférieure par une pointe 3. De préférence, ainsi qu'il est habituel, les deux parties 1A et 1B coulissent télescopiquement l'une dans autre mais selon l'invention, un moyen convenable tel qu'une rainure longitudinale 4 de guidage est prévu pour empêcher toute rotation relative d'une moitié par rapport à l'autre. Les moitiés 1A et 1B ainsi réunies constituent une canne 5 de hauteur règlable se terminant à son extrémité inférieure par la pointe 3. Selon l'invention, la canne 5 est munie à son extrémité inférieure en plus de la pointe 3 d'un élément d'espacement et de soulèvement; désigné par la référence 6. I1 est spécialement avantageux de prévoir un élément 6 escamotable ou démontable de façon que l'on puisse se servir de la canne 5 de la manière courante, en utilisant directement la pointe 3. Quand il est mis en service, l'élément 6 a pour rôle de soulever la pointe 3 au-dessus du sol et d'espacer l'axe d'articulation de l'élément 6 sur la canne d'une distance. connue de tout point inacessible directement au porte-réflecteur 1, comme on l'expliquera plus loin. L'élément 6 est réalisable selon de nombreuses variantes équivalentes. D'une façon générale, il comprend une béquille 6A qui soulève la canne 5,et par conséquent la pointe 3,et une tige 6B d'espacement réunie à la béquille 6A. Dans l'exemple illustré par les figures 1 et 2, la béquille 6A est analogue à une chape contenant la pointe 3 entre ses deux branches et articulée sur la canne au moyen d'un axe transversal 7. La tige 6B est fixée à la base de la chape. Selon la variante visible sur la figure 5, la béquille 6A est analogue à une coquille ayant à une extrémité deux oreilles espacées d'articulation autour de l'axe 7 et à l'extrémité opposée une arête rectiligne de fixation de la tige d'espacement 6B. Cette dernière a une longueur connue qui est de préférence constante, de l'ordre de 0,50 m. Toutefois, la tige 6B pourrait avoir une longueur variable, à condition que sa valeur soit bien connue à chaque modification. De plus, la béquille 6A et la tige 6B sont réunies en faisant un angle constant. Dans le cas des figures 1 et 2, cet angle est de ladre de 900 et, dans celui de la figure 5, il est de l'ordre de 450. L'élément 6 d'espacement et de soulèvement peut pivoter autour de l'axe transversal 7. I1 est nécessaire pendant l'utilisation de connaître l'angle formé par la canne 5 et par l'élément de soulèvement et d'espacement ou un angle avec lequel il est en relation définie, ainsi qu'on l'explique plus loin. A cet effet, la canne est munie d'un dispositif de mesure angulaire 8. Tout dispositif connu approprié peut convenir. Par exemple, une poulie 9 (figure 2) est calée sur l'axe 7 ; un câble 10 est fixé par une extrémité à cette poulie 9 et s'étend dans une gaine 11 qui s'élève le long de la canne 5 jusqu'à un appareil de mesure 12 attaché à cette dernière. Cet appareil de mesure comprend un boitier 13 ayant une fenêtre de lecture 14 avec un repère 15 devant lequel se déplace la face périphérique graduée 16 d'un disque 17.Ce dernier est supporté par un axe 18 sur lequel sont montées une première roue à gorge 19 de grand diamètre et une seconde roue à gorge 20 de petit diamètre. Après sa sortie de la gaine 11, le câble 10 passe autour de la poulie 20 et son extrémité est fixée sur cette poulie. Un deuxième câble 10A dont l'extrémité est fixée sur la poulie 19 relie un ressort de traction 21, monté à l'intérieur du boitier 13 et assure la tension du câble 10. L'ensemble est règlé pour qu'on puisse lire directement sur la face graduée 16, en face du repère 15, la valeur en grades de l'angle a (figure 7) formé, d'une part par l'axe géométrique longitudinal de la canne et, d'autre part par la perpendiculaire h abaissée de l'intersection de l'axe 7 avec l'axe de la canne sur la tige d'espacement 6B. Lorsque la canne est verticale et la tige d'espacement posée sur un sol horizontal, la valeur lue de l'angle a est de 200 grades, d'où la possibilité de contrôles immédiats. Ce mode préféré de réalisation est avantageux à cause de son utilité pratique immédiate. I1 est strictement équivalent à la mesure d'un angle quelconque formé par la canne verticale 5 et par l'élément 6, tel que par exemple l'angle al de la tige 6B avec l'axe géométrique de la canne 5 (figure 6) ou l'angle a2 de la béquille 6A avec l'axe géométrique de la canne 5. En effet, de l'angle al on déduit facilement l'angle a puisque a = al + 900; il en est de même à partir de a2 quand l'angle de la béquille 6A avec la tige 6B est connu. Mais la lecture directe de l'angle a est plus simple. Selon l'invention, le porte-réflecteur 1 est composé d'une partie supérieure 22A qui est pourvue à son sommet du réflecteur 2 et d'une partie inférieure 22B qui est munie de tous les autres accessoires. Ces deux parties 22A, 22B sont assemblées avec une possibilité d'orientation relative. En outre, un dispositif de mesure angulaire 23 est interposé entre les deux parties 22A et 22B. On notera que les deux moitiés 1A et 1B montées télescopiquement sans possibilité de rotation relative et les deux parties 22A et 22B assemblées avec une possibilité d'orientation relative pourraient être confondues. I1 est plus facile pour des raisons de réalisation et d'emploi de les séparer comme dans l'exemple décrit ici. La partie supérieure 22A (figure 4) comprend deux branches verticales espacées 24 entre lesquelles un réflecteur 2 est monté orientable autour d'un axe horizontal, quand l'ensemble est en position d'utilisation . Les branches 24 sont supportées par un carter cylindrique 25 qui a une fenêtre latérale 26 avec un repère 27. La partie inférieure 22B se termine à son sommet par un pivot 28 qui est guidé en rotation à l'intérieur d'un logement approprié 29 ménagé dans le carter 25. Un limbe 30 gradué en grades et la douille 35 qui le prolonge sont percés pour permettre le passage du pivot 28. Le limbe se trouve à l'intérieur du carter 25 et sa plage graduée est visible sous le repère 27. Un ressort 32, logé dans le carter, sous le limbe, maintient celui-ci appliqué à la face supérieure de la partie intérieure du carter. L'assemblage de la tête du réflecteur, composée des pièces 22A et 23 avec la partie inférieure 22B est réalisé par un verrou 33 que l'on engage dans une gorge circulaire 34 pratiquée dans le pivot 28. La tête du réflecteur peut être démontée lors du transport pour en diminuer l'encombrement. La douille 35 a une encoche inférieure extrême 36 ouverte vers le bas destinée à contenir un ergot 37 fixé à la partie inférieure 22B. En outre, un moyen de règlage fin 38 est associé à l'encoche inférieure 36 et à l'ergot 37. Ce moyen 38 comprend une plaque 39 réunie à la douille 35 par l'intermédiaire d'une vis sans fin 40 qui est immobilisée en translation par rapport à cette douille 35. A son extrémité inférieure, la plaque 39 présente une encoche inférieure 41 ouverte vers le bas, plus étroite que l'encoche 36 et qui content exactement l'ergot 37. La rotation de lavis 40 provoque un déplacement relatif en rotation des deux parties 22A, 22B dans les limites de l'amplitude maximum définie par le déplacement possible de l'encoche 36 par rapport à l'ergot 37. On notera que d'autres moyens équivalents de réglage fin pourraient être adoptés. Dans le présent exemple, le montage des deux parties 22A et 22B est tel que le repère 27 se trouve en face du ZERO de la graduation 31 du limbe 30 quand la tige 6B et le viseur 2A du réflecteur 2 sont amenes dans un même plan, la pointe 6C de la tige et le générateur d'ondes étant situés du même côté de la canne. La canne 5 est munie d'un niveau à bulle. 42 qui sert à la mettre en position verticale. Quand, pendant l'exécution d'un relevé, la canne étant maintenue verticalement, on fait tourner le réflecteur 2 pour le diriger, à l'aide du viseur 2A, vers le tachéomètre T (figure 7), on lit directement: sur la graduation 31 du limbe 30, en face du repère 27 l'angle d que font ensemble, d'une part le plan vertical passant par le réflecteur 2 et par le tachéomètre T, et, d'autre part, le plan vertical défini par l'axe longitudinal de la canne 5 et la tige d'espacement 6B. Le porte-réflecteur 1 de l'invention s'utilise de la façon suivante. Pour lever un point P (par exemple l'angle d'un immeuble sur un trottoir), figure 7, sur lequel on ne peut pas poser directement la pointe 3 en mettant la canne 5 en position verticale, on place l'extrémité libre 6C de la tige d'espacement 6B contre ce point. Si le sol est horizontal, la tige 6B est elle-même horizontale et la pointe 3 est soulevée au-dessus du sol. Si le sol est en pente, la tige 6B peut elle-même être en pente et la béquille 6A peut faire un angle quelconque b (figure 6) avec l'axe longitudinal vertical de la canne 5 qui passe par la pointe 3. Celle-ci est encore soulevée au-dessus du sol ; sa projection verticale sur le plan horizontal H est un point M (figure 7). Appelons P' la projection verticale du point P sur ce même plan horizontal H. On peut dire que le point P, inaccessible pour un relevé direct, est un point déporté par rapport à la canne dont la position peut être déterminée directement par observations tachéométriques. Dans l'élément 6, on connait par construction ou l'on mesure, la longueur 11 entre l'axe 7 d'articulation de la béquille 6A et l'extrémité 6C de la tige 6B. On connait aussi, ou l'on calcule aisément, l'angle b formé par la droite qui joint l'axe 7 à l'extrémité 6C et la perpendiculaire abaissée de l'axe 7 sur la tige d'espacement 6B. Au cours du relevé relatif au point P, on lit directement sur le dispositif de mesure 8 la valeur de l'angle a. A partir de cet:te seule lecture, on détermine facilement l'altitude du point P puisque ss h = 11 cos C = 11 cos (a-b) etc la distance horizontale 1 entre M et P' puisque 1 = 11 sin C = 11 sin (a-b). Ensuite, le réflecteur étant orienté vers É tachéomètre T, on lit directement l'angle d sur le limbe 30. Le tachéomètre fournit la distance 12. Les cotés 1 et 12 et l'angle d compris entre ces deux côtés étant connus, on calcule facilement la distance horizontale L entre le point déporté P et le tachéomètre T, ainsi que 1' angle e compris entre les côtés l2et L. Pour déterminer la position d'un point déporté P, il suffit donc de-relever, en supplément aux données habituelles, les angles a et d. Cette opération se fait pendant les observations tachéométriques et ne ralentit donc pas le rythme du travail. Un ordinateur peut être programmé facilement pour traiter les valeurs des angles a et d et en déduire les coordonnées du point déporté P. On notera que si l'on donne à la béquille 6A une longueur de 0,10 m et à la tige 6B une longueur de 0,50 m, quand les valeurs de b h sont comprises entre + 0,14 m et - 0,14 m, la différence entre 1 et la longueur de la tige 6B est inférieure à 1 cm. La précision que l'on exige d'un relevé planimétrique est précisément de l:ordre du centimètre. Par conséquent, dans ce cas, on peut négliger de noter l'angle a et se contenter de relever seulement l'angle d. On notera également que pour rester dans l'ordre de précision souhaité, il suffit de mesurer l'angle d à un demi-grade près, puisque ce demi-grade correspond à un déplacement latéral de 0,4 cm de l'extrémité 6C d'une tige d'espacement ayant 50 cm de longueur. Quand l'extrémité 6C de la tige 6B a été mise sur un point déporté P, cette tige 6B est généralement en contact avec le sol sur une grande partie de sa longueur. On la tient en place en posant le pied dessus et on met la canne en position verticale en laissant la tige 6B tourner autour de son propre axe longitudinal. Ce mouvement est facilité quand on emploie une tige 6B cylindrique. En variante, on pourrait réunir la tige 6B à la béquille 6A au moyen d'une articulation permettant une rotation de cette béquille autour de la tige. On pourrait aussi inclure cette dernière dans un fourreau extérieur lui permettant de tourner sur elle-même. REVENDICATIONS 1. Porte-réflecteur pour relevés topographiques à l'aide d'un tachéomètre vers lequel un réflecteur (2) est orienté, comprenant une canne (5) ayant à son sommet le réflecteur (2) et à son extrémité inférieure une pointe (3),caractérisé en ce que cette canne (5) est munie d'un élément (6) d'espacement et de soulèvement de la pointe (3) par rapport à un point déporté (P), d'un dispositif de mesure (8) de l'angle formé par la canne (5) mise en position verticale et l'élément (6), d'un dispositif de mesure (23) de l'angle formé d'une part par le plan vertical passant par la canne (5) et la pointe (3) et contenant l'élément (6) d'espacement et de soulèvement et d'autre part par le plan vertical passant par le centre du réflec- teur (2), la canne(5) et l'axe vertical du tachéomètre. 2. Porte-réflecteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément (6) d'espacement et de soulèvement comprend une béquille (6A) de soulèvement articulée par une extrémité sur la canne (5) autour d'un axe transversal (7) et une tige (6B) d'espacement réunie à l'extrémité opposée de la béquille (6A), cette tige (6B) ayant une extrémité libre (6C) éloignée d'une distance connue de l'axe (7). 3. Porte-réflecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige (6B) est cylindrique. 4. Porte-réflecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige (6B) est réunie à la béquille (6A) par une articulation permettant une rotation de cette béquille autour de la tige. 5. Porte-réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (8) est attaché à la canne (5) et comprend un câble (10) relié à la béquille (6A) et à un disque gradué (17) déplaçable devant un repère (15). 6. Porte-réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (23) comprend un limbe gradué (30) déplaçable à l'intérieur d'un carter (25) ayant une fenêtre (26) avec un repère (27). 7. Porte-réflecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le disque gradué (17) indique directement l'angle a formé par la canne ( 5) et la perpendiculaire à la tige (6B) tirée à partir de l'axe transversal (7) d'articulation de l'élément (6) sur cette canne. 8. Porte-réflecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une partie supérieure (22A) pourvue à son sommet du réflecteur (2) à laquelle est réuni le carter (25) et une partie inférieure (22B) réunie fonctionnellement au limbe (30). 9. Porte-réflecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie inférieure (22B) est pourvue à son sommet d'un pivot (28) et le limbe (30) est prolongé vers le bas par une douille (35) tandis que le carter (25) présente un logement (29) coaxial à la douille (35), le pivot (28) s'engageant simultanément dans la douille (35) et dans le logement (29), un moyen (33) assurant le verrouillage de la douille (35) avec le pivot (28). 10. Porte-réflecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un moyen de règlage fin (38) est associé à la douille (35) et au pivot (28) pour permettre d'ajuster la position du zéro du limbe (30).