Brevet FR2631457A1 — publié le 19891117

RECEPTEUR DE LASERS TOURNANTS UTILISES POUR LE GUIDAGE D'ENGINS. DE TRAVAUX PUBLICS NOTAMMENT. La présente invention a trait à un nouveau type de récepteur de lasers tournants utilisés pour le guidage d'engins dans le domaine des travaux publics, domaine agricole, voire même industriel. Dans la description, l'invention sera décrite pour un récepteur utilisé dans le domaine des travaux pu- blics, mais cela n'est pas limitatif et un tel récepteur pourrait également être utilisé dans tout autre domaine o se posent des problèmes similaires. Dans le domaine des travaux publics, pour réaliser la mise à niveau d'un sol, régler la pente d'une tran- chée.., on utilise de plus en plus comme élément de contrôle des matériels mettant en oeuvre des lasers. La figure 1 illustre, de manière schématique, la mise en oeuvre d'un tel type d'instrument. D'une manière générale, on utilise pour amener un terrain à un profil souhaité, des lasers tournants qui servent à guider l'engin (2) de manière semi-automatique ou automatique. De tels ensembles se composent essen- tiellement d'un émetteur (3) comprenant l'émetteur laser proprement dit monté sur un support et un récepteur (4) monté, quant à lui, sur l'engin proprement dit. Ce ré- cepteur (4) comprend essentiellement: - des cellules de réception (5,6) captant le pas- sage du faisceau laser sur 360 ; - un mât (M), télescopique ou non, supportant ledit récepteur; - un boitier (7) permettant d'assurer le contrôle 2 6 3 1 4 5 7 visuel lorsque l'engin fonctionne en mode semi-automati- que ou un boitier de contrôle et d'asservissement qui permet le contrôle visuel et l'asservissement; - des câbles d'alimentation et de liaison cellule- boitier. Pour la mise en oeuvre de tels ensembles, on peut utiliser soit des émetteurs à diode laser (faisceau invisible), soit des émetteurs lasers hélium-néon (fais- ceau visible). D'une manière générale, de tels lasers sont utili- sés dans les niveaux électroniques qui, par effet de rotation de la tête émettrice (3), définissent un plan P de référence, horizontal ou non, voire même un plan ver- tical. Dans tous les cas de figure, l'information de position est obtenue par l'intermédiaire de la cellule (6) du récepteur (5) qui peut être soit tenu à la main, soit de préférence, monté sur une canne télescopique ou non (M) fixée à l'engin lui-même. La présente invention a trait plus particulièrement à un perfectionnement apporté aux récepteurs montés sur les engins. A ce jour, les récepteurs utilisés pour mettre en oeuvre cette technique sont constitués essentiellement par une colonne portant un ensemble constitué de quatre ensembles d'éléments photosensibles disposés orthogona- lement les uns par rapport aux autres et ce, afin de pouvoir couvrir la plage de 360 . Les quatres plaquettes sont généralement montées de manière permanente sur un support approprié et sont difficilement démontables, ce qui pose un problème lorsque l'une d'entre elles est cassée ou dégradée. De tels ensembles récepteurs sont donc coûteux à réaliser et pratiquement difficiles à réparer ou à entretenir. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un nouveau type de récepteur qui permet de résoudre ces problèmes par le fait qu'il auto- rise un démontage aisé des plaquettes supportant les éléments photosensibles (photodiode). Par ailleurs, du fait de sa conception même, il autorise l'utilisation d'un ensemble ne comportant que trois plaquettes sup- ports de photodiodes (au lieu de quatre comme dans les récepteurs connus à ce jour), ce qui en diminue notable- ment les coûts. Enfin, le récepteur conforme à l'invention permet d'éliminer toute détérioration qui peuvent résulter des vibrations, chocs produits en cours d'utilisation de l'engin porteur. D'une manière générale, l'invention concerne donc un perfectionnement apporté aux récepteurs de lasers tournants utilisés pour le guidage d'engins (par exemple engins de travaux publics) et qui comporte une cellule de réception montée sur un support permettant sa fixa- tion sur un mât associé à l'engin, cette cellule étant constituée essentiellement d'une pluralité-de plaquettes portant des photodiodes et qui sont disposées verticale- ment de manière à former une colonne permettant de cap- ter le passage du faisceau sur 360 , ledit ensemble étant protégé par une enceinte périphérique. Le récep- teur selon l'invention se caractérise en ce que les plaquettes de photodiodes sont au nombre de trois et sont disposées verticalement autour d'un axe central permettant de les maintenir les unes par rapport aux autres en formant un angle de 60 , lesdites plaquettes étant montées autour de cet axe de manière amovible et leur maintien sur leur boitier support permettant la fixation de l'ensemble sur l'engin étant assuré par l'intermédiaire d'éléments amortisseurs disposés à cha- que extrémité de l'axe support des plaquettes et autour de ce dernier. Par ailleurs, selon une forme de réalisation préfé- rentielle conforme à l'invention: - l'enceinte périphérique est surmontée d'un capot protecteur débordant par rapport à l'enceinte périphéri- que et qui élimine tout risque de détérioration de la- dite enceinte lorsque le récepteur est enlevé de l'engin et posé sur le côté; - le boitier supportant l'ensemble récepteur se présente essentiellement sous la forme d'un parallélépi- pède en deux parties articulées l'une par rapport à l'autre, l'une supportant le récepteur proprement dit, l'autre comportant des moyens permettant d'assurer le blocage dudit boitier sur une colonne support; avanta- geusement, dans un tel mode de réalisation, le blocage est assuré par l'intermédiaire d'un ensemble comportant une partie en V contre laquelle s'appuiera la colonne de maintien, le blocage de cette dernière étant assuré par un élément presseur dont l'action est contrôlée, dis- posé sur la face opposée du V. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels: - la figure 2 est une vue schématique en perspec- tive de l'ensemble d'un récepteur conforme à l'inven- tion; - la figure 3 est une vue éclatée montrant la structure d'un tel ensemble récepteur; - la figure 4 est une vue de dessus illustrant un mode de réalisation du boitier supportant le récepteur et permettant sa fixation sur un mât associé à l'engin. Si l'on se reporte aux figures annexées, le récep- teur de lasers tournants conforme à l'invention et qui est désigné par la référence générale (5) (voir figure 2) se présente essentiellement sous la forme d'un en- semble de réception proprement dit (6) comportant des plaquettes (7) portant des photodiodes (8). Cet ensemble est monté de manière à former une colonne sur un boitier support désigné par la référence générale (9), l'ensem- ble étant protégé par une enceinte périphérique (28) à base d'un matériau pouvant être traversé par le faisceau laser et équipé d'un filtre polarisant ou électronique. Conformément à l'invention, et ainsi que cela res- sort plus particulièrement de la figure 3, l'ensemble de réception (6) comporte essentiellement trois plaquet- tes (7) de photodiodes (une seule de ces plaquettes étant montrée à la figure 3), ces plaquettes étant disposées autour d'un axe support central assurant leur maintien et formant entre elles un angle de 60 par rapport les unes aux autres. Conformément à l'invention, la fixation des plaquettes autour de l'axe central (10) est réalisée, de telle sorte que non seulement elles soient montées de manière amovibles mais qu'également, tout l'ensemble soit amorti. Pour ce faire, ainsi que cela ressort de la figure 3 annexée, l'axe central (10) est entouré par une couche de matériau amortisseur (tube en caoutchouc par exemple) (11), cet axe étant maintenu par deux entretoises hexagonales (12,13) et deux élé- ments amortisseurs d'appui supérieur (14) et d'appui inférieur (15) étant disposés à chacune des extrémités. Les entretoises hexagonales (12,13) servent non seule- ment à assurer le maintien de plaques supports (16,17,- 18) identiques en forme de U, mais également à position- ner de manière parfaite à 60 les unes par rapport aux autres les plaques de photodiodes (7). Le maintien des- dites plaques (7) sur les éléments supports (16,17,18) est assuré au moyen d'équerres de serrage (19,20) blo- quées latéralement au moyen de vis contre les faces latérales des supports en U. Les parties débordantes des équerres (19,20) assurent le maintien des plaques (7) par leurs côtés. Un tel ensemble est monté sur un boitier support (9) de forme sensiblement parallélépipédique et qui se présente essentiellement sous la forme d'un bloc en deux parties (21,22), l'une (21) supportant le récepteur proprement dit (6), l'autre (22), articulée par rapport à la précédente, permettant d'assurer le blocage dudit support sur la colonne ou mât de maintien (M) associé à l'engin (voir figure 1). Dans le mode de réalisation préférentiel illustré aux figures 2 et 3 pour, non seu- lement assurer un blocage parfait de l'ensemble autour de la colonne, mais également amortir les chocs, le blocage est obtenu en prévoyant sur la partie (21) du bloc support une zone en forme de V contre laquelle vient s'appuyer la colonne (M). Cette zone en forme de V est recouverte d'une couche de matériau amortisseur (23) en caoutchouc par exemple. Le serrage de l'ensemble autour de la colonne de maintien (M) est obtenu d'une part, au moyen d'un élément de blocage (du type à cro- chet pivotant par exemple) (24) et, d'autre part, par un système presseur (25) constitué essentiellement d'un patin soumis à l'action d'un ressort taré (26) permet- tant de contrôler la pression. Un tel type de boitier permet donc d'assurer un montage et démontage aisés du récepteur et, par ailleurs, assure un positionnement précis et parfait dudit récepteur autour de-l'axe sup- port (6) monté sur l'engin. Enfin, le récepteur (6) est recouvert d'un capot protecteur (27) (voir figure 2), ce capot débordant par rapport à l'enceinte périphérique et son diamètre étant avantageusement égal à la largeur du bloc support. De cette manière, lorsque le récepteur est démonté, on peut le poser sur le côté sans aucun risque d'endommagement puisqu'il vient prendre appui d'une part sur le bloc (9) et d'autre part, sur la périphérie du capot (27). De plus, le capot protecteur (27) est vissé par l'intérieur sur l'axe (10) et comporte pour ce faire un filetage borgne (non visible sur les schémas) qui ne débouche donc pas à la partie supérieure, ce qui assure une étan- chéité parfaite de l'ensemble. Par ailleurs, cette étan- chéité est également améliorée par la présence de joints additionnels (non représentés) et qui sont disposés aux deux extrémités de l'enceinte pour éliminer tout risque d'infiltration d'eau ou de poussière. Par rapport aux récepteurs de lasers proposés jus- qu'à ce jour, l'invention présente de nombreux avantages par le fait que, non seulement, elle permet de capter le passage du faisceau laser sur 360 en utilisant seule- ment trois plaquettes. de photodiode (au lieu de quatre comme à ce jour), mais que par ailleurs, grâce à sa conception, elle autorise un démontage aisé des plaquet- tes de photodiode en vue de les remplacer dans l'hypo- thèse o elles sont endommagées ou détériorées. De plus, en usage normal, compte-tenu que tout l'ensemble est monté sur des blocs amortisseurs, les vibrations trans- mises par l'engin ne perturberont pas le fonctionnement de l'ensemble. Enfin, le récepteur (6) étant excentré sur le boitier support (9) par rapport à son axe de montage sur l'engin, il est possible, par simple pivote- ment, de le disposer soit à l'extérieur de l'engin, soit à l'intérieur s'il y a des risques d'accrochage ou de choc (par exemple lors de travaux à l'intérieur d'un bâtiment). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. REVENDICATIONS 1/ Récepteur de lasers tournants utilisés pour le guidage d'engins (de travaux publics par exemple) com- portant un ensemble de réception (6) proprement dit, disposé sur un support (9) permettant sa fixation sur l'engin, ladite cellule étant constituée essentiellement de plaquettes (7) portant des photodiodes (8) et qui sont disposées autour d'un axe fixe de manière à former une colonne permettant de capter le passage du faisceau sur 360 , l'ensemble étant protégé par une enceinte périphérique (28) recouverte d'un capot protecteur (27), caractérisé les plaquettes (79 de photodiodes (8) sont au nombre de trois et sont disposées verticalement au- tour d'un axe central de maintien en formant entre elles un angle de 60 les unes par rapport aux autres, le montage étant réalisé de manière à ce qu'elles soient amovibles et leur fixation étant réalisée par l'inter- médiaire d'éléments amortisseurs disposés à chaque ex- trémité de l'axe support des plaquettes (7) et autour de ce dernier. 2/ Récepteur de lasers tournants selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'enceinte périphéri- que (28) est surmontée d'un capot protecteur (27) qui déborde par rapport à l'enceinte périphérique (28) et qui élimine tout risque de détérioration de ladite en- ceinte lorsque le récepteur est démonté et posé sur le côté. 3/ Récepteur de lasers tournants selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le boitier (9) supportant l'ensemble récepteur se présente essen- tiellement sous la forme d'un parallélépipède en deux parties articulées (21,22) l'une par rapport à l'autre, l'une (21) supportant la cellule de réception, l'autre (22) comportant des moyens permettant d'assurer le blo- cage dudit boitier sur un mât support (M). 4/ Récepteur de lasers tournants selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que le blocage du boitier (9) sur le mât de maintien (M) est assuré par l'inter- - médiaire d'un ensemble comportant une partie en V contre laquelle vient s'appuyer la colonne (M) et qui est re- couverte d'une couche de matériau amortisseur (23), le serrage de l'ensemble autour de la colonne de maintien (M) étant obtenu, d'une part, au moyen d'un élément de blocage (24) du type à crochet pivotant et, d'autre part, par un système presseur (25) constitué essentiel- lement d'un patin soumis à l'action d'un ressort taré (26) permettant de contr1ôler la pression. DEPOSANT: "QV SA" MANDATAIRE: Cabinet LAURENT et GUERRE