Brevet FR2725799A1 — publié le 19960419

DISPOSITIF D'ORIENTATION D'OBJECTIF DE PRISE DE WES EN AZIMUT ET EN SITE La présente invention a pour objet un dispositif d'orientation d'objectif de prise de vues en azimut et en site. Le secteur technique de l'invention est le domaine de la réalisation d'enceintes de protection d'appareils de prise de vues, essentiellement des caméras vidéo que l'on veut isoler et protéger du milieu externe. Une des applications principales de l'invention est son utilisation sur des véhicules d'inspection se déplaçant à l'intérieur des canalisations, en particulier celles de petit diamètre depuis 80 millimètres intérieur et bien sûr au-dessus, et depuis lesquelles on veut pouvoir observer, non seulement la canalisation elle-même dans laquelle le véhicule se déplace, mais également tous les raccordements de dérivation, quelle que soit la position de ceux-ci. On connaît en effet de tels véhicules constitués d'un chariot en général auto-moteur et qui porte au moins un dispositif d'éclairage et une caméra, de préférence vidéo, renvoyant alors l'image recueillie à une régie extérieure à travers un ombilical de liaison qui assure également les commandes et l'alimentation électrique du véhicule, celui-ci se déplaçant par ses propres moyens à l'aide de roues crantées ou de chenilles en tirant ou déroulant l'ombilical derrière eux. Certains de ces appareils permettent également d'effectuer de petites réparations d'entretien, mais il s'agit alors de dispositifs assez volumineux ne pouvant être utilisés que dans des canalisations de diamètre assez important : on peut citer par exemple dans ce cadre les brevets européens EP 164557 de la Société SIEMENS, ou celui EP 307416 de SIKA ROBOTICS. Quand on veut pouvoir observer avec précision les parois des canalisations, il est certain qu'une caméra fixe située dans l'axe, comme c'est le cas pour les petits véhicules actuels permettant des inspections dans des petites canalisations de l'ordre de 80 à 200 millimètres, et qui est donc l'application principale de la présente invention, ne le permet pas : aussi à ce jour, les fabricants montent sur leurs véhicules - soit d'autres caméras périphériques fixes mais celles-ci ont alors pour inconvénients d'alourdir lesdits véhicules ; d'augmenter leurs dimensions longitudinales, limitant alors du reste leur utilisation dans certains réseaux où les gares d'entrée ne sont pas assez longues pour les recevoir ; de compliquer leur mise en oeuvre et leur fabrication ; de toute façon de ne pas permettre une véritable couverture d'inspection sur 360 de toute la périphérie de la canalisation autour du véhicule, ni de regarder en arrière avec précision, en particulier dans des dérivations inclinées par rapport à l'axe de la conduite dans laquelle se déplace le véhicule - soit ladite caméra frontale associée à un dispositif mécanique rotatif permettant un certain débattement angulaire mais celui-ci est en général alors limité à un cône de vision ne dépassant pas 90' d'angle d'ouverture dans tous les plans ou s'il dépasse cette valeur, ce n'est alors que dans un seul plan et donc au détriment des autres pour obtenir une vision plus grande, il existe certes des dispositifs tournant aussi bien en azimut et en site tels que décrits dans la demande de brevet FR 2646248, grâce à des systèmes d'articulation disposés en série mais leur encombrement en limite alors l'utilisation sur des gros véhicules et ne permet donc pas d'inspecter l'intérieur des petites canalisations. Le problème posé est en effet de pouvoir inspecter l'intérieur de telles petites canalisations à partir d'un support s'y déplaçant tel qu'un véhicule automoteur ou éventuellement même tracté, avec un seul objectif de caméra, de préférence vidéo, capable d'observer les parois, dans l'axe et sur les côtés au moins jusqu a un angle droit par rapport à l'axe du véhicule et cela tout autour de celui-ci, et même en arrière de la direction de déplacement du support ; ledit dispositif devant être également protégé du milieu extérieur, isolé et étanche par rapport à celui-ci et son montage doit être simple, facile d'entretien et fiable. Une solution au problème posé est un dispositif d'orientation d'objectif de prise de vues, à partir d'un support sur lequel est fixé, par un arbre permettant également sa rotation, une tête tournante portant ledit objectif et des projecteurs d'éclairage suivant l'invention, ladite tête comporte un manchon cylindrique transparent fermé à chacune de ses extrémités par une demi-coque avec lesquelles il forme une cavité interne, l'axe YY' dudit manchon transparent étant perpendiculaire à celui XX' de rotation de la tête et ledit objectif étant monté mobile en rotation, dans et par rapport audit manchon, suivant ce même axe YY'. De préférence, ledit manchon cylindrique est un cylindre de révolution, assemblé d'une manière étanche avec les demi-coques par au moins deux joints circulaires entourant chacun une de ses extrémités. Le dispositif d'orientation comporte également en plus des précédents, au moins deux autres joints d'étanchéité circulaires, disposés chacun dans une gorge de maintien réalisée dans une demicoque et dans le prolongement d'une des extrémités du manchon qui vient prendre appui sur eux. Le résultat est de nouveaux dispositifs d'orientation d'objectif de prise de vues répondant au problème posé sachant que, de plus, un tel dispositif d'orientation peut être utilisé sur des supports fixes pour pouvoir inspecter l'intérieur de n'importe quel volume tel qu'un local sans nécessiter de véhicule qui s'y déplace, tels que par exemple pour des caméras de surveillance. Du reste, ce dispositif, même si son application principale est liée à l'obtention d'un faible dimensionnement, peut être réalisé avec un dimensionnement plus important quand il n'y a pas d'impératif de pénétrer dans une enceinte de volume réduit, ce qui peut alors même permettre d'utiliser une caméra de prise de vues sur pellicule et non pas seulement vidéo. En effet, le principal intérêt de la présente invention est la réalisation d'une cavité capable de recevoir l'ensemble d'un appareil ou caméra, telle que vidéo, avec son objectif tournant dans un plan à l'intérieur de cette cavité et regardant l'extérieur à travers le manchon constituant une paroi périphérique de celle-ci et suivant un plan ouvert sur 360 si nécessaire : la rotation de ce manchon assure celle du plan dans lequel tourne l'objectif et permet à celui-ci de viser n importe quel point du volume sphérique qui l'entoure ; cette orientation du manchon dans tout plan radial par rapport à l'axe principal du dispositif est assuré par la seule rotation d'un arbre ou support, qui peut être creux pour permettre le passage de l'ensemble des liaisons d'alimentation et d'envoi de signal depuis ladite tête vers un point de réception. Il n'y a donc qu'un seul arbre dont il faut assurer l'étanchéité quand on veut isoler l'ensemble des équipements de prise de vues du milieu extérieur, ce qui en simplifie beaucoup la réalisation puisque l'électronique associé, l'objectif et les dispositifs mécaniques d'orientation dudit objectif sont logés dans une enceinte fermée, dont les parties sont fixes les unes par rapport aux autres et donc facilement isolables de l'extérieur. De plus, ledit manchon que l'on peut également appeler vérine, car de préférence en verre, assure une bonne protection aux chocs pour l'objectif et la caméra, qu'elle contient ; son étanchéité est obtenue par des joints toriques en pression et en piston à ses extrémités, appliqués sur les parois de ce manchon ; ces joints permettent également d'une part le maintien mécanique des pièces entre elles, d'autre part d'absorber tout choc que pourrait subir ladite vérine et enfin de rattraper tout défaut d'usinage de celle-ci à ses extrémités, ce qui permet d'utiliser des matériels standard diminuant bien sûr les coûts de fabrication.Compte tenu des caractéristiques de la présente invention, telles que définies ci-dessus et décrites plus en détail ci-après, les pièces en mouvement à l'intérieur de la tête tournante sont en nombre réduit, contrairement à beaucoup de systèmes existants, ce qui en augmente la fiabilité et en diminue les coûts de fabrication et la durée de montage. On pourrait citer d'autres avantages à la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt. La description et les Figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de l'invention, en particulier en changeant la disposition des projecteurs d'éclairage et le type de support dudit dispositif tournant qui peut être utilisé effectivement dans d'autres applications que des véhicules d'inspection de canalisations, pour lesquels la présente invention est cependant décrite ci-après. La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle du dispositif de l'invention. La Figure 2 est une vue latérale du dispositif de la Figure 1. La Figure 1 est en effet une coupe partielle du dispositif de la Figure 2 suivant la coupe I I de la seule partie avant de la tête tournante 1. Le dispositif d'orientation suivant l'invention, de l'objectif 3 de prise de vues est fixé sur un support 4 qui est comme indiqué précédemment, de préférence un véhicule 4 d'inspection de canalisation : le dispositif comprend une tête tournante 1 portant ledit objectif 3 et des projecteurs d'éclairage 9 et est supporté et orienté par rapport audit support 4 un arbre 5 permettant sa rotation suivant l'axe XX' ; ledit arbre 5 est de préférence creux pour laisser passer toute connexion électrique et de transmission de signal vidéo ou informatique entre l'intérieur de la tête 1 et le reste du véhicule 4, vers éventuellement une régie placée encore plus à distance.La rotation dudit arbre 5 peut être réalisée par tout moteur d'entraînement fixe situé par exemple dans le support 4 mais pouvant être aussi dans la tête 1, engrénant sur une couronne extérieure solidaire de l'une des extrémités de cet arbre, solidaire à son autre extrémité, respectivement, soit de la tête 1, soit du support 4, et guidé par des paliers. Ladite tête 1 comporte un manchon 2 cylindrique transparent, fermé à chacune de ses deux extrémités par une demi-coque 14 ou joue latérale, avec lesquelles il forme une cavité interne 15, l'axe YY' dudit manchon 2 transparent ou vérine étant perpendiculaire à celui XX' de rotation de la tête 1, et ledit objectif 3 étant monté mobile en rotation suivant ce même axe YY' dans et par rapport audit manchon 2. De préférence, ledit objectif 3 est monté sur un boîtier mobile 8 supporté par des paliers disposés à ses deux extrémités suivant l'axe YY' et entraîné en rotation par un moteur 7 solidaire d'une demi-coque 14 et engrénant sur une couronne périphérique solidaire du boîtier 8. De préférence, ledit objectif est celui d'une caméra vidéo dont l'électronique et le capteur d'images associé audit objectif sont situés dans ladite cavité 15 de la tête 1 et donc dans le boîtier 8. Pour assurer l'étanchéité de l'intérieur de la cavité 15 et le maintien de ladite vérine par rapport aux demi-coques 141 et 142 situées de part et d'autre, ledit manchon 2 cylindrique est un cylindre de révolution assemblé d'une manière étanche par au moins deux joints 13 circulaires entourant chacun une de ses extrémités et logés dans des gorges périphériques 18 situées dans les demi-coques 14, et au moins deux joints 12 d'étanchéité circulaires disposés chacun dans le prolongement d'une des extrémités du manchon 2 qui vient alors prendre appui sur eux, et dans une gorge 17 de maintien réalisée dans une demi-coque 14 : de préférence lesdits joints 9, 10 sont des joints toriques et ledit manchon est en verre. Pour assurer l'éclairage dans le sens du déplacement du véhicule 4 soit suivant l'axe XX', le dispositif suivant l'invention comporte au moins deux projecteurs d'éclairage 9, chacun situé de part et d'autre du manchon 2, fixé sur chacune des demi-coques 14 et orienté suivant l'axe XX' qui est aussi celui de rotation de la tête 1. De plus, le dispositif comporte au moins un projecteur d'éclairage 10, situé en arrière dudit manchon 2 sur une pièce 16 de liaison de la tête 1 avec son support 4 par ledit arbre 5 et dirigé quasi perpendiculairement au plan formé par les deux axes XX' et YY' ou incliné en direction dudit manchon 2 pour éclairer préférentiellement la zone que l'on inspecte avec l'objectif 3. Suivant la Figure 2, ce projecteur d'éclairage 10 est en effet représenté légèrement incliné vers l'avant par rapport au véhicule 4 et il pourrait être complété par un autre projecteur disposé également sur la pièce de liaison 16 mais diamétralement opposé au précédent cependant, ce deuxième projecteur n'est pas nécessaire, puisque si l'on veut regarder un point de la périphérie de la canalisation située autour du véhicule 4, il suffit de tourner la tête suivant l'axe XX' pour que ledit projecteur 10 soit en face de l'endroit que l'on veut regarder, la rotation de ladite tête 1 pouvant être effectuée suivant un angle B de 360 et même un peu plus puisque limitée uniquement par les possibilités de rotation de l'arbre 5. L'orientation de l'objectif 3 dans le plan de la Figure 2 perpendiculairement au précédent peut être également de 360 puisque limitée uniquement par les possibilités de rotation du système d'entraînement 7 qui peut donc assurer un tour complet et au-delà, mais il est certain de toute façon que l'angle A réèl de vision est de l'ordre de 270 du fait de l'angle mort représenté par la pièce de liaison 16, sur laquelle se fixent les demi-coques 14 et assurant la liaison avec le support 4 : celui-ci est, quand il s'agit d'un véhicule d'inspection, le corps mobile de ce dernier et l'axe de rotation XX' de la tête 1 étant celle du déplacement du véhicule. Les projecteurs avant 9 peuvent être protégés par des flasques de protection 11 disposées de part et d'autre. Un exemple de réalisation dans le cadre de la présente invention permet d'obtenir, à partir d'un manchon ou vérine ayant un diamètre de 70 millimètres, une hauteur de 30 millimètres et une épaisseur de 3 millimètres, une tête comprenant ce manchon, les projecteurs et telle que représentée sur les Figures 1 et 2, d'une longueur de 160 à 170 millimètres, avec un diamètre extérieur de 88 millimètres, soit permettant théoriquement une inspection de canalisations qui peuvent être au minimum de 90 millimètres de diamètre intérieur, mais en fait plutôt de 120 millimètres. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'orientation d'objectif (3) de prise de vues, à partir d'un support (4) sur lequel est fixé, par un arbre (5) permettant également sa rotation, une tête tournante (1) portant ledit objectif (3) et des projecteurs d'éclairage (9), caractérisé en ce que ladite tête (1) comporte un manchon (2) cylindrique transparent fermé à chacune de ses extrémités par une demi-coque (14) avec laquelle il forme une cavité interne (15), l'axe YY' dudit manchon (2) transparent étant perpendiculaire à celui XX' de rotation de la tête (1) et ledit objectif (3) étant monté mobile en rotation, dans et par rapport audit manchon (2) suivant ce même axe YY'. 2. Dispositif d'orientation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit manchon (2) cylindrique est un cylindre de révolution, assemblé d'une manière étanche avec les demi-coques (14) par au moins deux joints (13) circulaires entourant chacun une de ses extrémités. 3. Dispositif d'orientation suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux joints (12) d'étanchéité circulaires, disposés chacun dans une gorge (17) de maintien réalisée dans une demi-coque (14) et dans le prolongement d'une des extrémités du manchon (2) qui vient prendre appui sur eux. 4. Dispositif d'orientation suivant l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits joints (9, 10) sont des joints toriques. 5. Dispositif d'orientation d'objectif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux projecteurs d'éclairage (9), chacun situé de part et d'autre du manchon (2), fixé sur chaque demi-coque (14) et orienté dans l'axe XX' de rotation de la tête (1). 6. Dispositif d'orientation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un projecteur d'éclairage (10) situé en arrière dudit manchon (2) sur une pièce (16) de liaison de la tête (1) avec son support (4) par ledit arbre (5) et dirigé quasi perpendiculairement au plan formé par les deux axes XX' et YY' ou incliné en direction dudit manchon (2). 7. Dispositif d'orientation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit objectif (3) est monté sur un boîtier (8) mobile supporté par des paliers (6) disposés suivant l'axe YY' et entraîné en rotation suivant cet axe par un moteur (7) solidaire d'une demi-coque (14) et engrénant sur une couronne périphérique solidaire du boîtier (8). 8. Dispositif d'orientation d'objectif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit manchon est en verre. 9. Dispositif d'orientation d'objectif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit objectif (3) est celui d'une caméra vidéo dont l'électronique et le capteur d'images associé audit objectif sont situés dans ladite cavité (15) de la tête (1). 10. Véhicule d'inspection de canalisations, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'orientation d'objectif (3) de prise de vue, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, ledit support (4) de ladite tête tournante (1) étant le corps mobile dudit véhicule et l'axe de rotation XX' de cette tête étant celle de déplacement du véhicule.