Brevet FR2867269A1 — publié le 20050909

La présente invention concerne un appareil pour la prise des mesures d'une ouverture de bâtiment. Plus particulièrement, il s'agit d'un appareil permettant de mesurer la largeur et la longueur des ouvertures rectangulaires d'un bâtiment et destinés à recevoir 5 une menuiserie. Par menuiserie, on comprendra que sont concernés aussi bien les menuiseries bois que les menuiseries en tous matériaux tels que plastique, aluminium ou autres, ces menuiseries étant du type fenêtre, porte, porte fenêtre, volet ou autres. Le problème rencontré résulte de la perpendicularité approximative de faces successives des ouvertures à mesurer. Lorsqu'on mesure la hauteur et la largeur à l'aide d'un mètre, la probabilité d'avoir relevé des dimensions selon deux directions rigoureusement perpendiculaires est très faible, or ces cotes sont destinées généralement à une fabrication industrielle en menuiseries. Un mètre-ruban, ou un appareil de mesure utilisant le faisceau laser, ne peut donner qu'une seule et unique lecture d'une distance. Cette lecture donnée ne prend pas en considération la perpendicularité entre hauteur et largeur. Lors de la livraison et du montage desdites menuiseries il est fréquent de constater soit que celles-ci sont trop petites, et la quantité de matière de remplissage à utiliser est importante, soit trop grandes et la menuiserie non adéquate doit être mise au rebus. Pour éliminer ces inconvénients l'inventeur a cherché à concevoir un appareil permettant de s'assurer que les mesures de longueur et de largeur sont relevées selon deux directions perpendiculaires dont l'angle droit est garanti avec une grande précision. La solution selon l'invention consiste en un appareil de mesure des dimensions d'une ouverture de bâtiment destinée à recevoir une menuiserie caractérisé en ce qu'il consiste en un appareil roulant sur les quatre cotés d'une ouverture. Cet appareil ayant la forme d'une roulette, à au minimum deux roues, peut être poussé manuellement par la personne désirant prendre les mesures d'une ouverture. Après calcul et analyse, l'appareil de mesure délivre les dimensions de la 35 menuiserie destinée à l'ouverture mesurée. FIG. 1: Explication préalable. Cette figure fixe le cadre de compréhension de l'invention. Elle se compose des éléments suivants: En 1 est représentée une ouverture quelconque de bâtiment selon deux axes OX et OY. L'axe OX est l'axe de la largeur de l'ouverture. L'axe OY est l'axe de la Hauteur de l'ouverture. En 8 est représentée la profondeur de l'ouverture selon l'axe OZ. En 2 est représenté un équipement de menuiserie de dimensions exactes par rapport à l'ouverture. Cet équipement touche en 4 points l'ouverture. Ces points sont les points 3,4,5 et 6. L'idée d'invention consiste alors à procéder à des relevées des coordonnées, en trois dimensions XYZ de chaque point de la surface de l'ouverture destinée à recevoir l'équipement. Ces relevées, calculées et stockées dans la mémoire de l'appareil, seront prises par rapport à un système d'axes de référence comme le montre la Fig.1. OXYZ. Le traitement et l'analyse de ces relevées, permet de choisir les points, 3,4,5 et 6 qui déterminent les dimensions de l'équipement. En 7 sont représentés les bords de l'ouverture coté interne. Par coté interne on comprendra les cotés de l'ouverture face à l'intérieur de l'habitât. Par opposition, les bords de l'ouverture face à l'extérieur de l'habitât sont appelés les bords externes de l'ouverture. La largeur basse de l'ouverture est égale au segment(9-10) La hauteur droite de l'ouverture est égale au segment(10-11) La largeur haute de l'ouverture est égale au segment(11-12) La hauteur gauche de l'ouverture est égale au segment(12-9) FIG.2: L'outil de mesure Cette figure montre la composition de l'invention comme suit: En 13a l'appareil de mesure roulant. En 13, une première roue codeuse. En roulant, cette roue va livrer la distance parcourue. En 14, une deuxième roue codeuse. Idem. En 15, une roue pour permettre à l'appareil de rouler stablement. En 16, un entre axe, réglable, des deux roues codeuses. En 17, un gyroscope deux axes de 360 , pouvant aussi être un inclinomètre ou équivalent. Ce gyroscope donne une valeur d'angle. En 18, une carte centrale comportant une alimentation, une carte d'acquisition des données, un écran d'affichage et une unité de traitement et de calcul pouvant être liés ou pas à des périphériques tels clavier, mémoires, imprimante, etc.. La roue codeuse 13 et la roue codeuse 14 peuvent aussi ne pas être en contact direct avec la surface de la profondeur de l'ouverture. Ces deux roues peuvent aussi être entraînées directement par une roue primaire par le moyen d'une courroie ou d'un démultiplicateur. C'est cette roue primaire, en tel cas, qui sera en contact avec la surface parcourue. Cet appareil de mesure, à pousser manuellement, peut rouler sur les quatre cotés de l'ouverture. En roulant, depuis le coin bas gauche, sur la profondeur de l'ouverture, cet appareil peut calculer et stocker les coordonnées de chaque point en trois dimensions. Une fois, le relevé de la largeur basse terminé, l'opérateur actionnant cet appareil, le pousse dans le plan XOY. En roulant dans le plan XOY, cet appareil, va procéder à la lecture, au calcul et au stockage des coordonnées des points, de la profondeur de la hauteur droite de l'ouverture. De même, cet appareil va rouler sur la profondeur de la largeur haute puis sur la profondeur de la hauteur gauche de l'ouverture. Il va calculer et stoker toutes les coordonnées des points nécessaires, pour définir après traitement, les 4 points déterminants permettant de donner les dimensions exactes de l'équipement. Pour le reste de la rédaction de ce brevet d'invention on procédera en deux phases: Une première phase qui sert à expliciter l'acquisition des données délivrées par les actionnaires. Par actionnaires on comprendra les deux roues codeuses 13 et 14 ainsi que le gyroscope 17. Cette première phase comprend aussi des étapes et les calculs. Une deuxième phase d'analyse qui sert à donner les dimensions de la menuiserie. Phase d'Acquisition Les coordonnées d'un point sont composés d'un ensemble de trois valeurs. 35 Une valeur selon l'axe OX, une valeur selon l'axe OY et une valeur selon l'axe OZ. En fait, le calculateur, en utilisant les données livrées à lui par les roues codeuses 13 et 14 et le gyroscope 17, va calculer les trois coordonnées d'un point en se servant de trois formules de calcul différentes. Il y a, ainsi, une formule de calcul selon l'axe OX. Une formule de calcul selon l'axe OY et une formule de calcul selon l'axe OZ d'un système de 5 coordonnées référentiel. Par système de coordonnées référentiel on comprendra un système de coordonnées choisit par le calculateur juste avant de débuter l'opération de mesure. Tous les coordonnées des points seront calculés par rapport à ce système d'axes référentiels OX, OY et OZ. Le calculateur s'acquiert, calcule et stocke les coordonnées des points appelés points clés. On appelle un point clé, un point dont l'acquisition, le calcul et le stockage des coordonnées sont déterminants pour trouver les dimensions de la menuiserie. Ainsi, par exemple, la roue codeuse 13, tout en roulant, délivre sans interruption le trajet parcouru. A l'arrivée d'un point clé, le calculateur décide d'opérer un prélèvement du trajet parcourue par cette roue codeuse. Les points 3,4,5,et 6 sont aussi des points clés. L'acquisition des coordonnées de ces quatre points s'est faite durant le déplacement de l'appareil de mesure sur les quatre profondeurs des quatre cotés de l'ouverture. Fig.3: Possibilités de déplacement de l'appareil La fig.3 montre le déplacement de l'appareil de mesure dans le plan XOZ dans la direction de l'axe OX. En d'autres termes, la fig.3 représente l'appareil de mesure qui se déplace sur la profondeur de la largeur basse de l'ouverture. Cette figure limite le déplacement uniquement au plan XOZ. On ne prend pas en considération les déplacements selon les deux autres axes OY et OZ qui seront vus plus loin. En 19 nous avons l'appareil de mesure parallèle à l'axe OX dans le plan XOZ. Poussé manuellement, cet appareil de mesure ne peut avancer, exactement parallèle, à l'axe OX. Il va alors tourner autour de l'axe OY en se déplaçant dans le plan XOZ. L'axe OY est montré en Fig.1. En 20 l'appareil de mesure est tourné dans le sens des aiguilles d'une montre. En 21 ce même appareil est tourné dans le sens contraire des aiguilles d'une 35 montre. En 19, 20 et 21 on a représenté toutes les rotations possibles de l'appareil de mesure, durant un déplacement, autour de l'axe OY et dans le plan XOZ. En 19 cette rotation est égale à zéro. En 20 la rotation de l'appareil de mesure décrit un angle positif dans le plan XOZ. En 21 la rotation de l'appareil de mesure décrit un angle négatif dans le plan XOZ. Fig.4: Points clés, Etapes, But et calcul des abscisses sur l'axe OX. Afin d'expliciter la méthode de calcul, on dessinera l'appareil de mesure sous forme de deux cercles séparés par une ligne. La longueur de cette ligne est exactement égale à la distance séparant les deux roues codeuses de l'appareil, la roue codeuse 13 et la roue codeuse 14. En 23 est représentée, en modélisation, la roue codeuse 13 En 24 est représenté, en modélisation, la roue codeuse 14. Le segment se trouvant entre 23 et 24 est l'entre axe réglablel6 des roues codeuses de l'appareil. Les cercles sont représentés pour une meilleure compréhension du déplacement de l'appareil. En réalité ces cercles ne sont pas utilisés pour le calcul. On ne prend en considération que les segments entre deux points. L'analyse du trajet de chaque roue codeuse, à part, est comme suit: 20 La roue codeuse 13, va effectuer, en allant de 23 à 35, le trajet suivant: [ arc(23-25) + arc(25-27) + droite(27-29) + droite avec pente(29-32) + arc(32-34) + droite(34-35) I. La roue codeuse 14, va effectuer, en allant de 24 à 36, le trajet suivant: [ arc(24-26) + arc(26-28) + droite(28-30) + arc(30-31) + droite avec pente(31-33) + droite(33-36) ] Comme le montre la fig.4, l'appareil de mesure, en se déplaçant du point 23 au point 35 ne peut avoir que deux possibilités qui sont les suivantes: - Soit une possibilité de rotation. Cette possibilité exige qu'une roue codeuse tourne, alors que l'autre roue codeuse reste fixe et ne roule pas. Cette roue codeuse fixe ne livre au calculateur aucun trajet. - Soit une possibilité de roulement. Cette possibilité exige que les deux roues 35 roulent ensemble et l'appareil avance tout droit. Par conséquent, tout déplacement de l'appareil de mesure se décompose de ces deux mouvements. Un point clé est facilement détecté par le calculateur comme suit: Au départ, les deux points, le point 23 et le point 24 sont deux points clés 5 dont les coordonnées sont relevés par le calculateur. Le calculateur observe, une fois que l'appareil de mesure débute son travail, que la roue codeuse 14, au point 24 reste fixe alors que la roue codeuse 13, au point 23, roule et livre un trajet non nul en passant du point 23 au point 25. Tant que cette rotation dure, le calculateur de l'appareil de mesure ne relève aucun point clé. Une fois que cette opération de rotation s'arrête, pour passer à une opération différente, le point 25 devient un point clé pour le calculateur. Une fois que le point 25 devient un point clé, l'acquisition des données destinées au calcul des coordonnées de ce point devient une nécessité pour le calculateur. On conclura qu'un point clé est un point de changement de situation de l'appareil de mesure durant son déplacement. Ainsi, tous les points encerclé de la fig.4, sont des points clés pour le calculateur. L'appareil de mesure, en allant dans le sens de l'axe OX, des points du départ, 23 et 24, aux points d'arrivée, 35 et 36, ne relève que les coordonnées de 14 points clés. Ces 14 points clés sont uniquement selon la direction de l'axe OX. L'axe OY possède aussi, et de la même manière, des points clés. Ces points clés vont s'ajouter, durant cette opération, aux points clés relevés selon l'axe OX. Ainsi, en roulant sur les profondeurs de l'ouverture, l'appareil de mesure va relever l'ensemble des points clés selon les deux axes OX, OY. l'axe OZ n'est utilisé que pour le contrôle. L'ensemble des étapes provoquées par le déplacement de l'appareil de mesure en allant des points 23 et 24 aux points 35 et 36 sont comme suit: la première action de l'appareil de mesure est une rotation, en 24, ayant pour axe la roue codeuse 14. Ainsi, la roue codeuse 13 effectue un trajet sous forme d'arc entre le point 23 et le point 25. Le point 25 devient un point clé suite à l'arrêt de cette étape. La deuxième action de l'appareil de mesure est aussi une rotation. Cette fois-ci la rotation, en 25, s'effectue autour de la roue codeuse 13. La roue codeuse 14 décrit un trajet sous forme d'arc entre le point 24 et le point 26. Le point 26 devient un point clé suite à l'arrêt de cette étape. La troisième action de l'appareil de mesure est encore une action de rotation. Cette rotation, en 26, a pour axe la roue codeuse 14. La roue codeuse 13 effectue alors un trajet sous forme d'arc entre le point 25 et le point 27. Le point 27 devient un point clé suite à l'arrêt de cette étape. La quatrième action de l'appareil de mesure est aussi une action de rotation. Cette rotation, en 27, a pour axe la roue codeuse 13. La roue codeuse 14 effectue alors un trajet sous forme d'arc entre le point 26 et le point 28. Le point 28 devient un point clé suite à l'arrêt de cette étape. La cinquième action de l'appareil de mesure est une action de simple roulement. Les deux roues codeuses livrent au calculateur un trajet identique. La roue codeuse 13 part du point 27 pour arriver au point 29. La roue codeuse 14 part du point 28 pour arriver au point 30. Les points 29 et 30 deviennent des points clés suite à l'arrêt de cette étape. La sixième action est une action de rotation. Cette rotation, en 29, a pour axe la roue codeuse 13. La roue codeuse 14 effectue alors un trajet sous forme d'arc entre le point 30 et le point 31. Le point 31 devient un point clé suite à l'arrêt de cette étape. La septième action de l'appareil de mesure est une action de simple roulement. Les deux roues codeuses livrent au calculateur un trajet identique. La roue codeuse 13 part du point 29 pour arriver au point 32. La roue codeuse 14 part du point 31 pour arriver au point 33. Les points 32 et 33 deviennent des points clés suite à l'arrêt de cette étape. La huitième action est une action de rotation. Cette rotation, en 33, a pour axe la roue codeuse 14. La roue codeuse 13 effectue alors un trajet sous forme d'arc entre le point 32 et le point 34. Le point 34 devient un point clé suite à l'arrêt 3o de cette étape. La dernière action est une action de simple roulement. Les deux roues codeuses livrent au calculateur un trajet identique. La roue codeuse 13 part du point 34 pour arriver au point 35. La roue codeuse 14 part du point 33 pour arriver au point 36. Les points 35 et 36 deviennent des points clés suite à l'arrêt de cette étape. La méthode de calcul cherche à trouver pour le trajet effectué par la roue codeuse 13 le suivant: La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 23 au point 25. La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 25 au point 27. La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 27 au point 29. La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 29 au point 32. La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 32 au point 34. La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 34 au point 35. Puis d'additionner toutes ces projections. La somme de ces projections représentera la ligne droite mesurée par la roue codeuse 13. De même, le calculateur cherche à calculer pour la roue codeuse 14 le suivant: La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 24 au point 26. La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 26 au point 28. La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 28 au point 30. La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 30 au point 31. La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 31 au point 33. La projection, sur l'axe OX, du segment liant le point 33 au point 36. Puis d'additionner toutes ces projections. La somme de ces projections représentera la ligne droite mesurée par la roue codeuse 14. En fonction de la précision demandée à l'appareil de mesure, le calculateur peut choisir un cas parmi les trois cas suivant: soit l'afficheur affichera le trajet calculé à partir des données livrées par la roue codeuse 13 soit l'afficheur affichera le trajet calculé à partir des données livrées par la roue codeuse 14 soit l'afficheur affichera un trajet moyen qui soit la moitié de la somme de deux trajets calculés à partir de chaque roue codeuse Soit l'afficheur affichera les deux trajets séparément. Fig. 5: Calcul d'un trajet Pour montrer la faisabilité des calculs, il suffit de le prouver sur une portion du trajet. On a choisit le trajet effectué par la roue codeuse 13 entre le point 37 et le point 43. Ce trajet est tracé avec une ligne plus épaisse. Il part du point 37 vers le point 43 en passant par les points 39 et 41. Pour tout autre trajet le calcul sera effectué par le calculateur d'une manière similaire. Le segment(37-38) possède une valeur constante V entre les deux roues codeuses 13 et 14. C'est la valeur de l'entre axe. Dans le but de s'adapter à des épaisseurs différentes de menuiserie, l'entre axe de l'appareil de mesure est variable. Les portes peuvent avoir une épaisseur de 20 cm par exp. Pour une ouverture de bâtiment devant recevoir une porte de cette épaisseur, il est obligatoire de régler l'entre axe de l'appareil de mesure à 20 cm. Une fois cet entreaxe réglé, l'appareil est placé sur la profondeur de l'ouverture à la place de la future porte. Les relevées de mesure peuvent commencer. La distance de l'entraxe est constante durant les relevées de mesures. Le triangle formé par les sommets (37-38-39) est isocèle. De même, pour chaque rotation de l'appareil de mesure, le triangle formé résultant est toujours un triangle isocèle. Les deux triangles, l'un formé par les sommets, (38-39-40) et l'autre les sommets (40-41-42) sont aussi isocèles. Etc.. La roue codeuse 13, durant la première rotation de l'appareil de mesure autour de la roue codeuse 14, décrit un arc de cercle. Cet arc se trouve entre le point 37 et le point 39. La roue codeuse, pour un entre axe de valeur égale à v, donne la valeur de l'arc(37-39) égale à al. La roue codeuse 13 décrit alors un cercle de rayon égal à V centré sur le point 38. Le périmètre de ce cercle est égale à (2*pi*V). Pi est la valeur trigonométrique = 3,1416..., et V est le rayon du cercle. Ce périmètre est égale à 2*3,1416*V Chaque degré du cercle correspond alors à un trajet d'arc X constant de: X=2*3,1416*V /360 Pour obtenir la valeur de l'angle en 38 on divise la valeur du trajet effectué par la roue codeuse 13, entre le point 37 et le point 39 par X. Ceci nous donne un angle de: a1/X en 38. La somme des trois angles d'un triangle est toujours égale à 180 . Le triangle (38-37-39) est isocèle. Les deux angles en 37 et en 39 sont égaux à : /(1 80-a1/X) Il reste au calculateur à calculer la valeur du segment(37- 39) ayant les mêmes extrémités que l'arc(37-39) avant de le projeter sur l'axe OX. Segment(37-39) = 2*V* sin[(1/2*(angle en 38)].= 2*v*Sin(112*a1/X) 5 Reste à trouver l'angle de projection de ce segment(37-39) sur l'axe OX. Pour cela il suffit d'imaginer que le segment(37-39) n'est autre que la rotation de %(180-al/X) effectuée par le segment(37-38) autour du sommet 37. Le segment(37-39) fait avec l'axe OX un angle de: 90 a1/x = M1. Projection du segment(37-39) = 2*v*Sin(1/2*al/x)Cos(M1) =P1 P1 est représenté par le segment(37-45) La deuxième rotation autour du sommet 39 du triangle isocèle (38-39-40), nous délivre un arc(38-40)= a2mm. Cet arc est effectué par la roue codeuse 14 en 15 allant de 38 à 40. De la même manière nous obtenons un angle de: a2/X en 39. Cet angle nous servira pour la projection des segments se trouvant en aval. Le triangle isocèle (38-39-40) possède alors un angle de '/(180-a2/x) pour chacun de ses sommets en 38 et en 40. Après avoir trouvé l'angle de rotation, le calculateur calcule la valeur du segment ayant les mêmes extrémités que l'arc(38-40) avant de le projeter sur l'axe OX. Le calcul est similaire au calcul explicité plus haut. On ne l'effectue pas car on s'intéresse uniquement au trajet effectué par la roue codeuse 13. La troisième rotation autour du sommet 40 du triangle isocèle (39-40-41), nous délivre un arc(39-41)= a3. Cet arc est effectué par la roue codeuse 13 en allant du point 39 au point 41. De la même manière nous obtenons un angle de: a3/X en 40. Le triangle isocèle (39-40-41) possède alors un angle de %(180-a3IX) pour chacun de ses sommets en 39 et en 41. Après avoir trouvé l'angle de rotation, le calculateur calcule la valeur du segment ayant les mêmes extrémités que l'arc(39-41) avant de le projeter sur l'axe OX. Cette valeur est comme suit: Segment(39-41) = 2*V* sin[(1/2*(angle en 40)].= 2*V*Sin(1/2*a3/x) Reste à trouver l'angle de projection de ce segment(39-41) sur l'axe OX. Pour trouver cet angle il suffit d'imaginer que le segment(37-39) a effectué une rotation autour du point 39 pour se placer à la place du segment(39-41). Le calculateur possède alors toutes les données nécessaires pour cette opération. L'angle formé par le segment(37-39) et le segment(38-39) est ='/(180-allx) L'angle formé par le segment(38-39) et le segment(39-40) est = a2/x L'angle formé par le segment(40-39) et le segment(39-41) est ='/(180-a3/x) Io L'angle entre le segment(39-41) et l'axe OX est égale à : 180-[('/(180-al/x) + a2/x+'/(180-a3/x)]- (90-aulx) = M2 Projection du segment(39-41) sur OX =2*v*Sin(1/2*a3/x)*Cos(M2) = P2 P2 est représenté par le segment(45-46). La quatrième rotation autour du sommet 41 du triangle isocèle (40-41-42), nous délivre un arc(40-42) de a4 mm. Cet arc est effectué par la roue codeuse 14 en allant du point 40 au point 42. De la même manière nous obtenons un angle de: a4/X en 41. Cet angle nous servira pour la projection du segment en aval. La cinquièmes action de l'appareil de mesure est un roulement. Les deux roues codeuses délivrent le même trajet entre leurs points de départs et leurs points d'arrivées. La roue codeuse 13 nous délivre alors un trajet de a5mm. Il suffit de trouver l'angle de la projection du segment(41-43) par rapport à l'axe OX. On appliquera toujours la même méthode explicitée plus haut. La rotation du segment(41-43) par rapport au segment(39-41) prend en considération les rotations suivantes: L'angle formé par le segment(39-41) et le segment(41-40)= '/(180-a3/x) L'angle formé par le segment(41-40) et le segment(41-42) = a4/X 3o L'angle formé par le segment(41-42) et le segment(41-43) = 90 L'angle entre le segment(41-43) et l'axe OX est égale à : 180-[(%(180-a3/x) + a4/X + 90] M2 = M3 Projection du segment(41-43) = a5*Cos(M3) = P3. P3 est représenté par le segment(46-47) La distance, en ligne droite parallèle à l'axe OX, que l'appareil a déjà effectué entre les points 37 et 43est égale à : (P1+P2+P3)mm.= segment (37-47) Et c'est ainsi que les distances entre un point et un autre point, mesurées, par l'appareil de mesure, seront calculées. Fig.6: Points clés, Etapes, , et calcul des ordonnées sur l'axe OY L'axe OY est l'axe de l'écart vertical par rapport à l'axe OX. En de termes pratiques, l'appareil de mesure en se déplaçant sur la profondeur de la largeur basse de l'ouverture en direction de l'axe OX, va étudier les bosses et les creux de cette même surface. Cette étude est limitée uniquement au plan XOY. L'étude devient alors une étude à deux dimensions. Par deux dimensions on comprendra que le calculateur est censé trouver pour chaque point clé deux coordonnées. Ces deux coordonnées sont l'abscisse du point sur l'axe OX et l'ordonnée du point sur l'axe OY. La fig.6 montre un trajet possible entre le point 48 de départ et le point 52 d'arrivée en passant par les points 49,50 et 51. Le calculateur a besoin de deux données pour calculer les ordonnées d'un point. Ces deux données sont: une distance livrée par une roue codeuse et une valeur livrée par l'inclinomètre. Pour l'acquisition de l'angle de la pente, le calculateur n'hésite pas et va acquérir la valeur livrée par l'inclinomètre en ce point précis, par rapport à l'axe OX. Pour l'acquisition de la distance, le calculateur a le choix d'utiliser soit: - La distance livrée par la roue codeuse 13, - La distance livrée par la roue codeuse 14, - La moyenne des distances livrées par les deux roues codeuses 13 et 14, - Les deux distances simultanément, la distance livrée par la roue codeuse 13 et la distance livrée par la roue 14. Pour la suite, on demande au calculateur de choisir d'acquérir la distance livrée par la roue codeuse 13. La roue codeuse 13 se trouve sur les bords internes de l'ouverture. Le calcul sera le même pour tout autre choix. Les points clés pour la fig. 6 sont les points de changement de pentes. Le changement de pente est délivré par l'inclinomètre embarqué. Un changement des pentes en 49, 50 et 51, fait de chacun de ces points un point clé. Le point d'arrivée 52, comme le point de départ 48 est toujours un point clé. 5 Les étapes de ce trajet sont comme suit: Une première pente positive, b1 , entre le segment(48-49) et l'axe OX Une deuxième pente positive, b2 , entre le segment(49-50) et l'axe OX Une troisième pente négative, b3 , entre le segment(50-51) et l'axe OX Un roulement à pente nulle entre le point 51 et le point 52. Les valeurs b1, b2 et b3 sont livrées par l'inclinomètre. La longueur de chaque segment, segment(48-49), segment(49-50), segment(50-51) et le segment(51-52), sera défini par le calculateur. La méthode de calcul cherche à trouver pour le trajet effectué par la roue codeuse 13, dans le plan XOY, les projections suivantes: La projection, sur l'axe OY, du segment(48-49) La projection, sur l'axe OY, du segment(49-50) La projection, sur l'axe OY, du segment(50-51) La projection, sur l'axe OY, du segment(51-52) Le calcul de ces projections se fait comme suit: Une fois qu'un point clé par rapport à l'axe OY est choisi, ce point clé devient aussi un point clé par rapport à l'axe OX et vice-versa. Méthodiquement, pour chaque point clé, le calculateur refait le même calcul explicité sous la fig.5. Le calculateur de l'appareil doit définir le segment avant de le projeter sur l'axe OX. Soit l'appareil se trouve en état de rotation et en pareil cas le calculateur calcule la valeur du segment, soit l'appareil se trouve en état de roulement et en pareil cas la valeur du segment n'est autre que la valeur livrée par la roue codeuse 13. L'ordonnée est alors la projection de ce même segment sur l'axe OY. Pour cela le calculateur utilise l'angle donné par l'inclinomètre. La projection sur l'axe OY se fait comme suit: Le segment(48-49) possède: une pente b1 livrée par l'inclinomètre un trajet, tri mm, défini par lecalculateur L'ordonnée du point 49 par rapport au segment(48-49) est égale à : Y1 (48-49)=tr1*Sin(bl)mm Cette ordonnée se trouve être, aussi, l'ordonnée du point 49 par rapport au système d'axe référentiel OXYZ. to Y2= Y1(48-49). Le point 48 se trouve sur le point O origine du système d'axes référentiels OXYZ. En plus de l'abscisse du point 49 le calculateur connaît maintenant l'ordonnée de ce même point. Le calcul de l'ordonnée d'une étape se fait toujours par rapport à l'ordonnée de l'étape précédente. Une fois que le point 50 est devenu un point clé, le calculateur calcule le segment(49-50). Le segment(49-50) possède: une pente b2 acquise de l'inclinomètre Un trajet, tr2mm, défini par le calculateur. L'ordonnée du point 50 relatif au segment(49-50) est égale à : Y2(49-50) =Tr2*Sin (b2) m m Pour obtenir l'ordonnée relatif au système d'axes référentiels du point clé 50, il faut ajouter l'ordonnée du point clé 49 relative à ce même système d'axes. On a alors: Y3= trl*Sin(bl) + tr2*sin(b2)= Y2+ Y2(49-50) Ainsi le calculateur possède l'abscisse et l'ordonnée du point clé 50 relatives au système d'axes référentiels. La même méthode s'applique pour le segment(50-51). Une fois que le point 51 est devenu un point clé, le calculateur calcule le segment par rapport à l'axe OX. Le segment(50-51) possède: une pente b3 acquise de l'inclinomètre Un trajet, tr3mm, défini par le calculateur. L'ordonnée du point 51 relative au segment(50-51) est égale à : Y3(50-51) =Tr3*Sin(b3) qui est une valeur négative d'après la fig.6. Pour obtenir l'ordonnée relative au système d'axes référentiels du point clé 51, il faut ajouter l'ordonnée du point clé 50 relative à ce même système d'axes. Y4=Y3+Y3(50-51) Ainsi le calculateur possède l'abscisse et l'ordonnée du point clé 51 relatives au système d'axes référentiels. Il est inutile de calculer l'ordonnée du point d'arrivée 52 car l'inclinomètre entre le point 51 et le point 52 affiche zéro degré. L'ordonnée du point clé 52, relative au système d'axes référentiels, n'est autre que l'ordonnée du point clé 51. 10 Etc.. Fig.7: Axe OZ. Tangage et décision d'arrêter la prise de mesures. La fig.7 dévoile les trois axes de calcul de l'appareil dans leurs plans respectifs. On a déjà démontré que la distance est calculée dans le plan ZOX. La pente entre le segment(53-54) et la direction OX ayant son sommet en O est une rotation autour de l'axe OY. La distance est une projection sur l'axe OX. On a démontré également que les bosses et les creux de la profondeur de l'ouverture sont calculés dans le plan XOY. L'ordonnée est la projection sur l'axe OY 20 du segment(55-56) en se servant de la valeur de la pente entre le segment(55-56) et l'axe OX. Dans le plan YOZ, la pente entre le segment(57-58) et l'axe OY est appelée pente de tangage de l'appareil de mesure. En d'autres termes on a: le point 58 représentant le rebord extérieur de l'ouverture, (ou l'inverse), Le point 57 représentant le rebord intérieur de l'ouverture, (ou l'inverse), Le segment(57-58) représentant la profondeur de l'ouverture La pente de tangage, livrée par l'inclinomètre, est la pente entre le segment(57-58) et l'axe OY. Cette pente de tangage peut être une pente positive, négative ou nulle. Un angle de tangage de l'appareil négatif ou nul est toujours acceptable. Par contre, un angle de tangage positif, tendant à rétrécir l'ouverture, déclenche un arrêt de mesure. Si un tangage positif est constaté par le calculateur, une décision d'arrêt de 35 l'appareil est prise. L'appareil, au moment de s'arrêter, émet un avertissement sonore. Cet avertissement sonore localise à la fois le lieu incriminé tout en demandant de corriger la maçonnerie précisément en ce lieu. Le but de cet avertissement est la correction de la maçonnerie. Il n'est pas recommandé de rétrécir la menuiserie à cause d'une petite pente de tangage 5 positive. Fig.8: Appareil de mesure avec une seule roue codeuse En 59 est représenté un appareil de mesure avec une seule roue codeuse. En réalité si la direction de l'appareil est sensiblement parallèle à l'axe OX dans le plan XOZ, voir fig.4, la différence entre une précision à deux roues codeuses et une précision à une seule roue codeuse est minime. Pour se donner un exemple, pour un angle de 10 , ce qui représente une déviation importante pour ce genre de mesures, la différence avec une mesure précise est de l'ordre de deux centième (2/100). En 60 est représenté un système d'entraînement de la roue codeuse 64. En 61 est représenté un système d'ajustage de l'appareil à l'épaisseur de la menuiserie En 62 est représenté un système de blocage de l'entre axe une fois cet entre axe ajusté En 63 sont représentées des roues ordinaires. Fig.9: Equipement de l'appareil avec 4 roues Ajout de quatre roues 63 sur un étage supérieur Ajout de deux systèmes d'entraînement 60 Fig.10: Equipement d'une poignée de l'appareil En 67 est une poignée dont le but est de faciliter le roulement de l'appareil. L'appareil, en se déplaçant sur les quatre profondeurs de l'ouverture, restera toujours dans le même plan YOX sans jamais tourner autour de lui-même. L'appareil ne tournant plus autour de lui-même n'aura plus besoin d'un inclinomètre de 360 . Un inclinomètre de 30 suffirait largement. Le but de cela est de réduire le coût de la fabrication de l'appareil et par suite son prix de vente. Fig.11: Appareil de mesure de grande précision La fig.11 montre un appareil de mesure de grande précision à deux roues codeuses 13 et 14 entraînées indirectement par deux systèmes séparés d'entraînement. La poignée n'est pas mise pour une meilleure clarté du dessin. Extension de calcul sur les autres cotés de l'ouverture Tous ce qui a été démontré jusqu'à maintenant est vrai pour la largeur basse de l'ouverture. Le même calcul, avec une variante de rotation, sera appliqué pour tous les 10 autres côtés de l'ouverture. La variante est de respecter une rotation de 90 dans le plan de XOY à chaque passage d'un côté à l'autre de l'ouverture. En passant de la largeur basse de l'ouverture à la hauteur droite, (fig.1) , le calculateur applique une rotation de 90 . Ce n'est que le calcul des coordonnées d'un point par rapport à un premier 15 système d'axes primaires. Ce système d'axes primaires se trouve en rotation de 90 , dans le plans XOY, avec le système d'axes référentiels. Le système d'axes primaires de la largeur haute de l'ouverture est en rotation de 180 , dans le plans XOY, par rapport au système d'axes référentiels. Le système d'axes primaires de la hauteur gauche de l'ouverture est en rotation de 270 , dans le plans XOY, par rapport au système d'axes référentiels. Phase d'Analyse fig.(1) Une fois les relevés des quatre côtés de l'ouverture effectués, le calculateur retient déjà 4 points clés déterminants. Un seul point clé déterminant est retenu par côté. Ces points clés déterminants vont servir à trouver les dimensions exactes de la menuiserie. Tous ces relevés sont faits par rapport au système d'axes référentiels OXYZ choisi au départ par le calculateur. Ces quatre points clés déterminants sont comme suit: Sur la largeur basse le point clé déterminant est le point ayant la plus grande ordonnée. Ce point correspond au point 4 de la fig.1. Sur la hauteur droite de l'ouverture le point clé déterminant est le point ayant l'abscisse la plus petite. Ce point correspond au point 3 de la fig.1. Sur la largeur haute de l'ouverture le point clé déterminant est le point ayant la plus petite ordonnée. Ce point correspond au point 5 de la fig.1 Sur la hauteur gauche de l'ouverture le point clé déterminant est le point ayant la plus grande abscisse. Ce point correspond au point 6 de la fig.1 Les dimensions de la menuiserie sont comme suit: Largeur = (Abscisse du point 3) (abscisse du point 6) Hauteur = (Ordonnée du point 5) (ordonnée du point 4) II faut ajouter une tolérance pour le confort de l'installation de la menuiserie dans l'ouverture. Si cette tolérance est de 4mm de chaque côté nous aurons les dimensions suivantes de la menuiserie: Largeur finale = Largeur 8mm Hauteur finale = Hauteur 8mm 25 30 REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure roulant (13a) des dimensions d'une ouverture de bâtiment destinée à recevoir une menuiserie caractérisé en ce qu'il consiste, en deux roues codeuses (13) et (14) ou similaire au maximum, en un gyroscope (17) à deux axes ou similaire de 360 au maximum, en un entreaxe (16) des roues codeuses, en une roue simple et en une unité électronique d'alimentation, d'acquisition, de calcul et d'affichage. 2. Appareil de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les roues codeuses peuvent être entraînées indirectement par un système d'entraînement (60) ou équivalent. 3. Appareil de mesure selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'entraxe des roues codeuses (13) et (14) peut être réglable (16). 4. Appareil de mesure selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour des mesures de moindre précision, une seule roue codeuse suffit. Cet appareil est montré en (59). 5. Appareil de mesure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'appareil de mesure (59) peut être doté d'un deuxième étage de roues avec des systèmes d'entraînement (60). Cet appareil est montré en (65) 6. Appareil de mesure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une poignée (67) peut être ajoutée pour faciliter la prise de mesure. Cet appareil est montré en (66). 7. Appareil de mesure selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un inclinomètre à deux axes de moins de 90 est suffisant pour un appareil montré en (66). 8. Appareil de mesure selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un appareil (68) peut être construit avec deux roues codeuses 13 et 14 pour un confort de prise de mesure et une plus grande précision.