Brevet FR2889870A1 — publié le 20070223

DISPOSITIF D'ALIGNEMENT A LASER La présente invention concerne un dispositif d'alignement à laser et, plus particulièrement, un dispositif d'alignement à laser qui peut émettre un faisceau laser plan vers une surface cible pour former une Ii- gne laser en tant que ligne de référence pour une autre opération. A l'heure actuelle, le dispositif d'alignement à laser est large-ment utilisé dans des domaines tels que le bâtiment, la décoration d'intérieur et autres. Le brevet US 4 031 629, publié le 28 juin 1977, décrit un dispo-sitif d'alignement à laser dans lequel on utilise un moteur qui entraîne un faisceau de lumière laser de façon à le faire tourner pour former un faisceau laser plan et former ainsi une ligne laser droite sur une surface cible, et dans lequel le corps principal est ajusté manuellement à l'horizon-tale avec l'indication d'un flotteur de détection de niveau, c'est-à-dire que la ligne laser est de niveau. Dans certains dispositifs d'alignement à laser, on utilise un type de lentille linéaire pour transmettre à travers elle un faisceau laser, de façon à le convertir en un faisceau laser plan, au lieu d'utiliser le moteur précité entraînant le faisceau laser pour le faire tourner, de manière à simplifier la structure interne du dispositif d'aligne- ment à laser et à réduire la consommation d'énergie. Ce qu'on appelle une lentille linéaire est une lentille qui peut convertir un faisceau de lumière laser en un faisceau laser plan. Le brevet US 6 914 930 publié le 5 juillet 2005 présente une multiplicité de modes de réalisation de lentille linéaire. Le brevet US 4 247 809 publié le 27 janvier 1981, ainsi que le brevet US 4 751 782 publié le 21 juin 1988 décrivent tous deux un dispositif d'alignement à laser à mise à niveau automatique, avec un élément de détection d'inclinaison électronique, qui permet d'omettre la mise à niveau manuelle et de simplifier son fonctionnement. Cependant, le dispositif d'alignement à laser dans les brevets précités peut seulement former une ligne laser sur une surface cible dans une direction fixée telle qu'une surface verticale, et il est évident que ceci limite l'utilisation du dispositif d'alignement à laser. La présente invention vise à procurer un dispositif d'alignement à laser qui a une structure simple, une utilisation aisée et une utilité économique, et qui peut former non seulement un faisceau laser plan horizontal, mais également un faisceau laser plan vertical. Pour atteindre le but ci-dessus, le dispositif d'alignement à laser de la présente invention comprend un boîtier, une unité d'émission laser qui est montée sur le boîtier et peut émettre un faisceau laser plan, un premier plan de montage et un deuxième plan de montage reliés de manière fixe à l'unité d'émission laser, des première et deuxième unités électroniques de détection d'obliquité fixées respectivement aux premier et deuxième plans de montage, des moyens de réglage automatique, une première et une deuxième surfaces étant toutes deux adaptées pour venir en contact avec une surface d'appui sur laquelle le dispositif d'alignement à laser peut être appuyé, la première surface étant reliée de façon mobile à l'unité d'émission laser par les moyens de réglage automatique, et un circuit de commande relié électriquement aux première et deuxième unités de détection d'obliquité et aux moyens de réglage automatique, dans le-quel au moins la première des première et deuxième unités de détection d'obliquité est une unité de détection d'obliquité à deux axes. En utilisant cette configuration, le dispositif d'alignement à laser de la présente invention peut être posé sur une surface d'appui passant par deux surfaces différentes, c'est-à-dire la première surface et la deuxième surface, de façon à projeter non seulement un faisceau laser plan horizontal mais égale-ment un faisceau laser plan vertical sans unité d'émission laser supplémentaire, et à étendre ainsi le domaine d'utilisation pour le même disposi- tif d'alignement à laser. En outre, le dispositif d'alignement à laser de la présente invention peut détecter automatiquement le degré d'écart par rapport à l'horizontale ou à la verticale pour le faisceau laser plan, de façon à omettre l'étape de réglage manuel et à simplifier son fonctionne-ment. Selon un perfectionnement de la présente invention, le premier plan de montage est perpendiculaire au deuxième plan de montage. En utilisant cette structure, il est aisé de fixer les première et deuxième uni-tés de détection d'obliquité de façon qu'elles soient perpendiculaires l'une à l'autre. Selon un autre perfectionnement de la présente invention, la première surface et la deuxième surface sont perpendiculaires entre elles. La première unité de détection d'obliquité a deux axes de me-sure d'obliquité perpendiculaires entre eux. Les moyens de réglage automatique comprennent un premier moteur et un deuxième moteur commandés par le circuit de commande. Le premier moteur et le deuxième moteur comprennent chacun un arbre de sortie, les arbres de sortie ayant des extrémités qui ont des parties filetées, ou sont accouplées à des parties filetées, respective-ment. Le dispositif d'alignement à laser comprend en outre un premier écrou et un deuxième écrou fixes par rapport à la première surface. Des parties filetées des premier et deuxième moteurs sont res-pectivement mises en contact avec les premier et deuxième écrous. On décrira en détail un dispositif d'alignement à laser conforme 20 à la présente invention, en se référant au mode de réalisation illustré dans les dessins. La figure 1 est une vue en perspective du dispositif d'alignement à laser dans un mode de réalisation préféré conforme à la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective du dispositif d'alignement à laser de la figure 1 avec le boîtier supérieur enlevé. La figure 3 est une vue en perspective du dispositif d'alignement à laser de la figure 1, d'un autre point de vue. Les figures 1 à 3 montrent un dispositif d'alignement à laser 1 dans un mode de réalisation préféré conforme à la présente invention. Dans ce mode de réalisation préféré, le dispositif d'alignement à laser 1 comprend une embase 16 et un boîtier composé d'un boîtier supérieur 102 et d'un boîtier inférieur 101. Un châssis de montage de laser 12 est incorporé dans le boîtier. Une unité d'émission laser est fixée sur le châssis de montage de laser 12. L'embase 16 comprend une première partie de support 161 et une deuxième partie de support 162 qui sont perpendiculaires entre elles. Les deux parties de support 161 et 162 de l'embase 16 ont respectivement des surfaces extérieures 163 et 164. Lorsque le dispositif d'alignement à laser 1 est placé comme représenté sur la figure 1, la sur-face extérieure 163 de la partie de support 161 vient en contact avec la surface d'appui 100. Lorsque le dispositif d'alignement à laser 1 est placé comme représenté sur la figure 3, la surface extérieure 164 de la partie de support 162 vient en contact avec la surface d'appui 100. Le dispositif d'alignement à laser comprend en outre un premier moteur 171 et un deuxième moteur 172. Les deux moteurs 171 et 172 sont fixés sur le boîtier inférieur 101. Une longueur de partie filetée est formée à l'extrémité de l'arbre de sortie 175 du premier moteur 171, cet arbre de sortie pénétrant en direction descendante à travers la plaque de fond 103 du boîtier inférieur 101. De façon correspondante, une structure d'écrou 173 est fixée sur la première partie de support 161 de l'embase 16, et la partie filetée de l'arbre de sortie 175 du premier moteur 171 vient en contact avec le trou de vis de la structure d'écrou 173. Le premier moteur 171 tourne en sens direct ou inverse pour entraîner l'arbre de sortie 175 de façon qu'il tourne et en même temps se déplace vers le haut ou vers le bas par rapport à la première partie de support 161. De façon similaire, la partie filetée à l'extrémité de l'arbre de sortie du deuxième moteur 172 vient en contact avec un trou de vis d'une autre structure d'écrou (non représentée sur les figures), fixée sur la première partie de support 161. Un mécanisme de pivot universel est également incorporé entre le boîtier inférieur 101 et la première partie de support 161 pour les accoupler ensemble. Le point de pivotement du mécanisme de pivot universel et les emplacements des deux moteurs forment un triangle, de façon que le boîtier puisse tourner vers le haut ou vers le bas par rapport à la première partie de support 161 de l'embase 16, autour du point de pivotement du mécanisme de pivot universel, dans deux directions, par l'intermédiaire du premier moteur 171 et du deuxième moteur 172 tournant en sens direct ou inverse, et de façon à pouvoir régler la position relative entre le boîtier et la première partie de support 161. L'unité d'émission laser comprend un émetteur laser (non repré-senté sur les figures) tel qu'une diode laser à semiconducteur, pour générer un faisceau laser, une lentille d'alignement (non représentée sur les figures), un pentaprisme 142, un moteur 144 et un mécanisme à courroie et poulies (non représenté sur les figures). L'émetteur laser et la lentille d'alignement sont montés successivement dans la partie tubulaire en saillie 124 du châssis de montage de laser 12. Le pentaprisme 142 est fixé sur l'organe de support 143 et est monté au sommet de la partie tubulaire en saillie 124, et il peut tourner autour de l'axe longitudinal de la partie en saillie tubulaire 124. Le moteur 144 est fixé sur le châssis de montage de laser 12, et son arbre de sortie est accouplé à l'organe de support 143 pour supporter le pentaprisme 142, par l'intermédiaire du mécanisme à courroie et poulies, de façon que le moteur 144 puisse entraîner en rotation le pentaprisme 142. Lorsque le dispositif d'alignement à laser 1 est placé comme représenté sur la figure 1 et la figure 2, l'émetteur laser émet vers le haut un faisceau laser qui devient un faisceau laser d'alignement après être passé à travers la lentille d'alignement, et devient en-suite un faisceau laser 145 décalé d'un angle de 90 après avoir traversé le pentaprisme 142. Ensuite, le moteur 144 entraîne l'organe de fixation 143 et le pentaprisme 142 pour les faire tourner, par l'intermédiaire du mécanisme à courroie et poulies, afin de former un faisceau laser plan. Il faut noter que le pentaprisme 142 peut être remplacé par un autre élément optique, tel qu'un réflecteur, dans lequel la surface réfléchissante est disposée sous un angle de 45 par rapport au faisceau laser, etc. Un tel procédé et une telle configuration selon lesquels le faisceau laser est entraîné par un moteur de façon à tourner pour former un faisceau laser plan, sont exposé dans les brevets US-4 031 629, US-4 247 809 et US-4 751 782, et ne sont pas décrits ici en détail. Il est certain que, dans d'autres modes de réalisation, on peut également utiliser une lentille linéaire à la place de la partie de rotation à moteur, de façon à simplifier la structure interne du dispositif d'alignement à laser. Le dispositif d'alignement à laser 1 comprend en outre un couvercle de batterie 131 fixé de façon amovible sur le boîtier supérieur 102, et une batterie sèche 132 contenue dans les boîtiers 102, 101, en tant qu'alimentation. Dans d'autres modes de réalisation, l'alimentation peut utiliser d'autres dispositifs ou éléments appropriés qui peuvent fournir de l'énergie électrique. Le dispositif d'alignement à laser 1 comprend en outre une première unité de détection d'obliquité 151 et une deuxième unité de détection d'obliquité 152, et un circuit de commande (non représenté sur les figures) connecté aux deux unités de détection d'obliquité et aux deux moteurs. Les deux unités de détection d'obliquité 151 et 152 sont des unités de détection d'obliquité électroniques, et sont respectivement fixées sur deux plans 121 et 122 du châssis de montage de laser 12. Les deux plans 121 et 122 sont pratiquement perpendiculaires l'un à l'autre. Dans les unités de détection d'obliquité 151 et 152, au moins la première, 151 est une unité de détection d'obliquité à deux axes, qui peut détecter le degré d'inclinaison, par rapport à la direction horizontale ou verticale, des deux axes X et Y perpendiculaires entre eux. La deuxième unité de détection d'obliquité 152 peut au moins détecter le degré d'inclinaison de l'axe Z par rapport à ta direction horizontale ou verticale. Pendant le réglage en fabrication, premièrement, on place le dispositif d'alignement à laser 1 comme sur la figure 1, on règle le faisceau laser plan de façon qu'il soit dans la direction horizontale, le circuit de commande enregistre la valeur de signal d'axe X dans des signaux qui sont émis par la première unité de détection d'obliquité 151, en tant que valeur de référence d'axe horizontal X, et enregistre également la valeur de signal d'axe Z émise par la deuxième unité de détection d'obliquité 152, en tant que valeur de référence horizontale d'axe Z. Ensuite, on place le dispositif d'alignement à laser 1 comme sur la figure 3, on règle dans la direction verticale le fais- ceau laser plan qui est formé, et le circuit de commande considère comme une valeur de référence horizontale d'axe Y la valeur de signal d'axe Y dans des signaux émis par la première unité de détection d'obliquité 151. Pendant l'utilisation pratique, lorsque le dispositif d'alignement à laser 1 est placé comme sur la figure 1, sur la base de la différence entre la va-leur du signal de mesure d'axe X, dans des signaux émis par la première unité de détection d'obliquité 151, et la valeur de référence horizontale d'axe X, et de la différence entre le signal de mesure d'axe Z émis par la deuxième unité de détection d'obliquité 152, et la valeur de référence horizontale d'axe Z, le circuit de commande émet un signal électrique cor- respondant pour commander les premier et deuxième moteurs 171, 172 de façon qu'ils tournent respectivement en sens positif ou inverse, jusqu'à ce que la valeur du signal de mesure d'axe X soit égale à la valeur de référence horizontale d'axe X, et que la valeur du signal de mesure d'axe Z soit égale à la valeur de référence horizontale d'axe Z, afin de régler le faisceau laser plan dans la direction horizontale. Lorsque le dispositif d'alignement à laser 1 est placé comme sur la figure 3, sur la base de la différence entre la valeur du signal de mesure d'axe X dans des signaux émis par la première unité de détection d'obliquité 151, et la valeur de référence horizontale d'axe Y, le circuit de commande émet un signal électrique correspondant pour commander le deuxième moteur 172 de façon qu'il tourne jusqu'à ce que la valeur du signal de mesure d'axe Y soit égale à la valeur de référence horizontale d'axe Y, afin de régler le faisceau laser plan dans la direction verticale. Dans d'autres modes de réalisation, les moyens de réglage en-traîné par les moteurs ci-dessus et l'unité d'émission laser peuvent également être disposés dans un même boîtier qui a deux plans qui sont perpendiculaires entre eux et peuvent venir en contact avec la surface d'appui. La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation préféré cidessus. L'homme de l'art notera que de nombreuses modifications et substitutions peuvent être apportées au dispositif d'alignement à laser de la présente invention, sans sortir de l'esprit et du cadre de la présente invention tels qu'ils sont définis par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alignement à laser comprenant un boîtier (101, 102), une unité d'émission laser qui est montée sur le boîtier (101, 102) et peut émettre un faisceau (145) laser plan, un premier plan de montage (121) et un deuxième plan de montage (122) reliés de manière fixe à l'uni-té d'émission laser, des première (151) et deuxième (152) unités électroniques de détection d'obliquité fixées respectivement sur le premier (121) et le deuxième (122) plans de montage, des moyens de réglage automatique, une première (163) et une deuxième (164) surfaces étant toutes deux adaptées pour venir en contact avec une surface d'appui (100) sur laquelle le dispositif d'alignement à laser peut être appuyé, la première surface (163) étant reliée de façon mobile à l'unité d'émission laser par les moyens de réglage automatique, et un circuit de commande connecté électriquement aux première (151) et deuxième (152) unités de détection d'obliquité et aux moyens de réglage automatique, caractérisé en ce que au moins la première des première (151) et deuxième (152) unités de détection d'obliquité est une unité de détection d'obliquité à deux axes. 2. Dispositif d'alignement à laser selon la revendication 1, dans lequel le premier plan de montage (121) est perpendiculaire au deuxième plan de montage (122). 3. Dispositif d'alignement à laser selon la revendication 1, dans lequel la première surface (163) et la deuxième surface (164) sont perpendiculaires entre elles. 4. Dispositif d'alignement à laser selon la revendication 1, dans 25 lequel la première unité de détection d'obliquité (151) a deux axes de mesure d'obliquité perpendiculaires entre eux. 5. Dispositif d'alignement à laser selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de réglage automatique comprennent un premier moteur (171) et un deuxième moteur (172) commandés par le circuit de commande. 6. Dispositif d'alignement à laser selon la revendication 5, dans lequel le premier moteur (171) et le deuxième moteur (172) comprennent chacun un arbre de sortie, les arbres de sortie ayant des extrémités qui ont des parties filetées, ou sont accouplées à des parties filetées, respectivement. 7. Dispositif d'alignement à laser selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d'alignement à laser comprend en outre un premier écrou (173) et un deuxième écrou fixes par rapport à la première surface (163). 8. Dispositif d'alignement à laser selon la revendication 7, caractérisé en ce que des parties filetées des premier (171) et deuxième (172) moteurs sont respectivement mises en contact avec les premier (173) et deuxième écrous.