Brevet FR2887979A1 — publié le 20070105

DISPOSITIF DE NIVEAU LASER La présente invention concerne un dispositif de niveau à laser qui peut générer un faisceau laser en forme d'éventail et le projeter sur la surface d'un objet pour former une ligne laser sous la forme d'une ligne de référence d'orientation adaptée à d'autres opérations. Dans une variété de domaines, tels que l'ingénierie de la construction, la décoration de la maison, il est bien connu qu'un niveau à laser est utilisé pour générer et projeter un faisceau de lumière laser sur la surface d'un objet pour former une ligne de référence d'orientation adaptée à d'autres opérations. Avec le développement continu de la technologie du niveau laser, le niveau à laser peut non seulement projeter la ligne laser sur la surface d'un objet vertical pour former une ligne de référence dans le sens vertical ou horizontal, mais il peut aussi faire tourner la ligne laser. Cependant, le niveau à laser traditionnel avec une ligne laser rotative comporte toujours quelques inconvénients qui doivent être résolus. Par exemple, la Demande de Brevet Chinois CN 2 588 326 Y décrit un niveau à laser avec lequel la ligne laser projetée sur la surface de l'objet vertical peut être tournée dans une plage de 0 à 90 et peut simplement être arrêtée dans deux positions, c'est à dire 0 et 90 . Ces niveaux laser ont donc une utilité limitée. Un objet de la présente invention est d'offrir un niveau à laser qui peut générer une ligne laser sur la surface d'un objet vertical dans une position angulaire quelconque dans une plage d'un angle prédéterminé de façon à répondre aux besoins de la ligne laser dans une position d'un angle particulier. Un autre objet de la présente invention est d'offrir un niveau à laser qui peut afficher directement une valeur d'angle de la ligne laser par rapport au sens horizontal ou vertical de façon à réduire l'erreur causée par l'erreur de lecture de l'utilisateur. Afin de parvenir aux objets susmentionnés, un niveau à laser selon la présente invention comprend un logement, un module de génération de laser qui est relié au logement par l'intermédiaire d'une structure de raccordement d'axe, dont un axe est perpendiculaire à la surface de l'objet vertical, pour générer un faisceau de lumière laser en forme d'éventail sur la surface d'un objet vertical pour former une ligne laser sur celui-ci. Le niveau à laser comprend également un module d'inclinomètre électronique placé à l'intérieur du logement et fixe par rapport au module de génération de laser, et un module d'affichage électronique destiné à afficher l'angle de la ligne laser tournée autour de l'axe depuis une ligne de départ. Avec cette structure, l'utilisateur peut observer visuellement l'angle de la ligne laser tournée depuis la ligne de départ pour régler commodément et rapidement la ligne laser dans une position d'angle désiré. Pour améliorer le niveau à laser selon la présente invention, le module d'affichage électronique peut être un module d'affichage à cristaux liquides (LCD) ou un module d'affichage à réseau de diodes électroluminescentes (LED). Pour améliorer le niveau à laser selon la présente invention, la valeur d'angle mesurée par le module d'inclinomètre électronique est directement affichée par le module d'affichage électronique d'une façon numérique sans lecture par l'utilisateur de façon à éliminer l'erreur causée par l'erreur de lecture et donc améliorer la véracité de la mesure. Le module de l'inclinomètre électronique comprend un axe de référence de mesure de l'obliquité. Pour améliorer encore le niveau à laser selon la présente invention, quand le module d'inclinomètre électrique est dans un état d'angle nul, l'axe de référence de mesure de l'obliquité est dans une position horizontale ou dans une position verticale dans un plan parallèle à la surface de l'objet vertical. De cette manière, l'angle mesuré par le module d'inclinomètre électronique est l'angle relatif à la position horizontale ou verticale. Pour améliorer encore le niveau à laser selon la présente invention, le logement du niveau à laser comprend au moins une partie montée sur une surface qui doit être placée et qui est reliée au module d'affichage électronique pour empêcher le module d'affichage électronique de se déplacer par rapport à la rotation du module de génération du laser. Ainsi, pendant la rotation du module de génération de laser, l'utilisateur peut toujours observer commodément la valeur affichée sur le module d'affichage. Les autres caractéristiques et avantages de la présente invention peuvent être mieux compris en référence à la description détaillée qui suit en association avec les dessins joints. Les dessins joints illustrent un mode de réalisation préféré selon la présente invention. La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un niveau à laser selon un mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 2 est une vue schématique qui présente la structure intérieure du niveau à laser de la figure 1; la figure 3 est une vue schématique qui illustre la structure de raccordement de l'axe entre un logement supérieur et un logement inférieur du niveau à laser de la figure 1; les figures 4a à 4c sont des vues schématiques qui présentent la relation de raccordement entre un module de génération de laser et un module d'inclinomètre électronique du dispositif de niveau à laser de la figure 1; et la figure 5 est une vue schématique qui présente diverses positions du dispositif de niveau à laser au cours du fonctionnement. En référence aux figures 1, 2 et 3, un dispositif de niveau laser 1 selon un mode de réalisation préféré de la présente invention est présenté. Le dispositif de niveau laser 1 comprend un logement 20, un module de génération de laser 31, un module d'inclinomètre électronique 32, un module d'affichage électronique 33. Dans le présent mode de réalisation préféré, le logement 20 comprend un logement inférieur composé d'une partie supérieure 211 et d'une partie inférieure 212, et un logement supérieur composé d'une demi partie gauche 221 et d'une demi partie droite 222. Le dispositif de niveau laser 1 comprend également une source électrique (non présentée) disposée correctement dans une position appropriée du logement supérieur ou du logement inférieur, et un interrupteur 241 disposé dans le trou 202 à l'arrière du logement supérieur. La partie inférieure 212 du logement inférieur comprend une surface inférieure 213. De préférence, certains dispositifs de fixation (non présentés), par exemple des goupilles de fixation, des bandes adhésives, aimants, etc., peuvent être placés ou également fixés à la surface inférieure 213 pour maintenir le logement 20 sur une surface 110 qui doit être positionnée. Le brevet US 5 063 679 et les publications US 2004/0 187 327 Al et US-2004/0 123 473 Al décrivent en détail ce type de dispositifs de fixation. Un trou circulaire 214 avec un axe central Z est formé dans la partie supérieure 211 du logement inférieur. Une partie saillante annulaire 215 coaxiale au trou circulaire 214 et comprenant un rayon intérieur identique au rayon du trou circulaire 214 est placée sur la surface inférieure de la partie supérieure 211 du logement inférieur. Une rainure annulaire 216 est formée dans la surface circonférentielle extérieure de la partie saillante annulaire 215. Les surfaces frontales de la partie gauche 221 et la partie droite 222 du logement supérieur comprennent une rainure destinée à former une ouverture 201 dans la surface frontale du logement supérieur. La partie inférieure de la partie droite 222 du logement supérieur comprend une saillie semi annulaire 224 avec une taille radiale extérieure approximativement identique au rayon du trou circulaire 214 dans la partie supérieure 211 du logement inférieur. La surface circonférentielle intérieure de la saillie semi annulaire 224 comprend une rainure 225. Dans la position correspondante, la partie inférieure de la partie gauche 221 du logement supérieur comprend une saillie semi annulaire identique (non présentée) pour former une partie saillante annulaire sur la partie inférieure du logement supérieur. La partie saillante annulaire du logement supérieur est disposée dans le trou circulaire 214 de la partie supérieure 211 du logement inférieur pour former une structure de raccordement d'axe telle que le logement supérieur soit capable de tourner autour de l'axe Z par rapport au logement inférieur. Au moins un clip élastique en U (non présenté) est prévu avec l'une de ses extrémités enfoncée par pression dans la rainure 225 dans la surface circonférentielle intérieure de la partie saillante annulaire du logement supérieur et l'autre de ses extrémités enfoncée par pression dans la rainure 216 dans la surface circonférentielle extérieure de la partie saillante annulaire 215 du logement inférieur de façon à empêcher le logement supérieur de se désaccoupler du logement inférieur. De plus, avec le frottement causé entre le clip élastique et lesdites rainures, le logement supérieur peut être arrêté dans des positions arbitraires par rapport au logement inférieur. Il sera apprécié par l'homme du métier que ce type de structure de raccordement d'axe peut être différent. Le module de génération de laser 31 comprend un logement 311, un générateur de laser (non présenté) à l'intérieur du logement 311 et au moins un élément optique (non présenté) à l'intérieur ou à l'extérieur du logement 311. Le générateur laser génère un faisceau laser qui forme un faisceau laser en forme d'éventail 312 avec l'effet de l'élément optique. Dans ce mode de réalisation préféré, la surface 110 sur laquelle le dispositif de niveau laser 1 est placé est une surface d'objet vertical 110' perpendiculaire à l'axe central Z du trou circulaire 214. Le faisceau en forme d'éventail du laser 312 généré par le module de génération de laser 31 traverse l'ouverture 201 dans la surface frontale du logement supérieur et se projette sur la surface de l'objet vertical 110' pour former une ligne de laser 313 sur celui-ci. Un élément de raccordement 23 avec un trou 231 formé pour recevoir un boîtier 311 du module de génération de laser 31 est placé à l'intérieur du logement supérieur. Avec la structure susmentionnée, pendant que le logement supérieur tourne autour de l'axe Z par rapport au logement inférieur, le module de génération de laser 31 est entraîné pour tourner autour de l'axe Z, de telle sorte que la ligne de laser 313 formée sur la surface de l'objet vertical 110' tourne également autour de l'axe Z. Le module d'inclinomètre électronique 32 peut être sélectionné parmi les inclinomètres à pendule solide (en référence au brevet chinois 00 223 002. x, au brevet US 3 691 850), les inclinomètres de convexion de masse gazeuse chaude (en référence au brevet chinois 92 100 599.7, et au brevet US 5 581 034), ou les inclinomètres de type liquide (en référence au brevet chinois 86 100 001, au brevet US 4 676 103). Ainsi que cela est illustré sur les figures 4a à 4c, le module d'inclinomètre électronique 32 comprend un axe de référence de mesure d'obliquité 321. Généralement, l'état de l'axe de référence de mesure d'obliquité 321 en position horizontale est fixé à l'angle nul du module d'inclinomètre électronique 32. Si l'axe de référence de mesure d'obliquité 321 est dévié de sa position horizontale, l'angle mesuré par le module d'inclinomètre électronique 32 est un angle f3 de l'axe de référence de mesure d'obliquité 321 par rapport à la position horizontale. Ce type de modules d'inclinomètre électronique est capable de mesurer en continu l'obliquité dans une plage de 0 à 90 , certains modules d'inclinomètre électronique étant même capables de mesurer en continu l'obliquité dans une plage de 0 à 360 . Bien sûr, l'état de l'axe de référence de mesure d'obliquité 321 en position verticale peut également être fixé à l'angle nul du module d'inclinomètre électronique 32. L'élément de raccordement 23 comprend également un plan 232 qui est parallèle à la surface de l'objet vertical 110' et sur lequel le module d'inclinomètre électronique 32 est fixé pour tourner avec le module de génération de laser 31. De préférence, l'axe de référence de mesure d'obliquité 321 du module d'inclinomètre électronique 32 est parallèle à la ligne de laser 313. De cette façon, si le dispositif de niveau laser 1 est fixé à la surface de l'objet vertical, l'angle mesuré par le module d'inclinomètre électronique 32 est l'angle de la ligne de laser 313 par rapport à l'horizon. Le module d'affichage électronique 33 est un module d'affichage à cristaux liquides (LCD) ou un module d'affichage de réseau de diodes électroluminescentes (LED), fixé à la partie saillante 215 de la partie supérieure 211 du logement inférieur. Ainsi, pendant le processus de rotation de la ligne de laser 313 autour de l'axe Z, le module d'affichage électronique 33 ne se déplace pas avec la ligne de laser 313, de telle sorte que l'utilisateur peut toujours observer commodément l'angle mesuré de la ligne de laser par rapport à l'horizon. Le module d'inclinomètre électronique 32 est relié électriquement au module d'affichage électronique 33 avec le fil (non présenté) qui traverse le trou 214. Il est préférable qu'un élément de butée soit placé entre la saillie annulaire du logement supérieur et le trou 214 ou la partie saillante 215 du logement inférieur pour limiter le mouvement du module de génération de laser 31 par rapport au logement inférieur dans une certaine plage, par exemple, 180 ou 360 , de façon à empêcher le fil d'être endommagé. La valeur de l'angle mesurée par le module d'inclinomètre électronique 32 est affichée sur le module d'affichage électronique 33 de façon numérique. En comparaison avec d'autres types d'affichage, par exemple l'affichage en cadran annulaire, la valeur de l'angle est affichée directement de façon numérique avec le LCD ou le LED qui peuvent indiquer directement l'angle mesuré sans lecture par l'utilisateur. Ainsi, le dispositif selon la présente invention est commode pour les utilisateurs et peut éliminer l'erreur causée artificiellement par une erreur de lecture. Ainsi que cela est illustré sur la figure 5, au cours du fonctionnement, un utilisateur peut monter le dispositif de niveau laser 1 sur la surface 110 qui doit être positionnée et faire tourner le logement supérieur qui comprend le module de génération de laser 31 et le module d'inclinomètre électronique 32. La valeur de l'angle de la ligne de laser 313 projetée sur la surface de l'objet vertical 110' par rapport à l'horizon est alors affichée sur le module d'affichage électronique fixé au logement inférieur. Ensuite, l'utilisateur peut régler commodément et rapidement la ligne de laser 313 à une position angulaire quelconque. L'homme du métier comprendra facilement que le module de génération de laser et le module d'inclinomètre électronique peuvent également être directement raccordés au logement par l'intermédiaire d'une structure de raccordement d'axe. De plus, l'homme du métier peut concevoir que le dispositif de niveau laser selon la présente invention peut également être placé sur un plan horizontal, dans lequel le faisceau en forme d'éventail de la ligne de laser générée par le module de génération de laser est projeté sur une surface d'objet vertical pour former une ligne de laser tournante. Les illustrations et la description liées aux modes de réalisation préférés ne sont pas conçues pour limiter la portée de la présente invention, mais pour expliquer et déclarer le concept et le principe de l'invention. Il apparaît que certains changements et certaines modifications, en plus de ceux mentionnés ci-dessus, peuvent être générés par l'homme du métier sans se départir de l'esprit et de la portée présentés ci-dessus. Par conséquent, l'invention est définie par les revendications jointes. Par comparaison du dispositif de niveau laser selon la présente invention avec les dispositifs traditionnels, la ligne de laser tournante selon la présente invention peut rendre l'orientation plus précise et plus pratique. En particulier, en utilisant le module d'inclinomètre électronique et le module d'affichage électronique, le dispositif de niveau laser peut, être rendu compact, en particulier pour fabriquer un outil portatif. REVENDICATIONS 1. Dispositif de niveau laser (1) comprenant: un logement (20), un module de génération de laser (31) destiné à générer un faisceau de lumière laser en forme d'éventail (312) sur une surface d'un objet vertical (110') pour former une ligne de laser (313) sur celui-ci, ledit module de génération de laser (31) relié au logement (20) par une structure de raccordement d'axe comprenant un axe perpendiculaire à la surface de l'objet vertical (110'), caractérisé en ce que ledit dispositif de niveau laser (1) comprend également un module d'inclinomètre électronique (32) placé à l'intérieur dudit logement (20) et fixe par rapport au module de génération de laser (31), et un module d'affichage électronique (33) destiné à afficher l'angle de la ligne de laser (313) qui tourne autour de l'axe par rapport à une ligne de référence. 15 2. Dispositif de niveau laser (1) selon la revendication 1, dans lequel le module d'affichage électronique (33) comprend un module d'affichage à cristaux liquides ou un module inférieur d'affichage de réseau de diodes d'émission. 3. Dispositif de niveau laser (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la valeur de l'angle mesurée par le module d'inclinomètre électronique (32) est affichée dans le module d'affichage électronique (33) de façon numérique. 4. Dispositif de niveau laser (1) selon la revendication 3, dans lequel le module d'inclinomètre électronique (32) comprend un axe de référence de mesure d'obliquité, quand le module d'inclinomètre électronique (32) est dans une position d'angle nul, l'axe de référence de mesure de l'obliquité est dans une position horizontale ou une position verticale dans un plan parallèle à la surface de l'objet vertical (110'). 5. Dispositif de niveau laser (1) selon la revendication 4, dans lequel le logement (20) comprend au moins une partie qui doit être montée sur un plan de déplacement et qui est reliée au module d'affichage électronique (33). 6. Dispositif de niveau laser (1) selon la revendication 4, dans lequel le module de génération de laser (31) est fermement monté sur un élément de raccordement (23) qui a un plan parallèle à la surface de l'objet vertical (110'). 7. Dispositif de niveau laser (1) selon la revendication 6, dans lequel le module d'inclinomètre électronique (32) est fixé sur le plan de l'élément de raccordement (23).