CA2751491A1 - Dispositif et methode pour aligner un ou plusieurs fils dans un plan - Google Patents
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Abstract
Dispositif et méthode pour aligner avec précision au moins un fil dans un plan se projetant d'une surface sur laquelle une extrémité du fil est ancrée. Le fil en position tendue est tenu par une attache solidaire d' un inclinomètre capable de mesuré une inclinaison du fil. L' inclinomètre est rattaché à un organe mobile d'une structure par un joint ayant des éléments articulés I' un par rapport à I' autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments. L'organe mobile est déplaçable par rapport à la surface de manière à permettre un positionnement du fil dans le plan selon I' inclinaison du fil mesurée par l' inclinomètre libre de s'orienter librement selon un axe du fil. Le dispositif est adaptable pour aligner deux fils formant un plan de référence précis.
Description
DISPOSITIF ET MÉTHODE POUR ALIGNER
UN OU PLUSIEURS FILS DANS UN PLAN
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention porte sur un dispositif et une méthode pour aligner un ou plusieurs fils dans un plan, par exemple vertical ou horizontal, se projetant d'une surface à laquelle une extrémité de chaque fil est ancrée.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Il existe différents instruments et outils servant à vérifier l'horizontalité
ou la verticalité d'une surface comme, par exemple, les niveaux et les pendules. Les niveaux permettent notamment de tracer et construire des surfaces au niveau, généralement horizontal ou vertical, et parfois à angle prédéterminé comme à
45 . Les niveaux peuvent servir à tracer une ligne de repère ou de référence qui va d'un point à un autre en étant bien parallèle au niveau de la mer (horizontale) ou à 90 de celui-ci (verticale). Les niveaux sont utilisés pour la construction des murs et planchers pour qu'ils soient bien orientés. Un plomb suspendu à un fil est habituellement utilisé à titre de pendule pour vérifier la verticalité.
Le principe d'un pendule est celui du fil à plomb. Le fil est fixé à l'une de ses extrémités et passe à l'autre extrémité devant une table de mesure fixée à un ouvrage (barrage, bâtiment, etc.). Selon que le point de fixation du fils est situé
en partie haute ou en partie basse, on parle de pendule direct ou de pendule inversé. Pour le pendule direct, la mise en tension du fils est assuré par un poids tandis qu'elle assurée par un flotteur pour un pendule inversé. La table de lecture, dite à pointes de visées, sert à la précision. Le pendule présente des qualités similaires à celles des appareils d'auscultation où des lectures fréquentes peuvent être effectuées.
UN OU PLUSIEURS FILS DANS UN PLAN
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention porte sur un dispositif et une méthode pour aligner un ou plusieurs fils dans un plan, par exemple vertical ou horizontal, se projetant d'une surface à laquelle une extrémité de chaque fil est ancrée.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Il existe différents instruments et outils servant à vérifier l'horizontalité
ou la verticalité d'une surface comme, par exemple, les niveaux et les pendules. Les niveaux permettent notamment de tracer et construire des surfaces au niveau, généralement horizontal ou vertical, et parfois à angle prédéterminé comme à
45 . Les niveaux peuvent servir à tracer une ligne de repère ou de référence qui va d'un point à un autre en étant bien parallèle au niveau de la mer (horizontale) ou à 90 de celui-ci (verticale). Les niveaux sont utilisés pour la construction des murs et planchers pour qu'ils soient bien orientés. Un plomb suspendu à un fil est habituellement utilisé à titre de pendule pour vérifier la verticalité.
Le principe d'un pendule est celui du fil à plomb. Le fil est fixé à l'une de ses extrémités et passe à l'autre extrémité devant une table de mesure fixée à un ouvrage (barrage, bâtiment, etc.). Selon que le point de fixation du fils est situé
en partie haute ou en partie basse, on parle de pendule direct ou de pendule inversé. Pour le pendule direct, la mise en tension du fils est assuré par un poids tandis qu'elle assurée par un flotteur pour un pendule inversé. La table de lecture, dite à pointes de visées, sert à la précision. Le pendule présente des qualités similaires à celles des appareils d'auscultation où des lectures fréquentes peuvent être effectuées.
-2-En somme, l'emploi d'un niveau ou d'un pendule est une solution simple et efficace pour niveler une surface non immergée. Cependant, pour des ouvrages immergés ou partiellement immergés, un pendule inversé doit être envisagé.
Malheureusement, le pendule inversé perd rapidement sa précision si l'eau n'est pas complètement stagnante. Pour le rendre plus robuste, il faut augmenter la tension dans le fils, ce qui implique d'augmenter la taille du flotteur, de sorte qu'il devient encombrant et lourd, au point où il devient pratiquement impossible d'avoir plusieurs fils rapprochés à courte distance.
Or, un tel besoin existe, par exemple, pour réaliser un nivellement servant à
l'inspection d'une structure partiellement ou totalement immergée comme un barrage.
SOMMAIRE
Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif et une méthode pour aligner un ou plusieurs fils dans un plan susceptible de servir de référence et qui se projette d'une surface sur laquelle une extrémité de chaque fil est ancrée.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel dispositif et une telle méthode pour aligner un ou plusieurs fils dans un plan vertical ou horizontal avec un degré accru de précision.
Un autre objet de l'invention est de proposer un tel dispositif et une telle méthode qui permettent d'obtenir un plan de référence précis formé par deux fils parallèles.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel dispositif et une telle méthode qui permettent d'effectuer un nivellement d'une structure partiellement ou totalement immergée.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel dispositif et une telle méthode qui ont une robustesse permettant une utilisation en milieu sous-
Malheureusement, le pendule inversé perd rapidement sa précision si l'eau n'est pas complètement stagnante. Pour le rendre plus robuste, il faut augmenter la tension dans le fils, ce qui implique d'augmenter la taille du flotteur, de sorte qu'il devient encombrant et lourd, au point où il devient pratiquement impossible d'avoir plusieurs fils rapprochés à courte distance.
Or, un tel besoin existe, par exemple, pour réaliser un nivellement servant à
l'inspection d'une structure partiellement ou totalement immergée comme un barrage.
SOMMAIRE
Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif et une méthode pour aligner un ou plusieurs fils dans un plan susceptible de servir de référence et qui se projette d'une surface sur laquelle une extrémité de chaque fil est ancrée.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel dispositif et une telle méthode pour aligner un ou plusieurs fils dans un plan vertical ou horizontal avec un degré accru de précision.
Un autre objet de l'invention est de proposer un tel dispositif et une telle méthode qui permettent d'obtenir un plan de référence précis formé par deux fils parallèles.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel dispositif et une telle méthode qui permettent d'effectuer un nivellement d'une structure partiellement ou totalement immergée.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel dispositif et une telle méthode qui ont une robustesse permettant une utilisation en milieu sous-
-3-marin dans des conditions possiblement hostiles, et qui ont une sensibilité
réduite aux perturbations comme des mouvements d'eau, des vibrations, des chocs, et une turbidité possible de l'eau.
Selon un aspect de l'invention, il est proposé un dispositif pour aligner au moins un fil dans un plan se projetant d'une surface sur laquelle une extrémité du fil est ancrée, comprenant:
une attache disposée à une distance de la surface pour tenir le fil en position tendue;
un inclinomètre solidaire de l'attache, l'inclinomètre étant capable de mesurer une inclinaison du fil tenu par l'attache;
un joint ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé étant solidaire de l'inclinomètre; et une structure ayant un organe mobile auquel le deuxième élément articulé est fixé, l'organe mobile étant déplaçable par rapport à la surface de manière à permettre un positionnement du fil dans le plan selon l'inclinaison du fil mesurée par l'inclinomètre.
Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé une méthode pour aligner au moins un fil dans un plan se projetant d'une surface sur laquelle une extrémité
du fil est ancrée, comprenant les étapes de:
attacher le fil à une attache disposée à une distance de la surface pour tenir le fil en position tendue;
mesurer une inclinaison du fil tenu par l'attache avec un inclinomètre solidaire de l'attache;
fournir un joint ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé étant solidaire de l'inclinomètre;
fournir une structure ayant un organe mobile auquel le deuxième élément articulé est fixé; et déplacer l'organe mobile par rapport à la surface de manière à
positionner le fil dans le plan selon l'inclinaison du fil mesurée par l'inclinomètre.
réduite aux perturbations comme des mouvements d'eau, des vibrations, des chocs, et une turbidité possible de l'eau.
Selon un aspect de l'invention, il est proposé un dispositif pour aligner au moins un fil dans un plan se projetant d'une surface sur laquelle une extrémité du fil est ancrée, comprenant:
une attache disposée à une distance de la surface pour tenir le fil en position tendue;
un inclinomètre solidaire de l'attache, l'inclinomètre étant capable de mesurer une inclinaison du fil tenu par l'attache;
un joint ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé étant solidaire de l'inclinomètre; et une structure ayant un organe mobile auquel le deuxième élément articulé est fixé, l'organe mobile étant déplaçable par rapport à la surface de manière à permettre un positionnement du fil dans le plan selon l'inclinaison du fil mesurée par l'inclinomètre.
Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé une méthode pour aligner au moins un fil dans un plan se projetant d'une surface sur laquelle une extrémité
du fil est ancrée, comprenant les étapes de:
attacher le fil à une attache disposée à une distance de la surface pour tenir le fil en position tendue;
mesurer une inclinaison du fil tenu par l'attache avec un inclinomètre solidaire de l'attache;
fournir un joint ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé étant solidaire de l'inclinomètre;
fournir une structure ayant un organe mobile auquel le deuxième élément articulé est fixé; et déplacer l'organe mobile par rapport à la surface de manière à
positionner le fil dans le plan selon l'inclinaison du fil mesurée par l'inclinomètre.
-4-DESCRIPTION BREVE DES DESSINS
Une description détaillée des réalisations préférées de l'invention sera donnée ci-après en référence avec les dessins suivants:
Figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif pour aligner un fil dans un plan vertical.
Figure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif pour aligner un fil dans un plan vertical, avec un contrepoids.
Figure 3 est une vue schématique en perspective d'un dispositif pour aligner un fil dans un plan horizontal, avec un contrepoids.
Figure 4 est une vue schématique en perspective d'un dispositif pour aligner deux fils en parallèle dans un plan vertical.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES RÉALISATIONS PRÉFÉRÉES
En référence à la Figure 1, il est montré un dispositif pour aligner un fil 2 dans un plan 4 (montré partiellement en pointillé) se projetant d'une surface 6 sur laquelle une extrémité du fil 2 est ancrée. Le dispositif comporte une attache solidaire d'un inclinomètre 10 situé à une distance de la surface 6, fixant le fil 2 à l'inclinomètre 10. Le dispositif comporte un joint 12 destiné à permettre à
l'inclinomètre 10 de s'orienter librement selon l'angle du fil 2, et une structure de support 14. L'inclinomètre 10 est capable de mesurer l'orientation du fil 2 tenu par l'attache 8. Le joint 12 est un joint de cardan ayant deux éléments articulés 16, 18 l'un par rapport à l'autre suivant des axes substantiellement perpendiculaires à un axe dans lequel le fil 2 est tendu. L'élément articulé
est solidaire de l'inclinomètre 10, alors que l'élément articulé 18 est fixé à
un organe mobile 20 de la structure 14. La structure 14 est telle que l'organe mobile 20 est déplaçable par rapport à la surface 6 de manière à permettre un
Une description détaillée des réalisations préférées de l'invention sera donnée ci-après en référence avec les dessins suivants:
Figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif pour aligner un fil dans un plan vertical.
Figure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif pour aligner un fil dans un plan vertical, avec un contrepoids.
Figure 3 est une vue schématique en perspective d'un dispositif pour aligner un fil dans un plan horizontal, avec un contrepoids.
Figure 4 est une vue schématique en perspective d'un dispositif pour aligner deux fils en parallèle dans un plan vertical.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES RÉALISATIONS PRÉFÉRÉES
En référence à la Figure 1, il est montré un dispositif pour aligner un fil 2 dans un plan 4 (montré partiellement en pointillé) se projetant d'une surface 6 sur laquelle une extrémité du fil 2 est ancrée. Le dispositif comporte une attache solidaire d'un inclinomètre 10 situé à une distance de la surface 6, fixant le fil 2 à l'inclinomètre 10. Le dispositif comporte un joint 12 destiné à permettre à
l'inclinomètre 10 de s'orienter librement selon l'angle du fil 2, et une structure de support 14. L'inclinomètre 10 est capable de mesurer l'orientation du fil 2 tenu par l'attache 8. Le joint 12 est un joint de cardan ayant deux éléments articulés 16, 18 l'un par rapport à l'autre suivant des axes substantiellement perpendiculaires à un axe dans lequel le fil 2 est tendu. L'élément articulé
est solidaire de l'inclinomètre 10, alors que l'élément articulé 18 est fixé à
un organe mobile 20 de la structure 14. La structure 14 est telle que l'organe mobile 20 est déplaçable par rapport à la surface 6 de manière à permettre un
-5-positionnement du fil 2 dans le plan 4 selon l'inclinaison du fil 2 mesurée par l'inclinomètre 10.
De préférence, l'attache 8, l'inclinomètre 10 et le joint 12 s'étendent dans un même axe, de manière à connaître précisément le positionnement de l'axe du fil 2. Cependant, ils peuvent être disposés autrement si voulu, selon leurs formes et constructions. Toutefois, il est à considérer que l'équilibrage statique de l'inclinomètre est susceptible d'influencer la précision du positionnement du fil 2 dans le plan 4.
Le modèle d'inclinomètre Schaevitz T435 fabriqué par la compagnie Sherborne Sensors Limited peut avantageusement être utilisé comme inclinomètre 10. Un tel modèle a une enveloppe réduite (40,6 mm de hauteur par 37 mm de diamètre, ce qui permet de l'utiliser dans des espaces limités), est très résistant (capable de résister à des chocs de 1500g), très précis (résolution de 0,2 secondes d'arc), et peut être empilé pour mesurer simultanément l'inclinaison en X et Y. D'autres types et modèles d'inclinomètres peuvent être utilisés si voulu, comme par exemple les inclinomètres de la compagnie VTI technologies basés sur la technologie 3D-MEMS ("Three-dimensional Micro-Electro-Mechanical-Systems"). De tels inclinomètres conviennent aux conditions d'application prévue du dispositif car ils sont hyper résistants aux chocs (20000g), miniatures, peu couteux et compensés en température à même la puce. Ces caractéristiques sont fort intéressantes puisque l'inclinomètre 10 est susceptible de subir de fortes variations en température et il peut aller sous l'eau. Dans le cas où l'inclinomètre 10 utilisé
nécessite d'être connecté par fils à une source d'alimentation et une unité de lecture d'inclinaison externe (non illustrés), un passage (non illustré) peut être aménagé dans les éléments articulés 16, 18 afin d'acheminer les fils jusqu'à
l'inclinomètre 10 afin de réduire la transmission d'efforts sur le fil 2.
Les éléments articulés 16, 18 peuvent prendre la forme de fourches couplées l'une à l'autre par un croisillon 22 ou un anneau ou un élément intermédiaire similaire, à la manière d'un joint de cardan. Une telle configuration, de même
De préférence, l'attache 8, l'inclinomètre 10 et le joint 12 s'étendent dans un même axe, de manière à connaître précisément le positionnement de l'axe du fil 2. Cependant, ils peuvent être disposés autrement si voulu, selon leurs formes et constructions. Toutefois, il est à considérer que l'équilibrage statique de l'inclinomètre est susceptible d'influencer la précision du positionnement du fil 2 dans le plan 4.
Le modèle d'inclinomètre Schaevitz T435 fabriqué par la compagnie Sherborne Sensors Limited peut avantageusement être utilisé comme inclinomètre 10. Un tel modèle a une enveloppe réduite (40,6 mm de hauteur par 37 mm de diamètre, ce qui permet de l'utiliser dans des espaces limités), est très résistant (capable de résister à des chocs de 1500g), très précis (résolution de 0,2 secondes d'arc), et peut être empilé pour mesurer simultanément l'inclinaison en X et Y. D'autres types et modèles d'inclinomètres peuvent être utilisés si voulu, comme par exemple les inclinomètres de la compagnie VTI technologies basés sur la technologie 3D-MEMS ("Three-dimensional Micro-Electro-Mechanical-Systems"). De tels inclinomètres conviennent aux conditions d'application prévue du dispositif car ils sont hyper résistants aux chocs (20000g), miniatures, peu couteux et compensés en température à même la puce. Ces caractéristiques sont fort intéressantes puisque l'inclinomètre 10 est susceptible de subir de fortes variations en température et il peut aller sous l'eau. Dans le cas où l'inclinomètre 10 utilisé
nécessite d'être connecté par fils à une source d'alimentation et une unité de lecture d'inclinaison externe (non illustrés), un passage (non illustré) peut être aménagé dans les éléments articulés 16, 18 afin d'acheminer les fils jusqu'à
l'inclinomètre 10 afin de réduire la transmission d'efforts sur le fil 2.
Les éléments articulés 16, 18 peuvent prendre la forme de fourches couplées l'une à l'autre par un croisillon 22 ou un anneau ou un élément intermédiaire similaire, à la manière d'un joint de cardan. Une telle configuration, de même
-6-que la forme et la disposition de l'attache 8 et de l'inclinomètre 10, est particulièrement avantageuse lorsque le fil 2 doit être positionné dans un plan 4 le plus parfaitement vertical, tel qu'illustré à la Figure 1, ou dans un plan 4 le plus parfaitement horizontal tel qu'illustré à la Figure 3. Le joint de cardan peut être remplacé par un joint sphérique (non montré) si voulu.
La structure 14 peut prendre la forme d'une table à cinq degrés de libertés, tel que représenté par le système d'axes et de rotation 26, pour déplacer l'organe mobile 20 et permettre le positionnement vertical du fil 2 dans le plan 4 avec précision. La table peut être déplacée au moyen d'un système de rails, de plaques, d'organes de translation (e.g. vis, engrenages, etc.) et possiblement d'organes de rotation (non illustrés), ou tout autre système approprié
permettant de déplacer l'organe mobile 20 de manière suffisante pour permettre le positionnement du fil 2 dans le plan 4 visé. Selon l'application, trois degrés de liberté (deux en translation, un en rotation) peuvent suffire.
L'attache 8 peut avantageusement être réalisée et fonctionner à la manière d'un mandrin ayant une surface crantée 32 pour assurer le serrage du fil 2 tout en minimisant l'effet possible de l'attache 8 sur l'inclinaison (ou angle) du fil 2. Tout autre type d'attache peut cependant être utilisé si voulu, comme une attache à
poulie(s), n'ayant préférablement pas d'effet ou un effet minime sur l'angle du fil 2.
En référence aux Figures 2 et 3, le dispositif peut comporter un contrepoids couplé au premier élément articulé 16 et se projetant entre l'organe mobile 20 et l'inclinomètre 10, pour diminuer l'effet possible du poids de l'inclinomètre 10 sur l'angle du fil 2. Le contrepoids 24 et le premier élément articulé 16 ont de préférence des positions symétriques par rapport au croisillon 22. Cependant, leurs positions peuvent être différentes selon leurs formes et leurs constructions.
En référence à la Figure 4, le dispositif peut servir à aligner plusieurs fils 2, 2' dans un même plan 4 représenté dans la Figure 4 par des axes X-Z, pour
La structure 14 peut prendre la forme d'une table à cinq degrés de libertés, tel que représenté par le système d'axes et de rotation 26, pour déplacer l'organe mobile 20 et permettre le positionnement vertical du fil 2 dans le plan 4 avec précision. La table peut être déplacée au moyen d'un système de rails, de plaques, d'organes de translation (e.g. vis, engrenages, etc.) et possiblement d'organes de rotation (non illustrés), ou tout autre système approprié
permettant de déplacer l'organe mobile 20 de manière suffisante pour permettre le positionnement du fil 2 dans le plan 4 visé. Selon l'application, trois degrés de liberté (deux en translation, un en rotation) peuvent suffire.
L'attache 8 peut avantageusement être réalisée et fonctionner à la manière d'un mandrin ayant une surface crantée 32 pour assurer le serrage du fil 2 tout en minimisant l'effet possible de l'attache 8 sur l'inclinaison (ou angle) du fil 2. Tout autre type d'attache peut cependant être utilisé si voulu, comme une attache à
poulie(s), n'ayant préférablement pas d'effet ou un effet minime sur l'angle du fil 2.
En référence aux Figures 2 et 3, le dispositif peut comporter un contrepoids couplé au premier élément articulé 16 et se projetant entre l'organe mobile 20 et l'inclinomètre 10, pour diminuer l'effet possible du poids de l'inclinomètre 10 sur l'angle du fil 2. Le contrepoids 24 et le premier élément articulé 16 ont de préférence des positions symétriques par rapport au croisillon 22. Cependant, leurs positions peuvent être différentes selon leurs formes et leurs constructions.
En référence à la Figure 4, le dispositif peut servir à aligner plusieurs fils 2, 2' dans un même plan 4 représenté dans la Figure 4 par des axes X-Z, pour
-7-former par exemple un plan de référence. Dans le cas illustré, un fil supplémentaire 2' a une extrémité ancrée sur la surface 6 à une distance d'un point d'ancrage 28 de l'autre fil 2. Le dispositif comprend alors de plus une attache supplémentaire 8', un inclinomètre supplémentaire 10', un joint supplémentaire 12' ayant des premier et deuxième éléments articulés 16', 18', à
l'image de ceux qui se rattachent l'autre fil 2. Le deuxième élément articulé
18' du joint supplémentaire 12' est fixé à l'organe mobile 20 à une distance du deuxième élément articulé 18 de l'autre joint 12. Dans ce cas, la structure 14 (illustrée à la Figure 1) comporte des organes de rotation (non illustrés) pour que l'organe mobile 20 soit pivotable au moins par rapport à l'axe Z dans lequel l'autre fil 2 est tendu de manière à permettre un positionnement du fil supplémentaire 2' dans le plan 4 selon l'inclinaison mesurée par l'inclinomètre supplémentaire 10'.
Pour faciliter la création d'un plan de référence défini par les fils 2, 2', le dispositif peut être doté d'une plaque 30 ayant une surface 6, les extrémités des fils 2, 2' étant ancrées à la surface 6 de la plaque 30. Les distances entre les points d'ancrage 28, 28' des fils 2, 2' et entre les deuxièmes éléments articulés 18, 18' peuvent être identiques (selon un degré de tolérance voulu, s'il y a lieu) de sorte que les fils 2, 2' s'étendent en parallèle lorsque les fils 2, 2' sont tendus.
Le dispositif permet ainsi d'aligner un ou plusieurs fils 2,2' en position tendue dans un plan 4 voulu, en particulier dans un plan pratiquement vertical ou horizontal. Dans le cas d'un seul fil 2, il suffit donc d'attacher le fil 2 à
l'attache 8 disposée à une distance de la surface 6, de mesurer l'inclinaison du fil 2 tenu par l'attache 8 avec l'inclinomètre 10, et de déplacer l'organe mobile 20 par rapport à la surface 6 de manière à positionner le fil 2 dans le plan 4 selon l'inclinaison du fil 2 mesurée par l'inclinomètre.
Dans le cas de deux fils 2, 2' (ou plus), il suffit d'attacher le fil supplémentaire 2' à l'attache supplémentaire 8' disposée à une distance de la surface 6, de mesurer l'inclinaison du fil supplémentaire 2' avec l'inclinomètre supplémentaire
l'image de ceux qui se rattachent l'autre fil 2. Le deuxième élément articulé
18' du joint supplémentaire 12' est fixé à l'organe mobile 20 à une distance du deuxième élément articulé 18 de l'autre joint 12. Dans ce cas, la structure 14 (illustrée à la Figure 1) comporte des organes de rotation (non illustrés) pour que l'organe mobile 20 soit pivotable au moins par rapport à l'axe Z dans lequel l'autre fil 2 est tendu de manière à permettre un positionnement du fil supplémentaire 2' dans le plan 4 selon l'inclinaison mesurée par l'inclinomètre supplémentaire 10'.
Pour faciliter la création d'un plan de référence défini par les fils 2, 2', le dispositif peut être doté d'une plaque 30 ayant une surface 6, les extrémités des fils 2, 2' étant ancrées à la surface 6 de la plaque 30. Les distances entre les points d'ancrage 28, 28' des fils 2, 2' et entre les deuxièmes éléments articulés 18, 18' peuvent être identiques (selon un degré de tolérance voulu, s'il y a lieu) de sorte que les fils 2, 2' s'étendent en parallèle lorsque les fils 2, 2' sont tendus.
Le dispositif permet ainsi d'aligner un ou plusieurs fils 2,2' en position tendue dans un plan 4 voulu, en particulier dans un plan pratiquement vertical ou horizontal. Dans le cas d'un seul fil 2, il suffit donc d'attacher le fil 2 à
l'attache 8 disposée à une distance de la surface 6, de mesurer l'inclinaison du fil 2 tenu par l'attache 8 avec l'inclinomètre 10, et de déplacer l'organe mobile 20 par rapport à la surface 6 de manière à positionner le fil 2 dans le plan 4 selon l'inclinaison du fil 2 mesurée par l'inclinomètre.
Dans le cas de deux fils 2, 2' (ou plus), il suffit d'attacher le fil supplémentaire 2' à l'attache supplémentaire 8' disposée à une distance de la surface 6, de mesurer l'inclinaison du fil supplémentaire 2' avec l'inclinomètre supplémentaire
8 PCT/CA2010/000128 10' et de pivoter l'organe mobile 20 de manière à positionner le fil supplémentaire 2' dans le plan 4 selon l'inclinaison mesurée par l'inclinomètre supplémentaire 10'. Le pivotement (ou la rotation) de l'organe mobile 20 se produit autour de l'axe du fil 2. Ce pivotement implique la translation de l'organe mobile 20 au niveau où se trouve le fil supplémentaire 2'. C'est cette translation qui permet de positionner le fil supplémentaire 2' dans le plan 4. Il est possible de procéder en positionnant un des fils avant le positionnement de l'autre (translation puis rotation de l'organe mobile 20), ou encore en positionnant les deux fils simultanément (translation et rotation de l'organe mobile 20).
Les opérations de mesure et de déplacement peuvent se faire en continu ou par itération, jusqu'à ce que le ou les fils 2, 2' aient l'inclinaison voulue et soient dans le plan 4 visé. Le déplacement de l'organe mobile 20 peut se faire par détermination numérique de la translation et la rotation selon les mesures fournies par le ou les inclinomètres 10, 10'.
Du fait que le dispositif soit compact, il est possible d'aligner de multiples fils 2, 2' rapprochés les uns des autres si voulu. Le dispositif permet aussi que les fils 2, 2' soient tendus à des niveaux de tension beaucoup plus élevés que ceux possibles avec un pendule, par exemple 200 livres comparativement à de 30 à
40 livres pour un pendule. La tension élevée dans les fils et l'absence de poids ou de flotteur sensibles aux perturbations de l'environnement rendent précise la mesure des inclinomètres 10, 10'. Le dispositif peut avoir une précision de l'ordre de 1/10 000e de degré dans la disposition du ou des fils 2, 2'.
Bien que des réalisations de l'invention aient été illustrées dans les dessins ci-joints et décrites ci-dessus, il apparaîtra évident pour les personnes versées dans l'art que des modifications peuvent être apportées à ces réalisations sans s'écarter de l'invention. Par exemple, bien que le dispositif soit particulièrement utile pour aligner des fils 2, 2' à la verticale ou à l'horizontale, il peut être adapté
pour aligner des fils dans d'autres plans inclinés si voulu, en changeant la disposition du contrepoids 24 (montré dans les Figures 2 et 3) ou la forme des
Les opérations de mesure et de déplacement peuvent se faire en continu ou par itération, jusqu'à ce que le ou les fils 2, 2' aient l'inclinaison voulue et soient dans le plan 4 visé. Le déplacement de l'organe mobile 20 peut se faire par détermination numérique de la translation et la rotation selon les mesures fournies par le ou les inclinomètres 10, 10'.
Du fait que le dispositif soit compact, il est possible d'aligner de multiples fils 2, 2' rapprochés les uns des autres si voulu. Le dispositif permet aussi que les fils 2, 2' soient tendus à des niveaux de tension beaucoup plus élevés que ceux possibles avec un pendule, par exemple 200 livres comparativement à de 30 à
40 livres pour un pendule. La tension élevée dans les fils et l'absence de poids ou de flotteur sensibles aux perturbations de l'environnement rendent précise la mesure des inclinomètres 10, 10'. Le dispositif peut avoir une précision de l'ordre de 1/10 000e de degré dans la disposition du ou des fils 2, 2'.
Bien que des réalisations de l'invention aient été illustrées dans les dessins ci-joints et décrites ci-dessus, il apparaîtra évident pour les personnes versées dans l'art que des modifications peuvent être apportées à ces réalisations sans s'écarter de l'invention. Par exemple, bien que le dispositif soit particulièrement utile pour aligner des fils 2, 2' à la verticale ou à l'horizontale, il peut être adapté
pour aligner des fils dans d'autres plans inclinés si voulu, en changeant la disposition du contrepoids 24 (montré dans les Figures 2 et 3) ou la forme des
-9-pièces pour compenser leur effet sur les fils 2, 2' à l'inclinaison (ou l'angle) choisie.
Claims (17)
1. Dispositif pour aligner au moins un fil dans un plan se projetant d'une surface sur laquelle une extrémité du fil est ancrée, comprenant:
une attache disposée à une distance de la surface pour tenir le fil en position tendue;
un inclinomètre solidaire de l'attache, l'inclinomètre étant capable de mesurer une inclinaison du fil tenu par l'attache;
un joint ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé étant solidaire de l'inclinomètre; et une structure ayant un organe mobile auquel le deuxième élément articulé est fixé, l'organe mobile étant déplaçable par rapport à la surface de manière à permettre un positionnement du fil dans le plan selon l'inclinaison du fil mesurée par l'inclinomètre.
une attache disposée à une distance de la surface pour tenir le fil en position tendue;
un inclinomètre solidaire de l'attache, l'inclinomètre étant capable de mesurer une inclinaison du fil tenu par l'attache;
un joint ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé étant solidaire de l'inclinomètre; et une structure ayant un organe mobile auquel le deuxième élément articulé est fixé, l'organe mobile étant déplaçable par rapport à la surface de manière à permettre un positionnement du fil dans le plan selon l'inclinaison du fil mesurée par l'inclinomètre.
2. Le dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'attache, l'inclinomètre et le joint s'étendent dans un même axe.
3. Le dispositif selon la revendication 1, comprenant de plus un contrepoids couplé au premier élément articulé et se projetant entre l'organe mobile et l'inclinomètre.
4. Le dispositif selon la revendication 3, dans lequel les premier et deuxième éléments articulés comprennent des fourches respectives couplées l'une à
l'autre par un élément intermédiaire à deux axes de rotation.
l'autre par un élément intermédiaire à deux axes de rotation.
5. Le dispositif selon la revendication 4, dans lequel le contrepoids et l'inclinomètre ont des positions symétriques par rapport à l'élément intermédiaire.
6. Le dispositif selon la revendication 1, dans lequel le plan s'étend horizontalement.
7. Le dispositif selon la revendication 1, dans lequel le plan s'étend verticalement.
8. Le dispositif selon la revendication 1, dans lequel la structure comprend une table ayant au moins deux degrés de liberté en translation et un degré de liberté
en rotation.
en rotation.
9. Le dispositif selon la revendication 1, dans lequel:
l'au moins un fil comprend au moins un fil supplémentaire ayant une extrémité ancrée sur la surface à un point d'ancrage se trouvant à une distance d'un point d'ancrage de l'autre fil;
le dispositif comprenant de plus:
une attache supplémentaire disposée à une distance de la surface pour tenir le fil supplémentaire en position tendue;
un inclinomètre supplémentaire solidaire de l'attache supplémentaire, l'inclinomètre supplémentaire étant capable de mesurer une inclinaison du fil supplémentaire tenu par l'attache supplémentaire; et un joint supplémentaire ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé du joint supplémentaire étant solidaire de l'inclinomètre supplémentaire;
le deuxième élément articulé du joint supplémentaire étant fixé à l'organe mobile à une distance du deuxième élément articulé de l'autre joint, l'organe mobile étant pivotable au moins par rapport à un axe dans lequel l'autre fil est tendu de manière à permettre un positionnement du fil supplémentaire dans le plan selon l'inclinaison mesurée par l'inclinomètre supplémentaire.
l'au moins un fil comprend au moins un fil supplémentaire ayant une extrémité ancrée sur la surface à un point d'ancrage se trouvant à une distance d'un point d'ancrage de l'autre fil;
le dispositif comprenant de plus:
une attache supplémentaire disposée à une distance de la surface pour tenir le fil supplémentaire en position tendue;
un inclinomètre supplémentaire solidaire de l'attache supplémentaire, l'inclinomètre supplémentaire étant capable de mesurer une inclinaison du fil supplémentaire tenu par l'attache supplémentaire; et un joint supplémentaire ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé du joint supplémentaire étant solidaire de l'inclinomètre supplémentaire;
le deuxième élément articulé du joint supplémentaire étant fixé à l'organe mobile à une distance du deuxième élément articulé de l'autre joint, l'organe mobile étant pivotable au moins par rapport à un axe dans lequel l'autre fil est tendu de manière à permettre un positionnement du fil supplémentaire dans le plan selon l'inclinaison mesurée par l'inclinomètre supplémentaire.
10. Le dispositif selon la revendication 9, comprenant de plus une plaque ayant une surface, les extrémités des fils étant ancrées sur la surface de la plaque.
11. Le dispositif selon la revendication 9, dans lequel les distances entre les points d'ancrage des fils et entre les deuxièmes éléments articulés sont substantiellement identiques de sorte que les fils s'étendent en parallèle lorsque les fils sont tendus.
12. Méthode pour aligner au moins un fil dans un plan se projetant d'une surface sur laquelle une extrémité du fil est ancrée, comprenant les étapes de:
attacher le fil à une attache disposée à une distance de la surface pour tenir le fil en position tendue;
mesurer une inclinaison du fil tenu par l'attache avec un inclinomètre solidaire de l'attache;
fournir un joint ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé étant solidaire de l'inclinomètre;
fournir une structure ayant un organe mobile auquel le deuxième élément articulé est fixé; et déplacer l'organe mobile par rapport à la surface de manière à
positionner le fil dans le plan selon l'inclinaison du fil mesurée par l'inclinomètre.
attacher le fil à une attache disposée à une distance de la surface pour tenir le fil en position tendue;
mesurer une inclinaison du fil tenu par l'attache avec un inclinomètre solidaire de l'attache;
fournir un joint ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé étant solidaire de l'inclinomètre;
fournir une structure ayant un organe mobile auquel le deuxième élément articulé est fixé; et déplacer l'organe mobile par rapport à la surface de manière à
positionner le fil dans le plan selon l'inclinaison du fil mesurée par l'inclinomètre.
13. La méthode selon la revendication 12, comprenant de plus l'étape de compenser un effet de l'inclinomètre sur le fil avec un contrepoids couplé au premier élément articulé et se projetant entre l'organe mobile et l'inclinomètre.
14. La méthode selon la revendication 12, dans laquelle le plan s'étend horizontalement.
15. La méthode selon la revendication 12, dans laquelle le plan s'étend verticalement.
16. La méthode selon la revendication 12, dans laquelle l'au moins un fil comprend au moins un fil supplémentaire ayant une extrémité ancrée sur la surface à un point d'ancrage se trouvant à une distance d'un point d'ancrage de l'autre fil;
la méthode comprenant de plus les étapes de:
attacher le fil supplémentaire à une attache supplémentaire disposée à
une distance de la surface pour tenir le fil supplémentaire en position tendue;
mesurer une inclinaison du fil supplémentaire tenu par l'attache supplémentaire avec un inclinomètre supplémentaire solidaire de l'attache supplémentaire;
fournir un joint supplémentaire ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé du joint supplémentaire étant solidaire de l'inclinomètre supplémentaire;
fixer le deuxième élément articulé du joint supplémentaire à l'organe mobile à une distance du deuxième élément articulé de l'autre joint; et pivoter l'organe mobile au moins par rapport à un axe dans lequel l'autre fil est tendu de manière à positionner le fil supplémentaire dans le plan selon l'inclinaison mesurée par l'inclinomètre supplémentaire.
la méthode comprenant de plus les étapes de:
attacher le fil supplémentaire à une attache supplémentaire disposée à
une distance de la surface pour tenir le fil supplémentaire en position tendue;
mesurer une inclinaison du fil supplémentaire tenu par l'attache supplémentaire avec un inclinomètre supplémentaire solidaire de l'attache supplémentaire;
fournir un joint supplémentaire ayant des premier et deuxième éléments articulés l'un par rapport à l'autre de manière à permettre un déplacement angulaire relatif des éléments, le premier élément articulé du joint supplémentaire étant solidaire de l'inclinomètre supplémentaire;
fixer le deuxième élément articulé du joint supplémentaire à l'organe mobile à une distance du deuxième élément articulé de l'autre joint; et pivoter l'organe mobile au moins par rapport à un axe dans lequel l'autre fil est tendu de manière à positionner le fil supplémentaire dans le plan selon l'inclinaison mesurée par l'inclinomètre supplémentaire.
17. La méthode selon la revendication 16, dans laquelle les distances entre les points d'ancrage des fils et entre les deuxièmes éléments articulés sont substantiellement identiques de sorte que les fils s'étendent en parallèle lorsque les fils sont tendus.
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