ES2220964T3 - Dispositivo de medicion y de control geometrico de vehiculos de ruedas. - Google Patents

Abstract

UN DISPOSITIVO DE MEDICION Y DE CONTROL GEOMETRICO DE VEHICULOS DE RUEDAS LLEVA MEDIOS DE DETERMINACION DE PARAMETROS FISICOS UTILIZABLES PARA EL CALCULO DE LOS ANGULOS Y DISTANCIAS CARACTERISTICOS PARA VEHICULOS A CONTROLAR. CADA MEDIO DE DETERMINACION DE PARAMETRO FISICO LLEVA EN COMBINACION: AL MENOS UNA RADIACION LUMINOSA 8 SENSIBLEMENTE HORIZONTAL EMITIDO POR UNA FUENTE 5 DE EMISION LUMINOSA, AL MENOS UN MEDIO DE FORMACION DE IMAGEN DE DICHA FUENTE SOBRE UN DETECTOR 7 LINEAL OPTICO, Y AL MENOS UN DETECTOR LINEAL, PREFERENTEMENTE DEL TIPO CCD (DETECTOR DE ACOPLAMIENTO DE CARGAS) O PSD (DETECTOR SENSIBLE A LA POSICION), APTO PARA RECIBIR AL MENOS DOS RADIACIONES LUMINOSAS SENSIBLEMENTE HORIZONTALES PROCEDENTES DE AL MENOS DOS FUENTES DISTINTAS.

Description

Dispositivo de medición y de control geométrico de vehículos de ruedas.

La invención se refiere a un dispositivo de medición y de control geométrico de vehículos de ruedas.

Los dispositivos conocidos de este tipo comprenden generalmente varias cajas o cabezas de medición fijadas a las ruedas del vehículo a controlar, con el fin de determinar parámetros físicos representativos de la posición geométrica individual de una rueda con relación a un plano vertical predeterminado o con relación a un plano horizontal predeterminado, así como parámetros físicos representativos de posición geométrica relativa de una rueda con relación a otra rueda del mismo vehículo.

Se conocen en particular dispositivos comercializados con la referencia 8675 por la Sociedad de derecho francés MULLER BEM, en los cuales cuatro cajas o cabezas de medición que comprenden transductores ópticos lineales, inclinómetros y potenciómetros, se comunican con una central de medición y de cálculo con el fin de determinar con la ayuda de un programa de control y de cálculo los parámetros físicos y los valores característicos de la geometría de un vehículo controlado.

Estos dispositivos conocidos satisfacen completamente, pero presentan el inconveniente de necesitar un número de transductores lineales ópticos igual al número de parámetros físicos a controlar, lo cual induce un coste global del dispositivo relativamente elevado debido al precio elevado de los transductores ópticos lineales del tipo CCD (transductor de acoplamiento de cargas) o PSD (transductor sensible a la posición).

El documento EP 0 386 401 B1 describe un dispositivo de medición de la posición o del alineamiento de ruedas con cabezas de medición dispuestas en las ruedas del vehículo. Este dispositivo comprende una sola línea de transductores que está dispuesta en la zona de intersección de una radiación horizontal y de una radiación vertical para la determinación sin contacto de ángulos horizontales y verticales. El medio de determinación de ángulos horizontales presenta una fuente de radiación de referencia dispuesta en el exterior de la cabeza de medición con radiación horizontal y una línea de transductores para la radiación horizontal. El medio de determinación de ángulos verticales presenta un eje pendular suspendido de forma libremente móvil alrededor de un eje sobre la cabeza de medición con una fuente de radiación vertical y una línea de transductores para la radiación vertical. Las dos líneas de transductores para la radiación horizontal y para la radiación vertical están constituidas por una línea de transductores única que está dispuesta en la zona de intersección anteriormente citada.

Este dispositivo presenta así una ventaja, utilizar un solo transductor para determinar parámetros físicos a partir de una radiación horizontal y una radiación vertical. Sin embargo, este dispositivo presenta el inconveniente de necesitar al menos tantos transductores lineales ópticos del tipo CCD como de radiaciones sustancialmente horizontales. Así, para el equipamiento completo que comprende cuatro brazos fijados a las cuatro ruedas de un vehículo, es necesario prever al menos ocho transductores lineales ópticos.

Además, en este dispositivo conocido, es en la práctica necesario colocar el transductor lineal óptico o línea de transductores en una posición predeterminada según una línea perpendicular al plano de radiación de las líneas de medición y en un ángulo de recepción determinado por la dirección de las líneas de medición. La presencia de radiaciones horizontales y verticales impide así posicionar el transductor de forma que se obtenga una sensibilidad máxima de detección, y presenta además los inconvenientes de un volumen de caja o de cabeza de medición relativamente grande y una dificultad de discriminación entre la mancha de imagen producida por una radiación horizontal y la mancha de imagen producida por una radiación vertical en el mismo transductor lineal óptico.

Los documentos EP 528 552A1, WO 95/15479, EP 495 190A2 y US 3 951 550 se refieren a aparatos de medición de la técnica anterior.

La invención tiene por objeto remediar los inconvenientes anteriormente citados, proporcionando un nuevo dispositivo de medición que presenta un número de transductores lineales ópticos menos elevado, aptos para ser orientados según su ángulo de sensibilidad máxima, y utilizando radiaciones luminosas sensiblemente horizontales procedentes de fuente externa o interna de cada caja de medición.

La invención tiene por objeto un dispositivo de medición y de control geométrico de vehículos de ruedas, del tipo que comprende al menos una caja con medios de determinación de parámetros físicos que se pueden utilizar para el cálculo de los ángulos y distancias características de vehículos a controlar, incluyendo cada medio de determinación de parámetros físicos en combinación: al menos una fuente de emisión luminosa, apta para emitir al menos una radiación luminosa sustancialmente horizontal, y al menos un medio de formación de imagen de la indicada fuente sobre al menos un transductor lineal óptico, de preferencia del tipo CCD (transductor de acoplamiento de cargas) o PSD (transductor sensible a la posición), caracterizado porque un mismo transductor lineal óptico situado en el interior de dicha caja es apto para recibir simultáneamente dos radiaciones luminosas sensiblemente horizontales procedentes de al menos dos fuentes distintas situadas en el exterior de la caja y el indicado transductor es sensible simultánea o secuencialmente a las indicadas al menos dos radiaciones luminosas.

Según otras características de la invención:

-

Un transductor lineal óptico situado en el interior de una caja es sensible a al menos dos radiaciones luminosas sustancialmente horizontales producidas por dos fuentes dispuestas en el exterior de la caja.

-

El dispositivo comprende cuatro cajas de medición dispuestas según una configuración "regular".

-

El dispositivo comprende cuatro cajas de medición situadas según una configuración "cruzada".

-

El dispositivo comprende cuatro cajas de medición dispuestas para una medición de parámetros físicos según las dos diagonales del cuadrilátero formado por las cajas.

-

Los medios de formación de imagen de fuente de emisión luminosa están dispuestos para la medición de las altitudes relativas de las cajas unas con relación a las otras.

-

Los medios de formación de imagen de fuente de emisión luminosa comprenden al menos una ranura en forma de cruz o dos ranuras perpendiculares.

-

Las cajas están todas situadas en el extremo del brazo que se extiende hacia el exterior del vehículo.

-

Las cajas están todas situadas en el extremo del brazo que se extiende hacia el interior del vehículo.

-

Las cajas están situadas en el extremo del brazo que se extiende hacia la parte delantera del vehículo.

-

Las cajas están situadas en el extremo del brazo que se extiende hacia la parte posterior del vehículo.

-

Las cajas son desconectables o liberables mecánicamente con relación a los brazos de montaje, con el fin de modificar la configuración de montaje en los vehículos a controlar.

-

Al menos un transductor lineal óptico recibe al menos una radiación sustancialmente horizontal dispuesta para determinar parámetros físicos que permiten el cálculo de ángulos de inclinaciones verticales.

-

Cada radiación sustancialmente horizontal es emitida por una fuente de emisión luminosa montada libre en pivotamiento alrededor de un eje fijo con relación al indicado transductor lineal óptico.

-

Cada radiación horizontal es emitida por una fuente de emisión luminosa montada de forma pendular en un punto fijo con relación al indicado transductor lineal óptico.

-

Cada radiación horizontal es emitida por una fuente de emisión luminosa montada en posición fija con relación al indicado transductor lineal óptico y es reflejada, diafragmada o focalizada por un órgano correspondiente antes de iluminar el indicado transductor lineal óptico.

-

El indicado órgano es un espejo u órgano reflectante análogo montado en pivotamiento alrededor de un eje fijo con relación a la indicada fuente y con relación al mencionado transductor lineal óptico.

-

El indicado órgano es un escudo que comprende al menos una ranura de definición de imagen montado en pivotamiento alrededor de un eje fijo con relación a la indicada fuente y con relación al mencionado transductor óptico.

-

El indicado escudo comprende dos ranuras de definición de imagen.

-

El indicado escudo tiene forma de caja incluyendo dos ranuras situadas sobre dos caras distintas de la caja.

-

El escudo está suspendido mediante un montaje de articulación de Cardán, con dos grados de libertad en pivotamiento.

-

Cada radiación sensiblemente horizontal es emitida por una fuente de emisión luminosa montada en el extremo de una cinta flexible que permite el pivotamiento, cuyo otro extremo está encajado en posición fija con relación al indicado transductor lineal óptico.

-

El indicado órgano correspondiente está fijado sobre una hoja resiliente flexible encajada por un extremo en posición fija con relación al mencionado transductor lineal óptico y que lleva en su otro extremo una mazarota de lastrado.

-

El dispositivo comprende cuatro transductores lineales ópticos situados cada uno en una caja y dos inclinómetros de doble eje dispuestos en dos cajas diagonalmente opuestas, con el fin de minimizar el número total de transductores utilizados.

El dispositivo según la invención está definido en la reivindicación independiente 1. Los modos particulares de realización de la invención están definidos en las reivindicaciones dependientes 2 a 23.

La invención se comprenderá mejor gracias a la descripción que sigue, dada a título de ejemplo no limitativo y realizada con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:

Las figuras 1A y 1B, representan esquemática y respectivamente una vista en perspectiva y una vista por encima de una disposición de cuatro cajas o cabezas de medición según la invención.

Las figuras 2A y 2B, representan esquemática y respectivamente una vista en perspectiva y una vista por encima de otra disposición de cuatro cajas o cabezas de medición según la invención.

Las figuras 3A y 3B, representan esquemática y respectivamente una vista en perspectiva y una vista por encima de otra disposición de cuatro cajas según la invención.

Las figuras 4A y 4B, representan esquemática y respectivamente una vista en perspectiva y una vista por encima de otra disposición de cuatro cajas según la invención.

Las figuras 5A y 5B, representan esquemática y respectivamente una vista en perspectiva de una caja o cabeza de medición única y una vista por encima de una disposición de cuatro cajas según la figura 5A.

Las figuras 6A y 6B, representan esquemática y respectivamente una vista en perspectiva y una vista por encima de un montaje de cuatro brazos de medición según la invención en un vehículo.

Las figuras 7A y 7B, representan esquemática y respectivamente una vista en perspectiva y una vista por encima de otro montaje de cuatro brazos de medición según la invención en un vehículo.

Las figuras 8A y 8B, representan esquemática y respectivamente una vista en perspectiva y una vista por encima de otro montaje de cuatro brazos de medición según la invención sobre un vehículo.

Las figuras 9A y 9B, representan esquemática y respectivamente una vista en perspectiva y una vista por encima de otro montaje de cuatro brazos de medición según la invención en un vehículo.

La figura 10, representa esquemáticamente una vista por encima de un ejemplo de dispositivo de medición según la invención.

Las figuras 11A y 11B, representan esquemática y respectivamente una vista por encima y una vista en perspectiva de otra caja o cabeza de medición del dispositivo según la invención.

Las figuras 12A y 12B, representan esquemática y respectivamente una vista en perspectiva y una vista por encima de otra caja o cabeza de medición de dispositivo según la invención.

La figura 12C, representa esquemática y respectivamente una vista en alzado y en planta de un péndulo de dispositivo según las figuras 12A y 12B.

Las figuras 13A y 13B, representan esquemática y respectivamente en perspectiva y en vista por encima una disposición de medición según la invención.

Las figuras 14A y 14B, representan esquemática y respectivamente en perspectiva y en vista por encima otra disposición de medición según la invención.

Las figuras 15A y 15B, representan esquemática y respectivamente en vista por encima y en perspectiva otra disposición de medición según la invención.

Las figuras 15C a 15E, representan esquemática y respectivamente en vista por encima, en perspectiva y en sección diagonal, otra disposición de medición según la invención.

Las figuras 16A y 16B, representan esquemáticamente en vista por encima y en perspectiva un ejemplo de disposición de medición según la invención.

Las figuras 17A y 17B, representan esquemáticamente en vista por encima y en perspectiva otro ejemplo de disposición de medición según la invención.

Las figuras 18A y 18B, representan esquemáticamente en vista por encima y en perspectiva otro ejemplo de disposición de medición según la invención.

La figura 19, representa esquemáticamente un ejemplo de montaje reflectante para la determinación de ángulos verticales según la invención.

Las figuras 20A y 20B, representan esquemáticamente otro ejemplo de determinación de ángulos verticales según la invención.

La figura 21, representa esquemáticamente en sección vertical un principio de determinación de ángulos verticales.

La figura 22, representa esquemáticamente, en vista por encima, una disposición preferida de cuatro cajas según la invención.

Con referencia a las figuras 1A y 1B, un dispositivo de control geométrico comprende cuatro cajas 1 a 4, eventualmente idénticas por economías de fabricación, destinadas a ser montadas cada una en una rueda de un vehículo automóvil por medio de garras de tipo conocido en si no representadas y para comunicar con una central de cálculo y de control no representada.

Cada caja 1 a 4 de forma sensiblemente cúbica comprende al menos una fuente 5 de radiación luminosa y al menos un medio 6 de definición de imagen, del tipo de ranura, lente cilíndrica o equivalente apto para formar una imagen de la fuente en un transductor 7 apropiado del tipo CCD (transductor de acoplamiento de cargas), PSD (transductor sensible a la posición) o equivalente. En este ejemplo, cada caja 1 a 4 comprende dos fuentes 5 de emisión luminosa y dos medios 6 de definición de imagen.

Esta disposición permite así con un solo transductor 7 detectar dos radiaciones luminosas horizontales 8. En la posición de calibrado representada en las figuras 1A a 1B, cada transductor 7 es por ejemplo incidido en el mismo punto por las dos radiaciones luminosas 8 incidentes cuando las cajas 1 a 4 están dispuestas en los vértices de un rectángulo: esta disposición asegura un calibrado de los ángulos rectos. En una posición de medición y de control de la geometría de un vehículo (no representada), cada transductor 7 es generalmente incidido en puntos distintos por radiaciones luminosas 8 incidentes.

Además, en el caso de vehículos que presentan desplazamientos de rueda (setback) muy pequeños, este desplazamiento de rueda aparece inmediatamente en los transductores ópticos 7 como cantidad proporcional a la distancia de las dos manchas luminosas formadas sobre los transductores 7 e inversamente proporcional al coseno del ángulo formado por el transductor lineal 7 con el eje óptico del haz 8 incidente.

Cada transductor 7 está orientado de preferencia paralelamente a un plano diagonal de la caja 1 a 4 correspondiente, pero esta disposición no es imperativa: la invención se extiende igualmente al caso en que los transductores 7 estén orientados según ángulos diferentes con las direcciones de las radiaciones luminosas 8.

Este primer dispositivo según la invención es calificado de "regular" y presenta una configuración en la cual cada radiación luminosa 8 eficaz no cruza ninguna otra radiación luminosa 8 eficaz fuera de las cajas 1 a 4.

Ventajosamente, las dos ranuras 6 o medios de definición de imagen de una misma caja 1 a 4 presentan una anchura diferente y permiten identificar la procedencia de la radiación luminosa 8 cuya imagen se forma en el transductor óptico 7. Este modo de discriminación ha sido descrito en la solicitud de patente francesa FR 2.711.238 a nombre del solicitante de la presente solicitud.

Alternativamente, la emisión de dos fuentes luminosas 5 cuyas imágenes se forman sobre un mismo transductor óptico 7 es discriminada temporalmente utilizando una secuenciación. En el modo de realización representado, dos etapas son necesarias para este efecto: en una primera etapa, se emiten todas las fuentes luminosas 5 más interiores del dispositivo (recorrido interno de emisión en el sentido de circulación anti-horario) y, en una segunda etapa se emiten todas las fuentes luminosas 5 más externas del dispositivo (recorrido externo de emisión en el sentido de circulación horaria).

Debido a la disposición representada, la suma de los ángulos de orientación horizontales es igual a seis ángulos planos (6 \pi en radianes), el programa de control y de cálculo comprueba continuamente esta suma y señala cualquier anomalía en caso de error de suma. El programa permite igualmente la memorización de los errores sistemáticos debidos al dispositivo propiamente dicho (ortogonalidad de los transductores) y el desencadenamiento de procedimientos específicos relacionados con errores debidos al vehículo: control de la evolución de los parámetros de un vehículo dado en comparación con los parámetros del banco de datos relativos a este vehículo, control de la evolución de los parámetros de un vehículo dado en comparación con los parámetros del banco de datos relativos a este vehículo, control de la evolución de los parámetros de un vehículo dado en comparación con la familia de los vehículos del mismo tipo y llamada automática del constructor sobre el rebasamiento de las tolerancias de fabricación.

Con referencia a las figuras 2A y 2B, otro modo de realización de la invención comprende un dispositivo que incluye cuatro cajas 11 a 14.

Cada caja de medición 11 a 14 comprende una fuente única de emisión luminosa 15 y al menos dos medios 16 de definición de imagen. Este segundo dispositivo según la invención es calificado de "cruzado" por referencia al cruce de ejes ópticos de las radiaciones luminosas 18 que inciden en los transductores ópticos 17.

La discriminación de los rayos luminosos 18 puede realizarse debido a que las radiaciones luminosas 18 inciden en el transductor óptico lineal 17 correspondiente en puntos distintos separados por una distancia superior a la distancia que separa una fuente de emisión luminosa 15 de una ranura 16 de una misma caja 11 a 14. Se puede igualmente realizar una discriminación temporal o geométrica (diferentes anchos de ranuras).

En la disposición de calibrado representada en las figuras 2A y 2B, cada transductor 17 es incidido por dos radiaciones luminosas 18 en dos puntos distintos cuando las cajas 1 a 4 están dispuestas en los vértices de un rectángulo. Por el contrario, los recorridos de emisión luminosa en el sentido horario y en el sentido anti-horario están desfasados con relación al rectángulo de posicionamiento de las cajas 11 a 14 por ángulos negativos de valor \alpha_{i} (i = 1 a 4) y por ángulos positivos de valor \alpha_{i} (i = 1 a 4), respectivamente (el sentido positivo seleccionado para los ángulos es, por convención el sentido anti-horario). Estos ángulos \alpha_{i} son variables y dependen de la vía y de la distancia entre ejes. Para eliminar estos ángulos parásitos de la medición, se miden las vías y las distancias entre ejes y se calculan los ángulos \alpha_{i} mediante la fórmula: \alpha_{i} = Arctg (a/b_{i}), donde a es la distancia de la ranura correspondiente a la fuente luminosa, y b_{i} es la vía o la distancia entre ejes correspondiente al sentido de la medición: transversal o longitudinal, izquierda o derecha.

En este ejemplo, cada transductor lineal 17 es paralelo a un plano diagonal del cubo geométrico de cada caja 11 a 14. Bien entendido, cualquier otra orientación funcional de los transductores no se saldría del marco de la presente invención: en particular, cada transductor lineal 17 puede ventajosamente estar orientado paralelamente a un plano ortogonal a la diagonal de un rectángulo que presenta las dimensiones usuales de un vehículo.

Para evitar las interferencias ópticas, se pueden discriminar temporalmente las radiaciones luminosas mediante un secuenciación en dos etapas: en una primera etapa, las fuentes 15 de emisión luminosa diagonalmente opuestas son activas y, en una segunda etapa, las otras fuentes 15 de emisión luminosa situadas en la otra diagonal son activas.

Con referencia a las figuras 3A y 3B, otro dispositivo según la invención comprende cuatro cajas 21 a 24. Cada caja 21 a 24 comprende dos fuentes de emisión luminosa 25, dos medios de definición de imagen 26 y un captador lineal óptico 27. La disposición general es de tipo "regular" con una configuración de ejes ópticos eficaces análoga a la de las figuras 1A y 1B, lo cual produce las mismas ventajas operativas que las presentadas por las figuras 1A y 1B.

En este ejemplo, cada medio 26 de definición de imagen presenta una forma en cruz (por ejemplo una ranura en cruz formada por dos ranuras perpendiculares), con el fin de proporcionar las altitudes relativas de las diferentes cajas 21 a 24 y determinar por el método de los mínimos cuadrados un plano geométrico sustancialmente horizontal de referencia de cálculo para determinar los ángulos del plano horizontal. El método de evaluación de altitud relativa y la utilización de un medio de definición de imagen en forma de cruz han sido ya descritos en el documento FR 2.711.238 a nombre del solicitante de la presente solicitud.

En este ejemplo, cada transductor lineal óptico 27 está situado en el plano de simetría del cubo geométrico de cada caja 21 a 24 y está inclinado con relación a la horizontal un cierto ángulo, con el fin de aumentar la definición y la precisión de la medición, de forma conocida en sí.

Para la discriminación de las radiaciones luminosas 28, se utiliza a la vez la diferencia de anchuras de las ranuras horizontales y de las ranuras verticales y el secuenciación temporal en dos etapas descrito con referencia a las figuras 1A y 1B.

Con referencia a las figuras 4A y 4B, otro dispositivo de control geométrico comprende cuatro cajas 31 a 34.

Cada caja de medición 31 a 34 comprende una fuente de emisión luminosa 35 única, tres medios de definición de imagen 36 constituidos cada uno de preferencia por tres ranuras verticales 36a, 36b y 36c, así como un transductor óptico lineal 37. Este otro dispositivo según la invención es del tipo "cruzado" con una configuración de ejes ópticos eficaces que comprenden la descrita con referencia a las figuras 2A y 2B, lo cual produce las mismas ventajas operativas que las presentadas por las figuras 2A y 2B (discriminación de las radiaciones luminosas 38 realizada por construcción, en particular).

En este ejemplo, las ranuras verticales 36b están dispuestas sustancialmente según las diagonales de la configuración de trabajo de montaje en un vehículo Standard. Esta disposición ventajosa asegura una precisión suplementaria permitiendo sumas intermediarias "triangulares" que utilizan únicamente tres transductores, sumas periféricas y sumas cruzadas según un recorrido en forma de Z. Las correcciones realizadas pueden así ser atribuidas a cada caja 31 a 34, individualmente de forma que el programa de control del dispositivo memorice los parámetros individuales de cada caja utilizables para el cálculo y compruebe la permanencia de estos parámetros individuales para determinar si es necesario revisar la estructura, sustituir componentes electrónicos o calibrar las funciones de transferencia de una caja 31 a 34.

De forma ventajosa, cada caja 31 a 34 presenta una forma sensiblemente cúbica que presenta un truncamiento plano 39 por el lado interno. El plano 39 así definido sirve de soporte a la fuente de emisión luminosa 35 y a la ranura 36b orientada diagonal y verticalmente.

De preferencia, la discriminación de las radiaciones luminosas se realiza por secuenciación temporal en cuatro etapas en el cual, en cada etapa, una sola fuente reemisión luminosa es activa. Cuando se realiza un balance rápido para fines de comprobación de la geometría del vehículo, se utiliza un secuenciación temporal simplificado en dos etapas: en la primera etapa, dos fuentes 35 situadas en una misma diagonal son activas mientras que, en la segunda etapa, las otras dos fuentes situadas en la otra diagonal son activas. Sin embargo, en este modo simplificado de secuenciación, es necesario realizar un programa de comprobación y de selección de ocho medidas entre doce medidas para determinar las fuentes de emisión correspondientes y eliminar los errores de discriminación de manchas resultante de la imposibilidad de distinguir la fuente de emisión 35 al principio de una imagen entre tres formadas en el transductor lineal óptico 37 de una caja 31 a 34. Esta eliminación se hace posible tomando como referencias primarias los ejes ópticos correspondientes a las diagonales que pasan por las ranuras 36b.

Con referencia a las figuras 5A y 5B, otro dispositivo según la invención comprende cuatro cajas 41 a 44. Cada caja 41 a 44 comprende dos fuentes de emisión luminosa 45, tres ranuras 46 o medios de definición de imagen y un transductor lineal óptico 47 que recibe haces de radiación luminosos 48.

Cada caja 41 a 44 comprende tres caras planas en cada una de las cuales está realizada una ranura 46. Los planos verticales perpendiculares a estas caras y que pasan por las tres ranuras 46 de cada caja se encuentran sustancialmente según un eje vertical ZZ' sobre el cual se posicionan las dos fuentes de emisión luminosa 45 a uno y otro lado de las ranuras 46. El transductor lineal óptico 47, orientado de forma que reciba las radiaciones 48 que pasan por las tres ranuras correspondientes puede ser colocado ligeramente adelantado respecto al eje ZZ', con el fin de reducir la probabilidad de intersección y de interferencia de los haces luminosos incidentes 48 en posición de calibrado representada en la figura 58. Así, colocando las cajas en posición de calibrado en los vértices de un rectángulo, las fuentes luminosas 45 se colocan exactamente en los vértices de este rectángulo: esta disposición presenta la ventaja con relación al modo de realización de las figuras 4A y 4B de eliminar los desvíos de fuente luminosa que introducen correcciones de distancias y de ángulos en función de las distancias de separación entre las cajas de medición.

Las dos fuentes 45 de emisión luminosa separadas proporcionan dos imágenes separadas o confundidas en el transductor óptico 47 lineal de otra caja. Realizando la media de las posiciones de las dos imágenes obtenidas, se obtiene una medición con relación al eje óptico medio que es independiente de los grados de verticalidad respectivos de las cajas de las fuentes 45 y de la caja que contiene el transductor óptico lineal 47. Así, este modo de realización de la invención presenta la ventaja de evitar correcciones de verticalidad y proporciona sin ningún cálculo correctivo valores llevados al plano mediador que pasa por el centro de cada segmento de eje ZZ' de cada caja que une las dos fuentes luminosas 45 correspondientes.

Con referencia a las figuras 6A y 6B, un dispositivo de control geométrico de vehículo de ruedas está representado en posición montada en un vehículo representado sin carrocería.

El dispositivo comprende una unidad central de control y de cálculo no representada conectada por medios de comunicación con brazos de medición 60a, 60b, 60c y 60d. Medios de comunicación redundante pueden comprender dos bornes de transmisión: bien entendido, la invención se aplica a cualquier otra organización del esquema de comunicación por conexión por cable o inalámbrica (radio, radiación infrarroja, transmisión sonora).

Cada brazo de medición 60a a 60d comprende por una parte un caja IR fijada por una garra a la rueda y que contiene circuitos de un inclinómetro potenciómetro R que cooperan con cajas 61 a 64 colocadas en el extremo de los brazos 60a a 60d, las cuales se extienden hacia el exterior del vehículo por delante de las ruedas delanteras y por detrás de las ruedas traseras. Cada caja 61 a 64 dispuesta respectivamente en el extremo de un soporte rígido de un brazo de medición 60a a 60d es una caja provista de un transductor óptico multidireccional y de una fuente de emisión luminosa multidireccional o de dos fuentes de emisión luminosa unidireccional, del tipo descrito anteriormente con referencia a las figuras 1A a 3B.

Se dispone en cada caja 61 a 64 el receptor óptico, particularmente un transductor del tipo CCD, según una dirección que forma sustancialmente un ángulo de 45º en el plano horizontal con el eje longitudinal del vehículo. Esta disposición ventajosa permite economizar durante la fabricación del dispositivo cuatro transductores ópticos (del tipo CCD) y las electrónicas asociadas. La discriminación de las medidas en el sentido transversal y de las medidas en el sentido longitudinal se realiza simplemente, por ejemplo, adoptando un escudo transversal que comprende ranuras de anchura notablemente diferente de la anchura de las ranuras del escudo longitudinal situado en otra cara del cubo correspondiente a la conformación de una caja 61 a 64. La discriminación de los rayos luminosos incidentes por medio de ranuras de anchura diferente ha sido descrita en particular en la solicitud de patente francesa FR 2.711.238.

Las cajas 62 y 63 están montadas separadas transversal y longitudinalmente de las ruedas según una distancia transversal predeterminada para que el haz luminoso longitudinal procedente de la caja 62 no sea cortado por el neumático de la rueda izquierda en un giro de las ruedas a la derecha y para que el haz luminoso longitudinal procedente de la caja 63 no sea cortado por el neumático de la rueda derecha en un giro de las ruedas a la izquierda e igualmente, de forma conocida en sí, según una distancia longitudinal correspondiente sustancialmente a la longitud del soporte rígido de un brazo de medición suficiente para que cada haz luminoso transversal no sea cortado por los neumáticos delanteros o traseros de las ruedas correspondientes o no encuentre un órgano de tipo espoiler, parachoques, etc. Gracias a esta variante de dispositivo según la invención, la realización del giro de las ruedas para la medición de los ángulos de avance y de pivote se realiza sin dificultad para valores de giro de 10º ó de 20º.

Según una variante menos ventajosa de la invención, las fuentes de emisión luminosa de las cajas 61 a 64 no emiten todas simultáneamente, sino que emiten, por el contrario, secuencialmente: en este caso, es posible adoptar anchuras de ranura idénticas para las ranuras transversales y longitudinales, en razón del hecho de que la discriminación es temporal y no geométrica. De preferencia, en los dos casos, las cajas 61 a 64 están dispuestas hacia abajo con relación al eje de la rueda de forma que la caja IR que contiene uno o varios inclinómetro(s) I y el potenciómetro R no constituya un obstáculo para las comunicaciones luminosas entre cajas, tanto en posición de dirección centrada como en posición de giro máximo a la derecha o a la izquierda. Como se verá a continuación, la invención cubre igualmente el caso en que los inclinómetros I estén contenidos en las cajas 61 a 64.

Esta variante de realización es preferida en el caso en que el vehículo a controlar está situado sobre o en la proximidad de un puente elevador auxiliar capaz de interrumpir los haces luminosos activos.

Con referencia a las figuras 7A y 7B, otra variante de dispositivo según la invención comprende brazos 70a a 70d situados hacia el interior del vehículo, en el extremo de los cuales están dispuestas unas cajas 71 a 74 aptas para comunicarse ópticamente entre sí o para realizar mediciones geométricas no solamente angulares sino igualmente mediciones de distancia según al menos una diagonal del cuadrilátero definido por las cajas 71 a 74 análogas a las cajas descritas con referencia a las figuras 4A a 5B.

El documento FR 2.711.238 describe el principio general de las mediciones dimensionales que pueden ser obtenidas con la ayuda de una caja de varias ranuras.

Conociendo este principio de medición física, el experto en la materia realizará mediante simples cálculos geométricos la determinación de las distancias entre las cajas y obtendrá así, no solamente características de paralelismo, sino igualmente características de vía y de distancia entre ejes del vehículo permitiendo en particular controlar las características dimensionales de los ejes o la correcta fijación de las ruedas a los ejes del vehículo.

De preferencia, los brazos 70a a 70d están dispuestos de tal modo que las cajas 71 a 74 están dispuestas en el interior de las ruedas del vehículo en el sentido longitudinal, pero exteriormente transversalmente.

Eventualmente, se puede, como se ha representado con líneas de trazo interrumpido para las cajas 71 y 74 solidarias de las ruedas traseras del vehículo, colocar los brazos 70a a 70d de tal forma que las cajas están dispuestas a la vez interiormente longitudinalmente e interiormente transversalmente: esta disposición reduce también el tamaño del cuadrilátero definido por las cajas y aumenta otro tanto la precisión de medición, en particular de medición dimensional.

Esta disposición se utiliza para todas las cajas 71 a 74 cuando se dispone de un puente elevador que comprende placas de soporte de ruedas sobreelevadas con el fin de dejar paso a las vías de comunicación luminosa entre cajas bajo el vehículo o, alternativamente, a las propias cajas.

Para pasar de una posición de caja 71 ó 74 representada con líneas de trazo interrumpido a una posición de caja 71 ó 74 representada con líneas de trazo continuo, se prevé un montaje amovible de caja 71 ó 74 para poder girar 90º o 180º, con el fin de presentar siempre una cara de recepción óptica activa en el montaje de un dispositivo según la invención con la ayuda de elementos modulares que comprenden bloques sensiblemente cúbicos desconectables, bloqueables, engatillables o desprendibles mecánica y eléctricamente de un soporte rígido o de un soporte de conexión: el experto en la materia determinará sin dificultad los montajes mecánicos que permiten presentar la caja con el fin de realizar una comunicación óptica con otra caja enfrente.

Gracias a esta construcción modular de cajas enchufables con o en brazos-soporte 70, es posible construir un gran número de cuadriláteros con la ayuda de estos módulos y pasar en particular de un montaje representado en las figuras 6A a 9B a otro montaje cualquiera representado en estas figuras. Debido a que cada caja puede ocupar tres posiciones diferentes, las posiciones hacia el interior del vehículo producen diez cuadriláteros diferentes, de los cuales dos son sustancialmente parecidos a un paralelogramo, dos sustancialmente parecidos a un trapecio y otros dos sustancialmente parecidos a un rectángulo, y se observa que existen al menos otros cuatro cuadriláteros que corresponden a por lo menos una posición exterior de una caja. Por consiguiente, existen al menos diez cuadriláteros aptos para ser construidos con la ayuda de cajas modulares por simple engatillado mecánico y eléctrico simultáneo, lo que permite, en un vehículo dado, medir con una precisión muy grande, en correlación los errores eventuales y las características de las ruedas del vehículo.

Con referencia a las figuras 8A y 8B, otro dispositivo de control geométrico está representado en posición montada en un vehículo representado sin carrocería.

El dispositivo comprende una unidad central de control y de cálculo no representada conectada por medios 89 de comunicación inalámbrica con el brazo delantero izquierdo 80b que lleva la caja 82. Entre los brazos 80a a 80d, las comunicaciones se realizan por transmisión inalámbrica, de preferencia de tipo óptico, según vías de transmisión sustancialmente próximas a los ejes ópticos eficaces de medición geométrica.

Las cajas 81 a 84 se colocan en la parte delantera de las ruedas delanteras y en la parte delantera de las ruedas traseras de forma que su separación longitudinal izquierda o derecha sea sustancialmente igual a la distancia entre ejes izquierda o derecha del vehículo en curso de control. Esta disposición libera así todo el espacio en la parte posterior de las ruedas traseras para otras intervenciones puntuales de control de carrocería, de escape, de reparaciones puntuales o de operaciones de mantenimiento rápido.

De preferencia, el medio de comunicación inalámbrico 89 que conecta la unidad central de control y de cálculo con el brazo delantero izquierdo 80b es un medio de comunicación hertziano con un protocolo de transmisión adaptado por ejemplo del tipo BUS CAN (marca de la Sociedad de derecho holandés PHILIPS) o del tipo LON WORK (marca de la Sociedad de derecho americano ECHELON).

Con referencia a las figuras 9A a 9B, otro montaje del dispositivo de control geométrico se representa en posición montada en un vehículo representado sin carrocería.

El dispositivo comprende una unidad central de control y de cálculo no representada conectada por medios 89 de comunicación por cable con el brazo delantero izquierdo 80b que lleva la caja 82. Entre los brazos 80a a 80d, las comunicaciones se realizan por transmisión inalámbrica, de preferencia de tipo óptico, según vías de transmisión sustancialmente próximas a los ejes ópticos eficaces de medición geométrica.

Las cajas 81 a 84 están situadas en la parte posterior de las ruedas delanteras y en la parte posterior de las ruedas traseras de forma que su separación longitudinal izquierda o derecha sea sustancialmente igual a la distancia entre ejes izquierda o derecha del vehículo en curso de control. Esta disposición libera así todo el espacio en la parte delantera de las ruedas delanteras para otras intervenciones puntuales de control de carrocería de escape, de reparaciones puntuales o de operaciones de mantenimiento rápido y permite controlar vehículos provistos de espoilers en la parte delantera.

De preferencia, el medio de comunicación por cable 89 que conecta la unidad central de control y de cálculo con el brazo delantero izquierdo 80b es un medio de comunicación por cable con un protocolo de transmisión adaptado por ejemplo del tipo BUS CAN (marca de la Sociedad de derecho holandés PHILIPS) o del tipo LON WORK (marca de la Sociedad de derecho americano ECHELON).

Según un primer modo de control aplicable a todos los dispositivos objeto de la presente solicitud, los dispositivos comprenden medios de iniciación a distancia y de transferencia de informaciones procedentes de un banco de datos: estos medios de iniciación a distancia permiten dejar la unidad central en posición activa, incluso en ausencia de vehículo, lo cual permite a un cliente que desea pedir una cita telefonear directamente a la unidad central proporcionando al medio un código personalizado de las referencias del cliente y vehículo, de forma que, a la llegada del cliente en su vehículo, el dispositivo pueda iniciar automáticamente operaciones de equilibrado o de regulación sin ninguna pérdida de tiempo para la toma de información o la identificación del vehículo; igualmente, en caso de duda, la telecarga permite obtener a distancia informaciones procedentes de un banco de datos de un fabricante de automóviles, para tomar los defectos característicos de un tipo de vehículo dado; por último, el dispositivo puede comprender un subprograma de gestión del tiempo de trabajo que permite realizar el inicio a distancia a una hora predeterminada y la parada del trabajo a una hora predeterminada, de forma que la utilización del dispositivo esté completamente controlada a distancia evitando así todo riesgo de utilización fraudulenta.

Según un segundo modo de control aplicable a la invención, los dispositivos comprenden medios de telediagnostico o de telemantenimiento, para la toma de informaciones sobre el estado del dispositivo mediante medios técnicos de telecomunicación (teléfono, fax, telex, teletexto, interrogación y control vocal) o para el suministro de instrucciones de reparación o de regulación, con el fin de remediar una anomalía particular referenciada por el banco de datos del fabricante del dispositivo: estos medios de telediagnostico o de telemantenimiento pueden comprender igualmente medios telemáticos o memorias de masa interactivas del tipo CD-ROM o CDI (compact disque interactif).

Con referencia a la figura 10, un modo de realización preferido de caja de medición y de control geométrico presenta una forma sustancialmente cúbica con dos fuentes de emisión luminosa 95; dos ranuras o medios 96 de definición de imagen y un transductor óptico lineal único 97 sobre el cual se forman imágenes producidas por radiaciones luminosas incidentes 98 sustancialmente horizontales.

Dos células fotoluminosas 99 cumplen a la vez la función de transmisión inalámbrica por radiación infrarroja de los datos e informaciones de control y de estado y la función de activación de la sincronización de la medición realizada por el transductor lineal óptico 97 con la emisión de una radiación incidente 98. Así, la apertura de la ventana de lectura de un ángulo medido apto para servir a los cálculos de paralelismo se dispara automáticamente por la detección de la señal de medición luminosa 98 incidente sobre una célula fotoluminosa 99, mientras que el cierre de la ventana de lectura se realiza después de la adquisición, paso de un intervalo de tiempo predeterminado o parada de emisión de la señal de medición 98 correspondiente.

Cada fuente de emisión luminosa 95 es de preferencia una fuente de emisión que puede ser controlada o modulada de forma que emita señales de medición que sirvan para la medición propiamente dicha y señales de comunicación de intensidad luminosa inferior a la intensidad de las señales de medición según un protocolo de comunicación predeterminado: una fuente 95 adaptada es por ejemplo un diodo electroluminiscente que emite en infrarrojos.

Ventajosamente, el transductor óptico lineal 97 es un transductor de tipo CCD (de acoplamiento de cargas) o PSD (sensible a la posición) provisto de un obturador electrónico, de forma que disminuya el tiempo de apertura. Así, para una señal de medición dada, el transductor 97 presenta una ventana de apertura de anchura temporal reducida: esta disposición permite disminuir la duración de los destellos o emisiones impulsadas de medición de las fuentes 95 y reducir el consumo de potencia instantánea consumida por la medición.

En esta variante preferida de caja de medición, un transductor óptico lineal 97 único sirve no solamente para la medición de los ángulos en el plano horizontal para determinar los valores de paralelismo, sino igualmente para la medición de parámetros físicos para determinar las inclinaciones verticales, inclinación de la rueda, el avance y el pivote de cada rueda del vehículo a controlar.

A este respecto, se utilizan radiaciones de medición incidentes sobre el transductor óptico lineal 97 que son orientadas según una dirección sustancialmente horizontal o formando un pequeño ángulo con una dirección sustancialmente horizontal, con el fin de orientar el transductor óptico lineal 97 según una dirección próxima a la vertical situada en el interior del plano de simetría P de la caja, para aumentar la precisión de medición. De preferencia, la dirección de orientación del transductor 97 forma con la vertical un ángulo comprendido entre 15 y 60 grados.

Un primer parámetro físico se obtiene por la medición del desplazamiento vertical entre una posición cero correspondiente a una posición horizontal y una posición medida correspondiente a una inclinación vertical. A este efecto, la caja de medición contiene una primera fuente luminosa 100 conformada con el fin de producir un haz plano 101 según una dirección de emisión fija con relación a la cara de la caja que lleva la fuente 100, un primer espejo plano 102 montado de forma pendular alrededor de un eje 103 montado fijo con relación a la caja de forma que refleje el haz plano luminoso 101 según un haz plano reflejado 104 de anchura predeterminada que ilumina el transductor óptico 97 produciendo una curva de intensidad luminosa que depende de la orientación espacial de la cara de la caja que lleva la fuente luminosa 100. Los soportes 105, de la fuente luminosa 100, y 106, del eje pendular 103, son de preferencia solidarios de dos paredes 107, 108 opuestas de la caja sustancialmente paralelas entre sí. Por cálculo, se determina finalmente la inclinación de la caja con relación a un plano de referencia horizontal 109 que es el plano bisector del diedro formado por los haces planos 101 y 104 anteriormente citados y se deduce seguidamente la inclinación vertical de la caja paralelamente a una primera dirección de plano predeterminada.

Un segundo parámetro físico es obtenido por la medición del desplazamiento entre otra posición cero correspondiente a otra posición horizontal y una posición medida correspondiente a una inclinación vertical. A este respecto, la caja de medición contiene una segunda fuente luminosa 110 conformada de manera que produzca un haz plano 111 según una dirección de emisión fija con relación a la cara de la caja que lleva la fuente 110, un primer espejo plano 112 montado de forma pendular alrededor de un eje 113 montado fijo con relación a la caja con el fin de reflejar el haz plano luminoso 111 según un haz plano reflejado 114 de anchura predeterminada que ilumina el transductor óptico 97 produciendo una curva de intensidad luminosa que depende de la orientación espacial de la cara de la caja que lleva la fuente luminosa 110. Los soportes 115 de la fuente luminosa 110 y 116 del eje pendular 113 son de preferencia solidarios de dos paredes 117, 118 opuestas de la caja sustancialmente paralelas entre sí. Por cálculo, se determina finalmente la inclinación de la caja con relación a un plano de referencia horizontal 119 que es el plano bisector del diedro formado por los haces planos 111 y 114 anteriormente citados y se deduce seguidamente la inclinación vertical de la caja paralelamente a una segunda dirección de plano predeterminada.

El experto en la materia sabe, a partir del conocimiento de dos inclinaciones verticales con relación a dos planos verticales secantes predeterminados, calcular los ángulos de inclinación de la rueda, avance, pivote, ángulo incluido y otros ángulos útiles para le medición y el control de la geometría de los vehículos.

La invención permite así con un solo transductor óptico 97 medir los parámetros físicos necesarios para el establecimiento de todas las características de geometría de un vehículo utilizando exclusivamente radiaciones sustancialmente horizontales. Esta disposición proporciona una economía de fabricación importante en razón de la disminución del número de transductores ópticos 97 cuya utilización es necesaria, y facilita igualmente el calibrado del dispositivo que puede ser realizado simultáneamente para todos los ángulos, y no en varias etapas separadas contrariamente a los procedimientos de calibrado de la técnica anterior.

Con referencia a las figuras 11A y 11B, otra variante de realización de cajas de medición según la invención comprende al menos una fuente luminosa 120, células foto detectoras 121 y 122 sensibles a una radiación luminosa procedente de otra caja, ranuras 123 o medios de definición de imagen adecuados para formar una imagen de una radiación horizontal 124 sobre un transductor lineal óptico 125. La imagen formada por una de las radiaciones 124 llega directamente en 127 sobre el transductor 125 por una ranura 123, mientras que la imagen formada en 129 por la otra ranura 123 se obtiene después de reflexión en 128 sobre un espejo plano 126 que refleja esta imagen sobre el transductor plano 125. De preferencia, la imagen directa sin reflexión sobre el espejo plano 126 es una imagen de medición en el sentido longitudinal del vehículo, mientras que la imagen obtenida después de la reflexión sobre el espejo plano 126 es una imagen de medición en el sentido transversal.

La caja contiene igualmente una primera fuente luminosa 130 que emite un haz sustancialmente horizontal 131 que incide en un espejo pendular 132 suspendido de un eje 133 para reflejar el haz plano 131 en un segundo haz plano 134 que acaba de incidir en el transductor lineal óptico 125. Sucede lo mismo en lo que respecta a la segunda fuente luminosa 140 que produce un haz plano 141 que se refleja en un espejo 142 suspendido de un eje 143 para reflejar el haz plano luminoso 141 en un haz plano 144 con el fin de formar una imagen en el transductor lineal 125. La diferencia consiste en la reflexión suplementaria sobre el espejo plano 126 antes de iluminar el transductor óptico lineal 125.

Una ventaja de este modo de realización consiste en la posibilidad de poder fijar el transductor lineal óptico 125 sobre una cara de la conformación cúbica de la caja permitiendo así una reducción importante de la ocupación de espacio de la caja y una facilidad de realización definiendo por construcción la cara de referencia que lleva el transductor lineal óptico 125. Además, las imágenes formadas en la conformación habitual de un vehículo están todas situadas en lugares espaciados uno del otro sobre el transductor lineal óptico 125, de forma que no hay que temer ninguna confusión de señal de medición. Esta disposición física asegura así una discriminación automática de las señales y facilita la escritura del programa de control y de cálculo del dispositivo de medición y de control geométrico de vehículos.

Otra ventaja importante es que todos los haces incidentes son sustancialmente perpendiculares al transductor lineal óptico, lo cual evita toda reflexión parásita y toda pérdida de intensidad luminosa indeseable.

Con relación al montaje sobre vehículo descrito anteriormente, las cajas descritas con referencia a las figuras 10 a 11B se colocan en el extremo del brazo en una de las configuraciones descritas. Como la caja situada en el extremo del brazo contiene todos los órganos de medición física, es posible colocar la electrónica de control y de tratamiento de señales en el interior de las cajas IR colocadas a nivel de los ejes de rotación de las ruedas de los vehículos o directamente en las cajas o cabezas de medición.

Dada la compacidad de la configuración del modo de realización de las figuras 11A y 11B, el volumen de la caja puede inscribirse en un cubo de menos de 10 cm de lado, lo que proporciona una economía de material y un aligeramiento de las cargas situadas en el extremo de los brazos.

Con referencia a las figuras 12A a 12C, otra variante de la caja según la invención utiliza un par de péndulos situados sobre dos ejes pendulares de pivotamiento perpendiculares uno del otro.

En esta disposición, el transductor óptico lineal 150 está situado sustancialmente horizontal y paralelamente a un plano diagonal de la conformación cúbica de la caja. Dos fuentes luminosas 151 y 152 emiten cada una una radiación luminosa que es diafragmada respectivamente por una ranura 153 o 154 realizada en un escudo 155 o 156 opaco a la radiación luminosa y montado en cada eje pendular respectivo 157 ó 158.

Las radiaciones luminosas emitidas por cada fuente luminosa 151 o 152 son diafragmadas para formar haces planos por las ranuras 153 y 154 orientadas verticalmente debido a su suspensión pendular en 159 y 160, respectivamente.

Los haces planos diafragmados por las ranuras verticales 153 y 154 iluminan el transductor lineal óptico 150 en los emplazamientos 161 y 162, imágenes respectivas de las fuentes 151 y 152 por el sistema óptico considerado.

Para evitar oscilaciones y golpeos intempestivos, se prevé ventajosamente montar los péndulos que llevan las ranuras 153 y 154 con un sistema de amortiguamiento que proporciona posiciones verticales estables. A este respecto, se prevé colocar en la caja dos placas de cobre 163 y 164 situadas bajo los péndulos que llevan las ranuras 153 y 154 y utilizar el principio conocido en sí del frenado por corrientes de FOUCAULT.

El frenado por corrientes de FOUCAULT se realiza ventajosamente utilizando dos imanes 165 y 166 (respectivamente 167 y 168) conectados con el extremo inferior del cada péndulo. Es conocido que el balanceo del péndulo arrastra corrientes inducidas en la placa de cobre, lo cual, por efecto de autoinducción, tiende a inmovilizar los imanes permanentes 165 y 166 en posición de equilibrio estable.

Esta disposición ventajosa puede igualmente ser transpondida si es necesario al frenado estable en posición vertical de un espejo plano suspendido sobre un eje pendular descrito anteriormente con referencia a las figuras 10 a 11B.

Aunque la caja descrita con referencia a las figuras 12A a 12C no esté representada con ranuras de definición de imagen produciendo los ángulos elementales para el cálculo del paralelismo, se comprenderá que la invención cubre igualmente la variante de realización en la cual la caja de medición de las figuras 12A a 12C se completa mediante fuentes exteriores de emisión luminosa y ranuras de formación de imagen sobre el transductor lineal óptico 150.

En este modo de realización, los ejes de suspensión pendular son perpendiculares entre sí, lo que facilita el establecimiento del programa de cálculo y de tratamiento de señales que resultan de los haces emitidos directamente por las fuentes 151 y 152 a través de los diafragmas verticales 153 y 154 sobre el transductor lineal 150.

Con referencia a las figuras 13A, 13B un diafragma pendular de dos ranuras está representado en un montaje de articulación de Cardán.

Una fuente luminosa 170 emite una radiación luminosa diafragmada por el sistema 171 que comprende dos ranuras 172 y 173 con el fin de formar dos imágenes separadas en 174 y 175 sobre un transductor lineal óptico 177. Las dos ranuras de diafragma 172 y 173 están realizadas en un escudo 176 opaco a la radiación luminosa y suspendido por un eje según un montaje en articulación de Cardán esquematizado por la doble suspensión alrededor de un primer eje 178 y alrededor de un segundo eje perpendicular 179 del árbol de péndulo 180.

En razón de la libertad de orientación del sistema 171 de diafragma, la orientación de las ranuras 172 y 173 es absolutamente vertical y permite la determinación del conjunto de informaciones necesarias de la forma siguiente:

La distancia entre los baricentros de las manchas luminosas 174 y 175 proporciona un primer parámetro físico que indica si el péndulo 171 se aproxima o se aleja de la fuente 170 de emisión luminosa y la posición del baricentro de una u otra de las manchas luminosas 174 y 175 proporciona una indicación con relación a una posición de referencia de la inclinación del aparato.

Gracias a estas dos coordenadas, el experto en la materia encuentra de nuevo por cálculo inverso las inclinaciones verticales con relación a dos planos perpendiculares buscados. A partir de estas inclinaciones verticales, es conocido poder calcular los parámetros habituales de medición y de control geométrico del vehículo por simple cambio de coordenadas y aplicación de las fórmulas conocidas del especialista.

Bien entendido, la invención se extiende igualmente al caso en que se combinen las disposiciones descritas con referencia a las figuras 13A y 13B con las descritas con referencia a la caja de las figuras 1A a 9B para fabricar cajas de medición y dispositivos completos.

Con referencia a las figuras 14A y 14B, otra variante de realización de doble inclinómetro vertical según la invención comprende una fuente luminosa 181 que emite una radiación luminosa diafragmada por dos ranuras 182 y 183 para formar dos manchas luminosas 184 y 185 en un transductor lineal óptico 186 situado en una cara de la caja 187. En este ejemplo, la placa opaca 188 que lleva las dos ranuras 182 y 183 de diafragma es fija con relación a la caja y la fuente luminosa 181 es suspendida de forma pendular de un hilo conductor 189 fijado en 190 en un punto fijo de la caja. Así, cuando la fuente luminosa 181 se desplaza desde una primera posición 181a a una segunda posición 181b, las manchas correspondientes 184a y 185a se desplazan en 184b y en 185b.

De forma análoga a lo explicado con referencia a las figuras 13A y 13B, el experto en la materia determinará sin dificultades las inclinaciones verticales con relación a dos planos verticales de la caja de medición que contienen los elementos anteriormente citados descritos. Esta disposición es ventajosa porque permite la fijación del transductor lineal óptico 186 paralelamente a una cara de una caja lineal que presenta una conformación cúbica y es compatible con las cajas que comprenden ranuras descritas anteriormente con referencia a las figuras 1A a 10.

Con referencia a las figuras 15A y 15B, otra variante de doble inclinómetro vertical óptico según la invención comprende una fuente luminosa 200 suspendida pendularmente de un hilo 200a conductor conectado en un punto fijo 200b de la caja de medición, La fuente de emisión luminosa 200 emite una radiación diafragmada 203 por dos ranuras de un recinto 209 opaco a la radiación luminosa emitida por la fuente 200. Unas manchas formadas en 204 en dos transductores lineales ópticos 205 fijados en dos caras perpendiculares de la caja de medición que presentan una conformación cúbica proporcionan directamente por cálculo inverso las coordenadas en el plano horizontal de la fuente luminosa 200. El cálculo inverso de las inclinaciones verticales con la ayuda de estas enseñanzas no presenta dificultades para el experto en la materia. Así, según la invención, la utilización de dos radiaciones horizontales que forman imágenes en transductores ópticos 205 lineales orientados igualmente horizontalmente permite determinar sin dificultad las inclinaciones verticales de una caja de medición.

La descripción que antecede con referencia a las figuras 15A y 15B se aplica igualmente a las figuras 15C, 15D y 15E donde las referencias idénticas designan elementos idénticos a los de las figuras 15A y 15B. La única diferencia consiste en la presencia de un medio de definición de imagen en cruz, del tipo de ranura en cruz análoga a la descrita con la referencia 26 en las figuras 3A y 3B. El transductor óptico lineal 205 es un transductor lineal óptico situado en un plano diagonal de la conformación cúbica de la caja. Este modo de realización permite la realización de la disposición correspondiente al montaje descrito a continuación con referencia a las figuras 21 y 22.

La invención se extiende igualmente al caso en que en esta variante de realización, la fuente luminosa sea fija y el recinto que comprende las dos ranuras de diafragma esté suspendido de forma pendular para que las dos ranuras que hacen función de diafragma estén orientadas verticalmente.

Con referencia a las figuras 16A y 16B, un inclinómetro de radiación horizontal para la medición de un ángulo de inclinación vertical comprende una fuente de emisión luminosa que emite una radiación en forma de haces luminosos planos que inciden en un transductor lineal óptico situado sustancialmente horizontalmente.

La fuente luminosa 200 está suspendida de un eje 201 de pivotamiento pendular y se desplaza en el sentido de la flecha 202 cuando el ángulo de inclinación con relación a la vertical varía, el haz plano 203 orientado sustancialmente verticalmente es emitido por la fuente 200 incidiendo en el transductor lineal óptico 205 en 204. Cuando la fuente luminosa de haces luminosos planos 200 se desplaza en el sentido de la flecha 202, el desplazamiento del haz luminoso plano y de la mancha luminosa 204 correspondiente proporciona una indicación de la variación de inclinación vertical resolviendo la ecuación siguiente: d = l tangente \alpha, donde d es el desplazamiento de la mancha 204, I es la longitud del péndulo o el radio de pivotamiento de la fuente 200 y \alpha es la variación de inclinación vertical.

Las figuras 17A y 17B representan una variante de realización en la cual la fuente 200 suspendida del eje pendular de pivotamiento 201 y capaz de desplazarse en el sentido de la flecha emite un haz luminoso plano 206 que ya no es perpendicular al sentido de desplazamiento 202 sino colineal a este. La mancha 205 formada en el captador óptico lineal 204 inclinado con un ángulo con relación a la vertical se desplaza cambiando de altitud, lo cual proporciona igualmente una indicación de la variación de inclinación con relación a la vertical por medio de la misma fórmula que la fórmula precedente.

En la variante representada en las figuras 18A y 18B, solo la orientación del transductor óptico lineal 205 ha cambiado: el transductor óptico lineal 205 es posicionado verticalmente y proporciona así directamente una medición de la variación de altitud.

Con referencia a la figura 19, un modo de realización ventajoso equivalente a una suspensión pendular de un inclinómetro para la medición de la inclinación vertical utilizando una radiación luminosa sensiblemente horizontal comprende una hoja flexible resiliente 210 encajada en un punto fijo 211, sometida en su extremo libre a la fuerza resultante de una masa de lastre 212, que toma una configuración impuesta naturalmente por estas características elásticas. En función de la inclinación de la caja de la cual es solidario el punto de encajamiento 211, la hoja resiliente 210 será más o menos curvada, de forma que la inclinación de un espejo plano 213 pegado a la hoja resiliente flexible 210 variará de forma determinable por cálculo en función de la inclinación vertical de la caja. El pequeño espejo plano 213 tiene por función reflejar un haz luminoso emitido por una fuente 214 sobre un transductor lineal óptico 215.

Esta disposición ventajosa se aplica a todas las suspensiones pendulares pivotantes previstas en los pasos precedentes de la descripción. La hoja resiliente flexible 210 es de preferencia una hoja metálica fina y flexible que presenta un espesor comprendido entre una centésima y cinco centésimas de milímetro y una anchura superior a 5 mm suficiente para evitar las torsiones laterales

La característica de la inclinación del espejo 213 está determinada por el cálculo y comprobada por contraste en la fabricación en fábrica.

El transductor óptico lineal 215 representado esquemáticamente puede colocarse en cualquiera de las configuraciones previstas en las figuras anteriores, particularmente en las figuras 17A a 18B, en una posición próxima a la vertical.

De preferencia, para evitar una deformación de extremo en el extremo libre de la hoja resiliente 210, se prevé fijar la masa 212 en forma de dos medias masas fijadas una a la otra a uno y otro lado de la hoja 210. El espejo 213 puede estar constituido por pulido local de la hoja flexible 210 en el caso de una hoja metálica inoxidable.

Con referencia a las figuras 20A y 20B, otro modo de realización de suspensión pendular es particularmente ventajoso en el caso de la suspensión de fuente luminosa, particularmente según una de las disposiciones descritas con referencia a las figuras 16A y 16B.

Un barrote 216 solidario de la caja 217 lleva en su extremo inferior una cinta flexible dócil 218 que sostiene una mazarota 219 que contiene una fuente luminosa 220 alimentada de preferencia por la cinta flexible dócil 218.

A este efecto, se utiliza de preferencia como cinta flexible dócil un circuito flexible del tipo de lengüeta de teclado que comprende pistas serigrafiadas de cobre o impresiones de tinta conductora de metales nobles (plata) sobre una cinta de material sintético por ejemplo del tipo MYLAR (marca depositada por la Sociedad de derecho americano DUPONT DE NEMOURS).

Este modo de suspensión presenta así la ventaja de una gran flexibilidad y de una alimentación continua de corriente sin introducción de pares parásitos debidos a cables de alimentación eléctrica.

La fuente luminosa 220 es de preferencia una fuente del tipo de diodo electro-luminiscente o equivalente con un haz de emisión focalizado, con el fin de producir una radiación sensiblemente horizontal produciendo en un transductor lineal óptico 221 orientado al menos parcialmente horizontalmente, una mancha luminosa cuyo desplazamiento permite determinar el ángulo de inclinación vertical con relación a un plano vertical predeterminado.

De preferencia, las fijaciones se hacen por pinzamiento de la cinta flexible 218 que asegura a la vez una función de suspensión y de alimentación eléctrica: el montaje por pinzamiento evita la introducción de pares parásitos y no produce desvío sensible o de torsión de la cinta flexible 218.

En la figura 21, se determina la inclinación vertical i_{2} de una caja 231 utilizando una caja 230 que contiene un inclinómetro que permite determinar dos inclinaciones verticales con la ayuda de la fórmula siguiente: i_{2} = i_{1} + \beta_{1} - \beta_{2}, donde i_{1} es la inclinación de la caja 230 medida con un inclinómetro 239, y \beta_{1} y \beta_{2} son los ángulos de corrección vertical formados por las ranuras sensiblemente horizontales 234 y 235 o medios de definición de imagen análogos a los transductores lineales ópticos 237 y 238.

Como se aprecia en la figura 22, basta entonces con dos cajas 241 y 243 con dobles inclinómetros y ranuras horizontales y dos cajas 242 y 244 con únicamente ranuras horizontales para obtener todos los ángulos característicos del vehículo.

Las cuatro cajas 241 a 244 están dispuestas de forma análoga a las descritas con referencia a las figuras 1A a 9B y comprenden cada una ranuras 246 en cruz y fuentes 245.

Las cajas 241 y 243 tienen por ejemplo inclinómetros de doble eje. Las cajas 242 y 244 no tienen inclinómetros. La inclinación de la caja 242 se calcula con el valor de inclinación C_{1} obtenido por 241 y corregido con la ayuda de las mediciones entre las cajas 241 y 242 como se ha explicado en referencia.

El ángulo de pivote de la caja 242 se calcula con el valor de pivote P_{3} obtenido por 243 y corregido con la ayuda de las mediciones entre las cajas 242 y 243 como se ha explicado con referencia a la figura 21.

Sucede lo mismo para la caja 244, la inclinación de la caja 244 se calcula con el valor de inclinación C_{3} de 243 y las medidas entre las cajas 243 y 244 como se ha explicado con referencia a la figura 21.

El ángulo de pivote de la caja 244 se calcula con el ángulo de pivote P_{1} de la caja 241 entre las cajas 241 y 244 como se ha explicado con referencia a la figura 21.

Este modo de realización preferido que utiliza en total dos inclinómetros de doble eje y cuatro transductores lineales ópticos es ventajoso y de fabricación económica.

La invención descrita con referencia a modos de realización particulares no está en modo alguno limitada sino que cubre por el contrario cualquier modificación de forma y cualquier variante de realización de la invención en la cual se obtengan parámetros físicos determinados para la medición y control de la geometría de vehículos con la ayuda de transductores ópticos lineales utilizados para al menos dos radiaciones horizontales simultánea o secuencialmente.

Claims (23)

1. Dispositivo de medición y de control geométrico de vehículos de ruedas, del tipo que comprende al menos una caja con medios de determinación de parámetros físicos utilizables para el cálculo de los ángulos y distancias características de los vehículos a controlar, comprendiendo cada medio de determinación de parámetros físicos en combinación: al menos una fuente de emisión luminosa (5, 15, 25, 35, 45, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 151, 152, 170, 181, 200, 214, 220), apta para emitir al menos una radiación luminosa sustancialmente horizontal (8, 18, 28, 38, 48, 98, 101, 111, 124, 131, 141, 203, 206), y al menos un medio de formación de imagen (6, 16, 26, 36, 46, 96) de la indicada fuente sobre al menos un transductor lineal óptico (7, 17, 27, 37, 47, 97, 125, 150, 177, 186, 205, 215, 221), de preferencia del tipo CCD, captador de acoplamiento de cargas, o PSD transductor sensible a la posición, caracterizado porque un mismo transductor lineal óptico situado en el interior de dicha caja es apto para recibir simultáneamente al menos dos radiaciones luminosas sustancialmente horizontales procedentes de al menos dos fuentes distintas dispuestas en el exterior de la caja y el indicado transductor es sensible simultánea o secuencialmente a las indicadas al menos dos radiaciones luminosas.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende cuatro cajas (1-4, 21-24, 41-44, 61-64, 71-74, 81-84) de medición dispuestas según una configuración "regular".

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende cuatro cajas (1-4, 21-24, 41-44, 61-64, 71-74, 81-84) de medición dispuestas según una configuración "cruzada".

4. Dispositivo según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque comprende cuatro cajas (31-34, 41-44) de medición dispuestas para una medición de parámetros físicos según las dos diagonales (36b, 46b) del cuadrilátero formado por las cajas.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los medios (26) de formación de imagen de fuente de emisión luminosa están dispuestos para la medición de altitudes relativas de las cajas unas con relación a las otras.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque los medos (26) de formación de imagen de fuente de emisión luminosa comprenden al menos una ranura en cruz o dos ranuras perpendiculares.

7. Dispositivo según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque las cajas (61-64) están todas situadas en el extremo del brazo (60a, 60d) extendiéndose hacia el exterior del vehículo.

8. Dispositivo según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque las cajas (71-74) están situadas en el extremo de los brazos (70a, 70d) extendiéndose hacia el interior del vehículo.

9. Dispositivo según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque las cajas (81-84) están situadas en el extremo de los brazos (80a, 80d) extendiéndose hacia la parte delantera del vehículo.

10. Dispositivo según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque las cajas (91-94) están situadas en el extremo de los brazos (90a, 90d) extendiéndose hacia la parte posterior del vehículo.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque las cajas (61-64, 71-74, 81-84, 91-94) son desconectables o liberables mecánicamente con relación a los brazos (60a-60d, 70a-70d, 80a-80d, 90a-90d) de montaje, con el fin de modificar la configuración de montaje en los vehículos a controlar.

12. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un transductor lineal óptico (97, 125, 150, 177, 205, 215, 221) recibe al menos una radiación sustancialmente horizontal (104, 114, 134, 144, 203, 206) dispuesta para determinar parámetros físicos que permiten el cálculo de ángulos de inclinaciones verticales.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende una fuente (206,220) de emisión luminosa montada libre en pivotamiento alrededor de un eje fijo (201) con relación al indicado transductor lineal óptico (205) y apto para emitir al menos una radiación (203, 206) sustancialmente horizontal.

14. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende una fuente (200) de emisión luminosa montada de forma pendular sobre un punto fijo (202) con relación al indicado transductor lineal óptico (205), y apto para emitir una radiación horizontal.

15. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende una fuente de emisión (100, 110, 130, 140, 151, 152, 170) luminosa apta para emitir al menos una radiación horizontal (104, 114, 134, 144) y montada en posición fija con relación al indicado transductor lineal óptico; así como al menos un órgano (102, 112, 126, 142, 153, 154, 172, 173, 203, 213) de reflexión, de diafragma o de focalización que refleja, diafragma, o focaliza una radiación horizontal (104, 114, 134, 144) antes de que esta radiación horizontal (104, 114, 134, 144) ilumine el indicado transductor lineal óptico (97, 125, 150, 177, 205, 215, 221).

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque el indicado órgano es un espejo (102, 112, 126, 142, 213) u órgano reflectante análogo, montado en pivotamiento alrededor de un eje fijo con relación a la indicada fuente y con relación al mencionado transductor lineal óptico.

17. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque el indicado órgano es un escudo (155, 156, 171, 209) que comprende al menos una ranura (153, 154, 172, 173, 203) de definición de imagen, montado en pivotamiento alrededor de un eje fijo con relación a la indicada fuente y con relación al mencionado transductor óptico.

18. Dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque el indicado escudo (176, 209) comprende dos ranuras (172, 173, 204) de definición de imagen.

19. Dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque el indicado escudo (209) se encuentra en forma de caja que comprende dos ranuras (203) situadas sobre dos caras distintas de la caja (209).

20. Dispositivo según la reivindicación 18, caracterizado porque el escudo (176) está suspendido por un montaje de articulación de Cardán, con dos grados de libertad en pivotamiento (178, 179).

21. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende una fuente de emisión luminosa (220) montada en el extremo de una cinta flexible (218) que permite el pivotamiento, y cuyo otro extremo está encajado en posición fija (216) con relación al mencionado transductor lineal óptico.

22. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque el indicado órgano (213) correspondiente está fijado en una hoja resiliente (210) flexible encajada por un extremo (211) en posición fija con relación al mencionado transductor lineal (215) óptico y llevando en su otro extremo una mazarota (212) de lastre.

23. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque comprende cuatro transductores lineales (237, 238) dispuestos cada uno en una caja (241, 244), y dos inclinómetros (239) de doble eje dispuestos en dos cajas diagonalmente opuestas (241, 243), con el fin de minimizar el número total de transductores utilizados.