WO1994012852A1 - Laser d'arpentage - Google Patents

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WO1994012852A1
WO1994012852A1 PCT/FR1993/001184 FR9301184W WO9412852A1 WO 1994012852 A1 WO1994012852 A1 WO 1994012852A1 FR 9301184 W FR9301184 W FR 9301184W WO 9412852 A1 WO9412852 A1 WO 9412852A1
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WO
WIPO (PCT)
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tube
axis
optical systems
level
laser
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Application number
PCT/FR1993/001184
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English (en)
Inventor
Charles Breda
Original Assignee
Societe Civile De Recherche Bhm
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S33/00—Geometrical instruments
    • Y10S33/21—Geometrical instruments with laser

Definitions

  • the subject of the invention is a device of this kind, the basic architecture of which is designed to reduce its dimensions and to facilitate its mounting on a wide range of supports, while ensuring the best possible precision in the definition of lines of horizontal or vertical shots.
  • this device associates a laser with a spirit level in order to carry out in particular sightings and plots. It is characterized in that it includes: - a calibrated tube inside which a laser emitting component of the solid type is mounted in such a way that the optical emission axis coincides with the mechanical axis of the tube, - means for returning the laser beam in a direction determined with respect to said axis, and
  • This device may advantageously comprise a cylindrical bubble level, the bubble of which is visible from the outside through a window provided in the wall of the tube, the electronic control circuit of the component and the supply batteries being also housed in the tube, preferably on either side of a middle region containing the level, and connected together by wires engaged in grooves made in said region.
  • the end of the tube adjacent to the laser component is arranged to collimate the beam and receive interchangeable tips provided with different optical systems, while the other end receives an on-off switch.
  • One of these tips may include a spherical level mounted coaxially at its end and a mirror inclined at 45 ° which returns the laser beam in a direction perpendicular to the axis of the tube.
  • the invention also proposes a device of the aforementioned type, characterized in that it comprises:
  • a mirror fixedly mounted at the end of the tube and oriented at 45 ° to the incident laser beam so as to return a reflected beam perpendicular to the axis of the tube,
  • nozzle rotatably mounted on said end of the tube, coaxially with the latter, this nozzle being provided with a plurality of orifices oriented perpendicular to the tube so as to be able to be brought and centered coaxially with the reflected beam, by a simple rotation of the 'end piece, a plurality of optical systems respectively mounted in said orifices and, preferably, factory preset.
  • the rotary mounting of the end piece on the tube will be equipped with a notching system making it possible to indicate to the operator the angular positions in which the optical systems are correctly centered on the laser beam reflected by the mirror.
  • the invention therefore also aims to solve this problem by grouping together the three levels which define a triangular trihedron, in the same piece of support for the tube of the device and which are therefore visible simultaneously.
  • This support piece may have the shape of a cylindrical sleeve, shouldered at one end, inside which one engages said tube closely.
  • the front face of one shoulder which extends in a plane of cross section comprises two grooves at right angles in which are housed two respective bubble levels.
  • the cylindrical face comprises, for its part, an axial groove partially accommodating a third bubble level.
  • Figure 1 schematically shows a preferred embodiment of a laser transmitter tube according to the invention
  • FIG. 2 shows schematically in (a) and (b) two interchangeable tips intended to be mounted on the emitter tube of Figure
  • FIGS. 3 and 4 are views in elevation and from above of a system for mounting the emitter tube comprising two cylindrical joints perpendicular to each other;
  • FIGS. 5 and 6 show, respectively in elevation and in plan, a motorized support for driving the emitter tube in step-by-step rotation about its axis; and
  • FIG. 7 represents, seen in perspective, a system for supporting the transmitter tube comprising a set of two sliding tubes supported by a tripod.
  • Figure 8 is an axial section of another laser beam emitting device according to the invention.
  • Figure 9 is an axially cut schematic perspective of a barrel-shaped end fitting the emitter tube shown in Figure 1;
  • Figure 10 is a schematic perspective partially cut along two planes at 120 °, of a tube support sleeve equipped with three levels oriented in three perpendicular directions.
  • the emitter tube uses a laser diode 1 of the solid type emitting visible or invisible light, for example in the range of wavelengths from 400 to 1100 n.
  • This diode of small dimensions, is mounted at one end of a metal tube 2 which contains three miniature batteries 3a-3b-3c of 1.5 V connected to an electronic circuit 4 for controlling the diode in order to regulate the power optical.
  • the electrical contacts 41-42 of this circuit are connected to the contacts 31-32 of the battery 3a (32 being a spring contact) by insulated wires engaged in grooves (not visible in the drawing) formed in the middle portion of the body of the tube which houses a cylindrical bubble level 5.
  • the latter is mounted coaxial with the tube and the bubble is visible through a window in the wall of the tube.
  • the other end of the tube forms a nose 21 capable of receiving interchangeable tips.
  • the nose 21 contains an optical assembly 7 for collimating the beam, provided with a focal adjustment.
  • the cylindrical level 5 coaxial with the tube defines very simply and with great precision the horizontal position of said axis, therefore that of the emitted beam: the optical axis of the emitter coincides with its geometric axis.
  • the integration of the level and the various components in the tube also makes it possible to obtain a space-saving laser transmitter which is easy to mount on different types of support for its orientation in space.
  • This architecture of the transmitter facilitates the interchangeability of the laser diode and its control circuit, as a function of the optical quality of the beam that is to be obtained, etc.
  • the end piece 10 shown diagrammatically in (b) in FIG. 2 comprises a mirror 8 inclined at 45 ° which returns the beam in a direction perpendicular to the axis of the tube, through a side window 9. It comprises a spherical level 100 mounted coaxially at its end, to determine a horizontal plane.
  • a tip which makes it possible both to form a light ray perpendicular to the axis of the tube and a light ray in the axis of the tube by means of a translating blade.
  • Such blades can be arranged in series or in parallel so as to constitute a curtain formed by a plurality of parallel rays.
  • This support essentially comprises a cylindrical column 11 in which engages a rotary head 12 provided with a cylindrical bore with an axis perpendicular to the common axis of the column and the head.
  • a sliding arm 13 In this bore engages one end of a sliding arm 13, the other end of which carries a rotary head 14.
  • the latter is provided with a cylindrical bore which receives a rotary sleeve 15 provided with a graduated adjustment knob 151 from its angular position.
  • the emitter tube 1 engages in this sleeve in a fixed position relative to it.
  • the angular position of the head 14 relative to the arm 13 is given by a vernier 141.
  • the column 11 is fixed, by means of screws not shown, to a plate 16 which can be fixed to a horizontal surface by means of screws such as 161 to 163 which allow to ensure perfect horizontality.
  • a plate 16 which can be fixed to a horizontal surface by means of screws such as 161 to 163 which allow to ensure perfect horizontality.
  • the head 14 therefore pivots in a vertical plane perpendicular to the axis of the arm 13, an axis which can itself be positioned in any direction of the horizontal plane.
  • the tube 1 can also scan a vertical plane of adjustable azimuth.
  • a spherical level 121 integrated at the end of the head 12 and coaxial with the latter, makes it possible to control its verticality (obtained by means of the screws 161-163).
  • the positions of the cylindrical joints are locked by means of clamping screws 111 and 122.
  • the vernier 141 the angle of inclination of the tube 1 relative to the horizontal plane is known with precision, so that the apparatus makes it possible to perform angular measurements.
  • the position in azimuth of the vertical plane in which the tube 1 pivots is provided by the vernier 123.
  • the head 12 could be parallelepiped, which would allow it to integrate a second spherical level visible on a face perpendicular to that on which the level 121 is visible. This second level would therefore indicate the horizontal position of the column 11, that is to say that the plate 16 could then be fixed to a vertical wall.
  • FIGs 5 and 6 there is shown a transmitter tube 1 of the type shown in Figure 1, equipped with a nozzle 10 of the type shown in (b) in Figure 2, that is to say of the return type radius of 90 ° in a horizontal plane defined by a spherical coaxial level.
  • the tube 1 is mounted coaxially in a vertical motorized column 17 equipped with a motor operating in stepping or continuous mode which makes it possible to drive the tube in rotation around its axis.
  • a remote control device 18 is associated with the column 17 by means of a fixing member 19 and electrically connected to the motor by means of the connector 170 and the junction wire 180.
  • This device comprises an infrared receiver 181 which cooperates with a transmitter located at a distance.
  • the operator can thus remotely control the rotation of the motor and the starting or stopping of the laser emission, either by pulses, or continuously, or by pulse trains at variable speeds.
  • a connector 20 allows the assembly of the assembly on a support tube.
  • the system which has just been described is particularly simple and precise and the execution of the usual laser tracing operations is greatly facilitated by the step-by-step remote control according to different modes.
  • the system can also operate in sensor mode for angle measurements, in a manner known per se.
  • the manual assembly of FIGS. 3 and 4 can be mounted on different types of support, other than the plate 16.
  • FIG. 7 shows the mounting of a manual orientation assembly of the same type as that of FIGS. 3 and 4 on a system 21 of two sliding tubes fitted with a rack and pinion assembly and supported by a tripod 22 including screws such as 220 allow the position to be adjusted to ensure the verticality of the system 21.
  • the manual assembly for horizontal or vertical fixing of the emitter tube 1 here comprises a parallelepiped head 12a as described above.
  • a double tape measure 210 is movable in translation along the tubes to provide an adjustable reference level by means of two rings 2100-2101.
  • a range of support devices comprising, for example, a tube for mounting the emitter tube, associated with a support foot or fixable to a wall by means of fasteners connected to end rings, makes it possible to adapt 1 ' device described to the most diverse applications and situations.
  • the types of support described and shown are only given by way of illustration.
  • spherical bubble levels could also consist of mono or multi-axis levels, possibly electronic.
  • the laser transmitter device shown in Figure 8 involves a laser diode 1 of the type described above, mounted at one end of a metal tube 2 which contains batteries 3 connected to an electronic circuit 4 for controlling the diode.
  • a switch 6 switches the light emission on and off.
  • the other end of the tube forms a tubular nose 50 which contains an optical assembly 51 for collimating the beam, provided with a focal adjustment.
  • the nose 50 carries, at its end, a mirror 53 inclined at 90 ° relative to the axis of the tube 2 and therefore of the above incident beam 52, so as to obtain a reflected beam 54 at 90 ° to said axis.
  • This beam 54 is directed towards a window 55 formed in the side wall of the nose 50 so as to be able to propagate outside the tube.
  • the outer wall of the nose 50 forms, in the vicinity of its end, a step followed by a cylindrical portion forming a bearing 56 on which is pivotally mounted a nozzle 57 in the form of a barrel.
  • this endpiece 57 is retained axially on the nose by means of a radial pin 58 which passes through a bore 59 made in the endpiece 57 and which engages in a coaxial circular groove 60 formed in bearing 56.
  • the end piece 57 has a cylindrical internal shape substantially at the diameter of the bearing 56 and a parallelepiped exterior shape comprising an anterior face 61, a closed posterior face 62 and four lateral faces 63, 64, 65, 66 which extend parallel to the axis 00 'of the interior shape.
  • the internal volume of the end piece opens onto the front face 61 so as to allow engagement of the bearing 56.
  • Each of the lateral faces 63, 64, 65, 66 comprises a window 63 ′, 64 ′, 65 ′, 66 ′ located at the level of the orifice 55, and which is specially shaped to receive an optical system 67, 68 such that, for example :
  • a cylindrical lens so as to obtain the projection of a line, for example vertical or horizontal,
  • a notching system could be provided between the nose 50 and the end piece 57 to facilitate the centering of the windows 63 ′, 64 ′, 65 ′, 66 ′ in the axis of the reflected beam 54 (each notch being able to correspond to the centered position of a window).
  • the optical systems mounted in the windows 63 ', 64', 65 ', 66' can be interchangeable. In some cases, they can be pivotally mounted around the axis defined by the reflected ray 54: such a possibility can be used, for example, to modify the orientation of a line or line of points that one wishes to project. .
  • the metal tube of the emitting device is tightly engaged in a tubular support sleeve 70 whose one end oriented towards the side of the head of the tube 2 has a cylindrical shoulder 71 serving as support at three levels bubble 72, 73, 74 respectively oriented along the three axes X'X-Y'Y-Z'Z of an orthonormal reference frame.
  • the radial face 75 of the shoulder 71 which marks the end of the tubular sleeve 70 has two semi-circular grooves 72 ′, 73 ′, oriented at right angles, in which two levels are respectively arranged. bubble 72, 73 (axes X'X, Y'Y perpendicular to the longitudinal axis of tube 2).
  • the cylindrical wall of the shoulder has a semi-circular axial groove 74 '(which extends over a generator) in which the third bubble level 74 is partially housed (axis Z', Z parallel to 1 ' longitudinal axis of the tube 2).
  • the tube 2 can be rotated around of its axis, either manually or through a motorization.
  • the support sleeve 70 can be rotated with the tube 2 or be fixedly held relative to the latter.

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Abstract

Dispositif associant un laser à un niveau à bulle en vue d'effectuer en particulier des visées et des tracés, caractérisé en ce qu'il comprend un tube calibré (2) à l'intérieur duquel un composant émetteur laser (1) du type à solide est monté de façon telle que l'axe optique d'émission coïncide avec l'axe du tube, des moyens (8) de renvoi du faisceau laser dans une direction perpendiculaire audit axe et des moyens permettant de faire tourner le tube autour dudit axe.

Description

Laser d'arpentage
On utilise couramment, notamment dans les métiers du bâtiment et des travaux publics, des dispositifs émetteurs d'un faisceau laser, en particulier pour servir de niveau et effectuer des visées, des tracés et des mesures.
Ces dispositifs associent habituellement un émetteur laser à gaz à un niveau à bulle fixé extérieurement au boîtier de 1'émetteur et 1 'ensemble est relativement encombrant et ne répond pas toujours aux conditions d'emploi liées à l'extrême diversité des applications et des situations.
L'invention a pour objet un dispositif de ce genre dont 1 ' architecture de base est agencée pour en réduire les dimensions et pour en faciliter le montage sur une large gamme de supports, tout en assurant la meilleure précision possible de la définition de lignes de visées horizontales ou verticales.
Suivant l'invention, ce dispositif associe un laser à un niveau à bulle en vue d'effectuer en particulier des visées et des tracés. Il est caractérisé en ce qu'il comprend : - un tube calibré à 1'intérieur duquel un composant émetteur laser du type à solide est monté de façon telle que l'axe optique d'émission coïncide avec l'axe mécanique du tube, - des moyens de renvoi du faisceau laser dans une direction déterminée vis-à-vis dudit axe, et
- des moyens permettant de faire tourner le tube autour dudit axe.
Ce dispositif pourra avantageusement comprendre un niveau cylindrique à bulle dont la bulle est visible de l'extérieur à travers une fenêtre ménagée dans la paroi du tube, le circuit électronique de pilotage du composant et les piles d'alimentation étant également logés dans le tube, de préférence de part et d'autre d'une région médiane contenant le niveau, et reliés entre eux par des fils engagés dans des rainures pratiquées dans ladite région.
Suivant une particularité supplémentaire, l'extrémité du tube voisine du composant laser est agencée pour assurer la collimation du faisceau et recevoir des embouts interchangeables munis de systèmes optiques différents, tandis que 1 ' autre extrémité reçoit un interrupteur marche-arrêt.
L'un de ces embouts peut comporter un niveau sphérique monté coaxialement à son extrémité et un miroir incliné à 45° qui renvoie le faisceau laser dans une direction perpendiculaire à l'axe du tube.
Il s'avère à l'usage, qu'en dépit des nombreux avantages qu'offre la possibilité de changement des embouts, cette solution présente un inconvénient notable qui résulte du fait que le changement d'un embout provoque habituellement un déréglage du dispositif et exige donc un nouveau réglage. Or, en raison de la précision élevée que doit atteindre le dispositif, si l'on désire l'utiliser pour effectuer des tracés ou des relevés de niveau à des distances relativement importantes (par exemple de 10 à 20 m), ces réglages sont délicats à réaliser tant en ce qui concerne le système optique que la remise à niveau de 1'ensemble du dispositif.
Pour supprimer cet inconvénient, l'invention propose en outre un dispositif du type susdit caractérisé en ce qu' il comprend :
- un miroir monté fixement à 1'extrémité du tube et orienté à 45° du faisceau laser incident de manière à renvoyer un faisceau réfléchi perpendiculairement à l'axe du tube,
- un embout monté rotatif sur ladite extrémité du tube, coaxialement à ce dernier, cet embout étant muni d'une pluralité d'orifices axés perpendiculairement au tube de manière à pouvoir être amenés et centrés coaxialement au faisceau réfléchi, par une simple rotation de l'embout, une pluralité de systèmes optiques respectivement montés dans lesdits orifices et, de préférence, préréglés en usine.
Il est clair que grâce à une telle disposition, l'opérateur qui souhaite passer d'un système optique à un autre n'a plus qu'à effectuer une rotation de l'embout, et ce, sans se préoccuper d'un quelconque réglage.
Avantageusement, le montage rotatif de l'embout sur le tube sera équipé d'un système de crantage permettant d'indiquer à l'opérateur les positions angulaires dans lesquelles les systèmes optiques se trouvent correctement centrés sur le faisceau laser réfléchi par le miroir.
Un autre inconvénient des solutions précédemment évoquées consiste en ce que les différents niveaux utilisés pour assurer une orientation précise de 1'axe du tube du dispositif sont portés par des pièces différentes, ce qui rend les réglages plus difficiles à réaliser et nécessite l'emploi d'articulations de haute précision.
L' invention a donc également pour but de résoudre ce problème en regroupant les trois niveaux qui définissent un trièdre trirectangle, dans une même pièce de support du tube du dispositif et qui se trouvent donc visibles simultanément.
Cette pièce de support peut présenter la forme d'un manchon cylindrique, épaulé à une extrémité, à 1 'intérieur duquel vient s'engager étroitement ledit tube. Dans ce cas, la face antérieure de 1 'épaulement qui s'étend dans un plan de section droite comprend deux rainures à angle droit dans lesquelles sont logés deux niveaux à bulle respectifs. La face cylindrique comporte, quant à elle, une rainure axiale logeant partiellement un troisième niveau à bulle.
Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci- après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement un mode d'exécution préféré d'un tube émetteur laser conforme à 1'invention ;
La figure 2 représente schématiquement en ( a) et (b) deux embouts interchangeables destinés à être montés sur le tube émetteur de la figure
Les figures 3 et 4 sont des vues en élévation et de dessus d'un système de montage du tube émetteur comportant deux articulations cylindriques perpendiculaires entre elles ; Les figures 5 et 6 représentent, respectivement en élévation et en plan, un support motorisé pour 1'entraînement du tube émetteur en rotation pas à pas autour de son axe ; et
La figure 7 représente, vu en perspective, un système de support du tube émetteur comportant un ensemble de deux tubes coulissants supporté par un trépied.
La figure 8 est une coupe axiale d'un autre dispositif émetteur de faisceau laser selon 1'invention ;
La figure 9 est une perspective schématique axialement coupée, d'un embout en forme de barillet, équipant le tube émetteur représenté figure 1 ;
La figure 10 est une perspective schématique partiellement coupée selon deux plans à 120°, d'un manchon de support de tubes équipé de trois niveaux axés selon trois directions perpendiculaires.
Dans 1'exemple représenté figure 1, le tube émetteur utilise une diode laser 1 du type à solide émettant de la lumière visible ou invisible, par exemple dans la gamme des longueurs d'ondes de 400 à 1100 n . Cette diode, de faibles dimensions, est montée à une extrémité d'un tube métallique 2 qui contient trois piles miniatures 3a-3b-3c de 1,5 V reliées à un circuit électronique 4 de pilotage de la diode en vue de réguler la puissance optique.
Les contacts électriques 41-42 de ce circuit sont reliés aux contacts 31-32 de la pile 3a (32 étant un contact à ressort) par des fils isolés engagés dans des rainures (non visibles au dessin) pratiquées dans la portion médiane du corps du tube qui loge un niveau cylindrique à bulle 5. Celui-ci est monté coaxial au tube et la bulle est visible à travers une fenêtre ménagée dans la paroi du tube.
Un interrupteur étanche 6, scellé à la résine dans un logement à une extrémité du tube, assure la mise en marche et l'arrêt de l'émission lumineuse.
L'autre extrémité du tube forme un nez 21 apte à recevoir des embouts interchangeables.
Le nez 21 contient un assemblage optique 7 de collimation du faisceau, muni d'un réglage de focale.
A la figure 2, on a représenté en (a) un embout droit destiné à la formation d'un point lumineux focalisé sur 1 'axe du tube.
Il est clair que le niveau cylindrique 5 coaxial au tube définit très simplement et avec une grande précision la position horizontale dudit axe, donc celle du faisceau émis : l'axe optique de l'émetteur coïncide avec son axe géométrique. L'intégration du niveau et des différents composants au tube permet par ailleurs d'obtenir un émetteur laser peu encombrant et facile à monter sur différents types de supports en vue de son orientation dans l'espace.
Cette architecture de 1 'émetteur facilite 1 ' inter¬ changeabilité de la diode laser et de son circuit de commande, en fonction de la qualité optique du faisceau que l'on veut obtenir, etc..
Pour émettre un rayon, aucun embout n'est nécessaire. L'embout 10 schématisé en (b) à la figure 2 comporte un miroir 8 incliné à 45° qui renvoie le faisceau dans une direction perpendiculaire à l'axe du tube, à travers une fenêtre latérale 9. Il comporte un niveau sphérique 100 monté coaxialement à son extrémité, afin de déterminer un plan horizontal.
D'autres embouts, non figurés, permettent, de façon connue en soi, de former des traits lumineux ou de former plusieurs points lumineux (en utilisant un réseau holographique incorporé à 1 'embout) .
On peut également utiliser un embout qui permet à la fois de former un rayon lumineux perpendiculaire à 1 ' axe du tube et un rayon lumineux dans l'axe du tube grâce à une lame translective. De telles lames peuvent être disposées en série ou en parallèle de manière à constituer un rideau formé d'une pluralité de rayons parallèles.
Aux figures 3 et 4, on a représenté un support mécanique permettant d'orienter manuellement le tube émetteur suivant une direction quelconque de 1'espace.
Ce support comprend essentiellement une colonne cylindrique 11 dans laquelle s'engage une tête rotative 12 munie d'un alésage cylindrique d'axe perpendiculaire à l'axe commun de la colonne et de la tête.
Dans cet alésage s'engage une extrémité d' n bras coulissant 13 dont 1'autre extrémité porte une tête rotative 14. Celle-ci est munie d'un alésage cylindrique qui reçoit un manchon rotatif 15 muni d'un bouton de réglage gradué 151 de sa position angulaire. Le tube émetteur 1 s'engage dans ce manchon en position fixe par rapport à lui. La position angulaire de la tête 14 par rapport au bras 13 est donnée par un vernier 141.
Dans le mode d'exécution des figures 3 et 4, la colonne 11 est fixée, au moyen de vis non figurées, à une platine 16 que l'on peut fixer à une surface horizontale au moyen de vis telles que 161 à 163 qui permettent d'assurer une horizontalité parfaite. Lorsque cette platine est horizontale, la colonne 11 et la tête 12 sont verticales et le bras 13 est horizontal.
La tête 14 pivote donc dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe du bras 13, axe qui peut lui-même être positionné dans une direction quelconque du plan horizontal.
Le tube 1 peut aussi balayer un plan vertical d'azimut réglable. Un niveau sphérique 121, intégré à l'extrémité de la tête 12 et coaxial à celle-ci, permet d'en contrôler la verticalité (obtenue au moyen des vis 161- 163).
Les positions des articulations cylindriques sont verrouillées au moyen de vis de serrage 111 et 122.
Grâce au vernier 141, l'angle d'inclinaison du tube 1 par rapport au plan horizontal est connu avec précision, si bien que l'appareil permet d'effectuer des mesures angulaires. La position en azimut du plan vertical dans lequel pivote le tube 1 est fournie par le vernier 123.
En variante, la tête 12 pourrait être parallélépipédique, ce qui permettrait de lui intégrer un second niveau sphérique visible sur une face perpendiculaire à celle sur laquelle est visible le niveau 121. Ce deuxième niveau indiquerait donc la position horizontale de la colonne 11, c'est-à-dire que la platine 16 pourrait alors être fixée à une paroi verticale.
Aux figures 5 et 6, on a représenté un tube émetteur 1 du type de celui représenté figure 1, équipé d'un embout 10 du type représenté en (b) à la figure 2, c'est-à-dire du type à renvoi du rayon à 90° dans un plan horizontal défini par un niveau sphérique coaxial.
Le tube 1 est monté coaxialement dans une colonne verticale motorisée 17 équipée d'un moteur fonctionnant en mode pas à pas ou en continu qui permet d'entraîner le tube en rotation autour de son axe. Un dispositif de télécommande 18 est associé à la colonne 17 au moyen d'un organe de fixation 19 et relié électriquement au moteur au moyen du connecteur 170 et du fil de jonction 180.
Ce dispositif comprend un récepteur d'infra-rouge 181 qui coopère avec un émetteur situé à distance. L'opérateur peut ainsi commander à distance la rotation du moteur et la mise en marche ou l'arrêt de l'émission laser, soit par impulsions, soit en continu, soit par trains d'impulsions à vitesses variables.
Un raccord 20 permet le montage de 1'ensemble sur un tube de support.
Le système que l'on vient de décrire est particulièrement simple et précis et 1 'exécution des opérations habituelles de traçage au rayon laser est grandement facilitée par la commande pas à pas à distance selon différents modes. Le système peut également fonctionner en mode capteur pour les mesures d'angles, de façon connue en soi. Comme l'ensemble motorisé des figures 5 et 6, l'ensemble manuel des figures 3 et 4 peut être monté sur différents types de support, autres que la platine 16.
On a représenté, à la figure 7, le montage d'un ensemble d'orientation manuelle du même type que celui des figures 3 et 4 sur un système 21 de deux tubes coulissants équipé d'un ensemble pignon-crémaillère et supporté par un trépied 22 dont des vis telles que 220 permettent de régler la position pour assurer la verticalité du système 21.
L'ensemble manuel de fixation horizontale ou verticale du tube émetteur 1 comporte ici une tête parallélépipédique 12a telle que décrite ci-dessus. Un double-mètre à ruban 210 est déplaçable en translation le long des tubes pour fournir un niveau de référence réglable au moyen de deux bagues 2100-2101.
Une gamme de dispositifs de support, comportant, par exemple, un tube de montage du tube émetteur, associé à un pied de support ou fixable à une paroi au moyen d'attaches reliées à des bagues d'extrémité, permet d'adapter 1'appareil décrit aux applications et aux situations les plus diverses. Les types de support décrits et représentés ne sont donnés qu' à titre illustratif.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux modes d'exécution précédemment décrits. Ainsi, les susdits niveaux sphériques à bulle pourraient aussi bien consister en des niveaux mono ou multiaxes éventuellement électroniques.
De même, les verniers pourraient être remplacés par des capteurs associés à des circuits électroniques de mesure. Le dispositif émetteur laser représenté sur la figure 8 fait intervenir une diode laser 1 du type de celle précédemment décrite, montée à une extrémité d'un tube métallique 2 qui contient des piles 3 reliées à un circuit électronique 4 de pilotage de la diode. Un interrupteur 6 assure la mise en marche et 1 'arrêt de l'émission lumineuse.
L'autre extrémité du tube forme un nez tubulaire 50 qui contient un assemblage optique 51 de collimation du faisceau, muni d'un réglage de focale.
Grâce à cette disposition, on obtient un faisceau de rayonnement laser incident 52 de section constante qui se propage coaxialement au tube 2.
Par ailleurs, le nez 50 porte, à son extrémité, un miroir 53 incliné à 90° par rapport à l'axe du tube 2 et donc du susdit faisceau incident 52, de manière à obtenir un faisceau réfléchi 54 à 90° dudit axe.
Ce faisceau 54 est dirigé vers une fenêtre 55 pratiquée dans la paroi latérale du nez 50 de manière à pouvoir se propager à l'extérieur du tube.
La paroi extérieure du nez 50 forme, au voisinage de son extrémité, un décrochement suivi d'une portion cylindrique formant palier 56 sur lequel est monté pivotant un embout 57 en forme de barillet.
Dans l'exemple représenté sur la figure 9, cet embout 57 est retenu axialement sur le nez grâce à une broche radiale 58 qui passe dans un perçage 59 réalisé dans l'embout 57 et qui s'engage dans une rainure circulaire coaxiale 60 formée dans le palier 56.
Dans cet exemple, l'embout 57 présente une forme intérieure cylindrique sensiblement au diamètre du palier 56 et une forme extérieure parallélépipédique comprenant une face antérieure 61, une face postérieure 62 fermée et quatre faces latérales 63, 64, 65, 66 qui s'étendent parallèlement à l'axe 00' de la forme intérieure.
Le volume intérieur de 1 'embout débouche sur la face antérieure 61 de manière à permettre l'engagement du palier 56.
Chacune des faces latérales 63, 64, 65, 66 comprend une fenêtre 63', 64', 65', 66' située au niveau de l'orifice 55, et qui est spécialement conformée pour recevoir un système optique 67, 68 tel que, par exemple :
- un réseau holographique permettant d'obtenir la projection d'une pluralité de points alignés dans une même direction (par exemple horizontalement ou verticalement) ,
- une lentille cylindrique, de manière à obtenir la projection d'un trait par exemple vertical ou horizontal,
- un diaphragme permettant d'atténuer la puissance du rayonnement laser (par exemple pour respecter les normes) .
Avantageusement, un système de crantage pourra être prévu entre le nez 50 et l'embout 57 pour faciliter le centrage des fenêtres 63', 64', 65', 66' dans l'axe du faisceau réfléchi 54 (chaque cran pouvant correspondre à la position centrée d'une fenêtre).
Il est clair que grâce aux dispositions précédemment décrites, il est possible de passer d'un système optique à un autre, par une simple rotation de l'embout 57, et ce, sans avoir à se préoccuper d'un quelconque réglage, étant entendu que, sur le plan optique, tous les réglages peuvent être effectués, une fois pour toutes, en usine. Bien entendu, les systèmes optiques se montant dans les fenêtres 63', 64', 65', 66' peuvent être interchangeables. Dans certains cas, ils peuvent être montés pivotants autour de 1'axe défini par le rayon réfléchi 54 : une telle possibilité peut servir par exemple à modifier l'orientation d'un trait ou d'une ligne de points que l'on désire projeter.
Dans l'exemple représenté sur la figure 8, le tube métallique du dispositif émetteur est étroitement engagé dans un manchon de support tubulaire 70 dont 1 'extrémité orientée du côté de la tête du tube 2 présente un epaulement cylindrique 71 servant de support à trois niveaux à bulle 72, 73, 74 respectivement orientés selon les trois axes X'X-Y'Y-Z'Z d'un repère orthonormé.
D'une façon plus précise, la face radiale 75 de l'epaulement 71 qui marque l'extrémité du manchon tubulaire 70 présente deux gorges semi-circulaires 72', 73', axées à angle droit, dans lesquelles sont respectivement disposés deux niveaux à bulle 72, 73 (axes X'X, Y'Y perpendiculaires à l'axe longitudinal du tube 2).
De même, la paroi cylindrique de 1 'epaulement présente une gorge axiale 74' semi-circulaire (qui s'étend sur une génératrice) dans laquelle se trouve partiellement logé le troisième niveau à bulle 74 (axe Z ' , Z parallèle à 1 'axe longitudinal du tube 2) .
Il est clair que grâce à une telle disposition, le réglage du tube 2 en position et en orientation se trouve considérablement facilité, l'attention de l'opérateur n'ayant à se concentrer que dans une même partie du dispositif.
Comme cela a été décrit dans la demande de brevet précitée, le tube 2 peut être entraîné en rotation autour de son axe, soit manuellement, soit grâce à une motorisation.
Dans ce cas, le manchon de support 70 peut être entraîné en rotation avec le tube 2 ou être maintenu fixement par rapport à ce dernier.
'avantage de cette dernière solution consiste en ce qu'une rotation du tube 2 n'engendre pas de modification de l'état des niveaux 72, 73, 74.

Claims

Revendications
1. Dispositif associant un laser à un niveau à bulle en vue d'effectuer en particulier des visées et des tracés, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un tube calibré (2) à 1'intérieur duquel un composant émetteur laser (1 ) du type à solide est monté de façon telle que l'axe optique d'émission coïncide avec l'axe du tube,
- des moyens (8) de renvoi du faisceau laser dans une direction perpendiculaire audit axe, et
- des moyens permettant un montage rotatif dudit tube autour dudit axe.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube 2 renferme un niveau cylindrique à bulle ( 5) dont la bulle est visible de l'extérieur à travers une fenêtre ménagée dans la paroi du tube, le circuit électronique (4) de pilotage du composant et les piles d'alimentation (3a-3b-3c) étant également logés dans le tube, de préférence de part et d'autre d'une région médiane contenant le niveau, et reliés entre eux par des fils engagés dans des rainures pratiquées dans ladite région.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité (21) du tube voisine du composant est agencée pour assurer la collimation du faisceau et recevoir des embouts interchangeables (2a, 2b) munis de systèmes optiques différents, tandis que l'autre extrémité reçoit un interrupteur marche-arrêt (6).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'un des embouts comporte un niveau sphérique à bulle ( 100) monté coaxialement au tube à son extrémité et un miroir (8) éventuellement translectif qui renvoie le faisceau laser dans au moins une direction prédéterminée.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un niveau sphérique à bulle est monté sur 1 'axe du tube ou sur un axe perpendiculaire.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par un support de montage du tube émetteur ( 1 ) comportant au moins deux articulations perpendiculaires entre elles, ces articulations comportant des niveaux mono ou multiaxes sur leur face non utilisée.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la position angulaire relative des deux éléments de chaque articulation est définie par un vernier (141) ou un bouton gradué (151).
8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la position angulaire relative du tube laser (1) est repérée grâce à des moyens de mesure tels qu'un vernier ou un capteur associé à un circuit électronique de mesure.
9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube émetteur ( 1 ) est monté coaxialement dans une colonne verticale (17) équipée d'un moteur fonctionnant en mode pas à pas ou en continu, qui permet 1 'entraînement dudit tube en rotation autour de son axe et associé à un dispositif de télécommande optoélectronique (18-181).
10. Dispositif selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que le support avec niveau mono ou multiaxes (12a) du tube émetteur (1) est monté sur un système (21) de deux tubes coulissants équipé d'un ensemble pignon-crémaillère et supporté par un trépied (22) qui définit un plan d'appui réglable (vis 220), un double-mètre à ruban (210) étant déplaçable en translation le long des tubes coulissants pour fournir un niveau de référence réglable (bagues 2100-2101), la mesure du déplacement pouvant être effectuée par un système de mesure électronique.
11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube émetteur est lui-même monté coulissant dans un tube de maintien associé à un pied de support ou fixable à une paroi au moyen d' attaches d'extrémité à bagues.
12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un miroir ( 53) monté fixement à 1'extrémité du tube ( 2 ) et orienté à 45° du faisceau laser incident de manière à renvoyer un faisceau réfléchi perpendiculairement à l'axe du tube,
- un embout (57) monté rotatif sur ladite extrémité du tube (2), coaxialement à ce dernier, cet embout (57) étant muni d'une pluralité d'orifices (63' à 66' ) axés perpendiculairement au tube (2) de manière à pouvoir être amenés et centrés coaxialement au faisceau réfléchi (54), par une simple rotation de 1'embout (57), - une pluralité de systèmes optiques (67, 68) respectivement montés dans lesdits orifices (63' à 66' ) et, de préférence, préréglés en usine.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un système de crantage permettant 'indiquer les positions angulaires de l'embout (57) pour lesquelles les systèmes optiques (67, 68) se trouvent correctement centrés sur le faisceau laser (54) réfléchi par le miroir (53) .
14. Dispositif selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce qu'au moins 1 'un des systèmes optiques (67, 68) est interchangeable.
15. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'au moins l'un des systèmes optiques
(67, 68) est monté pivotant de manière à pouvoir tourner sur lui-même autour de l'axe défini par le faisceau réfléchi (54).
16. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que 1' n au moins des systèmes optiques (67, 68) consiste en un réseau holographique.
17. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que l'un au moins des systèmes optiques (67, 68) consiste en une lentille cylindrique.
18. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que l'un au moins des systèmes optiques (67, 68) comprend un diaphragme.
19. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 18, caractérisé en ce que le susdit tube ( 2 ) est porté par une pièce de support (70) regroupant trois niveaux à bulle dont les axes définissent un repère orthonormé (X, X', Y, Y*, Z, Z' ).
20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la susdite pièce de support (70) présente la forme d'un manchon cylindrique épaulé à une extrémité à 1'intérieur duquel vient s'engager étroitement le tube (2), en ce que la face antérieure (75) de l'epaulement (71) qui s'étend dans un plan de section droite comprend deux rainures à angle droit (72', 73' ) dans lesquelles sont logés deux niveaux à bulle respectifs (72, 73), et en ce que la face cylindrique de 1'epaulement (71) comporte une rainure axiale (74') logeant partiellement un troisième niveau à bulle (74) .
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