Principe généraux pour la conception mécanique du module et l’agencement de ses composants

L’appareil utilisant des capteurs magnétiques, on gardera à l’esprit qu’aucune pièce ne doit être en acier ou comporter un métal susceptible de fausser la mesure.

Conception Générale

De manière à avoir le meilleur alignement possible du laser avec le centre de la rotule et des capteurs avec l’axe du laser, le module doit être composer d’une pièce maîtresse unique assurant le rôle de squelette et sur laquelle viennent se fixer l’ensemble des autres éléments.

Afin que l’électronique soit protégée des chocs et de l’humidité, un couvercle étanche vient se fixer sur cette pièce, recouvrant l’ensemble des composants. L’étanchéité sera assurée par un joint torique.

La forme qui semble la mieux adaptée (ergonomie, encombrement et résistance aux chocs) est cylindrique. Le couvercle a alors la forme d’un tube fermé à une de ses extrémité et muni d’un pas de vis et d’un logement pour le joint à l’autre. Dans le fond, une fenêtre transparente collée permet le passage du laser. Si le télémètre est présent, une autre fenêtre doit permettre de faire passer le faisceau retour.

Les composants sont fixés sur un poutre assurant l’alignement et qui vient se loger à l’intérieur du tube. Cette poutre est partie intégrante de la pièce maîtresse. Côté rotule, cette poutre est solidaire du bouchon du tube muni du pas de vis. Un passage pour le câble est pratiqué dans le bouchon et est muni d’un presse-étoupe.

De l’autre côté par rapport à la poutre, le bouchon est solidaire du support de rotule.

L’avantage de cette conception est d’offrir une meilleur protection contre les chocs : le tube n’est solidaire du détecteur que par son pas de vis. Même s’il vient à être faussé, la poutre ne l’est pas.

Système d'orientation

La rotule doit être décentrée par rapport à l’axe du cylindre (le plus prêt possible du bord). Cela permet d’augmenter le nombre de configurations dans lesquelles l’appareil peut être utilisé (en particulier contre paroi) sans être gêné par le diamètre du tube. De plus cela laisse un espace disponible plus important à l’intérieur du tube car la poutre sera elle aussi décentrée.

De ce fait, le laser sera aussi décentré. Cela peut introduire une difficulté de positionnement de la fenêtre de sortie du laser à cause du vissage du tube. S’il n’y a pas de télémètre, on résoudra facilement le problème en mettant une fenêtre de rayon plus grand que le décentrage du laser et centrée sur l’axe du cylindre. Avec le télémètre et donc une fenêtre de retour, il faudra voir s’il est vraiment nécessaire que les deux faisceaux utilisent des fenêtres séparées (interférences ?).

La rotule est tenue sur support par une contre – plaque. Celle-ci doit être vissée de telle manière que le module soit toujours mobile autour de la rotule mais ne bouge pas sous l’effet de son propre poids. L’opérateur pourra ainsi l’orienter précisément dans la direction de la visée.

Alignement des capteurs

Les capteurs sont des petits circuits intégrés (14 pattes). Seuls eux ont besoin d’être correctement alignés avec l’axe de visée. Ils seront fixés sur des petits circuits imprimés (un chacun) qui ne comporteront en sus que les composants nécessaires au plus près des capteurs et un connecteur permettant de relier chaque circuit individuel au circuit général du module.

Les axes du capteur sont orientés selon les bords de celui-ci, qui a une forme parallélépipédique. Afin que ces axes correspondent exactement avec celui de la visée, on aménagera dans la poutre des petites niches orientées selon les directions adéquates et permettant de recevoir ces capteurs. Elles doivent avoir la même surface que celle des capteurs et une profondeur suffisante pour un bon calage sans que les contacts touchent la poutre.

Le capteurs sera maintenu en place par un étrier portant une vis venant appuyer sur l’arrière du circuit imprimé, à l’endroit du composant. La vis sera collée après serrage afin de garantir un alignement permanent.

Une alternative à cette vis est de disposer une lame ressort sous l'étrier et qui viendrait appuyer contre le circuit imprimé.

© Jérôme Ravier, 2000.