FR2743701A1 - Shock absorbing device for use within shoe - Google Patents

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Abstract

The vibration and shock absorber includes one or more detectors sensing the vibrations to which the shoe is subjected. The sensor system (4) may be attached to the outside of the shoe. An electronic system develops a counter signal for application to an actuator (3) which may be built into the sole of the shoe. The actuator has the characteristic of modulating its thickness and/or its rigidity in one or more co-ordinate directions, as a function of the applied electric signal. The operational mode of the system may be as an open loop, a closed loop, or a combination both. The actuator may be a piezoelectric element, or a ferro-liquid element providing the necessary modulation of its characteristics.

Description

DISPOSITIF ABSORBEUR DE CHOCS ET VIBRATIONS
POUR CHAUSSURE OU ASSIMILE CHAUSSURE
L'invention concerne un dispositif absorbeur de chocs et vibrations pour chaussure ou assimilé chaussure, tel que tout ou une partie des vibrations ou chocs existant actuellement soient neutralisés.SHOCK ABSORBER AND VIBRATION DEVICE
FOR SHOE OR SIMILAR SHOE
The invention relates to a shock and vibration absorbing device for a shoe or similar shoe, such that all or part of the vibrations or shocks currently existing are neutralized.

L'homme à toujours eu comme préoccupation de protéger ses pieds, soit contre les agressions extérieures, soit contre la répercussion des impacts du sol sur le pied. Dans ce but, il a inventé la chaussure, qui bien que très primitive au depart est devenu très compliquée avec le temps. Les fabricants ont en effet, joués sur tous les tableaux, textile, semelle, lacets, etc... Néanmoins l'élément prépondérant dans une chaussure reste la semelle. La semelle est l'interface entre le pied et le sol, on comprend tout de suite l'importance de la qualité de celle ci. Man has always had the concern of protecting his feet, either against external aggressions, or against the repercussion of the impacts of the ground on the foot. For this purpose, he invented the shoe, which although very primitive at the start has become very complicated over time. The manufacturers have indeed played on all the tables, textile, sole, laces, etc ... Nevertheless the predominant element in a shoe remains the sole. The sole is the interface between the foot and the ground, we immediately understand the importance of the quality of this one.

De plus, avec l'évolution de la médecine, on s'est aperçu que la simple action de marcher, a une répercussion considérable sur le corps en entier (dos, cervicasle, etc...). Les fabricants se livrent donc une guerre sans merci dans le but d'optimiser leurs produits. Dans cet objectif, la matière composant la semelle, et les formes de celle ci sont prépondérantes. Le comportement de la semelle soumise aux contraintes de la marche est très complexe. La complexité de la mécanique humaine aidant, les efforts à absorber sont diversement répartis sous le pied. On voit aisément qu'il n'est pas facile de "modeler une semelle qui puisse répondre à tout ce qu'on lui demande. In addition, with the evolution of medicine, we have noticed that the simple action of walking has a considerable impact on the whole body (back, cervicasle, etc ...). Manufacturers are waging a merciless war in order to optimize their products. For this purpose, the material composing the sole, and the forms thereof are preponderant. The behavior of the sole subjected to the constraints of walking is very complex. The complexity of human mechanics helping, the efforts to absorb are variously distributed under the foot. It is easy to see that it is not easy to "mold a sole that can meet all that is asked of it.

De surcrott, si les personnes portent des chaussures identiques, elles, ne sont pas du tout identiques.On top of that, if people wear identical shoes, they are not at all identical.

II apparais qu'il est impossible avec un système passif (matière inerte) de pouvoir couvrir tous les cas, mais seulement de réaliser un comportement acceptable en moyenne. It appears that it is impossible with a passive system (inert matter) to be able to cover all cases, but only to achieve acceptable behavior on average.

L'invention vise donc à remédier à ces problèmes, en proposant un système actif qui neutralise, en absorbant, les chocs et vibrations néfastes. The invention therefore aims to remedy these problems by proposing an active system which neutralizes, by absorbing, harmful shocks and vibrations.

Pour ce faire l'invention se compose d'un ou de plusieurs capteurs de vibrations ou chocs (1) permettant de mesurer en temps réel les vibrations ou chocs naissant entre la semelle et le sol, un bloc électronique (2) qui élabore le contre signal à foumir à l'actionneur (3), un ou des actionneur (3) permettant à partir d'un signal électrique de moduler son épaisseur etlou sa rigidité afin d'absorber les vibrations parasites.To do this, the invention consists of one or more vibration or shock sensors (1) making it possible to measure in real time the vibrations or shocks arising between the sole and the ground, an electronic block (2) which develops the counter signal to be supplied to the actuator (3), one or more actuators (3) allowing an electrical signal to modulate its thickness and / or its rigidity in order to absorb parasitic vibrations.

Comme l'indiquent les figures 1 à 5, il y a différents mode de réalisations possibles.As shown in Figures 1 to 5, there are different possible embodiments.

Dans tout ce qui suit, nous conviendrons de désigner par: 1 le ou les capteurs de vibrations ou chocs 2 le bloc électronique de pilotage 3 le ou les actionneurs 4 le module mesure (incluant 1 et 2) 5 la chaussure ou assimilé chaussure 6 semelle de la chaussure 7 connexion électrique entre 4 et 3 9 axe de mesure du capteur de vibrations ou chocs 1 10 onde de choc positive (onde sol-chaussure ou assimilé) Il réponse négative 12 pile ou accumulateur
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles:
La figure 1 présente un exemple d'intégration du bloc électronique de pilotage et du capteur de vibrations ou chocs.In everything that follows, we will agree to designate by: 1 the vibration or shock sensor (s) 2 the electronic control unit 3 the actuator (s) 4 the measurement module (including 1 and 2) 5 the shoe or similar shoe 6 sole of the shoe 7 electrical connection between 4 and 3 9 axis of measurement of the vibration or shock sensor 1 10 positive shock wave (ground-shoe wave or similar) It negative response 12 battery or accumulator
Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description which refers to the appended figures in which:
Figure 1 shows an example of integration of the electronic control unit and the vibration or shock sensor.

La figure 2 présente un mode de réalisation permettant la première monte.Figure 2 shows an embodiment allowing the original fit.

La figure 3 présente un mode de réalisation de première ou deuxième monte.Figure 3 shows an embodiment of first or second assembly.

La figure 4 présente un mode de réalisation de première monte.FIG. 4 shows an embodiment of original equipment.

La figure 5 présente un mode de réalisation de première monte.FIG. 5 shows an embodiment of original equipment.

On entend par première monte, un mode de réalisation qui ne peut être exécuté que par le constructeur en usine, avant ta vente. La deuxième monte désigne quand a elle, un mode de réalisation qui peut s'effectuer même après la vente.By original equipment is meant an embodiment which can only be executed by the manufacturer in the factory, before your sale. Aftermarket designates an embodiment which can be carried out even after the sale.

- La figure A présente le fonctionnement synthétique de l'invention en boucle ouverte.- Figure A shows the synthetic operation of the invention in open loop.

-La figure B présente le fonctionnement synthétique de l'invention en boucle fermée.FIG. B shows the synthetic operation of the invention in a closed loop.

L'invention concerne un dispositif absorbeur de vibrations et chocs pour chaussure ou assimilé, vibrations ou chocs naissant lors d'impact entre le sol et la chaussure, par exemple en effectuant une mesure de ces vibrations ou chocs sur la chaussure ou assimilé et en neutralisant l'onde de choc qu'elle représentent en modulant électriquement l'épaisseur et(ou la rigidité d'un ou plusieurs actionneur (3) notamment placé entre le pied et la chaussure, ou intégré à l'intérieur de la semelle de la chaussure ou assimilé. The invention relates to a vibration and shock absorbing device for a shoe or the like, vibrations or shocks arising on impact between the ground and the shoe, for example by making a measurement of these vibrations or shocks on the shoe or the like and by neutralizing the shock wave which it represents by electrically modulating the thickness and (or the rigidity of one or more actuator (3) in particular placed between the foot and the shoe, or integrated inside the sole of the shoe or assimilated.

Les vibrations parasites ou chocs qui naissent et s'appliquent a la chaussure ou assimilé existent, dans des proportions variables, dans les trois dimensions (Ox,Oy,Oz) du repère cartésien tridimensionnel qui représente en fait trois plans de vibrations possible (Ox,0y),(Ox,Oz) et (Oy,Oz).The parasitic vibrations or shocks which arise and apply to the shoe or the like exist, in variable proportions, in the three dimensions (Ox, Oy, Oz) of the three-dimensional Cartesian coordinate system which in fact represents three possible vibration planes (Ox, 0y), (Ox, Oz) and (Oy, Oz).

Dans le but de rendre la description la plus simple possible, nous décrirons le fonctionnement de l'invention dans un seul plan de vibrations.In order to make the description as simple as possible, we will describe the operation of the invention in a single vibration plane.

Selon l'invention, le dispositif peut s'appliquer notamment dans un, deux ou trois plans ou toute combinaison partielle de ces plans. According to the invention, the device can be applied in particular in one, two or three planes or any partial combination of these planes.

Selon l'invention le dispositif comporte un ou des capteurs de vibrations ou chocs (1) destinés à mesurer la valeur de l'onde de choc se créant lors de l'impact entre la chaussure et le sol, par exemple en se propageant notamment du contact entre la chaussure et le sol verticalement dans le plan (Ox,Oy), un bloc électronique (2) élaborant le contre signal destin à piloter l'actionneur (3) , un ou des actionneur (3) pouvant hêtre notamment de type o électrique et ayant la caractb que de pouvoir moduler son épaisseur eVou sa rigidité dans ses trois dimensions (Ox,Oy,Oz) en fonction d'un signal électrique approprié. According to the invention the device comprises one or more vibration or shock sensors (1) intended to measure the value of the shock wave created during the impact between the shoe and the ground, for example by propagating in particular the contact between the shoe and the ground vertically in the plane (Ox, Oy), an electronic unit (2) producing the counter signal intended to drive the actuator (3), one or more actuators (3) which may be beech in particular of type o electric and having the characteristic of being able to modulate its thickness and its rigidity in its three dimensions (Ox, Oy, Oz) according to an appropriate electrical signal.

Selon l'invention, le ou les capteurs de vibrations ou chocs (1) peuvent être de différentes natures, notamment de type accélérométres, capteurs de pression ou tout autre. Ce capteur de vibrations ou chocs(1) a pour rôle de donner une image en grandeur manipulable par le bloc électronique (2) notamment une tension électrique, des vibrations ou chocs appliqués à la chaussure ou assimilé, dans un ou plusieurs des plans du repère cartésien associé à la chaussure. According to the invention, the vibration or shock sensor (s) (1) can be of different types, in particular of the accelerometer, pressure sensor or any other type. The role of this vibration or shock sensor (1) is to give an image in magnitude that can be manipulated by the electronic unit (2), in particular an electrical voltage, vibrations or shocks applied to the shoe or the like, in one or more of the planes of the reference. Cartesian associated with the shoe.

Selon rimrention, le bloc électronique (2) a pour fonction d'élaborer le contre signal a foumir à l'actionneur (3). Ce signal peut être de différente nature, notamment électrique, celui ci devant permettre au bloc électronique (2) de piloter l'actionneur (3).According to rimrention, the electronic unit (2) has the function of developing the counter signal to be supplied to the actuator (3). This signal can be of different nature, in particular electrical, this one allowing the electronic unit (2) to control the actuator (3).

Selon invention, I'actionneur (3) a pour fonction de pouvoir moduler son épaisseur etlou sa rigidité dans ses trois dimensions (Ox,Oy,Oz) en fonction d'un signal électrique approprié. Cet actionneur peut être de différentes nature, électrique, mécanique, électromécanique, ferrofluide, notamment piezo électrique ou tout autre.According to the invention, the actuator (3) has the function of being able to modulate its thickness and / or its rigidity in its three dimensions (Ox, Oy, Oz) as a function of an appropriate electrical signal. This actuator can be of different types, electrical, mechanical, electromechanical, ferrofluid, in particular piezoelectric or any other.

Dans la figure 1, on donne un exemple d'intégration monolithique de i, 12 et 2.In Figure 1, we give an example of monolithic integration of i, 12 and 2.

Dans le premier mode de réalisation, figure 2, le module de mesure (4) est installé à carrière de la chaussure. Ce positionnement n'est pas restrictif, l'invention revendique tout autre positionnement de ce module. L'actionneur (3) est intégré directement dans la semelle (6) de la chaussure afin de pouvoir modifier au coeur même de la semelle les paramètres voulus. Ce mode de réalisation n'est possible qu'en première monte, lors de la fabrication de la semelle par le constructeur.In the first embodiment, Figure 2, the measurement module (4) is installed at the quarry of the shoe. This positioning is not restrictive, the invention claims any other positioning of this module. The actuator (3) is integrated directly into the sole (6) of the shoe in order to be able to modify the desired parameters at the very heart of the sole. This embodiment is only possible as original equipment, during the manufacture of the sole by the manufacturer.

Dans le deuxième mode de réalisation, figure 3, 8actionneur (3) est positionné sur la semelle (6), ce qui réalise une interface entre le pied et la semelle. De part sa conception, ce mode de réalisation est possible en première monte (en usine) ou deuxième monte (après l'achat). De part sa conception, ce mode de réalisation est le préféré de l'inventeur. In the second embodiment, Figure 3, 8actuator (3) is positioned on the sole (6), which provides an interface between the foot and the sole. Due to its design, this embodiment is possible as original equipment (in the factory) or aftermarket (after purchase). Due to its design, this embodiment is the preferred of the inventor.

Dans le troisième mode de réalisation, figure 4, l'actionneur(3) est intégré à la semelle, mais il est en plusieurs parties, ce qui permet de réaliser des sources de contre chocs plus ponctuelles. Ce mode de réalisation n'est possible qu'en première monte. In the third embodiment, FIG. 4, the actuator (3) is integrated into the sole, but it is in several parts, which makes it possible to produce more punctual counter-shock sources. This embodiment is only possible in original equipment.

Dans le quatrième mode de réalisation, figure 5, l'actionneur (3) intègre le module de mesure (1) en son sein. Ce mode de réalisation permet d'avoir un système monolithique
Selon l'invention, les 3 modes de réalisations précédents ne sont pas restricfifs, et l'invention revendique toute combinaison totale ou partielle de ces modes de réalisations.In the fourth embodiment, FIG. 5, the actuator (3) integrates the measurement module (1) within it. This embodiment makes it possible to have a monolithic system
According to the invention, the 3 preceding embodiments are not restrictive, and the invention claims any total or partial combination of these embodiments.

La troisième et la quatrième figure représentent 2 réalisations fonctionnelles possibles.The third and fourth figures represent 2 possible functional realizations.

Dans le premier mode fonctionnel de la troisième figure, le dispositif est dit "en boucle ouverte", en effet, celui ci effectue une mesure de la vibration ou du choc et émet un contre signal sur des hypothèses prévues dés la fabrication du dispositif afin d'annuler ce choc.In the first functional mode of the third figure, the device is said to be "in open loop", in fact, the latter performs a measurement of the vibration or of the shock and emits a counter signal on hypotheses provided from the manufacturing of the device in order to 'cancel this shock.

Dans le deuxième mode fonctionnel de la quatrième figure, le dispositif est dit zen boucle fermée", en effet, celui ci effectue en boucle fermée une régulation des vibrations ou des chocs pour une consigne nulle, dont le but est de chercher à réguler les vibrations et de les annuler.In the second functional mode of the fourth figure, the device is said to be zen closed loop ", in fact, this device performs in closed loop a regulation of vibrations or shocks for a zero setpoint, the purpose of which is to seek to regulate vibrations and cancel them.

Pour ce faire, le bloc électronique (2) actionne le ou les actionneur (3), et mesure a l'aide du ou des capteurs de vibrations (1) le résultat de son action, et la corrige si elle n'est pas optimale.To do this, the electronic unit (2) actuates the actuator (s) (3), and measures using the vibration sensor (s) (1) the result of its action, and corrects it if it is not optimal .

Ce mode de fonctionnement est le préféré de l'inventeur, en effet celui ci permet d'avoir une adaptation automatique du contre signal sur le signal d'origine.This operating mode is preferred by the inventor, in fact this allows automatic adaptation of the counter signal to the original signal.

Selon l'invention, les 2 modes fonctionnels précédents ne sont pas restrictift, et l'invention revendique toute combinaison totale ou partielle de ces modes fonctionnels.According to the invention, the 2 preceding functional modes are not restrictive, and the invention claims any total or partial combination of these functional modes.

II apparat donc comme évident après la description de l'invention, que celle ci permet une correction en temps réel des problèmes mécaniques intrinsèques à toute fabrication, et ouvre donc la possibilité d'avoir une chaussure ou assimilé totalement auto-adaplatif a son environnement( poids, milieu, vieillissement, etc..).  It therefore appears obvious after the description of the invention, that this allows real-time correction of the mechanical problems intrinsic to any manufacture, and therefore opens the possibility of having a shoe or the like fully self-adapting to its environment ( weight, environment, aging, etc.).

Claims (6)

REVENDICATIONS 1- Dispositif absorbeur de vibrations ou de chocs pour chaussure ou assimilé caractérisé en ce qu'il comporte un ou des capteur de vibrations ou chocs (i) permettant la mesure des vibrations ou chocs émis sur la chaussure ou assimilé, un bloc électronique (2) permettant l'élaboration du contre signal à appliquer a l'actionneur (3), un actionneur (3) ayant la caractéristique de pouvoir moduler son épaisseur eVou sa rigidité dans un ou plusieurs de ses axes en fonction d'un signal électrique approprié, dans le but de modifier les susdites caractéristiques afin d'absorber les vibrations et chocs parasites. 1- A vibration or shock absorbing device for a shoe or the like, characterized in that it comprises one or more vibration or shock sensors (i) allowing the measurement of the vibrations or shocks emitted on the shoe or the like, an electronic block (2 ) allowing the development of the counter signal to be applied to the actuator (3), an actuator (3) having the characteristic of being able to modulate its thickness eVou its rigidity in one or more of its axes as a function of an appropriate electrical signal, in order to modify the above characteristics in order to absorb parasitic vibrations and shocks. 2-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le module de mesure (4) peut être fixé en extérieur sur la chaussure ou assimilé, intégré a l'actionneur (3) ou intégré dans la chaussure ou assimilé mais ayant pour but la mesure des vibrations ou chocs appliqués à la chaussure ou assimilé.2-Device according to claim 1 characterized in that the measurement module (4) can be attached externally to the shoe or the like, integrated into the actuator (3) or integrated into the shoe or the like but having the purpose of measurement vibrations or shocks applied to the shoe or the like. 3- Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que le mode fonctionnel du dispositif peut être soit en boucle ouverte, soit en boucle fermé ou une combinaison en partie ou totalité de ces modes.3- Device according to claim 1 and 2 characterized in that the functional mode of the device can be either open loop, or closed loop or a combination of some or all of these modes. 4-Dis-tîtif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le ou les capteurs de vibrations peuvent être de différentes nature, notamment accéléromètre, capteur de pression ou tout autre mais ayant la caractéristique de donner une image en grandeur manipulable par le bloc électronique (2) notamment une tension électrique, des vibrations ou chocs appliqués dans un ou plusieurs des plans du repère cartésien associé à la chaussure ou assimilé, le ou les capteurs de vibrations ou chocs (1) peuvent notamment mesurer les vibrations dans un ou plusieurs plans. 4-device according to claim 1 characterized in that the vibration sensor or sensors can be of different nature, in particular accelerometer, pressure sensor or any other but having the characteristic of giving an image in size manipulable by the electronic unit ( 2) in particular an electric voltage, vibrations or shocks applied in one or more of the planes of the Cartesian coordinate system associated with the shoe or the like, the vibration or shock sensor (s) (1) can in particular measure the vibrations in one or more planes. 5- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le ou les actionneurs (3) peuvent être de différentes nature, notamment piezo électrique, ferrofluide ou tout autre mais ayant la caractéristique de pouvoir moduler son épaisseur etlou sa rigidité dans ses trois dimensions (Ox,Oy,Oz) en fonction d'un signal électrique approprié.5- Device according to claim 1 characterized in that the actuator (s) (3) can be of different nature, in particular piezoelectric, ferrofluid or any other but having the characteristic of being able to modulate its thickness andlou its rigidity in its three dimensions (Ox , Oy, Oz) based on an appropriate electrical signal. 6- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'actionneur (3) peut être implanté notamment å l'intérieur de la semelle de la chaussure ou assimilé en tant que noyau pilotable de la semelle, ou peut etre fixé notamment sur le dessus de la semelle de la chaussure ou assimilé en tant qu' amortisseur dynamique, ou toute combinaison partielle ou totale des descriptions précédentes. 6- Device according to claim 1 characterized in that the actuator (3) can be located in particular inside the sole of the shoe or assimilated as a controllable core of the sole, or can be fixed in particular on the top of the sole of the shoe or assimilated as a dynamic shock absorber, or any partial or total combination of the preceding descriptions.
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