BE1024603B1 - Ensemble d'une planche à roulette à moteur et du dispositif de commande du moteur - Google Patents

Abstract

L'invention propose un ensemble, d'une part, d'une planche à roulettes, pour planchiste, comprenant au moins un moteur de commande de la marche de la planche et, d'autre part, d'un dispositif de commande du moteur comprenant un gyroscope et agencé pour être soumis à des mouvements corporels du planchiste. La fonction des éléments est la commande de la marche de la planche. Le résultat est un guidage ergonomique laissant au planchiste les mains libres.

Description

(30) Données de priorité :

(73) Titulaire(s) :

MIZERO Gilbert 1703, SCHEPDAAL Belgique (72) Inventeur(s) :

MIZERO Gilbert 1703 SCHEPDAAL Belgique (54) Ensemble d'une planche à roulette à moteur et du dispositif de commande du moteur (57) L'invention propose un ensemble, d'une part, d'une planche à roulettes, pour planchiste, comprenant au moins un moteur de commande de la g marche de la planche et, d'autre part, d'un dispositif de commande du moteur comprenant un gyroscope et agencé pour être soumis à des mouvements corporels du planchiste. La fonction des éléments est la commande de la marche de la planche. Le résultat est un guidage ergonomique laissant au planchiste les mains libres.

Figure 1.

BREVET D'INVENTION BELGE

SPF Economie, PME, Classes Moyennes & Energie

Numéro de publication : 1024603 Numéro de dépôt : BE2017/5062

Office de la Propriété intellectuelle Classification Internationale : A63C 17/12 Date de délivrance : 18/04/2018

Le Ministre de l'Economie,

Vu la Convention de Paris du 20 mars 1883 pour la Protection de la propriété industrielle ;

Vu la loi du 28 mars 1984 sur les brevets d'invention, l'article 22, pour les demandes de brevet introduites avant le 22 septembre 2014 ;

Vu le Titre 1er “Brevets d’invention” du Livre XI du Code de droit économique, l'article XI.24, pour les demandes de brevet introduites à partir du 22 septembre 2014 ;

Vu l'arrêté royal du 2 décembre 1986 relatif à la demande, à la délivrance et au maintien en vigueur des brevets d'invention, l'article 28 ;

Vu la demande de brevet d'invention reçue par l'Office de la Propriété intellectuelle en date du 01/02/2017.

Considérant que pour les demandes de brevet tombant dans le champ d'application du Titre 1er, du Livre XI du Code de Droit économique (ci-après CDE), conformément à l'article XI. 19, §4, alinéa 2, du CDE, si la demande de brevet a fait l'objet d'un rapport de recherche mentionnant un défaut d'unité d'invention au sens du §ler de l'article XI.19 précité et dans le cas où le demandeur n'effectue ni une limitation de sa demande ni un dépôt d'une demande divisionnaire conformément aux résultats du rapport de recherche, le brevet délivré sera limité aux revendications pour lesquelles le rapport de recherche a été établi.

Arrête :

Article premier. - Il est délivré à

MIZERO Gilbert, Schapenstraat 6, 1703 SCHEPDAAL Belgique;

représenté par

OFFICE KIRKPATRICK S.A., Avenue Wolfers 32, 1310, LA HULPE;

un brevet d'invention belge d'une durée de 20 ans, sous réserve du paiement des taxes annuelles visées à l’article XI.48, §1 du Code de droit économique, pour : Ensemble d'une planche à roulette à moteur et du dispositif de commande du moteur.

INVENTEUR(S) :

MIZERO Gilbert, Schapenstraat 6, 1703, SCHEPDAAL;

PRIORITE(S) :

DIVISION :

divisé de la demande de base : date de dépôt de la demande de base :

Article 2. - Ce brevet est délivré sans examen préalable de la brevetabilité de l'invention, sans garantie du mérite de l'invention ou de l'exactitude de la description de celle-ci et aux risques et périls du (des) demandeur(s).

Bruxelles, le 18/04/2018, Par délégation spéciale :

BE2017/5062

Ensemble d'une planche à roulette à moteur et du dispositif de commande du moteur

L'effort constant d'améliorer la qualité de l'environnement urbain, et en particulier de diminuer la pollution de l'air lié au trafic routier, a permis l'essor de nouvelles technologies dans le domaine des transports. L'amélioration de la capacité des batteries a notamment permis l'arrivée sur le marché de voitures partiellement électriques, dites hybrides, puis totalement électriques.

Le vélo connait lui aussi un regain d'intérêt. Il est notamment possible, grâce à l'assistance de batteries intégrées au vélo, de parcourir de plus longues distances en produisant un effort réduit. Ces vélos étant parfois pliables, ils peuvent être facilement emportés dans les transports en commun, l'usager combine ainsi deux modes de transports complémentaires, ce qui lui permet de gagner du temps dans ses déplacements, en particulier entre son domicile et son lieu de travail. Un vélo, même portable reste toutefois lourd, et les cycles consécutifs de pliage/dépliage entraînent son usure prématurée.

D'autres engins ont également fait leur apparition sur les trottoirs. Les trottinettes électriques dont les commandes sont intégrées au volant sont couramment utilisées par les adultes.

Des gyropodes (« segways ») ont également été développés, c'est-àdire des véhicules comprenant une ou deux roues alignées sur un même axe de rotation et une plateforme, sur laquelle un individu peut se tenir debout, éventuellement scindée en deux parties positionnées de chaque côté de la roue lorsque le véhicule ne comprend qu'une roue, avec ou sans guidon. Un gyropode se meut grâce à un système de stabilisation gyroscopique dans lequel la rotation des roues est actionnée en réponse à une perte d'horizontalité de la plateforme sur laquelle l'utilisateur se tient debout. L'utilisateur commande ainsi le déplacement du gyropode par un déplacement de son centre d'inertie qui induit une perte d'horizontalité de la plateforme. Cette stabilisation gyroscopique n'est compatible qu'avec des systèmes à un seul axe de rotation, c'est à dire une roue ou deux roues axialement

BE2017/5062 alignées, un nombre plus élevé d'axes ne permettant pas de varier l'horizontalité de la plateforme. La circulation des gyropodes est, dans beaucoup d'endroits, réglementée comme la circulation des vélos, et doit se faire sur la chaussée, ce qui peut être dangereux dans une circulation intense, l'utilisateur étant peu protégé en cas de collision avec un autre véhicule.

L'utilisation de la planche à roulette, communément appelée skateboard, est à cet égard plus sécuritaire, son utilisation étant autorisée sur les trottoirs. La planche à roulette pouvant se transporter facilement dans les transports en commun, sans devoir être pliée, elle est de plus en plus utilisée en ville pour réduire les temps de trajets, par exemple entre le domicile et une gare ferroviaire ou une station de métro.

Des versions électriques de planches à roulettes sont disponibles sur le marché. Elles fonctionnent avec des télécommandes présentant des boutons ou des leviers à actionner avec les doigts et devant être tenues dans la main de leur utilisateur. Néanmoins, l'utilisation d'une télécommande, pour piloter une planche à roulette sur laquelle on se tient debout, est peu naturelle et présente un certain nombre d'inconvénients. En particulier, les bras servant à l'équilibre et le déplacement du corps servant à gérer la direction, il est inconfortable de ne pas avoir les mains libres, ou de devoir coordonner un mouvement de bras avec une action des doigts sur la télécommande. La télécommande peut souffrir de conditions météorologiques défavorables, ou être difficile à utiliser avec des gants.

Ces inconvénients ne sont pas limités aux planches à roulettes électriques. Ils se retrouvent sur tout engin télécommandés au moyen d'une télécommande à boutons ou leviers, comme des drones, ou des modèles réduits.

Le demandeur a donc jugé nécessaire d'adresser ce problème et de proposer un système de guidage plus ergonomique, n'encombrant pas les mains.

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Solution de l'invention

A cet effet, l'invention propose un ensemble, d'une part, d'une planche à roulettes, pour planchiste, comprenant au moins un moteur de commande de la marche de la planche et, d'autre part, d'un dispositif de commande du moteur comprenant un gyroscope et agencé pour être soumis à des mouvements corporels du planchiste.

A des fins de clarté, la fonction des éléments est la commande de la marche de la planche, c'est à dire son déplacement, par actionnement des roues, le roulage, dans une de ses deux directions longitudinales. Ces deux directions sont la marche avant et la marche arrière. Le résultat est un guidage ergonomique laissant au planchiste les mains libres.

Un déplacement angulaire mesuré par le gyroscope entraine une action prédéterminée du moteur de commande de la marche de la planche.

Ce déplacement est mesuré par rapport à une position de référence, et peut être nul, positif ou négatif et dans n'importe quelle direction. L'action prédéterminée du moteur de commande de la marche peut par exemple être l'accélération en marche avant ou en marche arrière, le maintien de la vitesse ou le ralentissement.

Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, le dispositif de commande comprend un microprocesseur d'ordonnancement connecté au gyroscope et connecté sans fil à un microprocesseur de traitement compris dans un module électronique de commande du moteur monté sur la planche.

Le microprocesseur d'ordonnancement et le microprocesseur de traitement sont agencés pour coopérer entre eux.

Le dispositif de commande du moteur peut-être compris dans un boitier agencé pour être associé à un membre corporel du planchiste.

Avantageusement, ce boitier est agencé pour être placé sur une main, un poignet ou un bras du planchiste. D'autres emplacements corporels sont également envisageables ; il est toutefois

BE2017/5062 nécessaire qu'ils permettent une amplitude de mouvement suffisante pour le bon fonctionnement de l'ensemble. Le boitier peut être associé à un bracelet, un gant ou tout autre dispositif ajustable au membre corporel ou à un vêtement recouvrant ce membre corporel.

Avantageusement, la planche à roulettes comprend un détecteur de présence du planchiste sur la planche agencé pour coopérer avec le gyroscope pour la commande du moteur.

L'invention	sera mieux	comprise	à l'aide	de	la description
suivante de	plusieurs formes	de	réalisation	de	1'invention,	en
référence au	dessin en annexe	sur lequel :
la figure 1	représente	une	vue	schématique	de	1'ensemble	de
l'invention ;
la figure 2	représente	une	vue	schématique	du	dispositif	de

commande du moteur de l'invention ;

la figure 3 est un schéma fonctionnel de la planche à roulette de l'invention et la figure 4 illustre les mouvements du bras d'un planchiste pour l'utilisation de l'ensemble de l'invention.

En référence à la figure 1, l'ensemble de l'invention comprend, d'une part, une planche à roulettes 1 et d'autre part un dispositif de commande 7. La planche à roulettes comporte une plateforme (planche) 3 montée sur des roulettes 2. Un module électronique 4 est placé sous la planche 3 et en liaison hertzienne avec le dispositif 7 par une antenne réceptrice 5.

En référence à la figure 3, le module électronique 4 de la planche comprend un microprocesseur 13 de traitement et d'analyse relié à l'antenne réceptrice 5, à un capteur de présence 14, à un moteur 6 ici dédoublé en deux moteurs 6a, 6b, à deux contrôleurs électroniques de vitesse (ESC) 15a et 15b, reliés respectivement aux deux moteurs 6a et 6b commandant respectivement les deux roues motrices 2a et 2b. Une batterie 16 alimente les ESC 15a et 15b en énergie. Le microprocesseur 13 est également relié à un module d'éclairage 17.

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Ici, deux roues 2a et 2b, disposées sur les deux cotés latéraux de la planche respectivement, sont commandées séparément par les deux moteurs 6a, 6b. Une planche à roulette comprenant généralement quatre roues, il est envisageable de commander les quatre roues ou seulement les roues avant ou les roues arrière. Il est également envisageable de commander plusieurs roues avec un seul moteur.

Les moteurs 6a et 6b sont ici des moteurs électriques sans balais pouvant, sur contrôle du microprocesseur 13, actionner les roues dans les deux sens de rotation et pouvant également empêcher ou limiter cette rotation, agissant ainsi également comme des freins.

Les moteurs sont alimentés via les ESC 15a, 15b ici par une batteries 16 rechargeable. D'autres types de moteurs, pilotables électroniquement, sont néanmoins également envisageables. La batterie 16 peut-être amovible.

Le dispositif 7 de commande des moteurs 6a,6b est relié à une antenne émettrice 8 pour coopérer avec l'antenne réceptrice 5 et le dispositif de commande 7 est disposé dans un boîtier 17 monté sur un bracelet 9.

En référence aux figures 1 et 2, le dispositif de commande 7 comprend un gyroscope 10, un module d'accéléromètres 18 et un microprocesseur d'ordonnancement 11 relié au gyroscope 10 et aux accéléromètres 18, ainsi qu'à une batterie 12 et à l'antenne émettrice 8.

L'ensemble de l'invention ayant été décrit, son utilisation va pouvoir maintenant être abordée.

Le gyroscope 10 du dispositif 7 de commande est agencé pour contrôler les moteurs 6a et 6b de commande de la marche de la planche.

En pratique, un planchiste dispose le bracelet poignet et se tient debout sur la planche autour de son

3. Il aura éventuellement au préalable mis sous tension le dispositif de commande 7 du bracelet 9 et/ou le module électronique 4 de la planche à l'aide d'un bouton d'allumage ou de tout autre type d'actionneur. Il est envisageable de prévoir d'entrer un code de

BE2017/5062 sécurité ou de devoir insérer une clé ou d'équiper l'ensemble d'un système antivol.

En position initiale ou position de référence, le planchiste a le bras le long du corps. Pour déclencher une action particulière des moteurs 6a et 6b, le planchiste effectue un mouvement particulier du bras, et donc du poignet sur lequel est placé le bracelet 9 comprenant le dispositif de commande 7.

La déviation du poignet par rapport à sa position de référence est mesurée par le gyroscope 10 du dispositif de commande 7.

En référence à la figure 4, représentant le bras d'un planchiste sur lequel est placé un bracelet 9 avec son dispositif de commande 7, la déviation angulaire θ du poignet peut être décomposée selon plusieurs axes de rotation x, y et z. L'axe x est ici l'axe perpendiculaire au plan du corps d'un individu en position debout, l'axe y est l'axe reliant ses épaules (sensiblement horizontal) et l'axe z est l'axe (sensiblement vertical) du bras de cet individu placé le long du corps. Les composantes angulaires de rotation autour de ces axes sont respectivement θχί, θγί et θζί. A la position de référence, ces composantes sont ΘχΟ, θγΟ et θζθ et leur valeur est nulle. Selon le sens de rotation, les angles ont une valeur positive ou négative.

Par exemple, pour un boitier 9 placé sur le poignet droit d'un individu, et par rapport à la position de référence :

- 0xi >0 lorsque le poignet effectue une rotation en s'éloignant du corps vers la droite dans le plan du corps;

- 0yi >0 lorsque le poignet effectue une rotation en s'éloignant du corps vers l'avant; et

- 0zi >0 lorsque le poignet pivote vers la droite, dans le sens des aiguilles d'une montre, autour de l'axe du bras.

Les valeurs angulaires mesurées par le gyroscope 10 sont communiquées au microprocesseur d'ordonnancement 11 qui les structure, ou les ordonne, afin de les communiquer, dans un format précis, au microprocesseur de traitement 13 de la planche par l'intermédiaire d'une communication sans fil entre les deux antennes, en fait reliées, l'une à un émetteur relié au microprocesseur d'ordonnancement 11 et, l'autre, à un récepteur

BE2017/5062 relié au microprocesseur de traitement et d'analyse 13. La communication entre les antennes 8 et 5 peut se faire aussi par bluetooth, ou toute autre technologie de communication sans fil.

Les technologies modernes électroniques ont permis la miniaturisation des gyroscopes ou la mise au point de dispositifs équivalents. La notion de gyroscope est donc à entendre ici au sens large. Le gyroscope 10 peut, selon la nature du composant électronique, communiquer au microprocesseur d'ordonnancement 11 des valeurs angulaires, des valeurs de déplacement selon chaque axe, ou d'autres valeurs représentatives du positionnement spatial du dispositif à partir desquelles le microprocesseur 11 peut reconstituer des valeurs de déplacement angulaire.

Le microprocesseur de traitement 13 est agencé pour analyser et comparer les valeurs de déplacement angulaires θχί, Oyi et θζί reçues avec des plages de valeurs d'un tableau d'instructions qui y ont été préalablement renseignées pour déterminer l'action à commander aux moteurs. Ce tableau d'instruction établit des correspondances entre des déplacements angulaires θχί, θγί et θζί, ou des plages de déplacement angulaire, pouvant être mesurés par le dispositif de commande 7 et des actions à commander aux moteurs 6a et 6b. L'instruction correspondant à la combinaison de valeurs angulaires mesurées est ensuite communiquée aux contrôleurs électroniques de vitesses 15a et 15b qui déclenchent ensuite une action des moteurs 6a et 6b qui contrôlent les roues 2a et 2b. Ces instructions peuvent être par exemple accélérer en marche avant, ralentir, maintenir la vitesse constante ou accélérer en marche arrière.

Le module d'accéléromètres 18, connecté au microprocesseur d'ordonnancement 11, comprend ici trois accéléromètres. Ceux-ci permettent de mesurer les accélérations Ax, Ay et Az des mouvements du poignet sur lequel est placé le dispositif 7, selon les trois axes x, y et z respectivement. Ces valeurs d'accélération sont transmises, via le microprocesseur d'ordonnancement 11, au microprocesseur 13 de la planche de la même façon que les valeurs

BE2017/5062 angulaires. Ces valeurs peuvent également être analysées et comparées aux valeurs d'un tableau d'instructions préalablement renseignées pour commander des actions aux moteurs 6a et 6b. Le même tableau d'instructions peut d'ailleurs combiner les valeurs angulaires et les valeurs d'accélération.

Les instructions peuvent être variées et concerner, outre le moteur, des actions d'autres composants de la planche à roulette 1, comme par exemple l'allumage de phares 17, ou l'activation du contrôle à distance ou le réglage de la vitesse maximale.

Un exemple de tableau d'instruction auquel le microprocesseur d traitement 13 compare les valeurs angulaires et d'accélérations mesurées est donné ci-dessous.

	θχϊ	0yi	0zi	Ax	Ay	Az
Accélérer	30°<θχί< 90 O	-9O°<0yi<9O°
Ralentir		9O°<0yi<195°
Freiner	- 90 ° <θχί<- 30°	-9O°<0yi<9O°
Maintenir la vitesse	-30° <θχί<30 °	-9O°<0yi<9O°
Contrôle à distance : avancer		9O°<0yi<195°	0°<θζί<180°
Contrôle à distance : reculer		9O°<0yi<195°	-180° <0zi<0 °
Activer le contrôle à distance		9O°<0yi<195°		>+lg
Désactiver le contrôle à distance		9O°<0yi<195°		<-lg
Allumer les phares		9O°<0yi<195°			>+lg

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Eteindre les phares		90°<0yi<195			<-lg
Limiter la vitesse à 10 km/h		9O°<0yi<195°				>+lg
Limiter la vitesse à 25 km/h		90°<0yi<195				<-lg

Selon ce tableau d'instructions, lorsque le planchiste, qui porte le dispositif de commande 7 à son poignet, écarte son bras de son corps entre 30° et 90° vers la droite en maintenant son bras plus ou moins dans le plan de son corps, la planche 1 va accélérer. Pour freiner, le planchiste doit maintenir son bras plus ou moins dans le plan de son corps et déplacer son bras vers la gauche entre -30° et -90°.

Un certain nombre de commandes concernent un contrôle à distance de la planche. Dans ce cas, selon le tableau d'instructions, le planchiste doit plier son bras de façon à ce que le dispositif se « retourne » pour que la rotation autour de l'axe y soit dans une plage angulaire comprise entre 90° et 195°. L'accélération de ce mouvement va activer ou désactiver le contrôle à distance, selon le sens du mouvement. Après activation du contrôle à distance, une rotation du poignet autour de l'axe z du bras, selon le sens de rotation, induit un mouvement de la planche 1 vers l'avant ou vers 1'arrière.

Cette fonctionnalité peut s'avérer pratique pour ranger la planche 1 par exemple, ou la sortir de son emplacement de garage.

L'allumage des phares peut également être contrôlé de façon similaire. Un total de six paramètres pouvant être ici combinés pour contrôler divers éléments de la planche, la plage des possibilités est bien évidemment beaucoup plus large que les simples fonctionnalités décrites ici. D'autres accessoires peuvent être intégrés à la planche 1. Bien qu'ici, en ce qui concerne la marche de la planche, seules les marches avant et arrière soient contrôlées par le dispositif de commande 7, il est également

BE2017/5062 envisageable de prévoir des commandes directionnelles permettant à la planche 1 de tourner à gauche ou tourner à droite.

Il est évident que ces valeurs d'instructions sont décrites à titre d'exemple et que toute autre programmation est possible. D'autres accessoires peuvent également être installés sur la planche 1 et pilotés par des mouvements du dispositif de commande 7. Le tableau d'instructions peut être renseigné lors de la fabrication de l'ensemble. Il peut être également envisagé que le microprocesseur de traitement soit connectable à un système informatique et que le tableau d'instructions soit personnalisable par le planchiste via une interface appropriée. Par exemple, une application peut permettre au planchiste de renseigner s'il est

droitier ou gaucher et	sur	quel	membre est placé	le dispositif	de
commande, ce qui peut	avoir	une influence sur	les plages	de
déplacement angulaires	à	faire correspondre	aux actions	à
commander aux moteurs.
Le capteur de présence	14	peut	, par exemple, être un capteur	de
pression placé sur la	planche	au niveau ou le	planchiste doit

placer un pied. Lorsque le planchiste pose ses pieds sur la planche, le capteur 14 communique au microprocesseur 13 de traitement la présence du planchiste sur la planche 3. Cette information peut être combinée aux autres informations traitées par le microprocesseur 13. Par exemple, certaines commandes peuvent n'être effectives que si le planchiste est présent sur la planche, ou inversement. D'autres systèmes de capteurs de présence sont également envisageables.

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Claims (8)

Revendications

1. Ensemble,

-- d'une part, d'une planche à roulettes (1), pour planchiste, comprenant au moins un moteur (6 ; 6a, 6b) de commande de la marche de la planche (1) et un module électronique (4) de commande du moteur (6 ; 6a, 6b), monté sur la planche (1) et comprenant un microprocesseur de traitement (13) et,

- d'autre part, d'un dispositif (7) de commande du moteur comprenant un gyroscope (10) connecté à un microprocesseur d'ordonnancement (11)et agencé pour être soumis à des mouvements corporels du planchiste, dans lequel le gyroscope (10) du dispositif de commande (7) est agencé pour contrôler le moteur (6 ; 6a, 6b) de commande de la marche de la planche (1) via une connexion sans fil entre le microprocesseur d'ordonnancement (11) et le module électronique (4) de commande du moteur,

caractérisé par le fait qu'un tableau d': instructions de commande du un r noteur (6 ; 6a, 6b) est ren seigné sur le m i c r o p r o c e s s e u r de traitemen t (13), ledit tableau

d'instruction établissant des correspondances entre des déplacements angulaires du dispositif de commande (7) et des actions à commander au moteur (6 ; 6a, 6b).

2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le microprocesseur d'ordonnancement (11) et le microprocesseur de traitement (13) sont agencés pour coopérer entre eux.

3. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le microprocesseur de traitement (13) est agencé pour comparer un déplacement angulaire (θχί, θί, θζί) mesuré par le gyromètre (10) avec le tableau d'instructions pour déterminer l'action à commander au moteur (6 ; 6a, 6b).

4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la planche à roulettes (1) comprend un détecteur de présence (14) du planchiste sur la planche (1, 3) agencé pour coopérer

BE2017/5062 avec le gyroscope (10) pour la commande du moteur (6 ; 6a,

6b) .

5. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de commande (7) comprend un module d'accéléromètres (18), agencé pour mesurer des valeurs d'accélérations (Ax, Ay et Az) , et qui est connecté au microprocesseur d'ordonnancement (11).

6. Ensemble selon les revendications 1 à 5, dans lequel le dispositif (7) de commande du moteur (6) est compris dans un boîtier (17) agencé pour être associé à un membre corporel du planchiste.

7. Ensemble selon la revendication 6, dans lequel le boitier (17) est monté sur un bracelet (9) .

8. Ensemble selon l'une des revendications ; 1 à 7, dans lequel la planche à roulette (1) comporte une plateforme (3) sur laquelle sont montés plusieurs moteurs.

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