EP0259384A1 - Detecteur piezo-electrique de mouvements comportant un appareil enregistreur des mouvements detectes - Google Patents

Detecteur piezo-electrique de mouvements comportant un appareil enregistreur des mouvements detectes

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EP0259384A1
EP0259384A1 EP87901318A EP87901318A EP0259384A1 EP 0259384 A1 EP0259384 A1 EP 0259384A1 EP 87901318 A EP87901318 A EP 87901318A EP 87901318 A EP87901318 A EP 87901318A EP 0259384 A1 EP0259384 A1 EP 0259384A1
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EP
European Patent Office
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piezoelectric
piezoelectric element
movements
motions
detector
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP87901318A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Joseph Varga
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0259384A1 publication Critical patent/EP0259384A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D9/00—Recording measured values
    • G01D9/005—Solid-state data loggers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D1/00—Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application
    • G01D1/14—Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application giving a distribution function of a value, i.e. number of times the value comes within specified ranges of amplitude
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06M—COUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06M1/00—Design features of general application
    • G06M1/08—Design features of general application for actuating the drive
    • G06M1/10—Design features of general application for actuating the drive by electric or magnetic means

Definitions

  • the present invention relates to a piezoelectric detector of movements of a support on which it is fixed, comprising at least one piezoelectric element provided with electrodes and integral with a closed enclosure and a counterweight movably enclosed in said enclosure, flyweight which by moving emits shocks which are transmitted to the piezoelectric element and produces electric pulses at the electrodes of the latter.
  • European patent application No. 0171848 discloses a device for detecting movements of a support on which said detector device is fixed, ⁇ ui comprises at least one piezoelectric element provided with electrodes and secured to a closed container and a grain movably enclosed in said container.
  • This grain generates shocks on the walls of the container, which are transmitted to the piezoelectric element and produce electric pulses on the electrodes of the piezoelectric element.
  • the piezoelectric element is fixed to an outer wall of the container and "listens" to the container so that the mechanical deformation imprinted on the container can be transferred to the piezoelectric element and reveal variations in electrical charges which are collected by electrodes.
  • Such a detector is unable to discern two perpendicular directions. It also does not lend itself to miniaturization because of the large inertia of the parts. In addition, it requires application and filtering electronics.
  • the present invention aims to remedy the aforementioned drawbacks and proposes a device for detecting movements of a support on the leo which it is fixed, comprising at least one piezoelectric element provided with electrodes and integral with a closed enclosure and a weight encased with mobile manner in said enclosure, flyweight which when moving emits shocks ⁇ ui are transmitted to the piezoelectric element and produces electrical pulses on the electrodes of the latter.
  • the movement detector device is essentially characterized in that the piezoelectric element or elements are fixed inside the enclosure and receive the impact of the counterweight.
  • the counterweight can be a ball, a cylinder or a mobile prism which, moving, strikes the piezoelectric element (s) which deliver an impulse to each percussion of the counterweight.
  • the piezoelectric element is advantageously of the type of that used in a piezoelectric speaker.
  • This pulse or output signal activates a calculator without, or preferably with memory, and / or solar power, - the addition of the number of contacts established or pulses or output signals delivered by the sensor is equal to the number of back and forth movements or oscillations of the moving body.
  • the detector consists of a tube in which slides freely a weight in the form of a ball, a cylinder or any other suitable form which, with each reciprocating or oscillating movement of the moving body establishes electrical contact or provides an impulse or an output signal.
  • the detector is an accelerometer, for example quartz.
  • Figure 1 is an exploded view of a piezoelectric device according to the invention, intended to be adapted on the handle of a toothbrush;
  • Figure 2 is a perspective view of the device illustrated in Figure 1;
  • Figure 3 is a perspective view of a piezoelectric element
  • FIG. 4 shows the electrical diagram for mounting the piezoelectric element in an integrated circuit of a microcomputer
  • FIG. 5 illustrates the program for recording the number of oscillations.
  • the improved toothbrushes developed to date are based on the principle of measuring brushing time, to achieve reproducibility and consistency in the quality of brushing.
  • the precision thus obtained is not very good because some brush their teeth quickly, others slowly.
  • it is just as harmful to brush your teeth too much because inevitably the brush inflicts micro-injuries to the gum, injuries which must be avoided.
  • the use of scouring powder and acids in toothpastes that claim to be anti-tartar has the consequence that any unnecessary brush stroke damages the enamel.
  • This number is measured and controlled using the toothbrush according to the invention which makes it possible to check whether the brushing has been carried out correctly, the counting of the different successive movements of the brush being done automatically by adding the movements and a device is provided. to signal acoustically and / or visually when the number of movements is reached.
  • the toothbrush is equipped with a detector which may, to simplify manufacture, consist of a tube preferably located at the end of the handle of the brush and in the extension thereof, on the side opposite to the brush, in which tube freely slides a counterweight of suitable shape and dimensions allowing that a contact is established at each movement of the brush, or that an impulse or an output signal is given which add up to that the adjustable number of preset movements is reached, which can trigger an informative -sound, light or other signal announcing to the user of the brush, that sufficient brushing is reached.
  • a detector which may, to simplify manufacture, consist of a tube preferably located at the end of the handle of the brush and in the extension thereof, on the side opposite to the brush, in which tube freely slides a counterweight of suitable shape and dimensions allowing that a contact is established at each movement of the brush, or that an impulse or an output signal is given which add up to that the adjustable number of preset movements is reached, which can trigger an informative -sound, light or other signal announcing to the user of the brush, that sufficient brushing
  • the brush counter will emit or control the emission of rhythmic music, during the duration of brushing, encouraging children to scrupulously brush the teeth necessary for their proper maintenance.
  • the back and forth brushing movement time required varies practically between one and five minutes, and the dentist constantly assures with his patients that the brushing of teeth is properly carried out and measured, i.e. - say that you count how many times you have brushed a given area of teething because there are people who brush their teeth quickly and others slowly.
  • the motion detector device comprises an LCD display frame 1, fixed by a double-sided adhesive strip 2, to a box 3 of electronic circuit.
  • the tubular case 3 houses a battery support 4.
  • a 0-ring seal 5 seals the housing 3.
  • the battery compartment is closed by an O-ring seal 12 making it possible to tightly apply a valve 13 held by a screw 14.
  • a crystal display 15 liquids is made more visible by a reflector 16.
  • the device also includes zebra strips 17, an integrated circuit 18 of the LC 5732 type, a piezoelectric motion detector 20 and a loudspeaker 22.
  • the motion detector device is relatively waterproof, that is to say it can be in the shower for a few minutes. Its solidity allows it to resist shocks: fall from lm on hard ground.
  • One of the sides of the housing is a sleeve 23 which fits on the handle of the toothbrush, possibly thanks to an intermediate piece.
  • the motion detector uses a piezoelectric wafer 24, as used in the piezoelectric speakers.
  • This wafer 24 is illustrated in FIG. 4. It is cut into two elements 26, 27 mounted at right angles in the form of a bracket which is fixed to the internal orthogonal walls of a cavity 31.
  • a counterweight made of a small ball 25 comes, due to its "inertia, to hit a face 26 of the piezoelectric element constituting the motion detector, that is to say the face which is perpendicular to the direction of movement, when the detector is moved back and forth.
  • the arrangement of two elements 26, 27 at right angles makes it possible to detect back and forth movements in two perpendicular directions.
  • Such a detector provides, in the absence of any amplifier, voltage variations across the electrodes 28 of each piezoelectric element 26, 27 of the order of several volts.
  • the computer system of the embodiment described below front is composed of a CMOS microcomputer programmed by mask so as to count the pulses supplied by the piezoelectric element (s).
  • a liquid crystal display shows the number of pulses counted at any time.
  • the microcomputer consists of the integrated circuit 18 of the LC 5732 type from SANYO of 4 bits programmed by mask.
  • CMOS technology achieves very low current consumption.
  • This integrated circuit and a few others from its family lend themselves best to the application.
  • the circuit does not have an on-off switch, since the consumption of the system on standby is minimal (of the order of 4 ⁇ u A).
  • the detector device comprises a clock controlled by quartz.
  • the microcomputer must be stable enough to generate music over the entire operating temperature range.
  • the motion detector connects directly to one of the entry doors.
  • a circuit composed by a diode and a resistor maintains the input voltage at LC 5732 in an acceptable range.
  • the motion detector provides an AC voltage that resembles the shape of a damped oscillating discharge when struck by the flyweight. To avoid spurious counts (i.e. peaks after the first), the LC 5732 has been programmed, as shown in the diagram in Figure 5, to simulate a monostable multivibrator with a width of 20 millisec pulse.
  • the input After the detection of the first peak, the input is inactive and does not detect anything for 20 milliseconds, sufficient time long so that the oscillations are damped, below a non-detectable threshold.
  • This hardware simulation technique by software reduces the number of system components, as well as its size and cost.
  • the multiplex LCD display 15 is controlled by the microcomputer 18.
  • the piezoelectric speaker 22 is attacked by an NPN transistor which is used in saturated mode, as a current amplifier.
  • the motion detector according to the invention is a paramedical device which teaches how to carry out the correct daily brushing of the teeth.
  • a digital micro-electronic calculator records and adds up the number of tooth brushings required to remove plaque and any harmful substances.
  • a musical sound is the reward for the accomplished duty which signals the anion of correct brushing.
  • the amplitude of a back and forth movement is approximately 3-4 cm.
  • the length of a jaw or arch is approximately 9-12 cm.
  • An arch is divided into 8 brushable surfaces
  • buccal 1. labial 3. buccal 7. occlusal 2. palatal, 4. lingual occlusal
  • palatine 5. palatine, lingual lingual Brushing movements are carried out at an average speed of 4 movements per second, resulting in 400 movements in 100 seconds.
  • the anatomical shape of the teeth requires horizontal, vertical and diagonal brushing.
  • each 25th movement is signaled to allow the user to change the brushing plan.
  • These brushing plans are indicated by a figure.
  • the purpose of the program represented by the diagram in FIG. 5 is to count and record the pulses supplied by the piezoelectric motion detector.
  • the program uses three counters: a motion counter, a standby counter and a melody counter. If the 400 stroke threshold is reached, one.
  • Music generation subroutine is executed. At the end of the music, the system goes into a waiting state during which the display 15 is off, so as to reduce consumption to a minimum.
  • the register "melody counter” is initialized to 1 when the power is turned on for the first time. This register is incremented after each brushing finished, when the music sounds. If the value contained in this register is greater than 9, it is reset to 1, since there are nine different melodies in this embodiment of the invention.
  • the system goes into the standby state to avoid wasting battery power, until the next start.
  • the program is resident in ROM, as well as the melody tables. There are 9.
  • the melody counter registers have a length of 4 bits, the movement counter has a length of 12 bits, the inactivity counter has a length of 16 bits.
  • the word length of LC 5732 is 4 bits.
  • the detector (s) can be incorporated or adapted in or on the racket; they can also be fixed on the player's body, for example on the player's active wrist, possibly another point on the player's body, for example on the ankle if the number of steps has to be counted.
  • One, two or more than two groups of sensors can be used on the racket, each group of sensors comprising at least two sensors of different sensitivities such that the first sensor will record the number of movements of the player's arm, whether the ball is caught or not by him, while the second sensor, less sensitive, will only record the number of balls returned to the opponent.
  • Filtering performed on the electrical or mechanical signal provided by the sensor makes it possible to select fast or slow responses. This filtering can also be performed by appropriate software when using a microcomputer.
  • Accelerometers for example quartz, delivering a linear signal quantifiable by an analog to digital converter (analog to digital eonverter), can, using a suitably programmed microcomputer, be used to study the different constraints (stresses), accelerations and shocks of joints, bones and limbs. This kind of study interests sports medicine. Intensive training can also use these devices to quantify efforts and be alerted if certain limits are exceeded.
  • analog to digital converter analog to digital eonverter
  • the invention is of interest to both athletes and their trainers, making it possible to measure the effort and therefore to control it; the sensors alone or the entire device can, in the case of cycling, be attached to the cyclist's leg or to the pedal of the bicycle.
  • the invention makes it possible to measure the effort by counting the number of movements and by an audible or other signal, to allow some to continue their effort until the signal sounds. while for the others, he will inform them that the effort not to be exceeded has been reached.
  • an audible signal accompanied by a light signal which may be flashing, can facilitate the monitoring of patients by medical and hospital staff.

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Abstract

Un détecteur de mouvement est constitué d'un élément piézo-électrique (26, 27) muni d'électrodes (28) et monté à l'intérieur d'une enceinte fermée (31) dans laquelle est enfermée de manière mobile une masselotte (25). L'élément piézo-électrique délivre une impulsion lorsqu'il est frappé par la masselotte (25). Un microcalculateur (18) additionne et enregistre les impulsions aux bornes des électrodes desdits éléments piézo-électriques (26, 27).

Description

DETECTEUR PIEZO-ELECTRIQUE DE MOUVEMENTS COMPORTANT UN APPAREIL ENREGISTREUR DES MOUVEMENTS DETECTES.
La présente invention est relative à un détecteur piézo-électriσue de mouvements d'un support sur lequel il est fixé, comprenant au moins un élément piézo-électriσue muni d'électrodes et solidaire d'une enceinte fermée et une masselotte enfermée de manière mobile dans ladite enceinte, masselotte qui en se déplaçant émet des chocs qui se transmettent à l'élément piézo-électriσue et produit des impulsions électriσues aux électrodes de ce dernier.
On connaît par la demande de brevet européen n°0171848 un dispositif détecteur de mouvements d'un support sur lequel est fixé ledit dispositif détecteur, σui comprend au moins un élément piézo-électrique muni d'électrodes et solidaire d'un récipient fermé et un grain enfermé de manière mobile dans ledit récipient.
Ce grain engendre des chocs sur les parois du récipient, σui se transmettent à l'élément piézo-électrique et produisent des impulsions électriσues sur les électrodes de l'élément piézo-électrique.
Dans ce dispositif connu, l'élément piézo-électrique est fixé à une paroi extérieure du récipient et "écoute" le récipient de manière à ce que la déformation mécanique imprimée au récipient puisse être transférée à l'élément piézo-électriσue et faire apparaître des variations de charges électriques qui sont collectées par des électrodes.
Un tel détecteur est incapable de discerner deux directions perpendiculaires. Il ne se prête pas non plus à la miniaturisation en raison de l'inertie importante des pièces. En outre il requiert une électronique d'application et de filtrage.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients susdits et propose un dispositif détecteur de mouvements d'un support sur leσuel il est fixé, comprenant au moins un élément piézo-électrique muni d'électrodes et solidaire d'une enceinte fermée et une masselotte enfermée de manière mobile dans ladite enceinte, masselotte qui en se déplaçant émet des chocs σui se transmettent à l'élément piézo- électreiσue et produit des impulsions électriques sur les électrodes de ce dernier. Le dispositif détecteur de mouvements est essentiellement caractérisé en ce que le ou les éléments piézo-électriques sont fixés à l'intérieur de l'enceinte et reçoivent l'impact de la masselotte.
La masselotte peut être une bille, un cylindre ou un prisme mobile qui en se déplaçant, percute le ou les éléments piézo-électriques qui délivrent une impulsion à chaσue percussion de la masselotte.
L'élément piézo-électrique est avantageusement du type de celui utilisé dans un haut-parleur piézo-électriσue.
Cette impulsion ou signal de sortie actionne une calculatrice sans, ou préférablement avec mémoire, et/ou alimentation solaire,- l'addition du nombre de contacts établis ou d'impulsions ou signaux de sortie délivrés par le capteur est égale au nombre de mouvements de va-et-vient ou d'oscillations du corps en mouvement.
Suivant une particularité de l'invention, le détecteur est constitué d'un tube dans lequel coulisse librement une masselotte en forme de bille, de cylindre ou de toute autre forme appropriée qui à chaque mouvement de va-et-vient ou d'oscillation du corps en mouvement établit un contact électrique ou délivre une impulsion ou un signal de sortie.
Suivant une autre forme encore de réalisation de l'invention, le détecteur est un accéléromètre, par exemple à quartz.
D'autres détails et particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante faisant référence aux dessins ci-annexés qui représentent à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes de réalisation de cette invention.
Dans ces figures :
la figure 1 est une vue éclatée d'un dispositif piézo- électrique selon l'invention, destiné à être adapté sur le manche d'une brosse à dents;
la figure 2 est une vue en perspective du dispositif illustré à la figure 1;
la figure 3 est une vue en perspective d'un élément piézo-électrique;
la figure 4 montre le schéma électrique de montage de l'élément piézo-électrique dans un circuit intégré d'un microcalculateur;
la figure 5 illustre le programme d'enregistrement du nombre d'oscillations.
Dans ces figures, les mêmes signes de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
EXEMPLE 1
Les brosses à dents perfectionnées mises au point jusqu'à ce jour reposent sur le principe de la mesure du temps de brossage, pour arriver à une reproductibilité et à une constance dans la qualité du brossage. La précision obtenue ainsi n'est pas très bonne car certains se brossent les dents vite, d'autres lentement. Or, il est tout aussi nuisible de se brosser les dents de trop car inévitablement la brosse inflige des microblessures à la gencive, blessures qu'il faut éviter. De plus, l'utilisation de poudre à récurer et d'acides dans les dentifrices qui se disent anti-tartre, a pour conséquence que tout coup de brosse inutile endommage l'émail.
La supériorité de l'invention discutée dans ce brevet permet d'arriver à une précision et une reproductibilité meilleures, car le nombre de coups de brosse est mesuré au lieu d'un temps de brossage.
De plus , les mouvements étant détectés dans deux directions perpendiculaires, elles peuvent être totalisées séparément. Cette totalisation sélective est utilisée dans un des prototypes plus performants.
Pour que le brossage soit efficace, il faut qu'il atteigne une certaine valeur qui peut être mesurée par le nombre de fois que la brosse est frottée sur les dents concernées .
Ce nombre est mesuré et contrôlé grâce à la brosse à dents conforme à l'invention qui permet de contrôler si le brossage a été bien conduit, le comptage des différents mouvements successifs de la brosse se faisant automatiquement par addition des mouvements et un dispositif est prévu pour signaler de façon sonore et/ou visuelle lorsque le nombre de mouvements est atteint.
Selon l'invention, la brosse à dents est équipée d'un détecteur qui peut pour simplifier la fabrication, être constitué d'un tube situé preférablement à l'extrémité du manche de la brosse et dans le prolongement de celui-ci, du côté opposé à la brosse, dans lequel tube coulisse librement une masselotte de forme et de dimensions appropriées permettant que s'établisse à chaque mouvement de la brosse un contact, ou qu'une impulsion ou un signal de sortie soit donné qui s'additionnent jusqu'à ce que le nombre de mouvements pré-déterminés réglable soit atteint, ce qui peut déclencher un signal informatif -sonore, lumineux ou autre annonçant à l'utilisateur de la brosse, que le brossage suffisant est atteint.
Lorsque la brosse est destinée à l'usage des enfants, il peut être judicieux de prévoir à l'exemple de la demande de brevet européen N° 0199158, que le compteur de la brosse émettra ou contrôlera l'émission de musique rythmique, pendant la durée du brossage, encourageant les enfants à effectuer scrupuleusement le brossage des dents nécessaire à leur bon entretien.
Etant donné que l'on peut être amené à donner à la brosse des mouvements dans des plans différents, il peut être utile, selon l'invention, de placer deux ou de deux à plusieurs détecteurs disposés, par exemple, de façon orthogonale et dont les signaux de sortie peuvent s'additionner, permettant de contrôler ainsi des mouvements complexes ou variables de la brosse.
Le temps de mouvement de brossage des dents en va-et- vient nécessaire varie pratiquement entre une et cinq minutes, et le dentiste insiste sans cesse auprès de ses patients pour que le brossage des dents soit convenablement exécuté et mesuré, c'est-à-dire que l'on compte combien de fois on a brossé une surface donnée de dentition parce qu'il y a des personnes qui brossent leurs dents rapidement et d'autres lentement.
Dans une forme de réalisation particulière illustrée à la figure 1, le dispositif détecteur de mouvements selon l'invention, comprend un cadre d'affichage LCD 1, fixé par une bande adhésive double face 2, à un boîtier 3 de circuit électronique. Le boîtier 3 de forme tubulaire abrite un support de pile 4.
Un joint 0-ring 5 assure l'étanchéité du boîtier 3.
Un interrupteur de démarrage 6, maintenu par un ressort 7, permet d'enclencher le dispositif à l'aide d'une pile alcaline 8 de 1.5 V et 38mAH portée par un contact 9.
Des vis de fixation 10,21 permettent de maintenir en place un circuit imprimé 19 isolé par un joint d'étanchéité 11.
Le compartiment de la pile est obturé par un joint O- ring 12 permettant d'appliquer étanchément un clapet 13 maintenu par une vis 14. Un affichage 15 à cristaux liquides est rendu plus visible par un réflecteur 16. Le dispositif comporte encore des zébra strips 17, un circuit intégré 18 du type LC 5732, un détecteur de mouvement piézo¬ électrique 20 et un haut-parleur 22.
Le dispositif détecteur de mouvements est relativement étanche, c'est-à-dire qu'il peut se trouver quelques minutes sous la douche. Sa solidité lui permet de résister aux chocs : chute de lm sur le sol dur.
Un des côtés du boîtier est un manchon 23 qui s'adapte sur le manche de la brosse à dents, éventuellement grâce à une pièce intermédiaire.
Le détecteur de mouvements utilise une galette piézo¬ électrique 24, telle qu'utilisée dans les haut-parleurs piézo-électriques. Cette galette 24 est illustrée à la figure 4. Elle est découpée en deux éléments 26, 27 montés à angle droit sous forme d'une équerre que l'on fixe aux parois orthogonales internes d'une cavité 31. Une masselotte constituée d'une petite bille 25 vient, du fait dé" son inertie, cogner une face 26 de l'élément piézo-électrique constituant le détecteur de mouvements, c'est-à-dire la face qui est perpendiculaire à la direction du mouvement, lorsque le détecteur est mu d'un mouvement de va-et-vient. L'arrangement de deux éléments 26, 27 à angle droit permet de détecter des mouvements de va-et-vient dans deux directions perpendiculaires.
Un tel détecteur fournit en l'absence de tout amplificateur, des variations de tension aux bornes des électrodes 28 de chaque élément piézo-électrique 26, 27 de l'ordre de plusieurs volts.
Le système informatique de la réalisation décrite ci- avant est composé d'un microcalculateur CMOS programmé par masque de manière à compter les impulsions fournies par le ou les éléments piézo-électriques. Un affichage à cristaux liquides montre le nombre d'impulsions comptées à tout instant.
Le microcalculateur est constitué du circuit intégré 18 du type LC 5732 de SANYO de 4 bits programmé par masque.
Cette technologie CMOS permet d'arriver à une très faible consommation de courant. Ce circuit intégré et quelques autres de sa famille se prêtent le mieux à l'application.
Le circuit ne comporte pas de commutateur allumé- éteint, car la consommation du système en attente est infime (de l'ordre de 4 ^u A). Le dispositif détecteur comporte une horloge commandée par quartz. Le microcalculateur doit être suffisamment stable pour générer de la musique, et ce dans toute la gamme de températures de fonctionnement.
Le détecteur de mouvement se connecte directement sur une des portes d'entrée. Un circuit composé par une diode et une résistance maintient la tension d'entrée au LC 5732 dans une gamme acceptable. Il est ici également fait usage des diodes de protection des entrées, internes au LC 5732, les courants fournis par le détecteur de mouvements étant suffisamment faible pour ne pas les détruire. Le détecteur de mouvement fournit une tension alternative qui ressemble à la forme d'une décharge oscillante amortie, lorsqu'il est heurté par la masselotte. Pour éviter des comptages parasites (c'est-à-dire des pics ultérieurs au premier), le LC 5732 a été programmé, comme montré dans le diagramme de la figure 5, de manière à simuler un multivibrateur monostable d'une largeur d'impulsion de 20 millisec. Après la détection du premier pic, l'entrée est inactive et ne détecte rien pendant 20 millisecondes, temps suffisamment long pour que les oscillations soient amorties, en dessous d'un seuil non détectable. Cette technique de simulation du hardware par du logiciel permet de réduire le nombre de composants du système, ainsi que son encombrement et son prix de revient.
L'affichage LCD multiplexe 15 est commandé par le microcalculateur 18. Le haut-parleur piézo-électrique 22 est lui attaqué par un transistor NPN qui est utilisé en régime saturé, comme amplificateur de courant.
Le détecteur de mouvement selon l'invention est un appareil paramédical qui apprend comment effectuer le brossage quotidien correct des dents. Une calculatrice micro-électronique digitale enregistre et additionne le nombre de brossages des dents nécessaires pour éliminer la plaque dentaire et toute substance nocive. Un son musical est la récompense pour le devoir accompli qui signale la fion du brossage correct. L'amplitude d'un mouvement de va- et-vient est d'environ 3-4 cm.
La longueur d'une mâchoire ou d'une arcade est d'environ 9-12 cm.
Une arcade se divise en 8 surfaces brossables
Postérieure Antérieure Postérieure
6. buccale 1. labiale 3. buccale 7. occlusale 2. palatinale, 4. occlusale linguale
8. palatinale 5. palatinale, linguale linguale Les mouvements de brossage s'effectuent à la vitesse moyenne de 4 mouvements par seconde, d'où 400 mouvements en 100 secondes.
Pour éliminer les substances nocives, il faut brosser
25 fois une surface. La forme anatomique des dents exige un brossage horizontal, vertical et diagonal.
Le nombre de 400 coups actuellement utilisé est basé sur une mesure statistique en milieu hospitalier avec contrôle visuel et chimique (400 = 25 coups de brosse x 8 plans x 2 directions perpendicualaires ) .
Pour un contrôle plus précis, chaque 25ième mouvement est signalé pour permettre à l'utilisateur de changer de plan de brossage. Ces plans de brossage sont indiqués par une figure.
Le programme représenté par le diagramme de la figure 5 a pour but de compter et d'enregistrer les impulsions fournies par le détecteur de mouvements piézo-électrique. Le programme utilise trois compteurs : un compteur de mouvement, un compteur d'attente et un compteur de mélodies. Si le seuil de 400 coups est atteint, une. sous-routine -de génération de musique est exécutée. En fin de musique, le système passe dans un état d'attente pendant lequel l'affichage 15 est éteint, de manière à réduire la consommation à un minimum. Le registre "compteur de mélodies" est initialisé à 1 lors de la première mise sous tension. Ce registre est incrémenté après chaque brossage terminé, quand la musique retentit. Si la valeur contenue dans ce registre est supérieur à 9 , il est remis à 1, car il y a neuf mélodies différentes dans cette forme de réalisation de l'invention. Lorsque l'appareil est au repos pendant plus d'une minute, c'est-à-dire que le détecteur de mouvement n'envoie pas de signal, le système se met dans l'état d'attente pour éviter de gaspiller l'énergie des piles, jusqu'à la mise en marche suivante.
Le programme est résident en ROM, ainsi que les tables de mélodie. Il y en a 9. Les registres compteur de mélodies à une longueur de 4 bits , le compteur de mouvements a une longueur de 12 bits, le compteur d'inactivité a une longueur de 16 bits. La longueur de mot du LC 5732 est de 4 bits. -
Il est à remarquer que les paramètres de 400 et 25 coups de brosse mentionnés ci-avant sont parfaitement arbitraires et peuvent être changés suivant les besoins.
EXEMPLE 2
Le tennis. Le ou les détecteurs peuvent être incorporés ou adaptés dans ou sur la raquette; ils peuvent aussi être fixés sur le corps du joueur, par exemple au poignet actif du joueur, éventuellement un autre point du corps du joueur, par exemple à la cheville si le nombre de pas doit être compté.
On peut utiliser sur la raquette un, deux ou plus de deux groupes de capteurs, chaque groupe de capteurs comprenant au moins deux capteurs de sensibilités différentes telles que le premier capteur enregistrera le nombre de mouvements du bras du joueur, que la balle soit rattrapée ou non par lui, tandis que le second capteur, moins sensible, n'enregistrera que le nombre de balles renvoyées à l'adversaire.
Un filtrage effectué sur le signal électrique ou mécanique fourni par le capteur permet de sélectionner des réponses rapides ou lentes. Ce filtrage peut également être effectué par un logiciel approprié dans le cas de l'utilisation d'un microcalculateur.
Les accéléromètres par exemple à quartz, délivrant un signal linéaire quantifiable par un convertisseur analogique-numérique (analog to digital eonverter), peuvent à l'aide d'un microcalculateur ( microcomputer ) convenablement programmé, servir à étudier les différentes contraintes (stresses), accélérations et chocs des articulations, os et membres. Ce genre d'étude intéresse la médecine sportive. Les entraînements intensifs peuvent également utiliser ces dispositifs pour quantifier les efforts et être alerté en cas de dépassement de certaines limites .
L'emploi de cellules photo-électriques, d'accéléromè¬ tres et capteurs à quartz, de pastilles piézo¬ électriques notamment, permet d'atteindre une gamme étendue de sensibilités, d'alléger les dispositifs et d'accroître la robustesse des réalisations.
EXEMPLE 3
Les sports. L'invention intéresse tant les sportifs que leurs entraîneurs, permettant de mesurer l'effort et par conséquent de le contrôler; les capteurs seuls ou l'appareil tout entier peuvent, dans le cas du cyclisme, être fixés à la jambe du cycliste ou au pédalier de la bicyclette.
Pour d'autres sports comme la natation, le jogging, l'escrime, la boxe, l'aviron et en général tout sport faisant fonctionner les membres, l'invention permet de mesurer l'effort par le comptage du nombre de mouvements et par un signal sonore ou autre , de permettre aux uns de poursuivre leur effort jusqu'à ce que retentisse ce signal. tandis que que pour les autres, il les informera que l'effort à ne pas dépasser est atteint. Pour les convalescents, de telles informations sont utiles, voire indispensables et, en outre, un signal sonore assorti d'un signal lumineux pouvant être clignotant, peut faciliter la surveillance des patients par le personnel mécical et hospitalier.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et que bien des modifications peuvent être apportées au genre, au nombre, aux formes et aux dimensions des éléments intervenant dans sa réalisation, sans pour cela sortir du cadre des revendications suivantes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Détecteur piézo-électrique (20) de mouvements d'un support sur lequel il est fixé, comprenant au moins un élément piézo-électrique (26, 27) muni d'électrodes (28) et solidaire d'une enceinte fermée (31) et une masselotte (25) enfermée de manière mobile dans ladite enceinte ( 31 ) , masselotte (25) qui en se déplaçant émet des chocs qui se transmettent à l'élément piezo-électrique (24) et produit des impulsions électriques sur les électrodes de ce dernier, caractérisé en ce que le ou les éléments piézo-électriques (26, 27) sont fixés à l'intérieur de l'enceinte (31 ) et reçoivent l'impact de la masselotte (25).
2. Détecteur piézo-électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est du type de celui utilisé dans un haut-parleur piézo-électrique.
3. Détecteur piézo-électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément piézo-électrique (26, 27) constitue une partie de l'enceinte.
4. Détecteur piézo-électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes , comportant un appareil enregistreur des mouvements détectés, caractérisé en ce que celui-ci est constitué d'un micro-calculateur (18) du type LC 5732.
5. Détecteur piézo-électrique, caractérisé en ce que l'élément piézo-électrique (26, 27) est une galette piézo¬ électrique (24) telle qu'utilisée dans les haut-parleurs piézo-électriques, dont un élément céramique (29) est entaillé et dont le support de laiton (30) est replié en équerre de manière à former deux éléments sensibles (26, 27) à angle droit.
6. Brosse à dents comportant un détecteur piézo-électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes.
EP87901318A 1986-02-28 1987-03-02 Detecteur piezo-electrique de mouvements comportant un appareil enregistreur des mouvements detectes Withdrawn EP0259384A1 (fr)

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930001165Y1 (ko) * 1989-05-24 1993-03-13 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 가속도 센서
FR2697628B1 (fr) * 1992-10-29 1995-02-03 Sextant Avionique Capteur d'une grandeur physique orientée.
FR2724297A1 (fr) * 1994-09-12 1996-03-15 Graziano Angelo Brosse a dents avec systeme electronique et mecanique de quantification du nombre precis de va-et-vient pendant le brossage
US6536068B1 (en) * 1999-12-29 2003-03-25 Gillette Canada Company Toothbrushing technique monitoring
FR2832298B1 (fr) * 2000-09-20 2004-02-20 Audians Dispositif de brossage de dents
US10903608B1 (en) 2019-08-27 2021-01-26 International Business Machines Corporation Multi-directional motion monitoring of plugged electrical connector

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3911388A (en) * 1973-09-21 1975-10-07 Houston Products And Services Accelerometer
FR2535060B1 (fr) * 1982-10-22 1985-05-31 Antivols Simplex Sa Detecteur piezo-electrique
DE3309687A1 (de) * 1983-03-18 1984-09-20 Thomas 3012 Langenhagen Horch Elektrische zahnbuerste
JPS60244863A (ja) * 1984-05-21 1985-12-04 Toyota Motor Corp 衝撃検知器
EP0171848A1 (fr) * 1984-07-26 1986-02-19 Universite Catholique De Louvain Dispositif détecteur de mouvements et appareil enregistreur des mouvements détectes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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