FR3077991A1 - Procede de parametrage d'un dispositif de controle d'un actionneur de planche de sport, dispositif de controle et planche de sport correspondants - Google Patents

Procede de parametrage d'un dispositif de controle d'un actionneur de planche de sport, dispositif de controle et planche de sport correspondants Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de paramétrage d'un dispositif de contrôle mettant en œuvre une loi de commande d'un actionneur monté sur une planche de sport, la loi de commande recevant des informations d'au moins un capteur en données d'entrée, le dispositif de contrôle comportant un module de communication avec une interface (60), le procédé comportant une modification de la loi de commande en fonction d'au moins un paramètre (45) réglable sur l'interface (60). L'invention concerne également un dispositif de contrôle et une planche de sport mettant en œuvre un tel procédé.

Description

PROCEDE DE PARAMETRAGE D'UN DISPOSITIF DE CONTROLE D'UN ACTIONNEUR DE PLANCHE DE SPORT, DISPOSITIF DE CONTROLE ET PLANCHE DE SPORT CORRESPONDANTS
1. Domaine de l'invention
L'invention concerne le domaine des planches de sport telles les skateboards, les trottinettes, les surfs nautiques, les wakeboards ou les paddles selon les termes anglo-saxons communément employés. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de paramétrage d'un dispositif de contrôle d'un actionneur monté sur une planche de sport, un dispositif de contrôle d'un actionneur monté sur une planche de sport et une planche de sport équipé d'un tel dispositif de contrôle.
2. Art antérieur
Afin d'augmenter les capacités des planches de sport, les fabricants y intègrent des composants électroniques. Ainsi, les planches de sport sont par exemple équipées d'actionneurs électriques de propulsion comme des moteurs ou des hélices, d'actionneurs électriques de freinage ou d'actionneurs d'éclairage. De telles planches de sport sont également équipées d'un dispositif de contrôle mettant en œuvre des lois de commande des actionneurs, les lois de commande recevant des informations de capteurs en données d'entrée.
Cependant, pour une planche donnée, les lois de commande sont figées. Or un utilisateur enfant et un utilisateur adulte n'ont pas la même utilisation de la planche ; par exemple, un enfant ne se positionne pas de la même manière sur une planche qu'un adulte pour trouver une position d'équilibre. Par ailleurs, un utilisateur, au cours de sa progression sportive, pourrait souhaiter un fonctionnement différent de la planche ; par exemple, en prenant de l'assurance, il pourrait souhaiter augmenter la vitesse maximale de la propulsion. Les planches de sport actuelles ne permettent pas une adaptation simple et ergonomique du fonctionnement des équipements électroniques de la planche suivant les souhaits de l'utilisateur.
3. Objectifs de l'invention
L'invention propose une solution visant à pallier les inconvénients précités. En particulier, l'invention propose une solution permettant à un utilisateur de planche sportive de modifier les lois de commande des actionneurs équipant la planche.
4. Résumé de l'invention
L'invention concerne un procédé de paramétrage d'un dispositif de contrôle mettant en œuvre une loi de commande d'un actionneur monté sur une planche de sport, la loi de commande recevant des informations d'au moins un capteur en données d'entrée, le dispositif de contrôle comportant un module de communication avec une interface, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte une modification de la loi de commande en fonction d'au moins un paramètre réglable sur l'interface. Un tel procédé permet à un utilisateur de la planche de personnaliser le fonctionnement de la planche de manière simple et ergonomique.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'au moins un paramètre réglable est une borne inférieure ou supérieure de puissance délivrée à 1'actionneur par la loi de commande. Ceci permet par exemple à un utilisateur de régler la puissance de propulsion de la planche en fonction de son niveau. En effet, pour un utilisateur de niveau débutant, la plage de puissances sera réglée plutôt dans des valeurs basses afin de limiter les risques d'accident. Pour un utilisateur de bon niveau, la plage de puissances sera réglée plutôt dans des valeurs élevées afin de favoriser les sensations de vitesse et d'accélération.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'au moins un paramètre réglable est le profil de variation de la loi de commande. Par exemple, pour une loi de commande d'un actionneur de propulsion, les profils de variation suivants peuvent être sélectionnés : une relation linéaire, une relation parabolique ou une relation exponentielle entre les données d'entrée et la puissance délivrée à 1 'actionneur.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'au moins un paramètre réglable est l'activation ou la désactivation de 1'actionneur commandé par la loi de commande. L'activation ou la désactivation de 1'actionneur permet de choisir entre une utilisation de la planche avec assistance électronique ou une utilisation traditionnelle sans électronique. La désactivation de 1'actionneur permet par exemple d'économiser les batteries alimentant les composants électriques.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'au moins un paramètre réglable est l'activation ou la désactivation de l'au moins un capteur fournissant les données d'entrée de la loi de commande. Ceci permet à l'utilisateur de rendre active ou non la zone de la planche sur laquelle se situe le capteur. Par exemple, si l'utilisateur souhaite que la zone sur laquelle se situe le capteur soit désactivée de sorte que lorsqu'il appuie sur cette zone, aucune action particulière ne soit effectuée par
1' actionneur, l'utilisateur désactive le capteur.
Selon une réalisation particulière de l'invention, la planche de sport comportant un capteur ou un ensemble de capteurs sur sa surface, la surface comportant une zone de capteur activée et une zone de capteur désactivée, l'au moins un paramètre réglable est l'étendue de la zone de capteur activée. Ceci permet par exemple un réglage de la zone de capteur activée en fonction de la taille de l'utilisateur. Pour un utilisateur de petite taille, la zone de capteur activée se situera plutôt au centre de la planche tandis que pour un utilisateur de grande taille, la zone de capteur activée se situera plutôt en périphérie de la planche, à proximité de l'extrémité avant ou de l'extrémité arrière.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'information délivrée par l'au moins un capteur est une détection de présence, une information de position, de déplacement, de force, de vitesse ou d'accélération. Ceci permet à l'utilisateur de commander 1'actionneur par une gestuelle intuitive et ergonomique au cours de l'utilisation de la planche.
L'invention concerne également un dispositif de contrôle mettant en œuvre une loi de commande d'un actionneur monté sur une planche de sport, la loi de commande recevant des informations d'au moins un capteur en données d'entrée, le dispositif de contrôle comportant un module de communication avec une interface, le dispositif de contrôle étant caractérisé en ce qu'il comporte un module de paramétrage connecté à l'interface opérant une modification de la loi de commande en fonction d'au moins un paramètre réglable sur l'interface.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'actionneur est un moteur, une hélice, une turbine ou un frein.
L' invention concerne également une planche de sport caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de contrôle tel que défini précédemment.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'au moins un capteur est monté sur la planche de sport.
Selon une réalisation particulière de l'invention, la planche de sport est un skateboard, une trottinette ou une planche nautique.
1. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages innovants ressortiront de la description ci-après, fournie à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins
annexés, dans lesquels :
- La figure 1 représente une vue schématique de
côté d'un skateboard selon un mode de réalisation de
1'invention /
- La figure 2 représente une vue schématique de
dessus du skateboard de la figure 1 ;
La figure 3 représente un diagramme en bloc du fonctionnement partiel du dispositif de contrôle d'actionneurs du skateboard de la figure 1 ;
La figure 4 représente schématiquement une interface permettant le réglage de paramètres dont dépendent les lois de commande du dispositif de contrôle de la figure 3 ;
La figure 5 représente une vue schématique de derrière d'une trottinette selon un mode de réalisation de l'invention ;
Les figures 6 à 8 représentent schématiquement un sportif sur un surf nautique selon un mode de réalisation de l'invention, dans différentes phases d'utilisation du surf.
6. Description détaillée
Les figures 1 et 2 représentent une planche de sport et plus particulièrement un skateboard 1 selon un mode de réalisation de l'invention. Le skateboard 1 comporte quatre roues, dont deux roues arrière 51 représentées sur la gauche des figures et deux roues avant 52 représentées sur la droite des figures. Dans l'exemple, les roues arrière 51 sont actionnées par un premier actionneur 2, en l'occurrence un moteur. Le premier actionneur 2 est commandé par un boîtier de commande contrôlé par un dispositif 4 de contrôle. Selon des variantes, la planche de sport comporte une ou plusieurs roues motrices, à l'avant ou à l'arrière. L'actionneur 2 est par exemple un moteur inwheel selon le terme anglosaxon communément employé ou un moteur à courroie.
Le skateboard 1 est également équipé d'autres actionneurs non visibles sur les figures parmi lesquels un frein permettant de freiner les roues arrière et une lampe permettant d'éclairer l'avant ou l'arrière du skateboard. Le dispositif 4 de contrôle commande aussi ces autres actionneurs.
En outre, le skateboard 1 comporte des capteurs sur sa surface 10 supérieure, aux emplacements dédiés aux pieds du sportif utilisant le skateboard, parmi lesquels un capteur linéaire arrière 3A, un capteur linéaire avant 3B et trois capteurs centraux 3C, 3D, 3E.
Le capteur linéaire arrière 3A permet de repérer une position sur une portion arrière de la surface 10 supérieure, la portion arrière de la surface comportant une zone de capteur activée 31A et une zone de capteur désactivée 32A. En variante, le capteur linéaire arrière peut être remplacé par un ensemble de capteurs répartis sur la surface 10 de manière à la graduer. Chaque capteur de l'ensemble de capteurs est par exemple un capteur de force. Pour obtenir une information de position du pied du sportif exerçant une force sur des capteurs identifiables de la zone de capteur activée 31A, un traitement des données de l'ensemble de capteurs est effectué.
De manière analogue, le capteur linéaire avant 3B permet de repérer une position sur une portion avant de la surface 10 supérieure, la portion avant de la surface comportant une zone de capteur activée 31B et une zone de capteur désactivée 32B. En variante, le capteur linéaire avant peut être remplacé par un ensemble de capteurs répartis sur la surface 10 de manière à la graduer. Chaque capteur de l'ensemble de capteurs est par exemple un capteur de force. Pour obtenir une information de position du pied du sportif exerçant une force sur des capteurs identifiables de la zone de capteur activée 31B, un traitement des données de l'ensemble de capteurs est effectué.
Les capteurs centraux 3C, 3D, 3E sont par exemple des capteurs de force. Ces capteurs permettent de détecter un appui du sportif sur chaque emplacement de capteur central.
En variante, d'autres types de capteurs peuvent être utilisés comme des capteurs de position rectiligne, des capteurs d'inclinaison du sportif, des capteurs optiques, des capteurs de vitesse ou d'accélération. Les capteurs peuvent également prendre la forme d'une plaque PCB de circuit imprimé comportant un découpage en zones. Les informations obtenues à partir de ces capteurs peuvent être une détection de présence, une information de position, de déplacement, d'inclinaison, de force, de vitesse ou d'accélération.
La figure 3 représente un diagramme en bloc du fonctionnement du dispositif 4 de contrôle des actionneurs du skateboard. Le dispositif 4 de contrôlé envoie à chacun des actionneurs une commande 43 dédiée. Ainsi, la commande
CdeF est dédiée au frein, la commande CdeM est dédiée au moteur et la commande CdeL est dédiée à la lampe. Le dispositif 4 de contrôle reçoit les signaux 40 des différents capteurs. Ainsi, le signal A est reçu du capteur linéaire arrière 3A, le signal B est reçu du capteur linéaire avant 3B, le signal C est reçu du capteur central C, le signal D est reçu du capteur central D et le signal E est reçu du capteur central E.
Le dispositif 4 de contrôle comporte des modules de traitement 41 traitant au moins un signal 40 pour obtenir une information 42. Ainsi, un premier module de traitement traite le signal A pour obtenir une information Position a correspondant à la position du pied du sportif exerçant une force sur la zone de capteur activée 31A, un deuxième module de traitement traite le signal B pour obtenir une information Position b correspondant à la position du pied du sportif exerçant une force sur la zone de capteur activée 31B, un troisième module de traitement traite le signal C pour obtenir une information Appui c de détection d'un appui du sportif sur l'emplacement du capteur central C, un quatrième module de traitement traite le signal D pour obtenir une information Appui d de détection d'un appui du sportif sur l'emplacement du capteur central D et un cinquième module de traitement traite le signal E pour obtenir une information
Appui e de détection d'un appui du sportif sur l'emplacement du capteur central E.Le dispositif 4 de contrôle comporte des modules de commande 44 mettant en œuvre des lois de commande pour déterminer au moins une commande 43 à partir d'au moins une information 42 en données d'entrée. Ainsi, un premier module de commande met en œuvre la loi de commande L1 pour déterminer la commande CdeF à partir de l'information Position a, un deuxième module de commande met en œuvre la loi de commande L2 pour déterminer la commande CdeM à partir de l'information Position b, un troisième module de commande met en œuvre la loi de commande L3 pour déterminer la commande CdeM à partir de l'information Appui c et de la commande calculée par la loi de commande L2, un quatrième module de commande met en œuvre la loi de commande L4 pour déterminer les commandes CdeM et CdeF à partir de l'information Appui d et des commandes calculées par les lois L1 et L2 et un cinquième module de commande met en œuvre la loi de commande L5 pour déterminer la commande CdeL à partir de l'information Appui e. Dans l'exemple, la loi de commande L1 calcule le freinage des roues arrière avec un profil f de variation correspondant à une relation affine entre la position du pied du sportif sur la zone de capteur activée 31A et l'intensité du freinage, la loi de commande L2 calcule une puissance d'accélération à fournir aux roues arrière avec un profil f' de variation correspondant à une relation affine entre la position du pied du sportif sur la zone de capteur activée 31B et la puissance fournie par le moteur aux roues arrière, la loi de commande L3 commande une coupure du moteur et un passage en roues libres en cas d'appui sur l'emplacement du capteur C, la loi de commande L4 commande un arrêt d'urgence en cas d'appui sur l'emplacement du capteur D avec arrêt du moteur et freinage des roues arrière et la loi L5 commande l'allumage de la lampe avec changement d'état de la lampe en cas d'appui sur l'emplacement du capteur E.
Le dispositif 4 de contrôle reçoit des valeurs de paramètres 45 de la part d'un module de paramétrage 7. Le dispositif 4 de contrôle modifie les lois de commandes en fonction des paramètres 45. Ainsi, la loi de commande L1 est définie par une relation affine entre la donnée d'entrée Position a et la donnée de sortie CdeF dont les paramètres sont par exemple une abscisse minimum amin, une abscisse maximum amax, une ordonnée ou borne minimum fmin et une ordonnée ou borne maximum fmax. De même, la loi de commande L2 est définie par une relation affine f' entre la donnée d'entrée Position b et la donnée de sortie CdeM dont les paramètres sont par exemple une abscisse minimum bmin, une abscisse maximum bmax, une ordonnée ou borne minimum f'min et une ordonnée ou borne maximum f'max. Les lois de commande L3, L4 et L5 ont pour paramètre l'activation (ON) ou la désactivation (OFF) des capteurs respectivement C, D et E.
En variante, les informations de position du pied peuvent être remplacées par une information d'inclinaison avant ou arrière du sportif. L'inclinaison avant fournissant une donnée d'entrée pour l'accélération et l'inclinaison arrière fournissant une donnée d'entrée pour le freinage.
En variante, les paramètres sont une borne inférieure ou supérieure de puissance, d'intensité ou de tension délivrée à un actionneur par la loi de commande, un profil de variation de la loi de commande en fonction de la variation des données d'entrée tel un profil parabolique ou exponentiel, l'activation ou la désactivation d'un actionneur ou d'un capteur, ou encore l'étendue de la zone de capteur activée.
On prévoit également la possibilité de désactiver un capteur et de transférer la commande d'un actionneur à une •max λ min f
ON/OFF dont dépendent les lois de de contrôle de la fiaure 3.
une interface 60 f b Lmax/ Mnin<
commande par exemple un écran
Le module de comporte un module de module télécommande .
La figure 4 représente le réglage des paramètres amin, -1- max i dispositif distante ou filaire, 6 ou une télécommande, dispositif 4 de contrôle avec l'interface 60. Le exemple un module Bluetooth, ondes O de communication.
La figure 5 représente trottinette 1' selon un mode de permettant b f ' Mnax/ -1- min λ
L1 à L5 du
L'interface 60 est de téléphone mobile paramétrage 7 du communication de communication est par WIFI ou NRF24L01 émettant des une vue de derrière d'une réalisation de l'invention.
A l'instar du skateboard 1, la trottinette est équipée d'une roue arrière 51' actionnée par un moteur et freinée par un frein. Le moteur et le frein sont commandés par un dispositif de contrôle. Dans l'exemple, la trottinette 1' comporte un premier capteur 3A' de freinage et un deuxième capteur 3B' d'accélération, les capteurs permettent par exemple de repérer la position des pouces respectivement gauche et droit du sportif utilisant la trottinette. Les capteurs 3A' et 3B'
fournissent les données d' entrée des lois de commande du
moteur et du frein. En variante, les capteurs sont
positionnés sur la surface supérieure de la planche de la
trottinette 1' .
Les figures 6 à 8 représentent schématiquement un
sportif sur une planche nautique 1' ' et plus particulièrement un surf selon un mode de réalisation de l'invention, dans différentes phases d'utilisation du surf. Le surf est équipé d'un aileron ou d'un foil 11''. Le surf comporte également une hélice 2'' placée au niveau de l'aileron ou du foil. Le surf comporte en outre un capteur linéaire 3'' définissant une zone de capteur activée 31'' et une zone de capteur désactivée 32''. L'hélice 2'' constitue un actionneur commandé par une loi de commande mise en œuvre par un dispositif de contrôle. Le capteur linéaire 3'' fournit les données d'entrée de la loi de commande de l'hélice 2' ' . Lorsque le surfer exerce un appui sur la zone de capteur activée 31'', l'hélice 2' ' est mise en marche. En cas d'arrêt de l'appui, l'hélice 2' ' ne reçoit plus de puissance. La communication entre capteur, dispositif de contrôle et actionneur peut être réalisée par voie ultrasonore.
La figure 6 représente une phase dans laquelle le surfer commence à prendre la vague. Il exerce alors une pression sur la zone de capteur activée 31'' pour se redresser. Dans ce geste, il commande la mise en marche de l'hélice qui lui fournit une propulsion supplémentaire dans le sens de la vague pour l'aider à prendre la vague. La figure 7 représente la phase suivante dans laquelle le surfer est en train de se mettre debout sur sa planche de surf. Le surfer continue de prendre appui sur la zone de capteur activée 31'', aussi, l'hélice est-elle maintenue en marche. La figure 8 représente le surfer debout sur sa planche en train de surfer la vague. Son pied avant est placé sur la zone de capteur désactivée 32'', la zone de capteur activée 31'' n'est le siège d'aucun appui, aussi l'hélice 2' ' ne reçoit-elle plus de puissance et le surfer termine de surfer la vague sans propulsion, comme il le ferait avec une planche classique.
En variante, l'hélice peut être remplacée par une turbine ou une hélice tractrice ou propulsive suivant l'orientation de l'hélice vers l'avant ou vers l'arrière de la planche. Avec un moteur suffisamment puissant, le surfer peut utiliser son surf sur un plan d'eau sans vague et utiliser son surf comme un moyen de déplacement ou de promenade. La position des pieds du surfeur constitue les données d'entrée pour les lois de commande du moteur conformément à ce qui a été décrit pour le skateboard.
En variantes, l'invention peut être appliquée à d'autres types de planches de sport comme les wakeboards ou 5 les paddles.
L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que la personne de l'art est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de 10 l'invention, en associant par exemple les différentes caractéristiques ci-dessus prises seules ou en combinaison, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de paramétrage d'un dispositif (4) de contrôle mettant en œuvre une loi de commande (L1-L5) d'un actionneur (2, 2'') monté sur une planche de sport, la loi de commande (L1-L5) recevant des informations (42) d'au moins un capteur (3A-3E, 3A', 3B',3'') en données d'entrée, le dispositif (4) de contrôle comportant un module de communication avec une interface (60), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte une modification de la loi de commande (L1-L5) en fonction d'au moins un paramètre (45) réglable sur l'interface (60).
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un paramètre (45) réglable est une borne inférieure (fmin, f'min) ou supérieure (fmax, f'max) de puissance délivrée à l'actionneur (2, 2'') par la loi de commande (L1-L5).
  3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins un paramètre (45) réglable est le profil (f, f') de variation de la loi de commande (L1-L5).
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins un paramètre (45) réglable est l'activation ou la désactivation de 1'actionneur commandé par la loi de commande.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins un paramètre (45) réglable est l'activation (ON) ou la désactivation (OFF) de l'au moins un capteur (3A-3E, 3A', 3B',3'') fournissant les données d'entrée de la loi de commande (L1-L5).
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, la planche de sport comportant un capteur ou un ensemble de capteurs (3A, 3B, 3'') sur sa surface (10), la surface (10) comportant une zone de capteur activée (31A, 31B, 31'') et une zone de capteur désactivée (32Ά, 32B, 32''), l'au moins un paramètre réglable (45) est l'étendue de la zone de capteur activée (31A, 31B, 31'').
  7. 7. Dispositif (4) de contrôle mettant en œuvre une loi de commande (L1-L5) d'un actionneur (2, 2'') monté sur une planche de sport, la loi de commande (L1-L5) recevant des informations (42) d'au moins un capteur (3A-3E, 3A',
    3B',3'') en données d'entrée, le dispositif (4) de contrôle comportant un module de communication avec une interface (60), le dispositif (4) de contrôle étant caractérisé en ce qu'il comporte un module de paramétrage (7) connecté à l'interface (60) opérant une modification de la loi de commande (L1-L5) en fonction d'au moins un paramètre (45) réglable sur l'interface (60).
  8. 8. Dispositif (4) de contrôle selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'actionneur est un moteur, une hélice, une turbine ou un frein.
  9. 9. Planche de sport caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif (4) de contrôle selon la revendication 7 ou 8.
  10. 10. Planche de sport selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle est une planche à roulettes (skateboard) (1), une trottinette (1') ou une planche nautique (1'').
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