FR3092498A1

FR3092498A1 - Dispositif permettant de déterminer une ou des caractéristiques d’un appui ou choc

Info

Publication number: FR3092498A1
Application number: FR1901360A
Authority: FR
Inventors: Stéphane DEGONDE
Original assignee: Ludhealth
Current assignee: Ludhealth
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2020-08-14
Anticipated expiration: 2039-02-12
Also published as: FR3092498B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif de détermination de caractéristique(s) d’un appui ou d’un choc, qui comprend un support (1), un corps déformable (2) principal destiné à recevoir ledit appui ou choc, et apte à reprendre sa forme initiale à l'état non sollicité. Le dispositif de détermination comprend aussi :- un dispositif (3) structurant, rigide par rapport au corps déformable principal, couplé au corps déformable principal ;- un système déformable (4) secondaire, qui est disposé entre le support et le dispositif structurant (3), et qui est apte à reprendre sa forme initiale à l'état non sollicité ;- des capteurs d’effort (6) interposés entre la platine support et le système déformable secondaire ;- une unité de pilotage (17) configurée pour déterminer au moins une caractéristique d’un appui ou d’un choc appliqué audit corps déformable principal, en fonction des données mesurées par au moins l’un des capteurs d’effort. Figure pour l’abrégé : Fig. 5

Description

Dispositif permettant de déterminer une ou des caractéristiques d’un appui ou choc

La présente invention concerne de manière générale les dispositifs permettant de déterminer une ou des caractéristiques d’un appui ou choc.

On connait de l’état de la technique et notamment du document WO2012066294, un dispositif de mesure de la puissance d’un impact (choc) sur le dispositif.

Il est cependant souhaitable de pouvoir proposer un dispositif permettant de caractériser de manière plus fiable et plus précise un appui ou un choc appliqué au dispositif.

A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de détermination d’au moins une caractéristique d’un appui ou d’un choc, tel qu'un coup de poing d’un utilisateur, le dispositif de détermination comprenant :
- un support,
- un corps déformable principal, tel qu’une mousse, qui est destiné à recevoir ledit appui ou choc, et qui est apte à reprendre sa forme initiale à l'état non sollicité,
caractérisé en ce que le dispositif de détermination comprend en outre :
- un dispositif structurant, rigide par rapport au corps déformable principal, ledit dispositif structurant étant couplé au corps déformable principal ;
- un système déformable secondaire, par exemple de type mousse EPDM, qui est disposé entre le support et le dispositif structurant, et qui est apte à reprendre sa forme initiale à l'état non sollicité ;
- des capteurs d’effort interposés entre la platine support et le système déformable secondaire ;
- une unité de pilotage, telle qu’un microcontrôleur, configurée pour déterminer au moins une caractéristique d’un appui ou d’un choc appliqué audit corps déformable principal, en fonction des données mesurées par au moins l’un des capteurs d’effort.

Le dispositif peut aussi comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises dans toute combinaison techniquement admissible.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, le dispositif structurant comprend :
- une partie principale, qui s’étend au moins en partie à l’intérieur du corps déformable principal, et
- des parties, appelées pattes, chacune liée ou aptes à venir en contact avec ladite partie principale et s’étendant au moins en partie à l’extérieur du corps déformable principal.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, chaque patte est montée coulissante sur au moins une partie d’un axe, appelé axe de guidage, qui s’étend sensiblement orthogonalement au plan moyen du support.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, chaque patte s’étend en débord du corps déformable principal.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, le système déformable secondaire comprend, pour chaque patte, un élément déformable, de préférence un bloc de mousse, distinct d’un autre élément déformable associé à une autre patte, ledit élément déformable étant interposé entre ladite patte et l’un desdits capteurs d’effort.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, chaque élément déformable associé à une patte est traversé par un axe de guidage de ladite patte.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, la partie principale du dispositif structurant présente une forme annulaire.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, le dispositif de détermination comprend aussi un système d’écartement configuré pour, à l’état non sollicité du corps déformable principal, maintenir écarté le système déformable secondaire par rapport aux capteurs d’effort, tout en permettant que, à l’état sollicité du corps déformable principal, le système déformable secondaire touche l’un ou plusieurs des capteurs d’effort.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, le corps déformable principal présentant un axe central orthogonal au plan moyen du support, lesdits capteurs d’effort comprennent plusieurs capteurs d’effort, espacés régulièrement, par exemple trois capteurs écartés de 120°, les uns des autres, autour dudit axe central, à ou au voisinage de la périphérie du corps déformable principal.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, suite à un appui ou choc appliqué au corps déformable principal, l’unité de pilotage est configurée pour :
- déterminer l’ordre dans lequel les capteurs d’effort ont été sollicités, et
- déterminer la position et/ou la force dudit appui ou choc appliqué sur le corps déformable, en fonction dudit ordre de sollicitation des capteurs d’effort.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels :

est une vue de dessus d’un dispositif de détermination de caractéristique(s) d’un appui ou choc selon un mode de réalisation de l’invention ;

est une vue en éclaté du dispositif de la figure 1 ;

est une vue en perspective et en coupe d’une partie du dispositif de la figure 1 selon un plan orthogonal à la platine support et passant par le centre de la platine support ;

est une vue en perspective d’une partie du dispositif de la figure 1 montrant une oreille de la platine support qui reçoit un bloc de mousse monté sur un axe de guidage, le dispositif structurant et le corps déformable principal n’étant pas représentés, un capteur d’effort positionné entre le bloc de mousse et l’oreille de la platine support étant schématisé ;

est une vue schématique en coupe d’un dispositif conforme à l’invention, par exemple celui de la figure 1, dans une configuration dite de repos, c'est-à-dire à l’état non sollicité du corps déformable principal ;

est une vue schématique en coupe d’un dispositif conforme à l’invention, par exemple celui de la figure 1, dans une configuration sollicitée du fait d’un appui ou choc entrainant une déformation du corps déformable principal de sorte qu’un premier capteur est sollicité par le bloc de mousse en regard duquel il est positionné, tandis qu’un deuxième capteur n’est pas encore sollicité ;

est une vue schématique en coupe d’un dispositif conforme à l’invention, par exemple celui de la figure 1, dans une configuration sollicitée du fait d’un appui ou choc entrainant une déformation du corps déformable principal de sorte qu’un premier capteur et un deuxième capteur sont sollicités par les blocs de mousse en regard desquels ils sont positionnés.

Le concept de l'invention est décrit plus complètement ci-après avec référence aux dessins joints, sur lesquels des modes de réalisation du concept de l'invention sont montrés. Sur les dessins, la taille et les tailles relatives des éléments peuvent être exagérées à des fins de clarté. Des numéros similaires font référence à des éléments similaires sur tous les dessins. Cependant, ce concept de l'invention peut être mis en œuvre sous de nombreuses formes différentes et ne devrait pas être interprété comme étant limité aux modes de réalisation exposés ici. Au lieu de cela, ces modes de réalisation sont proposés de sorte que cette description soit complète, et communiquent l'étendue du concept de l'invention aux hommes du métier.

Une référence dans toute la spécification à « un mode de réalisation » signifie qu'une fonctionnalité, une structure, ou une caractéristique particulière décrite en relation avec un mode de réalisation est incluse dans au moins un mode de réalisation de la présente invention. Ainsi, l'apparition de l'expression « dans un mode de réalisation » à divers emplacements dans toute la spécification ne fait pas nécessairement référence au même mode de réalisation. En outre, les fonctionnalités, les structures, ou les caractéristiques particulières peuvent être combinées de n'importe quelle manière appropriée dans un ou plusieurs modes de réalisation.

Aspects généraux

L’invention peut être mise en œuvre pour différentes applications, telles que l’entrainement pour la pratique d’un sport, tel qu’un sport de combat, ou encore dans le cadre d’une activité médicale ou de loisir.

Le dispositif permet de déterminer au moins une caractéristique d’un appui ou d’un choc appliqué au dispositif lorsque cet appui ou choc est exercé avec une force d’une valeur supérieure à une valeur minimale donnée, par exemple 1,47 newton (c'est-à-dire environ 0,150 kilogramme-force).

La description est réalisée ci-après dans le cadre d’un appui (contact ou pression/enfoncement) ou choc (ou impact) appliqué au dispositif de détermination, tel qu'un coup de poing porté par un utilisateur, c'est-à-dire une sollicitation appliquée au dispositif de détermination qui va jusqu’à solliciter le système de capteurs présenté ci-après. La description s’applique donc aussi à différents types d’appui ou choc, tel que l’appui ou choc résultant d’une personne qui marche sur le dispositif lorsque celui-ci est au sol.

Le dispositif de détermination permet ainsi de déterminer une caractéristique du choc ou appui, telle que sa détection, i.e. de déterminer qu’un évènement correspondant à un appui ou choc s’est produit. Selon un aspect particulier, le dispositif de détermination permet de déterminer la position de l’appui ou du choc au niveau du dispositif, c'est-à-dire l’endroit du corps déformable principal (présenté ci-après) où l’appui ou choc a été appliqué.

Selon un aspect particulier, le dispositif de détermination permet de déterminer la puissance ou force de l’appui ou du choc. On peut prévoir que le dispositif permette de déterminer tout ou partie de ces caractéristiques.

Dans la suite de la description, le dispositif est considéré comme étant fixé à un mur de sorte que la partie "arrière" du dispositif correspond à la partie du dispositif destinée à être orientée vers le mur, et la partie "avant" du dispositif correspond à la partie destinée à être orientée du côté opposé au mur et en regard de laquelle l’utilisateur est destiné à se positionner. Bien entendu, la description s’applique aussi comme rappelé ci-dessus à un positionnement autre du dispositif, tel qu’un positionnement au sol du dispositif ou sur une chaise ou dans les mains de l’utilisateur.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures, le dispositif de détection comprend un support 1 qui se présente sous la forme générale d’une platine. Le support 1 est ainsi appelé platine support par la suite. Selon un aspect avantageux, la platine support 1 comprend des moyens de fixation permettant sa fixation au mur, tels que des orifices 12 de passage de vis.

Platine support

Dans l'exemple illustré aux figures, la platine support 1 comprend une partie principale, appelée partie centrale 10, de forme générale circulaire. La platine support comprend aussi des partie auxiliaires 11, appelées oreilles, réparties autour de la partie centrale10.

Lesdites oreilles 11 sont de préférence réparties régulièrement autour de la partie principale 10. Autrement dit, les oreilles sont angulairement espacées les unes des autres de manière régulière par rapport à l’axe de la partie principale qui passe en son centre, et qui est perpendiculaire à son plan moyen. Dans l'exemple illustré aux figures, la partie principale 10 de la platine support 1 est ainsi munie de trois oreilles 11 qui s’étendent radialement en étant écartées de 120° les unes des autres.

Selon un aspect particulier, chaque oreille 11 est munie d’un système de voyant(s) lumineux 119, visible par un utilisateur, en vue de face du dispositif.

Le système de voyant(s) lumineux 119 peut être piloté par une unité de pilotage 17 présentée ci-après. Le système de voyant(s) lumineux peut être logé dans l’oreille 11. On peut prévoir un système de diffusion 118 configuré pour permettre de diffuser et/ou atténuer la lumière du système de voyant. Le système de diffusion 118 peut ainsi être formé par un système flexible ou souple translucide venant couvrir la face avant de l’oreille 11 correspondante.

Corps déformable principal

Le dispositif comprend un corps déformable 2 principal, qui destiné à recevoir l’appui ou le choc dont une partie de l’effort correspondant va être transmis à l’un ou plusieurs des capteurs en fonction de la localisation dudit appui ou choc et de sa puissance. On comprend que ce corps déformable 2 principal peut ou non être revêtu d’un élément, tel qu’une peau ou couche de protection.

Dans l'exemple illustré aux figures, le corps déformable 2 principal présente une face arrière dont le contour est de forme générale circulaire, ainsi qu’un une face avant qui est concave, de préférence en forme générale de dôme.

Dans l’exemple illustré aux figures, le corps déformable 2 principal est une mousse qui se déforme à l’état sollicité par l’utilisateur, et qui est apte à transmettre sa forme à l'état non sollicité. Il s’agit par exemple d’une mousse polyuréthane.

La suite de la description est réalisée dans le cas particulier d’un corps déformable 2 principal en mousse, mais on comprend que la description s’applique aussi à un dispositif présentant un corps déformable 2 principal en une autre matière. Ainsi, selon une variante, on peut prévoir que le corps déformable 2 principal soit un corps en plastique souple ou mou dont la forme définit, à l’état non sollicité, une chambre/cavité remplie d’un fluide, tel que l’air. Ladite chambre/cavité peut aussi contenir un gel. Le corps déformable 2 principal peut aussi être dans une autre matière que du plastique, par exemple : caoutchouc, silicone, bâche PVC, etc.

Dans l'exemple illustré aux figures, le corps déformable 2 principal présente plusieurs cavités 21, encore appelées alvéoles, ouvertes de préférence en direction de la platine support 1, c'est-à-dire vers l’arrière du dispositif.

Les parties du corps déformable 2 principal qui forment les parois latérales des alvéoles forment des cloisons 22 de séparation des alvéoles. Les alvéoles permettent d’alléger la structure globale du dispositif, de réduire la transmission de vibration au mur, d’atténuer les bruits, et de créer, grâce aux cloisons, un effet ressort (dynamique du dispositif) comme expliqué ci-après en jouant ainsi le rôle d’amortisseur.

Cette structure particulière du corps déformable 2 principal permet de conférer un comportement dynamique à la mousse (effet ressort) tout en réduisant les risques de bruits et vibrations, qui risqueraient d’atténuer la qualité du signal mesuré par un ou plusieurs des capteurs et correspondant à l’appui ou choc appliqué au corps déformable 2 principal.

Selon un aspect particulier, les cavités débouchent sur la face arrière du corps déformable 2 principal. On peut prévoir qu’une plaque 7 ou feuille est interposée entre la face arrière du corps déformable 2 principal et la platine-support 1.

En variante, ledit corps déformable 2 principal peut être un élément fermé entièrement rempli d’un fluide pour autant qu’il soit capable de se déformer et de transmettre au dispositif structurant 3, présenté ci-après, une partie de l’effort correspondant au coup reçu, puis de reprendre sa forme d’origine.

On peut ainsi imaginer que le corps déformable 2 principal se présente sous la forme d’un corps fermé qui comprend une partie principale remplie de fluide (air, gaz, gel ou eau) et une partie auxiliaire destinée à former une chambre de réception du fluide à l’état sollicité du corps déformable 2 principal, cette partie auxiliaire étant configurée pour, à l’état non sollicité, se vider au profit du remplissage de la partie principale du corps déformable 2 principal. Le fluide peut ainsi communiquer entre les parties principale et auxiliaire en fonction de la sollicitation appliquée au corps de frappe.

On peut aussi prévoir que le corps déformable 2 principal soit réalisé sous forme d’un demi-ballon rempli d’air, sans partie auxiliaire. L’impact génère alors une déformation du corps déformable 2 principal par le mouvement de l’air.

Dans l'exemple illustré aux figures, l’air présent dans l’espace, en particulier dans les alvéoles, qui est défini par le corps déformable 2 principal à l’état non sollicité, est destiné à s’échapper hors du corps déformable 2 principal lorsqu’un coup est porté à ce corps de frappe. Puis l’air remplit à nouveau les alvéoles lorsque le corps déformable 2 principal reprend sa forme.

Selon un aspect particulier, des passages de communication fluidique (non représentés) sont ménagés entre les cavités 21 et des passages de communication fluidique 23 sont ménagés sur la face extérieure du corps déformable 2 principal, de préférence notamment à la périphérie de ladite face extérieure du corps déformable 2 principal, pour permettre à l’air de s’échapper et de rentrer dans le corps déformable 2 principal.

Selon un aspect particulier, les cavités 21 sont concentriques, en étant de préférence centrées sur l’axe central A2 du corps déformable 2 principal.

On peut prévoir que le corps déformable 2 principal comprenne des nervure transversales (non représentées) qui relient entre elles des parois d’alvéole, par exemple pour permettre au corps déformable 2 principal de conserver une certaine tenue et éviter qu’il ne s’affaisse sur lui-même.

Dispositif structurant

Le corps déformable 2 principal est muni d’un dispositif structurant 3 qui permet au corps déformable 2 principal de maintenir sa forme ou structure en périphérie, à l’état sollicité, tout en permettant aussi du fait du caractère rigide du dispositif structurant, par comparaison avec le caractère déformable (mou) du corps déformable 2 principal, de transmettre une partie de l’effort correspondant au coups porté au corps déformable 2 principal.

Le dispositif structurant 3 peut être réalisé en matériau ABS PC (Polycarbonate/Acrylonitrile Butadiène Styrène). Le dispositif structurant 3 peut aussi être réalisé en polycarbonate seul, ou encore en aluminium, bois, etc, de manière générale en matériau pas ou peu déformable par opposition au corps déformable 2 principal.

Comme expliqué ci-après, le dispositif structurant permet de récupérer une partie de l’effort issu de l’appui ou du choc appliqué au corps déformable 2 principal pour le transmettre à un ou des capteurs d’effort.

En effet l’énergie correspondant au coup porté est en partie absorbée par la déformation du corps déformable 2 principal et en partie transmise de ce corps déformable 2 principal au dispositif structurant 3 pour permettre une transmission d’effort jusqu’au système de capteurs 6, et ce par l’intermédiaire d’un système déformable 4 secondaire présenté ci-après.

Ledit dispositif rigide 3 structurant est couplé au corps de frappe 2 principal.

Cadre du dispositif structurant

Dans l'exemple illustré aux figures, le dispositif structurant présente une partie principale qui se présente sous la forme d’un cadre 30 (c'est-à-dire une forme annulaire) pris dans le corps déformable 2 principal.

Comme visible plus particulièrement à la figure 3, le cadre présente 30 une forme générale circulaire qui s’étend du côté arrière du corps déformable 2 principal le long du pourtour périphérique circulaire dudit corps déformable 2 principal.

Le cadre 30 qui est pris dans le corps déformable 2 principal en s’étendant le long de la périphérie arrière du corps déformable 2 principal, permet ainsi de maintenir la forme ou structure générale de la zone périphérique du corps déformable 2 principal, en lui permettant de se tenir sans s’affaisser, à l’état de repos ou sous l’effet de l’appui ou du choc.

On peut ainsi prévoir que le cadre 30 soit en tout ou partie entouré ou noyé dans le corps déformable 2 principal, en particulier dans la zone périphérique du corps déformable 2 principal.

Avantageusement, l’espace défini à l’intérieur du cadre 30 est dépourvu d’élément rigide, autre que le corps déformable 2 principal lui-même et ses éventuelles parois d’alvéoles, pour permettre une bonne déformation du corps déformable 2 principal et une bonne récupération de l’énergie de l’appui ou du choc vers la périphérie du corps déformable 2 principal où est agencé le dispositif structurant 3.

Pattes du dispositif structurant

Le dispositif structurant comprend aussi des parties 31, appelées pattes, qui s’étendent au moins en partie à l’extérieur du corps déformable 2 principal, tout en étant liée à, ou en contact avec, le cadre 30 du dispositif structurant qui lui s’étend au moins en partie à l’intérieur du corps déformable 2 principal. Dans l'exemple illustré aux figures, les pattes 31 s’étendent radialement à l’extérieur du corps déformable 2 principal. En variante, on peut prévoir que les pattes s’étendent à l’extérieur du corps déformable 2 principal par le dessous. Les pattes 31 peuvent être formées d’une seule pièce avec le cadre 30 ou être rapportées, par exemple par une liaison mécanique, telle que vissage ou clipsage ou par système magnétique, etc.

Ainsi, les pattes 31 permettent de transmettre (à des capteurs par l’intermédiaire de blocs de mousses comme expliqué ci-après) un effort repris par le cadre 30 suite à un appui ou choc appliqué au corps déformable 2 principal.

La liaison entre chaque patte 31 et le cadre 30 peut être obtenue par exemple par la réalisation d’une seule pièce par exemple par moulage, des pattes 31 et du cadre 30, ou par liaison mécanique.

Chaque partie 31 est solidaire en déplacement du cadre 30 au moins selon une direction sensiblement parallèle à l’axe A2. En particulier, comme expliqué ci-après, le dispositif de détermination est configuré de manière à permettre un léger coulissement, par exemple de l’ordre de 1 ou 2 millimètres, de chaque patte 31 dans le sens d’un rapprochement ou d’un écartement de ladite patte 31 par rapport à la platine support 1 et donc d’un rapprochement ou d’un écartement de ladite patte 31 par rapport au capteur 6 associé à ladite patte 31 (voir figures 5 à 7). Les capteurs n’ont pas été représentés sur les figures 2 à 3 par souci de lisibilité des figures.

Les pattes 31, qui s’étendent radialement en débord du corps déformable 2 principal, sont positionnées en regard des oreilles 11 de la platine support 1. En particulier les pattes 31 s’étendent radialement vers l’extérieur du cadre 30, en étant réparties autour dudit cadre 30 de préférence de manière régulière, comme pour les oreilles 11 de la platine support 1. Cela est visible en particulier en vue de face du dispositif comme illustré plus particulièrement à la figure 1, c'est-à-dire en projection dans un plan sensiblement parallèle au plan moyen de la platine support 1.

Ainsi, de manière similaire aux oreilles 11, les pattes 31 sont angulairement espacées les unes des autres de manière régulière par rapport à l’axe de l’ouverture du cadre 30 (sensiblement confondu avec celui de la partie principale 10 de la platine support ou encore l’axe A2 du corps déformable 2 principal). Dans l'exemple illustré aux figures, le cadre 30 est ainsi muni de trois pattes 31 qui s’étendent radialement en étant écartées angulairement de 120° les unes par rapport aux autres.

Mobilité des pattes

Selon un mode de réalisation préféré, chaque patte 31 est montée coulissante le long d’au moins une partie d’un axe de guidage, de préférence parallèle à l’axe géométrique A2. Ledit axe de guidage peut être réalisé à l’aide d’un élément allongé creux 113, par exemple taraudé, dans lequel est engagé le corps d’une vis 131. La tête de la vis forme une butée empêchant la patte 31 correspondante de ressortir de l’axe de guidage. On peut prévoir que la patte 31 soit configurée pour pouvoir coulisser le long d’une partie du corps de la vis 131, engagé dans l’élément allongé creux 113, jusqu’à venir en butée basse contre l’élément allongé creux 113. L’élément creux 113 est de préférence solidaire de la platine support 1 et peut être formé d’une seule pièce avec la platine support 1, par exemple par moulage. L’axe de guidage s’étend sensiblement orthogonalement au plan moyen de la platine support, 1, en particulier sensiblement orthogonalement à la face arrière du support 1 destinée à être fixée à un mur ou posée au sol.

Les axes de guidage permettent ainsi de guider le déplacement du corps déformable 2 principal dans lequel le cadre 30 du dispositif structurant 3 est pris, lorsque le corps déformable 2 principal est sollicité. Les axes de guidage permettent aussi de guider le mouvement du corps déformable 2 principal en sens opposé lorsqu’il est rappelé avec le dispositif rigide 3 structurant dans sa position d’origine.

Chaque patte 31 du dispositif structurant 3 est ainsi montée mobile à coulissement par rapport à la platine support 1 entre une position écartée de la platine support 1 correspondant à une position de rappel du dispositif rigide 3 structurant à l’état non sollicité, et une position rapprochée de la platine support 1 correspondant à une position dans laquelle le corps déformable 2 principal est sollicité.

Dans l'exemple illustré aux figures, l’effort de rappel est fourni par un système déformable 4 secondaire, présenté ci-après, du fait de sa propriété à reprendre sa forme initiale à l’état non sollicité.

Blocs de mousse intermédiaires

Un système déformable, dit système déformable 4 secondaire (par rapport au corps déformable 2 principal) est disposé entre la platine support 1 et le dispositif structurant 3.

Le système déformable 4 secondaire est apte à reprendre sa forme à l'état non sollicité, et peut être réalisé par exemple en une matière de type mousse EPDM (sigle de éthylène-propylène-diène monomère).

Comme évoqué ci-dessus, le système déformable 4 secondaire permet de rappeler le corps déformable 2 principal et le dispositif structurant 3 dans une position donnée de rappel correspondant à l’état non sollicité du corps déformable 2 principal.

L’utilisation d’un système déformable 4 secondaire entre le dispositif structurant 3 et la platine support 1 favorise, lorsque le corps déformable 2 principal est sollicité par l’appui ou le choc, une bonne répartition de l’effort issu de l’appui ou du choc sur le ou les capteurs 6 lorsqu’ils sont à leur tour sollicités du fait de la transmission d’effort du corps déformable 2 principal au dispositif structurant 3 puis d’une ou des pattes 31 du dispositif structurant au système déformable 4 secondaire, dont un ou des blocs de mousse sont alors comprimés contre un ou des capteurs 6 d’effort.

Selon un mode de réalisation particulier, le système déformable 4 comprend pour chaque patte 31 du dispositif structurant 3, un bloc de mousse 41. Chaque bloc de mousse 41 peut être de forme parallélépipédique et par exemple allongé comme c’est le cas dans l'exemple illustré aux figures.

La description réalisée ci-après pour un système déformable secondaire réalisé sous forme de blocs de mousse, s’applique aussi à la réalisation du système déformable secondaire d’une autre manière.

Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif de détermination comprend un système de positionnement qui permet de maintenir la position du système déformable 4 secondaire dans un plan parallèle au plan moyen de la platine support, tout en permettant au système déformable 4 secondaire d’être comprimé ou non, en particulier selon un axe orthogonal audit plan moyen de la platine, c'est-à-dire un axe parallèle à l’axe A2.

Dans l'exemple illustré aux figures, le système de positionnement du système déformable 4 secondaire comprend les axes de guidage, en particulier les éléments allongés creux 113 qui traversent les différents blocs de mousse 41 du système déformable 4 secondaire. En particulier, dans l'exemple illustré aux figures, chaque bloc de mousse 41 est traversé par ledit axe de guidage.

Capteurs d’effort

Plusieurs capteurs 6 sont répartis, de préférence régulièrement, à la périphérie, ou à proximité de la périphérie, de la platine support 1, entre le corps déformable 2 principal et la platine support 1. En particulier, lesdits capteurs 6 sont disposés entre le dispositif structurant 3 et la platine support 1. Plus précisément lesdits capteurs 6 sont disposés entre le système déformable 4 secondaire et la platine support 1.

Les capteurs d’efforts permettent de mesurer l’effort de contact, c'est-à-dire d’appui ou de pression, qui leur est appliqué. Ces capteurs d’effort sont par exemple des capteurs utilisant des jauges de déformation (encore appelés jauges de contrainte) ou des capteurs de force résistive.

Dans l'exemple illustré aux figures, il est ainsi prévu qu’un capteur d’effort soit interposé entre la platine support 1 et chaque bloc de mousse 41 du système déformable secondaire 4. Ainsi le système déformable 4 secondaire est interposé entre les capteurs 6 et les pattes 31 du dispositif structurant 3.

On peut prévoir qu’un capteur de force supplémentaire (non représenté) soit situé au centre, ou au voisinage du centre, de la platine support 1 et qu’un élément déformable 8 et apte à reprendre sa forme d’origine, par exemple réalisé dans la même matière que les blocs de mousse 41, soit interposé entre ce capteur de force supplémentaire et le corps déformable 2 principal, comme illustré plus particulièrement aux figures 2 et 3.

Système d’écartement

Le dispositif comprend aussi un système d’écartement 15 permettant d’obtenir, à l’état non sollicité du corps déformable 2 principal, c'est-à-dire en position de rappel du corps déformable 2 principal, une absence de contact ou pression (et donc d’effort) sur les capteurs 6 d’effort, en maintenant chaque capteur d’effort 6 écarté du système déformable 4 secondaire.

Ledit système d’écartement 5 évite ainsi que tout ou partie du corps déformable 2 principal, du dispositif rigide 3 associé, et du système déformable 4 secondaire repose sur les capteurs 6 d’efforts à l’état non sollicité, c'est-à-dire en position de repos du corps déformable 2 principal, ce qui pourrait perturber les capteurs d’effort et/ou limiter l’étendue de la plage de mesure d’effort disponible. Ledit système d’écartement 15 permet ainsi d'exploiter la pleine échelle de mesure de chaque capteur 6 d’effort.

Chaque bloc de mousse 41 comprend ainsi une partie qui repose sur une partie du système d’écartement 15 et une partie qui s’étend en porte-à faux de ladite partie du système d’écartement 15 et en regard du capteur de force 6 correspondant.

Dans l'exemple illustré aux figures, le système d’écartement 15 comprend pour chaque bloc de mousse 41, un élément saillant 151 de la paroi de fond d’une oreille 11 de la platine support 1, dont la hauteur est supérieure à la partie de l’oreille 11 de la platine support 1 qui reçoit le capteur 6 d’effort correspondant.

En particulier, dans l'exemple illustré aux figures, l’élément saillant 151 associé à chaque bloc de mousse 41, correspond à un épaulement qui s’étend autour de l’axe de guidage 113, 131.

Autrement dit, chaque capteur de force 6 associé à un bloc de mousse 41 est positionné sur la platine support 1, en contre-bas d’un élément saillant 151 formant partie du système d’écartement 15.

Unité de pilotage

Le dispositif de détermination d’appui ou de choc comprend une unité de pilotage 17 pour déterminer au moins une caractéristique d’un appui ou choc appliqué audit corps déformable 2 principal en fonction des données mesurées par l’un ou plusieurs des capteurs d’effort 6.

Selon un aspect particulier, l’unité de pilotage est raccordée aux capteurs d’effort pour acquérir leurs données, aux systèmes de voyant(s) lumineux 119 et à des haut-parleurs 9 pour pouvoir émettre des informations visuelles et/ou audio, et à l’interface utilisateur 190 pour permettre à l’utilisateur de paramétrer ou commander l’unité de pilotage 17 du dispositif de détermination.

L’unité de pilotage 17 est configurée pour détecter un appui ou choc, et/ou déterminer sa valeur, et/ou sa position, et éventuellement sa durée en fonction des données mesurées par les capteurs d’effort (qui dans l'exemple illustré aux figures comprennent aussi un capteur central situé sous l’élément de mousse 8). Comme rappelé ci-dessus, la description s’applique aussi à un appui et en particulier l’unité de pilotage permet de détecter un appui de quelques centaines de grammes.

Suite à un appui ou choc appliqué au corps déformable 2 secondaire, l’unité de pilotage 17 est configurée pour déterminer l’ordre dans lequel les capteurs d’effort ont été sollicités, et déterminer la position et/ou la force de l’appui ou du choc appliqué sur le corps déformable 2 principal, en fonction dudit ordre de sollicitation des capteurs.

Exemple de fonctionnement

Ainsi dans l'exemple schématisé aux figures 4 à 6, on a schématisé le comportement du dispositif vis-à-vis de deux capteurs 6 écartés l’un de l’autre à 120°. Ces figures sont vues en coupe selon un plan de coupe à 120° passant par ces capteurs. On comprend que ces schémas et ces explications fournies par simplification où sont représentés deux capteurs sont valables aussi lorsque le troisième capteur, disposé à 120° des deux autres, est aussi sollicité. Par ailleurs, cet exemple s’applique aussi au cas où le capteur central est présent.

La figure 5 schématise la position relative du corps déformable 2 principal, du dispositif structurant 3, des blocs de mousse 41, des capteurs 6 et de la platines support 1, à l’état non sollicité du corps de frappe. Initialement, c'est-à-dire en position de rappel, à l’état non sollicité du corps déformable 2 principal, le corps déformable 2 principal n’est pas déformé, et les capteurs 6 ne mesurent pas d’effort correspondant à un appui ou choc. En particulier, chaque bloc de mousse 41 est maintenu écarté du capteur 6 grâce à l’élément saillant 151 formé par l’épaulement ménagé au pied de l’axe de guidage 113,131 et en contrebas duquel se situe le capteur 6 correspondant.

L’unité de pilotage 17 considère ainsi qu’aucun appui ou choc n’est porté au corps déformable 2 principal.

Les figures 6 et 7 illustrent les conséquences d’un appui ou choc appliqué au corps déformable 2 principal en décomposant le mouvement de déformation du corps de frappe en deux temps et de manière simplifiée pour faciliter la compréhension du fonctionnement du dispositif.

Ainsi, dans un premier temps correspondant à la figure 6, le corps déformable 2 principal est déformé en étant comprimé d’un côté (côté gauche de la figure 6), ce qui déplace la zone correspondante du dispositif structurant 3 et fait ainsi coulisser la patte 31 le long d’une partie du corps de vis 131 formant axe de guidage, ce qui comprime le bloc de mousse et amène la partie du bloc de mousse, située en regard du capteur, contre ledit capteur. Le capteur détecte alors un effort correspondant à l’appui du bloc de mousse sur ledit capteur.

Dans un deuxième temps correspondant à la figure 7, la déformation du corps déformable 2 principal se poursuit dans une autre zone (côté droit de la figure 6) du corps déformable 2 principal, entrainant le déplacement à coulissement de la patte 31 correspondante proche de cette zone et ainsi la compression du bloc de mousse 41 correspondant entrainant sa partie qui est située en regard du capteur 6 (capteur situé sur la partie droit de la figure 7) en contact avec ledit capteur.

L’unité de pilotage qui est configurée pour traiter les données reçues par les capteurs peut calculer la force de l’appui ou du choc appliqué au corps déformable 2 principal à partir des données d’effort mesurées par les capteurs, et déterminer la position de l’appui ou du choc relativement au corps déformable 2 principal en tenant compte du fait que, dans l'exemple illustré aux figures 5 à 7, le capteur situé à gauche sur les figures a été sollicité en premier. Le calcul de la force peut être obtenu en additionnant les valeurs de force/efforts mesurées par les capteurs pour avoir une force globale.

Les figures 5 à 7 montrent ainsi que suite à un appui ou choc, non centré sur l’axe A2, la configuration du dispositif de détermination permet non seulement de détecter l’appui ou le choc, mais également de déterminer sa position en tenant compte de l’ordre dans lequel les capteurs sont sollicités. Comme rappelé ci-dessus, les capteurs peuvent comprendre trois capteurs positionnés au niveau des zones extérieures correspondant aux trois oreilles et un capteur central positionné dans la zone centrale de la platine support.

Aspects particuliers

Dans l'exemple illustré aux figures, la platine support 1 forme une enceinte présentant une face de fond apte à recevoir des éléments, tels que les composant de la partie électrique ou électronique du dispositif de détermination, et une paroi périphérique. La platine support permet ainsi de définir un logement qui est fermé par l’ensemble du corps déformable 2 principal et du dispositif rigide 3 structurant.

On peut ainsi prévoir que le dispositif de détermination et plus particulièrement la platine support 1 loge une batterie, un système de communication comprenant de préférence un port de de connexion, tel qu’un port USB, et un module de communication radio qui peuvent ou non être intégrés à l’unité de pilotage ou raccordés à ladite unité.

Selon un mode de réalisation et comme illustré à la figure 1, la platine support 1 loge des haut-parleurs 9 configurés pour diffuser des informations audio de préférence à travers des ouvertures ménagées à l’arrière de la platine support 1 et situées dans des renfoncements de la face arrière de la platine support.

Le dispositif comprend aussi une interface homme-machine 190 qui comporte par exemple des boutons et/ou voyants. Les boutons peuvent comprendre un système d’affichage, par exemple avec des LEDs. Les boutons peuvent comprendre un bouton d’appairage raccordé à un système de communication pour une communication radio avec un terminal extérieur, tel qu’un téléphone intelligent. Les boutons peuvent aussi comprendre un bouton pour allumer ou éteindre le dispositif (on/off), ainsi que deux boutons permettant d’augmenter ou de baisser le volume audio.

L’unité de pilotage 17 peut se présenter sous la forme d’un processeur (qui peut être un microprocesseur, et d’une mémoire de données dans laquelle sont stockées des instructions informatiques exécutables par ledit processeur, ou encore sous la forme d’un microcontrôleur. L’unité de pilotage peut aussi comprendre une mémoire dans laquelle sont stockées des instructions de programme à exécuter, et une mémoire dans laquelle des données, par exemple issues des capteurs, peuvent être mémorisées.

On peut prévoir que le processeur est monté sur une carte électronique fixée à la platine support 1.

En particulier, les fonctions opérées par l’unité de pilotage 17 peuvent être réalisées par des jeux d’instructions ou modules informatiques implémentés dans un processeur ou contrôleur ou être réalisées par des composants électroniques dédiés ou des composants de type FPGA ou ASIC. Il est aussi possible de combiner des parties informatiques et des parties électroniques.

L'invention n’est pas limitée aux modes de réalisation illustrés dans les dessins.

De plus, le terme « comprenant » n’exclut pas d’autres éléments ou étapes. En outre, des caractéristiques ou étapes qui ont été décrites en référence à l’un des modes de réalisation exposés ci-dessus peuvent également être utilisées en combinaison avec d’autres caractéristiques ou étapes d’autres modes de réalisation exposés ci-dessus.

Claims

Dispositif de détermination d’au moins une caractéristique d’un appui ou d’un choc, tel qu'un coup de poing d’un utilisateur, le dispositif de détermination comprenant :
- un support (1),
- un corps déformable (2) principal, tel qu’une mousse, qui est destiné à recevoir ledit appui ou choc, et qui est apte à reprendre sa forme initiale à l'état non sollicité,
caractérisé en ce que le dispositif de détermination comprend en outre :
- un dispositif (3) structurant, rigide par rapport au corps déformable principal, ledit dispositif structurant (3) étant couplé au corps déformable (2) principal ;
- un système déformable (4) secondaire, par exemple de type mousse EPDM, qui est disposé entre le support (1) et le dispositif structurant (3), et qui est apte à reprendre sa forme initiale à l'état non sollicité ;
- des capteurs d’effort (6) interposés entre la platine support (1) et le système déformable (4) secondaire ;
- une unité de pilotage (17), telle qu’un microcontrôleur, configurée pour déterminer au moins une caractéristique d’un appui ou d’un choc appliqué audit corps déformable (2) principal, en fonction des données mesurées par au moins l’un des capteurs d’effort (6).
Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif structurant (3) comprend :
- une partie principale (30), qui s’étend au moins en partie à l’intérieur du corps déformable (2) principal, et
- des parties, appelées pattes (31), chacune liée ou aptes à venir en contact avec ladite partie principale (3) et s’étendant au moins en partie à l’extérieur du corps déformable (2) principal.
Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque patte (31) est montée coulissante sur au moins une partie d’un axe (113, 131), appelé axe de guidage, qui s’étend sensiblement orthogonalement au plan moyen du support (1).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque patte (31) s’étend en débord du corps déformable (2) principal.
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le système déformable (4) secondaire comprend, pour chaque patte (31), un élément déformable (41), de préférence un bloc de mousse, distinct d’un autre élément déformable associé à une autre patte, ledit élément déformable (41) étant interposé entre ladite patte (31) et l’un desdits capteurs d’effort (6).
Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque élément déformable (41) associé à une patte (31) est traversé par un axe de guidage (113, 131) de ladite patte (31).
Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la partie principale (30) du dispositif structurant (3) présente une forme annulaire.
Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de détermination comprend aussi un système d’écartement (15) configuré pour, à l’état non sollicité du corps déformable (2) principal, maintenir écarté le système déformable (4) secondaire par rapport aux capteurs d’effort (6), tout en permettant que, à l’état sollicité du corps déformable (2) principal, le système déformable (4) secondaire touche l’un ou plusieurs des capteurs d’effort (6).
Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps déformable (2) principal présentant un axe central (A2) orthogonal au plan moyen du support (1), lesdits capteurs d’effort (6) comprennent plusieurs capteurs d’effort, espacés régulièrement, par exemple trois capteurs écartés de 120°, les uns des autres, autour dudit axe central (A2), à ou au voisinage de la périphérie du corps déformable (2) principal.
Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, suite à un appui ou choc appliqué au corps déformable (2) principal, l’unité de pilotage (17) est configurée pour :
- déterminer l’ordre dans lequel les capteurs d’effort (6) ont été sollicités, et
- déterminer la position et/ou la force dudit appui ou choc appliqué sur le corps déformable (2), en fonction dudit ordre de sollicitation des capteurs (6) d’effort.