FR3099359A1 - Appareil de mesure d’une force exercée par la face palmaire de la phalange d’un doigt - Google Patents

Abstract

Appareil de mesure d’une force exercée par la face palmaire de la phalange d’un doigt Appareil de mesure d'une force, exercée par la face palmaire de la phalange d'un doigt, sur une face d'appui, cet appareil comportant une coque instrumentée (22). La coque instrumentée comporte : - au moins deux bords latéraux (56, 58) aptes, dans la position montée, à venir simultanément en appui sur des côtés opposés de la phalange, - un évidement (52), situé entre les bords latéraux, apte à recevoir la phalange et permettant à la face palmaire de venir directement en contact sur la face d'appui, et - au moins un capteur (66) de force apte à mesurer la force d'appui latérale exercée par les côtes de la phalange sur les bords latéraux, cette force d'appui latérale étant représentative de la force exercée par la face palmaire de la phalange sur la face d'appui. Figure pour l’abrégé : Fig. 3

Description

Appareil de mesure d’une force exercée par la face palmaire de la phalange d’un doigt

L’invention concerne un appareil de mesure d’une force, exercée par la face palmaire de la phalange d’un doigt, sur une face d’appui. L’invention a également pour objet un procédé de mesure de la capacité d’étalement d’une pâte et un procédé de mesure de la force d’adhésion d’une pâte ou d'une face d'appui à l’aide de cet appareil de mesure.

Il existe de nombreuses situations où il est souhaitable de mesurer la force d’appui de la face palmaire d’une phalange d’un doigt sur une face d’appui :
- sans qu’il soit nécessaire pour cela d’instrumenter la face d’appui avec un capteur de force, et
- tout en conservant la possibilité d'avoir un contact direct entre la face palmaire et la face d’appui.

Par "contact direct" on désigne ici notamment le fait qu'il n'est pas nécessaire d'introduire un objet, tel qu'un capteur de force, entre la face palmaire et la face d'appui. En effet, un tel objet rend alors impossible ce contact direct de la face palmaire sur la face d'appui.

Un tel appareil de mesure a déjà été divulgué dans la demande US2010/0106060A1. Toutefois, cet appareil n’est pas très pratique et son utilisation est limitée. En particulier, cet appareil détermine la force d'appui à partir d'une mesure de la distance entre deux doigts en contact l'un avec l'autre.

L’invention vise donc à améliorer l’appareil de la demande US2010/0106060A1 notamment pour étendre son domaine d’utilisation.

Elle a donc pour objet un appareil de mesure d'une force, exercée par la face palmaire de la phalange d'un doigt, sur une face d'appui, cet appareil comportant une coque instrumentée apte à être fixée, dans une position montée, sur la phalange,
dans lequel la coque instrumentée comporte :
- au moins deux bords latéraux aptes, dans la position montée, à venir simultanément en appui sur des côtés opposés de la phalange, ces côtés de la phalange étant des parties de la phalange qui s'éloignent l'une de l'autre, dans une direction transversale parallèle à la face d'appui, lorsque la face palmaire est comprimée contre cette face d'appui,
- un évidement, situé entre les bords latéraux, apte à recevoir la phalange et permettant à la face palmaire de venir directement en contact sur la face d'appui dans la position montée, et
- au moins un capteur de force apte à mesurer la force d'appui latérale exercée, dans la direction transversale, par les côtes de la phalange sur les bords latéraux, cette force d'appui latérale étant représentative de la force exercée par la face palmaire de la phalange sur la face d'appui.

Les modes de réalisation de cet appareil de mesure peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
1) La coque instrumentée comporte :
- une première et une seconde branches qui s’étendent chacune depuis une extrémité inférieure, mécaniquement raccordée à un bord latéral respectif, jusqu’à une extrémité supérieure située, dans la position montée, au-dessus d'une face postérieure de la phalange située du côté opposé à la face palmaire, ces branches étant déplaçables, de façon réversible, entre :
- une position resserrée dans laquelle la distance entre les bords latéraux est plus petite que la distance qui sépare les côtés de la phalange lorsque la force exercée par la face palmaire sur la face d'appui est nulle, et
- une position écartée dans laquelle les branches sollicitent en permanence les bords latéraux contre les côtés de la phalange, et
- un mécanisme de ressort qui sollicite en permanence les branches vers leur position resserrée.
2) Le capteur de force est fixé entre les extrémités supérieures des branches pour mesurer la force d’appui latérale.
3) Le capteur de force est fixé sur une face interne du bord latéral tournée vers le côté de la phalange de manière que ce côté de la phalange vienne en appui sur ce capteur de force.
4) L’appareil comporte un gant qui épouse au moins la forme du doigt et qui présente un trou pour permettre à la face palmaire du doigt de venir directement en contact avec la face d’appui, et la coque instrumentée est fixée sans aucun degré de liberté à l’intérieur de ce gant à un emplacement où, lorsque le gant est enfilé sur le doigt, ses bords latéraux sont en appui sur les côtés de la phalange.
5) La coque instrumentée est apte à être fixée, dans la position montée, sur la phalange distale du doigt et les deux bords latéraux sont aptes, dans la position montée, à venir simultanément en appui directement sur des côtés opposés de la phalange distale.
6) La coque instrumentée comporte une butée destinée à venir en appui sur une extrémité de la phalange distale dans la position montée, cette butée étant raccordée mécaniquement aux bords latéraux sans aucun degré de liberté en translation dans une direction parallèle à l'axe le long duquel s'étend principalement la phalange distale dans la position montée.
7) L’appareil comporte un tube déplaçable, de façon réversible, entre :
- une position resserrée dans laquelle son diamètre intérieur est inférieur à un diamètre correspondant d'une partie antérieure du doigt située, en allant de l’extrémité proximale du doigt vers son extrémité distale, en amont des côtés de la phalange, et
- une position écartée dans laquelle il comprime ladite partie antérieure pour maintenir la coque instrumentée dans sa position montée,
- un mécanisme de ressort qui sollicite en permanence le tube vers sa position resserrée, et
- la coque instrumentée est fixée sans aucun degré de liberté à ce tube.
8) L’appareil comporte un mécanisme de fixation de la coque instrumentée sur la phalange, ce mécanisme de fixation étant apte à déplacer la coque instrumentée, de façon réversible, entre la position montée et une position démontée dans laquelle la coque instrumentée est mécaniquement indépendante de la phalange.
9) L’appareil comporte une unité de traitement raccordée à la coque instrumentée, cette unité de traitement étant apte à établir la force perpendiculaire à la face d’appui, exercée par la face palmaire sur la face d’appui, à partir de la force d’appui latérale mesurée et à l’aide d’un modèle prédéfini qui relie cette force d'appui latérale à la force perpendiculaire.

L’invention a également pour objet un procédé de mesure de la capacité d’étalement d’une pâte à l’aide d’un doigt, dans lequel ce procédé comporte :
- une phase d'étalement de la pâte sur une face d’appui à l’aide de la face palmaire de la phalange d’un doigt, et
- la mesure de la force perpendiculaire à la face d'appui, exercée par cette face palmaire sur la face d’appui pendant la phase d'étalement, à l’aide de l'appareil de mesure ci-dessus, puis
- la détermination de la capacité d’étalement de la pâte à l’aide de la force d’appui perpendiculaire mesurée et d’un modèle prédéfini qui relie la force d’appui perpendiculaire à la capacité d’étalement.

Enfin, l’invention a également pour objet un procédé de mesure de la force d’adhésion d’une pâte ou d'une face d'appui sur une face palmaire d’une phalange d’un doigt, dans lequel ce procédé comporte :
- la mise en contact direct de la face palmaire avec la pâte déposée sur une face d’appui ou avec la face d'appui, puis une phase d'écartement lors de laquelle la face palmaire est progressivement écartée de la face d’appui en se déplaçant le long d'un axe perpendiculaire à la face d'appui,
- la mesure de la force perpendiculaire à la face d'appui, exercée par la pâte ou la face d'appui sur la face palmaire pendant la phase d’écartement, à l’aide de l'appareil de mesure ci-dessus, puis
- la détermination de la force d’adhésion de la pâte ou de la face d'appui sur la face palmaire à l’aide de la force perpendiculaire mesurée et d’un modèle prédéfini qui relie la force perpendiculaire à la force d'adhésion.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
- la figure 1 est une illustration schématique de la phalange distale d’un doigt ;
- la figure 2 est une illustration schématique d’un appareil de mesure d’une force perpendiculaire exercée par la face palmaire de la phalange d’un doigt sur une face d’appui ;
- la figure 3 est une illustration schématique et en perspective d’une coque instrumentée utilisée dans l’appareil de la figure 2 ;
- la figure 4 est un organigramme d’un procédé de mesure de la force d’appui perpendiculaire exercée par la face palmaire d’un doigt à l’aide de l’appareil de la figure 2 ;
- la figure 5 est un organigramme d’un procédé de mesure de la capacité d’étalement d’une pâte à l’aide de l’appareil de la figure 2 ;
- la figure 6 est un organigramme d’un procédé de mesure de la force d’adhésion d’une pâte sur la face palmaire d’un doigt à l’aide de l’appareil de la figure 2 ;
- les figures 7 et 8 sont des illustrations schématiques de deux autres modes de réalisation alternatifs d’une coque instrumentée utilisable dans l’appareil de la figure 2.

Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l’homme du métier ne sont pas décrites en détail.

Chapitre I- Exemples de modes de réalisation :

La figure 1 représente, en trait plein, la phalange distale 4 de l’index d’une main d’un utilisateur dans une position de repos sur une face 6 d’appui. La face 6 s’étend horizontalement parallèlement à des directions X et Y d’un repère orthogonal. Dans cette figure et les suivantes, la direction Z de ce repère est perpendiculaire à la face 6 et représente la direction verticale. La face 6 peut être inerte ou vivante. Par exemple, la face 6 est la face d'un objet ou la peau d'un être humain.

La phalange 4 s’étend principalement parallèlement à la direction Y. L’épiderme de la phalange 4 comporte :
- une face palmaire 10 qui vient directement en contact avec la face 6,
- une face postérieure 12 située du côté opposé à la face palmaire 10, et
- un côté droit 14 et un côté gauche 16 qui relient la face palmaire 10 à la face postérieure 12.

La face palmaire 10 est la face de la phalange 4 qui comporte la plus grande densité de récepteurs tactiles. Elle est donc habituellement utilisée par les êtres humains pour toucher et palper des objets. Elle comporte aussi les dermatoglyphes digitaux. Ici, elle s’étend principalement dans un plan horizontal.

La face postérieure 12 comporte notamment un ongle 18. Elle s’étend aussi principalement dans un plan horizontal.

Les côtés 14 et 16 s’étendent principalement dans des plans verticaux respectifs pour relier entre elles les faces palmaire 10 et postérieure 12.

La chair formant la pulpe du doigt est principalement située entre la face palmaire 10 et les côtés 14 et 16.

Dans la position de repos représentée en trait plein, la face palmaire 10 n’appuie pas sur la face 6. La figure 1 représente, en pointillés, la même phalange 4 dans une position enfoncée, c’est-à-dire une position où la phalange 4 appuie sur la face 6. Dans cette position enfoncée, la face palmaire 10 exerce une force Fa d’appui perpendiculaire à la face 6 et donc parallèle à la direction Z. À cause du fait que la pulpe du doigt est molle, lors du passage de la position de repos à la position enfoncée, la pulpe du doigt s’écrase. Cet écrasement de la pulpe du doigt éloigne les côtés 14 et 16 l’un de l’autre le long d’un axe transversal parallèle à la direction X. Plus précisément, le côté 14 se déplace dans la direction X tandis que, dans le même temps, le côté 16 se déplace dans la direction opposée. Sur la figure 1 ce déplacement des côtés 14 et 16 a été exagéré pour le rendre plus visible.

Dans les modes de réalisation suivants, c’est le déplacement des côtés 14 et 16 qui est exploité pour mesurer la force Fa. En effet comme expliqué plus loin cela permet de mesurer la force Fa sans interposer quoi que ce soit entre la face palmaire 10 et la face 6 et donc en conservant la possibilité d'avoir un contact direct entre la face palmaire 10 et la face 6.

La figure 2 représente un appareil 20 de mesure de la force Fa. Cet appareil 20 comporte :
- une coque instrumentée 22,
- un mécanisme 24 de fixation de la coque 22 sur la phalange 4, et
- une unité électronique 26 de traitement.

La coque instrumentée 22 est schématiquement représentée en pointillés sur la figure 2. Cette coque 22 est décrite plus en détail en référence à la figure 3.

Le mécanisme 24 permet un déplacement de la coque 22, de façon réversible, entre une position montée représentée sur la figure 2 et une position démontée. Dans la position montée, la coque 22 est fixée sur la phalange 4. Dans la position démontée, la coque 22 est mécaniquement séparée de la phalange 4. Dans ce mode de réalisation, le mécanisme 24 comporte un gant 28. Le gant 28 présente, par exemple, les mêmes caractéristiques qu’un gant ordinaire sauf que :
- la coque instrumentée 22 est fixée sans aucun degré de liberté à l’intérieur et à l’extrémité d’un doigt 30 du gant 28, et
- l’extrémité du doigt 30 est trouée à l’emplacement où se trouve la face palmaire 10 de manière que cette face 10 puisse venir directement en contact sur la face 6.

Ici, le doigt 30 correspond au doigt du gant destiné à recevoir l’index.

Le gant 28 est typiquement réalisé dans un matériau tel qu’un tissu ou un élastomère. Ce matériau est suffisamment souple et élastique pour que le gant 28 reste solidaire de la main de l’utilisateur tant qu’il n’est pas volontairement retiré. Ainsi, pour passer de la position démontée à la position montée, l’utilisateur enfile sa main à l’intérieur du gant 28 de sorte que chaque doigt de sa main se trouve logé à l’intérieur d’un doigt respectif du gant 28. Dans ces conditions, la phalange 4 de l’index vient se loger à l’intérieur de la coque instrumentée 22 lorsque le gant 28 est enfilé. La phalange 4 reste à l’intérieur de la coque instrumentée 22 tant que le gant 28 n’est pas retiré. À l’inverse, pour passer de la position montée vers la position démontée, l’utilisateur doit retirer le gant 28 ce qui retire la phalange 4 de la coque instrumentée 22.

La coque instrumentée 22 permet de mesurer une force latérale Fl représentative de la force Fa et de transmettre cette mesure, par l’intermédiaire d’une liaison 27, à l’unité 26 de traitement. Ici la liaison 27 est une liaison de transmission d’informations sans fil. Comme cela est décrit plus en détail en référence à la figure 3, la force Fl est la force qu’exerce le côté 14 ou 16 sur un bord latéral de la coque instrumentée 22.

L’unité 26 est capable d'établir une mesure de la force Fa à partir de la mesure de la force Fl. Pour cela, l'unité 26 utilise un modèle prédéfini qui relie la force Fl à la force Fa. À cet effet, ici, l’unité 26 de traitement comporte :
- un calculateur électronique 32, et
- une interface Homme-Machine telle qu’un écran 34 pour l'affichage de la mesure de la force Fa.

Le calculateur électronique 32 comporte typiquement :
- une interface 40 pour l’acquisition des mesures de la force Fl reçues par l’intermédiaire de la liaison 27,
- un microprocesseur 42, et
- une mémoire 44.

L’interface 40, le microprocesseur 42 et la mémoire 44 sont interconnectés entre eux par un bus de transmission d’informations. Par exemple, le microprocesseur 42 est un microprocesseur programmable qui exécute des instructions enregistrées dans la mémoire 44. Ici, la mémoire 44 comporte les instructions et les données nécessaires pour la mise en œuvre des procédés des figures 4, 5 et 6. En particulier, la mémoire 44 comporte un modèle prédéfini 46 qui relie la force Fl à la force Fa. Ici, le modèle 46 est implémenté à l'aide d'une table de conversion pré-enregistrée qui associe, à plusieurs valeurs possibles de la force Fl, la valeur correspondante de la force Fa. Généralement, la force Fa est exprimée en Newton.

La figure 3 représente plus en détail la coque instrumentée 22. Cette coque instrumentée 22 comporte une coquille 50. Dans ce mode de réalisation, la coquille 50 épouse la forme des côtés 14 et 16 et de la face postérieure 12.

Cette coquille 50 délimite un évidement central 52 apte à recevoir la phalange 4. L’évidement 52 débouche dans le trou réalisé à l’extrémité du doigt 30 du gant 28. Ainsi, dans la position montée, la face palmaire 10 peut toujours venir directement en contact avec la face 6. L’évidement central 52 s’étend le long d’un axe 54 parallèle à la direction Y.

La coquille 50 comporte :
- deux bords latéraux 56 et 58 aptes à venir en appui directement sur, respectivement, les côtés 14 et 16 de la phalange 4 dans la position montée,
- un arceau 60 qui raccorde mécaniquement les bords latéraux 56 et 58 l’un à l’autre, et
- une butée 62 d’extrémité sur laquelle repose l’extrémité de la phalange 4 dans la position montée.

Les bords 56 et 58 sont situés chacun d’un côté respectif de l’axe 54 et sont en vis-à-vis l’un de l’autre de part et d’autre de l’évidement 52. Ils s’étendent principalement dans des plans verticaux respectifs séparés l’un de l’autre par une distance adaptée pour que, dans la position montée et dans la position de repos de la phalange 4, les côtés 14 et 16 soient directement en contact, respectivement, sur les bords 56 et 58.

L’arceau 60 maintient constant ou pratiquement constant l’écartement entre les bords 56 et 58. Il s’étend principalement au-dessus de la face postérieure 12 dans la position montée. Plus précisément, dans la position montée, l’arceau 60 recouvre la face postérieure 12 de la phalange 4. Par exemple, dans la position montée, l’arceau 60 est directement en contact avec la face postérieure 12 et, typiquement, avec l’ongle 18.

La butée 62 se présente ici sous la forme d'une paroi d'extrémité qui s’étend principalement dans un plan vertical perpendiculaire à l’axe 54 et qui est fixée sans aucun degré de liberté à l'arceau 60 et aux bords latéraux 56, 58. Elle est conformée pour que l’extrémité de la phalange 4 vienne en butée sur cette paroi dans la position montée. Cela permet un positionnement précis des côtés 14 et 16 par rapport aux bords 56 et 58 de la coque instrumentée. Dans ce mode de réalisation, la butée 62 rigidifie également l'arceau 60.

Du côté opposé à la butée 62, l’évidement 52 forme une ouverture semi-circulaire par l’intermédiaire de laquelle la phalange 4 est introduite à l’intérieur de l’évidement 52 jusqu’à venir en appui directement sur la butée 62.

Ici, les bords 56 et 58, l’arceau 60 et la butée 62 sont réalisés dans un même bloc de matière. Dans ce mode de réalisation, la coquille 50 est par exemple réalisée dans un matériau rigide. Dans ce texte, par "matériau rigide" on désigne un matériau dont le module de Young de 20°C est supérieur à 0,1 GPa ou à 1 GPa ou à 10 GPa. Typiquement, l’épaisseur des différents bords et parois de la coquille 50 est supérieure à 0,5 mm ou 1 mm et, habituellement, inférieure à 3 cm ou 1 cm ou 5 mm.

La coque instrumentée 22 comporte aussi :
- un capteur 66 de force, et
- un circuit électronique 68.

Le capteur 66 mesure directement la force latérale Fl exercée, dans une direction parallèle à la direction X, par le côté 14 sur le bord 56. À cet effet, le capteur 66 est ici fixé sur une face interne du bord 56 qui est tournée vers l’axe 54. Dans ces conditions, dans la position montée, le côté 14 vient directement en appui sur la face sensible du capteur 66. Par exemple, le capteur 66 est un capteur de force à jauges de déformation. Les jauges de déformation sont également connues sous le terme de "jauges de contrainte".

Dans ce mode de réalisation, le circuit électronique 68 sert à alimenter le capteur 66 et à transmettre les mesures acquises par le capteur 66 à l’unité 26 par l’intermédiaire de la liaison 27. Par exemple, à cet effet, il comporte une batterie 70 et un émetteur/récepteur sans fil 72. Le circuit 68 est raccordé au capteur 66 par des liaisons filaires 74. Le circuit 68 n’a pas besoin d’être directement en contact avec la phalange 4. Par exemple, ici, le circuit 68 est fixé sur une face extérieure de l’arceau 60 ou logé à l’intérieur de la matière de l’arceau 60.

Le fonctionnement et l’utilisation de l’appareil 20 vont maintenant être décrits en détail en référence au procédé de la figure 4.

De préférence, le procédé débute par une phase 100 de calibration de l’appareil 20 pour un utilisateur particulier. En effet, la viscosité et la dureté de la pulpe d’un doigt peuvent varier d’un utilisateur à un autre. Ainsi, pour deux utilisateurs différents, une même valeur mesurée de la force Fl ne correspond pas nécessairement à une même valeur de la force Fa.

Ici, lors de la phase 100, une face d’appui instrumentée est fournie. La face d’appui instrumentée est équipée d’un capteur qui mesure directement la force Fa exercée par la face palmaire 10 lorsqu’elle vient en appui sur cette face d’appui. Par exemple, la face d’appui instrumentée peut prendre la forme d’un bouton instrumenté que l’utilisateur enfonce en appuyant dessus avec sa face palmaire 10.

Ensuite, lors d’une étape 102, le mécanisme 24 est déplacé de sa position démontée vers sa position montée sur la phalange 4 de l’utilisateur. Ici, l’utilisateur enfile le gant 28 jusqu’à ce que l’extrémité de sa phalange 4 vienne en appui contre la butée 62 de la coque instrumentée 22. À l’issue de l’étape 102, les côtés 14 et 16 de la phalange 4 sont en appui sur, respectivement, les bords 56 et 58.

Lors d’une étape 104, l’utilisateur enfonce la face d’appui instrumentée à l’aide de sa face palmaire 10.

En parallèle de l’étape 104, lors d’une étape 106, la force Fa est mesurée par la face d’appui instrumentée. En même temps, la force Fl est mesurée par le capteur 66 puis transmise et acquise par l’unité 26 de traitement. La force Fl varie en fonction de la force Fa. En effet, plus la force Fa augmente plus la pulpe du doigt s’écrase et plus la force qui écarte les côtés 14 et 16 l’un de l’autre augmente. Ainsi, plus la force d’appui augmente, plus la force d’appui Fl augmente. À l’inverse, lorsque la force Fa diminue, la force Fl diminue. Cette diminution de la force Fl s'observe jusqu’à ce que les côtés 14 et 16 ne soient plus en appui sur les bords 56 et 58.

Les valeurs mesurées en même temps des forces Fa et Fl sont enregistrées sur une même ligne de la table du modèle 46.

Typiquement, les étapes 104 et 106 sont réitérées plusieurs fois pour différentes valeurs de la force Fa.

À l’issue des étapes 104 et 106, la mémoire 44 comporte un modèle 46 spécifiquement construit pour cet utilisateur et la phase 100 s’achève.

Une fois la phase 100 terminée, l’appareil 20 est utilisé, lors d’une phase 110, pour mesurer la force Fa exercée sur la face 6 par la face palmaire 10. Lors de la phase 110, contrairement à la phase 100, la face 6 n’a pas besoin d’être instrumentée. Au contraire, ici, elle est dépourvue de tout capteur capable de mesurer la force Fa.

La phase 110 comporte des étapes 112 et 114 identiques, respectivement, aux étapes 102 et 104, sauf que lors de l’étape 114, la face palmaire 10 appuie sur la face 6 et non plus sur une face d’appui instrumentée.

En parallèle de l’étape 114, lors d’une étape 116, la force Fl est mesurée par le capteur 66 puis transmise par l’intermédiaire de la liaison 27 à l’unité 26 de traitement.

Puis, lors d’une étape 118, l’unité 26 établie la valeur de la force Fa à partir de la valeur mesurée de la force Fl. Pour cela, le modèle 46 est utilisée. En particulier, si la valeur mesurée de la force Fl ne correspond pas exactement à l’une des valeurs pré-enregistrées dans cette table du modèle 46, l’unité 26 calcule, par interpolation, par exemple linéaire, la valeur de la force Fa correspondante à partir des valeurs pré-enregistrées les plus proches de la valeur mesurée.

Lors d’une étape 120, la valeur établie de la force Fa est enregistrée dans la mémoire 44 et/ou affichée sur l’écran 34.

La figure 5 représente un procédé de mesure de la capacité d’étalement d’une pâte à l’aide de la phalange 4 et de l’appareil 20. Par exemple, la pâte est une pâte à usage cosmétique et, dans ce cas, la face 6 est la peau de l'utilisateur ou d'une autre personne.

Ce procédé débute par une phase 130 de calibration de l’appareil 20. La phase 130 est identique à la phase 100, sauf qu’après avoir étalonné le modèle 46, elle comporte des étapes supplémentaires 132 et 134.

Lors de l’étape 132, une pâte ayant une capacité d’étalement connue est étalée sur la face 6 par l’utilisateur à l’aide de sa face palmaire 10.

En parallèle, lors de l’étape 134, l’appareil 20 mesure la force Fa au cours du processus d’étalement. Lors du processus d’étalement de la pâte, la force Fa dépend notamment de la viscosité de la pâte et donc de sa capacité à être étalée plus ou moins facilement.

Les valeurs mesurées de la force Fa pendant le processus d’étalement de la pâte sont enregistré dans un barème associé à la valeur connue de la capacité d’étalement de cette pâte. Par exemple, c'est la moyenne ou un histogramme des valeurs mesurées de la force Fa qui est enregistré dans le barème associé à la valeur connue de la capacité d’étalement.

La capacité d’étalement de la pâte est par exemple exprimée sous la forme d’une échelle de valeurs alphanumériques. À titre d’illustration, dans cette échelle, la valeur « 1 » correspond à une pâte qui s’étale très difficilement. À l’opposé, la valeur « 10 » correspond à une pâte qui s’étale très facilement. La valeur de la capacité d’étalement de la pâte utilisée lors de l’étape 132 est connue sur cette échelle.

Les étapes 132 et 134 sont réitérées pour plusieurs pâtes différentes ayant chacune des valeurs connues différentes de leur capacité d’étalement. Ainsi le barème construit comporte pour plusieurs valeurs possibles de la capacité d’étalement, les valeurs mesurées correspondantes de la force Fa. Ce barème permet d'obtenir un modèle qui relie la force Fa à la capacité d'étalement.

Après avoir été construit, ce barème est enregistré dans la mémoire 44 et la phase 130 s’achève.

La phase 130 est ensuite suivie d’une phase 140 de mesure de la capacité d’étalement inconnue d’une pâte. La phase 140 est identique à la phase 110 sauf que les étapes 114, 118 sont remplacées par, respectivement, des étapes 142 et 144.

Typiquement, l’étape 142 se déroule comme l’étape 132, sauf que la capacité d’étalement de la pâte est inconnue. La face 6 est typiquement la même ou a des caractéristiques très proches de la face 6 utilisée lors de l’étape 132.

L’étape 144 est identique à l’étape 118, sauf qu’elle comporte en plus la détermination de la capacité d’étalement de la pâte à partir des mesures de la force Fa. Plus précisément, lors de l’étape 144, les mesures de la force Fa sont établies à partir des mesures de la force Fl en utilisant le modèle 46. Ensuite, la capacité d’étalement est déterminée à partir des mesures de la force Fa en utilisant pour cela le barème enregistré dans la mémoire 44 lors de la phase 130.

Lors de l’étape 120, la valeur de la capacité d’étalement de la pâte est enregistrée et/ou affichée sur l’écran 34 en plus ou à la place des mesures de la force Fa.

La figure 6 représente un procédé de mesure d’une force d’adhésion d’une pâte sur la face palmaire 10. Ce procédé débute par une phase 150 de calibration identique à la phase 130, sauf que les étapes 132 et 134 sont remplacées par, respectivement, des étapes 152 et 154.

Lors de l’étape 152, une pâte ayant une force d’adhésion connue sur la face palmaire 10 est déposée sur la face 6. Ensuite, l’utilisateur enfonce sa face palmaire 10 dans cette pâte puis retire sa phalange 4 en écartant progressivement sa face palmaire 10 de la face 6 dans la direction Z. Lors du retrait de la face palmaire 10, la pâte tire la face palmaire en direction de la face 6. Cette force de traction est d’autant plus forte que la force d’adhésion de la pâte sur la face palmaire 10 est importante. Cette force de traction provoque une diminution de la force Fl mesurable tant que les côtés 14 et 16 restent en appui sur les bords 56 et 58.

Lors de l’étape 154, l’appareil 20 mesure la valeur de la force Fa au cours du retrait de la phalange 4. Les valeurs mesurées de la force Fa pendant ce mouvement de retrait sont enregistré dans un barème associé à la valeur connue de la force d’adhésion sur la face palmaire 10. Par exemple, c'est la moyenne ou un histogramme des valeurs mesurées de la force Fa qui est enregistré dans le barème associé à la valeur connue de la force d'adhésion. Par exemple, la valeur de la force d’adhésion est exprimée en Newton.

Les étapes 152 et 154 sont réitérées pour plusieurs pâtes ayant chacune des forces d’adhésion connues différentes sur la face palmaire 10. Le barème ainsi construit comporte donc, pour plusieurs valeurs différentes de la force d’adhésion, les valeurs mesurées correspondantes de la force Fa. Ce barème est enregistré dans la mémoire 44 et la phase 150 s’achève. Ce barème permet d'obtenir un modèle qui relie la force Fa à la force d'adhésion.

Ensuite, une phase 160 de mesure de la force d’adhésion d’une pâte sur la face palmaire 10 est mise en œuvre. La phase 160 est identique à la phase 140, sauf que les étapes 162 et 164 sont remplacées par, respectivement, des étapes 162 et 164.

L’étape 162 est identique à l’étape 152 sauf que la force d’adhésion de la pâte utilisée lors de l’étape 162 est inconnue.

L’étape 164 est identique à l’étape 144 sauf qu’elle comporte la détermination de la force d’adhésion de la pâte sur la face palmaire 10 à partir des mesures de la force Fa réalisées pendant la phase de retrait de la phalange 4. En particulier, lors de l’étape 164, la force Fa est déterminée à partir des mesures de la force Fl et en utilisant le modèle 46. Ensuite, la force d’adhésion est déterminée à partir des mesures de la force Fa et en utilisant pour cela le barème enregistré dans la mémoire 44 lors de la phase 150.

Lors de l’étape 120, la valeur de la force d’adhésion de la pâte sur la face palmaire 10 est enregistrée et/ou affichée sur l’écran 34 en plus ou à la place de la valeur mesurée de la force Fa.

La figure 7 représente une coque instrumentée 166 susceptible d’être utilisée à la place de la coque instrumentée 22 de l’appareil 20. Cette coque instrumentée 166 est identique à la coque instrumentée 22 sauf que :
- la coquille 50 est remplacée par une coquille 168, et
- le capteur 66 de force est remplacé par un capteur 170 de force.

Pour simplifier la figure 7, le circuit électronique 68 n’a pas été représenté.

La coquille 168 est, par exemple, identique à la coquille 50 sauf que :
- la butée 62 est omise, et
- l’arceau 60 est remplacé par un arceau 172.

L’arceau 172, comme l’arceau 60, relie mécaniquement entre eux les bords latéraux 56 et 58 en passant par-dessus l'ongle 18. Toutefois, dans ce mode de réalisation, l’arceau 172 forme en plus un mécanisme de fixation de la coque instrumentée 166 sur la phalange 4. Ce mécanisme permet le déplacement, de façon réversible, de la coque instrumentée 166 entre des positions démontée et montée mais sans utiliser le gant 28. Les positions démontée et montée ont précédemment été décrites. Dans ce mode de réalisation, le gant 28 est omis.

L’arceau 172 comporte deux branches 176 et 178 et une partie centrale 174 située au-dessus de l'ongle 18 dans la position montée. Les extrémités inférieures des branches 176 et 178 sont directement mécaniquement raccordées, respectivement, aux bords latéraux 56 et 58. Les extrémités supérieures des branches 176 et 178 sont directement raccordées chacune à un côté respectif et opposé de la partie centrale 174.

L'arceau 172 est déplaçable, de façon réversible, entre une position resserrée et une position écartée représentée sur la figure 7.

Dans la position resserrée, la distance "e" qui sépare les bords 56 et 58 est inférieure à la distance qui sépare les côtés 14 et 16 dans la position de repos. Par exemple, la distance "e" la plus courte entre les faces internes en vis-à-vis des bords 56 et 58 est inférieure à 12 mm ou 10 mm ou 7 mm dans la position resserrée. À l’inverse, dans la position écartée, la distance "e" est généralement supérieure à 13 mm ou 15 mm. Dans la position écartée, les bords latéraux 56, 58 sont en appuis sur les côtés 14, 16.

De plus, la coque instrumentée 166 comporte un mécanisme de ressort qui sollicite en permanence l'arceau 172 vers sa position resserrée.

Ici, les branches 176 et 178 et la partie centrale 174 ne forment qu’un seul bloc de matière. Dans ce cas, la rigidité de l'arceau 172 est adaptée pour qu'il se déforme élastiquement entre les positions resserrée et écartée. Par exemple, le matériau dans lequel est réalisé l'arceau 172 et l’épaisseur de l'arceau 172 sont choisis de manière appropriée :
- pour obtenir la déformation élastique de l'arceau 172 entre les positions resserrée et écartée, et
- pour que, par élasticité, l'arceau 172 soit en permanence sollicité vers sa position resserrée.

Par exemple, pour cela, le matériau et l'épaisseur de l'arceau 172 sont choisis pour que le produit Y*p soit inférieur à 100 GPa.mm ou 50 GPa.mm où :
- Y est le module de Young du matériau à 20°C exprimé en GPa, et
- p est l’épaisseur de ce matériau.

Typiquement, le matériau et l’épaisseur sont choisis pour que le produit Y*p soit aussi supérieur à 1 GPa.mm ou 10 GPa.mm.

Dans ce mode de réalisation particulier, le mécanisme de ressort est simplement obtenu par l'élasticité de l'arceau 172 qui le sollicite en permanence vers sa position resserrée.

Ici, l’arceau 172 est plus haut, dans la direction Z, que l’arceau 60. Ainsi, dans la position montée, la face postérieure 12 n’est pas en contact avec l’arceau 172. Dans la position montée, la face postérieure 12 et la face interne en vis-à-vis de l’arceau 172 sont séparées l’une de l’autre par un espace vide.

Dans ce mode de réalisation, pour mesurer la valeur de la force Fl, le capteur 170 est fixé, sans aucun degré de liberté, sur la partie centrale 174. Il mesure la déformation en flexion de cette partie centrale 174 lorsque les branches 176 et 178 sont écartées l’une de l’autre par les côtés 14 et 16. Par exemple, le capteur 170 est un capteur de force à jauges de déformation.

La coque instrumentée 166 fonctionne comme la coque instrumentée 22. Lorsque la face palmaire 10 appuie sur la face 6, les côtés 14 et 16 s’écartent. En réponse, les bords 56 et 58 et les branches 176 et 178 s’écartent, ce qui déforme, notamment en flexion, la partie centrale 174. Ainsi, la force mesurée par le capteur 170 est représentative de la force Fl et donc de la force Fa.

La figure 8 représente un autre mode de réalisation possible du mécanisme 24 de fixation de la coque instrumentée 22 sur la phalange 4. Ici, le mécanisme 24 est remplacé par un mécanisme 180 de fixation qui fonctionne de façon similaire à celui décrit en référence à la figure 7. À cet effet, le mécanisme 180 comporte un tube 182 fixé sur une partie antérieure de la coque instrumentée 22 située du côté opposé à la butée 62. Le tube 182 s’étend le long de l’axe 54 de manière à entourer au moins une partie de la phalange intermédiaire du doigt de l’utilisateur dans la position montée. Ici, ce tube 182 comporte une fente 184 qui s’étend, dans la direction Y, sur toute la longueur du tube 182 et débouche dans l’évidement 52.

De part et d’autre de cette fente 184, le tube 182 comporte deux branches 186 et 188. Le tube 182 est élastiquement déformables entre une position resserrée, représentée sur la figure 8, et une position écartée. Dans la position resserrée, son diamètre intérieur est inférieur au diamètre de la phalange intermédiaire de l'utilisateur. De plus, ici, dans la position resserrée, la largeur de la fente 184 est plus petite que la largeur transversale de la phalange intermédiaire.

Dans la position écartée, le tube 182 comprime la phalange intermédiaire pour maintenir la coque instrumentée 22 dans sa position montée. Plus précisément, dans la position écartée, la largeur de la fente 184 est plus large et les branches 186, 188 sont directement en appui sur la phalange intermédiaire pour retenir la coque instrumentée 22 dans sa position montée.

Un mécanisme de ressort sollicite en permanence le tube 182 vers sa position resserrée. Par exemple, ici, comme dans le mode de réalisation précédent, c'est l'élasticité du matériau dans lequel est réalisé le tube 182 qui sollicite en permanence le tube 182 vers sa position resserrée.

Dans ce mode de réalisation, pour passer de la position démontée vers la position montée, l’utilisateur introduit sa phalange 4 à l’intérieur du tube 182, puis la déplace en translation le long de l’axe 54, jusqu’à ce qu’elle vienne en appui contre la butée 62. L’introduction de la phalange 4 à l’intérieur du tube 182 écarte les branches 186, 188 et déplace le tube 182 de la position resserrée vers la position écartée. Dans la position écartée, à cause du mécanisme de ressort, les branches 186 et 188 sont maintenus en appui sur la phalange intermédiaire ce qui maintient la coque instrumentée 22 dans sa position montée. Pour revenir à la position démontée, l'utilisateur retire son doigt de l'intérieur du tube 182. Cela provoque en même temps le déplacement du tube 182 de sa position écartée vers la position resserrée.

On notera aussi que dans ce mode de réalisation, contrairement au mode de réalisation de la figure 7, les branches 186, 188 ne sont pas déplaçables par les côtés 14, 16.

Chapitre II- Variantes :

Variantes de la coque instrumentée :

D’autres modes de réalisation du capteur de force sont possibles. Par exemple, le capteur à jauges de déformation peut être remplacé par un capteur piézo-électrique, un capteur de pression ou tout autre capteur mesurant une grandeur physique représentative de la force Fl.

Dans le mode de réalisation de la figure 7, le capteur 170 peut être remplacé par un capteur de force, par exemple identique au capteur 66, fixé sur la face interne d'un des bords 56, 58 comme décrit dans le cas de la coque instrumentée 22.

Le circuit 68 peut être fixé ailleurs que sur la coque instrumentée. Par exemple, le circuit 68 peut être fixé sur le gant 28 au lieu d’être fixé sur la coquille 50 ou être fixé sur le tube 182.

Le circuit 68 peut aussi être omis. Dans ce cas, le capteur 66 est directement raccordé à l’unité 26 de traitement par des liaisons filaires et le capteur 26 est alimenté par l’unité 26 de traitement.

Dans un autre mode de réalisation, la coque instrumentée comporte un ou plusieurs capteurs supplémentaires. Par exemple, ce ou ces capteurs supplémentaires sont choisis dans le groupe composé :
- d’un capteur acoustique pour obtenir des informations sur l’état de surface de la face 6 lorsque la face palmaire 10 se déplace et frotte contre cette face 6,
- d'un capteur pour mesurer la force de frottement tangentielle sur la face 6 lorsque la face palmaire 10 glisse le long de cette face 6,
- d'un accéléromètre pour mesurer l’évolution temporelle de la force Fa ou Fl ou de la force de frottement tangentielle,
- d'un capteur Doppler pour mesurer, notamment, le débit sanguin, et
- d'un capteur de température.
La coque instrumentée peut aussi comporter plusieurs capteurs de la force Fl. Par exemple, la coque instrumentée 22 peut comporter en plus un capteur de force supplémentaire, identique au capteur 66, mais fixé sur la face interne du bord 58.

Variantes du mécanisme de fixation :

Le gant 28 peut comporter un seul doigt dans le cas où une seule coque instrumentée doit être fixée sur un seul doigt. De plus, comme illustré par les modes de réalisation des figures 7 et 8, le gant 28 peut être omis.

En variante, seule la partie centrale 174 est réalisée dans un matériau suffisamment souple pour permettre une déformation élastique de l’arceau 172 lors du déplacement entre les positions resserrée et écartée. Dans cette variante, les branches 176, 178 sont rigides et ne se déforment pas ou pratiquement pas lors du déplacement entre les positions démontée et montée. Dans ce cas, c’est donc principalement la partie centrale 174 qui se déforme.

Dans un autre mode de réalisation, les branches 176, 178 et la partie centrale 174 sont rigides et ne se déforment pas lors des déplacements entre les positions démontée et montée. Dans ce cas, par exemple, les extrémités supérieures des branches 176, 178 sont raccordées à la partie centrale 174 par des articulations respectives. L’axe de rotation de ces articulations est alors parallèle à la direction Y dans la position montée. Le mécanisme de ressort est alors, par exemple obtenu à l'aide d'un ou plusieurs ressorts qui sollicitent en permanence l'arceau 172 vers sa position resserrée. Pour mesurer la force Fl, le capteur 170 est alors remplacé par un capteur qui mesure le couple ou la déformation de l’articulation.

Le tube 182 peut être un manchon qui retient la coque instrumentée par frottements de sa paroi intérieure sur la peau du doigt. Dans ce cas, pour passer de la position démontée à la position montée, la phalange 4 doit être introduite d’un côté du manchon, puis traverser le manchon jusqu’à ce qu’elle ressorte de l’autre côté de ce manchon et vienne en appui sur la butée 62 de la coque instrumentée. Pour favoriser la fixation du manchon sur la phalange intermédiaire, au moins la paroi interne du manchon est, par exemple, réalisée en matériau élastiquement déformable tel qu'un élastomère. Ce matériau se déforme élastiquement et s’enfonce quand le doigt est introduit à l’intérieur du manchon. Dans un autre mode de réalisation, le manchon est entièrement réalisé en matériau élastomère.

Plusieurs mécanismes de fixation peuvent être simultanément utilisés dans un même mode de réalisation. Par exemple, le mécanisme 24 peut comporter, en plus du gant 28, le tube 182. De façon similaire, l'arceau 172 peut, en plus, être mécaniquement raccordé au tube 182.

Plusieurs mécanismes de fixation peuvent aussi être simultanément utilisés pour fixer plusieurs coques instrumentées sur plusieurs doigts respectifs. Cela permet de mesurer, en même temps, les forces d'appui entre les faces palmaires de plusieurs doigts et une face d'appui.

Variantes du procédé :

Les procédés des figures 5 et 6 peuvent être mis en œuvre avec tout type de pâte destinée à être étalée ou mise en contact direct avec la face palmaire d’un doigt. En particulier, le procédé s'applique aussi au cas des pâtes présentant une faible viscosité et donc liquide ou pratiquement liquide. Ainsi, la pâte utilisée peut aussi être une pâte à usage thérapeutique, à usage culinaire ou autre. La pâte peut aussi être le sébum déposé par un être humain sur la face d'appui.

Lorsque la face 6 d'appui présente elle-même un certain degré d'adhérence sur la face palmaire, le procédé de la figure 6 peut alors être mis en œuvre sans pâte interposée entre cette face d'appui et la face palmaire.

La phase 100 de calibration peut être réalisée différemment. Par exemple lorsque la viscosité et la dureté de la pulpe du doigt sont connues, la table du modèle 46 peut alors être calculée à partir de ces informations. La phase 100 peut aussi être omise si une précision importante sur la mesure de la force Fa n'est pas requise. Dans ce dernier cas, la table du modèle 46 est la même pour tous les utilisateurs.

Dans un autre mode de réalisation, pendant la phase 110 de mesure, l’unité 26 enregistre seulement les mesures de la force Fl au fur et à mesure qu’elles sont acquises. Ensuite, par exemple, une fois que la phase 110 de mesure est terminée, elle établit les mesures de la force Fa à partir des valeurs mesurées de la force Fl. Autrement dit, les étapes 118 et 120 peuvent aussi être mises en œuvre après la fin de la phase 110.

Autres variantes :

La liaison 27 peut être remplacée par une liaison filaire.

D’autres modes de réalisation de l’unité 26 de traitement sont possibles. Par exemple, dans une variante simplifiée, l’écran 34 est omis. Dans ce cas, l’unité de traitement enregistre les mesures de la force Fa dans la mémoire 44. Ensuite, par exemple, une fois la phase de mesure terminée, ces mesures sont téléchargées sur un dispositif d’affichage qui permet de les afficher.

L’unité 26, lorsqu’elle est suffisamment petite et légère, peut aussi être fixée sur la phalange 4 ou sur la main de l’utilisateur. Par exemple, cela peut être le cas lorsque l’écran 34 est omis. De préférence, l’unité de traitement est alors réalisée sur le même circuit électronique que celui utilisé pour acquérir les mesures de la force Fl.

Le modèle qui relie la force Fl à la force Fa peut être implémenté sous une autre forme qu'une table de valeurs correspondantes des forces Fl et Fa. Par exemple, ce modèle peut se présenter sous la forme d'une relation numérique entre deux variables, correspondant respectivement, aux forces Fl et Fa.

De façon similaire, le modèle qui relie la force Fa à la capacité d'étalement ou à la force d'adhésion n'est pas nécessairement implémenté sous la forme d'un barème prédéfinies de valeurs correspondantes. Par exemple, en variante, ce modèle est implémenté sous la forme d'une relation numérique entre la force Fa et la capacité d'étalement ou la force d'adhésion.

Ce qui a été décrit ici dans le cas particulier de la phalange distale d’un doigt d’une main s’applique aussi à la mesure de la force Fa dans le cas où la phalange distale est celle d’un doigt de pied. Dans ce dernier cas, la forme de la coque instrumentée doit être adaptée à la forme de la phalange distale d’un doigt de pied qui présente des différences morphologiques par rapport à la phalange distale d’un doigt de main.

De même, ce qui a été décrit ici dans le cas particulier d'une phalange distale d'un doigt, s'applique aussi aux autres phalanges d'un doigt de main ou de pied. Par exemple, la coque 166 peut tout à fait être fixée sur la phalange intermédiaire ou la phalange proximale d'un doigt d'une main sans avoir pour cela à être modifiée.

L'appareil de mesure décrit s'applique tout particulièrement au domaine de la cosmétique. Il peut toutefois être utilisé dans d'autres domaines variés ayant besoin de mesurer la force exercée par un doigt sur une surface quelconque. Par exemple, l’appareil 20 peut aussi être utilisé lors de palpation de fruits et légumes, lors de la rééducation de personnes ayant perdus la sensibilité au toucher, lors de formation à des massages ou des soins, lors de mesure de force appliquées sur un écran tactile, etc...

Chapitre III- Avantages des modes de réalisation décrits :

Le fait de mesurer la force d’appui latérale Fl permet de mesurer la force Fa tout en conservant la possibilité d'avoir un contact direct entre la face palmaire 10 et la face 6. Ainsi, le contact entre la face 10 et la face 6 reste identique à celui qui est obtenu lorsque la phalange 4 n’est pas équipée d’une coque instrumentée. Les conditions de mesure de la force Fa sont donc les mêmes qu’en absence de coque instrumentée. Les biais de mesure introduits par la présence d’objets interposés entre la face palmaire et la face d’appui pour réaliser la mesure de la force Fa sont donc évités.

Les utilisations et les applications possibles de l’appareil de mesure décrit ici sont bien plus nombreuses que celles autorisées par l'appareil décrit dans la demande US2010/0106060A1. Par exemple, l'appareil 20 permet de mesurer la force Fa en même temps que la face palmaire 10 se déplace le long de la face d’appui.

Par ailleurs, contrairement à l’appareil de mesure décrit dans la demande US2010/0106060A1, pour mesurer la force Fa, il suffit d’équiper un seul doigt avec une coque instrumentée et non pas deux doigts comme décrit dans cette demande. La mesure de la force Fa est également plus précise que si l’appareil de la demande US2010/01060060A1 était utilisé. En effet, il n’est pas nécessaire de mesurer le déplacement de la face palmaire 10 dans une direction perpendiculaire à la face d’appui pour ensuite convertir ce déplacement mesuré en une force d’appui.

Le mécanisme de fixation de la figure 7 s’adapte facilement à différentes tailles de doigts et donc à un grand nombre d’utilisateurs différents. De plus, il est particulièrement simple à réaliser.

Le fait de placer le capteur 170 de force entre les extrémités supérieures des branches 176 et 178 accroît la sensibilité de l’appareil de mesure tout en n’utilisant qu’un seul capteur de force. En effet, à cet emplacement, le capteur 170 est soumis simultanément aux forces opposées générées par chacune des branches.

L’utilisation du gant 28 comme mécanisme de fixation de la coque instrumentée 22 permet de positionner précisément les bords latéraux sur les côtés de la phalange distale. De plus, le même gant peut être utilisé pour fixer simultanément plusieurs coques instrumentées sur plusieurs doigts différents d’une main et donc ainsi obtenir des mesures simultanées des forces d’appui perpendiculaires à la face appui pour différents doigts.

La présence d’une butée 62 permet de positionner de façon précise les côtés 14, 16 de la phalange 4 par rapport aux bords latéraux 56, 58. Cela améliore la répétabilité des mesures lorsque la coque instrumentée passe successivement d’une position montée vers une position démontée puis de nouveau vers une position montée.

La mesure de la capacité d’étalement d’une pâte à l’aide de l’appareil de mesure décrit ici permet de rendre cette mesure reproductible et donc de s’affranchir d’une appréciation purement subjective de l'utilisateur.

La mesure de la force d’adhésion d’une pâte sur un doigt à l’aide de l’appareil 20 permet simplement de mesurer cette force d’adhésion dans des conditions normales d'utilisation de cette pâte.

Claims (12)

1. Appareil de mesure d'une force, exercée par la face palmaire de la phalange d'un doigt, sur une face d'appui, cet appareil comportant une coque instrumentée (22, 166) apte à être fixée, dans une position montée, sur la phalange,
   caractérisé en ce que la coque instrumentée comporte :
   - au moins deux bords latéraux (56, 58) aptes, dans la position montée, à venir simultanément en appui sur des côtés opposés de la phalange, ces côtés de la phalange étant des parties de la phalange qui s'éloignent l'une de l'autre, dans une direction transversale parallèle à la face d'appui, lorsque la face palmaire est comprimée contre cette face d'appui,
   - un évidement (52), situé entre les bords latéraux, apte à recevoir la phalange et permettant à la face palmaire de venir directement en contact sur la face d'appui dans la position montée, et
   - au moins un capteur (66, 170) de force apte à mesurer la force d'appui latérale exercée, dans la direction transversale, par les côtes de la phalange sur les bords latéraux, cette force d'appui latérale étant représentative de la force exercée par la face palmaire de la phalange sur la face d'appui.
2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la coque instrumentée (166) comporte :
   - une première et une seconde branches (176, 178) qui s’étendent chacune depuis une extrémité inférieure, mécaniquement raccordée à un bord latéral respectif, jusqu’à une extrémité supérieure située, dans la position montée, au-dessus d'une face postérieure de la phalange située du côté opposé à la face palmaire, ces branches étant déplaçables, de façon réversible, entre :
   - une position resserrée dans laquelle la distance entre les bords latéraux est plus petite que la distance qui sépare les côtés de la phalange lorsque la force exercée par la face palmaire sur la face d'appui est nulle, et
   - une position écartée dans laquelle les branches (176, 178) sollicitent en permanence les bords latéraux (56, 58) contre les côtés de la phalange, et
   - un mécanisme de ressort qui sollicite en permanence les branches vers leur position resserrée.
3. Appareil selon la revendication 2, dans lequel le capteur (170) de force est fixé entre les extrémités supérieures des branches (176, 178) pour mesurer la force d’appui latérale.
4. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capteur (66) de force est fixé sur une face interne du bord latéral (56) tournée vers le côté de la phalange de manière que ce côté de la phalange vienne en appui sur ce capteur de force.
5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
   - l’appareil comporte un gant (28) qui épouse au moins la forme du doigt et qui présente un trou pour permettre à la face palmaire (10) du doigt de venir directement en contact avec la face d’appui (6), et
   - la coque instrumentée (22) est fixée sans aucun degré de liberté à l’intérieur de ce gant à un emplacement où, lorsque le gant est enfilé sur le doigt, ses bords latéraux (56, 58) sont en appui sur les côtés (14, 16) de la phalange.
6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la coque instrumentée (22, 166) est apte à être fixée, dans la position montée, sur la phalange distale du doigt et les deux bords latéraux (56, 58) sont aptes, dans la position montée, à venir simultanément en appui directement sur des côtés opposés de la phalange distale.
7. Appareil selon la revendication 6, dans lequel la coque instrumentée (22) comporte une butée (62) destinée à venir en appui sur une extrémité de la phalange distale dans la position montée, cette butée étant raccordée mécaniquement aux bords latéraux sans aucun degré de liberté en translation dans une direction parallèle à l'axe le long duquel s'étend principalement la phalange distale dans la position montée.
8. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel
   - l’appareil comporte un tube (182) déplaçable, de façon réversible, entre :
   - une position resserrée dans laquelle son diamètre intérieur est inférieur à un diamètre correspondant d'une partie antérieure du doigt située, en allant de l’extrémité proximale du doigt vers son extrémité distale, en amont des côtés de la phalange, et
   - une position écartée dans laquelle il comprime ladite partie antérieure pour maintenir la coque instrumentée dans sa position montée,
   - un mécanisme de ressort qui sollicite en permanence le tube (182) vers sa position resserrée, et
   - la coque instrumentée (22) est fixée sans aucun degré de liberté à ce tube.
9. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’appareil comporte un mécanisme de fixation de la coque instrumentée sur la phalange, ce mécanisme de fixation étant apte à déplacer la coque instrumentée, de façon réversible, entre la position montée et une position démontée dans laquelle la coque instrumentée est mécaniquement indépendante de la phalange.
10. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’appareil comporte une unité (26) de traitement raccordée à la coque instrumentée (22; 166), cette unité de traitement étant apte à établir la force perpendiculaire à la face d’appui, exercée par la face palmaire sur la face d’appui, à partir de la force d’appui latérale mesurée et à l’aide d’un modèle (46) prédéfini qui relie cette force d'appui latérale à la force perpendiculaire.
11. Procédé de mesure de la capacité d’étalement d’une pâte à l’aide d’un doigt, caractérisé en ce que ce procédé comporte :
    - une phase (142) d'étalement de la pâte sur une face d’appui à l’aide de la face palmaire de la phalange d’un doigt, et
    - la mesure (144) de la force perpendiculaire à la face d'appui, exercée par cette face palmaire sur la face d’appui pendant la phase d'étalement, à l’aide d’un appareil de mesure conforme à l’une quelconque des revendications précédentes, puis
    - la détermination (144) de la capacité d’étalement de la pâte à l’aide de la force d’appui perpendiculaire mesurée et d’un modèle prédéfini qui relie la force d’appui perpendiculaire à la capacité d’étalement.
12. Procédé de mesure d’une force d’adhésion d’une pâte ou d'une face d'appui sur une face palmaire d’une phalange d’un doigt, caractérisé en ce que ce procédé comporte :
    - la mise en contact direct de la face palmaire avec la pâte déposée sur une face d’appui ou avec la face d'appui, puis une phase (162) d'écartement lors de laquelle la face palmaire est progressivement écartée de la face d’appui en se déplaçant le long d'un axe perpendiculaire à la face d'appui,
    - la mesure (164) de la force perpendiculaire à la face d'appui, exercée par la pâte ou la face d'appui sur la face palmaire pendant la phase d’écartement, à l’aide d’un appareil de mesure conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 9, puis
    - la détermination (164) de la force d’adhésion de la pâte ou de la face d'appui sur la face palmaire à l’aide de la force perpendiculaire mesurée et d’un modèle prédéfini qui relie la force perpendiculaire à la force d'adhésion.