FR3114173A1 - Système de commande haptique - Google Patents

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Abstract

Système de commande haptique L’invention concerne un système (1) de commande haptique comprenant :- une paroi (10) comprenant une face externe (11) et une face interne (12), la paroi (10) présentant une zone (14) de commande à retour haptique sur la face externe (11), la paroi rigide et présentant un trou (16) traversant ;- un actionneur (2) piézoélectrique situé du côté de la face interne (12) de la paroi (10) et sous-jacent à la zone (14) de commande à retour haptique ;- un contre-appui (3) couplé à la paroi (10) et contre lequel repose l’actionneur (2) piézoélectrique ;- un organe intermédiaire (4) comprenant une embase (41) logée entre l’actionneur (2) piézoélectrique et la face interne (12) de la paroi (10), et un élément (42) s’étendant depuis l’embase (41) au travers du trou (16) traversant jusqu’à atteindre la face externe (11) de la paroi (10) autour du trou (16) traversant. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Système de commande haptique
Le domaine de l’invention est celui de la conception des systèmes de commande.
Plus précisément, l’invention concerne un dispositif de commande haptique.
Un dispositif de commande haptique permet à un utilisateur d’avoir un retour sensoriel suite à son actionnement. Ce retour sensoriel peut être formé par une perception kinesthésique tel qu’un retour de force ou une vibration.
Typiquement, une touche dite « haptique » permet de remplacer une touche mécanique qui s’enfoncerait lors de l’actionnement.
On retrouve le principe des touches haptiques sur les écrans tactiles dans lesquels un appui sur une zone prédéterminée de l’écran provoque l’envoi d’une commande et, simultanément, une vibration en réponse.
Une telle vibration permet à un utilisateur de savoir que le système électronique a bien enregistré son appui.
Dans le domaine des dispositifs de commande haptique, les actionneurs piézoélectriques permettent d’envoyer une commande, et également de créer un retour sensoriel en réponse à une compression. Ils forment ainsi des composants de choix pour remplacer des touches mécaniques classiques.
Ces actionneurs piézoélectriques utilisent la propriété de certains matériaux à se polariser électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique, et réciproquement de se déformer lorsqu’on leur applique un champ électrique.
Concrètement, un appui sur un actionneur piézoélectrique entraîne une compression de cet actionneur. Cette compression, ou déformation, provoque un signal électrique (modification du champ électrique) interprétable par un contrôleur de manière à déclencher une action. En réponse à ce signal électrique, le contrôleur renvoie un signal électrique pour modifier de nouveau le champ électrique de l’actionneur, et provoquer une nouvelle déformation.
La vitesse de réalisation de ce processus est telle que cette nouvelle déformation peut être ressentie par un utilisateur qui réaliserait cet appui sur l’actionneur par exemple avec un doigt.
L’intégration de ces systèmes de commande haptique peut toutefois être complexe, notamment de par la nature des dispositifs ou des milieux dans lesquels ils sont intégrés.
Plus précisément, une intégration sur une paroi en matière plastique peut être simple du fait du caractère « souple » que peuvent présenter les matières plastiques. Ainsi, un appui sur une zone en plastique d’une paroi permet de provoquer une déformation suffisante de cette paroi pour atteindre un actionneur piézoélectrique sous-jacent. La vibration provoquée en réponse par l’actionneur piézoélectrique peut quant à elle être ressentie de manière suffisante pour créer l’effet de « retour haptique ».
A contrario, l’intégration d’une commande haptique dans une paroi réalisée dans un matériau plus rigide et/ou présentant une certaine densité, se heurte à la faible capacité du matériau à se déformer et à transmettre la vibration provoquée par l’actionneur piézoélectrique.
De plus, la réalisation d’une touche haptique sur une paroi implique de fournir une indication aux utilisateurs pour qu’il puissent avoir connaissance de la présence de cette touche et/ou pour qu’ils puissent situer cette touche sur la paroi.
Ainsi, il est nécessaire de créer des repères visuels et/ou physiques.
Sur les parois en plastique, il est notamment procédé à la réalisation de protubérances ou de renfoncements sur une face externe de la paroi, au-dessus des actionneurs piézoélectriques qui sont positionnés d’un côté interne de ces parois.
La réalisation de tels repères physiques peut toutefois être problématique sur d’autres matériaux. En effet, par exemple sur du métal usiné, la réalisation d’un tel repère physique peut provoquer l’apparition de défaut de surface autour du repère.
Par ailleurs, la présence d’un tel repère physique peut ne pas être souhaité tout simplement pour des raisons esthétiques.
L’invention a pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur.
Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer un système de commande haptique pouvant être intégré aisément sur des parois réalisées en un matériau rigide, et notamment pouvant être considérées comme inappropriée par nature à l’intégration d’une commande haptique.
L’invention a également pour objectif de fournir un tel système dans lequel l’état de surface du matériau de la paroi ne présente pas de défaut induits par l’intégration de la commande haptique.
Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints par l’invention qui a pour objet un système de commande haptique comprenant :
- une paroi comprenant une face externe et une face interne, la paroi présentant une zone de commande à retour haptique sur la face externe ;
- un actionneur piézoélectrique situé du côté de la face interne de la paroi et sous-jacent à la zone de commande à retour haptique, l’actionneur étant apte à produire une vibration en réponse à une compression ;
- un contre-appui couplé à la paroi et contre lequel repose l’actionneur ;
caractérisé en ce que la paroi est rigide et présente un trou traversant centré sur l’actionneur,
et en ce qu’il comprend un organe intermédiaire comprenant :
- une embase logée entre l’actionneur et la face interne de la paroi, l’embase étant destinée à venir en appui contre une surface centrale de l’actionneur ;
- un élément s’étendant depuis l’embase au travers du trou traversant jusqu’à atteindre la face externe de la paroi autour du trou traversant.
Grâce à l’invention, une commande haptique peut être intégrée harmonieusement sur une paroi en un matériau rigide, par exemple métallique, pouvant être considérée comme étant incompatible à la transmission d’un appui manuel et d’une vibration produite par un actionneur piézoélectrique.
En effet, l’organe intermédiaire permet à la fois de transmettre l’appui réalisé par un utilisateur jusqu’à l’actionneur piézoélectrique, et au moins partiellement la vibration en retour produite par l’actionneur.
De plus, du fait que la paroi ne présente pas d’excroissance au niveau de la zone de commande à retour, la face externe de la paroi peut être usinée pour qu’elle soit plane au niveau de cette zone. Un tel usinage permet d’obtenir une surface externe au niveau de cette zone qui est dépourvue de défauts d’état de surface (physique et/ou visuel).
Selon une première conception préférentielle, l’élément est affleurant avec la face externe de la paroi autour du trou traversant.
Une telle conception suffit à la transmission d’un appui exercé sur la zone de commande haptique jusqu’à l’actionneur, et au retour haptique au travers de la paroi rigide.
Selon une seconde conception préférentielle, l’élément est saillant par rapport à la face externe de la paroi autour du trou traversant, et forme une protubérance sur la face externe de la paroi.
De cette manière, un utilisateur du système de commande haptique bénéficie d’un repère tactile aisément identifiable lui permettant de savoir où est située la zone de commande à retour haptique.
Selon un mode de réalisation préférentiel, la protubérance formée par l’élément est une pointe.
Une telle pointe forme une protubérance particulièrement adaptée pour pouvoir être identifiée par le sens du toucher.
Bien entendu, la dimension de cette pointe est adaptée et réduite pour ne pas former une protubérance susceptible de produire une blessure au toucher.
Selon une conception avantageuse, la paroi comprend au moins deux plots sur sa face interne, les plots encadrant l’actionneur piézoélectrique, le contre-appui étant maintenu en position en étant couplé sur les plots.
Une telle conception permet d’améliorer le support de l’actionneur piézoélectrique tout en permettant à la paroi rigide de présenter une épaisseur la plus réduite possible.
Notamment, les plots permettent de former un contre-appui maintenant en appui l’actionneur piézoélectrique de la manière la plus ajustée possible contre la paroi, c’est-à-dire sans laisser de jeu entre la paroi et l’actionneur piézoélectrique, et sans sur-contraindre l’actionneur piézoélectrique contre la paroi.
Ces plots peuvent notamment être obtenus par usinage d’un matériau métallique utilisé pour réaliser la paroi.
Dans ce cas, le contre-appui est avantageusement vissé dans les plots.
Le contre-appui peut alors être couplé de manière réversible, autorisant une réparation aisée du système de commande haptique.
Selon une caractéristique avantageuse, l’embase est cylindrique.
Une telle embase permet de transmettre efficacement à l’actionneur piézoélectrique l’appui exercé par une personne sur la zone de commande à retour haptique de la paroi.
Une telle embase permet également de transmettre efficacement la vibration de l’actionneur à la paroi.
Dans ce cas, selon une conception préférentielle, l’embase présente un diamètre de 5 mm et une épaisseur comprise dans la gamme s’étendant de 150µm à 500 µm.
Un tel dimensionnement optimise la fonction de l’embase vis-à-vis de la transmission d’une déformation ou d’une vibration.
Préférentiellement, la paroi présente un creux sur sa face interne dans lequel est logé l’embase, le creux formant un amincissement de la paroi, l’amincissement délimitant la zone de commande à retour haptique sur la face externe.
De cette manière, bien que la paroi soit réalisée dans un matériau rigide ne présentant pas ou très peu de capacité de déformation élastique, alors l’amincissement permet quand même la transmission du retour haptique par le biais du matériau de la paroi au niveau de l’amincissement, de manière complémentaire à ce que permet l’organe intermédiaire.
Selon une caractéristique avantageuse, le creux délimite une portion plane sur la face interne de la paroi, la portion plane présentant un diamètre ou une longueur compris en 20 mm et 40 mm, et préférentiellement égal à 27 mm.
Différents essais ont permis de démontrer que ces dimensionnements participent à former un bon compromis entre la résistance de la paroi et le retour haptique produit par l’actionneur piézoélectrique qui est logé dans le creux ménagé dans la paroi rigide.
Selon un mode de réalisation préféré, l’actionneur piézoélectrique s’étend de part et d’autre du creux et est plaqué sur la paroi par le contre-appui.
De cette manière l’espace disponible pour loger l’embase est constant et n’est pas dépendant de l’épaisseur de l’actionneur piézoélectrique. En effet, il a été constaté que l’épaisseur de l’actionneur, et notamment des circuits imprimés qui présentent l’actionneur, peuvent présenter des variations dans un même lot de production.
En conséquence ce mode de réalisation permet de palier à ces variations pour optimiser le fonctionnement du système.
Dans ce cas, préférentiellement, l’embase présente une épaisseur égale à la profondeur du creux.
La captation d’un appui et la transmission du retour haptique présentent alors une fonctionnement optimisé.
Avantageusement, la paroi est métallique.
La paroi est ainsi réalisée dans un matériau pouvant présenter une rigidité importante pour une faible épaisseur.
Selon un premier mode de réalisation, la paroi est en aluminium ou en un alliage d’aluminium, et présente une épaisseur minimum de 400 µm au niveau de la portion plane.
Pour de tels matériaux, il a été constaté par les essais que la portion plane peut présenter au minimum une épaisseur de 400 micromètres tout en présentant des caractéristiques de résistance structurelle suffisantes pour supporter les contraintes relatives à l’intégration d’une zone de commande à retour haptique avec un actionneur piézoélectrique sous-jacent.
Selon un deuxième mode de réalisation, la paroi est en titane ou en un alliage de titane, et présente une épaisseur au niveau de la portion plane, comprise entre 100 µm et 400 µm, et préférentiellement une épaisseur de 300 µm.
Pour une paroi en titane, présentant une rigidité particulièrement importante, les tests et essais ont validé la faisabilité de l’intégration d’une zone de commande à retour haptique sur la face externe de la paroi, ainsi que la capacité de la portion plane de cette paroi à présenter une résistance structurelle suffisante pour les épaisseurs citées.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de deux modes de réalisation préférentiels de l’invention, donnés à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels :
la figure 1 est une représentation schématique en vue éclatée d’un premier mode de réalisation du système de commande haptique selon l’invention ;
la figure 2 est une représentation schématique de face d’une face externe d’une paroi du système de commande haptique selon l’invention ;
la figure 3 est une représentation schématique en coupe selon les repères III-III représentés sur la figure 2 ;
la figure 4 est une représentation schématique du détail IV identifié sur la figure 3 ;
la figure 5 est une représentation schématique en vue éclatée d’un second mode de réalisation du système de commande haptique selon l’invention ;
est une représentation schématique en coupe, selon une coupe identique à celle de la figure 3, du second mode de réalisation, avec un médaillon de détail illustrant plus spécifiquement la zone haptique.
En référence aux figures 1 à 6, un système 1 de commande haptique selon l’invention est représenté.
Ce système 1 de commande haptique comprend :
- une paroi 10 ;
- un actionneur 2 piézoélectrique ;
- un contre-appui 3 couplé à la paroi 10 et contre lequel repose l’actionneur 2 piézoélectrique.
L’actionneur 2 piézoélectrique est destiné à être couplé à un contrôleur.
L’actionneur 2 piézoélectrique prend plus précisément la forme d’un organe électronique positionné sur un circuit imprimé 20.
Une compression (déformation) de cet organe électronique permet d’envoyer un signal électrique au contrôleur, et ainsi de lancer une action par le biais du contrôleur.
Ce type d’organe électronique peut se déformer de nouveau sous l’effet d’un signal électrique envoyé par le contrôleur, ce qui est utilisé pour produire un retour haptique.
La paroi 10 comprend une face externe 11 et une face interne 12.
L’actionneur 2 piézoélectrique est situé du côté de la face interne 12 de la paroi 10.
La paroi 10 présente ainsi une zone 14 de commande à retour haptique sur sa face externe 11, l’actionneur 2 piézoélectrique étant sous-jacent à cette zone 14 de commande à retour haptique.
Tel que cela est détaillé par la suite, la paroi 10 présente un trou 16 traversant qui est centré sur l’actionneur 2.
Selon le principe de l’invention, la paroi 10 est rigide.
Par rigide, il est entendu que la paroi présente une raideur comprise dans la gamme [200 N.m-1- ∞]. Cette raideur est avantageusement égale à 400 N.m-1.
Selon le présent mode de réalisation, la paroi 10 est réalisée à partir d’un matériau métallique. De plus, la paroi 10 présente un creux 13 sur sa face interne 12, formant ainsi un amincissement de la paroi 10.
Tel que cela est détaillé par la suite, cet amincissement permet de diminuer la raideur de la paroi 10 au niveau de la zone 14 de commande à retour haptique.
Tel qu’illustré par les figures 1 et 2, le creux 13 prend une forme rectangulaire.
Selon un autre mode de réalisation non illustré, le creux 13 peut prendre une forme circulaire.
Ce creux 13 est notamment réalisé par usinage de la matière métallique de la paroi 10.
Par exemple, ce creux 13 peut correspondre à un lamage.
En référence aux figures 1 à 6, le creux 13 délimite une portion plane de la paroi 10 sur sa face interne 12. Avantageusement, la paroi 10 présente une épaisseur constante au niveau de cette portion plane.
Tel qu’expliqué précédemment, la paroi 10 est rigide.
Notamment, selon les présents modes de réalisation décris ci-après, la paroi 10 est métallique. Cette paroi 10 est plus précisément en aluminium ou en un alliage d’aluminium selon un premier mode de réalisation, ou en titane ou en un alliage de titane selon un second mode de réalisation avantageux. Cette paroi 10 pourrait également être en acier.
Toujours selon le principe de l’invention, le système 1 comprend également un organe intermédiaire 4.
Cet organe intermédiaire 4 comprend une embase 41 qui est logée entre l’actionneur 2 et la face interne 12 de la paroi 10. Cette embase 41 est destinée à venir en appui contre l’actionneur 2.
L’embase 41 prend une forme cylindrique et est centrée sur l’actionneur 2.
Cette embase 41 est en effet destinée à venir en appui contre une surface centrale de l’actionneur 2.
Tel qu’illustré par les figures 1 à 6, le creux 13 permet de loger l’embase 41 de l’organe intermédiaire 4.
Ce creux 13, en logeant l’embase 41 et en formant un amincissement de la paroi 10, permet de délimiter sur la face externe 11 de la paroi 1 la zone 14 de commande à retour haptique.
La zone 14 de commande à retour haptique, c’est-à-dire la zone où l’on peut appuyer avec le doigt, est notamment plus petite que le creux 13.
L’organe intermédiaire 4 comprend aussi un élément 42 qui s’étend depuis l’embase 41 au travers du trou 16 traversant présenté par la paroi 10.
L’élément 42 forme ainsi une tige s’étendant à partir de l’embase 41.
Tel qu’illustré par la figure 1, ce trou 16 traversant est ainsi centré dans le creux 13.
Selon les figures 3 et 4, l’élément 42 s’étend ainsi au travers du trou 16 traversant jusqu’à atteindre la face externe 11 de la paroi 10 autour du trou traversant 16.
Pour optimiser la transmission de la déformation de l’actionneur 2 piézoélectrique, le diamètre de l’embase doit présenter un diamètre compris entre environ 20% et 50 % du diamètre de l’actionneur 2. Notamment pour un actionneur 2 avec un diamètre de 15 mm, l’embase 41 doit présenter un diamètre entre environ 3 mm et environ 7 mm.
Selon le présent mode de réalisation, l’élément 42 est notamment saillant par rapport à cette face externe 11.
L’élément 42 forme ainsi une protubérance 420 sur la face externe 11 de la paroi 10.
Une telle protubérance 420 permet à une personne de ressentir tactilement la présence de la zone 14 de commande à retour haptique sur la face externe 11. La protubérance 420 peut prendre différentes formes et être par exemple arrondie ou en pointe.
Selon le présent mode de réalisation, cette protubérance 420 prend la forme d’une pointe.
Cette pointe présente une hauteur depuis la paroi de 0,2 mm au minimum, et jusqu’à 2 mm au maximum.
La pointe présente également un diamètre compris entre 0,5 mm et 4 mm au niveau de la paroi. De cette manière la pointe peut être ressentie au toucher.
Selon un autre mode de réalisation non illustré, l’élément 42 peut être seulement affleurant avec la face externe 11 de la paroi 10.
En référence à la figure 4, l’organe intermédiaire 4 est plaqué et maintenu plaqué contre la face interne 12 de la paroi 10, l’actionneur 2 piézoélectrique étant lui-même plaqué et maintenu contre l’organe intermédiaire 4. Ces contacts permettent une bonne transmission d’une déformation, pouvant être ressentie comme une vibration, émise ou produite par l’actionneur 2 piézoélectrique.
Tel qu’expliqué précédemment, la paroi 10 présente un amincissement qui délimite la zone 14 de commande à retour haptique. Grâce à cet amincissement, la vibration produite par l’actionneur 2 piézoélectrique peut être ressentie au travers la paroi 10 bien que cette dernière soit rigide.
Tel qu’évoqué précédemment, le contre-appui 3 est couplé à la paroi 10.
A cet effet et en référence aux figures 1 à 3, la paroi 10 comprend deux plots 15 sur sa face interne 12.
Le contre-appui 3 est ainsi destiné à être couplé sur les plots 15.
Ces deux plots 15 sont réalisés par usinage du matériau métallique 2 constituant la paroi 10, et sont positionnés de manière à encadrer le creux 13.
Plus précisément, les plots 15 présentent une forme rectangulaire et sont positionnés de part et d’autre du creux 13 optimisant ainsi le couplage du contre-appui 3, et le maintien en position de l’actionneur 2 qu’il exerce.
Selon le présent mode de réalisation, le contre-appui 3 est vissé dans les plots 15.
Plus précisément, des vis 30 sont insérées au travers de trous non taraudés 31 présentés par le contre-appui 3 et vissées dans des trous taraudés 150 présentés par les plots 15.
Selon un premier mode de réalisation illustré par les figures 1 à 4, l’actionneur 2 piézoélectrique, et plus précisément le circuit imprimé 20 présente une forme compatible en insertion dans le creux 13. Dans ce cas, et tel qu’illustré par les figures, le circuit imprimé 20 peut pénétrer dans le creux 13 lorsque le contre-appui 3 est mis en place.
Selon ce mode de réalisation, la hauteur de l’embase est déterminée en fonction de la hauteur séparant la face interne 12 de la paroi 12, dans le creux 13, et l’actionneur 2.
Selon un second mode de réalisation, préféré par rapport au premier mode de réalisation, et illustré par les figures 5 et 6, le circuit imprimé 20 s’étend de part et d’autre du creux 13.
Le contre-appui 3 plaque alors le circuit imprimé 20 au-dessus du creux 13.
Dans ce cas, la hauteur de l’embase 41 est égale à la profondeur du creux 13. De cette manière le fonctionnement du système 1 est optimisé.
En effet, il a été constaté que l’épaisseur d’un circuit imprimé 20 peut être variable, et ces variations peuvent provoquer des effets indésirables.
Ainsi, en plaquant le circuit imprimé au-dessus du creux 13 et en le faisant s’appuyer de part et d’autre du creux, alors la hauteur libre entre le circuit imprimé 20 et le fond du creux 13 est toujours prédéterminée à la côte voulue. Ce creux 13 est en effet obtenu par usinage de précision, et l’embase 41 peut alors être dimensionnée et usinée selon la hauteur disponible.
La captation d’un appui sur la zone haptique et le retour haptique présentent alors un fonctionnement optimisé.
Le circuit imprimé 20 peut aussi présenter des encoches 200 complémentaires en forme des plots 15. Selon une variante non représentée, la paroi 10 peut présenter une empreinte du circuit imprimé 20.
De cette manière, le circuit imprimé 20 est maintenu à son emplacement grâce à l’action du contre-appui, ainsi que des encoches et/ou de l’empreinte.
Tel qu’évoqué précédemment, il n’est pas laissé de jeu entre l’actionneur 2, l’embase 41, et la paroi 12. Ce montage forme notamment une clé garante de la bonne transmission des vibrations de l’actionneur 2 piézoélectrique.
Si il y a du jeu entre l’actionneur 2 piézoélectrique et l’organe intermédiaire 4, la vibration est mal transmise.
Si, au contraire, les éléments sont sur-contraints dans le montage, alors au moment du vissage la paroi fine (dans la zone du creux) est déformée, ce qui n’est pas acceptable d’un point de vue esthétique.
A titre indicatif, le creux 13 présente un diamètre ou une longueur compris entre 20 mm et 40mm. Des essais démontrent une optimisation de la dimension de ce creux 13 pour une longueur ou un diamètre égal à 27 mm.
Tel qu’évoqué précédemment, la paroi 10 peut être en aluminium ou en un alliage d’aluminium.
Dans ce cas, la paroi 10 présente une épaisseur comprise :
- entre 300 µm et 1000µm, et préférentiellement égale à 400 µm, au niveau de la portion plane délimitée par le creux 13 ;
- entre 400 µm et 3000 µm, et préférentiellement égale à 1000 µm, autour du creux,
l’épaisseur de la paroi 10 dans le creux 13 étant bien entendu strictement inférieure à l’épaisseur de la paroi 10 autour du creux 13.
Selon le deuxième mode de réalisation, la paroi 10 est en titane ou en un alliage de titane.
Dans ce cas, la paroi 10 présente une épaisseur comprise :
- entre 100 µm et 400µm, et préférentiellement égale à 300 µm, au niveau de la portion plane délimitée par le creux 13 ;
- entre 500 µm et 1200 µm, et préférentiellement égale à 650 µm, autour du creux 13,
l’épaisseur de la paroi 10 dans le creux 13 étant bien entendu strictement inférieure à l’épaisseur de la paroi 10 autour du creux 13.
Selon un compromis particulièrement avantageux, l’épaisseur de la paroi 10 au niveau de la portion plane est de 250µm.
Pour l’un ou l’autre de ces deux modes de réalisation, l’embase 41 présente un diamètre de 5 mm.
La raideur de la portion plane est d’environ 65 N.m-1. Pour obtenir cette raideur, et selon les présents mode de réalisation (paroi en titane notamment) :
- si le diamètre de la portion plane est de 30mm, l’épaisseur de la zone est de 300 µm ;
- si le diamètre de la zone est de 21,5mm, l’épaisseur est de 100 µm, cette configuration demandant plus de rigueur et de précisions pendant l’usinage.

Claims (11)

  1. Système (1) de commande haptique comprenant :
    - une paroi (10) comprenant une face externe (11) et une face interne (12), la paroi (10) présentant une zone (14) de commande à retour haptique sur la face externe (11) ;
    - un actionneur (2) piézoélectrique situé du côté de la face interne (12) de la paroi (10) et sous-jacent à la zone (14) de commande à retour haptique, l’actionneur (2) piézoélectrique étant apte à produire une vibration en réponse à une compression ;
    - un contre-appui (3) couplé à la paroi (10) et contre lequel repose l’actionneur (2) piézoélectrique ;
    caractérisé en ce que la paroi (10) est rigide et présente un trou (16) traversant centré sur l’actionneur (2) piézoélectrique,
    et en ce qu’il comprend un organe intermédiaire (4) comprenant :
    - une embase (41) logée entre l’actionneur (2) piézoélectrique et la face interne (12) de la paroi (10), l’embase (41) étant destinée à venir en appui contre une surface centrale de l’actionneur (2) piézoélectrique ;
    - un élément (42) s’étendant depuis l’embase (41) au travers du trou (16) traversant jusqu’à atteindre la face externe (11) de la paroi (10) autour du trou (16) traversant.
  2. Système (1) de commande haptique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’élément (42) est affleurant avec la face externe (11) de la paroi (10) autour du trou (16) traversant.
  3. Système (1) de commande haptique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément (42) est saillant par rapport à la face externe (11) de la paroi (10) autour du trou (16) traversant, et forme une protubérance sur la face externe (11) de la paroi (10).
  4. Système (1) de commande haptique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la protubérance formée par l’élément (42) est une pointe.
  5. Système (1) de commande haptique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi (10) comprend au moins deux plots (15) sur sa face interne (11), les plots (15) encadrant l’actionneur (2) piézoélectrique, le contre-appui (3) étant maintenu en position en étant couplé sur les plots (15).
  6. Système (1) de commande haptique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’embase (41) est cylindrique.
  7. Système (1) de commande haptique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi (10) présente un creux (13) sur sa face interne (12) dans lequel est logé l’embase (41), le creux (13) formant un amincissement de la paroi (10), l’amincissement délimitant la zone (14) de commande à retour haptique sur la face externe (11).
  8. Système (1) de commande haptique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le creux (13) délimite une portion plane sur la face interne (12) de la paroi (10), la portion plane présentant un diamètre ou une longueur compris en 20 mm et 40 mm, et préférentiellement égal à 27 mm.
  9. Système (1) de commande haptique selon l’une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que l’actionneur (2) piézoélectrique s’étend de part et d’autre du creux (13) et est plaqué sur la paroi (10) par le contre-appui (3).
  10. Système (1) de commande haptique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’embase (41) présente une épaisseur égale à la profondeur du creux (13).
  11. Système (1) de commande haptique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi (10) est métallique.

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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6445284B1 (en) * 2000-05-10 2002-09-03 Juan Manuel Cruz-Hernandez Electro-mechanical transducer suitable for tactile display and article conveyance
US20120274599A1 (en) * 2011-04-26 2012-11-01 Synaptics Incorporated Input device with force sensing and haptic response
FR3056860A1 (fr) * 2016-09-28 2018-03-30 Dav Interface de commande capacitive pour vehicule automobile
JP2019079410A (ja) * 2017-10-26 2019-05-23 株式会社デンソー 入力装置
FR3081389A1 (fr) * 2018-05-24 2019-11-29 Faurecia Interieur Industrie Dispositif de commande pour vehicule et procede pour realiser un dispositif de commande
US20200189641A1 (en) * 2017-09-19 2020-06-18 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho Switch device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6445284B1 (en) * 2000-05-10 2002-09-03 Juan Manuel Cruz-Hernandez Electro-mechanical transducer suitable for tactile display and article conveyance
US20120274599A1 (en) * 2011-04-26 2012-11-01 Synaptics Incorporated Input device with force sensing and haptic response
FR3056860A1 (fr) * 2016-09-28 2018-03-30 Dav Interface de commande capacitive pour vehicule automobile
US20200189641A1 (en) * 2017-09-19 2020-06-18 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho Switch device
JP2019079410A (ja) * 2017-10-26 2019-05-23 株式会社デンソー 入力装置
FR3081389A1 (fr) * 2018-05-24 2019-11-29 Faurecia Interieur Industrie Dispositif de commande pour vehicule et procede pour realiser un dispositif de commande

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