WO2020011521A1 - Dispositif d'habillage dote d'une detection capacitive, et appareil muni d'un tel dispositif - Google Patents

Dispositif d'habillage dote d'une detection capacitive, et appareil muni d'un tel dispositif Download PDF

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WO2020011521A1
WO2020011521A1 PCT/EP2019/066765 EP2019066765W WO2020011521A1 WO 2020011521 A1 WO2020011521 A1 WO 2020011521A1 EP 2019066765 W EP2019066765 W EP 2019066765W WO 2020011521 A1 WO2020011521 A1 WO 2020011521A1
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WO
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electrode
detection
support
measurement
potential
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/066765
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English (en)
Inventor
Didier Roziere
Alain Courteville
Original Assignee
Fogale Nanotech
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Publication date
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    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
    • H—ELECTRICITY
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    • H03K2217/96—Touch switches
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    • H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches
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    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches
    • H03K2217/960775—Emitter-receiver or "fringe" type detection, i.e. one or more field emitting electrodes and corresponding one or more receiving electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a covering device provided with a capacitive detection, for an appliance, for example of the robot or toy type. It also relates to an apparatus provided with such a covering device.
  • the field of the invention is, without limitation, that of the field of robotics, in particular covering elements for robots, such as service robot, medical robot, domestic robot, collaborative robot, companion robot, robot toy, in particular in the form of a humanoid or an animal.
  • robots such as service robot, medical robot, domestic robot, collaborative robot, companion robot, robot toy, in particular in the form of a humanoid or an animal.
  • These robots are programmed to interact with a user based on stimuli such as voice, presence or contact, for example in order to simulate behaviors, and / or establish emotional relationships with the user.
  • Document US 6,497,607 B1 is known, for example, which describes such a toy robot equipped with light, sound and contact sensors for interacting with a user. This toy robot is also equipped with a fur allowing a soft touch and reminding a pet.
  • An object of the present invention is to overcome these drawbacks.
  • Another object of the invention is to propose a solution making it possible to provide a device with new possibilities of interaction, in particular possibilities of interaction of the caress or touch type, and more generally possibilities of interaction which do not require d support or contact with a sensitive surface equipped with sensors.
  • a covering device for an apparatus comprising:
  • a support provided to equip said device, and provided with capacitive electrodes, called measurement, for detecting an object located at a distance from said support;
  • capacitive detection electronics configured, or arranged, for:
  • the detection electronics being further configured, or arranged, to detect that said object touches, or sinks into, said coating, before said object comes into contact with said support.
  • the detection electronics can also be configured or arranged to detect said object only when it touches, or sinks into, said coating, before said object comes into contact with said support.
  • the present invention provides a covering device making it possible to equip an appliance with a coating that can act as fur, peeling, hair, etc., while proposing a capacitive detection of an object coming into contact with said coating, or immersing itself in said coating, without said object coming into contact with the support.
  • the device according to the invention allows new possibilities of interaction, in particular possibilities of interaction of the caress or touch type, and more generally possibilities of interaction not requiring support on, or contact or of force exerted, with a sensitive surface equipped with sensors.
  • Such interactions based on a caress or a touch are more intuitive and more natural for the users, and more generally for any living being.
  • the detection of touches also allows possibilities of movement, for example of a robot in its environment, by brushing against obstacles.
  • a device equipped with a covering device according to the invention will have an interaction with its environment more realistic and close to that of a living being.
  • two alternative potentials are identical at a given frequency when they each comprise an alternative component identical or similar to this frequency, that is to say of the same amplitude (for example within a few percent) and of the same phase (for example within a few degrees).
  • at least one of the two potentials identical to said frequency may further comprise a DC component, and / or an AC component of frequency different from said given frequency.
  • General ground potential designates a reference potential of the electronics, the device or its environment, which can for example be an electrical ground. This ground potential can correspond to a ground potential, or to another potential connected or not to the ground potential. It is also recalled that in general, objects which are not in direct electrical contact with a particular electrical potential (electrically floating objects) tend to polarize by capacitive coupling to the electrical potential of other objects present in their environment, such as for example earth or electrodes, if the overlap surfaces between these objects and those of the environment (or the electrodes) are large enough.
  • object designates any object, or any person, which may be in the environment of the device or the robot.
  • the detection electronics can be configured to ignore, or discriminate, objects which, seen from the support, are beyond the coating.
  • Such a configuration may consist in configuring, for a given parameter, a first threshold corresponding to the height, or to the width, of the covering. Then, the measured value of said parameter deduced from the detection signal can be compared with said first threshold and the detection electronics can report a detection only when said comparison signals a distance less than or equal to the thickness, or to the height, of the coating.
  • the parameter in question can be an electrical signal, or a voltage value, or a capacity value, or a capacity inverse, or a distance value, deduced from said voltage, or a distance, deduced from from the detection signal.
  • the presence information of an object which, seen from the support, is beyond the coating, if available, can also be used. It can, for example, trigger behaviors or reactions in response to the approach or proximity to an object.
  • the detection electronics can include:
  • the detection electronics, the measurement electronics and the processing unit can be analog, digital and / or comprise any combination of analog components and digital components.
  • the processing unit can be configured to compare the detected signal, or a value deduced from the detected signal, with a first predetermined threshold corresponding to a contact position of an object with the coating, and in particular to a corresponding distance the thickness, or the height, of said coating.
  • the processing unit can be implemented by a processor, an electronic chip, FPGA, etc.
  • the detection electronics can carry out a “self-capacitance” detection.
  • Self-capacitance detection is based on the capacitance, called electrode-object capacitance, formed between at least one measurement electrode and the object to be detected itself and comprises a measurement of a signal relating to said electrode-object capacitance. .
  • the detection electronics can be configured to:
  • an electrical signal relating to a capacitance known as an object-electrode, between the object and at least one measurement electrode.
  • the device according to the invention can also comprise at least one electrode, called a guard, polarized at a potential, called a guard, identical to the detection potential at the detection frequency.
  • This guard electrode protects the measurement electrode (s) against leakage or parasitic coupling capacities, or disturbances, which may be caused by parts of the device, or of the device equipped by the device, which would not be at detection potential, at the frequency of detection. Thus, the range and precision of capacitive detection are improved.
  • the guard electrode (s) can be placed under the measurement electrode (s), on the side opposite the coating.
  • the measurement electronics can comprise an operational amplifier (AO), or a circuit producing an operational amplifier, operating as a transimpedance or charge amplifier, including:
  • a first input for example inverting, is connected to one or more measuring electrodes, directly or by means of a scanning means for example;
  • a second input for example a non-inverting one, is connected to an oscillator providing the detection potential and the guard potential;
  • the output is looped back to said first input via an impedance, and in particular comprising a capacitor.
  • the output of GAO supplies a voltage V s whose amplitude is proportional to the electrode-object capacity between at least one measurement electrode and the object.
  • the output of the operational amplifier can be connected, directly or indirectly, to a voltage measurement module V s .
  • This voltage measurement module V s can include a conditioner, a demodulation such as a synchronous demodulation at the detection frequency, or an amplitude detection.
  • the detection electronics may further include an oscillator providing the alternating detection potential and the guard potential.
  • the detection electronics can be, at least in part, electrically referenced to the detection or guard potential.
  • the detection electronics can carry out a detection in "mutual capacitance", or measurement of mutual capacity.
  • This detection technique is well known to those skilled in the art, as such.
  • Mutual-capacitance detection is based on the capacitance, called inter-electrode capacitance, formed between a transmitting electrode and a receiving electrode. Indeed, the presence of an object nearby modifies the inter-electrode capacity, which makes it possible to detect it.
  • Mutual-capacitance detection comprises a measurement of a signal relating to said inter-electrode capacity.
  • the detection electronics can be configured to:
  • an electrical signal relating to a capacitance called the inter-electrode, between said at least one emitting electrode and said at least one receiving electrode.
  • a first part of the measuring electrodes can be used as emitting electrodes, and a second part of the measuring electrodes can be used as receiving electrodes.
  • each measuring electrode can be used as a transmitting electrode for a measurement, then as a receiving electrode for another measurement.
  • the device according to the invention can comprise at least one electrode, called a guard electrode, polarized at the potential of the receiving electrode, which, in particular, can be the ground potential.
  • This guard electrode protects the measurement electrodes against leakage capacities, or disturbances, which can reduce the range and accuracy of capacitive detection.
  • the guard electrode (s) can be placed under the measurement electrode (s), on the side opposite the coating.
  • the measurement electronics can comprise an operational amplifier (AO), or a circuit producing an operational amplifier, operating as a transimpedance or charge amplifier, including:
  • a first input for example inverting, is connected to one or more receiving electrodes, directly or by means of a scanning means for example;
  • a second input for example a non-inverting one, is connected to the ground potential, or to earth;
  • the output is looped back to said first input via an impedance, and in particular a capacitor.
  • the output of GAO supplies a voltage V s , the amplitude of which is proportional to the inter-electrode capacitance between the receiving electrode and a transmitting electrode.
  • the output of GAO can be connected, directly or indirectly, to a module for measuring the voltage V s .
  • This voltage measurement module V s can include a conditioner, a demodulation such as a synchronous demodulation at the detection frequency, or an amplitude detection.
  • the detection electronics may further comprise an oscillator supplying the alternating detection potential to the emitting electrode.
  • the detection electronics can be, at least in part, electrically referenced to the ground potential.
  • the covering may comprise, or be made up of, a set of independent and flexible covering elements protruding from the support, such as plumage, foliage, peeling, fur, hair, filiform elements, etc.
  • the coating can comprise: bristles, hair, fibers, or agglomerated fibers, spikes, leaves, feathers.
  • trim elements can be of natural or synthetic origin.
  • the coating may also include a retaining layer supporting and / or holding the covering elements.
  • This retaining layer may for example comprise a fabric or a surface of nonwoven material.
  • This retaining layer can be flexible to adapt to the shape of the support. It can thus be positioned and / or fixed, for example by gluing, on the support.
  • the coating can include:
  • a retaining layer in the form of a fabric or a non-woven surface supporting and maintaining a synthetic fur
  • a retaining layer in the form of a fabric or a nonwoven surface supporting and maintaining a hair of natural or synthetic origin
  • the covering elements can be positioned and / or fixed, for example by gluing, directly on the support, without a retaining layer.
  • the coating, and in particular the covering elements may consist of, or comprise, dielectric materials.
  • Covering elements with a high relative dielectric permittivity makes it possible to improve the detection of the contact of an object with the coating. Indeed, the capacitance between measuring electrodes and an object in contact with the covering elements is higher the higher their relative permittivity, and it decreases more quickly beyond the contact zone.
  • the covering elements have a low density, and therefore a relative permittivity close to 1.
  • the electronics of Capacitive detection must be effective to allow the detection of objects in the thickness of these covering elements.
  • self-capacitance type detection electronics is preferable.
  • the support may comprise a dielectric substrate supporting on one side the measurement electrodes, and if necessary, on the other side the guard electrodes.
  • This substrate may comprise a double-sided printed circuit or several superposed single-sided printed circuits, flexible or possibly rigid.
  • This substrate can also be produced in the form of a rigid or flexible part manufactured by molding or thermoforming.
  • the electrodes can be produced by screen printing, painting, vacuum deposition, metallic deposition by projection, etc.
  • the support can therefore be flexible, so as to conform to the shape of a part of the device.
  • the support can also be rigid or flexible, and can be positioned on, or constitute, a covering element for the device.
  • the covering device according to the invention can be in the form of: fur, skin, coat, plumage, wig, hair.
  • the device can be provided to cover the whole of an appliance, or only a part of the appliance, such as for example a head of an appliance, a body of an appliance, etc.
  • the device according to the invention may comprise at least one electrode, called a polarization electrode, connected to the ground potential of the device or of the device, and designed to be coupled to a potential:
  • the device of the invention can therefore be equipped with at least one polarization electrode polarized at the general ground potential of the device or the appliance.
  • This or these polarization electrodes may be positioned on a surface of the device so as to capacitively couple with an approaching object, and / or the ground, and / or the electrical environment of the device.
  • At least one polarization electrode can be arranged in / on the support, for example near measurement electrodes.
  • This configuration enables effective coupling between the polarization electrode and the environment of the device, and in particular the objects to be measured.
  • At least one polarization electrode can be arranged at the same level as a measurement electrode.
  • said polarization electrode can be separated from the surrounding measurement electrode (s) by at least one guard electrode.
  • At least one bias electrode can be arranged at the same level as a guard electrode.
  • the guard electrode can preferably be larger than the measurement electrode.
  • the bias electrode can be arranged between two guard electrodes.
  • At least one polarization electrode can be arranged on a surface, or in a zone, of the device equipped with a device according to the invention.
  • at least one polarization electrode can be arranged on a surface or in an area of the device separate from the covering device.
  • Such an area may preferably be an area close to the ground, or an area intended to be in contact with the environment of said device.
  • an apparatus provided with a covering device according to the invention.
  • the covering device comprises one or more polarization electrodes
  • at least one polarization electrode can be arranged at a part of said apparatus intended to be in contact / support with the ground.
  • Such a part can be a foot, a base, a wheel, a caterpillar, etc. equipping said apparatus.
  • the support of the covering device can be formed by a wall or a shell of the device.
  • the support of the covering device can be arranged on said device in place of a wall, or a shell, of said device.
  • the support of the covering device can be arranged on a wall, or a shell, of said device.
  • the support can be fixed on the device in a removable or removable manner.
  • the device according to the invention can be a robot in one of the following forms: - robotic arm,
  • the robot can be or include any robotized system or of the automaton type.
  • the robot can be, or comprise, for example a mobile robot, a vehicle on wheels or tracks.
  • FIGURES 1-5 are schematic representations of different non-limiting exemplary embodiments of a covering device according to the invention.
  • FIGURE 6 is a schematic representation of a non-limiting exemplary embodiment of an apparatus according to the invention.
  • FIGURE 7 is a schematic representation of a first non-limiting example of detection electronics that can be implemented in a covering device according to the invention.
  • FIGURE 8 is a schematic representation of a second example of a detection electronics that can be implemented in a covering device according to the invention.
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described below isolated from the other characteristics described, if this selection of features is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • This selection comprises at least one characteristic, preferably functional, without structural details, or with only part of the structural details if this part only is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • FIGURE 1 is a schematic representation of a first non-limiting embodiment of a covering device according to the invention.
  • the device 100 shown in FIGURE 1, comprises a support 102, made of a dielectric material.
  • the support 102 can be flexible, and produced for example with a flexible printed circuit substrate, for example made of polyimide.
  • the support 102 can also be rigid, and produced by thermoforming or molding. It can be an existing support on a robot type device, such as a wall or a shell of said device. Alternatively, the support 102 can be attached in place of, or on, a shell of a robot-type device.
  • the device 100 further comprises a dielectric coating 104, arranged on the support 102.
  • the covering 104 is flexible, or flexible, so that an object can sink into said covering 104 without providing effort or with very little effort.
  • the covering 104 is produced by a multitude of independent covering elements 106.
  • Each covering element 106 can be in the form of a feather, a sheet, a fiber, agglomerated fibers, a picot, a hair, a hair, or any other element of filiform covering. Thus the covering elements 106 can move apart to allow the object to pass, which gives the covering 104 its flexibility.
  • Each covering element 106 is made of a dielectric material.
  • the covering elements may be integral with an optional retaining layer (not shown), also made of dielectric material.
  • the covering device 100 comprises one or more measuring electrodes 108 I -108 2 used for carrying out a capacitive object detection. In the example shown, and in no way limiting, the device 100 comprises two measurement electrodes 108i and 108 2 . These electrodes can be designated by the reference 108 or 108, below. Of course, the number of measurement electrodes is not limited to two.
  • the measurement electrodes 108 can be used to carry out a capacitive detection, called self-capacitance, based on the detection of a capacity, called object-electrode, and denoted C eo in the present application, formed between one or more measurement electrodes 108 and an object.
  • the measurement electrodes 108 can be used to carry out a capacitive detection, known as mutual-capacitance, based on the detection of a capacitance, called inter-electrodes, and denoted C ee in the present application, formed between two measurement electrodes 108, one used as the emitting electrode and the other used as the receiving electrode.
  • This ability C ee is modified by the presence of an object nearby.
  • the covering device 100 further comprises a capacitive detection electronics 110 for:
  • the capacitive detection electronics 110 are also arranged to detect an object only when it touches, or sinks into, the covering 104, before said object comes into contact with the support 102, or in other words to detect that an object touches, or sinks into, said coating 104.
  • the detection electronics 110 comprises a measurement electronics 112 which polarizes the measurement electrode (s) 108 at the detection potential, and detects a signal relating to the desired capacity, namely, the electrode-object capacity C eo , or the inter-electrode capacity C ee .
  • the detection electronics 110 also includes a processing unit 114 connected to the measurement electronics 112.
  • the processing unit 114 is configured to compare the signal detected / measured by the measurement electronics, or a value deduced from of said signal, at a first predetermined threshold corresponding to a position of contact of an object with the coating 106. In other words, the processing unit 114 determines whether the object is at a distance, measured from the support 102, less or equal to the height 116 of the covering 104.
  • the detection electronics 110 ignores the object and does not emit a signal informing the presence of an object. If this is the case, the detection electronics 110 emits a signal informing the presence of an object in contact with, or in, the coating 104.
  • the covering device 100 realizes an object only when said object touches or sinks into the covering 104, and not before.
  • the measurement electronics 112 can be configured so that its measurement sensitivity is limited to the detection of objects which are at a distance, measured from the support 102, less than or equal to the height 116 of the covering 104.
  • the processing unit 114 can be simplified in the sense that it can be configured to compare the signal detected / measured by the measurement electronics, or a value deduced from said signal, with a noise threshold of l electronics or residual capacity.
  • the presence of covering elements 106 with a high dielectric permittivity (or at least greater than 1) makes it possible to improve the detection of the contact of an object with the coating 104 by allowing the definition of reliable thresholds, due to the rapid variation in coupling capacity between this object and the measurement electrodes 108 when the object is no longer in contact with the covering elements 106.
  • the processing unit 114 can also be configured to compare the signal detected / measured by the measurement electronics 112, or a value deduced from said signal, with a second predetermined threshold corresponding to contact with the support. 102 so as to detect the contact of an object with said support 102.
  • FIGURE 2 is a schematic representation of a second non-limiting embodiment of a covering device according to the invention.
  • the covering device 200 includes all the elements of the device 100 in FIGURE 1.
  • the device 200 further comprises at least one electrode 202, called the guard electrode, provided for electrically keeping the measurement electrodes 108 and avoiding the parasitic coupling capacities which disturb the capacitive detection and degrade their precision and range.
  • the guard electrode provided for electrically keeping the measurement electrodes 108 and avoiding the parasitic coupling capacities which disturb the capacitive detection and degrade their precision and range.
  • the guard electrode 202 is arranged on the side opposite to the coating 104 relative to the measurement electrodes 108.
  • the guard electrode 202 is connected to the detection electronics 110 so that the latter polarizes said guard electrode 202 at the desired potential as a function of the capacitive detection technique used:
  • the guard electrode 202 is polarized at a potential, called the guard potential, identical to the detection potential at the detection frequency;
  • the guard electrode 202 is biased at the potential of the receiving electrode, and in particular at the ground potential.
  • FIGURE 3 is a schematic representation of a third non-limiting embodiment of a covering device according to the invention.
  • the covering device 300 shown in FIGURE 3, includes all the elements of the device 200 in FIGURE 2.
  • the device 300 also comprises at least one electrode 302, called the bias electrode, biased at the general ground potential of an apparatus / robot equipped by the covering device 300, and arranged so as to be capacitively coupled with:
  • the polarization electrode (s) 302 make it possible to avoid this phenomenon by making it possible to couple the general ground potential of the device or the robot to the potential of the environment and / or of the earth.
  • FIGURE 4 is a schematic representation of a fourth non-limiting exemplary embodiment of a covering device according to the invention.
  • the covering device 400 shown in FIGURE 4, includes all the elements of the device 300 in FIGURE 3.
  • the device 400 comprises two guard electrodes 202i and 202 2 .
  • the bias electrode 302 is positioned at the same level as the guard electrodes 202i and 202 2 , and in particular between said two guard electrodes 202i and 202 2 .
  • FIGURE 5 is a schematic representation of a fifth non-limiting embodiment of a covering device according to the invention.
  • the covering device 500 shown in FIGURE 5, includes all the elements of the device 400 in FIGURE 4.
  • the device 500 Unlike the device 400, in the device 500, only a measurement electrode 108 2 is shown.
  • the polarization electrode 302 is positioned at the same level as the measurement electrode (s) 108.
  • the measurement electrode 108 2 is preferably separated from the polarization electrode 302 by a guard electrode , for example the guard electrode 202i, to avoid excessive parasitic couplings between the measurement electrode 108 2 and the bias electrode 302.
  • FIGURE 6 is a schematic representation of a nonlimiting exemplary embodiment of an apparatus according to the invention.
  • the apparatus 600 shown in FIGURE 6, is a robot in the shape of an animal.
  • the robot 600 has a head 602, a body 604 and four feet 606 allowing said robot 600 to move.
  • the robot 600 is equipped with a coating 608 in the form of a fur 608, arranged on a part of the body 604, as illustrated, or on the entire body.
  • the fur 608 can be attached to the body 604 in a removable or removable manner. It may include a retaining layer, for example of fabric sewn so as to have the desired shape, and supporting the covering elements 106 in the form of the hairs of the fur.
  • the support 102 with the measurement electrodes can be part of the surface of the robot 600.
  • the fur 608 can be formed by any of the covering devices of FIGURES 1 to 5.
  • the fur 608 is formed by the covering device 300 of FIGURE 3.
  • the polarization electrode (s) 302 of the device 300 are arranged at one or more feet 606 which are in contact with the ground .
  • FIGURE 7 is a schematic representation of a first nonlimiting exemplary embodiment of a capacitive detection electronics that can be implemented in the device according to the invention.
  • the detection electronics 700 may be the detection electronics 110 of any of the devices in FIGURES 1-6.
  • the detection electronics 700 are used to carry out a detection, known as “self-capacitance”, based on the electrode-object capacitance C eo formed between a measurement electrode 108 and the object.
  • the detection electronics 700 can be produced in analog or digital form, or an analog / digital combination.
  • the detection electronics 700 comprises an oscillator 702 delivering an alternating voltage, denoted V G , and referenced to a general ground potential M.
  • the voltage V G is used as the guard potential for biasing the guard electrode (s) 202, and as the excitation potential for biasing the measurement electrodes 108. It can be of sinusoidal shape, or any other waveform ( square, ). Its frequency (or its fundamental frequency) corresponds to the detection frequency.
  • Detection electronics 700 includes measurement electronics
  • a current or charge amplifier 704 represented by an operational amplifier (AO) 706 and a feedback capacity 708 looping the output of GAO 706 back to the inverting input "-" of GAO 706.
  • AO operational amplifier
  • the non-inverting input “+” of GAO 706 receives the voltage V G and the inverting input “-” of GAO 706 is connected to each measurement electrode 108 via an optional scanning means 710, which may for example be a switch, so as to interrogate the measurement electrodes 108 in turn individually.
  • This switch 710 is configured so that the measurement electrodes 108 are connected either to the AO 706, or to the guard potential V G.
  • the charge amplifier 704 supplies at the output a voltage V s of amplitude proportional to the electrode-object coupling capacitance C eo between one or more measurement electrodes 108 connected to its input. “-” and an object close to, or in contact with, said measurement electrode 108.
  • the measurement electronics 112 may also include a conditioner 712 making it possible to obtain a signal representative of the coupling capacity C eo sought.
  • This conditioner 712 can comprise, for example, a synchronous demodulator for demodulating the signal with respect to a carrier, at the detection frequency.
  • the conditioner 712 can also include an asynchronous demodulator or an amplitude detector.
  • This conditioner 712 can, of course, be produced in analog and / or digital form (microprocessor) and include any necessary means of filtering, conversion, processing, etc.
  • the conditioner 712 measures and supplies the value of the voltage V s .
  • the measurement electronics 112 can also comprise a calculation module 714 arranged to determine:
  • This calculation module 714 can for example comprise, or be produced in the form of, a microcontroller or an FPGA.
  • the detection electronics 700 may include components other than those described.
  • the detection electronics 700 or at least its sensitive part with the charge amplifier 704 can be referenced (or supplied by referenced electrical supplies) at the guard potential V G , to minimize the parasitic capacitances.
  • the detection electronics 700 can also be referenced, more conventionally, to the ground potential M.
  • polarization electrodes 302 When one or more polarization electrodes 302 are used, these are polarized at the ground potential M directly, or by the detection electronics 700 as shown in FIGURE 7.
  • FIGURE 8 is a schematic representation of a second non-limiting embodiment of a capacitive detection electronics that can be implemented in the device according to the invention.
  • the detection electronics 800 may be the detection electronics 110 of any of the devices in FIGURES 1-6.
  • the detection electronics 800 are used to carry out a detection, known as “mutual-capacitance”, based on the measurement of the inter-electrode capacity C ee , formed between a first measurement electrode, called the emitting electrode, for example the measuring electrode 108i and a second measuring electrode, called the receiving electrode, for example the measuring electrode 108 2 .
  • a detection known as “mutual-capacitance”
  • the detection electronics 800 can be produced in analog or digital form, or an analog / digital combination.
  • the detection electronics 800 includes the oscillator 702, referenced to the general ground potential M, delivering an alternating voltage, denoted V G , to the emitting electrode 108i by means of a scanning means 802, optional, and which can for example be a switch, so as to polarize individually in turn several emitting electrodes at the potential V G.
  • This potential V G can be of sinusoidal shape, or of any other waveform (square, ). Its frequency (or its fundamental frequency) corresponds to the detection frequency.
  • the detection electronics 800 includes the measurement electronics 112 comprising the current or charge amplifier 704 represented by the operational amplifier (AO) 706 and the feedback capacity 708 looping the output of GAO 706 to GAO 706 reverse input "-".
  • the measurement electronics 112 comprising the current or charge amplifier 704 represented by the operational amplifier (AO) 706 and the feedback capacity 708 looping the output of GAO 706 to GAO 706 reverse input "-".
  • the non-inverting input "+" of GAO 706 is connected to the potential of mase M and the inverting input "-" of GAO 706 is intended to be connected to the receiving electrode 108 2 by via the optional scanning means 710, which can for example be a switch, so as to interrogate in turn several receiving electrodes in turn.
  • the detection electronics 800 operate in the following manner.
  • the measurement electrode 108i is polarized at the potential V G and is used as the emitting electrode.
  • the electrode 108 2 is used as the receiving electrode and is connected to the inverting input of the charge amplifier 704, and in particular the AO 706.
  • the charge amplifier 704 supplies at output a voltage V s of amplitude proportional to the inter-electrode capacity C ee between the emitting electrode 108i and the receiving electrode 108 2 : this capacity varies as a function of the presence or absence of an object near the electrodes 108i-108 2 .
  • each measuring electrode 108 can be fixed so that each measuring electrode is used either as the emitting electrode or as the receiving electrode. Alternatively, each measurement electrode 108 can be used as the emitting electrode and then as the receiving electrode, in turn.
  • the detection electronics 800 further includes the conditioner 712 and the calculation module 714, described above.
  • the detection electronics 800 may include components other than those described.
  • guard electrodes 202 When one or more guard electrodes 202 are used, these are biased to the ground potential M directly, or via the detection electronics 800, as shown in FIGURE 8.
  • polarization electrodes 302 When one or more polarization electrodes 302 are used, these are polarized at the ground potential M directly, or by means of the detection electronics 800 as shown in FIGURE 8.

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'habillage (300) pour un appareil, comprenant: -un support (102), prévu pour équiper ledit appareil, et muni d'électrodes de mesure capacitive (108); -un revêtement (104), recouvrant ledit support (102), et comprenant une multitude d'éléments d'habillage (106), souples, faisant sailli dudit support (102); et -une électronique de détection capacitive (110) configurée pour: polariser au moins une électrode de mesure (108) à un potentiel alternatif de détection (V G), différent d'un potentiel de masse, à une fréquence de détection, et détecter un signal de détection capacitive provenant d'au moins une électrode de mesure (108); de sorte à détecter qu'un objet touche, ou s'enfonce dans, ledit revêtement (104), et avant que ledit objet entre en contact avec ledit support (102).

Description

« Dispositif d'habillage doté d'une détection capacitive, et appareil muni d'un tel dispositif »
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif d'habillage doté d'une détection capacitive, pour un appareil par exemple de type robot ou jouet. Elle concerne également un appareil muni d'un tel dispositif d'habillage.
Le domaine de l’invention est, de manière non limitative, celui du domaine de la robotique, en particulier des éléments d'habillage pour des robots, tels que robot de service, robot médical, robot domestique, robot collaboratif, robot compagnon, robot jouet, notamment en forme d'humanoïde ou d'animal.
Etat de la technique
On connaît des robots représentant des créatures réelles ou imaginaires, ou des animaux, et destinés à être utilisés comme jouets ou compagnons.
Ces robots sont programmés pour interagir avec un utilisateur en fonction de stimuli tels que la voix, la présence ou le contact, en vue par exemple de simuler des comportements, et/ou établir des relations affectives avec l'utilisateur.
On connaît par exemple le document US 6,497,607 B1 qui décrit un tel robot jouet équipé de capteurs de lumière, de son et de contact pour interagir avec un utilisateur. Ce robot jouet est en outre équipé d'une fourrure permettant un toucher doux et rappelant un animal de compagnie.
Toutefois, dans les robots actuels, les interactions avec le robot sont déclenchées à partir d'un appui, ou d'une pression appliquée, sur une surface sensible équipée de capteurs. De ce fait, les robots actuels proposent une interaction limitée. Par exemple, ils ne permettent pas d'interaction à partir de gestes naturels, de type caresse ou effleurement, qui ne comportent pas d'appui, ou de pression appliquée, sur une surface sensible.
Un but de la présente invention est de pallier ces inconvénients. Un autre but de l'invention est de proposer une solution permettant de doter un appareil avec de nouvelles possibilités d'interaction, en particulier des possibilités d'interaction de type caresse ou effleurement, et plus généralement des possibilités d'interaction ne nécessitant pas d'appui ou de contact avec une surface sensible équipée de capteurs.
Il est aussi un but de la présente invention de proposer une solution permettant de doter un appareil avec une interaction plus intuitive et plus naturelle.
Exposé de l'invention
Au moins un de ces buts est atteint avec un dispositif d'habillage pour un appareil, comprenant :
- un support, prévu pour équiper ledit appareil, et muni d'électrodes capacitives, dites de mesure, pour détecter un objet se trouvant à distance dudit support ;
- un revêtement, recouvrant ledit support, et comprenant une multitude d'éléments d'habillage, souples faisant sailli dudit support ; et
- une électronique de détection capacitive configurée, ou agencée, pour :
■polariser au moins une électrode de mesure à un potentiel alternatif, dit de détection, différent d'un potentiel de masse, à une fréquence, dite de détection, et
détecter un signal de détection capacitive provenant d'au moins une électrode de mesure ;
l'électronique de détection étant en outre configurée, ou agencée, pour détecter que ledit objet touche, ou s'enfonce dans, ledit revêtement, avant que ledit objet entre en contact avec ledit support.
Suivant un mode de réalisation nullement limitatif, l'électronique de détection peut également être configurée ou agencée pour détecter ledit objet uniquement lorsqu'il touche, ou s'enfonce dans, ledit revêtement, avant que ledit objet entre en contact avec ledit support.
Ainsi, la présente invention propose un dispositif d'habillage permettant d'équiper un appareil avec un revêtement pouvant faire office de fourrure, de pelage, de cheveux, etc., tout en proposant une détection capacitive d'un objet venant au contact dudit revêtement, ou se plongeant dans ledit revêtement, sans pour autant que ledit objet entre en contact avec le support.
Par conséquent, le dispositif selon l'invention permet de nouvelles possibilités d'interaction, en particulier des possibilités d'interaction de type caresse ou effleurement, et plus généralement des possibilités d'interaction ne nécessitant pas d'appui sur, ou de contact ou de force exercée, avec une surface sensible équipée de capteurs. De telles interactions basées sur une caresse ou un effleurement sont plus intuitives et plus naturelle pour les utilisateurs, et plus généralement pour tout être vivant.
La détection des effleurements permet également des possibilités de déplacement, par exemple d'un robot dans son environnement, en frôlant les obstacles.
De plus, un appareil équipé d'un dispositif d'habillage selon l'invention aura une interaction avec son environnement plus réaliste et proche de celle d'un être vivant.
Dans la présente demande, deux potentiels alternatifs sont identiques à une fréquence donnée lorsqu'ils comportent chacun une composante alternative identique ou similaire à cette fréquence, c'est-à-dire de même amplitude (par exemple à quelques pourcents près) et de même phase (par exemple à quelques degrés près). Ainsi, l'un au moins des deux potentiels identiques à ladite fréquence peut comporter en outre une composante continue, et/ou une composante alternative de fréquence différente de ladite fréquence donnée.
De manière similaire, deux potentiels alternatifs sont différents à la fréquence donnée lorsqu'ils ne comportent pas de composante alternative identique ou similaire à cette fréquence donnée. Dans la présente demande, le terme « potentiel de masse » ou
« potentiel de masse générale » désigne un potentiel de référence de l'électronique, de l'appareil ou de son environnement, qui peut être par exemple une masse électrique. Ce potentiel de masse peut correspondre à un potentiel de terre, ou à un autre potentiel relié ou non au potentiel de terre. On rappelle par ailleurs que de manière générale, les objets qui ne sont pas en contact électrique direct avec un potentiel électrique particulier (objets électriquement flottants) tendent à se polariser par couplage capacitif au potentiel électrique d'autres objets présents dans leur environnement, tel que par exemple la terre ou des électrodes, si les surfaces de recouvrement entre ces objets et ceux de l'environnement (ou les électrodes) sont suffisamment importantes.
Dans la présente demande, « objet » désigne tout objet, ou toute personne, pouvant se trouver dans l'environnement de l'appareil ou du robot.
Avantageusement, l'électronique de détection peut être configurée pour ignorer, ou discriminer, des objets qui, vus du support, se trouvent au-delà du revêtement.
Une telle configuration peut consister à configurer, pour un paramètre donné, un premier seuil correspondant à la hauteur, ou à la largeur, du revêtement. Ensuite, la valeur mesurée dudit paramètre déduite à partir du signal de détection peut être comparée audit premier seuil et l'électronique de détection peut signaler une détection uniquement lorsque ladite comparaison signale une distance inférieure ou égale à l'épaisseur, ou à la hauteur, du revêtement.
Le paramètre en question peut être un signal électrique, ou une valeur de tension, ou une valeur de capacité, ou d'inverse de capacité, ou encore une valeur de distance, déduite à partir de ladite tension, ou encore une distance, déduite à partir du signal de détection.
Bien entendu, l'information de présence d'un objet qui, vu du support, se trouve au-delà du revêtement, si elle est disponible, peut également être utilisée. Elle peut permettre par exemple de déclencher des comportements ou des réactions en réponse à l'approche ou à la proximité d'un objet.
Avantageusement, l'électronique de détection peut comprendre :
- une électronique de mesure, reliée aux électrodes de mesure, et détectant le signal de détection ; et
- une unité de traitement dudit signal de détection. L'électronique de détection, l'électronique de mesure et l'unité de traitement, peuvent être analogique, numérique et/ou comprendre une combinaison quelconque de composants analogiques et de composants numériques.
L'unité de traitement peut être configurée pour comparer le signal détecté, ou une valeur déduite à partir du signal détecté, à un premier seuil prédéterminé correspondant à une position de contact d'un objet avec le revêtement, et en particulier à une distance correspondant à l'épaisseur, ou à la hauteur, dudit revêtement.
L'unité de traitement peut être réalisée par un processeur, une puce électronique, FPGA, etc.
Suivant une première version du dispositif selon l'invention, l'électronique de détection peut réaliser une détection en « self-capacitance ».
Cette technique de détection est bien connue de l'homme du métier, en tant que telle. La détection en self-capacitance est basée sur la capacité, appelée capacité électrode-objet, formée entre au moins une électrode de mesure et l'objet à détecter lui-même et comprend une mesure d'un signal relatif à ladite capacité électrode-objet.
Dans cette première version, l'électronique de détection peut être configurée pour :
- polariser les électrodes de mesures au potentiel de détection, et
- détecter un signal électrique relatif à une capacité, dite électrode- objet, entre l'objet et au moins une électrode de mesure.
Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre au moins une électrode, dite de garde, polarisée à un potentiel, dit de garde, identique au potentiel de détection à la fréquence de détection.
Cette électrode de garde vient protéger la ou les électrodes de mesure contre les capacités de fuite ou de couplage parasite, ou des perturbations, pouvant être causées par des parties du dispositif, ou de l'appareil équipé par le dispositif, qui ne seraient pas au potentiel de détection, à la fréquence de détection. Ainsi, la portée et la précision de détection capacitive sont améliorées.
La ou les électrodes de garde peu(ven)t être disposé(es) sous la ou les électrodes de mesure, du côté opposé au revêtement.
Dans cette première version réalisant une détection en self-capacitance, l'électronique de mesure peut comprendre un amplificateur opérationnel (AO), ou un circuit réalisant un amplificateur opérationnel, fonctionnant en amplificateur de transimpédance, ou de charge, dont :
- une première entrée, par exemple inverseuse, est reliée à une ou des électrodes de mesure, directement ou par l'intermédiaire d'un moyen de scrutation par exemple ;
- une deuxième entrée, par exemple non inverseuse, est reliée à un oscillateur fournissant le potentiel de détection et le potentiel de garde ; et
- la sortie est rebouclée sur ladite première entrée par l'intermédiaire d'une impédance, et en particulier comprenant une capacité.
Dans cette configuration, la sortie de GAO fournit une tension Vs dont l'amplitude est proportionnelle à la capacité électrode-objet entre au moins une électrode de mesure et l'objet.
La sortie de l'amplificateur opérationnel peut être reliée, directement ou indirectement, à un module de mesure de la tension Vs. Ce module de mesure de la tension Vs peut comprendre un conditionneur, une démodulation telle qu'une démodulation synchrone à la fréquence de détection, ou une détection d'amplitude.
L'électronique de détection peut en outre comprendre un oscillateur fournissant le potentiel alternatif de détection et le potentiel de garde.
Avantageusement, l'électronique de détection peut être, au moins en partie, référencée électriquement au potentiel de détection ou de garde.
Suivant une deuxième version du dispositif selon l'invention, l'électronique de détection peut réaliser une détection en « mutual- capacitance », ou mesure de capacité mutuelle. Cette technique de détection est bien connue de l'homme du métier, en tant que telle. La détection en mutual-capacitance est basée sur la capacité, appelée capacité inter-électrodes, formée entre une électrode émettrice et une électrode réceptrice. En effet, la présence d'un objet à proximité modifie la capacité inter-électrodes, ce qui permet de le détecter. La détection en mutual-capacitance comprend une mesure d'un signal relatif à ladite capacité inter-électrodes.
Dans cette version, l'électronique de détection peut être est configurée pour :
- polariser au moins une première électrode de mesure, dite électrode émettrice, au potentiel de détection ;
- détecter au niveau d'au moins une deuxième électrode de mesure, dite électrode réceptrice, un signal électrique relatif à une capacité, dite inter-électrodes, entre ladite au moins une électrode émettrice et ladite au moins une électrode réceptrice.
Dans ce cas une première partie des électrodes de mesure peut être utilisée comme électrodes émettrices, et une deuxième partie des électrodes de mesure peut être utilisée comme électrodes réceptrices.
Alternativement, chaque électrode de mesure peut être utilisée comme électrode émettrice pour une mesure, puis comme électrode réceptrice pour une autre mesure.
Le dispositif selon l'invention peut comprendre au moins une électrode, dite de garde, polarisée au potentiel de l'électrode réceptrice, qui, en particulier, peut être le potentiel de masse.
Cette électrode de garde vient protéger les électrodes de mesure contre les capacités de fuite, ou des perturbations, pouvant diminuer la portée et la précision de la détection capacitive.
La ou les électrodes de garde peu(ven)t être disposé(es) sous la ou les électrodes de mesure, du côté opposé au revêtement. Dans cette deuxième version réalisant une détection en mutual- capacitance, l'électronique de mesure peut comprendre un amplificateur opérationnel (AO), ou un circuit réalisant un amplificateur opérationnel, fonctionnant en amplificateur de transimpédance, ou de charge, dont :
- une première entrée, par exemple inverseuse, est reliée à une ou des électrodes réceptrices, directement ou par l'intermédiaire d'un moyen de scrutation par exemple ;
- une deuxième entrée, par exemple non inverseuse, est reliée au potentiel de masse, ou à la terre ; et
- la sortie est rebouclée sur ladite première entrée par l'intermédiaire d'une impédance, et en particulier d'une capacité.
Dans cette configuration, la sortie de GAO fournit une tension Vs dont l'amplitude est proportionnelle à la capacité inter-électrodes entre l'électrode réceptrice et une électrode émettrice.
La sortie de GAO peut être reliée, directement ou indirectement, à un module de mesure de la tension Vs. Ce module de mesure de la tension Vs peut comprendre un conditionneur, une démodulation telle qu'une démodulation synchrone à la fréquence de détection, ou une détection d'amplitude.
L'électronique de détection peut en outre comprendre un oscillateur fournissant le potentiel alternatif de détection à l'électrode émettrice.
Avantageusement, l'électronique de détection peut être, au moins en partie, référencée électriquement au potentiel de masse.
Les techniques de détection en self-capacitance, ou en mutual- capacitance sont largement connues par l'homme du métier, en tant que telles. Elles ne sont donc pas détaillées plus dans la présente demande.
Le revêtement peut comprendre, ou être constitué, par un ensemble d'éléments d'habillage indépendants et souples, faisant sailli du support, tels que des éléments de plumage, de feuillage, de pelage, de fourrure, de cheveux, des éléments filiformes, etc.
En particulier, le revêtement peut comprendre : des poils, des cheveux, des fibres, ou des fibres agglomérées, des picots, des feuilles, des plumes. Ces éléments d'habillage peuvent être d'origine naturelle ou synthétique.
Le revêtement peut également comprendre une couche de maintien supportant et/ou maintenant les éléments d'habillage. Cette couche de maintien peut comprendre par exemple un tissu ou une surface de matériau non tissée.
Cette couche de maintien peut être souple pour s'adapter à la forme du support. Elle peut ainsi être positionnée et/ou fixée, par exemple par collage, sur le support.
A titre d'exemples non limitatif, le revêtement peut comprendre :
- une couche de maintien sous la forme d'un tissu ou d'une surface non tissée supportant et maintenant une fourrure synthétique ;
- une couche de maintien sous la forme d'une peau animale supportant une fourrure naturelle.
- une couche de maintien sous la forme d'un tissu ou d'une surface non tissée supportant et maintenant une chevelure d'origine naturelle ou synthétique ;
Alternativement, les éléments d'habillage peuvent être positionnée et/ou fixés, par exemple par collage, directement sur le support, sans couche de maintien.
Le revêtement, et en particulier les éléments d'habillage, peuvent être constitués de, ou comprendre, des matériaux diélectriques.
Des éléments d'habillage avec une permittivité diélectrique relative élevée (ou du moins supérieure à 1) permet d'améliorer la détection du contact d'un objet avec le revêtement. En effet la capacité entre des électrodes de mesure et un objet en contact avec les éléments d'habillage est d'autant plus élevée que leur permittivité relative est élevée, et elle diminue plus rapidement au-delà de la zone de contact.
On peut donc ainsi définir des seuils de détection de manière fiable.
Toutefois, en pratique, les éléments d'habillage ont une densité faible, et donc une permittivité relative proche de 1. Dans ce cas, l'électronique de détection capacitive doit être performante pour permettre la détection d'objets dans l'épaisseur de ces éléments d'habillage. Dans ce cas, une électronique de détection de type self-capacitance est préférable.
Le support peut comprendre un substrat diélectrique supportant d'un côté les électrodes de mesure, et le cas échéant, sur l'autre côté les électrodes de garde.
Ce substrat peut comprendre un circuit imprimé double face ou plusieurs circuits imprimés simple face superposée, souples ou éventuellement rigides.
Ce substrat peut être également réalisé sous la forme d'une pièce rigide ou flexible fabriquée par moulage ou thermoformage. Dans ce cas, les électrodes peuvent être réalisées par sérigraphie, peinture, dépôt sous vide, dépôt métallique par projection, ....
Globalement, le support peut donc être souple, de sorte à se conformer à la forme d'une partie de l'appareil.
Le support peut également être rigide ou flexible, et se positionner sur, ou constituer, un élément d'habillage de l'appareil.
Suivant des exemples de réalisation, le dispositif d'habillage selon l'invention peut se présenter sous la forme de : fourrure, peau, pelage, plumage, perruque, chevelure.
Le dispositif peut être prévu pour habiller la totalité d'un appareil, ou seulement une partie de l'appareil, tel que par exemple une tête d'un appareil, un corps d'un appareil, etc.
Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, le dispositif selon l'invention peut comprendre au moins une électrode, dite de polarisation, reliée au potentiel de masse du dispositif ou de l'appareil, et prévue pour être couplée à un potentiel :
- d'un objet se trouvant dans l'environnement du dispositif, ou
- de la terre. Dans des cas particuliers d'un appareil avec une alimentation interne flottante par rapport à la terre, telle qu'une batterie par exemple, et dont la surface est recouverte en grande partie de surface capacitive sensible, il y a un risque que les électrodes de mesure polarisées au potentiel de détection se couplent électriquement ou capacitivement avec l'objet à détecter de sorte à se polariser à son potentiel (par exemple la terre), ce qui entraîne que le potentiel de masse général de l'électronique de l'appareil, flottant, s'ajuste en conséquence par rapport à la terre. Dans ce cas l'objet ne serait plus, ou mal, détecté.
Ce risque est particulièrement présent dans le cas d'une détection en self-capacitance, du fait que toutes les électrodes de mesure sont polarisées au potentiel de détection. Il est également présent dans le cas d'une détection de capacités mutuelles.
Pour éviter cela, le dispositif de l'invention peut donc être équipé d'au moins une électrode de polarisation polarisée au potentiel de masse général du dispositif ou de l'appareil. Cette ou ces électrodes de polarisation peuvent être positionnées sur une surface de l'appareil de sorte à se coupler capacitivement avec un objet en approche, et/ou la terre, et/ou l'environnement électrique de l'appareil.
Au moins une électrode de polarisation peut être agencée dans/sur le support, par exemple à proximité d'électrodes de mesure.
Cette configuration permet de réaliser un couplage efficace entre l'électrode de polarisation et l'environnement de l'appareil, et en particulier les objets à mesurer.
En particulier, au moins une électrode de polarisation peut être agencée au même niveau qu'une électrode de mesure.
Dans ce cas, de manière optionnelle, ladite électrode de polarisation peut être séparée de la ou des électrodes de mesure environnantes par au moins une électrode de garde.
Alternativement, ou en plus, au moins une électrode de polarisation peut être agencée au même niveau qu'une électrode de garde. Dans ce cas, de manière optionnelle, l'électrode de garde peut préférentiellement être de plus grande dimension que l'électrode de mesure.
De plus, toujours de manière optionnelle, l'électrode de polarisation peut être disposée entre deux électrodes de garde.
Alternativement, ou en plus, au moins une électrode de polarisation peut être agencée sur une surface, ou dans une zone, de l'appareil équipé par un dispositif selon l'invention. En particulier, au moins une électrode de polarisation peut être agencée sur une surface ou dans une zone de l'appareil distincte du dispositif d'habillage.
Une telle zone peut préférentiellement être une zone proche du sol, ou une zone destinée à être en contact avec l'environnement dudit appareil.
Suivant un autre aspect de la même invention, il est prévu un appareil muni d'un dispositif d'habillage selon l'invention.
Dans le cas où le dispositif d'habillage comprend une ou des électrodes de polarisation, au moins une électrode de polarisation peut être agencée au niveau d'une partie dudit appareil destinée à être en contact/appui avec le sol.
Un telle partie peut être un pied, un socle, une roue, une chenille, etc. équipant ledit appareil.
Le support du dispositif d'habillage peut être formé par une paroi ou une coque de l'appareil.
Alternativement, le support du dispositif d'habillage peut être agencé sur ledit appareil à la place d'une paroi, ou d'une coque, dudit appareil.
Suivant encore une autre alternative, le support du dispositif d'habillage peut être disposé sur une paroi, ou une coque, dudit appareil.
Dans tous les cas, le support peut être fixé sur l'appareil de manière démontable ou amovible.
Suivant des exemples de réalisation, l'appareil selon l'invention peut être un robot se présentant sous l'une des formes suivantes : - bras robotisé,
- robot mobile,
- véhicule sur roues ou chenilles,
- robot de type humanoïde, gynoïde, androïde,
- robot de type animal, réel ou imaginaire,
- robot compagnon,
- robot jouet.
Suivant des exemples de réalisation nullement limitatifs, le robot peut être ou comprendre tout système robotisé ou de type automate.
Le robot peut être, ou comprendre, par exemple un robot mobile, un véhicule sur roues ou chenilles.
Description des figures et modes de réalisation
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'exemples nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels :
- les FIGURES 1-5 sont des représentations schématiques de différents exemples de réalisation non limitatifs d'un dispositif d'habillage selon l'invention ;
- la FIGURE 6 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un appareil selon l'invention ;
- la FIGURE 7 est une représentation schématique d'un premier exemple non limitatif d'une électronique de détection pouvant être mise en œuvre dans un dispositif d'habillage selon l'invention ; et
- la FIGURE 8 est une représentation schématique d'un deuxième exemple d'une électronique de détection pouvant être mise en œuvre dans un dispositif d'habillage selon l'invention.
Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif d'habillage selon l'invention.
Le dispositif 100, représenté sur la FIGURE 1, comprend un support 102, réalisé en un matériau diélectrique.
Le support 102 peut être souple, et réalisé par exemple avec un substrat de circuit imprimé souple, par exemple en polyimide.
Le support 102 peut également être rigide, et réalisé par thermoformage ou moulage. Ce peut être un support existant sur un appareil de type robot, tel qu'une paroi ou une coque dudit appareil. Alternativement, le support 102 peut être rapporté à la place de, ou sur, une coque d'un appareil de type robot.
Le dispositif 100 comprend en outre un revêtement 104, diélectrique, agencé sur le support 102.
Le revêtement 104 est souple, ou flexible, de sorte qu'un objet peut s'enfoncer dans ledit revêtement 104 sans fournir d'effort ou en fournissant très peu d'effort.
Le revêtement 104 est réalisé par une multitude d'éléments d'habillage indépendants 106. Chaque élément d'habillage 106 peut se présenter sous la forme d'une plume, d'une feuille, d'une fibre, de fibres agglomérées, d'un picot, d'un poil, d'un cheveu, ou de tout autre élément d'habillage filiforme. Ainsi les éléments d'habillage 106 peuvent s'écarter pour laisser passer l'objet, ce qui confère au revêtement 104 sa souplesse. Chaque élément d'habillage 106 est réalisé en un matériau diélectrique. Les éléments d'habillage peuvent être solidaires d'une couche de maintien optionnelle (non représentée), également en matériau diélectrique. Le dispositif d'habillage 100 comprend une ou plusieurs électrodes de mesure 108I-1082 utilisées pour réaliser une détection capacitive d'objet. Dans l'exemple représenté, et de manière nullement limitative, le dispositif 100 comprend deux électrodes de mesure 108i et 1082. Ces électrodes peuvent être désignées par la référence 108 ou 108, dans la suite. Bien entendu, le nombre d'électrodes de mesure n'est pas limité à deux.
Suivant une première version, les électrodes de mesure 108 peuvent être utilisées pour réaliser une détection capacitive, dite en self-capacitance, basée sur la détection d'une capacité, dite électrode-objet, et notée Ceo dans la présente demande, formée entre une ou des électrodes de mesure 108 et un objet.
Suivant une deuxième version, les électrodes de mesure 108 peuvent être utilisées pour réaliser une détection capacitive, dite en mutual- capacitance, basée sur la détection d'une capacité, dite inter-électrodes, et notée Cee dans la présente demande, formée entre deux électrodes de mesure 108, l'une utilisée comme électrode émettrice et l'autre utilisée comme électrode réceptrice. Cette capacité Cee est modifiée par la présence d'un objet à proximité.
Un exemple non limitatif, pour chacune de ces deux versions de détection capacitive, sera décrit dans la suite en référence aux FIGURES 7 et 8.
Le dispositif d'habillage 100 comprend en outre une électronique de détection capacitive 110 pour :
- polariser au moins une électrode de mesure 108 à un potentiel alternatif, dit de détection, différent d'un potentiel de masse, à une fréquence, dite de détection, et
- détecter un signal de détection capacitive provenant d'au moins une électrode de mesure ;
L'électronique de détection capacitive 110 est également agencée pour détecter un objet uniquement lorsqu'il touche, ou s'enfonce dans, le revêtement 104, avant que ledit objet entre en contact avec le support 102, ou en d'autres termes pour détecter qu'un objet touche, ou s'enfonce dans, ledit revêtement 104.
Pour ce faire, l'électronique de détection 110 comprend une électronique de mesure 112 qui polarise la ou les électrodes de mesure 108 au potentiel de détection, et détecte un signal relatif à la capacité recherchée, à savoir, soit la capacité électrode-objet Ceo, soit la capacité inter-électrodes Cee.
L'électronique de détection 110 comprend aussi une unité de traitement 114 reliée à l'électronique de mesure 112. L'unité de traitement 114 est configurée pour comparer le signal détecté/ mesuré par l'électronique de mesure, ou une valeur déduite à partir dudit signal, à un premier seuil prédéterminé correspondant à une position de contact d'un objet avec le revêtement 106. Autrement dit, l'unité de traitement 114 détermine si l'objet se trouve à une distance, mesurée depuis le support 102, inférieure ou égale à la hauteur 116 du revêtement 104.
Si ce n'est pas le cas, l'électronique de détection 110 ignore l'objet et n'émet pas de signal informant la présence d'un objet. Si c'est le cas, l'électronique de détection 110 émet un signal informant la présence d'un objet en contact du, ou dans le, revêtement 104.
Ainsi, le dispositif d'habillage 100 réalise une détection d'un objet uniquement lorsque ledit objet touche ou s'enfonce dans le revêtement 104, et pas avant.
Alternativement, l'électronique de mesure 112 peut être configurée pour que sa sensibilité de mesure soit limitée à la détection d'objets qui se trouvent à une distance, mesurée depuis le support 102, inférieure ou égale à la hauteur 116 du revêtement 104. Dans ce cas, l'unité de traitement 114 peut être simplifiée dans le sens où elle peut être configurée pour comparer le signal détecté/mesuré par l'électronique de mesure, ou une valeur déduite à partir dudit signal, à un seuil de bruit de l'électronique ou des capacités résiduelles.
Comme expliqué précédemment, la présence d'éléments d'habillage 106 avec une permittivité diélectrique élevée (ou du moins supérieure à 1) permet d'améliorer la détection du contact d'un objet avec le revêtement 104 en permettant la définition de seuils fiables, du fait de la variation rapide de la capacité de couplage entre cet objet et les électrodes de mesure 108 lorsque l'objet n'est plus en contact avec les éléments d'habillage 106.
De manière optionnelle, l'unité de traitement 114 peut aussi être configurée pour comparer le signal détecté/ mesuré par l'électronique de mesure 112, ou une valeur déduite à partir dudit signal, à un deuxième seuil prédéterminé correspondant à un contact avec le support 102 de sorte à détecter le contact d'un d'objet avec ledit support 102.
La FIGURE 2 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif d'habillage selon l'invention.
Le dispositif d'habillage 200, représenté sur la FIGURE 2, comprend tous les éléments du dispositif 100 de la FIGURE 1.
Le dispositif 200 comprend, en outre, au moins une électrode 202, dite électrode de garde, prévue pour garder électriquement les électrodes de mesure 108 et éviter les capacités de couplage parasites venant perturber la détection capacitive et en dégrader la précision et la portée.
L'électrode de garde 202 est disposée du côté opposé au revêtement 104 par rapport aux électrodes de mesure 108.
L'électrode de garde 202 est reliée à l'électronique de détection 110 pour que cette dernière polarise ladite électrode de garde 202 au potentiel souhaité en fonction de la technique de détection capacitive utilisée :
- lorsque la détection capacitive est une détection en self-capacitance, l'électrode de garde 202 est polarisée à un potentiel, dit potentiel de garde, identique au potentiel de détection à la fréquence de détection ;
- lorsque la détection capacitive est une détection en mutual- capacitance, l'électrode de garde 202 est polarisée au potentiel de l'électrode réceptrice, et en particulier au potentiel de masse.
La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un troisième exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif d'habillage selon l'invention. Le dispositif d'habillage 300, représenté sur la FIGURE 3, comprend tous les éléments du dispositif 200 de la FIGURE 2.
Le dispositif 300 comprend en outre au moins une électrode 302, dite électrode de polarisation, polarisée au potentiel de masse générale d'un appareil/robot équipé par le dispositif d'habillage 300, et agencé de sorte à se coupler capacitivement avec :
- un objet en approche, et/ou
- la terre, et/ou
- l'environnement électrique de l'appareil.
En effet, dans le cas particulier d'un robot mobile dont la surface est recouverte en grande partie de surface capacitive sensible et qui comprend une alimentation électrique autonome, il y a un risque que l'objet se couple essentiellement avec le potentiel de détection (ou plus précisément que le potentiel de détection s'ajuste sur celui de l'objet) et que le potentiel de masse de l'électronique de l'appareil, flottant, s'ajuste en conséquence par rapport à la terre. Dans ce cas l'objet ne serait plus détecté.
La ou les électrodes de polarisation 302 permettent d'éviter ce phénomène en permettant de coupler le potentiel de masse générale de l'appareil ou du robot au potentiel de l'environnement et/ou de la terre.
La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un quatrième exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif d'habillage selon l'invention.
Le dispositif d'habillage 400, représenté sur la FIGURE 4, comprend tous les éléments du dispositif 300 de la FIGURE 3.
A la différence du dispositif 300, le dispositif 400 comprend deux électrodes de garde 202i et 2022.
De plus, l'électrode de polarisation 302 est positionnée au même niveau que les électrodes de garde 202i et 2022, et en particulier entre lesdites deux électrodes de garde 202i et 2022.
Dans ce cas, les électrodes de garde 202i et 2022, gardant respectivement les électrodes de mesure 108i et 1082, sont plus grandes que lesdites électrodes de mesure, respectivement 108i et 1082 pour éviter des couplages parasites excessifs entre ces électrodes de mesure et l'électrode de polarisation 302. La FIGURE 5 est une représentation schématique d'un cinquième exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif d'habillage selon l'invention.
Le dispositif d'habillage 500, représenté sur la FIGURE 5, comprend tous les éléments du dispositif 400 de la FIGURE 4.
A la différence du dispositif 400, dans le dispositif 500, seule une électrode de mesure 1082 est représentée.
De plus, l'électrode de polarisation 302 est positionnée au même niveau que la ou les électrodes de mesure 108. Dans ce cas, l'électrode de mesure 1082 est de préférence séparée de l'électrode de polarisation 302 par une électrode de garde, par exemple l'électrode de garde 202i, pour éviter des couplages parasites excessifs entre l'électrode de mesure 1082 et l'électrode de polarisation 302.
La FIGURE 6 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un appareil selon l'invention.
L'appareil 600, représenté sur la FIGURE 6, est un robot en forme d'animal.
Le robot 600 est doté d'une tête 602, d'un corps 604 et de quatre pieds 606 permettant audit robot 600 de se déplacer.
Le robot 600 est équipé d'un revêtement 608 sous la forme d'une fourrure 608, agencée sur une partie du corps 604, comme illustré, ou sur la totalité du corps.
La fourrure 608 peut être rapportée sur le corps 604 de manière amovible ou démontable. Elle peut comprendre une couche de maintien par exemple en tissu cousue de sorte à avoir la forme souhaitée, et supportant les éléments d'habillage 106 sous la forme des poils de la fourrure.
Le support 102 avec les électrodes de mesure peut faire partie de la surface du robot 600.
La fourrure 608 peut être formée par l'un quelconque des dispositifs d'habillage des FIGURES 1 à 5. En particulier, la fourrure 608 est formée par le dispositif d'habillage 300 de la FIGURE 3. La ou les électrodes de polarisation 302 du dispositif 300 sont disposées au niveau d'un, ou des pieds, 606 qui sont en contact avec le sol.
Nous allons maintenant décrire deux techniques de détection capacitive pouvant être utilisées dans un dispositif selon l'invention, en référence aux FIGURES 7 et 8.
La FIGURE 7 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation non limitatif d'une électronique de détection capacitive pouvant être mise en œuvre dans le dispositif selon l'invention.
L'électronique de détection 700, représentée sur la FIGURE 7, peut-être l'électronique de détection 110 de l'un quelconque des dispositifs des FIGURES 1-6.
L'électronique de détection 700 est utilisée pour réaliser une détection, dite en « self-capacitance », basée sur la capacité électrode-objet Ceo formée entre une électrode de mesure 108 et l'objet.
L'électronique de détection 700 peut être réalisée sous une forme analogique ou numérique, ou une combinaison analogique/numérique.
L'électronique de détection 700 comprend un oscillateur 702 délivrant une tension alternative, notée VG, et référencé à un potentiel de masse générale M.
La tension VG est utilisée comme potentiel de garde pour polariser la ou les électrodes de garde 202, et comme potentiel d'excitation pour polariser les électrodes de mesure 108. Elle peut être de forme sinusoïdale, ou de toute autre forme d'onde (carrée, ...). Sa fréquence (ou sa fréquence fondamentale) correspond à la fréquence de détection.
L'électronique de détection 700 comprend une électronique de mesure
112 comprenant un amplificateur de courant, ou de charge, 704 représenté par un amplificateur opérationnel (AO) 706 et une capacité de contre-réaction 708 rebouclant la sortie de GAO 706 à l'entrée inverseuse « - » de GAO 706.
De plus, dans l'exemple représenté, l'entrée non-inverseuse « + » de GAO 706 reçoit la tension VG et l'entrée inverseuse « - » de GAO 706 est reliée à chaque électrode de mesure 108 par l'intermédiaire d'un moyen de scrutation 710, optionnelle, qui peut être par exemple un switch, de sorte à interroger individuellement à tour de rôle les électrodes de mesure 108. Ce switch 710 est configuré de sorte que les électrodes de mesure 108 sont reliées soit à l'AO 706, soit au potentiel de garde VG.
Dans ces conditions, l'amplificateur de charge 704, et en particulier GAO 706, fournit en sortie une tension Vs d'amplitude proportionnelle à la capacité de couplage électrode-objet Ceo entre une ou plusieurs électrodes de mesure 108 reliée à son entrée « - » et un objet à proximité, ou en contact, de ladite électrode de mesure 108.
L'électronique de mesure 112 peut en outre comprendre un conditionneur 712 permettant d'obtenir un signal représentatif de la capacité de couplage Ceo recherchée. Ce conditionneur 712 peut comprendre, par exemple, un démodulateur synchrone pour démoduler le signal par rapport à une porteuse, à la fréquence de détection. Le conditionneur 712 peut également comprendre un démodulateur asynchrone ou un détecteur d'amplitude. Ce conditionneur 712 peut, bien entendu, être réalisé sous une forme analogique et/ou numérique (microprocesseur) et comprendre tous moyens nécessaires de filtrage, de conversion, de traitement, etc.
Le conditionneur 712 mesure et fournit la valeur de la tension Vs.
L'électronique de mesure 112 peut en outre comprendre un module de calcul 714 agencé pour déterminer :
- la valeur de la capacité Ceo, ou
- une distance entre au moins une électrode de mesure 108 et l'objet ;
en fonction de la valeur de la tension Vs fournie par le conditionneur 712.
Ce module de calcul 714 peut par exemple comprendre, ou être réalisé sous la forme de, un microcontrôleur ou d'un FPGA.
Bien entendu, l'électronique de détection 700 peut comprendre d'autres composants que ceux décrits.
L'électronique de détection 700, ou au moins sa partie sensible avec l'amplificateur de charge 704 peut être référencée (ou alimentée par des alimentations électriques référencées) au potentiel de garde VG, pour minimiser les capacités parasites. L'électronique de détection 700 peut également être référencée, de manière plus classique, au potentiel de masse M.
Lorsqu'une ou plusieurs électrodes de polarisation 302 sont utilisées, celles-ci sont polarisées au potentiel de masse M directement, ou par l'électronique de détection 700 comme montrée sur la FIGURE 7.
La FIGURE 8 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation non limitatif d'une électronique de détection capacitive pouvant être mise en œuvre dans le dispositif selon l'invention.
L'électronique de détection 800, représentée sur la FIGURE 8, peut-être l'électronique de détection 110 de l'un quelconque des dispositifs des FIGURES 1-6.
L'électronique de détection 800 est utilisée pour réaliser une détection, dite en « mutual-capacitance », basée sur la mesure de la capacité inter- électrodes Cee, formée entre une première électrode de mesure, dite électrode émettrice, par exemple l'électrode de mesure 108i et une deuxième électrode de mesure, dite électrode réceptrice, par exemple l'électrode de mesure 1082.
L'électronique de détection 800 peut être réalisée sous une forme analogique ou numérique, ou une combinaison analogique/numérique.
L'électronique de détection 800 comprend l'oscillateur 702, référencé au potentiel de masse générale M, délivrant une tension alternative, notée VG, à l'électrode émettrice 108i par l'intermédiaire d'un moyen de scrutation 802, optionnelle, et qui peut être par exemple un switch, de sorte à polariser individuellement à tour de rôle plusieurs électrodes émettrices au potentiel VG. Ce potentiel VG peut être de forme sinusoïdale, ou de toute autre forme d'onde (carrée, ...). Sa fréquence (ou sa fréquence fondamentale) correspond à la fréquence de détection.
L'électronique de détection 800 comprend l'électronique de mesure 112 comprenant l'amplificateur de courant, ou de charge, 704 représenté par l'amplificateur opérationnel (AO) 706 et la capacité de contre-réaction 708 rebouclant la sortie de GAO 706 à l'entrée inverseuse « - » de GAO 706.
Dans l'exemple représenté sur la FIGURE 8, l'entrée non-inverseuse « + » de GAO 706 est reliée au potentiel de mase M et l'entrée inverseuse « - » de GAO 706 est prévue pour être reliée à l'électrode réceptrice 1082 par l'intermédiaire du moyen de scrutation 710, optionnelle, et qui peut être par exemple un switch, de sorte à interroger individuellement à tour de rôle plusieurs électrodes réceptrices.
L'électronique de détection 800 fonctionne de la manière suivante.
L'électrode de mesure 108i est polarisée au potentiel VG et est utilisée comme électrode émettrice. L'électrode 1082 est utilisée comme électrode réceptrice et est reliée à l'entrée inverseuse de l'amplificateur de charge 704, et en particulier l'AO 706.
Dans ces conditions, l'amplificateur de charge 704 fournit en sortie une tension Vs d'amplitude proportionnelle à la capacité inter-électrodes Cee entre l'électrode émettrice 108i et l'électrode réceptrice 1082 : cette capacité varie en fonction de la présence ou non d'un objet à proximité des électrodes 108i- 1082.
Les fonctions des électrodes de mesure 108 peuvent être fixe de sorte que chaque électrode de mesure est utilisée soit comme électrode émettrice, soit comme électrode réceptrice. Alternativement, chaque électrode de mesure 108 peut être utilisée comme électrode émettrice puis comme électrode réceptrice, à tour de rôle.
L'électronique de détection 800 comprend en outre le conditionneur 712 et le module de calcul 714, décrits plus haut.
Bien entendu, l'électronique de détection 800 peut comprendre d'autres composants que ceux décrits.
Lorsqu'une ou plusieurs électrodes de garde 202 sont utilisées, celles-ci sont polarisées au potentiel de masse M directement, ou par l'intermédiaire de l'électronique de détection 800, comme montré sur la FIGURE 8.
Lorsqu'une ou plusieurs électrodes de polarisation 302 sont utilisées, celles-ci sont polarisées au potentiel de masse M directement, ou par l'intermédiaire de l'électronique de détection 800 comme montré sur la FIGURE 8.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'habillage (100;200;300;400;500) pour un appareil (600), comprenant :
- un support (102), prévu pour équiper ledit appareil (600), et muni d'électrodes capacitives (108), dites de mesure, pour détecter un objet se trouvant à distance dudit support (102) ;
- un revêtement (104), recouvrant ledit support (102), et comprenant une multitude d'éléments d'habillage (106), souples, faisant sailli dudit support (102) ; et
- une électronique de détection capacitive (110;700;800) configurée, ou agencée, pour :
■polariser au moins une électrode de mesure (108) à un potentiel alternatif (VG), dit de détection, différent d'un potentiel de masse (M), à une fréquence, dite de détection, et
" détecter un signal de détection capacitive provenant d'au moins une électrode de mesure (108) ;
ladite électronique de détection capacitive (110;700;800) étant en outre configurée, ou agencée, pour détecter que ledit objet touche, ou s'enfonce dans, ledit revêtement (104), avant que ledit objet entre en contact avec ledit support (102).
2. Dispositif (100;200;300;400;500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'électronique de détection (110;700;800) est configurée pour ignorer, ou discriminer, des objets qui, vus du support (102), se trouvent au-delà du revêtement (104).
3. Dispositif (100;200;300;400;500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électronique de détection (110;700;800) comprend :
- une électronique de mesure (112), reliée aux électrodes de mesure
(108), et détectant le signal de détection ; et
- une unité de traitement (114) dudit signal de détection.
4. Dispositif (100;200;300;400;500) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'unité de traitement (114) est configurée pour comparer le signal détecté, ou une valeur déduite à partir du signal détecté, à un premier seuil prédéterminé correspondant à une position de contact d'un objet avec le revêtement (104), et en particulier à une distance correspondant à l'épaisseur dudit revêtement (104).
5. Dispositif (100;200;300;400;500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électronique de détection (700) est configurée pour :
- polariser les électrodes de mesures (108) au potentiel de détection (VG), et
- détecter un signal électrique relatif à une capacité, dite électrode- objet, entre l'objet et au moins une électrode de mesure (108).
6. Dispositif (200;300;400;500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une électrode (202), dite de garde, polarisée à un potentiel (VG), dit de garde, identique au potentiel de détection à la fréquence de détection.
7. Dispositif (100;200;300;400;500) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'électronique de détection (800) est configurée pour :
- polariser au moins une première électrode de mesure (108i), dite électrode émettrice, au potentiel de détection (VG) ;
- détecter au niveau d'au moins une deuxième électrode de mesure (1082), dite électrode réceptrice, un signal électrique relatif à une capacité, dite inter-électrodes, entre ladite au moins une électrode émettrice (108i) et ladite au moins une électrode réceptrice (108i).
8. Dispositif (100;200;300;400;500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement (104) comprend des poils, des cheveux, des fibres, ou des fibres agglomérées, ou encore des picots.
9. Dispositif (100;200;300;400;500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement (104) est constitué de matériau(x) diélectrique(s).
10. Dispositif (100;200;300;400;500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme de : fourrure, peau, pelage, plumage, perruque, chevelure.
11. Dispositif (300;400;500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une électrode (302), dite de polarisation, reliée au potentiel de masse (M) dudit dispositif ou de l'appareil, et prévue pour être couplée à un potentiel :
- d'un objet se trouvant dans l'environnement du dispositif, ou
- de la terre.
12. Dispositif (400;500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins une électrode de polarisation (302) est agencée dans/sur le support (102).
13. Dispositif (500) selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'au moins une électrode de polarisation (302) est agencée au même niveau qu'une électrode de mesure (1082).
14. Dispositif (400) selon la revendication 6 et l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'au moins une électrode de polarisation (302) est agencée au même niveau qu'une électrode de garde (202).
15. Appareil (600) muni d'un dispositif d'habillage (608) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
16. Appareil (600) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'habillage (608) selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, et en ce qu'au moins une électrode de polarisation (302) est agencée au niveau d'une partie (606) dudit appareil (600) destinée à être en contact/appui avec le sol dudit appareil (600).
17. Appareil (600) selon l'une quelconque des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que le support (102) du dispositif d'habillage (608) :
- est formé par une paroi ou une coque dudit appareil (600) ;
- est agencé sur ledit appareil (600) à la place d'une paroi, ou d'une coque, dudit appareil (600) ; ou
- est disposé sur une paroi, ou une coque, dudit appareil (600).
18. Appareil (600) selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un robot se présentant sous l'une des formes suivantes :
- bras robotisé,
- robot mobile,
- véhicule sur roues ou chenilles,
- robot de type humanoïde, gynoïde, androïde,
- robot de type animal, réel ou imaginaire,
- robot compagnon,
- robot jouet.
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