WO2021090203A1 - Appareil comportant un dispositif mécatronique comprenant une pièce mécanique de connexion-déconnexion électrique - Google Patents

Appareil comportant un dispositif mécatronique comprenant une pièce mécanique de connexion-déconnexion électrique Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a connected device forming part of the Internet of Things, the device storing information of the smartphone, tablet or timepiece type, the device comprising an electronic module and a mechatronic device comprising a mechanical part. mobile or rotary connection arranged to ensure connection / disconnection of the electronic module.
  • the Internet of Things is the interconnection between objects with their own digital identity, the objects being connected to each other or to the Internet and being able to communicate with each other.
  • Such portable devices with intelligent function are part of the Internet of Things.
  • Said objects being integrated into the Internet of Things, such as smartphones, tablets, laptops, as well as timepieces of the connected watch type, are likely to contain sensitive (computer) data (private, financial, or other), therefore, the issue of securing this data is one of the essential pillars for the deployment of these objects.
  • CH707105 which describes a mechanical timepiece comprising a device for determining and displaying the precision of the rate, comprising a sensor which scans a mechanical regulator, a source of energy supplying electronic components, an electronic time base and a processor.
  • CH711300 describes a mechanical / connected hybrid wristwatch comprising a reversible watch case having two opposite sides each with a display device, one on one side representing a mechanical time display device, and on the other side. on the other side, an electronic display device.
  • the wristwatch comprises, on the other hand, a support element arranged to be integral with a bracelet.
  • the support element comprises electronic elements, in particular sensors, intended to cooperate with the electronic module.
  • the aim of the present invention is to provide a mechatronic device, which can be integrated into a portable device provided with intelligent function (s) such as smartphone, tablet, laptop computer, timepiece (of the connected watch type). , or other object that may be part of the Internet of Things, this device comprising a mobile or rotating mechanical part, of the column wheel type (3), made of an electrically conductive material, this column wheel being arranged in a or several discs or cams, made of combinations of electrically conductive materials and electrically insulating materials, making it possible to connect or disconnect at will and simultaneously, by galvanic connection or interruption in the form of an air gap, one or more electrical sub-assemblies and / or electronic.
  • intelligent function such as smartphone, tablet, laptop computer, timepiece (of the connected watch type).
  • this device comprising a mobile or rotating mechanical part, of the column wheel type (3), made of an electrically conductive material, this column wheel being arranged in a or several discs or cams, made of combinations of electrically conductive materials and electrically
  • an apparatus storing information of the smartphone, tablet or timepiece type comprises an electronic module.
  • the device comprises a mechatronic device which can be integrated into a connected object comprising a mechanical, mobile or rotary sub-assembly of column wheel type, consisting of a toothed wheel and columns, or perpendicular sectors, made of conductive material of 'electricity and being able to occupy two or more angular positions, at the request of a user, corresponding to two states, a first active state, in which the mechanical rotating connection part provides a galvanic connection in the connections of an electronic sub-assembly , for example the energy supply and / or the transfer of computer data and / or the external means of communication and a second inactive state, in which the mechanical rotating connection part disconnects or galvanically isolates the connections of an electronic sub-assembly, thus creating a virtual air space or air gap.
  • the mechanical connection part comprises a toothed support base and at least two sectors perpendicular to the toothed support base, the sectors being for example regularly distributed around the circumference of the toothed support base.
  • the device comprises external control means of the mechanical connection part by a user, such as a push button, a rotating crown or a thumbwheel.
  • the mechanical connection part comprises one or more cams or discs driven out on a toothed support base so as to constitute a contact zone selector to ensure a connection / disconnection or a combination of selection, for example a Bluetooth connection or a connection with an RFID chip.
  • the housing of the connected object comprises control members actuated by a user, such as a push button, a winding crown or a rotary dial, acting directly or indirectly on the column wheel. .
  • the apparatus comprises a printed circuit comprising conductive tracks arranged to be connected, via pistons or leaf springs.
  • the mechanical connection part comprises, in a display part visible to the user, when said mechanical rotary connection part is mounted in the device, visible indications linked to the angular positions of said mechanical part. rotary connection.
  • cams or perpendicular sectors of said mechanical rotary connection part only use a single piston or a leaf spring for performing a described function.
  • the timepiece is in the form of a wristwatch.
  • FIG. 1A shows a sectional view of a timepiece comprising a rotating connection piece providing an electrical connection between an electronic module and a power source;
  • FIG. 1B shows a sectional view of a timepiece comprising a rotating connection piece creating an air gap between an electronic module and a power source;
  • FIG. 2 shows a top view of a connection part
  • FIG. 3 shows a perspective view of a connection part
  • connection part comprising several cams in disk form and disk segments
  • FIG. 5 shows another embodiment in several views of a connection part according to the present invention.
  • the timepiece comprises a watch case comprising a mechanical watch movement (1), an electronic module (2) and a power source (4).
  • the movement (1) comprises a mechanical rotating connection part (3) arranged to occupy two angular positions at the request of a user, corresponding to two states, a first active state in which the mechanical rotating connection part (3) ensures a connection of the power supply (4) of the electronic module (2), and a second inactive state in which the mechanical rotating connection part (3) electrically disconnects the electronic module (2) so as to physically isolate it, electrostatically and electromagnetically of any external system, by creating an air gap between said mechanical rotating connection part (3) and the electronic module (2).
  • the rotating connection piece (3) is completely current-carrying, which therefore makes it possible to ensure a connection between the electronic module (2) and the power source (4).
  • the watch case comprises means for controlling the mechanical connection part (3) by a user, such as a winding crown (7).
  • the electronic module (2) is powered by a rechargeable energy source (4), independent of the watch movement, when the connection piece (3) electrically connects the electronic module (2).
  • the mechanical rotary connection part (3) such as a column wheel, comprises a toothed support base (5) and at least two sectors (6) perpendicular to the toothed support base (5), the sectors (6) being regularly distributed around the circumference of the toothed support base (5).
  • such a rotating connection part (3) therefore has a connection state in which the component is powered and all bidirectional data exchange operations using radio waves are possible.
  • the mechanical rotating connection part (3) is in a second state and electrically disconnects the electronic module (2) so as to isolate it physically, electrostatically and electromagnetically from any external system, creating a air hole between said mechanical rotating connection part (3) and the electronic module (2).
  • the rotating connection piece (3) conducts the electric current through the perpendicular segments (6).
  • the mechanical rotary connection part (3) comprises several cams (18) in the form of discs and disc segments (6a, 6b, 6c), driven on a toothed support base (5) of so as to constitute a selector so that each disk and disk segment provides a defined connection, in particular a connection between the Bluetooth module and the electronic module (2) or a connection of the source of the power source (4) with the module electronic (2).
  • the cams (18) of the column wheel (3) are arranged to be electrically connected with the tracks (13) of a printed circuit by means of pistons (17) of so as to establish electrical contact or ensure galvanic isolation with said electronic module.
  • FIG. 5 also represents a display of the angular position of said column wheel by means of a disc (14) driven on the axis (15) for the purpose of providing the user with a visual representation of said angular sector.
  • Another embodiment not shown, consists in putting the cams (18) in electrical contact with leaf springs, which leaves are in electrical contact with the tracks (13) of the electrical circuit.
  • the column wheel (3) exerts a rotation about an axis (15) actuating a combination of cams (18).
  • the plurality of cams (18) and contact areas makes it possible to generate, at the request of the user, a succession of codes or commands transmitted to an electronic module ensuring the processing of the data received with a view to exploiting them.

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Abstract

L'invention concerne un appareil ou dispositif mécatronique pouvant s'intégrer à un objet connecté comportant un module électronique (2), une source d'alimentation (4), un sous-ensemble mécanique, mobile ou rotatif de type roue à colonnes (3), constituée d'une roue dentée et de colonnes ou secteurs perpendiculaires (6), réalisée en matériau conducteur d'électricité et pouvant occuper deux ou plusieurs positions angulaires, à la demande d'un utilisateur, correspondant à deux états, un premier état actif, dans lequel la pièce mécanique de connexion rotative (3) assure une liaison galvanique dans la connectique d'un sous ensemble électronique, par exemple l'alimentation énergétique et/ou le transfert de données informatiques et/ou encore les moyens de communication externes, et un second état inactif, dans lequel la pièce mécanique de connexion rotative (3) déconnecte ou isole galvaniquement la connectique d'un sous ensemble électronique, créant ainsi un espace d'air virtuel ou air gap.

Description

APPAREIL COMPORTANT UN DISPOSITIF MECATRONIQUE COMPRENANT
UNE PIECE MECANIQUE DE CONNEXION/DECONNEXION ELECTRIQUE
La présente invention se rapporte à un appareil connecté faisant partie de l’internet des objets, l’appareil stockant des informations du type smartphone, tablette ou pièce d’horlogerie, l’appareil comportant un module électronique et un dispositif mécatronique comprenant une pièce mécanique de connexion mobile ou rotative agencée pour assurer une connexion/ déconnexion du module électronique.
L'Internet des objets est l'interconnexion entre des objets ayant leur propre identité numérique, les objets étant connectés entre eux ou à Internet et étant capables de communiquer entre eux.
De tels appareils portatifs pourvus de fonction(s) intelligente(s) font partie de l’Internet des Objets.
Lesdits objets, s’intégrant dans l’Internet des Objets, tels que les smartphones, tablettes, ordinateurs portables, ainsi que les pièces d’horlogeries de type montres connectées, sont susceptibles de contenir des données (informatiques) sensibles (privées, financières, ou autre), dès lors, la question de la sécurisation de ces données est l’un des piliers essentiels au déploiement de ces objets.
Il existe diverses façons de protéger des données informatiques, par voie de logiciel, par exemple le cryptage des données, ou matériel, par exemple par voie biométrique (empreinte digitale). Une approche très répandue est celle de l’espace d’air virtuel (en anglais, air gap ou air wall) qui est l’une des seules permettant un réel isolement physique des données informatiques.
Les montres connectées sont de plus en plus répandues et certaines montres mécaniques intègrent des modules électroniques de manière à rendre la montre plus interactive.
On connaît par exemple CH707105 qui décrit une pièce d'horlogerie mécanique comprenant un dispositif de détermination et d'affichage de la précision de la marche, comprenant un capteur qui balaye un organe de régulation mécanique, une source d'énergie alimentant des composants électroniques, une base de temps électronique et un processeur. CH711300 décrit une montre-bracelet hybride mécanique/connectée comportant une boîte de montre réversible comportant deux faces opposées chacune avec un dispositif d’affichage, l’un sur une face représentant un dispositif mécanique d’affichage de l’heure, et sur l’autre face, un dispositif d’affichage électronique. La montre-bracelet comporte, d’autre part, un élément support agencé pour être solidaire d’un bracelet. L’élément support comporte des éléments électroniques, notamment des capteurs, destinés à coopérer avec le module électronique.
Le principal inconvénient de ces pièces d’horlogerie et autres objets connectés pourvu de batteries, est que le module électronique qu’elles contiennent est constamment alimenté ce qui d’une part limite la durée de vie des modules électroniques et d’autre part pourrait constituer un risque de piratage des données. L’intrusion par voie radio ou autre moyen de communication dans la mémoire du module électronique est facilité par le fait que ce module reste alimenté.
Le but de la présente invention est de proposer un dispositif mécatronique, pouvant s’intégrer dans un appareil portatif pourvu de fonction(s) intelligente(s) de type smartphone, tablette, ordinateur portable, pièce d’horlogerie (de type montre connectée), ou autre objet pouvant faire partie de l’Internet des Objets, ce dispositif comportant une pièce mécanique mobile ou rotative, du type roue à colonnes (3), réalisée en matériau conducteur d’électricité, cette roue à colonnes étant agencée d’un ou plusieurs disques ou cames, réalisés en combinaisons de matériaux conducteurs d’électricité et matériaux électriquement isolants, permettant de connecter ou déconnecter à volonté et simultanément, par liaison ou interruption galvanique sous forme d’un air gap, un ou plusieurs sous-ensembles électriques et/ou électroniques.
Conformément à l’invention, un appareil stockant des informations du type smartphone, tablette ou une pièce d’horlogerie comporte un module électronique. L’appareil comporte un dispositif mécatronique pouvant s’intégrer à un objet connecté comportant un sous-ensemble mécanique, mobile ou rotatif de type roue à colonnes, constituée d’une roue dentée et de colonnes, ou secteurs perpendiculaires, réalisée en matériau conducteur d’électricité et pouvant occuper deux ou plusieurs positions angulaires, à la demande d’un utilisateur, correspondant à deux états, un premier état actif, dans lequel la pièce mécanique de connexion rotative assure une liaison galvanique dans la connectique d’un sous ensemble électronique, par exemple l’alimentation énergétique et/ou le transfert de données informatiques et/ou encore les moyens de communication externes et un second état inactif, dans lequel la pièce mécanique de connexion rotative déconnecte ou isole galvaniquement la connectique d’un sous ensemble électronique, créant ainsi un espace d’air virtuel ou air gap.
Dans une forme d’exécution, la pièce mécanique de connexion comporte une base support dentée et au moins deux secteurs perpendiculaires à la base support dentée, les secteurs étant par exemple régulièrement répartis autour de la circonférence de base support dentée.
Dans une autre forme d’exécution, l’appareil comporte des moyens de commande externes de la pièce mécanique de connexion par un utilisateur, tel un bouton poussoir, une couronne rotative ou une molette.
Dans une forme d’exécution, la pièce mécanique de connexion comporte une ou plusieurs cames ou disques chassée(s) sur une base support dentée de manière à constituer un sélecteur de zone de contact pour assurer une connexion/déconnexion ou une combinaison de sélection, par exemple une connexion Bluetooth ou une connexion avec une puce RFID.
Dans une autre forme d’exécution, le boîtier de l’objet connecté comporte des organes de commande actionnés par un utilisateur, tel qu’un bouton poussoir, une couronne de remontoir ou une molette rotative, agissant directement ou indirectement sur la roue à colonnes.
Dans une forme d’exécution, l’appareil comporte un circuit imprimé comprenant des pistes conductrices agencées pour être connectées, par l’intermédiaire de pistons ou de lames ressorts.
Dans une forme d’exécution, la pièce mécanique de connexion comporte en une partie d’affichage visible par l’utilisateur, lorsque ladite pièce mécanique de connexion rotative est montée dans l’appareil, des indications visibles liées aux positions angulaires de ladite pièce mécanique de connexion rotative.
Dans une forme d’exécution, des cames ou secteurs perpendiculaires de ladite pièce mécanique de connexion rotative n’utilisent qu’un seul piston ou une lame ressort pour la réalisation d’une fonction décrite. Dans une forme d’exécution, la pièce d’horlogerie est sous forme d’une montre- bracelet.
Les caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description de plusieurs formes d’exécution données uniquement à titre d’exemple, nullement limitative en se référant aux figures schématiques, dans lesquelles :
- La figure 1A représente une vue de coupe d’une pièce d’horlogerie comportant une pièce de connexion rotative assurant une connexion électrique entre un module électronique et une source d’alimentation ;
- La figure 1 B représente une vue de coupe d’une pièce d’horlogerie comportant une pièce de connexion rotative créant un air gap entre un module électronique et une source d’alimentation ;
- La figure 2 représente une vue de dessus d’une pièce de connexion ;
- La figure 3 représente une vue en perspective d’une pièce de connexion ;
- La figure 4 représente une vue éclatée d’une pièce de connexion comportant plusieurs cames sous forme disque et segments de disques ; et
- La figure 5 représente une autre forme d’exécution sous plusieurs vues d’une pièce de connexion selon la présente invention.
Comme illustré à la figure 1A, la pièce d’horlogerie comporte une boite de montre comprenant un mouvement de montre mécanique (1 ), un module électronique (2) et une source d’alimentation (4). Le mouvement (1 ) comporte une pièce mécanique de connexion rotative (3) agencée pour occuper deux positions angulaires à la demande d’un utilisateur, correspondant à deux états, un premier état actif dans lequel la pièce mécanique de connexion rotative (3) assure une connexion, de l’alimentation électrique (4) du module électronique (2), et un second état inactif dans lequel la pièce mécanique de connexion rotative (3) déconnecte électriquement le module électronique (2) de manière à l’isoler physiquement, électrostatiquement et électromagnétiquement de tout système externe, en créant un air gap entre ladite pièce mécanique de connexion rotative (3) et le module électronique (2). Dans cet exemple, la pièce de connexion rotative (3) est complètement conductrice de courant ce qui permet donc d’assurer une connexion entre le module électronique (2) et la source d’alimentation (4).
La boite de montre comporte des moyens de commande de la pièce mécanique de connexion (3) par un utilisateur, telle une couronne de remontoir (7).
Le module électronique (2) est alimenté par une source d’énergie rechargeable (4), indépendante du mouvement horloger, lorsque la pièce de connexion (3) connecte électriquement le module électronique (2).
Comme illustré aux figures 2 et 3, la pièce mécanique de connexion rotative (3), telle une roue à colonne, comporte une base support dentée (5) et au moins deux secteurs (6) perpendiculaires à la base support dentée (5), les secteurs (6) étant régulièrement réparties autour de la circonférence de base support dentée (5).
Dans cet exemple, une telle pièce de connexion rotative (3) comporte donc un état de connexion dans lequel le composant est alimenté et toutes les opérations d’échanges bidirectionnels de données en utilisant des ondes radio sont possibles.
Comme illustré à la figure 1 B, la pièce mécanique de connexion rotative (3) est dans un second état et déconnecte électriquement le module électronique (2) de manière à l’isoler physiquement, électrostatiquement et électromagnétiquement de tout système externe, en créant un trou d’air entre ladite pièce mécanique de connexion rotative (3) et le module électronique (2).
Dans l’exemple illustré à la figure 1A, la pièce de connexion rotative (3) conduit le courant électrique par les segments perpendiculaires (6).
Dans une variante illustrée à la figure 4, la pièce mécanique de connexion rotative (3) comporte plusieurs cames (18) sous forme de disques et segments de disques (6a, 6b, 6c), chassés sur une base support dentée (5) de manière à constituer un sélecteur pour que chaque disque et segment de disques assure une connexion définie, notamment une connexion entre le module Bluetooth et le module électronique (2) ou une connexion de la source de la source d’alimentation (4) avec le module électronique (2). Dans l’exemple illustré à la figure 5, les cames (18) de la roue à colonnes (3) sont disposées pour être connectées électriquement avec les pistes (13) d’un circuit imprimé par l’intermédiaire de pistons (17) de manière à établir un contact électrique ou à assurer une isolation galvanique avec ledit module électronique. La figure 5 représente en outre un affichage de la position angulaire de ladite roue à colonnes au moyen d’un disque (14) chassé sur l’axe (15) dans le but de fournir à l’utilisateur une représentation visuelle dudit secteur angulaire.
Une autre forme d’exécution, non représentée, consiste à mettre les cames (18) en contact électrique avec des lames ressort, lesquelles lames sont en contact électrique avec les pistes (13) du circuit électrique.
Dans ces exemples, la roue à colonnes (3) exerce une rotation selon un axe (15) actionnant une combinaison de cames (18). La pluralité de cames (18) et de zones de contacts permet de générer, à la demande de l’utilisateur, une succession de codes ou de commandes transmis à un module électronique assurant le traitement des données reçues en vue de les exploiter.

Claims

REVENDICATIONS
1. Appareil ou dispositif mécatronique pouvant s’intégrer à un objet connecté du type smartphone, tablette ou pièce d’horlogerie comportant un module électronique (2), une source d’alimentation (4), un sous-ensemble mécanique, mobile ou rotatif de type roue à colonnes (3), constituée d’une roue dentée et de colonnes ou secteurs perpendiculaires (6), réalisée en matériau conducteur d’électricité et pouvant occuper deux ou plusieurs positions angulaires, à la demande d’un utilisateur, correspondant à au moins deux états:
- un premier état actif, dans lequel la pièce mécanique de connexion rotative (3) assure une liaison galvanique dans la connectique d’un sous-ensemble électronique, par exemple l’alimentation énergétique et/ou le transfert de données informatiques et/ou encore les moyens de communication externes, et
- un second état inactif, dans lequel la pièce mécanique de connexion rotative (3) déconnecte ou isole galvaniquement la connectique d’un sous ensemble électronique, créant ainsi un espace d’air virtuel ou airgap.
2. Appareil selon la revendication 1 , dans lequel la pièce mécanique de connexion rotative (3) comporte une base support dentée (5) et au moins deux secteurs (6) perpendiculaires à la base support dentée (5), les secteurs (6) étant répartis régulièrement ou irrégulièrement autour de la circonférence de base support dentée (5).
3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, dans comportant des moyens de commande de la pièce mécanique de connexion mobile (3) par un utilisateur, tel un bouton poussoir, une couronne rotative (7) ou une molette.
4. Appareil selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pièce mécanique de connexion (3) comporte une ou plusieurs cames (18) ou disques chassée(s) sur une base support dentée (5) de manière à constituer un sélecteur de zone de contact pour assurer une connexion/déconnexion de la connectique ou une combinaison de sélections pouvant se traduire en codes ou instructions informatiques.
5. Appareil selon l’une des revendications précédentes, comportant un circuit imprimé comprenant des pistes conductrices (13) agencées pour être connectée, par l’intermédiaire de pistons (17) ou de lames ressorts, à des cames (18) chassées sur l’axe (5) de rotation de la pièce mécanique de connexion rotative (3).
6. Appareil selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pièce mécanique de connexion (3) comporte en une partie d’affichage visible par l’utilisateur sur un affichage, lorsque ladite pièce mécanique de connexion (3) est montée dans l’appareil, des indications visibles (14) liées aux positions, notamment aux positions angulaires de ladite pièce mécanique de connexion.
7. Appareil selon les revendications précédentes, dans lequel des cames (18) ou secteurs perpendiculaires (6) de ladite pièce mécanique de connexion (3) n’utilisent qu’un seul piston (17) ou une lame ressort pour la réalisation d’une fonction décrite.
8. Appareil selon l’une revendications précédentes sous forme d’une montre- bracelet.
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