Brevet FR2586923A2 — publié le 19870313

FR 2586923 A2 19870313 FR 8513521 A 19850912 Dispositif de pesage de personnes sur siège de W.C. La présente addition au brevet principal concerne des perfectionnements au dispositif de pesage de personnes sur siège de W.C. décrit dans ledit brevet. On connait déjà depuis longtemps des pèse-personnes. Ceux-ci sont des appareils encombrants, rarement utilisés alors que le poids d'un individu est lié à son état de santé général. Pour maintenir cet état de santé il est nécessaire de surveiller régulièrement les fluctuations de ce pois. On connaît également des moyens de pesage sur siège de W.C. tels que décrits dans les brevets. - USA n" 2 057 024 revendiquant un système mécanique de pesage à partir de quatre appuis articulés 47,48,49,50, agissant par l'intermédiaire de leviers 61,65 sur un mécanisme à ressort entrainant un secteur d'affichage 32. L'articulation de la lunette 18 comporte une ouverture oblongue 21 pour éviter les contraintes parasites; - DE 2 452 348 revendiquant un système de pesage hydraulique monté sur une cuvette de W.C., la mesure de pression hydraulique correspondant au poids de l'utilisateur peut être effectuée par un capteur hydraulique, mécanique ou électrique transmettant un signal converti en poids lu sur un moyen d'affichage. Ces systèmes de mesure présentent les inconvénients suivants: - USA 2 057 024, un tel mécanisme de pesage est imprécis et ne peut correspondre aux normes internationales actuelles de pesage. De plus, l'humidité régnant dans cet environnement provoque rapidement la corrosion des axes de pivotement des pièces en mouvement, ce qui introduit rapidement des distorsions dans la mesure et rend le système inutilisable; - DE 2 452 348, ce brevet revendique un système hydraulique de pesage présenté de façon extrêmement schématique. Les capteurs ne sont pas décrits, le moyen de mesure présenté semble être un manomètre bien qu'il soit cité également un moyen de mesure électrique. Ce système est imprécis eu égard aux nonnes internationales des poids et mesures. I1 en est de même pour le système du brevet DE 2 219 108. L'objet de la présente addition au brevet principal est de fournir un moyen de mesure plus fiable et plus précis et des perfectionnements satisfaisant pleinement les critères de précision de la normalisation internationale des poids et mesures, ne présentant pas de risques d'usure et de corrosion comparables à ceux des moyens mécaniques. Un autre objet de la présente addition au brevet principal est de fournir des perfectionnements accroissant encore la précision de la mesure et d'apporter des variantes de montage des capteurs de mesure à jauge de déformation ainsi que des variantes d'environnement des moyens de mesure et d'affichage. Selon une première réalisation de ces perfectionnements suivant l'inention, la lunette est montée flottante sur la butée des capteurs de force à jauge de déformation eux-mêmes fixés sur un socle rigide articulé à l'arrière de la cuvette et en appui sur celle-ci au moyen de patins en élastomère ou matériau similaire. Selon une seconde réalisation de ces perfectionnements, la lunette est montée flottante ou non sur un ou deux capteursdu type à cisaillement fixés sur une branche d'une charnière rigide solidaire du support arrière de la lunette et coopérant avec un capteur de force du type à compression disposé à l'avant de ladite lunette, l'ensemble pouvant ou non être monté sur un socle rigide. Selon une variante d'affichage du poids, le moyen d'affichage est monté sur un levier articulé à l'avant de la lunette et s'escamotant élastiquement à l'intérieur de celle-ci. Selon une seconde variante d'affichage du poids, le moyen d'affichage est fixé sur le couvercle de la lunette, il coopère avec un moyen de mémorisation de faible durée du poids en fin d'utilisation. Selon une troisième réalisation de l'invention, plusieurs variantes d'exploitation des signaux de mesure délivrés par les capteurs sont fournies. Les avantages apportés par ces perfectionnements sont les suivants: - meilleure précision de la mesure du poids; - accroissement de la fiabilité ; - plus grande robustesse du système de captage du poids. L'invention est décrite en détail dans le texte qui suit en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels: - la fig.l montre un exemple de lunette flottante selon l'invention, montée sur un socle rigide articulé; - la fig.2 est une coupe selon AA de la fig.l; - les fig.3 et 4 montrent, en vue de dessus, un exemple de lunette montée sur des capteurs à cisaillement associés à un capteur de compression; - la fig.5 montre, en coupe, la disposition des capteurs des fig.3 et 4; - Les fig.6 et 7 montrent deux variantes des schémas synoptiques du dispositif électronique de pesage sur lunette flottante avec socle; - la fig.8 montre un schéma de commande d'affichage à cristaux liquides à distance par rayonnement infra-rouge;; - les fig. 10 et 11 montrent un exemple de schéma électronique de pesage comportant un pont de jauges plus un demi-pont avec la disposition des jauges sur la lame; - la fig.l2 montre un exemple de schéma élect-onique de pesage avec deux demi-ponts de jauges et un pont complet de jauges; - ies fig. 13 et 14 montrent des exemples de capteurs à parallélogramme; - les fig.l5 et 16 montrent un exemple de buvée et son montage sur une lame comportant des jauges pour tenir compte des divers modèles de cuvettes de W.C.; - la fig.17 montre un exemple de schéma électronique permettant de corriger les effets de la torsion des lames des capteurs; - les fig.l8A et 18B montrent, en vue de dessus et en coupe, un exemple d'affichage disposé sur un levier articulé à l'avant de la lunette;; - la fig.19 montre, vu en perspective, un exemple d'affichage du poids disposé sur le couvercle de la lunette; - les fig.20 et 21 montrent une vue en coupe et une vue de dessus d'un exemple de pesage effectué sur le couvercle. Telle qu'elle est représentée sur les fig.l et 2, la lunette 1 est montée flottante en appui sur des butées progressives 2 en élastomère de dureté compatibles, engagées dans un logement complémentaire 3 de la lunette et fixées chacune sur une lame de capteur 4 comportant un pont ou un demipont de jauges de déformation selon le cas. Ces lames de capteur sont fixées sur un bossage renforcé correspondant 6 d'un socle rigide 7 articulé sur une charnière 8 d'un support arrière 9. Ce socle peut être réalisé en alliage léger fortement nervuré, ou encore en matière plastique également fortement nervurée, de résistance mécanique compatible pour limiter les déformations élastiques au minimum. Ce socle repose sur la cuvette 10 par l'intermédiaire d'un ensemble de patins11 en élastomère judicieusement disposés pour limiter les flexions aux endroits sensibles. La lunette 1 est assujettie au socle 7 par un joint souple 12 assurant l'étanchéité du volume interne entre socle et lunette dans lequel sont logés les moyens électroniques de pesage. L'ensemble électronique est alimenté par un boitier de piles 13. Le pesage s'effectue au moyen de trois capteurs à jauges de déformation sur lesquels agissent les butées progressives 2 qui s'écrasent toujours au même endroit dans leur logement, ce qu; améliore-notablement la précision et la fiabilité de la mesure. L'hystérésis à la charnière est supprimé, il n'est plus nécessaire d'utiliser un pilotage électronique de contrôle séparé de torsion de chaque lame. Sur les figures 3,4 et 5 on a montré schématiquement, en vue de dessus et en coupe, un exemple de moyen de pesage selon l'invention utilisant des capteurs à cisaillement. La lunette 15 est montée en porte-à-faux en appui sur une lame 16 fig.4 ou sur deux lames 17,18 équipées de jauges agissant en contrôle de cisaillement. Les capteurs de cisaillement 16 ou 17,18 coopèrent avec un capteur de compression 20 disposé à l'avant de la lunette en appui sur la cuvette pour reprendre les efforts de flexion ou de torsion des lames 16 ou 17,18. Cette disposition de capteurs permet d'éliminer les problèmes de flèche sur la lunette qui sont récupérés par le capteur de compression. Comme pour la version des fig.1 et 2, on peut utiliser un socle intermédiaire rigide. La fig.6 montre un exemple de schéma synoptique de l'ensemble électronique de pesage selon l'invention sur une lunette flottante ou non. Il comporte trois ponts de jauges de déformation 21,22,23 de l'ordre de 350 ohms montés en parallèle et attaquant un amplificateur analogique 24 à faible dérive travaillant avec un gain de l'ordre de 10 à 15, dont le signal de sortie sera de l'ordre de 140 millivolts à pleine échelle. Ce signal attaque un convertisseur analogique numérique 25 qui pilote un moyen d'affichage à cristaux liquides 26 prévu pour afficher la centaine de kilogrammes 27, la dizaine de kilo 28, le kilo 29, et les fractions de kilo au moyen de segments superposés 30, par exemple de 200 en 200 grammes. L'ensemble est alimenté par une batterie 31 ou par une alimentation secteur adéquate. Sur la fig.7 le convertisseur 25 est remplacé par un microprocesseur masqué 33 assurant notamment les fonctions suivantes: - convertisseur analogique numérique avec sortie sur le moyen d'affichage 26 à cristaux liquides ou autres, ou sur un bloc de synthèse de la parole attaquant un haut-parleur 34 donnant, en plus du poids, des instructions à l'utilisateur telles que par exemple "levez les pieds", "vous pesez... Pour réduire la consommation de l'ensemble, on peut prévoir d'ajouter une commande de puissance temporisée commandée par un interrupteur à action fugitive sur lequel on appuie pour être informé du poids mesuré. D'autres fonctions peuvent être incluses dans le microprocesseur comme par exemple l'heure, la température, la mémorisation du poids et de la date correspondante introduite au moyen d'un petit clavier, et la commande d'une petite imprimante pour sortir périodiquement une courbe d'évolution du poids. Bien entendu le micro-processeur peut salement piloter un moyen d'affichage numérique 26 au lieu d'un bloc de synthèse de la parole. Sur la fig.8 on a montré le schéma d'un exemple de commande d'affichage numérique à distance par rayonnement infra-rouge. Comme pour les schémas des fig.6 et 7, l'amplificateur analogique recevant les informations des ponts de jauges attaque un encodeur 38 à sortie série qui pilote, à travers un autre amplificateur 39, l'émission infra-rouge 40 d'une diode à infra-rouge 41. Cette émission est reçue par un phototransistor ou une photodiode 42 dont le signal est amplifié sur un décodeur série-parallèle 43 pilotant le moyen d'affichage à cristaux liquides ou autres 26, ou un bloc de synthèse de la parole ou une imprimante. Sur la fig.10 on a montré un exemple, selon l'invention, d'un schéma de pesage comportant un pont de jauges complet 60 coopérant avec un demipont de jauges 61 avec réinjection de contre-tension pilotée par un microprocesseur masqué ou non. Cette disposition permet de réduire le problème de distorsion des lames. Les jauges sont montées comme il est montré sur la fig.11. Ce schéma de pesage ne permet pas d'obtenir une précision aussi importante que les précédents. Sur la fig.l2 on a montré un exemple, selon l'invention, I'un schéma de pesage comportant deux demi-ponts de jauges 65,66 coopérant avec un pont complet de jauges 67 attaquant chacun un amplificateur analogique 68,69, 70 qui attaque un microprocesseur, masqué ou non 71, assurant les fonctions décrites précédemment et notamment le pilotage d'un moyen d'affichage 26. Sur les fig.13 et 14 on a montré des exemples de capteurs ditsen parallélogramme comportant des jauges de contrôle de déformation utilisables également sur les lunettes selon les schémas précédents. Les fig.15 et 16 montrent une butée progressive 75 et son emplacement de fixation sur les lames de capteurs. En fonction des dimensions de la cuvette et pour ajuster les points d'application de la charge au voisinage du centre de celle-ci, on a prévu plusieurs positions des trous de fixation 76,77 en ligne vers les bords de la lame et une position centrale 78 légèrement décalée par rapport aux deux autres trous. L'utilisateur visse lui-meme la butée au point de contact adéquat sur la cuvette, ce qui évite les distorsions de lames et donc de mesure. Ces positions de trous ont été calculées pour obtenir un signal identique quelle que soit la position de mise en place de la butée sur laquelle s'applique la charge. La différence de signal suivant la position est de l'ordre de 1,7% à pleine échelle. L'inconvénient de la lame amovible décrite dans le certificat d'addition précédent réside dans le fait qu'une différence de serrage de celle-ci de l'ordre de 1/10sème de millimètre donne une différence de 20 microvolts soit environ 120 grammes. Le montage de la fig.l6 supprime cet inconvénient, les lames étant montées en usine. Sur la fig.17 on a montré un autre exemple de correction de distorsions suivant la position de la butée 75, celles-ci se trouvant toutes sur une même ligne, les trous étant disposés au voisinage de l'extrémité de la lame du capteur. On a utilisé des interrupteurs 80,81,82 montés en parallèle commandés par la position de la butée, ils interviennenten modifiant le gain de l'amplificateur analogique par adjonction d'une résistance R1 ou R2, R1 étant inférieure à R2, les résistances R2 sont disposées pour correspondre aux trous extérieurs et R1 au trou central. Les fig.l8A et 18B montrent, en vue de dessus et en coupe, un exemple de disposition du moyen d'affichage à cristaux liquides ou autres monté sur un levier 85 articulé en 86 sur la lunette 1 prévu pour s'escamoter dans celle-ci au moyen d'un ressort de rappel qui peut par exemple être un ressort de torsion 87. Pour connaître son poids, on tire sur le levier pour le lire. Le fait de tirer sur le levier peut agir sur un interrupteur à action fugitive qui met le système sous tension pendant une durée prédéterminée pour conserver le chiffre affiché pendant un temps suffisant pour permettre sa lecture. Sur la fig.l9 on a montré, vu en perspective, un exemple d'affichage à cristaux liquides ou autres 89 disposé à l'intérieur du couvercle de la lunette. L'affichage peut également être commandé par l'action sur un interrupteur à action fugitive coopérant avec une temporisation. Sur les fig.20 et 21 on a montré un exemple de pesage suivant l'invention effectué directement sur le couvercle 91 de la lunette 92, l'emplacement des capteurs 93,94,95 est montré en vue de dessus. On peut utiliser l'un quelconque des schémas décrits précédemment pour effectuer la mesure. L'affichage à cristaux liquides 26 est disposé sur le dessus du couvercle et à l'avant, ou bien il est renvoyé sur un support mural. La lunette 92 fait fonction de socle rigide. REVENDICATIONS: Dispositif de pesage de personnes sur siège de WC selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce que le pesage s'effectue sur une lunette (1) montée flottante sur un socle rigide (7) articulé sur une charnière (8) solidaire du support arrière (9), et en ce qu'au moins trois capteurs de forces équipés de jauges de déformation (5) montés sur des lames (4), sont fixés par vis sur un bossage renforcé (6) du socle (7), ledit socle reposant sur le dessus de la cuvette par des patins (11) en nombre suffisant pour éviter sa flexion, et en ce que la lunette (1) repose sur des butées (2) à déformation progressive, de forme cônique arrondie, engagées chacune dans un logement complémentaire correspondant (3) de l'intérieur de la lunette (1), et en ce qu'un joint souple (12) assujettit la lunette au socle (7) sur toute sa périphérie en assurant l'étanchéité du volume interne défini entre le socle et la lunette, dans lequel sont logés les moyens électroniques de mesure. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de pesage comportent trois ponts de jauges de déformation (21,22,23) montés en parallèle et attaquant un amplificateur analogique (24) à faible dérive dont le signal de sortie attaque un convertisseur analogique numérique (25) qui pilote un moyen d'affichage à cristaux liquides (26) prévu pour afficher la centaine de kilogrammes (27), la dizaine (28), le kilogramme (29) et les fractions de kilogramme au moyen de segments superposés (30), l'ensemble étant alimenté par une batterie (31) ou par une alimentation secteur appropriée. 3 - Dispositif selon -les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le convertisseur (25) est remplacé par un microprocesseur masqué (32) assurant les fonctions du convertisseur et pilotant soit un moyen d'affichage à cristaux liquides ou autres (26), soit un bloc de synthèse de la parole (33) attaquant un haut-parleur (34) donnant des instructions à l'utilisateur telles que "levez les pieds', lui donnant son poids et éventuellement des informations complémentaires usuelles telles que l'heure, la température, et en ce qu'il est également prévu un clavier coopérant avec une mémoire et une petite imprimante pour introduire la date, mémoriser le poids et sortir périodiquement une courbe de poids, et en ce que pour réduire la consommation électrique, on a ajouté une commande de puissance temporisée commandée par un interrupeur à action fugitive pour être informé du poids. 4 - Dispositif selon les revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que l'affichage du poids sur un écran à cristaux liquides (26) est effectué à distance, l'amplificateur analogique (24) attaque un encodeur (38) à sortie série qui pilote, au travers d'un autre amplificateur opérationnel (39), l'émission (40) d'une diode à infra-rouge (41), cette émission est reçue par un phototransistor ou une photodiode (42) dont le signal est amplifié sur un décodeur série parallèle (43) pilotant un moyen d'affichage du poids à cristaux liquides (26) ou un bloc de synthèse de la parole et son haut-parleur ou bien une imprimante. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de pesage comportent un pont complet de jauges (60) coopérant avec un demi-pont de jauges (61) avec réinjection de contretension piloté par un microprocesseur masqué ou non (62) commandant notamment le moyen d'affichage (26) ou un bloc de synthèse de la parole. 6 - Dispositif selon la revendication 1,caractérisé en ce que les moyens de pesage comportent deux demi-ponts de jauges (65,66) coopérant avec un pont complet (67) attaquant chacun un amplificateur analogique (68,69,70) attaquant un microprocesseur masqué ou non (71) pilotant notamment le moyen d'affichage du poids (26) ou un bloc de synthèse de la parole. 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pesage est effectué au moyen de trois capteurs de compression. 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pesage est effectué au moyen d'au moins un capteur de cisaillement (16,17,18) coopérant avec un capteur de compression (20) monté à l'avant de la lunette, et en ce que la lunette est montée avec ou sans socle rigide. 9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pesage est effectué au moyen de trois capteurs à parallèlogramme équipés de jauges de déformation. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la lame des capteurs est percée de trois trous recevant la butée progressive, dont deux (76,77) sont alignés au voisinage de l'extrémité de ladite lame et le trou central (78) est légèrement décalé des deux autres pour fournir un signal de mesure identique quelle que soit la position d'application de la charge sur la butée (75). 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la lame des capteurs est percées de trois trous alignés recevant la butée progressive d'appui de la charge (75), et en ce qu'il est prévu trois interrupteurs (80,81,82) montés en parallèle, commandés par la position de la butée (75) dans l'un des trois trous, chaque interrupteur mettant en circuit une résistance Rl ou R2 modifiant le gain de l'amplificateur analogique (24), R1 étant inférieure à R2, et en ce que les résistances R2 sont disposées pour correspondre aux trous extérieurs et R1 pour correspondre au trou central. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'affichage (89) est disposé à l'intérieur du couvercle (90) de la lunette (1). 13 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pesage est effectué sur le couvercle (91) de la lunette (92), ladite lunette faisant fonction de socle rigide, le moyen d'affichage à cristaux liquides étant disposé sur le dessus dudit couvercle ou sur un support mural et commandé à distance. 14 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le moyen d'affichage (26) est disposé sur un levier articulé (85) disposé à l'avant de la lunette et comportant un moyen de rappel élastiquement déformable l'escamotant à l'intérieur du corps de la lunette (1).