Brevet FR2609564A1 — publié le 19880715

DISPOSITIF DE COMMANDE D'UNE MACHINE A MOTEUR A VITESSE VARIABLE LA RENDANT UTILISABLE PAR UN OPERATEUR HANDICAPE L'invention concerne la commande d'une machine à moteur électrique telle qu'une machine à coudre, impliquant un dispositif de commande progressive de la vitesse du moteur électrique. Elle vise à rendre la machine utilisable par un handicapé. Il existe de nombreux cas dans lesquels il faut faire varier la vitesse d'un moteur électrique en fonction de certaines informations ou contraintes. C'est ainsi qu'il est connu de faire varier la vitesse de couture d'une machine à coudre électrique par l'intermédiaire d'une pédale à course variable que l'opérateur manoeuvre avec un de ses pieds. Pour certains opérateurs, notamment des handicapés privés de l'usage des jambes, la manoeuvre de cette pédale de commande est impossible. Le but de la présente invention est donc de réaliser la commande d'un moteur électrique à vitesse variable, notamment d'un moteur électrique de machine à coudre, par un dispositif qui est sensible à la position de l'opérateur par rapport à à la machine, par exemple à la position de la tête de l'opérateur, notamment aux déplacements de son front, de telle sorte que l'opérateur conserve les mains libres pour pouvoir, par exemple, déplacer le tissu devant l'aiguille d'une machine à coudre. L'invention a ainsi pour objet un dispositif de commande d'une machine à moteur à vitesse variable, telle qu'une machine à coudre, rendue ainsi utilisable par un opérateur handicapé, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de variation de la vitesse du moteur sous la commande d'un détecteur de position ou de proximité monté sur un support flexible réglable en position pour rendre le détecteur sensible à un déplacement de l'opérateur tel qu'un déplacement frontal. De préférence, le dispositif comporte un boîtier électronique contenant des moyens de traitement d'une information du détecteur traduisant les déplacements frontaux de l'opérateur pour produire un signal de commande de la variation de vitesse du moteur. Ce bottier est avantageusement conçu pour pouvoir être monté sur la base supportant une machine à coudre classique, en même temps que le support flexible portant le détecteur, fixé sur la même base ou sur le bottier lui-même. De préférence aussi, le boîtier comporte un commutateur de fonctionnement déterminant alternativement l'intervention desdits moyens de traitement ou la commande usuelle du moteur à partir d'une pédale. De préférence encore, il est en outre prévu des moyens de réglage desdits moyens de traitement pour ajuster la sensibilité du détecteur aux déplacements de l'opérateur sur une vitesse nominale du moteur. Selon une autre caractéristique de l'invention le dispositif de commande d'une machine pour handicapés, telle qu'une machine à coudre, comporte des moyens de transmission de l'information du détecteur auxdits moyens de traitement, qui sont conduits enveloppés dans ledit support flexible. Ces moyens de transmission peuvent être notamment constitués par un câble reliant mécaniquement un boutonpoussoir du détecteur, actionné par l'opérateur, à un potentiomètre dont la variation de résistance en fonction des déplacements du bouton-poussoir fournit le signal de commande de variation de vitesse du moteur. Dans d'autres formes de réalisation, ils peuvent être constitués par des fils électriques transmettant un signal émis par un détecteur de type optique qui est appliqué aux moyens de traitement pour fournir le signal de commande de variation de vitesse du moteur. Un tel détecteur de type optique comporte avantageusement un photocoupleur ou des moyens analogues, comportant un émetteur de rayonnement infrarouge et un récepteur sensible aux rayonnements réfléchis dont le trajet optique est variable suivant les déplacements de l'opérateur, que ce photocoupleur soit associé à un boutonpoussoir comportant une surface réfléchissante mobile sous la pression de l'opérateur, ou que le rayonnement infrarouge soit directement réfléchi par le front de l'opéra- teur. Le signal de sortie du photocoupleur présente alors une amplitude d'autant plus grande que la surface réfléchissante est proche du photocoupleur.Surtout dans le cas où la surface réfléchissante n'est pas constituée par un organe matériel mobile des dispositifs, mais directement par l'opérateur, il est avantageux de prévoir des moyens de filtrage électroniques des fréquences, ou longueurs d'onde, pour éviter des perturbations par des rayonnements parasites. Les moyens de traitement de signaux peuvent être concrétisés sous différentes formes au moyen des circuits électroniques classiques incorporés dans le bottier électrique. En général, ces circuits comprennent principalement un circuit d'alimentation, un amplificateur du signal de sortie du photocoupleur, un comparateur entre le signal amplifié et un signal de synchronisation à la fréquence du signal d'alimentation du moteur électrique et un amplificateur de puissance recevant le signal de sortie du comparateur et fournissant un signal de commande du moteur. Ils peuvent comporter en outre un circuit codeur de la fréquence de l'émetteur du photocoupleur et un circuit décodeur-discriminateur de la fréquence du signal de sortie du photocoupleur et fournissant un signal qui est appliqué à l'amplificateur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront à la lecture de la description suivante de plusieurs exemples particuliers de réalisation en relation avec les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique globale d'une machine à coudre selon l'invention avec un schéma fonctionnel des circuits électroniques associés - la figure 2 est une vue en coupe d'un détecteur de position ou de proximité du type mécanique qui peut être utilisé dans la commande du moteur électrique d'une telle machine - la figure 3 est un schéma électrique fonctionnel d'un circuit électronique qui est associé au détecteur de position ou de proximité de la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe d'un détecteur de position ou de proximité du type mécanique/électronique qui peut être utilisé dans une commande plus perfectionnée du moteur électrique de la machine - la figure 5 est un schéma électrique fonctionnel des circuits électroniques de traitement associés au détecteur de position ou de proximité de la figure 4 - la figure 6 est une vue en coupe d'un détecteur de position ou de proximité du type électronique qui peut être utilisé en variante de celui de la figure 4; - la figure 7 est un schéma électrique fonctionnel des circuits de traitement associés au détecteur de position ou de proximité de la figure 6. Une machine à coudre de type classique a été représentée schématiquement en 1 sur la figure 1. Dans cette machine est intégré un moteur électrique à vitesse variable (non représenté) qui est alimenté électriquement par un fil de connexion 2 et dont la variation de vitesse est commandée par un signal électrique parvenant à la machine par un fil 3. Pour faire varier la vitesse de la machine à coudre par un opérateur non handicapé, on utilise habituellement une pédale 4 dont la course, commandée par le pied de l'opérateur, est une mesure de la vitesse que l'opérateur veut communiquer à sa machine, c'est-à-dire que la vitesse de la machine à coudre sera d'autant plus grande que la pédale est enfoncée. Certains opérateurs handicapés ne peuvent faire fonctionner une telle pédale. Tel est notamment le cas des paraplégiques. Aussi, selon la présente invention, il est prévu de remplacer à volonté cette pédale par un détecteur de position d'une autre partie du corps de l'opérateur, ici la tête, associé à des circuits contenus dans un bottier électronique. On voit ainsi sur la figure 1, le schéma de ce bottier électronique 5, alimenté en énergie électrique en 6 et interposé entre la pédale 4 et le moteur de la machine (fil 3). Le détecteur est schématiquement représenté en 7. Il est monté à l'extrémité d'un bras support flexible 8 qui enveloppe les câbles mécaniques ou électriques transmettant l'information émise par le détecteur 7 au bottier électronique 5. Une base sur laquelle sont fixés les différents éléments de la machine selon l'invention (sauf une pédale 4), n'a pas été représentée sur la figure, car sa forme et sa conception dépendront des réalisations choisies par les constructeurs de machines à coudre ou du choix des utilisateurs. On considère cependant que cette base porte le bottier 5 et que le support flexible 8 y est fixé par son extrémité opposée à celle qui porte le détecteur 7. La longueur du support 8 et l'amplitude de ses déformations possibles sont telles que l'extrémité portant le détecteur peut être amenée manuellement à proximité immédiate du front d'un opérateur utilisant la machine. Dans le bottier électronique 5, on a représenté schématiquement un circuit de traitement 9 auquel est appliqué l'information provenant du détecteur 7. Ce circuit fournit un signal de commande de la variation du moteur qui est transmis par le fil 3 par l'intermédiaire d'un dispositif inverseur 10 commandé par un commutateur 80 accessible manuellement de l'extérieur du bottier. Ceci permet de déterminer à volonté soit l'intervention du circuit 9 et de la commande par le détecteur 7, soit la commande directe par la pédale 4, également reliée au dispositif inverseur 10. Un dispositif d'ajustement de sensibilité 81 est également incorporé dans le boîtier 5, il agit sur la production du signal de commande par le circuit de traitement 9 en fonction d'un bouton de réglage 82 actionné manuellement de l'extérieur du boitier. Ce réglage permet d'ajuster la sensibilité que présente le détecteur 7 aux déplacements frontaux de 11 opérateur sur une vitesse nominale du moteur. Les circuits de traitement de l'information fournie par le détecteur seront décrits ci-après dans différentes formes de réalisation en liaison avec des variantes de conception du détecteur 7. Sur la figure 2, le détecteur de position ou de proximité utilisé selon l'invention est du type mécanique et comprend un câble 11 qui peut coulisser dans une gaine 12, l'ensemble câble-gaine étant logé dans un support flexible 13. Chaque extrémité du support flexible 13 est emmanchée dans un embout 14 ou 15. L'embout 14 constitue le corps d'un bouton-poussoir qui est constitué d'un poussoir 16 et d'un ressort de rappel 17. Le poussoir 16 présente une partie extérieure cylindrique 18 qui entoure en coulissant le corps 14 et une partie axiale 19 qui s'emmanche en coulissant dans un trou axial 20 du corps 14, le trou axial se prolongeant par un trou axial 21 qui reçoit une extrémité du support flexible 13.La partie axiale 19 est fixée à l'extrémité du câble 11 de sorte que le déplacement du poussoir 16 entrasse celui du câble dans sa gaine 12, gaine qui est solidaire du support flexible 13. Le ressort de rappel 17, qui travaille en compression, a une extrémité en contact avec la face avant 22 du poussoir et une extrémité en contact avec un épaulement 23 du corps 14. A autre extrémité du support flexible 13, l'embout 15 est fixé de manière connue, à la paroi 24 d'un boîtier électronique contenant un circuit électronique dont le schéma électrique fonctionnel sera décrit en relation avec la figure 2. A la paroi 24 de ce bottier est associé un serre-câble 25 muni d'une vis de blocage 26 qui le maintient fixé sur le câble 11. En venant en butée sur la paroi 24, ce serre-câble limite le déplacement du câble 11 sous la sollicitation du ressort 17. L'extrémité 27 du câble 11 est reliée à une commande mécanique d'un potentiomètre 28 (figure 2) qui fait partie du boitier électronique. Ce potentiomètre 28 est relié à un dispositif de contrôle 29 de l'angle de phase et de conduction d'un moteur électrique 30 qui est celui de la machine à coudre. Un amplificateur de puissance 31 est connecté entre le dispositif 29 et le moteur 30, tandis qu'un potentiomètre 32 est connecté au dispositif 29 pour en ajuster la vitesse nominale d'utilisation. Le fonctionnement de ltensemble du dispositif de commande de la vitesse du moteur 30 est le suivant. En appuyant, généralement par le front, sur le poussoir 16, l'opérateur déplace le câble 11 dans la gaine 12 du support flexible 13, ce qui fait varier la position du potentiomètre 28 qui fournit alors un signal électrique de position de proximité qui sert à commander le dispositif de contrôle 29. Après amplification dans l'amplificateur 31, le signal de sortie du dispositif 29 commande l'alimentation du moteur 30 de manière à en faire varier la vitesse de rotation. Sur la figure 4, le détecteur de position ou de proximité 40 selon l'invention est du type mécanique en ce qu'il met en oeuvre un poussoir 41 avec un ressort de rappel 42, en même temps qu'il est du type électronique en ce qu'il met en oeuvre un photocoupleur 43 qui fournit un signal électrique. Le photocoupleur 43, qui comprend de manière connue un émetteur infrarouge 44 (figure 5) et un récepteur 45, est logé à l'intérieur d'un embout creux 46 dont la surface extérieure cylindrique coopère par coulissement avec le poussoir 41. Le ressort de rappel 42, qui travaille en compression, a tendance à éloigner le poussoir 41 du photocoupleur 43 et il est prévu un circlips 47 monté dans une gorge intérieure du poussoir 41 et butant sur la partie arrière de l'embout 46 pour maintenir le poussoir 41 autour de l'embout 46 malgré l'effet du ressort 42. La partie frontale 48 du poussoir 41 a une surface interne 49 qui réfléchit le rayonnement infrarouge émis par l'émetteur 44. Le photocoupleur 43 est connecté à un boîtier ou circuit électronique 50 (figure 5) par un support flexible 51 qui contient les fils électriques de liaison 52 transmettant l'information du détecteur. Comme le montre la figure 5, qui est un schéma fonctionnel d'un dispositif de commande de la vitesse d'un moteur électrique mettant en oeuvre le détecteur de position 40 décrit en relation avec la figure 4, le bottier ou circuit électronique 50 comprend un circuit d'alimentation 53 qui alimente le photocoupleur 43, un amplificateur 54 et un comparateur 55. Une interface de puissance 56, commandé par le comparateur 55, est connecté au moteur 30 de la machine à coudre. Un potentiomètre 57, connecté à l'amplificateur 54, permet l'ajustement manuel de la vitesse nominale d'utilisation du moteur 30 en fonction de la sensibilité du déplacement frontal souhaitable pour le détecteur 40. Sur la figure 5, on a également représenté sous forme schématique dans un cadre 58 le détecteur de position 40 de la figure 4, les flèches 59 indiquant la direction des rayonnements infrarouges. Le fonctionnement du dispositif de commande d'un moteur électrique décrit en relation avec les figures 4 et 5 est le suivant. Le signal électrique fourni par le photocoupleur 43 a une amplitude d'autant plus grande que la surface réfléchissante 49 est plus proche du photocoupleur 43. Ce signal électrique est appliqué à l'interface 54 dont le signal de sortie est appliqué au comparateur 55 qui reçoit par ailleurs un signal de synchronisation à la fréquence du secteur du circuit d'alimentation 53. C'est le signal de sortie du comparateur 55 qui commande le moteur 30 par l'intermédiaire de l'amplificateur de puissance 56. Sur la figure 6, le détecteur de position ou de proximité 60 selon l'invention est du type entièrement électronique et il ne comporte aucune pièce en mouvement. Il comprend, comme pour le détecteur de position de la figure 4, un photocoupleur 61, lequel est logé dans un corps 62 ayant la forme extérieure d'un cylindre dont la partie frontale, côté photocoupleur 61, est fermée par un filtre infrarouge 63, et dont la partie arrière sert d'embout à un support flexible 64 enveloppant des fils électriques 65 qui conduisent l'information de déplacement émise par le détecteur. Le bottier ou circuit électronique 70 de la figure 7 est semblable à celui de la figure 5 en ce qu'il comporte un circuit d'alimentation 66, un amplificateur 67, un comparateur 68, une interface de puissance 69 et un potentiomètre d'ajustement 72. Mais il en diffère en ce qu'il comprend en outre un codeur de fréquence 71 qui commande l'émetteur infrarouge 44 et un décodeur-discriminateur de fréquence 73 qui décode le signal détecté par le récepteur infrarouge 45. Le fonctionnement du dispositif de commande d'un moteur électrique décrit en relation avec les figures 6 et 7 est pour partie le même que celui des figures 4 et 5. Le signal de commande de la variation du moteur est produit en fonction de l'intensité du rayonnement infrarouge reçu par le récepteur 45. La distance qui détermine cette intensité est celle qui sépare le photocoupleur du front de l'opérateur placé devant le filtre 63. En liaison avec cette différence, le codage et décodage de fréquence permettent d'éviter les perturbations de mesure que pourraient provoquer des rayonnements parasites émis par l'environnement de l'opérateur. L'invention a été décrite à l'aide de plusieurs exemples particuliers de réalisation et dans son application à la commande de la vitesse du moteur d'une machine à coudre. Cependant, l'invention n'est pas limitée à ces exemples de réalisation ni à l'application illustrée. Toutes sortes de variantes peuvent être apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre d'exemple et à ses éléments constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Ainsi, l'émetteur et le récepteur de rayonnement infrarouge qui ont été décrits intégrés ensemble dans un photocoupleur pourraient aussi bien être constitués par deux organes distincts montés dans le détecteur. Par ailleurs, dans la forme de réalisation qui a été décrite en détails, le dispositif de l'invention trouverait son intérêt dans toute machine, autre qu'une machine à coudre, qui serait ainsi rendue utilisable par un opérateur handicapé des jambes sans le priver de la libre disposition de ses mains. L'invention englobe ainsi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'une machine à moteur à vitesse variable, telle qu'une machine à coudre (1), permettant de la rendre utilisable par un opérateur handicapé, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (9) de variation de la vitesse du moteur sous la commande d'un détecteur de position ou de proximité (7) monté sur un support flexible (8) réglable en position pour rendre le détecteur sensible à un déplacement de l'opérateur tel qu'un déplacement du front. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un boitier électronique (5) contenant des moyens de traitement (9) d'une information du détecteur traduisant les déplacements frontaux de l'opéra- teur pour produire un signal de commande de la variation de vitesse du moteur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit boitier (5) comporte un commutateur de fonctionnement (80) déterminant alternativement l'intervention desdits moyens de traitement (9) ou la commande usuelle du moteur à partir d'une pédale (LI). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (81,82) de réglage desdits moyens de traitement (9) pour ajuster la sensibilité du détecteur (7) aux déplacements de l'opérateur sur une vitesse nominale du moteur. 5. Dispositif selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de transmission de l'information du détecteur auxdits moyens de traitement, qui sont conduits enveloppés dans ledit support flexible. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission sont constitués par un câble (11) reliant mécaniquement un bouton-poussoir (16) du détecteur actionné par l'opérateur à un potentiomètre (28) dont la variation de résistance en fonction des déplacements du bouton-poussoir fournit le signal de commande de variation de vitesse du moteur. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le détecteur de position (40) comporte un émetteur (4LI) et un récepteur (45) de rayonnement, et un bouton-poussoir (41) comportant une surface réfléchissante (49) mobile sous la pression de l'opérateur, qui réfléchit vers le récepteur (45) le rayonnement reçu de l'émetteur (4L'), le signal de sortie du récepteur (45) ayant une amplitude d'autant plus grande que la surface réfléchissante (49) est proche de lui. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le détecteur de position (60) comporte un émetteur (44) et un récepteur (45) de rayonnement, associés à un filtre passe-bande (63) transparent dans l'infrarouge, le signal de sortie du récepteur (45) étant caractéristique de la position de l'opérateur dont le front réfléchit vers lui le rayonnement de l'émetteur (44). 9. Dispositif selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte des circuits électroniques comprenant un circuit d'alimentation (53 ou 66), un amplificateur (54 ou 67) du signal de sortie du photocoupleur (43 ou 61), un comparateur (55 ou 68) entre le signal amplifié et un signal de synchronisation à la fréquence du signal d'alimentation du moteur électrique (30) et une interface de puissance (56 ou 69) recevant le signal de sortie du comparateur (55 ou 68) et fournissant un signal de commande dudit moteur (30). 10. Dispositif selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le circuit électronique comprend en outre un circuit codeur (71) de la fréquence de l'émetteur (44) et un circuit décodeur-discriminateur (73) de la fréquence du signal de sortie du récepteur (45) et fournissant un signal qui est appliqué à l'amplificateur (67).