Brevet FR2626483A1 — publié le 19890804

La présente invention a trait d'une façon générale à un dispositif d'aide au positionnement et de détection de force liée à la pratique du sport et concerne plus partioulièrement un dispositif de contrôle de force de préhension et der position- nement des mains ,notamment pour la pratique du golf. Dans un mouvement de lancer du type rencontré dans la pratique du golf, la manière dont le club ou canne est tenu par les deux mains du joueur revêt une grande importance: il est indispensa- ble que le manche ou poignée de la canne soit maintenu ferme- ment s mais de façon souple dans les deux mains. En effet , en l'absence d'une telle souplesse,lorsque la tête de la canne rencontre la balle, donne lieu à un choc brutal, et peu d'énergie est transmise à la balle, ce qui va à l'encontre de la grande vitesse initiale de halle recherchée. En revanche, une grande souplesse dans la préhension de la canne minimise ce choc, la tête de la canne accompagnant la balle en lui imprimant la trajectoire souhaitée. En d'autres termes, les mains tiennent lieu de relais, qui doit présenter une bonne élasticité, 1 entre les autres parties du corps, jambes, tronc, épaules,bras , qui engendrent le mouvement de la canne et la tOte de cette dernière, qui vient frapper la balle. Cependant, concrètement, les joueurs de golf1 et tout particuliè- rement les débutants, se concentrent essentiellement sur la position et les mouvements des autres parties du corps précipitées, en négligeant de conserver dans la préhension de la canne la souplesse nécessaire. Et, à l'heure actuelle, seule une longue pratique, à laquelle est liée une meilleure sensation des différents points clés des différentes parties de la posture et du mouvement, permet de con- trôler correctement la préhension dn manche par les mains, pour qu'elle soit ni trop forte, ni trop faible. Partant de ceci, la présente invention vise à proposer un dispositif automatique destiné à donner au joueur, avant qu'il effectue son mouvement, des informations relatives à la qualité de sa prise. A cet effet, la présente invention concerne un dispositif de contrôle de la préhension sur une poignée d'instrument de sport, tel qu'une canne de golf,, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un capteur sensible à la pression et disposé à la périphérie de la poignée; - un circuit comparateur logé dans l'instrument et apte à comparer l'information de sortie du ou des capteurs à une ou plusieurs valeurs de seuil ; et - des moyens d'avertissement activés par le dit comparateur lorsqu'une valeur de seuil est franchie. Des aspects préférés du dispositif de l'invention sont les suivants t - plusieurs capteurs opérant dans des zones prédéterminées de la poignée, les dites zones correspondant à des zones de pression critique de certains doigts et/ou de la paume d'au moins une main d'un utilisateur;; - chaque capteur comprend au moins un pavé résistif dont la résistance électrique varie avec la déformation qui lui est imprimée sous 11 action d'une contrainte extérieure - chaque capteur comprend au moins une fibre optique associée à un émetteur et à un récepteur de lumière et dont le couplage varie sous l'action d'une contrainte extérieure ; - la ou les valeurs du seuil sont réglables ; les moyens d'avertissement comprennent un vibreur; - le dispositif comprend en outre un moyen pour se désac- tivation lorsque l'on imprime à l'instrument de sport un mou vexent;; le moyen de désactivation comprend un contact électrique faisant intervenir un élément mobile à l'encontre dtun ressort sous l'action d'une force centrifuge. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en perspective schématique dTune poignée d'une canne de golf équipée d'un dispositif de centrale selon une première forme de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue de détail d'une partie du dispositif La figure 9 est un schéma de principe du circuit électro- nique associé au dispositif. La figure 4 est une vue en perspective éclatée schématique d'une poignée de canne de golf équipée d'un dispositif de contrôle selon une seconde forme de réalisation de l'invention. La figure 5 est une vue en coupe axiale dune poignée de canne de golf équipée en outre d'un moyen auxiliaire dtactivation/ désactivation du dispositif de contrôle selon l'invention,et La figure 6 illustre en coupe transversale une disposition d'ensemble possible pour des éléments conformes à l'invention. En référence tout d'abord à la figure 1, on a représenté la partie supérieure d'une canne de golf* qui comprend une poignée 10, classiquement en un matériau élastomère, à l'extrémité supérieure du manche 12 de la canne, typiquement métallique On a représenté sur la poignée 10 trois zones spécifiques 10a, 10b, 10c s'étendant dans le sens de la longueur, en des positions et orientations bien déterminées (la position angulaire de référence étant déterminée par la position de la tête de la canne de telle sorte que la face d'impact soit perpendi culaire à la direction de visée ). La zone lOa est destinée a' accueillir les phalanges d'extrémité de l'auriculaire, de l'annulaire et du majeur (de haut en bas) de la main gauche du joueur. La zone lob est disposée sensiblement à l'opposé de la zone 10a, de manière a recevoir la pression exercée par la paume de cette même main gauche. Enfin la zone 10c, située plus bas et essentiellement dans le prolongement de la zone lob, regoit la pression de l'annulaire et du majeur de la main droite. Rien entendu, le nombre, la disposition et les dimensions de ces zones peuvent largement varier sans sortir du cadre de l'intention. Elles ont cependant été choisies de manière à correspondre aux zones les plus critiques de la préhension de la canne par le joueur, dans lesquelles une pression excessive est des plus néfastes. Le dispositif selon l'invention ,en référence aux figures 1 à 3, comprend tout d'abord des capteurs de pression associés aux zones 10a, 10b, 10c considérées. Selon ce premier exemple, chaque capteur est constitué par un ensemble de pavés réalisés en un matériau ayant la double propriété d'être déformable élastiquement et de présenter une certaine résis- tivité électrique. On choisira de préférence un matériau élastomère résistif, disponible dans le commerce. Les pavés 20 sont montés en série sur un circuit imprimé de petite taille 22g logé à l'intérieur de la poignée de la canne, ces pavés étant de préférence noyés dans la masse du matériau constituant la poignée,en affleurant de préférence à la surface extérieure de celle-ci A titre d'exemple, on peut utiliser des pavés résistifs d'une taille de l'ordre de 10 x 5 x 1 mm, avec une résistance à vide de l'ordre de 100 à 1000#. Toujours à titre d'exemple, on peut prévoir qu'un pavé donné corresponde à un doigt donné pour les zones lOa et 10c, lesdits pavés étant judicieusement espacés, fandis que la zone 10 b peut comporter une pluralité de pavés juxtaposés. Le dispositif comprend, en référence à la figure 3, outre les capteurs de pression 30a,30b,30c t correspondant aux zones 10a, lOb et 10c de la poignée,constitués chacun d'une pluralité de pavés 20 montés en série, un ensemble de systèmes électroniques de traitement de signal 31a, 3ab et 31c correspondant à chacun des capteurs; un ensemble de trois comparateurs 40a, 40b, 40o qui reçoivent chacun d'une part l'information de pression fournie par le capteur respectif associé à son électronique, et d'autre part les tensions de seuil fournies par trois organes de réglage de tension de seuil 42a, 42b, 42c incluant chacun de préférence une résistance ajustable. Les sorties des trois comparateurs sont appliquées aux entrées d'un amplificateur à trois entrées 44 dont la sortie est reliée à un dispositif d'avertissement 46, de préférence un dispositif d'avertissement sonore ou vibratoire tel qu'un vibreur. Le fonctionnement de base du dispositif décrit ci-dessus est le suivant:lorsque le joueur saisit la canne de golf et s'apprête a effectuer le mouvement de lancer, il applique avec les doigts sus -indiqués de sa main gauche et de sa main droite, ainsi qu'avec la paume de sa main gauche, une pression déterminée sur chacune des zones de capteurs 10a,10b,10c; les signaux de sortie des capteurs (ici des variations de courants provoquées par la variation de la résistance électrique des pavés et converties en des variations de tension par des moyens appropriés,non représen- tés) sont représentatifs desdites pressions respectives et,lorsque dans une ou plusieurs des zones l0a,10b, lac, la pression exercée excède la valeur autorisée, déterminée par la tension de seuil,un signal sonore est @activé. Pour désactiver ce signal, le joueur doit relâcher la pression, jusqu'à obtenir la force de préhension souhaitable comme décrit en introduction. De préférence , les organes de réglage des tensions de seuil pourront être réglés par le joueur depuis l'extérieun de la canne comme on le verra plus Ioin. La figure 4 illustre une variante de réalisation de l'invention, suivant laquelle les capteurs associés aux diverses zones critiques 10a à 10c sont des fibres optiques telles que 50. Plus précisément, on choisît de préférence pour chaque capteur une fibre multimode apte à voir son couplage varier en fonction des contraintes extérieures qui lui.sont appliquées et provoquant une déformation de l'axe optique. Una fibre ayant ces propritétés est connue sous la dénomination "HERGALITE", fabriquée par HERGA ELECTRIC LIMITED , Suffolk, Grande Bretagne (Voir Brevet U.K 2 183 026 A) Cette fibre est avantageuse en OS qu'elle intégre à ses deux extrémités un dispositif émetteur lumineux,tel qu'une diode électroluminescente ,et un récepteur du type photo-transistor, respectivement indiqués schématiquement en 52 et 54. En outre une telle-fibre est avantageuse en ce qu'elle peut localement présenter un rayon de courbure faible, oe qui facilite son incorporation, par exemple en serpentin, dans la poignée. Elle présente en outre un faible encombrement (diamètre de l'ordre de 0,5 mm). De façon préférée les diverses fibres sont noyées dans la poignée 10 de manière à pratiquement affleurer à sa surface extérieure, sans constituer une gêne pour le le joueur. La tension fournie par le récepteur de lumière est représentative de la contrainte exercée par la main du Joueur dans la zone critique associée 10a, 10b, ou 10C, c'est à dire de la pression. Le circuit associé à ce type de capteur est de préférence sensi blement identique à celui de la figure 3. On a représenté sur la figure 5 un dispositif auxiliaire permettant d'effectuer la mise en service et l'arrêt automa tiques du dispositif de contrôle de la présente invention. En particulier, on a constaté d'une part que la préhension initiale de la canne, avant la montée de celle-ci en vue du lancer, restait déterminante pour une bonne souplesse des mains tout au long du mouvement, et d'autre part que l'activation du vibreur pendant ce mouvement, dans le cas ou la pression venait à dépasser le seuil permis7 était susceptible de tout à fait perturber celui-ci en rompant la concentration du joueur. Ainsi le dispositif auxiliaire comprend, à l'intérieur du manche métallique 12 de la canne, un tube isolant 60 qui regoit à ses deux extrémités deux bouchons de contact 62,64 et1 entre ces bouchons ,un ressort taré 66 et un coulisseau 68 sollicité par ledit ressort. Ces quatre éléments sont réalisés en un matériau conducteur et le dispositif est monté dans le manche avec une orientation telle que le ressort 66 se trouve au-dessous de la masse coulissante 68. Le dispositif se comporte de la manière suivante:à l'adresse de la balle, préalablement au mouvement proprement-dit, la canne est essentiellement immobile et le ressort 66 est taré de manière a vaincre la force de gravité du coulisseau 68, de telle sorte que ce dernier est applique contre le bouchon de contact 64. Le contact électrique entre les bouchons 62,64 est donc réalisé, ce qui active le dispositif de contrôle décrit plus haut. Dès que le mouvement a commencé, ce qui implique la combinaison d'une translation et d'une rotation de la canne faisant décrire à la tête de cette dernière une trajectoire essentiellement en arc de cercle,, la rotation engendre sur le coulisseau une force centrifuge dirigée de haut en bas,et le tarage du ressort 66 est choisi de telle sorte que cette force vainque la sollicitation dudit ressort et s'éloigne du bouchon de contact 64. De la sorte,le dispositif de contrôle conforme à l'invention est désactivé par suppression de la conduction électrique entre les bouchons 62,64, ceux-ci étant incorporés par des conducteurs 70 dans le trajet d'alimentation dudit dispositif de contrôle. On a représenté sur la figure 6 un exemple possible pour la disposition dans le manche de la canne des divers éléments de la présente invention. Ainsi 11 électronique de commande représentée sur la figura 3, globalement indiquée en 100,vient se loger dans la région de l'extrémité supérieure de la poignée 1O, le vibreur 46 venant p*'endre place au bout du manche. On remarque trois vis 102 respectivement associées aux organes de réglage de la tension de seuil, deux-ci pouvant ainsi être réglés individuellement à l'aide d'un petit tournevis introduit dans des ouvertures appropriées (non représentées) formées dans la poignée 10 et dans le manche métallique 12 de la canne. Un ensemble de piles ou accumulateurs d'alimentation 104 sont prévus entre l'électronique de commande 100 et le dispositif d'activation/dàsactivation automatique représenté sur la figure 5, globalement désigné par la référence 106. Enfin un interrupteur marche/arrêt général 108 et un voyant 110 formant témoin de fonctionnement sont prévus en-dessous du dispositif 106,en étant respectivement accessible et visible a l'extérieur de la canne par des ouvertures formées dans le manche 12. Ainsi les divers éléments de l'invention sont avantageusement logès à l'intérieur du manche 12, dont le diamère est généralement voisin de 25mm , à l'exception bien entendu des capteurs qui sont de préférence noyés dans la matière élastomère du manche 10. A oet égard, on a illustré sur la figure 6 une fibre optique 50 constituant l'un des capteurs de pression du dispositif. Bien entendus la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-dessus et représentées sur les dessins, mais l'Homme de l'Art saura y apporter toute variante ou modifixation conforme à son esprit sans pour autant sortir de son cadre. Ainsi la disposition et la forme des divers éléments pourront être largement modifiées, ceci s'appliquant en particulier aux zones critiques de la poignée et aux capteurs de pression associés. En ontre, les capteurs, lorsqu'ils sont de type résistif,peuvent être montés en parallèle ou en série. Par ailleurs l'invention s'applique avantageusement à tout instrument à poignée pour la pratique de tout sport,et notamment arts martiaux, jeux de balles et de raquettes, tir, ete... et plus généralement dans le cas oùla force de préhension par les mains d'un utilisateur est déterminante pour une pratique correcte, De pSussbien que la description ci-dessus et les dessins aient été donnes en référence à un jeu de golf par un droitier,l'Homme de l'Art saura faire les transpositions nécessaires pour adapter l'invention au jeu d'un gaucher. On peut enfin mentionner que le dispositif de contrôle de la présente invention permet également,par des modifications simples à la portée de l'Homme de l'Art,une utilisation en vue de s'assurer que la prise de la canne par le joueur est correcte. Plus précisément,on peut prévoir dans la poignée un second réseau de capteurs et des comparateurs à franchissement de seuil vers Le bas,qui activeront un signal sonore,par exemple intermittent,tant que les capteurs ne reçoivent pas tous une pression suffisante ou en d'autres termes,tant que les mains du joueur sont mal positionnées sur le manche. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de la préhension sur une poignée. (10) d'instrument de sport,tel qu'une canne de golf, caractérisé en ce qu'il oomprend t - au moins un capteur (30a,30b, 30c;50) sensible à la pression et diaposé à la périphérie de la poignée; - un circuit comparateur (100) logé dans l'instrument et apte à comparer l'information de sortie du ou des capteurs à une ou plusieurs valeurs de seuil; et - des moyens d'avertissement (46) activés par ledit compara- teur lorsqu'une valeur de seuil est franchie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs capteurs (30a,30b,30c;50) opérant dans des zones (10a, 10b,10c) prédéterminées de la poignée 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites zones correspondent à des zones de pression critique de certains doigts et/ ou de la paume dau moins une main d'un utilisateur. 4. Dispositif selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que chaque capteur comprend au moins un pavé résistif (20) dont la résistance électrique varie avec la défor@ mation qui lui est imprimée sous l'action d'une contrainte extérieure. 5. Dispositif selon l'une des revendications å à 3, caractérisé en ce que chaque capteur comprend au moins une fibre optique (50) associée à un émetteur (52) et a un récepteur (54) de lumière et dont le couplage varie sous l'action d'une contrainte extérieure. 6. Dispositif selon ltune des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la ou les valeurs de seuil sont réglables. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'avertissement comprennent un vibreur (46). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (106) pour sa désactivation lorsque l'on imprime a l'instrument de sport un mouvement. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dit moyen de commande (100) comprend un contact électrique faisant intervenir un é. ément (68) mobile à l'encontre d'un fessort (66)sous l'action d'une force centrifuge. 10. Dispositif de centrale selon la revendication 1 appliqué à une canne de golf comprenant une tête, un manche creux (12) et une poignée (10) en matériau élastomère ou analogue, caractérisé en ce qu'il comprend trois capteurs de pression (30a, 30b, 30c) noyés dans la poignée et disposés dans des zones 10a, lOb,lOc) de la poignée correspondant à l'auriculaire, l'annulaire et la majeur de la main gauche, à la paume de la main gauche et à l'annulaire et au majeur de la main droite; trois comparateurs 40a, 40b, 40c) et trois générateurs de tension de seuil (42a,42b, 42c) incorporés à une unité électronique (100) alimentée par des batteries (104) via des moyens d'activation (désactivation 106;108), ces éléments étant logés à l'intérieur dudit manche (12), et en ce que les moyens d'avertissement consistent en un vibreur (46) monté à l'extrémité du manche opposée à a tête de la canne.