Brevet FR2754048A1 — publié le 19980403

DESCRIPTION Titre de l'invention: Appareil et procédé pour éduquer la perception tactile du tireur sportif. 'appareil est appelé par la suite "Perfotir"). Domaine technique auauel l'invention se rapporte L'invention concerne le tir sportif dont la réussite dépend beaucoup de la maîtrise de la pression du doigt sur la détente. Etat de la technique Pour être maître du départ du coup, le tireur doit pouvoir maintenir et contrôler la pression de son index sur la queue de détente à la valeur la plus proche possible de celle du départ du coup, de façon à l'atteindre et en franchir le seuil sans perturber l'immobilité de l'arme. Sinon, c'est le "coup de doigt" et l'échec. Le sens du toucher nous permet d'évaluer la valeur de la pression exercée par l'index sur la queue de détente, mais de façon peu précise, I'expérience suivante le montre : demandons à un tireur de comparer la détente du pistolet DES 69 à celle du révolver MR 73, il trouve celle du DES plus lourde alors que c'est l'inverse (1 000 g contre 1 360 g, I'erreur provient du fait que la détente du MR 73 est plus progressive). Un bon tireur (niveau régional) appuie le plus progressivement possible sur la queue de détente, il envoie l'ordre à son index puis ne s'en occupe plus pendant qu'il s'efforce de rester en ligne. II doit être surpris par le départ du coup. Un excellent tireur (niveau international) monte en pression jusqu'au seuil de départ du coup ; il se maintient à cette pression critique jusqu'au moment où sa ligne de mire est parfaite, et une fois stabilisé, il franchit le seuil sans ébranler son arme. Un très bon tireur (niveau national) oscille entre les deux techniques précédentes selon sa forme du moment. A partir de la constatation que notre sens du toucher nous donne une évaluation quantitative de la pression très insuffisante et pour palier cette défaillance physiologique, on ne peut que conclure à la nécessité d'éduquer les corpuscules de Pacini qui sont les récepteurs de la pression profonde situés sous la peau de la première phalange de l'index. Cette éducation se fera à partir d'une idée simple s'appuyer sur la perception de nos sens les plus précis (I'ouïe et surtout la vue) pour développer l'acuité du sens du toucher et de la perception tactile de pression. C'est ce que contribuera à faire le "Perfotir" en apportant au tireur deux perceptions supplémentaires (visuelle et auditive) simultanées et concomitantes du même stimulus tactile nous permettant ainsi d'affiner et d'éduquer notre perception tactile, en même temps qu'il permettra d'habituer les muscles concernés à doser aussi exactement que possible leur effort pour arriver à trouver comme par réflexe le niveau de contraction requis. Jusqu'ici rien n'existait de semblable dans ce domaine d'où l'idée de construire un appareil permettant de quantifier la pression exercée par l'index sur la queue de détente et de la transformer pour la rendre accessible simultanément et de façon proportionnellement quantifiée au sens de l'ouïe et au sens de la vue, qui sont plus précis que le sens du toucher, donc d'en avoir une appréhension plus exacte. Trois réalisations successives de la transformation de la pression en signaux ont été imaginées, chacune faisant appel à une technique différente; elles sont chronologiquement de mieux en mieux adaptées à l'objectif, la dernière qui utilise le récepteur piézo-électrique étant la mieux adaptée. La piézo-électricité, technique finalement retenue est appliquée à une arme de tir et à un système de simulation de tir qui apporteront outre l'éducation de la perception tactile en liaison avec la motricité, grâce à un système vidéo interface logiciel des éléments pédagogiques nouveaux propres à améliorer la technique du tireur : détection du "coup de doigt" (Fig. 6) et indication de la stabilité de l'arme ou de son mouvement au départ du coup (Fig. 7). Au système de simulation de tir on pourra adjoindre un dispositif à partir d'électro-aimant simulant le recul au départ du coup, la simulation de tir étant pratiquée par les tireurs d'armes à feu de la même façon que le tir à gaz comprimé fait partie de l'entraînement de ces tireurs. Le "Perfotir" contribuera efficacement à la maîtrise du coup : une maîtrise de soi, toute la philosophie du tir Brève Drésentation des différentes figures constituant les dessins - la Fig. 1 représente les circuits hydraulique et électrique de modulation, première application de mise en oeuvre du procédé revendiqué, elle ne présente plus qu'un intérêt historique. - la Fig. 2 représente le mécanisme de modulation et son circuit électrique sur l'armes de simulation de tir (technique transposable sur une arme réelle) c'est la deuxième application de la mise en oeuvre du procédé revendiqué, elle ne semble pas devoir être retenue au regard des avantages que présentent les récepteurs piézoélectriques. - la Fig. 3 représente le "Perfotir" de simulation de tir et son système vidéo. - la Fig. 4 représente le casque porte-signaux. - la Fig. 5 représente le boîtier électrique du casque porte-signaux. - la Fig. 6 représente la courbe, en fonction du temps, des 100 ou 200 derniers grammes de pression de détente avant le départ du coup A : bon tir ; B "coup de doigt". - la Fig. 7 représente l'affichage vidéo de l'impact laser (I.L.: cercle blanc) et de l'impact projectile simulé (I.P.: cercle noir) séparés par un vecteur d'autant plus long que le mouvement de l'arme est important au départ du coup (C). les deux impacts + superposés (D) indiquent que l'arme était + immobile au départ du coup. - la Fig. 8 représente un pistolet de simulation de tir dérivé d'un modèle d'arme réelle. 1 - Transformation de la pression par système hydraulique (Fig. 1) Une capsule élastique réceptrice de pression (1) collée sur un doigt de gant enfilé sur l'index ou bien fixée à la queue de détente , la capsule emplie de liquide reçoit la pression exercée par le tireur. Un tube fin souple non élastique (2) transmet cette pression grâce au liquide à un manomètre (4) qui par la déformation de son tube aplati fait varier un rhéostat (5) grâce à son aiguille-curseur (8) qui modulera tension du courant électrique provenant de pile (6) en fonction de la pression exercée par le tireur. La tension du courant électrique ainsi modulée correspond à chaque instant à l'intensité de la pression et donnera naissance à des signaux visuels et auditifs. 2 - Transformation de la pression par système mécanique (Fig.2) La variation du rhéostat (5) sera produite par un système crémaillère (18) engrenages (19). La crémaillère (18) est solidaire de la gâchette (9) mobile autour de son axe fixe (16). Le calcul des engrenages (nombre d'engrenages nécessaires et nombre de dents de chaque engrenage) sera tel que la course de la crémaillère corresponde à celle du rhéostat. Le courant modulé donnera naissance aux signaux. 3 - Transformation de la pression par capteur piézo-électrique Le capteur (quartz, céramique ou autre) (38) sera ou bien - placé sur la queue de détente, dans un logement d'où il affleure pour être en contact avec le doigt (sur l'arme de simulation de tir) Fig. 3 - clipsé par son support plastique façonné en profil de mortaise et adapté au profil de la queue de détente qui en sera le tenon. - placé sur un gant ou un doigt de gant de telle façon qu'il soit positionné entre le doigt et la queue de détente (sur l'arme réelle). Le capteur (38) est connecté à un amplificateur électronique qui sera logé dans un boîtier (33) avec son alimentation électrique ou bien miniaturisé et logé dans l'arme réelle. Le courant à la sortie de l'amplificateur donnera naissance aux signaux. 4 - Transformation des signaux électriques en signaux visuels Les différents signaux visuels pourront être donnés au tireur par différents récepteurs a) le cadran d'un voltmètre à aiguille ou à bande, avec un curseur indiquant la pression d'échappement qui correspond au départ du coup. b) un cadran de cristaux liquides à trois chiffres significatifs exprimé en dizaines, centaines et milliers de grammes. c) un ensemble de diodes de différentes couleurs s'allumant à partir de pressions remarquables. Ces signaux pourront figurer directement sur l'arme (en dessous du système de visée) ou bien seront portés par le casque antibruit (Fig. 4) en haut du verre translucide face à l'oeil qui ne vise pas... ou bien de celui qui vise, le système amovible étant interchangeable. Les signaux qui viennent d'être décrits ainsi que d'autres signaux visuels seront affichés sur l'écran vidéo du "Perfotir" de simulation de tir : la pression par représentation d'un rectangle représentant le cadran d'un voltmètre ou bien par cristaux liquides figurés. La pression pourra encore être représentée dans la moitié supérieure de l'axe vertical de la cible par un vecteur pression instantanée (36) croissant de haut en bas et arrivant à la pression de départ du coup au centre de la cible. L'affichage sur l'écran vidéo (31) de la courbe de pression en fonction du temps des 100 ou 200 derniers grammes de pression avant la pression de départ du coup (Fig. 5) permettra de détecter le "coup de doigt". Pour palier l'absence de l'effet sur le projectile de l'impulsion transversale à sa trajectoire au départ de la bouche du canon lorsque l'arme n'est stabilisée dans le cas du tir de simulation par rayon (laser ou autre) le logiciel fera afficher deux impacts pour un seul tir (Fig. 7) le premier impact ou "impact laser" (I.L.) ne tenant pas compte de l'impulsion transversale à sa trajectoire imprimée au projectile dans le cas de mouvement de l'arme au départ du coup. Le second impact ou "impact projectile" (I.P.) correspondant au tir réel avec projectile. Les deux impacts seront séparés sur l'écran par le vecteur représentant à l'échelle voulue l'accélération transversale à la ligne de mire due au mouvement de l'arme à l'instant du départ du coup. La définition de ce vecteur (direction sens et intensité) sera obtenue grâce au logiciel à partir du segment parcouru sur l'écran vidéo par l'impact laser pendant le 1/100 s, le 1/50 s... ou le 1/10 s qui précède lou qui suit) le départ du coup. Cette indication, outre le fait de donner un résultat conforme au tir réel, présente l'avantage de renseigner le tireur sur la stabilité de son arme et de se rendre compte de ce qu'il fait exactement à l'instant très bref du lâcher. Transformation des signaux électriques en signaux auditifs : à partir de l'électricité modulée par capteur piézo-électrique ou autres la pression sera traduite en signaux auditifs grâce à deux bruiteurs et leurs potentiomètres (21) portés par les protègeoreilles du caque antibruit (Fig. 4). Le signal sonore dont l'intensité croîtra "en temps réel" proportionnellement à la pression cessera juste avant le départ du coup : la plage de silence sera positionnée grâce au potentiomètre (22) Fig. 5 monté en série avant une porte logique déclenchant une bascule ; on placera le début de la plage de silence à la pression à partir de laquelle le coup de doigt n'est pratiquement plus possible. Sur le "Perfotir" simulateur de tir, un bip sonore ou tout autre signal sonore, sera déclenché à l'instant du départ simulé du coup. II pourra être émis par le hautparleur du système vidéo. Le "Perfotir" utilise la piézo-électricité du capteur pour transformer la pression du doigt sur la détente en signaux propres à améliorer la technique du tireur sur une arme réelle associée au casque porte-signaux, et sur l'arme de simulation de tir associée au système vidéo interface logiciel. Description du pistolet de simulation de tir dérivé d'un modèle d'armes réelle : la partie canon (40) culasse (39) est remplacée par un boîtier de même hauteur. Le capteur piézo-électrique (38) est placé sur la queue de détente ; I'amplificateur du capteur est logé à l'emplacement de la culasse (39) ; I'émetteur laser à l'emplacement du canon (40). Le boîtier porte le guidon (41) du système de visée. La partie arrière du pistolet (43) pourra porter un signal visuel (cristaux liquides, diodes ou cadran de voltmètre), une prise jockey femelle placée sous la poignée reliera l'arme au système vidéo (Fig. 8). Pour loger l'émetteur de rayon laser et l'amplificateur du capteur piézo-électrique comme on est limité en hauteur par le système de visée, on pourra trouver le volume nécessaire en prenant sur la largeur des compartiments (39) et (40) tout en respectant le même équilibre des masses que sur l'arme réelle par la répartition adéquate de lests. On veillera que la masse globale de l'arme de simulation soit identique à celle de l'arme réelle. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'amélioration des performances du tireur sportif utilisant une arme munie de détente caractérisé en ce qu'il consiste en la transformation de la pression du doigt sur la détente en signaux traités de façon à être percus par d'autres sens plus précis que le sens du toucher. La liaison entre le capteur de pression (piézoélectrique ou autre) et les récepteurs émetteurs de signaux auditifs et visuels étant réalisée par médiation électrique modulée interposée. Le procédé de simultanéité du stimulus principal de pression avec les stimuli secondaires induits concomitants, visuel et (ou) auditifs, visant à l'éducation de la sensibilité tactile du'tireur sportif. 2 - Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce qu'il permet de transformer la pression exercée par le doigt sur la détente en signal électrique grâce à un circuit hydraulique constitué par une capsule élastique réceptrice de pression (1) emplie de liquide recevant la pression exercée par le tireur ; un tube souple fin non élastique (2) transmettant cette pression grâce au liquide à un manomètre (4) qui par la déformation conséquente de son tube aplati fait varier un rhéostat (5). Le tube (2) le système de remplissage et de purge (3) le manomètre (4) le rhéostat (5) les piles (6) et le potentiomètre (7) sont contenus dans un boîtier. 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il permet de transformer la pression exercée par le doigt sur la détente en signal électrique grâce à une crémaillère (18) solidaire de la gâchette (9) entraînant un jeu d'engrenages (19) entraînant à son tour le rhéostat rotatif (5). L'ensemble énuméré ci-dessus est contenu dans l'arme de simulation de tir qui comporte en outre un émetteur de rayon (laser ou autre). Un système mécanique semblable comportant un secteur d'engrenage faisant office de crémaillère d'entraînement, solidaire de la détente (10) et centré son axe (15) ; le secteur d'engrenage entraînant le jeu d'engrenages (19) entraînant à son tour le rhéostat rotatif (5), L'ensemble miniaturisé constituant un module incorporé à l'arme de tir. 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérise en ce qu'il permet de transformer la pression exercée par le doigt sur la détente en signal électrique grâce à un capteur piézo-électrique (38) (quartz, céramique ou autre) affleurant suffisamment de son logement dans la queue de détente pour être en contact avec le doigt ou bien placé dans un gant ou doigt de gant de telle façon qu'il soit positionné entre le doigt et la queue de détente, ou bien clipsé grâce à son support plastique faisant office de mortaise adapté à la queue de détente qui en sera le tenon, le récepteur piézoélectrique étant connecté à un amplificateur électronique miniaturisé logé dans l'arme, ou bien dans un boîtier avec son alimentation électrique (33). Ce dispositif sans inertie n'emprunte pas d'énergie au mécanisme de détente de l'arme ; il sera sans doute le seul utilisé. 5 - Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce qu'il permet de transformer le signal électrique issu de la pression du doigt sur la détente en signaux visuels portés à la perception du tireur simultanément à la perception tactile de pression qui lui a donné naissance. Le signal visuel pouvant être placé sur l'arme (sous le système de visée), ce sera soit un cadran de voltmètre à aiguille ou à bande avec curseur indiquant la pression d'échappement qui correspond au départ du coup soit un affichage par cristaux liquides à trois chiffres significatifs : dizaines de grammes, centaines de grammes et milliers de grammes - soit plusieurs diodes de différentes couleurs successivement allumées, par exemple la première jaune, à partir de 500 g, la deuxième verte entre 800 et 900 g, la troisième rouge entre 900 et 1 000 g (pour les disciplines du "standard" et du "combiné"). Au moins un des trois signaux visuels ci-dessus décrits pouvant aussi être porté par le casque antibruit (Fig. 4) en haut du verre translucide face à l'oeil qui ne vise pas (ou bien de celui qui vise, le système amovible étant interchangeable), un ou plusieurs signaux visuels décrits ci-dessus pouvant figurer sur l'écran du système vidéo de simulation de tir : un rectangle horizontal (35) placé au-dessus de ia cible figurée sur l'écran (Fig. 3) représentera le cadran du voltmètre à aiguille ou à bande ; I'affichage des cristaux liquides ou l'affichage des trois signaux diodes précédemment décrits pourront également figurer sur l'écran. Un signal différent (36) affiché dans l'axe vertical de l'écran-cible vidéo indiquant la pression instantanée sera représenté par un segment de longueur proportionnelle à la pression, croissant de haut en bas et arrivant à la pression de départ du coup au centre de la cible. 6 - Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce qu'il permet de transformer le signal électrique issu de la pression du doigt sur la détente en signaux auditifs portés à la perception du tireur simultanément à la perception tactile de pression qui lui a donné naissance. Les signaux auditifs seront émis soit par deux bruiteurs (21) portés avec leurs potentiomètres par les protège-oreilles du casque antibruit (Fig. 4). Le signal sonore dont l'intensité va croissant "en temps réel" proportionnellement à la pression cessera juste avant le départ du coup. La plage de silence sera positionnée grâce au potentiomètre (22) Fig. 5 monté en série avant une porte logique déclenchant une bascule. On placera le début de la plage de silence à la pression à partir de laquelle le "coup de doigt" n'est pratiquement plus possible. Pour le "Perfotir" de simulation de tir, le signal sonore décrit ci-dessus pourra être émis par le système acoustique de la vidéo ; un bip sonore ou tout autre bruit sera déclenché à l'instant simulé du départ du coup. 7 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il permet grâce à la transformation du doigt sur la détente en signaux de porter à la perception du tireur des indications pédagogiques propres à l'amélioration de sa technique l'arme de simulation de tir émettant un rayon (laser ou autre) vers l'écran-cible (31), I'interface (32) et son logiciel offrant toutes les possibilités souhaitables conformes aux règles en vigueur dans chaque discipline de tir et pour tous les calibres, avec mise à l'échelle automatique des dimensions de la cible apparaissant sur l'écran en fonction de la distance arme-cible mesurée par rayon, de la dimension des impacts selon le calibre, le minutage spécifique à chaque discipline, I'affichage et la numérotation chronologique des impacts, des totaux, de la courbe de progression, des corrections apportées au système de visée par le tireur, du vecteur de pression instantanée affiché dans l'axe vertical de la cible croissant de haut en bas et atteignant la pression d'échappement au centre de la cible, de la courbe de pression en fonction du temps de chaque coup tiré des 100 ou 200 derniers grammes avant la pression de départ du coup (Fig. 56), du vecteur d'accélération transversale de l'arme à l'instant du lâcher affiché sur l'écran à partir de "l'impact laser" vers "l'impact projectile" qui tient compte de l'effet sur le projectile de l'impulsion transversale à sa trajectoire au départ du coup lorsque l'arme n'est pas immobile (Fig. 7) pour cela on portera à l'échelle voulue le segment parcouru sur l'écran par l'impact du rayon pendant le 1/100 s, le 1/50 s... ou le 1/10 s qui encadre le départ du coup.