Brevet FR2925961A1 — publié le 20090703

DISPOSITIF DE DETECTION D'IMPACT La présente invention concerne un dispositif de détection d'impact ainsi qu'un système comprenant un tel dispositif. Elle trouve notamment son application aux systèmes électroniques d'entraînement à un sport de combat ou de simulation d'un tel sport de combat, en particulier pour la boxe, le karaté, le kendo, ou encore l'escrime. Plus généralement, l'invention trouve son application aux systèmes électroniques d'entraînement à un sport dans lequel l'utilisateur applique un impact en frappant un adversaire ou un support, directement ou par l'intermédiaire d'un objet susceptible de transmettre l'impact. De tels systèmes nécessitent l'utilisation de dispositifs de détection d'impact aptes à détecter un impact sur un support par suite d'une frappe de l'utilisateur sur ce support. Généralement, ces dispositifs de détection d'impact permettent effectivement de détecter l'impact et de le comptabiliser pour éventuellement afficher un résultat ou un score sur un écran. Cependant, de tels dispositifs ne permettent pas d'indiquer directement au niveau de la zone de frappe que l'impact a bien eu lieu. En outre, ils ne permettent pas de guider l'utilisateur, avant impact, c'est-à-dire d'indiquer à l'utilisateur où il doit frapper. On connaît par ailleurs du document WO 2004/070336 un sac de frappe pour l'entraînement à un sport de combat qui comprend un dispositif de détection d'impact. Ce dispositif comprend un capteur de type piezoélectrique, apte à détecter la frappe, et un élément de signalisation, de type dispositif d'affichage digital, associé au capteur, le tout monté sur un support qui vient se fixer sur le sac de frappe. La frappe ou l'impact sur le capteur est détectée par ce capteur qui 30 émet un signal de détection directement vers l'élément de signalisation qui est alors activé (affichage d'une valeur sur le dispositif d'affichage). Un des inconvénients d'un tel dispositif est que les moyens de signalisation ne sont pas disposés dans la zone de frappe. Il n'est donc pas possible avec un tel dispositif de prévoir une utilisation au cours de laquelle on indique à l'utilisateur, en activant les moyens de signalisation, l'endroit où il doit appliquer l'impact. On connaît également du document US 4 974 833 un système pour la pratique d'un sport de combat qui comprend une unité de contrôle reliée à un dispositif de détection d'impact situé dans une zone de frappe. Le dispositif de détection d'impact comprend un capteur apte à détecter un impact, et des moyens de signalisation associés au capteur L'unité de contrôle est apte à recevoir un signal de la part du dispositif de détection d'impact indiquant une frappe dans la zone concernée, et éventuellement la force de cette frappe. Cette unité de contrôle est également apte à émettre un signal à destination du dispositif de détection d'impact, qui active les moyens de signalisation associés au capteur, dans le but d'indiquer à l'utilisateur qu'il doit frapper à un endroit donné. Plus précisément, le système comprend un dispositif de détection d'impact. Ce dispositif de détection d'impact comprend un capteur situé dans une zone de frappe et apte à détecter un impact dans cette zone, et des moyens de signalisation. Le capteur est un cône vibrant de type haut-parleur. II est monté sur un PCB ou circuit imprimé, dans une cavité fermée mais percée de trous pour la transmission des vibrations. Les moyens de signalisation sont des LED, qui sont disposées à fleur de surface du dispositif de détection d'impact, et de préférence enrobées de silicone. Une couche de type mousse synthétique élastique est disposée autour des LED. Cette couche est également disposée entre les LED et la surface, et entre la cavité et le capteur. Enfin, on connaît du document WO 2005/049154 une cible comprenant un dispositif de détection d'impact monté sur un substrat, avec un support d'absorption de l'énergie du dispositif sur le substrat. Ce dispositif comprend un premier capteur de type piezo-électrique sur la cible, et un second capteur de type piezo-électrique sur le substrat. Autrement dit, dans ce document, le capteur est monté sur une face d'un disque cible en plastique sur l'autre face duquel est monté un circuit imprimé. Des moyens de signalisation, sous la forme de diodes sont montés en couronne sur ce circuit imprimé. La face du circuit imprimé sur laquelle sont montées les diodes, c'est-à-dire du côté opposé au capteur, est recouverte d'une sorte de lo dôme transparent. Toutefois, que ce soit dans le document US 4 974 833 ou dans le document WO 2005/049154, il n'y a pas d'impact direct sur le capteur. En effet, dans US 4 974 833, une couche de transmission des vibrations sert à activer le capteur. 15 Par ailleurs, dans WO 2005/049154, la pression sur le disque rigide support est répercutée au capteur si et seulement si cette pression est suffisante pour écraser la couronne en élastomère jusqu'à amener le capteur en pression sur un deuxième disque rigide support. Par conséquent, la détection d'un impact n'est pas assez efficace et 20 sensible. L'objet de l'invention est donc d'apporter une solution aux problèmes précités parmi d'autres problèmes. L'invention se rapporte ainsi, selon un premier aspect, à un dispositif de détection d'impact, destiné notamment à être utilisé dans un 25 système électronique d'entraînement à un sport de combat. Ce dispositif comprend au moins un capteur, de préférence de type piezo-électrique, apte notamment à détecter un impact et l'intensité de cet impact, et monté sur un circuit imprimé. Le dispositif comprend également des moyens de signalisation 30 aptes à être activés lorsque le capteur détecte un impact et/ou pour indiquer à un utilisateur de produire un impact. Ces moyens de signalisation sont enrobés dans un enrobage de protection et disposés à proximité de la surface de cet enrobage. De façon caractéristique, les moyens de signalisation sont montés directement sur le circuit imprimé, l'enrobage enrobant également le circuit 5 imprimé et le capteur. Ainsi, le capteur et les moyens de signalisation étant placés au même niveau, sur le circuit imprimé, et protégés dans l'enrobage, il est possible de placer ce dispositif de manière à ce que celui-ci reçoive directement l'impact et que cet impact soit donc détecté avec précision et 10 efficacité par le capteur. En outre, les moyens de signalisation signalent avec précision la zone de frappe, sans risquer d'être endommagés ou de blesser l'utilisateur. Dans une première variante, les moyens de signalisation 15 comprennent au moins un premier moyen de signalisation apte à être activé lorsque le capteur détecte un impact, et au moins un deuxième moyen de signalisation distinct du premier moyen de signalisation et apte à être activé pour indiquer à un utilisateur de produire un impact. Dans une deuxième variante, éventuellement en combinaison avec 20 la précédente, les moyens de signalisation ou les premier et deuxième moyens de signalisation comprennent au moins un moyen d'émission d'un signal lumineux, de préférence de type diode électroluminescente, et le dispositif comprend un canal de diffusion vers le capteur du signal lumineux émis par le moyen d'émission d'un signal lumineux. 25 De préférence, le canal comprend un tunnel, qui peut être en matière plastique telle que du silicone opaque. Le moyen d'émission d'un signal lumineux est alors disposé à l'entrée ou à l'intérieur du tunnel, et le capteur est disposé à proximité de la sortie du tunnel. Les moyens de signalisation peuvent comprendre une pluralité de 30 moyens d'émission d'un signal lumineux, de préférence de type diode électroluminescent, répartis par exemple circulairement autour du capteur. Dans une autre variante, éventuellement en combinaison avec une ou plusieurs quelconques des précédentes, le dispositif comprend des moyens d'émission et de réception d'un signal. Ces moyens d'émission et de réception d'un signal peuvent être aptes à émettre un signal lorsque le capteur détecte un impact, le signal émis étant de préférence fonction de l'intensité de l'impact, et à recevoir un signal d'activation des moyens de signalisation. L'enrobage peut être réalisé en matériau, par exemple de type silicone, à indice de diffraction tel que le signal lumineux, émis par le ou les moyens d'émission d'un signal lumineux, est diffusé de manière à être visible de l'extérieur du dispositif. Dans une autre variante, éventuellement en combinaison avec une ou plusieurs quelconques des précédentes, l'enrobage constitue également l'enveloppe extérieure du dispositif. Dans encore une autre variante, éventuellement en combinaison avec une ou plusieurs quelconques des précédentes, l'enrobage présente une forme sensiblement cylindrique. L'invention se rapporte également, selon un deuxième aspect, à un système, notamment pour la pratique d'un sport de combat ou 20 l'entraînement à un sport de combat, tel que la boxe. Ce système comprend un corps principal destiné à recevoir des impacts de la part d'un utilisateur. De façon caractéristique, le corps principal comprend au moins un dispositif de détection d'impact tel que présenté ci-dessus. 25 Dans une première variante, le système comprend une unité de contrôle. Cette unité de contrôle comprend des moyens d'émission/réception d'un signal, et est apte à émettre un signal à destination du dispositif de détection d'impact en sorte d'activer les moyens de signalisation, et à recevoir un signal de la part du dispositif de 3 o détection d'impact lorsque qu'un impact est détecté par celui-ci. De préférence, les moyens de signalisation comprennent des moyens d'émission d'un signal lumineux de couleur variable et/ou d'intensité variable, l'unité de contrôle étant apte à activer les moyens d'émission d'un signal lumineux de couleur donnée et/ou avec une intensité donnée en fonction d'une séquence d'entraînement donnée et/ou d'un geste donné à réalisé par l'utilisateur. Dans une deuxième variante, éventuellement en combinaison avec la précédente, le corps principal constitue un sac de frappe, par exemple pour la pratique de la boxe. 1 o Ce sac de frappe comprend une enveloppe externe remplie au moins partiellement d'un rembourrage. De préférence, le corps principal comprend une enveloppe interne disposée entre l'enveloppe externe et le rembourrage, et le dispositif de détection d'impact est disposé entre ces enveloppes externe et interne. 15 Alternativement, le corps principal constitue un vêtement ou une partie d'un vêtement, tel qu'un vêtement pour la pratique de l'escrime par exemple. Le corps principal peut également constituer un accessoire à porter sur le corps, tel qu'un casque, un gant ou une chaussure, ou une partie de 20 cet accessoire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière complète à la lecture de la description ci-après des variantes préférées de réalisation, lesquelles sont données à titre d'exemples non limitatifs et en référence aux dessins annexés 25 suivants. figure 1 : représente schématiquement le dispositif de détection d'impact, en perspective et par transparence, figure 2 : représente schématiquement un système d'entraînement à un sport de combat. 30 Le dispositif 1 de détection d'impact, tel que représenté à la figure 1, comprend un circuit imprimé 3 sur lequel est monté un capteur 2. On choisit de préférence un capteur 2 de type piezo-électrique, pour sa capacité à détecter un impact ainsi que la force ou l'intensité de cet impact, et à générer un signal électrique fonction de cet impact. Pour augmenter la sensibilité de détection, on peut prévoir de disposer plusieurs capteur 2 sur le circuit imprimé 3. Sur le circuit imprimé 3 sont également directement montés des moyens de signalisation 4, 6. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, les moyens de signalisation 4, 6 sont des moyens d'émission d'un signal lumineux, par 1a exemple de type électroluminescent tel que des diodes électroluminescentes ou LED. Ces LED 4, 6 sont répartis autour du capteur 2, de sorte que ce capteur 2 se trouve approximativement au centre de la zone délimitée par les LED 4, 6. 15 D'autres moyens de signalisation pourraient être utilisés, en lieu et place des LED 4,6, tels que des moyens d'émission d'un signal sonore qui seraient particulièrement adaptés pour l'utilisation par des personnes visuellement déficientes. Les moyens de signalisation 4, 6 sont aptes à être activés lorsque 20 le capteur 2 détecte un impact. Le capteur 2 génère en effet un signal électrique qui active les LED 4, 6 grâce à une connexion électrique établie par l'intermédiaire du circuit imprimé 3. Les moyens de signalisation 4, 6 peuvent également ou 25 alternativement être aptes à être activés, de l'extérieur du dispositif 1 et à distance, par exemple par l'intermédiaire d'une unité de contrôle non représentée à la figure 1, pour indiquer à un utilisateur de produire un impact sur la zone du capteur 2. La communication entre l'extérieur et le dispositif peut être une 30 communication filaire, le circuit imprimé 3 étant par exemple relié à une unité de contrôle par l'intermédiaire d'une liaison électrique filaire. Alternativement, des moyens d'émission et de réception 8 d'un signal non filaire peuvent être présents sur le circuit imprimé 3, qui communiquent alors avec l'extérieur par voie non filaire. Ainsi, ces moyens 8 de réception et d'émission d'un signal sont aptes à émettre un signal vers l'extérieur du dispositif 1 de détection d'impact, lorsque le capteur 2 détecte un impact, et à recevoir de l'extérieur du dispositif 1 de détection d'impact un signal d'activation des moyens de signalisation 4, 6. Le signal émis par le capteur 2 est de préférence fonction de 10 l'intensité de l'impact sur ce capteur 2. Le circuit imprimé 3 sur lequel sont donc montés directement le capteur 2 et les moyens de signalisation 4, 6, est par ailleurs enrobé dans un enrobage 5 de protection, par exemple en matériau de type silicone. Dans l'exemple représenté à la figure 1, l'enrobage 5 constitue 15 également l'enveloppe extérieure du dispositif 1 de détection d'impact, et présente une forme de cylindre ou de palet. Le circuit imprimé 3 sur lequel sont donc montés directement le capteur 2 et les moyens de signalisation 4, 6 se trouve dans la partie supérieure de ce cylindre, de sorte que tant les moyens de signalisation 4, 20 6 que le capteur 2 sont enrobés par l'enrobage 5 est disposés à proximité de sa surface. Eventuellement, les moyens de signalisation 4, 6 peuvent se répartir en deux groupes. Un premier groupe correspond à des premiers moyens de signalisation 4 qui sont aptes à être activés lorsque le capteur 25 2 détecte un impact. Un deuxième groupe correspond à des deuxièmes moyens de signalisation 6, distincts des premiers moyens de signalisation 4, qui sont aptes à être activés pour indiquer à un utilisateur de produire un impact sur la zone du capteur 2. Le matériau utilisé pour l'enrobage 5 est préférablement un 30 matériau à indice de diffraction élevé, par exemple de type silicone. Ainsi, lorsque les moyens de signalisation 4, 6 sont des moyens d'émission d'un signal lumineux, par exemple des LED, comme c'est le cas dans l'exemple représenté à la figure 1, les signaux lumineux émis par ces LED 4, 6 sont diffusés notamment de manière à être visible de l'extérieur du dispositif 1 de détection d'impact. Toujours dans le cas où les moyens de signalisation 4, 6 sont des moyens d'émission d'un signal lumineux, par exemple des LED, il peut être prévu des canaux 7 de diffusion du signal lumineux vers le capteur 2. Le but de ces canaux 7 est de concentrer tout ou partie du signal lumineux émis par les LED 4, 6 vers le capteur 2, et donc de réduire la dispersion du signal lumineux dans toutes les directions. Ces canaux 7 peuvent prendre la forme de tunnels 7 en matière opaque (plastique, silicone) et sont disposés entre les LED 4, 6 et le capteur 2. Précisément, ces tunnels 7 sont disposés de telle sorte que les LED 4, 6 se trouvent respectivement à l'entrée ou à proximité de l'entrée des tunnels 7. Alternativement, les tunnels 7 peuvent être disposés de telle sorte que les LED 4,6 se trouvent à l'intérieur de ces tunnels 7. Par ailleurs, ces tunnels 7 sont disposés de telle sorte que le capteur 2 se trouve à proximité de la sortie de ces tunnels 7. A la figure 2, le dispositif de détection d'impact tel que présenté ci-dessus relativement à la figurel, est représenté dans une de ses applications, à savoir un système pour la pratique d'un sport de combat tel que la boxe, ou pour l'entraînement à un tel sport de combat. Un tel système comprend un corps principal 9 destiné à recevoir 25 des impacts de la part de l'utilisateur, ce corps principal comprenant un ou plusieurs dispositifs 1 de détection d'impact. Les dispositifs 1 de détection d'impact sont montés dans le corps principal 9 avec leur surface, à proximité de laquelle se trouvent le capteur 2 et les moyens de signalisation 4, 6, orientée vers l'utilisateur. 30 Les dispositifs 1 de détection d'impact sont reliés à une unité de contrôle 10. Cette unité de contrôle 10 est apte à émettre un signal à destination du ou des dispositifs 1 de détection d'impact, dans le but d'activer tout ou partie des moyens de signalisation 4, 6. Cette unité de contrôle est également apte à recevoir un signal de la part du ou des dispositifs 1 de détection d'impact lorsqu'un impact est 5 effectivement détecté par ces dispositifs 1. Eventuellement, les signaux émis par l'unité de contrôle 10 permettent d'activer des moyens d'émission d'un signal lumineux de couleur donnée et/ou d'intensité donnée, dans le cas par exemple de l'utilisation de LED 4, 6 pour les moyens de signalisation 4, 6, et plus 10 généralement de moyens 4, 6 d'émission d'un signal lumineux de couleur variable et/ou d'intensité variable. La variabilité de l'intensité pourra aussi être obtenue en n'activant qu'une partie des LED 4, 6 d'un dispositif 1 donné. Ainsi, il est possible de commander l'activation de ces moyens de 15 signalisation 4, 6 des différents dispositifs 1 de détection d'impact selon une séquence d'entraînement donnée, ou en fonction d'un ou plusieurs gestes spécifiques que l'on veut voir réalisés par l'utilisateur. Dans l'application à un sport de combat tel que la boxe, le corps principal 9 peut prendre la forme d'un sac de frappe 9. 20 Ce sac de frappe 9 comprend une enveloppe externe 11 remplie d'un rembourrage 12. Le sac de frappe 9 est en outre pourvu d'une enveloppe interne 13, disposée entre le rembourrage 12 et l'enveloppe externe 11. Ainsi, un espace est ménagé entre l'enveloppe externe 11 et 25 l'enveloppe interne 13, dans lequel peuvent être insérés un ou plusieurs dispositifs 1 de détection d'impact. Dans d'autres variantes, non représentées, le corps principal pourra constituer un vêtement, ou une partie d'un vêtement, ou encore un accessoire à porter sur le corps (casque, gant, chaussure, etc...) ou une 30 partie de cet accessoire. Un tel système permet alors d'envisager une utilisation interactive Il entre deux adversaires portants chacun un ou plusieurs accessoires ou vêtements tel qu'expliqué ci-dessus, et reliés à l'unité de contrôle. Un premier adversaire peut se voir ainsi indiqué une séquence de frappes spécifiques ou gestes avec impact à réaliser sur un deuxième s adversaire. Il peut également vérifier par l'intermédiaire de l'unité de contrôle et/ou des moyens de signalisation s'il a correctement effectué la séquence proposée. L'ensemble de la description ci-dessus est donné à titre d'exemple lo et n'est pas limitatif de l'invention. On rappellera ainsi en particulier que l'utilisation de moyens d'émission d'un signal lumineux, tels que des LED, pour les moyens de signalisation, n'est qu'un exemple, le but étant de permettre à l'utilisateur d'être informé d'un impact réalisé et/ou à réaliser en une zone donnée. 15 20 REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) de détection d'impact, destiné notamment à être utilisé dans un système électronique d'entraînement à un sport de combat, comprenant : au moins un capteur (2), de préférence de type piezoélectrique, apte notamment à détecter un impact et l'intensité de cet impact, et monté sur un circuit imprimé (3), des moyens de signalisation (4, 6) aptes à être activés lorsque ledit capteur (2) détecte un impact et/ou pour indiquer à un utilisateur de produire un impact, enrobés dans un enrobage (5) de protection et disposés à proximité de la surface dudit enrobage (5), caractérisé en ce que lesdits moyens de signalisation (4) sont montés directement sur ledit circuit imprimé (3), ledit enrobage (5) enrobant également ledit circuit imprimé (3) et ledit capteur (2). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de signalisation (4, 6) comprennent au moins un premier moyen de signalisation (4) apte à être activé lorsque le capteur (2) détecte un impact, et au moins un deuxième moyen de signalisation (6) distinct dudit premier moyen de signalisation (4) et apte à être activé pour indiquer à un utilisateur de produire un impact. 3. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de signalisation (4, 6) ou premier et deuxième moyens de signalisation (4, 6) comprennent au moins un moyen (4, 6) d'émission d'un signal lumineux, de préférence de type diode électroluminescente (4, 6), et en ce que ledit dispositif comprend un canal (7) de diffusion vers le capteur (2) dudit signal lumineux émis par ledit moyen (4, 6) d'émission d'un signal lumineux. 4. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que lecanal (7) comprend un tunnel (7), de préférence en matière plastique telle que du silicone opaque, à proximité de l'entrée (7a) ou à l'intérieur duquel est disposé le moyen (4, 6) d'émission d'un signal lumineux, et à proximité de la sortie (7b) duquel est disposé le capteur (2). 5. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de signalisation (4, 6) comprennent une pluralité de moyens (4, 6) d'émission d'un signal lumineux, de préférence de type diode électroluminescente (4, 6), répartis autour du capteur (2). 6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (8) d'émission et de réception d'un signal. 7. Dispositif (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (8) d'émission et de réception d'un signal sont aptes à émettre un signal lorsque ledit capteur (2) détecte un impact, ledit signal émis étant de préférence fonction de l'intensité de l'impact, et à recevoir un signal d'activation des moyens de signalisation (4, 6). 8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'enrobage (5) est réalisé en matériau, par exemple de type silicone, à indice de diffraction tel que le signal lumineux, émis par le ou les moyens (4) d'émission d'un signal lumineux, est diffusé de manière à être visible de l'extérieur dudit dispositif (1). 9. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'enrobage (5) constitue également l'enveloppe extérieure dudit dispositif (1). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'enrobage (5) présente une forme 3o sensiblement cylindrique. 11. Système, notamment pour la pratique d'un sport de combat oul'entraînement à un sport de combat, tel que la boxe, comprenant un corps principal (9) destiné à recevoir des impacts de la part d'un utilisateur, caractérisé en ce que ledit corps principal (9) comprend au moins un dispositif (1) de détection d'impact selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de contrôle (10) comprenant des moyens d'émission/réception d'un signal, ladite unité de contrôle (10) étant apte à émettre un signal à destination du dispositif (1) de détection 1 o d'impact en sorte d'activer les moyens de signalisation (4, 6), et à recevoir un signal de la part dudit dispositif (1) de détection d'impact lorsque qu'un impact est détecté par celui-ci. 13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de signalisation (4) comprennent des moyens (4, 6) 15 d'émission d'un signal lumineux de couleur variable et/ou d'intensité variable, ladite unité de contrôle étant apte à activer les moyens d'émission d'un signal lumineux de couleur donnée et/ou avec une intensité donnée en fonction d'une séquence d'entraînement donnée et/ou d'un geste donné à réalisé par l'utilisateur. 20 14. Système selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le corps principal (9) constitue un sac de frappe (9) comprenant une enveloppe externe (11) remplie au moins partiellement d'un rembourrage (12). 15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que le corps 25 principal (9) comprend une enveloppe interne (13) disposé entre l'enveloppe externe (11) et le rembourrage (12), et en ce que le dispositif (1) de détection d'impact est disposé entre ces dites enveloppes externe (11) et interne (13). 16.Système l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé 30 en ce que le corps principal (9) constitue un vêtement ou une partie d'un vêtement. 17. Système l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le corps principal (9) constitue un accessoire à porter sur le corps, tel qu'un casque, un gant ou une chaussure, ou une partie dudit accessoire.5