Brevet FR2924214A1 — publié le 20090529

Dispositif destiné à comptabiliser les pas d'un marcheur. La marche est un des modes de locomotion de l'homme et des animaux Chez l'homme la marche est un phénomène complexe Elle implique pour chaque membre inférieur la mise en jeu et la coordination de trois groupes musculaires ( chacun comprenant un agoniste et un antagoniste) , la coordination des deux membres inférieurs et des contractions statiques de fixation du tronc . Chaque membre exécute successivement deux actions différentes :appui ( soutien du corps ) puis déplacement du membre en avant . Au cours de la marche les deux membres inférieurs pendant un certain temps servent en même temps à l'appui. Chez l'homme le pied est la partie du membre inférieur qui porte sur le sol ; supporte le corps ; et sert à marcher Le pied repose sur un polygone de sustentation formé par trois points sous la plante des 10 pieds mais la présente invention prend en compte uniquement la pression exercée par le talon à chaque pas . Les dispositifs connus et utilisés à ce jour pour compter les pas d'un piéton portent le nom de podomètre . Le plus grand nombre de ces instruments prend en compte le mouvement pendulaire provoqué par un marcheur lors de son déplacement . 15 La majorité des fournisseurs de ce type de produit insistent sur le manque de fiabilité qui existe dans ce genre de podomètres basés uniquement sur le mouvement pendulaire résultant du balancement du corps mais pas systématiquement synchronisé avec le mouvement des jambes . Cette interprétation du déplacement du marcheur ne peut être fiable que sous réserve de 20 précautions à l'emploi et encore pas sur toute sorte de terrains. La présente invention qui élimine avantageusement l'appareillage électronique lequel ne peut être logée dans des zones hostiles ( chocs , poussières , humidité etc.) est fiable d'une part en raison de son mécanisme des plus simple mais surtout par le fait que la prise en compte est logés sous le talon d'un marcheur de sorte que le moindre pas est comptabilisé dans toutes 30 sortes de terrains sans aucune précaution Dans une des applications de l'invention : des composants électroniques sont utilisés pour loger un compteur enregistreur digital à portée de main du piéton soit au niveau de son poigné à l'exemple d'une montre bracelet ou dans une poche de son vêtement mais tout particulièrement à la portée de sa vue durant sa marche . Dans ce cas un émetteur compatible est logé dans le mini boîtier tubulaire ou cylindrique ou cubique placé sur la chaussure au niveau des lacés ,conçut pour transmettre à l'enregistreur chaque mouvement de pas lesquels impliquent systématiquement la pression du talon . D'une manière générale l'enregistrement des pas est pris en compte sur un seul pied Chaque pression du talon permanente ou en mouvement à la propriété de chasser quelques 10 goûtes d'un fluide : huile , air , ou eau etc. retenues dans une fine poche étanche logée dans une semelle de chaussure . Cette poche est reliée par un canal à un mini boîtier fixé à l'extérieur de la chaussure lequel comporte une valve dont le mouvement linéaire actionne soit un enregistreur mécanique duquel il est solidaire soit un contacteur radar compatible standard destiné a actionner 15 l'enregistreur digital situé à distance . La simplicité de cette technique inventive prend en compte tous les composants très répandus dans l'industrie depuis le compteur enregistreur à barillet qui a fait légende dans le secteur de l'automobile pour sa fiabilité et la simplicité de son mécanisme en passant par le compteur digital qui fait ses preuves dans les domaines dont celui du jouet . 20 Toute cette réalisation inventive est destinée à augmenter le confort de nos semblables soucieux d'améliorer leurs bien être en connaissant au moyen de cette invention à la portée de tous dans toutes les tranches d'âges leurs dépenses physiques journalières ,hebdomadaires annuelles en ce qui concerne la marche à pied . Cette invention comporte aussi un but thérapeutique à destination des tous jeunes dans le but 25 de connaître leurs dépenses physiques au niveau de la marche pour contribuer à l'étude de leurs santés. Le troisième âge n'est pas exclu de ce registre car il est souvent utile de connaître la dépense physique au niveau de la marche à pieds pour une meilleur gestion de la dépense physique , carce dispositif non encombrant doit rester sur la chaussure du matin au soir 30 Afin d'être davantage précis toutes les fois qu'un podomètre peu encombrant à un coût attrayant au vue de sa simplicité , et sans entretien sera sur le marché : depuis la maîtresse de maison en passant par le chef d'entreprise sans oublier le facteur etc. : personne ne restera indifférent a cette nouveauté ,au moins pour tenter une expérience renouvelable à souhait. Dans une des applications de l'invention les composants sont entièrement mécaniques à l'exclusion de tout composant électronique afin de garantir la longévité du système en éliminant l'utilisation des piles pour accumulation de courrant et en limitant les protections. Cette application comporte à la base : une poche en toile étanche très fine , souple et fiable destinée a retenir un fluide qui sera déplacé sous la pression exercée par le poids du talon d'un marcheur. Cette poche dont l'épaisseur est avantageusement de quelques millimètres se loge dans une semelle standard ou en remplacement . Cette poche prend la forme d'un réservoir souple soumis à des pressions constantes et posé à 10 plat dans une chaussure mais reliée à un canal souple, Une paroi très étroite et étanche formée par deux toiles souples reliées entre elles forment ce canal pour acheminer le fluide étant logée verticalement dans la chaussure au niveau de la partie étroite de la semelle. Plus concrètement le fluide retenu dans le réservoir souple doit être acheminé sur la chaussure 15 là où se trouve le compteur à impulsions mécanique. L'utilisation d'un tuyau même de faible diamètre pour acheminer le fluide au départ de la poche logée dans la semelle risquerait de gêner l'utilisateur . Or à l'endroit où la semelle se rétrécie selon la forme du pied : ce canal très fin grâce à ses composants est favorable pour acheminer le fluide sur une hauteur standard qui dépasse celle 20 de la chaussure à ce niveau , y compris l'utilisations de bottes. Le sommet de ce canal reçoit un tuyau souple dont la forme s'apparente à celle d'un lacet de chaussures . Ce tuyau souple est relié à un tube avantageusement d'un très faible encombrement et destiné à être logé sur la chaussure là où sont fixés les lacets cela au moyen d'un système 25 adhésif standard destiné a être retiré sans effort. Ce tube d'un faible diamètre reçoit une bague dotée d'une toile étanche souple et surtout élastique dont la fonction va servir de piston sous la poussée linéaire du fluide . Le but de ce mouvement de va et vient est de donner une rotation mécanique au compteur enregistreur logé dans le tube . Lorsque la membrane avance sous la pression du fluide elle pousse un piston spiralé dont la rotation à l'intérieur d'un coulisseau actionne le totalisateur toutes les fois que le piéton appui sur son talon . Le compteur enregistreur mécanique est du type standard souvent de forme tubulaire dans le 5 système à barillets qui comporte des disques numérotés de : O à 10 . La rotation de ces disques dont le premier entraîne tous les autres va indiquer avec la plus grande précision le nombre de pas du marcheur car chaque rotation résulte d'une pression exercée par le talon à chaque pas. Dans une autre application de l'invention ce dispositif permet de mesurer la distance 10 parcourue en plus l'enregistrement du nombre de pas. Pour se faire l'invention prend en compte le poids de l'utilisateur qui augmente avec l'importance de l'enjambée du piéton , jusqu'à doubler son poids en courant vite Cette différence de pression exercée par le talon en fonction de la vitesse de déplacement du piéton et de ses enjambées impose tout simplement d'étalonner cette différence au niveau 15 de la course de la membrane élastique dont le mouvement linéaire résulte d'une plus ou moins forte poussée du fluide. L'étalonnage consiste simplement a freiner grâce à la vis de réglage l'arrivée du fluide lorsque l'utilisateur est immobile afm d'obtenir un équilibre : entre pression stationnaire et stabilité de la membrane 20 En conséquence la membrane subira une poussée hydraulique uniquement dans la mesure ou le piéton fera un premier pas et la longueur de son enjambée ajoutée à sa vitesse de déplacement augmentera cette poussée. En résumé le poids du marcheur n'entre pas spécialement en compte mais uniquement la différence entre sa pression statique et celle exercée durant sa marche . 25 Dans ce cas la course du piston provoquera une rotation plus ou moins longue au niveau du du totalisateur dont les chiffres sont étalonnés en mètres linéaires en synchronisation avec la course du piston dans le coulisseau. La prise en compte de la course du piston pour évaluer les mètres linéaires parcourus sert de facteur dans le système électronique de l'invention au niveau de la graduation. . Dans l'application de l'invention, la poche étanche destinée a retenir un fluide est souvent dotée d'un composant spongieux : liège ou éponge ou cuir souple destiné au confort de l'utilisateur pour mieux amortir le choc du talon durant la marche Dans toutes les applications de l'invention les composants spongieux en cuirs ou autres matériaux compatibles sont sélectionnés en fonction de leurs résistances par tranche de 10 kilogrammes de charges qu'ils ont a supporter . Exemple ce genre de semelle immergée sera beaucoup plus souple pour le pied d'un enfant que pour celui d'un adulte. Le premier étalonnage est fondé sur la résistance de ces matériaux immergés dans des 10 semelles compatibles. Elles se présentent sous la forme d'une gamme de produits dont chaque modèle correspond au poids approximatif de l'utilisateur et se sélectionne selon le même principe que les chaussures. Dans une des applications de l'invention à titre indicatif et non limitatif un émetteur 15 électronique est logé en lieu et place du compteur enregistreur mécanique. Il est destiné à transmettre à distance et sans fil toutes les impulsions du talon via le contacteur mécanique à un boîtier récepteur compatible dont la forme s'apparente à celle d'une montre bracelet cela en vue de plus de commodité pour l'utilisateur . Dans une des applications de l'invention à titre indicatif et non limitatif : sur la FIG. 1 ; le 20 repère (1) représente un tube qui forme le carter dans le quel est logé deux bague (3) et (4) qui retiennent une membrane souple (5) laquelle doit rencontrer une butée à billes ou similaire formée par une rondelle (21) , tandis que la membrane reçoit un organe cylindrique et résistant destiné a favoriser le friction entre l'extrémité de la membrane et la buttée (21 ) La buttée (21) est solidaire d'une tige filetée (6) dont la spirale est compatible avec la 25 course d'un piston (24) dont il est solidaire et qui forment avantageusement une seule pièce. avec les repères ( 21 ) ( 6 ) et ( 24 ) La tige filetée tourne dans une bague (7) qui sert de support a l'ensemble des pièces (21)(5)(6) et( 24).. Le cylindre (24 ) prend la forme d'un piston destiné a glisser dans le tube ( 11 ) pour l'entraîner dans sa rotation grâce à un pivot ( 9 ) solidaire du tube ( 11) et destiné a glisser dans une lumière (25 ) Un palier (12 ) logé dans une bague de maintien (26 ) reçoit l'extrémité compatible (69 ) du tube (11) pour être solidaire d'une roue à cliquet dite roue libre (27)destinée à entraîner le dispositif à barillet (13 ) dans un seul sens de rotation c'est-à-dire en fonction de l'avancement du piston et non pas au moment de son retrait. Toutes les fois que la membrane (19 ) avance sous la pression du fluide elle repousse la tige filetée ( 6) qui décrit une rotation en fonction de la course du la membrane (19 ) tandis que le manchon ( 24 ) glisse dans le tube (11) qu'il entraîne grâce a son pivot ( 9 ) le quel avance dans la lumière ( 25 ) Une extrémité (69) du tube (11) en rotation dans la bague (26) est reliée à la roue libre (27) pour transmettre le mouvement rotatif au compteur enregistreur (13 ) dont les molettes (14) additionnent les chiffres au moment de la rotation . Un tube longitudinal statique (29 ) est logé d'une part dans un perçage compatible (22 ) ensuite à travers le palier pratiqué l'intérieur de la bague (69 ) et d'autre par dans la bague (32 ) logée dans le palier ( 70 ). Ce tube statique (29) avec une portée (22) et une seconde (32) sur laquelle s'articule la roue libre (27) dont la partie menée est solidaire des molettes qui composent le compteur dans une application du système standard d'enregistrement mécanique par rotation ; il reçoit également un totalisateur ( 30) qui s'article également sur le palier ( 31) lequel logé dans le palier (70 ) à l'intérieur de la bague (16) . Le tube statique (29 ) reçoit un ressort hélicoïdal (23 ) calé dans l'extrémité (22 ) et repoussé par une tige filetée (14 ) dont le filetage traverse le palier ( 32 ) logé dans le manchon compatible (33 ) pour rejoindre la molette (34) dont la rotation permet de compresser le ressort (23 ) ou de le décompresser. Ce ressort hélicoïdal (23 ) a deux fonctions . Dans une première il ralenti la rotation de la tige filetée ( 6) et dans une deuxième il exerce une poussée qui ajoute au système anti rotation de la tige filetée . Ce double mécanisme de ralentissement de la tige filetée (6) est destiné au réglage du dispositif lorsqu'il prend en en compte la différence qui existe entre le poids statique du marcheur et son poids dynamique pour mesurer la distance par l'interprétation de ce moyen. Afin d'y parvenir il suffit de visser la molette (37) lorsque l'utilisateur exerce tout son poids sur le talon. Dans ce cas l'ensemble du mécanisme : (10) (11) et (18) restent immobile. Il suffira de faire des pas plus ou moins grand pour augmenter le poids exercé par le talon 5 ce qui va provoquer une rotation plus ou moins importante du compteur selon l'importance des pas et de la vitesse de déplacement . Cette prise en compte de la pression du talon intervient dans le modèle à commande électronique car dans cette application c'est la course d'un piston (54) FIG. 4 ; qui soumise à variations. 10 A la FIG. 2 ; le dispositif est dans une première phase d'enregistrement sous la pression du fluide qui a repoussé la membrane (19) laquelle dans son mouvement linéaire fait reculer la platine (21) de sorte que la tige filetée (6) décrit un mouvement rotatif pour entraîner le premier disque du compteur enregistreur mécanique par mouvement rotatif de sorte qu'il affiche le chiffre : 1 ù ( 28 ) 15 A la FIG. 4 ; le dispositif (1) est relié par un tube souple ( 50 ) à un canal (48 ) avantageusement formé par deux surfaces planes dont la hauteur est de préférence compatible avec la hauteur d'une chaussure y compris celle d'une botte mais toujours logée à où elle ne gène pas l'utilisateur . Sa base (46) est reliée à une poche (44 ) parfaitement étanche et de préférence très mince 20 qui prend la forme d'un conteneur souple logé dans une semelle et dont la surface est de préférence compatible avec une semelle de chaussure . Dans une des applications de l'invention tout le mécanisme est intégré dans la chaussure au moment de sa fabrication ou à la suite d'une intervention pour loger la version mécanique ou électronique et dans ces deux cas la poche (44) est souvent remplacée par système à levier . 25 Cette poche reçoit dans une des applications de l'invention un produit spongieux (42 ) avantageusement d'une très faible épaisseur et destiné mieux contenir le fluide en plus de faire amortisseur sous le talon . Le repère (40) forme la partie avant d'une semelle ( FIG. 3) standard qui ne comporte pas de poche sur l'avant afm de ne pas gêner l'usager par un handicap quelconque . 30 Le tube (1) FIG. 4 ; est d'un très faible diamètre et particulièrement courts pour servir de carter au mécanique de l'invention dans une gamme de produits très répandue dans le domaine de la micro mécanique . A la FIG. 5 ; dans le tube (1) la membrane (19 ) est en position avancée contre la platine ( 21) pour donner à la tige filetée (6) une rotation et une poussée contre un bis disques (52) relié à une tige ( 53) la quelle comporte un ressort hélicoïdal (54) destiné à la repousser vers l'avant à chaque fois que l'usager soulève son talon.. La tige ( 53) forme un contacteur dont le mouvement linéaire actionne le microprocesseur (55) relié au module émetteur ( 58) par les alimentateurs de données (56 ) et ( 57 ) et dans le module émetteur est logée l'antenne et une plie standard de quoi former l'ensemble d'un émetteur complet . Le principe de fonctionnement est standard par conséquent très simple ; plus concrètement lorsque le contact n'est par actionné durant l'immobilisation du dispositif soit pour raisons de rangements ou d'arrêt du marcheur : le microprocesseur (55) bloque l'alimentation du module émetteur ( 58) afin de réduire considérablement la consommation de l'ensemble . Aussitôt la mise en service le microprocesseur vérifie le contact jusqu'à ce que celui-ci soit relâché , afin de ne permettre de ne compter qu'un seul appui du talon même si le contact est 15 activé . Ensuite le microprocesseur met sous tension le module émetteur (58 ) et aussitôt le Microprocesseur en voie une trame composée de :. 1 octet d'identification et aussitôt . 1 octet de confirmation. Cette trame permet d'empêcher le comptage des impulsions Parasites en provenance de l'environnement . 20 Aussitôt que la trame est envoyée le microprocesseur (55) coupe l'alimentation du module ( 58) et repasse en surveillance du contact . Dans une application de l'invention l'ensemble du déroulement ci-dessus a pris moins de 150 millisecondes de sorte que délai de comptage de pas qui est susceptible d'exister durant moins d'un quart de seconde est bien réalisable . 25 La FIG. 6 ; représente le récepteur compatible avec l'émetteur FIG. 5 ; Le repère (65 ) forme le mini boîtier portatif standard et le repère .( 61) représente le module récepteur doté de l'antenne. Il est relié au microprocesseur ( 67) lui même en contact avec l'écran (68) digital qui Comporte avantageusement : 2 X 8 caractères . (64) est la pile électrique .( 66) est le 30 dispositif de mémoire non volatile Lorsqu'il est à l'arrêt prolongé le microprocesseur (67 ) va chercher dans le mémoire non volatile le dernier nombre d'impulsions comptabilisé . Il est possible d'effacer manuellement par impulsion sur un bouton arrêt marche les chiffres enregistrés et de couper le contact par un intérupteur général. . Le microprocesseur (67 ) affiche sur l'écran ( 68 ) le dernier nombre d'impulsions qui a été comptabilisé., tel que zéro si les chiffres sont éffacés. Dans ce cas le microprocesseur (67) se met instantanément en attente de données. A la réception de données le microprocesseur ( 67) de vérifie l'identifiant ensuite dans la mesure ou il est correct vérifie la confirmation . Si l'une des deux est fausse il se positionne en attente de réception des données compatibles Lorsque tout est conforme , identifiant et confirmation : le microprocesseur ( 67 ) incrémente le nombre d'impulsions , l'affiche sur l'écran ( 68 ) et le mémorise dans la mémoire non volatile. Dans ces conditions le microprocesseur se met en attentes de donnés. 15 Les coupures de courant n'affectent en rein la mémoire non volatile . Plus concrètement à FIG. 1 ; le repère (1) est le tube carter très miniaturisé de même que la micro mécanique qu'il contient afin d'être logé de préférence sur la chaussure au niveau des lacets grâce à un dispositif adhérent standard (39 ) FIG. 2 Le repère (2 ) est l'orifice doté de son couvercle et destiné au remplissage du de la poche 20 repère (44) FIG. 3 . L'opération de remplissage d'un fluide à l'aide d'une simple burette du commerce implique un remplissage complet dans une a version standard de l'invention faute de se contenter d'une pression d'air et dans ce cas une valve standard remplace le couvercle (2 ) La molette ( 34) reliée à la tige filetée (14) est utile au réglage qui consiste de préférence 25 a freiner le coulisseau (11) lorsque l'utilisateur à l'arrêt exerce une pression dans la chaussure sur la poche (44 ) du dispositif avec son talon . Dans la mesure ou l'utilisateur ce contente d'enregistrer ses pas ce réglage n'est pas indispensable et il lui suffira de mesurer la longueur de ses jambes ou son nombre de pas effectués à l'intérieur d'une distance précise pour se baser sur des statistiques . Une membrane souple (19) est logée entre les disques (3 ) et ( 4) disposée pour Repousser la buttée a billes (21) solidaire d'une tige filetée (6 ) et reliée à une cylindre ( 24) doté d'un pivot (9) car le tout s'articule dans la bague ( 7 ) Le coulisseau (11) doté d'une lumière (25 ) destinée a recevoir le pivot (9) pour son entraînement rotatif : comporte un cylindre (69) qui s'articule dans une bague (12 ) afin d' entraîner la roue libre (27) au compteur enregistreur (13) . Dans la FIG. 2 ; la membrane (19) à repoussée la buttée à billes (21) sous la pression exercée par le talon sur la poche (44 ) FIG. 3 ; La tige filetée (6) a effectuée une rotation et le pivot ( 9) un mouvement longitudinal ce qui a entraîné la molette ( 28) dont la rotation fait apparaître le chiffre ::1 ; en plus d'entraîner les autres molettes toutes dotée de chiffres aux quelles elle est liée dans une des applications des compteurs mécaniques totalisateurs standards . La FIG. 3 ; représente une semelle standard (41) destinée a être logée dans une chaussure et dont talon reçoit une poche (43 ) extrêmement fine contenant un faible volume d'un fluide destinée a servir de piston pour repousser une buttée à billes (21) FIG. 4 ; dont la fonction consiste a faire fonctionner un compteur enregistreur mécanique ou un interrupteur électronique . Le repère (42) représente un produit spongieux destiné a être imbibé du fluide utilisé pour le fonctionnement et pour augmenter la souplesse du dispositif . Les repères (43) (40) (47) forme la ceinture de la poche (4 p) A la FIG. 4 ; la buttée à billes (21) est réglée dans sa course en position repos . A la FIG. 5 : la membrane (19) à repoussée la buttée (21) de sorte que le piston interrupteur (53) actionne l'ensemble de ce dispositif émetteur à destination du récepteur (61) FIG. 6 ; A la FIG. 6 ; le boîtier électronique (65) avantageusement de petite taille pour être logé avec facilité dans une poche reçoit tous les composants électroniques standards abondamment utilisés dans le domaine du jouet entre autres nombreux débouchés mais compatibles avec le dispositif émetteur ( 55) (56) (57) et 58 ) Tous les composants du système électronique de l'invention ont fait leurs preuves dans 30 l'industrie de même que le légendaire compteur à barillets. Revendications 1- Dispositif destiné à comptabiliser les pas et la distance parcourue par un piéton caractérisé par le fait que le dispositif enregistre chaque pression du talon pour transmettre aussitôt cette information à un compteur enregistreur standard ou électronique compatible logé de préférence au niveau des lacets d'une chaussure ou 5 sur une botte en raison de son très faible encombrement. 2- Dispositif selon la revendication : 1 ; caractérisé par le fait qu'une enveloppe étanche (44) de préférence très fine est logée dans une semelle standard (41 ) avantageusement placée au niveau du talon ou intégrée dans la chaussure et contenant un fluide : cette enveloppe (44) souvent dotée d'une platine spongieuse 10 (42 ) étant reliée à un canal (48 ) lui même relié à un tube souple destiné à acheminer le fluide dans un tube (1) qui retient le mécanisme de communication 3- Dispositif selon les revendications : 1 et 2 ; caractérisé par le fait que un tube (1 ) forme le carter d'un ensemble de micro mécanique dont la buttée à billes (21) qui reçoit la poussée d'une membrane (19) laquelle dans une application mécanique 15 entraîne la rotation d'un compteur enregistreur totalisateur mécanique standard et dans une autre application une tige poussoir qui prend la forme d'un contacteur . 4- Dispositif selon les revendications : 1 ,2 , et 3 ; caractérisé par le fait que les composants électroniques ( 55) (56) (57 ) (58) forment tout l'ensemble nécessaire à l'émetteur de transmission radar électronique de l'invention à 20 destination du boîtier portable peu encombrant ( 65 ) lequel reçoit tous les composants électroniques ( 55) (56) (57) (58) qui forment le récepteur de données à distances très précisément l'interprétation électronique de chaque mouvements de pieds transmis intégralement par l'émetteur du fait que le moindre déplacement d'un marcheur lui impose d'exercer une pression sur le talon même 25 pour piétiner , la différence entre le poids statique du marcheur et son poids dynamique étant souvent pris en compte pour interpréter la distance parcourue