Brevet FR2990876A1 — publié le 20131129

RAQUETTE DE TENNIS La présente invention concerne une raquette de tennis. Lorsqu'un joueur pratique le tennis, il est avantageux de pouvoir analyser ses performances, par exemple dans le but d'évaluer et/ou d'améliorer sa technique de jeu. L'invention propose une raquette de tennis permettant la mesure de paramètres d'analyse des gestes et des frappes du joueur. A cet effet, l'invention à pour objet une raquette qui comprend : - une tête comprenant un cadre entourant un tamis, - un manche de préhension, - un capteur de vibrations, un capteur d'accélération linéaire triaxial et un capteur de vitesse angulaire triaxial. Grâce à l'invention, les mesures de vibration, de vitesse angulaire et d'accélération linéaire permettent d'obtenir des mesures de paramètres relatifs aux performances du joueur. Ces paramètres sont enregistrés par la raquette et peuvent être transférés à un poste d'analyse tel qu'un ordinateur, une tablette graphique ou un téléphone intelligent qui traite les données enregistrées par la raquette. La raquette conforme à l'invention est légère. De plus, elle présente une autonomie et une résistance mécanique satisfaisantes. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, une telle raquette peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - La raquette de tennis comprend en outre des moyens de stockage des données enregistrées par les capteurs et des moyens de transmission des données enregistrées par les capteurs, notamment des moyens de connexion filaires, de préférence un connecteur électrique de type USB, et/ou des moyens de transmission sans fil, de préférence une antenne de type Bluetooth. - Le capteur de vibrations est fixé à la tête de la raquette, notamment par collage. - La tête comprend des branches de liaison qui relient le tamis au manche et le capteur de vibrations est fixé sur une zone de raccordement des branches de liaison. - Le capteur d'accélération linéaire triaxial et le capteur de vitesse angulaire triaxial sont solidaires du manche. - Le manche est creux et renferme un boitier sur lequel est fixé un circuit électronique équipé du capteur d'accélération linéaire triaxial et du capteur de vitesse angulaire triaxial. - Le boitier est fixé au manche au moyen d'éléments de fixation orientés perpendiculairement au manche. - Le manche comprend un corps creux comportant deux rails intérieurs parallèles au manche et le boitier comporte deux rainures longitudinales. - La raquette de tennis comprend en outre un talon fixé au boitier, au niveau de l'extrémité libre du manche, au moyen d'éléments de fixation orientés parallèlement au manche. - La raquette de tennis comprend en outre une batterie rechargeable qui alimente le circuit électronique. - La raquette comprend en outre un talon qui est fixé au boitier, au niveau de l'extrémité libre du manche, et qui ferme de manière étanche le manche tout en permettant la manipulation de boutons de commande du circuit électronique. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'une raquette conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face d'une raquette conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle éclatée et en perspective de la raquette de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue, à plus grande échelle, du détail III à la figure 2 ; - la figure 4 est une vue partielle éclatée et en perspective du manche d'une raquette conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une vue éclatée et en perspective, à plus grande échelle, du manche de la figure 4, en cours de montage ; - la figure 6 est une vue selon la flèche F6 à la figure 5 ; et - la figure 7 est une vue analogue à la figure 6, dans la configuration assemblée du manche. Les figures 1 à 3 montrent une raquette de tennis 1, qui comprend de manière classique un manche 2 raccordé à une tête T incluant un cadre 4 à l'intérieur duquel est tendu un tamis non représenté, formé de différentes cordes transversales et longitudinales. La tête T comprend également deux branches de liaison 6 s'étendent de manière divergente depuis le manche 2 vers le cadre 4. Au niveau d'une zone de raccordement R de la tête T avec le manche 2, les branches de liaison 6 sont solidaires l'une de l'autre. Le manche 2 comprend un corps 21 creux et globalement tubulaire, réalisé par exemple en carbone. De manière classique, le corps 21 est recouvert d'une épaisseur de mousse entourée par un grip, pour améliorer la prise en main du manche. Le corps 21 du manche 2 comporte une extrémité longitudinale proximale 21.1, située du côté du tamis et raccordée aux branches de liaison 6, et une extrémité longitudinale distale 21.2, libre et opposée à l'extrémité 21.1. L'extrémité 21.2 est recouverte par un talon 22, généralement désigné par le terme « butt cap » en anglais, qui permet à la main du joueur de ne pas glisser hors du manche 2. Le talon 22 comprend un corps 221 recouvert par un couvercle 223 assemblé avec le corps 221 par encliquetage. Ainsi, l'utilisateur peut facilement retirer le couvercle 223, sans l'aide d'outils. De plus, des éléments de fixation souples, non représentés, relient le couvercle 223 au corps 221, pour éviter de désolidariser le couvercle 223 de la raquette 1 lors de l'utilisation de la raquette 1. La raquette 1 est équipée d'un système de mesure de paramètres de jeu, comprenant un capteur de vibrations 14.1 qui est fixé sur les branches de liaison 6, au niveau de la zone de raccordement R, notamment par collage. Le capteur de vibrations 14.1 est par exemple un capteur piézoélectrique, qui mesure les déformations générées par les vibrations de la raquette 1. En variante, il peut s'agir d'un accéléromètre calibré sur des fréquences de vibration, notamment de 100 Hz à 600 Hz. Le capteur de vibrations 14.1 est recouvert par une partie d'extrémité 23 du corps 21 du manche 2, entourée par une bague 24 rapportée, généralement désignée par le terme « front cap » en anglais. Le capteur de vibrations 14.1 est relié à un circuit électronique 20, au moyen de fils électriques non représentés logés dans le corps 21 du manche 2. Le circuit électronique 20 est monté sur des plaques fixées dans un boitier 16 en matière plastique, qui est logé à l'intérieur du corps 21, du côté de l'extrémité libre 21.2 du corps 21. Le boitier 16 comprend un corps 16.1 ainsi qu'un couvercle 16.2 de forme allongée. La section transversale du corps 16.1 est globalement en forme de « U » et le couvercle 16.2 referme le côté ouvert du corps 16.1. Des vis sont utilisées pour fixer le couvercle 16.2 au corps 16.1. Du côté de l'extrémité libre 21.2 du manche 2, le corps 16.1 du boitier 16 comprend une plaque transversale 16.4 perpendiculaire au manche 2, dont la géométrie est sensiblement identique à la section du corps 21 du manche 2. Le circuit électronique 20 est monté sur une plaque longitudinale 20.1 disposée dans le volume du boitier 16, ainsi que sur une plaque transversale 20.2 fixée à l'extérieur du boitier 16, sur la plaque transversale 16.4 du boitier 16, et perpendiculaire à la plaque 20.1. La plaque transversale 16.4 du boitier 16 comporte une ouverture 16.6 prévue pour l'insertion de la plaque longitudinale 20.1 du circuit électronique 20 dans le boitier 16, pour le montage du circuit électronique 20 dans le boitier 16. Une batterie électrique rechargeable 18 est assemblée au couvercle 16.2 du boitier 16, par encliquetage, et alimente le circuit électronique 20 par l'intermédiaire de fils électriques non représentés. La plaque longitudinale 20.1 du circuit électronique porte un capteur d'accélération linéaire triaxial 14.2, qui mesure l'accélération de la raquette 1, ainsi qu'un capteur de vitesse angulaire triaxial 14.3, qui mesure la vitesse de rotation de la raquette 1. Les capteurs 14.2 et 14.3 mesurent l'accélération et la vitesse angulaire selon trois directions X, Y et Z perpendiculaires entre elles, fixes par rapport au référentiel terrestre. Le circuit électronique 20 comporte une mémoire non représentée qui enregistre les mesures des capteurs 14.1, 14.2 et 14.3. La plaque transversale 20.2 porte trois boutons de commande 15.1, 15.2 et 15.3, permettant à l'utilisateur de piloter le système de mesure des paramètres du jeu, ainsi que des diodes 13 qui s'allument avec des couleurs différentes en fonction des actions de l'utilisateur sur les boutons de commande 15.1, 15.2 et 15.3. La plaque longitudinale 20.1 porte des moyens de communication sans fil, formés par une antenne Bluetooth 11 apte à émettre et à recevoir des données par voie aérienne. De plus, la plaque longitudinale 20.1 est reliée électriquement à un connecteur électrique femelle 17 de type USB, qui passe à travers la plaque transversale 20.2 et qui est prévu pour raccorder la raquette 1 à un poste d'analyse par une liaison filaire. Par souci de gain de place, le connecteur 17 est éventuellement de type mini-USB ou micro- USB. Ainsi, la raquette 1 est apte à communiquer par voie filaire ou aérienne avec un ordinateur, un téléphone portable intelligent ou une tablette graphique. La plaque transversale 20.2 est recouverte par un élément souple 5 comportant des ouvertures 51 et 52 disposées au niveau du connecteur 17 et des diodes 13, pour permettre l'accès au connecteur 17 et la visibilité des diodes 13, ainsi que des reliefs 53.1 et 53.2 disposés au niveau des boutons de commande 15.1 et 15.2 prévus pour améliorer la manipulation des boutons 15. Du côté de l'extrémité 21.2, quatre plaquettes métalliques 19 sont fixées au corps 21 du manche 2. L'assemblage des différents composants du manche 2 est réalisé en insérant les plaquettes 19 dans les logements plats 21.3. Puis, le boitier 16 est inséré dans le volume intérieur du corps 21 du manche 2, du côté de l'extrémité libre 21.2. La plaque transversale 16.4 du boitier 16 vient alors en butée contre l'extrémité libre 21.2 du manche 2. Quatre vis transversales 3 orientées perpendiculairement au manche 2 sont utilisées pour fixer les plaquettes 19 et le boitier 16 au corps 21 du manche 2. Les vis 3 sont insérées dans des trous 21.4 réalisés dans le corps 21 du manche 2, au niveau de l'extrémité libre 21.2. Les vis 3 passent dans des trous 19.1 ménagés dans chaque plaquette 19 et viennent en prise avec des trous ménagés dans le boitier 16. Les plaquettes 19 permettent d'améliorer l'ancrage des vis 3 dans le corps 21 du manche 2, étant donné que les parois du corps 21 sont relativement fines. Le circuit électronique 20 est assemblé au boitier 16 en glissant la plaque longitudinale 20.1 dans l'ouverture 16.6 du boitier 16. La plaque transversale 20.2 du circuit électronique 20 vient alors en butée contre la plaque transversale 16.4 du boitier 16. L'élément souple 5 est disposé contre la plaque transversale 20.2 du circuit électronique, et le corps 221 du talon 22 est inséré autour de l'extrémité libre 21.2 du corps 21 du manche 2. Quatre vis longitudinales 7, orientées parallèlement au manche 2, sont utilisées pour fixer le talon 22 au boitier 16. Les vis longitudinales 7 passent chacune successivement dans un trou 222 ménagé dans le corps 221 du talon 22, dans un trou 53 de l'élément souple 5, dans un trou 20.3 de la plaque transversale 20.2 du circuit électronique 20 et dans un trou fileté 16.5 de la plaque transversale 16.4 du boitier 16. Ainsi, le talon 22 est solidarisé au boitier 16 et le circuit électronique 20 est maintenu entre le talon 22 et le boitier 16. Le talon 22 est donc solidaire du corps 21 du manche 2, par l'intermédiaire du boitier 16. Après la mise en place des quatre vis longitudinales 7, le couvercle 223 du talon 22 est fixé au corps 221 du talon 22. Les matériaux du couvercle 223 et de la pièce 5 permettent à la lumière de la diode 13 d'être visible de l'extérieur. Pour connecter un câble au connecteur électrique 17, l'utilisateur enlève le couvercle 223 du talon 22. De manière classique, des masselottes peuvent être fixées au boitier 16, pour l'équilibrage de la raquette 1. L'antenne 11 est à l'extérieur du corps 21 du manche 2, ce qui lui permet d'émettre et recevoir des signaux sans que le matériau du corps 21 ne fasse barrière. La raquette 1 a une masse réduite et une bonne résistance mécanique. De plus, le manche 2 est étanche. La suite de la description concerne une méthode de mesure et de calcul de paramètres de jeu, au moyen de la raquette 1. Dans une étape préalable a), des données comportementales de la raquette 1 sont générées lors de tests, en mesurant les vibrations, l'accélération linéaire et la vitesse angulaire de la raquette, au moyen des capteurs 14.1, 14.2 et 14.3, pour différents paramètres des frappes du joueur, lorsqu'il réalise des types de coups spécifiques (coup droit lifté, service, revers coupé...). Chaque frappe est caractérisée par plusieurs paramètres. Par exemple, un premier paramètre est le type de coup (coup droit, revers ou service), déterminé en fonction de l'accélération linéaire de la raquette 1 et de ses vitesses angulaires. Un deuxième paramètre est le type et la quantité d'effet (lift, slice ou coup à plat), déterminé en fonction du rapport entre la vitesse angulaire du mouvement ascendant et du mouvement d'avance de la raquette 1, juste avant la frappe. Un troisième paramètre est la puissance de frappe, déterminée au moment de la frappe, en fonction de l'accélération linéaire et des vitesses angulaires de la raquette 1. Un quatrième paramètre est la localisation de la zone d'impact de la balle sur le tamis 8, déterminée en fonction des mesures des trois capteurs 14.1, 14.2, 14.3. Le tamis 8 peut être divisé en plusieurs zones représentées à la figure 1 : une zone centrale Ml, globalement circulaire, et quatre zones périphériques M2, M3, M4 et M5 qui divisent la partie restante du tamis 8 en quatre quartiers : un quartier avant M2 situé entre la zone centrale M1 et l'extrémité du cadre 4 opposée au manche 2, un quartier arrière M4 situé entre la zone centrale M1 et la partie du cadre 4 reliée aux branches de liaison 6, et deux quartiers latéraux M3 et M4 situés de part et d'autre de la zone centrale M1, entre les quartiers avant M2 et arrière M4. En variante, le découpage des zones et le nombre de zones peut être différent. Les données comportementales sont stockées dans une mémoire du poste d'analyse et indiquent, pour chaque paramètre, les vibrations, l'accélération linéaire et la vitesse angulaire de la raquette 1. Dans une étape d'initialisation b), le joueur met sous tension la raquette 1 et démarre l'enregistrement des données de jeu, en utilisant le bouton 15.1. Puis, dans une étape de jeu c), le joueur frappe des balles, pendant que les capteurs 14.1, 14.2 et 14.3 enregistrent dans la mémoire du circuit 20 des données de jeu relatives aux vibrations, à la vitesse angulaire et à l'accélération linéaire de la raquette 1. Dans une étape de transmission d), se déroulant après ou pendant l'étape de jeu b), les données de jeu sont transmises à un poste d'analyse, par voie filaire, en utilisant le connecteur 17, ou par voie aérienne, en utilisant l'antenne 11. Par exemple, la connexion filaire peut être utilisée à la fin de la partie et la voie aérienne peut être utilisée en temps réel, pendant le jeu, pour communiquer les données à un entraineur. Enfin, dans une étape d'analyse e), le poste d'analyse compare les données de jeu et les données comportementales de la raquette 1 et détermine, à partir de cette comparaison, au moins un paramètre caractérisant les gestes et les frappes du joueur. Par exemple, le poste d'analyse déduit au moins un des paramètres de jeu décrits précédemment. Il est ainsi possible de savoir si le joueur a réalisé un coup droit, un revers ou un service, s'il a mis de l'effet et dans quelle mesure, la puissance de la frappe et la zone d'impact de la balle sur le tamis 4. Les figures 4 à 7 montrent un manche 102 de raquette conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, dont les éléments semblables à ceux de la raquette 1 portent les mêmes références numériques. Dans la suite, on ne décrit pas les éléments semblables à ceux de la raquette 1. Le manche 102 comprend un corps 21 creux, qui comporte deux rails intérieurs 31 et 32 parallèles au manche 102. Le manche 102 comprend un boitier 16 de forme allongée, à section rectangulaire, dans lequel est fixé un circuit électronique non représenté. Le boitier 16 comporte deux rainures longitudinales 41 et 42. On note d1, la distance entre les rails 31 et 32 du manche 2 et h1, la hauteur de la section du volume intérieur du corps 21 du manche 2, mesurée perpendiculairement à la distance d1. La distance dl est inférieure à la hauteur h1. Les rails 31 et 32 s'étendent le long d'un plan Pl. On note d2, la distance entre le fond des rainures 41 et 42 du boitier 16 et h2 la hauteur de la section du boitier 16, mesurée perpendiculairement à la distance d2. La distance d2 est supérieure à la hauteur h2. Les rainures 41 et 42 s'étendent le long d'un plan P2. La distance h2 est légèrement inférieure à la distance d1. Les distances dl et d2 sont égales, aux jeux de fonctionnement près. Pour assembler le boitier au corps 21 du manche 102, le boitier 16 est inséré dans le volume du corps 21 du manche 2, en orientant le plan P1 perpendiculairement au plan P2, comme représenté aux figures 5 et 6. Le boitier 16 est enfoncé dans le corps 21 du manche 102 jusqu'à ce qu'il dépasse complètement au-delà de l'extrémité des rails 31 et 32 opposée à l'extrémité libre 21.2 du corps 21. Puis, le boitier 16 est tourné d'un quart de tour autour de l'axe longitudinal du boitier 16, qui est aligné avec la direction du corps 21 du manche 102. Les plans P1 et P2 sont alors alignés. Puis, comme représenté à la figure 7, le boitier 16 est translaté vers l'extrémité libre 21.2 du manche 2, de manière à faire coulisser les rails 31 et 32 du manche 2 dans les rainures 41 et 42 du boitier. Le boitier 16 est alors bloqué en rotation, autour de son axe longitudinal, par les rails 31 et 32 du corps 21 du manche 21. . Un talon 22 est fixé au corps 21 du manche 2, au moyen de vis, pour bloquer la translation du boitier 16 par rapport au corps 21, selon l'axe longitudinal du boitier 16 et dans une direction opposée à la tête de la raquette. Lorsque le couvercle 223 du talon 22 recouvre le corps 221, le talon 22 ferme de manière étanche les manches 2 et 102, du côté de l'extrémité libre 21.2, ce qui protège le circuit électronique 20 de la pluie ou de la transpiration du joueur. Par ailleurs, le couvercle 223 du talon 22 permet au joueur, lorsque le couvercle 223 recouvre le corps 221, d'utiliser les boutons 15.1 et 15.2. En effet, le couvercle 223 est réalisé dans un matériau qui présente une souplesse permettant au joueur, lorsqu'il appuie sur le couvercle 223, de le déformer pour actionner les boutons 15.1 et 15.2. Il peut ainsi en cours de jeu activer ou désactiver le système de mesure, et activer ou désactiver les échanges de données via l'antenne 11. Le bouton 15.2 permet également de fractionner l'enregistrement en plusieurs séquences de jeu : lorsque le système de mesure est actif et à chaque fois que le joueur appuie sur ce bouton 15.2, un marqueur temporel est créé, afin de séparer les données enregistrées en plusieurs séquences de jeu. Cette fonction permet d'analyser le jeu en fonction de la séquence choisie. Le bouton 15.3 n'est pas accessible lorsque le couvercle 223 du talon 22 recouvre le corps 221. Ce bouton 15.3 permet de réinitialiser le système de mesure. Pour l'actionner, il faut retirer le couvercle 223 et appuyer sur la pièce 5 qui se déforme et vient en contact avec le bouton 15.3. Dans cette configuration, il est également possible d'accéder au connecteur 17. REVENDICATIONS1.- Raquette de tennis (1), comprenant : - une tête (T) comprenant un cadre (4) entourant un tamis, et - un manche (2) de préhension, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un capteur de vibrations (14.1), un capteur d'accélération linéaire triaxial (14.2) et un capteur de vitesse angulaire triaxial (14.3). 2.- Raquette de tennis (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de stockage des données enregistrées par les capteurs (14.1, 14.2, 14.3) et des moyens (11, 17) de transmission des données enregistrées par les capteurs (14.1, 14.2, 14.3), notamment des moyens de connexion filaires (17), de préférence un connecteur électrique de type USB, et/ou des moyens de transmission sans fil (11), de préférence une antenne de type Bluetooth. 3.- Raquette de tennis (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le capteur de vibrations (14.1) est fixé à la tête (T) de la raquette (1), notamment par collage. 4.- Raquette de tennis (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tête (T) comprend des branches de liaison (6) qui relient le tamis au manche (2) et en ce que le capteur de vibrations (14.1) est fixé sur une zone de raccordement (R) des branches de liaison (6). 5.- Raquette de tennis (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le capteur d'accélération linéaire triaxial (14.2) et le capteur de vitesse angulaire triaxial (14.3) sont solidaires du manche (2). 6.- Raquette de tennis (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le manche (2) est creux et renferme un boitier (16) sur lequel est fixé un circuit électronique (20) équipé du capteur d'accélération linéaire triaxial (14.2) et du capteur de vitesse angulaire triaxial (14.3). 7.- Raquette de tennis (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le boitier (16) est fixé au manche (2) au moyen d'éléments de fixation (3) orientés perpendiculairement au manche (2). 8.- Raquette de tennis (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le manche (2) comprend un corps (21) creux comportant deux rails intérieurs (31, 32) parallèles au manche (2) et en ce que le boitier (16) comporte deux rainures longitudinales (41, 42). 9.- Raquette de tennis (1) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un talon (22) fixé au boitier (16), au niveau de l'extrémité libre (21.2) du manche (2), au moyen d'éléments de fixation (7) orientés parallèlement au manche (2). 10.- Raquette de tennis (1) selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une batterie rechargeable (18) qui alimentele circuit électronique (20). 11.- Raquette de tennis (1) selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un talon (22) qui est fixé au boitier (16), au niveau de l'extrémité libre (21.2) du manche (2), et qui ferme de manière étanche le manche (2) tout en permettant la manipulation de boutons (15.1, 15.2) de commande du circuit électronique (20).