Brevet FR3053954A1 — publié le 20180119

Pédale intuitive Domaine technique et état de l'art L'invention concerne un cale-pied magnétique pour un véhicule, cale-pied du type comprenant : - deux éléments de liaison magnétique présentant chacun une surface plane de contact par l'intermédiaire de laquelle les deux éléments de liaison magnétique sont susceptibles de se coller magnétiquement, - un premier moyen de fixation adapté pour fixer un premier élément de liaison magnétique sous une chaussure d'un utilisateur de sorte que la surface plane du premier élément de liaison magnétique soit sensiblement parallèle à une semelle de la chaussure, - un deuxième moyen de fixation adapté pour fixer le deuxième élément de liaison magnétique sur un repose-pied du véhicule de sorte que la surface plane du deuxième élément de liaison magnétique soit sensiblement parallèle à un plan d'appui du repose-pied, L'invention a été développé pour permettre à une personne amputée au niveau des membres inférieurs de reprendre une activité physique telle que le vélo. Mais l'invention trouve une application bien plus largement pour la réalisation de matériel facilitant la réalisation ou la reprise d'une activité physique pour la réalisation de matériel orthopédique facilitant les mouvements d'une personne présentant des troubles moteurs ou sensitifs. L'invention peut ainsi être utilisée pour la réalisation de cale-pied pour vélo, pour étrier de cheval, pour la réalisation de cale-pied pour fauteuil roulant, .... Dans tout ce qui suit, et bien que le terme « véhicule » ne soit pas très heureux, on utilisera le terme véhicule pour parler d'un moyen de déplacement au sens très large : vélo, vélo d'appartement, cheval, fauteuil roulant, ... On connaît du document US5473963 un cale-pied magnétique apte à retenir le pied d'un utilisateur sur la pédale d'un vélo. Toutefois, la solution proposée contraint le pied à être orienté dans une direction parallèle à l'axe de déplacement du vélo. Or cette position n'est pas confortable, ni même parfois pas envisageable, pour des personnes souffrant de troubles fonctionnels. De plus, la solution proposée nécessite l'utilisation d'une chaussure spécifique. Description de l'invention L'invention vise à pallier tout ou partie des inconvénients des cale-pieds magnétiques connus. A cette effet, l'invention propose un cale-pied par ailleurs conforme à un cale-pied tel que décrit ci-dessus, et caractérisé en ce que l'un des éléments de liaison magnétique comprend un aimant permanent dont la surface de contact présente une unique polarité, et en ce que l'autre des éléments de liaison magnétique comprend un élément en matériau ferromagnétique doux ou un aimant permanent dont la surface de contact présente une unique polarité opposée à la polarité de la surface de contact de l'aimant de l'élément de liaison magnétique associé. 3053954 2 Par élément de liaison magnétique, on entend ici un élément présentant des propriétés magnétiques lui permettant d'être solidarisé à un autre élément de liaison magnétique, une force magnétique assurant la la liaison entre les deux éléments. La présence, sur l'un des éléments de liaison, d'un aimant dont la surface de contact présente une unique polarité 5 permet la rotation du pied sur le cale-pied, et permet ainsi à toute personne de rechercher une position confortable. Également, pour les personnes amputées d'un membre inférieur et appareillées, la possibilité de rotation du pied sur la pédale pendant un mouvement de pédalage évite la rotation de la prothèse sur le moignon du membre amputé, et évite ainsi toutes les conséquences d'une telle rotation : frottement de la prothèse sur le moignon, irritation, blessure, voire déchaussage de la prothèse. De plus, un aimant présente une force d'attraction forte selon 10 l'axe magnétique de l'aimant, et une force d'attraction environ quatre fois plus faible selon une direction latérale ; ainsi, le pied est bien maintenu sur la pédale pendant le pédalage tout en laissant la possibilité de libérer le pied avec un faible effort latéral. De préférence, le cale-pied est réalisé de sorte que, quelle que soit l'orientation du pied de l'utilisateur dans un plan parallèle à la surface de contact des éléments de liaison magnétique, une force magnétique entre les deux éléments 15 de liaison magnétique est constante. Ceci peut être obtenu par exemple avec un aimant plan en forme de disque comme on le verra mieux plus loin. Ainsi, l'utilisateur peut non seulement prendre une position confortable pour lui, mais également en changer régulièrement sans effort complémentaire. Selon un mode de réalisation, le premier élément de liaison magnétique est une plaque en matériau magnétique ou ferromagnétique, ladite plaque comprenant deux bords latéraux s'étendant sensiblement selon une direction 20 longitudinale d'une chaussure, chaque bord latéral présentant : - une rainure débouchante appropriée pour le passage d'un moyen de fixation tel qu'une sangle, ou - au moins une encoche appropriée pour le passage d'un moyen de fixation tel qu'une boucle élastique. Également, un dispositif de détection peut être intégré dans la plaque formant le premier élément de liaison magnétique, le dispositif de détection comprenant un capteur de pression. Un tel capteur peut être utilisé pour 25 mesurer les efforts fournis par l'utilisateur, détecter un éventuel déséquilibre d'effort entre le pied gauche et le pied droit de l'utilisateur, mesurer le temps pendant lequel un effort est fourni, etc. Le dispositif de détection est de préférence apte à communiquer avec un dispositif de pilotage distant par l'intermédiaire d'une liaison radio (ou liaison sans fil) et autonome sur le plan énergétique ; à cet effet, le dispositif de détection comprend par exemple une antenne de réception d'onde radio, un modulateur/ démodulateur de signaux échangés entre le dispositif de 30 pilotage et le capteur de pression, un dispositif de récupération d'énergie sur l'onde radio. En complément du capteur de pression, le dispositif de détection peut comprendre un chronomètre pour mesurer une vitesse de déplacement du cale-pied, et donc du vélo sur lequel il est installé, ainsi d'un dispositif GPS pour détecter une position du vélo à intervalles réguliers et déterminer une distance parcourue par le vélo. Le dispositif de pilotage distant peut comprendre : 3053954 3 - des moyens de calcul, pour déterminer des paramètres additionnels à partir des paramètres mesurés par le dispositif de détection ; les paramètres additionnels sont par exemple une quantité d'énergie consommée en fonction de la force développée, du poids du corps et de l'âge de l'utilisateur, un éventuel déséquilibre entre un effort fourni sur la pédale gauche et un effort fourni sur la pédale droite par l'utilisateur, ... 5 - des moyens d'affichage, pour afficher les paramètres mesurés par le dispositif de détection et les paramètres déterminés par les moyens de calcul : effort, vitesse, durée de l'effort, équilibre gauche/droite, ... Selon un mode de réalisation, le deuxième élément de liaison magnétique comprend un support fixé de manière amovible sur le repose-pied par un moyen de fixation tel qu'une sangle ou une boucle élastique et un aimant incrusté dans une épaisseur du support de sorte que la surface de contact de l'aimant affleure une surface 10 supérieure du support. Le deuxième élément de liaison peut ainsi être fixé/détaché à volonté sur tout repose-pied classique ; la mise en oeuvre de l'invention ne nécessite pas la réalisation d'un repose-pied spécifique. La surface supérieure du support et la surface de contact de l'aimant peuvent être recouvertes d'un film en matériau glissant. Ceci facilite le positionnement d'un élément de liaison magnétique sur l'autre et l'association des deux éléments magnétiques. Ceci est particulièrement important notamment pour toute personne ayant des capacités 15 musculaires limitées ou un manque de sensibilité au niveau du pied. Une extrémité du support peut être prolongée par une paroi formant une butée contre une paroi latérale du repose-pied. La butée aide à maintenir l'élément de liaison en position sur le repose-pied, en particulier au moment où un effort est appliqué sur le repose-pied en vue de mettre en mouvement le véhicule. Également, un lest peut être fixé sur la sangle, sur la bande élastique ou sur le repose-pied en une position 20 appropriée pour faire contrepoids à l'élément de liaison magnétique de sorte que le repose-pied soit en équilibre dans une position sensiblement horizontale. Ainsi, le repose-pied a toujours une position idéale au repos et son usage est facilité. Enfin, tous les éléments du cale-pied peuvent être rendus étanches, par exemple par un revêtement de surface approprié, pour une utilisation en piscine par exemple (Aquabike ou vélo aquatique). 25 Brève description des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit d'exemples de cale-pied selon l'invention. Ces exemples sont donnés à titre non limitatif. La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels 30 - la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un mode de réalisation d'un cale-pied selon l'invention, - la figure 2 est une vue de côté d'un mode de réalisation d'un premier élément de liaison magnétique d'un cale-pied selon l'invention, 3053954 4 - les figures 3a et 3b sont des vues de dessus partielles de deux modes de réalisation du premier élément de liaison magnétique d'un cale-pied selon l'invention, et - la figure 4 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un deuxième élément de liaison magnétique d'un cale-pied selon l'invention. 5 Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre une vue d'ensemble d'un cale-pied magnétique selon l'invention, bien approprié pour être utilisé sur un vélo. Le cale-pied comprend : - deux éléments 10, 20 de liaison magnétique présentant chacun une surface plane de contact 11, 21 par 10 l'intermédiaire de laquelle les deux éléments de liaison magnétique sont susceptibles de se coller magnétiquement, - un premier moyen de fixation adapté pour fixer un premier élément de liaison magnétique 10 sous une chaussure d'un utilisateur de sorte que la surface de contact 11 du premier élément de liaison magnétique soit sensiblement parallèle à une semelle de la chaussure, 15 - un deuxième moyen de fixation adapté pour fixer le deuxième élément de liaison magnétique 20 sur un repose- pied d'un véhicule de sorte que la surface de contact 21 du deuxième élément de liaison magnétique soit sensiblement parallèle à un plan d'appui du repose-pied, Le véhicule est ici un vélo, et le repose-pied est le repose-pied d'une pédale du vélo. Des modes de réalisation du premier élément de liaison magnétique 10 sont représentés sur les figures 2, 3a, 3b. 20 L'élément 10 est ici constitué d'une plaque 10 de forme sensiblement parallélépipédique comprenant deux bords latéraux 12, 13 s'étendant sensiblement selon une direction longitudinale d'une chaussure lorsque la plaque est positionnée sous une chaussure. Chaque bord latéral présente: - une rainure débouchante 14 (fig. 3b) appropriée pour le passage d'un moyen de fixation tel qu'une sangle 16 (représentée fig. 1) ou, en variante 25 - au moins une encoche 15 (deux encoches sur la figure 3a) appropriée pour le passage d'un moyen de fixation tel qu'une boucle élastique (non représentée sur les figures). La plaque 10 est adaptée pour coopérer avec le deuxième élément de liaison métallique. La plaque 10 est ici réalisée en un matériau métallique tel que du fer. Elle pourrait également être réalisée en un matériau aimanté. Toutefois, une plaque en fer est préférable. L'utilisateur peut ainsi descendre de vélo et poursuivre à pied sans enlever la 30 plaque 10 fixée sous sa chaussure et sans craindre que toutes les particules ou objets magnétiques présents sur le sol se «collent » sous sa chaussure. La plaque 10 est ici amincie au niveau de ses deux bords latéraux 12, 13 comme on le voit sur la figure 2. Ceci évite que la sangle ou la bande élastique formant le moyen de fixation de la plaque gêne l'utilisateur lorsque son pied est en appui sur une surface plane (tel que le deuxième élément de liaison magnétique ou même le sol). 3053954 5 Un mode de réalisation du deuxième élément de liaison magnétique 20 est représenté sur la figure 4 ; il comprend un support 23 fixé de manière amovible sur le repose-pied par un moyen de fixation (non représenté fig. 4) tel qu'une sangle 17 (fig. 1) ou une boucle élastique et un aimant 22 incrusté dans une épaisseur du support 23 de sorte 5 que la surface de contact 21 de l'aimant 22 affleure une surface supérieure 24 du support. L'aimant 22 est ici un disque de faible épaisseur fixé (collé) dans un évidement du support 23. L'aimant peut également être monté amovible, fixé par un vis par exemple. Ceci permet de changer l'aimant en fonction de la force magnétique nécessaire à l'utilisateur pour maintenir son pied sur le repose-pied. Par exemple, dans une phase de rééducation d'une personne ayant été blessée au niveau d'une jambe, il peut être intéressant de changer 10 régulièrement les aimants pour les remplacer par des aimants ayant une force magnétique de plus en plus faible, au fur et à mesure que la personne récupère une force musculaire et / ou des sensations dans sa jambe. Toujours dans le mode de réalisation représenté fig. 4, une extrémité du support 23 est prolongée par une paroi 26 formant une butée contre une paroi latérale du repose-pied. La paroi 26 et l'extrémité opposée du support 23 présentent des rainures 27, 28 débouchantes adaptées pour le passage d'une sangle de fixation 17 (représentée fig. 15 1). Dans un exemple, le support 23 et sa paroi latérale 26 sont réalisés en matériau plastique (par ex. moulé ou usiné) de sorte que l'ensemble est plutôt léger. Le support pourrait également être réalisé en tout autre matériau. A titre purement indicatif, un prototype de cale-pied pour vélo a été réalisé et testé avec les dimensions suivantes : - support 23 selon le mode de réalisation de la figure 1 : matériau plastique moulé, de longueur 75 mm, de largeur 60 mm et d'épaisseur 8 mm, 20 - aimant 24 de diamètre 40 mm et d'épaisseur 5 mm. Sur la figure 1, un lest 29 est prévu sous la sangle de fixation 17 pour faire contrepoids au deuxième élément 20 de liaison magnétique (support 23 + aimant 22) de sorte que le repose-pied (= pédale sur laquelle est positionnée l'élément 20) soit en équilibre dans une position sensiblement horizontale. Enfin, une surface inférieure 23a du support est de préférence recouverte d'un matériau antidérapant. Ceci évite 25 que le support glisse sur le repose-pied lorsqu'un effort est exercé sur le support par l'utilisateur. Dans les exemples représentés sur les figures, le premier élément de liaison magnétique 10 positionné sous la chaussure est une plaque métallique et le deuxième élément de liaison magnétique 20 comprend un aimant 22 sur un support 23. D'autres modes de réalisation sont envisageables sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, selon un 30 autre mode de réalisation, le premier élément magnétique pourrait comprendre un aimant sensiblement plan incrusté dans un support et le deuxième élément magnétique pourrait comprendre une plaque métallique incrustée dans un support ou même une plaque métallique seule. Selon un autre mode de réalisation encore, les deux éléments métalliques pourraient comprendre chacun un aimant incrusté dans un support. 3053954 6 Dans le cadre de l'invention, il doit simplement être assuré que : - l'un au moins des éléments de liaison comprend un aimant permanent dont la surface de contact présente une unique polarité, - si les deux éléments de liaison comprennent chacun un aimant, la surface de contact de l'un des aimants doit 5 présenter une polarité opposée à la surface de contact de l'autre des aimants. Également, quelle que soit l'orientation du pied de l'utilisateur dans un plan parallèle à la surface de contact des éléments de liaison magnétique, une force magnétique entre les deux éléments de liaison magnétique est constante. Le pied de l'utilisateur peut ainsi tourner sans contrainte sur le repose-pied. 10 3053954 7 NOMENCLATURE 10. élément de liaison magnétique 11 surface de contact 5 12, 13 deux bords latéraux 14 rainure débouchante 15 encoche 16 sangle de fixation 17 sangle de fixation 10 20 élément de liaison magnétique 21 surface de contact magnétique 22 aimant 23 support 23a surface inférieure du support 15 24 surface supérieure du support 26 paroi formant butée 27, 28 rainures 29 lest 20 REVENDICATIONS1. Cale-pied magnétique pour un véhicule, cale-pied comprenant : - deux éléments de liaison magnétique (10, 20) présentant chacun une surface plane de contact (11, 21) par l'intermédiaire de laquelle les deux éléments de liaison magnétique sont susceptibles de se coller magnétiquement, - un premier moyen de fixation (16) adapté pour fixer un premier élément de liaison magnétique sous une chaussure d'un utilisateur de sorte que la surface plane du premier élément de liaison magnétique soit sensiblement parallèle à une semelle de la chaussure, - un deuxième moyen de fixation (17) adapté pour fixer le deuxième élément de liaison magnétique sur un repose-pied du véhicule de sorte que la surface plane du deuxième élément de liaison magnétique soit sensiblement parallèle à un plan d'appui du repose-pied, cale-pied caractérisé en ce que l'un (20) des éléments de liaison magnétique comprend un aimant (22) permanent dont la surface de contact (21) présente une unique polarité, et en ce que l'autre (10) des éléments de liaison magnétique comprend un élément en matériau ferromagnétique doux ou un aimant permanent dont la surface de contact (11) présente une unique polarité opposée à la polarité de la surface de contact (21) de l'aimant de l'élément de liaison magnétique associé. 2. Cale-pied selon la revendication 1 caractérisée en ce que, quelle que soit l'orientation du pied de l'utilisateur dans un plan parallèle à la surface de contact (11, 21) des éléments de liaison magnétique, une force magnétique entre les deux éléments de liaison magnétique est constante. 3. Cale-pied selon l'une des revendications précédentes dans lequel le premier élément de liaison magnétique est une plaque (10) en matériau magnétique ou ferromagnétique, ladite plaque comprenant deux bords latéraux (12, 13) s'étendant sensiblement selon une direction longitudinale de la chaussure, chaque bord latéral présentant : - une rainure (14) débouchante appropriée pour le passage d'un moyen de fixation tel qu'une sangle, ou - au moins une encoche (15) appropriée pour le passage d'un moyen de fixation tel qu'une boucle élastique. 4. Cale-pied selon la revendication 4 dans lequel la plaque (10) formant le premier élément de liaison magnétique est amincie au niveau de ses deux bords latéraux (12, 13). 5. Cale-pied selon l'une des revendications 3 à 4 dans lequel un dispositif de détection est intégré dans ou sur la plaque formant le premier élément de liaison magnétique, le dispositif de détection comprenant un capteur de 30 pression. 3053954 9 6. Cale-pied selon l'une des revendications précédentes dans lequel le deuxième élément de liaison magnétique (20) comprend un support (23) fixé de manière amovible sur le repose-pied par un moyen de fixation tel qu'une sangle ou une boucle élastique et un aimant (22) incrusté dans une épaisseur du support de sorte que la surface de contact (21) de l'aimant (22) affleure une surface supérieure (24) du support (23). 5 7. Cale-pied selon la revendication 6, dans lequel l'aimant (22) est fixé dans un évidement du support, de préférence de manière amovible. 8. Cale-pied selon l'une des revendications 6 à 7 dans lequel la surface supérieure (24) du support (23) et la surface de contact (21) de l'aimant (22) sont recouvertes d'un film en matériau glissant. 9. Cale-pied selon l'une des revendications 6 à 8 dans lequel une extrémité du support est prolongée par une paroi 10 (26) formant une butée contre une paroi latérale du repose-pied . 10. Cale-pied selon l'une des revendications 6 à 9 dans lequel un lest (29) est fixé sur le moyen de fixation du deuxième élément de liaison magnétique (20) ou sur le repose-pied en une position appropriée pour faire contrepoids au deuxième élément de liaison magnétique (20) de sorte que le repose-pied soit en équilibre dans une position sensiblement horizontale. 15 11. Cale-pied selon l'une des revendications 6 à 10 dans lequel une face inférieure (23a) du support (23) est recouverte d'un matériau antidérapant.