WO1997018864A2 - Dispositif neutraliseur de vibrations pour ski ou assimile - Google Patents
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- A63C5/075—Vibration dampers
Definitions
- the invention relates to a vibration neutralizing device for skiing or the like, such that all or part of the parasitic vibrations which currently exist are neutralized.
- the invention therefore aims to remedy these problems, that is to say to provide an active system which neutralizes vibrations in real time.
- the invention consists of one or more vibration sensors (1) making it possible to measure in real time vibrations on the ski or the like, an electronic block (2) which produces the counter signal to be supplied to the actuator (3), one or more actuators (3) allowing, from an electrical signal, to modulate its thickness and / or its rigidity in order to absorb parasitic vibrations.
- Figure 1 shows an example of integration of the electronic control unit and the vibration sensor.
- FIG. 2 presents an embodiment allowing the first and the second mounting.
- FIG. 3 shows an embodiment of original equipment.
- FIG. 4 shows an embodiment of first or second mounts.
- FIG. 5 shows an embodiment of first or second mounts. 35
- FIG. A shows the synthetic operation of the invention in open loop.
- FIG. B presents the synthetic operation of the invention in closed loop.
- the invention relates to a device for neutralizing parasitic vibrations for skiing or the like, parasitic vibrations arising during sliding of the ski or the like, in
- the parasitic vibrations which arise and apply to skiing or the like exist, in variable proportions, in the three dimensions (Ox, Oy, Oz) of the three-dimensional Cartesian coordinate system which in fact represents three possible planes of 5 vibrations (Ox, Oy) , (Ox, Oz) and (Oy, Oz).
- the device can be applied in particular in one, two or three planes or any partial combination of these planes.
- the device comprises one or more vibration sensors (1) intended to measure the value of the shock wave of the vibration on the ski or the like, propagating in particular from the contact between the ski and the snow vertically in the plane (0x, 0y), an electronic block (2)
- one or more actuators (3) which may in particular be of the piezoelectric type and having the characteristic of being able to modulate its thickness and / or its rigidity in its three dimensions (Ox, Oy, Oz) as a function of an appropriate electrical signal. 25
- the vibration sensor (s) (1) can be of different types, in particular of the accelerometer, pressure sensor or any other type.
- the role of this vibration sensor (1) is to give an image in magnitude that can be manipulated by the electronic unit (2), in particular an electric voltage, vibrations applied to skiing or the like, in one or more of the planes of the Cartesian coordinate system associated with skiing.
- the electronic unit (2) has the function of developing the counter signal to be supplied to the actuator (3).
- This signal can be of different nature, in particular electrical, this one allowing the electronic unit (2) to control the actuator (3).
- the function of the actuator (3) is to be able to modulate its thickness and / or its rigidity in its three dimensions (Ox, Oy, Oz) as a function of an appropriate electrical signal.
- This actuator can be of different types, electrical, mechanical, electromechanical, in particular piezoelectric 5.
- the measurement module (4) including the vibration sensor (s) (1) and the electronic unit (2) is fixed to the upper face ⁇ -of the ski or.-Assimilated, with an axis for measuring vertical vibration in the plane (Ox, Oy), the actuator (3) being outside between the two fixing stops of the ski boot, and the ski boot on the one hand, the upper face of the ski or the like on the other hand, thus performing the function of shoe-ski shock absorber, this actuator (3) being able to be 5 installs as original equipment or after equipment.
- This embodiment is preferred by the inventor, in fact it allows retrofitting and equipment for all models.
- the jQ inesure module (4) including the vibration sensor (s) (1) and the electronic unit (2) is fixed to the upper face of the ski or the like, with a measurement axis of vertical vibration in the plane (Ox, Oy), the actuator (3) being inside the ski or assimilated thus realizing the function of nucleus-controllable,. inside the ski thus allowing to modify in time the overall mechanical characteristics of the ski or similar, and thereby neutralize the propagation of vibrations in the ski or similar.
- the measurement module (4) including the vibration sensor (s) (1) and the electronic unit (2) is fixed on the upper face of the ski or similar, in the actuator (3), with a vertical vibration measuring axis in the plane (Ox, Oy), the actuator (3) being strongly fixed on the upper external face of the ski or the like, producing by the same a counter beam dynamic reaction, thus making it possible to neutralize the parasitic vibrations emerging on the ski.
- the measurement module (4) can be integrated 30in the ski or similar or a part thereof in particular ⁇ ans one of the bindings of the ski boot. According to the invention, the measurement module (4) can be integrated within the actuator (3).
- the third and fourth figures represent 2 40 possible functional realizations.
- the device In the first functional mode of the third figure, the device is said to be "in open loop", in fact, the latter performs a measurement of the vibration and emits a counter signal 45 on hypotheses provided from the manufacturing of the device.
- the device In the second functional mode of the fourth figure, the device is said to be "in closed loop", in fact, this device performs w in closed loop regulation of the vibrations for.-A zero setpoint, the purpose of which is to seek to regulate the vibrations and cancel them.
- the electronic unit (2) actuates the actuator (s) (3), and measures using the vibration sensor (s) (1) the result of its action, and corrects it if it is not optimal .
- This operating mode is preferred by the inventor, in fact it allows automatic adaptation of the counter signal to the original signal.
- the two previous functional modes are j O not restrictive, and the invention claims any full or partial combination of these functional modes.
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Abstract
Dispositif neutraliseur de vibrations pour ski ou assimilé permettant de neutraliser dynamiquement les vibrations parasites qui prennent naissance lors de la glisse du ski ou assimilé. L'invention permet de réaliser un système auto-adaptatif à son environnement.
Description
DISPOSITIF NEUTRALISEUR DE VIBRATIONS POUR SKI OU ASSIMILE
L'invention concerne un dispositif neutraliseur de vibrations pour ski ou assimilé, tel que tout ou une partie 5des vibrations parasites qui existent actuellement soient neutralisées.
Il existe actuellement une foule de procédés de fabrication de' ski ou assimilé, tel que surf, monoski, en
10effet ceux ci, et donc le skieur, sont soumis a de fortes contraintes lors de descente rapide ou de champs de bosses. Le principal ennemi du skieur, aussi bien du novice que du compétiteur, est la naissance de vibrations parasites lors de diverses actions (bosses, changement de carres, etc;..] et en
,, fonction du type de neige (glace, neige poudreuse, etc...).
Ces vibrations ont deux conséquences graves, tout d'abord une remontée de ces vibrations au travers de ia chaussure dans les jambes et la colonne vertébrale, mais aussi une perte d'accroché du ski d'où une conduite et des 'performances très dégradées voir dangereuse.
Il faut savoir que ce problème est très complexe car le ski doit concilier deux paramètres opposés qui sont la souplesse (pour l'amortissement) et la rigidité (pour l'accroche).
2* Pour tenter de résoudre ce problème, les constructeurs ont imaginés une multitude de solutions différentes, mais toutes à base de mécanique passive. C'est comme cela que sont né*»les différentes structures de ski tel que l'Oméga, le multicouche, le monocoque etc.. Tous ces noms décrivant une structure
30particulière du noyau interne du ski. Puis sont arrivés de nouveaux systèmes basés sur des boules ou des plaques rajoutés sur ie ski, et censés capter et absorber les vibrations parasites. Et enfin, les dernières nouveautés étant une plaque plus ou moins particulière qui se place entre les deux butées
35de la fixation de ski, dans le but de "boucher" le passage aux vibrations pour ne pas les laisser remonter au travers de la chaussure et pour rigidifier l'entre butées, coeur du ski.
Toutes ces solutions ont le désavantage d'être passives, c'est 0à dire de ne pas pouvoir corriger dynamiquement les vibrations mais simplement en "obstruant" le passage à celles-ci ou en rigidifiant certaines parties du ski. Les performances s'en ressentent, et il n'existe à l'heure actuelle aucun système véritablement efficace. 5
L ' invention vise donc à remédier à ces problèmes, c ' est à dire à proposer un système actif qui neutralise en temps réel les vibrations .
-« Pour ce faire l ' invention se compose d ' un ou de plusieurs capteurs de vibrations ( 1 ) permettant de mesurer en temps réel
les vibrations sur le ski ou assimilé, un bloc électronique (2) qui élabore le contre signal à fournir à 1 'actionneur (3), un ou des actionneur (3) permettant à partir d'un signal électrique de moduler son épaisseur et/ou sa rigidité afin 5 d'absorber les vibrations parasites.
Comme l'indiquent les figures 1 à 5, il y a différents mode de réalisations possibles. jO Dans tout ce qui suit, nous conviendrons de désigner par :
1 le ou les capteurs de vibrations
2 le bloc électronique de pilotage
3 le ou les actionneurs
4 le module mesure (incluant 1 et 2) .,5 le ski ou assimilé
6 la butée de fixation arrière
7 la chaussure de ski ou assimilé
8 la butée de fixation avant
9 axe de mesure du capteur de vibration 1
10 onde de choc positive (onde sol-ski ou assimilé)
11 réponse négative
12 pile ou accumulateur
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se *•' réfère aux figures annexées dans lesquelles :
La figure 1 présente un exemple d'intégration du bloc électronique de pilotage et du capteur de vibration.
La figure 2 présente un mode de réalisation permettant la première et la deuxième monte. 30 La figure 3 présente un mode de réalisation de première monte.
La figure 4 présente un mode de réalisation de première ou deuxième monte.
La figure 5 présente un mode de réalisation de première ou deuxième monte. 35
-La figure A présente le fonctionnement synthétique de l'invention en boucle ouverte.
-La figure B présente le fonctionnement synthétique de 40 l'invention en boucle fermée.
L'invention concerne un dispositif neutraliseur de vibrations parasites pour ski ou assimilé, vibrations parasites naissant lors de la glisse du ski ou assimilé, en
45 effectuant une mesure de ces vibrations sur le ski ou assimilé et en neutralisant l'onde de choc quelles représentent en modulant électriquement l'épaisseur et/ou la rigidité d'un ou plusieurs actionneur (3) notamment placé entre la chaussure et le ski, ou intégré à l'intérieur du ski ou assimilé, ou sur la
_n face externe supérieure du ski ou assimilé.
Les vibrations parasites qui naissent et s'appliquent au ski ou assimilé existent, dans des proportions variables, dans les trois dimensions (Ox,Oy,Oz) du repère cartésien tridimensionnel qui représente en fait trois plan de 5 vibrations possible (Ox,Oy) , (Ox,Oz) et (Oy,Oz) .
Dans le but de rendre la description la plus simple possible, nous décrirons, le fonctionnement de l'invention dans un seul plan de vibrations.
10
Selon l'invention, le dispositif peut s'appliquer notamment dans un, deux ou trois plans ou toute combinaison partielle de ces plans.
.- Selon l'invention le dispositif comporte un ou des capteurs de vibrations (1) destinés à mesurer la valeur de l'onde de choc de la vibration sur le ski ou assimilé, se propageant notamment du contact entre le ski et la neige verticalement dans le plan (0x,0y),un bloc électronique (2)
„Λ élaborant le contre signal destiné à piloter 1 'actionneur (3) 20
, un ou des actionneur (3) pouvant être notamment de type piezo électrique et ayant la caractéristique de pouvoir moduler son épaisseur et/ou sa rigidité dans ses trois dimensions (Ox,Oy,Oz) en fonction d'un signal électrique approprié. 25
Selon l'invention, le ou les capteurs de vibrations (1) peuvent être de différentes natures, notamment de type accéléromètres, capteurs de pression ou tout autre. Ce capteur de vibrations (1) a pour rôle de donner une image en grandeur 30manipulable par le bloc électronique (2) notamment une tension électrique, des vibrations appliquées au ski ou assimilé, dans un ou plusieurs des plans du repère cartésien associé au ski.
Selon l'invention, le bloc électronique (2) a pour fonction 35 d'élaborer le contre signal à fournir à l'actionneur (3) . Ce signal peut être de différente nature, notamment électrique, celui ci devant permettre au bloc électronique (2) de piloter l'actionneur (3) . 0Selon l'invention, l'actionneur (3) a pour fonction de pouvoir moduler son épaisseur et/ou sa rigidité dans ses trois dimensions (Ox,Oy,Oz) en fonction d'un signal électrique approprié. Cet actionneur peut être de différentes nature, électrique, mécanique, électromécanique, notamment piezo 5 électrique.
Dans le premier mode de réalisation figure 2, le module de mesure (4) incluant le ou les capteurs de vibrations (1) et le bloc électronique (2) est fixé sur la face supérieurβ-du ski ou .-assimilé, avec un axe de mesure de vibration verticale dans le plan (Ox,Oy), l'actionneur (3) se trouvant en extérieur entre
les deux butées de fixation de la chaussure de ski, et la chaussure de ski d'une part, la face supérieur du ski ou assimilé d'autre part, réalisant ainsi la fonction d'amortisseur chaussure-ski, cet actionneur (3) pouvant être 5 installe en première monte ou deuxième monte. Ce mode de réalisation est le préféré de l'inventeur, en effet il permet la deuxième monte et l'équipement pour tout modèles.
Dans le deuxième mode de réalisation figure 3, le module de jQinesure (4) incluant le ou les capteurs de vibrations (1) et le bloc électronique (2) est fixé sur la face supérieur du ski ou assimilé, avec un axe de mesure de vibration verticale dans le pian (Ox,Oy), l'actionneur (3) se trouvant à l'intérieur du ski ou assimilé réalisant ainsi la fonction de noyau- pilotable ,.à l'intérieur du ski permettant ainsi de modifier en temps réel les caractéristiques mécaniques globales du ski ou assimile, et de ce fait neutraliser la propagation des vibrations dans le ski ou assimile.
Dans le troisième mode de réalisation figure 4 et 5, le module de mesure (4) incluant le ou les capteurs de vibrations (1) et le bloc électronique (2) est fixe sur la face supérieure du ski ou assimile ,dans l'actionneur (3), avec un axe de mesure de vibration verticale dans le plan (Ox,Oy), l'actionneur (3) se trouvant fortement fixe sur la face externe supérieure du 25 ski ou assimile, réalisant par la même une poutre de contre reaction dynamique, permettant ainsi de neutraliser les vibrations parasites naissants sur le ski.
Selon l'invention, le module de mesure (4) peut être intègre 30dans le ski ou assimile ou une partie de celui ci notamment αans une des fixations de la chaussure de ski. Selon l'invention, le module de mesure (4) peut être intègre au sein αe l'actionneur (3) .
35Selon l'invention, les 3 moαes de réalisations précédents ne sont pas restrictifs, et l'invention revendique toute combinaison totale ou partielle de ces modes de réalisations.
La troisième et la quatrième figure représentent 2 40réalisations fonctionnelles possibles.
Dans le premier mode fonctionnel de la troisième figure, le dispositif est dit "en boucle ouverte", en effet, celui ci effectue une mesure de la vibration et émet un contre signal 45 sur des hypothèses prévues dès la fabrication du dispositif.
Dans le deuxième mode fonctionnel de la quatrième figure, le dispositif est dit "en boucle fermé", en effet, celui ci effectue wen boucle ferme une régulation des vibrations pour .-une consigne nulle, dont le but est de chercher à réguler les vibrations et de les annuler.
Pour ce faire, le bloc électronique (2) actionne le ou les actionneur (3), et mesure à l'aide du ou des capteurs de vibrations (1) le résultat de son action, et la corrige si elle n'est pas optimale.
5 Ce mode de fonctionnement est le préféré de l'inventeur, en effet celui ci permet d'avoir une adaptation automatique du contre signal sur le signal d'origine.
Selon l'invention, les 2 modes fonctionnels précédents ne sont jO pas restrictifs, et l'invention revendique toute combinaison totale ou partielle de ces modes fonctionnels.
Il apparaît donc comme évident après la description de l'invention, que celle ci permet une correction en temps réel ,.des problèmes mécaniques intrinsèques à toute fabrication, et ouvre donc la possibilité d'avoir un ski ou assimilé totalement auto-adaptatif à son environnement ( poids, type de neige, vitesse, vieillissement, etc...; .
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Claims
REVENDICATIONS
1-Dispositif neutraliseur de vibrations pour ski ou assimilé caractérisé en ce qu'il comporte un ou des capteur de 5 vibrations (1) permettant la mesure des vibrations sur le ski ou assimilé, un bloc électronique (2) permettant l'élaboration du contre signal à appliquer à l'actionneur (3), un actionneur (3) ayant la caractéristique de pouvoir moduler son épaisseur et/ou sa rigidité en fonction d'un signal électrique jOapproprié, dans le but de modifier les susdites caractéristiques afin de neutraliser les vibrations parasites.
2-Dιsposιtιf selon la revendication 1 caractérise en ce que le module de mesure (4) peut être fixe en extérieur sur" le ski ou ,, assimilé, intégré à l'actionneur (3) ou intègre dans le ski ou assimilé mais ayant pour but la mesure des vibrations appliques au ski ou assimilé.
3-Dιsposιtιf selon la revendication 1 et 2 caractérise en ce que le mode fonctionnel du dispositif peut être soit en boucle ouverte, soit en boucle ferme.
4-Dιsposιtιf selon la revendication 1 caractérise en ce que le ou les capteurs de vibrations peuvent être de différentes nature, notamment accéléromètre, capteur de pression ou tout
25 autre mais ayant la caractéristique de donner une image en grandeur manipulable par le bloc électronique (2) notamment une tension électrique, des vibrations appliquées dans un ou plusieurs des plans du repère cartésien associe au ski ou assimile, le ou les capteurs de vibrations (1) peuvent
30 notamment mesurer les vibrations dans un ou plusieurs plans.
5-Dιsposιtιf selon la revendication 1 caractérise en ce que le ou les actionneurs (3) peuvent être de différentes nature, 35 notamment piezo électrique ou tout autre mais ayant la caractéristique de pouvoir moduler son épaisseur et/ou sa rigidité dans ses trois dimensions (0x,0y,0z) en fonction d'un signal électrique approprié.
406-Disposιtif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'actionneur (3) peut être implanté notamment à l'intérieur du ski ou assimilé en tant que noyau pilotable, ou peut être fixé notamment à l'extérieur du ski ou assimilé en tant que poutre de contre réaction dynamique, ou peut être positionné
45 notamment entre la chaussure de ski ou assimilé et le ski ou assimilé en tant qu'amortisseur dynamique, ou toute combinaison partielle ou totale des descriptions précédentes.
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