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Title:
DEVICE FOR MEASURING SPEED, IN PARTICULAR INSTANTANEOUS SPEED AND IMPACT SPEED OF A GOLF CLUB
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/083252
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a device for measuring speed (10), in particular maximum instantaneous speed or the impact speed of a golf club, comprising a speed sensor (11), means for processing shaped signals from signal transforming means and calculating means, means for transmitting signals from the sensor (11) to the processing means, and a device for displaying (14) the measured speed. A push-button (16) enables the selection of the measurement option and the triggering of the device. The speed sensor comprises a propeller (20) integral with a circular permanent magnet (21). The processing means comprise a coil for detecting the duration of each rotation cycle of the propeller and for determining an instantaneous linear speed of the golf club at a given moment, thereby enabling to determine either the maximum speed or the impact speed. Said device can easily be fixed at the base of the club handle (100) with positioning means (34).

Inventors:
CARRARD JEAN-DANIEL (CH)
Application Number:
PCT/CH2002/000201
Publication Date:
October 24, 2002
Filing Date:
April 10, 2002
Export Citation:
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Assignee:
JDC ELECTRONICS S A (CH)
CARRARD JEAN-DANIEL (CH)
International Classes:
A63B69/36; G01P5/07; A63B69/38; (IPC1-7): A63B69/36; G01P5/07
Domestic Patent References:
WO2000040435A12000-07-13
Foreign References:
US5697792A1997-12-16
US5939645A1999-08-17
DE19725904A11998-12-17
US4911005A1990-03-27
FR2600423A11987-12-24
EP0703458A11996-03-27
US4248082A1981-02-03
US3088321A1963-05-07
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 02 29 February 2000 (2000-02-29)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 289 (P - 405) 15 November 1985 (1985-11-15)
Attorney, Agent or Firm:
Nithardt, Roland (rue Galilée Yverdon-les-Bains, CH)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif de mesure d'une vitesse, notamment d'une vitesse instantanée et d'une vitesse d'impact d'un club de golf, comportant un capteur de vitesse, des moyens de traitement de signaux provenant de ce capteur, des moyens de transmission des signaux du capteur vers les moyens de traitement et une alimentation électrique desdits moyens de traitement, ledit capteur de vitesse (11) comportant une hélice (20) tournant autour d'un axe de rotation (19) sensiblement parallèle au déplacement du club de golf et au moins un aimant permanent (21) solidaire de cet axe de rotation, caractérisé en ce que l'aimant permanent (21) a une forme annulaire, en ce qu'il est disposé sur l'axe de rotation (19) de l'hélice (20) et est associé à une bobine d'induction (22) agencée pour détecter le champ magnétique généré par ledit aimant (21), lors de la rotation de l'hélice (20) provoquée par le déplacement du club, et générer des signaux électriques transmis aux moyens de traitement et représentatifs de la durée d'un tour de l'hélice, et en ce que lesdits moyens de traitement (13) sont agencés pour déterminer à partir desdits signaux reçus une vitesse instantanée du club de golf et/ou la vitesse du club au moment de son impact sur une balle de golf.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de la mesure de la vitesse maximale instantanée du club, les moyens de traitement (13) sont agencés pour mesurer la durée minimale d'un tour de l'hélice (20).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de la mesure de la vitesse d'impact du club sur la balle, les moyens de traitement (13) sont agencés pour mesurer la durée du tour de l'hélice (20) qui précède l'impact.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hélice (20) est disposée dans un logement cylindrique (17) ayant une forme telle que l'air s'écoule autour du manche du club, à la sortie dudit logement, pratiquement sans turbulence.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le logement cylindrique (17) est solidaire d'une base (15) de section tronconique arrondie.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de rotation (19) de l'hélice (20) est monté dans deux éléments de support (18a, 18b), au moins l'élément de support (18b), qui est disposé du côté du club, étant pourvu d'un élément de réduction du frottement.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce ledit élément de réduction du frottement est un palier saphir (9).
8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pas de l'hélice (20) est tel que sa vitesse maximale est inférieure à 2'500 tours/seconde et de préférence égale à 2'000 tours/seconde lors de la mesure d'une vitesse maximale instantanée du club.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le pas de l'hélice (20) est environ égal à 25 mm.
10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de vitesse (11), les moyens de transmission (12), les moyens de traitement (13), les moyens d'affichage (14) et l'alimentation électrique sont disposés dans un mme boîtier (1).
11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transmission (12) comportent un émetteur (110) d'ondes radio agencé pour transmettre les signaux du capteur de vitesse (11) à un récepteur (120) distant.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le récepteur (120) est associé à un dispositif d'affichage logé dans un boîtier du type boîte de montre.
13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est pourvu de moyens de positionnement rapide (34) sur le bas du manche du club (100).
Description:
DISPOSITIF DE MESURE D'UNE VITESSE, NOTAMMENT D'UNE VITESSE INSTANTANEE ET D'UNE VITESSE D'IMPACT D'UN CLUB DE GOLF Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de mesure d'une vitesse, notamment d'une vitesse instantanée et d'une vitesse d'impact d'un club de golf, comportant un capteur de vitesse, des moyens de traitement de signaux provenant de ce capteur, des moyens de transmission des signaux du capteur vers les moyens de traitement et une alimentation électrique desdits moyens de traitement, ledit capteur de vitesse comportant une hélice tournant autour d'un axe de rotation sensiblement parallèle au déplacement du club de golf et au moins un aimant permanent solidaire de cet axe de rotation.

Technique antérieure II existe actuellement plusieurs types de dispositifs permettant de mesurer la vitesse d'un club de golf et en particulier la vitesse maximale atteinte par le club juste avant l'impact avec la balle.

Un des types de dispositifs utilise un radar et mesure la vitesse à différents moments du déplacement du club. Cette mesure a l'avantage d'tre très précise. Par contre, elle nécessite une installation lourde et coûteuse et ne peut donc tre utilisée que dans un emplacement prévu à cet effet. Elle ne peut en aucun cas tre utilisée tout au long d'un parcours, lors d'entraînements ou de concours.

Un autre type de mesure utilise un fil métallique chauffé par le passage d'un courant électrique. Le déplacement du club de golf a pour effet de refroidir le fil à une température qui dépend de la vitesse de déplacement. Cette technologie nécessite la mesure précise de la température du fil, puis la transmission du résultat de cette mesure à un dispositif d'affichage. Toutefois, l'inconvénient le plus important de ce dispositif est la très grande consommation d'énergie qu'il engendre, ce qui le rend trop lourd et peu pratique.

Finalement, il est également possible de disposer un accéléromètre à l'extrémité du club. D'une part, ceci implique un coût de fabrication élevé dû au coût des accéléromètres, et d'autre part, le résultat est peu fiable. En effet, le résultat de la mesure dépend très fortement du rayon du mouvement de la tte du club, qui lui-mme dépend de la grandeur du joueur et de sa manière de jouer.

On connaît également par la publication japonaise JP 11 326357 un dispositif de mesure de la vitesse de la tte d'un club de golf lors du swing. Ce dispositif mesure la pression du vent engendré lors du swing et se compose d'un rotor sous la forme d'une hélice liée à un générateur de courant relié à un petit enregistreur des quantités d'électricité générées. La vitesse du club est ainsi déterminée à partir des mesures enregistrées. Les mesures effectuées avec ce type de dispositif ne sont pas précises car le positionnement de l'axe de rotation de l'hélice directement lié au générateur engendre des frottements et des forces d'inertie qui faussent la vitesse mesurée. En outre, le fait que le dispositif soit placé sur la tte du club est très perturbant, surtout visuellement, pour le joueur, mme si l'encombrement de ce dispositif n'est pas très important. De plus, cette localisation freine la pénétration du club dans l'air lors d'un swing.

Les publications européenne EP 0 703 458 et allemande DE 197 25 904 concernent des dispositifs destinés à contrôler la vitesse des skieurs et qui, mme s'ils étaient utilisés sur un club de golf, de par leur conception, ne permettraient pas d'obtenir avec précision toutes les informations fournies par le dispositif selon l'invention.

Exposé de l'invention La présente invention se propose de pallier les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en réalisant un dispositif qui permet la mesure de différents paramètres liés à l'utilisation d'un club de golf, notamment la vitesse d'impact

du club sur la balle et la vitesse maximale instantanée de déplacement dudit club lors du swing, qui, en outre, est petit et léger, donc facilement transportable, fiable et précis et qui peut se mettre et se retirer très facilement du club.

Ces buts sont atteints par un dispositif tel que défini en préambule et caractérisé en ce que l'aimant permanent a une forme annulaire, est disposé sur l'axe de rotation de l'hélice et est associé à une bobine d'induction agencée pour détecter le champ magnétique généré par ledit aimant, lors de la rotation de l'hélice provoquée par le déplacement du club, et générer des signaux électriques transmis aux moyens de traitement et représentatifs de la durée d'un tour de l'hélice, et en ce que lesdits moyens de traitement sont agencés pour déterminer à partir desdits signaux reçus une vitesse instantanée du club de golf et/ou la vitesse du club au moment de son impact sur une balle de golf.

Selon un mode de réalisation préféré, lors de la mesure de la vitesse maximale instantanée du club, les moyens de traitement sont agencés pour mesurer la durée minimale d'un tour de l'hélice et, lors de la mesure de la vitesse d'impact du club sur la balle, ces moyens de traitement sont agencés pour mesurer la durée du tour de l'hélice qui précède l'impact.

De façon avantageuse, l'hélice est disposée dans un logement cylindrique ayant une forme telle que l'air s'écoule autour du manche du club, à la sortie du logement, pratiquement sans turbulence. A cet effet le logement cylindrique de l'hélice est solidaire d'une base de section tronconique arrondie.

De préférence, l'axe de rotation de l'hélice est monté dans deux éléments de support, au moins l'élément de support qui est disposé du côté du club étant pourvu d'un élément de réduction du frottement. Ledit élément de réduction du frottement peut tre un palier saphir.

Dans le mode de réalisation préféré, le pas de l'hélice est tel que sa vitesse maximale est inférieure à 2'500 tours/seconde et de préférence égale à 2'000 tours/seconde lors de la mesure d'une vitesse maximale instantanée du club.

De préférence ce pas est environ égal à 25 mm.

Selon une forme de réalisation préférée, le capteur de vitesse, les moyens de traitement, les moyens de transmission, les moyens d'affichage et l'alimentation électrique sont disposés dans un mme boîtier.

Selon une variante de réalisation, les moyens de transmission comportent un émetteur d'ondes radio agencé pour transmettre les signaux du capteur de vitesse à un récepteur distant. Ce récepteur peut tre associé à un dispositif d'affichage logé dans un boîtier du type boîte de montre.

Dans toutes les formes de réalisation, le dispositif est pourvu de moyens de positionnement rapide sur le bas du manche du club.

Description sommaire des dessins La présente invention et ses avantages seront mieux compris en référence à la description de différents modes de réalisation et aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue frontale du dispositif selon l'invention fixé sur un manche de club, la figure 2 est une vue selon la flèche A du dispositif de la figure 1, la figure 3 est une vue de profil du dispositif de la figure 1, la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne I-I du capteur du dispositif de l'invention,

la figure 5 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'une partie du dispositif selon l'invention, la figure 6 illustre un autre mode de réalisation d'une partie du dispositif, similaire à celle de la figure 5, les figures 7 et 8 illustrent respectivement l'émetteur et le récepteur d'une variante de réalisation du dispositif selon l'invention, et la figure 9 représente un signal idéal tel qu'utilisé dans le dispositif de l'invention.

Manière (s) de réaliser l'invention En référence à ces figures, le dispositif 10, destiné à tre fixé sur le manche 100 d'un club de golf, comporte essentiellement un capteur de vitesse 11, des moyens 12 de transmission des signaux du capteur 11 à des moyens de traitement 13, un dispositif d'affichage 14 et des moyens de positionnent rapide 34 sur le manche du club 100. Le dispositif 10 comporte également une alimentation en énergie électrique et un interrupteur 16 pour enclencher et déclencher le dispositif de mesure et pour sélectionner différentes options de ce dispositif. Tous ces composants sont logés dans un mme boîtier 1 de forme sensiblement parallélépipédique rectangle dont le fond 1'est cintré suivant un rayon de courbure égal au rayon du bas du manche du club 100. Ce boîtier est de préférence collé de façon totalement étanche et est très robuste de manière à ne pas tre sensible aux chocs.

Le capteur de vitesse 11 est illustré en détail par la figure 4. II comporte un logement 17 sensiblement cylindrique solidaire d'une base 15 de section tronconique arrondie. Ce logement est totalement ouvert à son extrémité supérieure 17a et comporte au moins deux ouvertures 17b à son extrémité inférieure. II est également pourvu, à chacune de ces extrémités, d'au moins un élément de support respectivement 18a, 18b destiné à maintenir en position un

axe de rotation 19 disposé parallèlement à une génératrice du logement 17.

Cet axe 19 constitue le moyeu d'une hélice 20. Cette hélice est réalisée en un matériau léger et robuste, de façon à avoir une inertie minimale. Pour améliorer la précision des mesures, l'axe 19 est lié à l'élément de support 18b par un élément de réduction de frottement tel qu'un palier saphir 9. II est bien évident que l'on peut également effectuer la liaison avec le l'élément de support 18a avec un palier identique.

Lors de son utilisation, le dispositif 10 est fixé par les moyens de positionnement sur le bas du manche du club 100 de façon que l'axe de rotation 19 de l'hélice 20 soit parallèle à la direction de déplacement du club lors d'un swing et perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tte du club.

Un aimant permanent 21 de forme annulaire est fixé sur l'axe de rotation 19 de l'hélice 20, de sorte que la rotation de cette hélice 20 entraîne la rotation de l'axe et celle dudit l'aimant 21. L'hélice a un pas tel qu'elle tourne à une vitesse maximale inférieure à 2'500 tours/seconde et idéalement proche de 2'000 tours/seconde lorsque le dispositif de l'invention est utilisé pour mesurer la vitesse maximale d'un club de golf. Afin d'obtenir une précision de mesure suffisante le pas de cette hélice est environ égal à 25 mm.

Les moyens de transmission 12 comportent une bobine d'induction 22 agencée pour détecter les variations du champ magnétique généré par l'aimant 21. Cette bobine peut tre formée d'une piste imprimée sur un circuit imprimé ou d'un fil conducteur enroulé autour d'un noyau de ferrite ou dans l'air. Le nombre de spires doit tre suffisant pour que, à la distance qui sépare l'aimant 21 de cette bobine 22, une rotation de l'aimant soit détectée.

Les moyens de traitement 13 reçoivent des signaux électriques provenant de la variation du champ magnétique due à la rotation de l'aimant 21 et transforment ces signaux en une vitesse.

Ces moyens de traitement 13 comportent essentiellement des moyens 23 de mise en forme du signal et des moyens de calcul 24. Les moyens 23 de mise en forme peuvent tre réalisés de différentes manières, notamment celles illustrées par les figures 5 et 6.

Le mode de réalisation illustré par la figure 5 représente un exemple dans lequel la bobine 22 comporte quelques spires imprimées sur une carte de circuit imprimé. Le signal généré dans la bobine par la rotation de l'aimant est introduit dans un amplificateur 25. Le signal amplifié sortant de l'amplificateur est introduit dans les moyens de calcul 24 qui sont composés dans cet exemple, d'un microcontrôleur 26 piloté par un quartz 27. Ce microcontrôleur transforme le signal sortant de l'amplificateur 25 en une vitesse de déplacement du club de golf, selon un procédé qui est expliqué plus en détail ci-dessous.

Dans le mode de réalisation illustré par la figure 6, la bobine 22 comprend de préférence environ une centaine de spires, enroulées autour d'un noyau en ferrite. Le signal sinusoïdal sortant de la bobine est transformé en un signal carré au moyen d'un transistor 28. Ce signal carré est introduit dans le microcontrôleur 26 pour y tre traité.

La valeur mesurée par le capteur 11 et traitée par le microcontrôleur 26 est affichée sur le dispositif d'affichage 14, généralement formé d'un affichage à cristaux liquides. Cet affichage n'est toutefois pas indispensable. Les valeurs mesurées peuvent également tre mémorisées et lues ultérieurement au moyen d'un lecteur approprié.

Dans une variante de réalisation, la bobine 22 peut tre dissociée du circuit imprimé formant les moyens de traitement 13 et disposée à proximité du logement cylindrique 17 en étant liée à un émetteur radio 110 placé également près de ce logement.

Dans ce cas, les signaux de la bobine 22 sont introduits, avec ou sans traitement de mise en forme, dans l'émetteur 110, illustré par la figure 7, qui les transmet, au moyen d'une antenne 111 appropriée, à un récepteur 120, illustré par la figure 8, lui-mme pourvu d'une antenne 121. Le récepteur fournit ces signaux à un microcontrôleur 26 qui les traite comme dans le cas expliqué en référence aux figures précédentes.

Dans ce mode de réalisation, il est possible de placer le récepteur 120 dans un dispositif tel qu'une montre-bracelet ou analogue à une montre-bracelet, ou un boîtier placé dans une poche ou à la ceinture d'un utilisateur. II est également possible de mémoriser les informations pour les afficher ultérieurement.

Le dispositif de mesure selon la présente invention permet de déterminer notamment la vitesse maximale instantanée du club de golf et la vitesse au moment de l'impact du club avec la balle. II est également possible de déterminer une accélération, par exemple l'accélération maximale. La mesure de l'accélération permet aussi de déterminer une force.

Le dispositif est décrit ci-dessous dans une forme de réalisation permettant de mesurer la vitesse maximale instantanée.

A cet effet, ce dispositif 10 peut tre enclenché manuellement au moyen de l'interrupteur 16, réalisé par exemple sous la forme d'un bouton-poussoir illustré par la figure 5. II peut également tre enclenché automatiquement dès qu'une vitesse supérieure à un certain seuil, par exemple 50 km/h est détectée.

Lorsqu'un coup est joué, le club est déplacé, ce qui a pour effet de générer la rotation de l'hélice 20, et par conséquent, la rotation de l'aimant permanent 21.

Cette rotation de l'aimant génère une variation de champ magnétique qui est détecté par la bobine 22. Le signal sortant de la bobine est traité de façon à fournir un signal sensiblement rectangulaire tel qu'illustré par la figure 9. Le microcontrôleur 26, piloté par un quartz, mesure l'intervalle de temps entre deux

flancs similaires consécutifs, par exemple deux flancs descendants du signal.

Tous les intervalles consécutifs sont déterminés pour chaque coup. L'intervalle le plus court, portant la référence 29 sur la figure 9, correspond à la vitesse maximale instantanée du club.

La durée de cet intervalle correspond au temps nécessaire pour que l'aimant 21 effectue un tour complet. En connaissant le pas de l'hélice et la durée d'un intervalle, il est donc possible de connaître la vitesse du club pendant cet intervalle.

La vitesse calculée par le microcontrôleur 26 est affichée sur le dispositif d'affichage 14 et/ou mémorisée.

Lorsqu'un coup est joué, le club est généralement légèrement ralenti juste avant de frapper la balle. Ainsi, la vitesse immédiatement avant l'impact ne correspond pas nécessairement tout à fait à la vitesse maximale.

Afin de déterminer cette vitesse d'impact, on mesure, comme précédemment, chaque intervalle de temps séparant deux flancs similaires du signal d'entrée dans le microcontrôleur 26.

Juste après l'impact, la vitesse du club ralentit très fortement. Le dernier intervalle avant cette forte décélération, illustré par la figure 9 sous la référence 30, peut tre détecté et correspond à la vitesse d'impact.

Il est également possible de mesurer la vitesse maximale et la vitesse d'impact pour un coup donné, puis de comparer ces deux valeurs, ce qui permet de déterminer si le joueur ralentit son club avant l'impact.

Grâce à l'inertie extrmement faible de l'hélice, toute variation de vitesse agit sur l'intervalle mesuré, de sorte que les mesures instantanées sont très précises.

En dérivant la mesure de la vitesse du club en fonction du temps, il est possible de connaître l'accélération instantanée de ce club. II est donc possible d'en déduire la force qui est développée au cours du mouvement.

Le mode de fonctionnement du dispositif peut tre très variable, selon les demandes. En particulier, l'affichage 14 peut tre utilisé pour indiquer la valeur maximale de la vitesse, la vitesse d'impact, une vitesse maximale sur tout un parcours de golf ou toute autre indication qui peut s'avérer utile ou souhaitable.

Cet affichage peut tre enclenché en permanence ou se mettre en veille après un certain temps.

II est également possible de prévoir un affichage dans différentes unités de mesure, réglées en usine ou réglables par l'utilisateur, par exemple au moyen d'un bouton-poussoir.

Le dispositif selon l'invention est très léger et ne perturbe absolument pas la manière de jouer. En fait, il n'est pas ressenti par le joueur. II est très simple à fixer sur le club puisqu'il peut tre mis en place d'une seule main au moyen des moyens de positionnement 34. Ces moyens de positionnement se composent d'un levier arqué fixé sur la partie arrière du dispositif au moyen d'une vis 35. Les deux extrémités 34a et 34b de ce levier se présentent sous la forme de crochets perpendiculaires à l'axe du manche du club qui viennent s'accrocher sur ledit manche 100 lorsque l'on met le dispositif en place, le fond cintré 1'du boîtier 1 du dispositif venant ainsi se plaquer contre le manche 100 du club. En outre, le fait que les ouvertures inférieures du logement 17 du capteur 11 débouchent sur une base de section tronconique garantit que l'air sortant s'écoule autour du manche du club pratiquement sans turbulence, ce qui ne perturbe pas le coefficient de pénétration du club dans l'air lors d'un swing.

L'alimentation électrique des différents composants électroniques se fait par une pile logée dans le boîtier 1 fermé. Etant donné la faible consommation des composants utilisés, une pile conventionnelle permet d'utiliser le dispositif de façon intensive pendant plusieurs années. II n'est donc pas nécessaire de prévoir la possibilité de remplacer la pile.

Le dispositif peut tre utilisé pour mesurer la vitesse maximale d'un objet en déplacement autre qu'un club de golf. vil peut notamment tre appliqué sur une raquette de tennis, une flèche, un modèle réduit, ou dans des secteurs industriels. Dans certains cas, il est possible de lire la vitesse immédiatement sur un affichage, dans d'autres, cette vitesse est mémorisée et peut tre lue ultérieurement.

Etant donné que le dispositif peut mesurer des vitesses instantanées à différents moments, il est également possible de déduire des accélérations et des forces. II peut donc trouver une application comme accéléromètre.