La présente invention concerne un dispositif portatif de fermeture de type cadenas. Elle s’applique en particulier dans le domaine des bagages (valises, sac à dos) mais peut également s’utiliser pour sécuriser un vélo ou une porte.

Technique antérieure

Il est courant de devoir sécuriser un bagage pour empêcher que quelqu’un l’ouvre et/ou dérobe son contenu. Il existe pour cela une multitude de possibilité pour remplir cette fonction et notamment l’utilisation récente de cadenas équipés d'un circuit électronique de communication. Cette solution présente des avantages, tels que la possibilité de commander l'ouverture ou la fermeture du cadenas électroniquement, et à distance, par exemple depuis un téléphone portable. Ceci évite d'avoir à mémoriser une combinaison (code secret), du moins si l'ouverture est commandée avec un code existant du téléphone portable ou avec d'autres moyens d'authentification (empreinte digitale mesurée sur le téléphone ou directement sur le cadenas, etc.). Un tel cadenas permet de réduire les aléas d'un voyage en évitant d'oublier une combinaison et de devoir scier (ou plus généralement endommager) le cadenas.

Parmi ces cadenas améliorés, il en existe également qui comportent en outre un circuit électronique de géolocalisation, un circuit électronique de communication cellulaire et une balance électronique. De tels cadenas ont déjà été décrits dans le brevet FR3048714 de la Demanderesse, ou dans d’autres dispositifs similaires. Cependant, les systèmes électromécaniques utilisés pour l’ouverture/la fermeture du cadenas ne donnent pas satisfaction dans leur utilisation, leur fiabilité, leur compacité et leur résistance.

Présentation de l'invention

La présente invention vise à remédier à ces inconvénients avec une approche totalement novatrice, compacte et fiable.

A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention se rapporte à un dispositif portatif de fermeture de type cadenas, en particulier pour la bagagerie, comportant au moins un corps principal et un élément de fermeture lié de manière mobile audit corps pour passer alternativement d’une première position ouverte à une seconde position fermée, ledit corps renfermant par ailleurs au moins un circuit électronique de verrouillage de l’élément de fermeture, un circuit électronique de géolocalisation, un module électronique de communication cellulaire et une balance électronique, caractérisé en ce que ledit élément de fermeture comporte au moins :

- un arceau en forme générale de U dont une branche est liée au corps,

- un piton fixé à l’autre branche de l’arceau et faisant saillie au moins partiellement dans le corps,

- un moteur électrique et son contrôleur,

- un crochet mobile relié mécaniquement au moteur et pouvant pivoter grâce à ce dernier entre une première position en prise avec ledit piton, correspondant à la première position de fermeture du dispositif de type cadenas, et une seconde position de libération dudit piton, correspondant à la seconde position ouverte dudit dispositif de type cadenas, et

- un ressort de rappel élastique exerçant une force de compression permanente sur le crochet à l’encontre de la force du moteur pour maintenir/ramener ledit crochet dans sa première position de fermeture.

L’invention est mise en œuvre selon les modes de réalisation et les variantes exposées ci-après, lesquelles sont à considérer individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante.

Avantageusement, le moteur comporte une came reliée au crochet, lequel est mobile en rotation autour d’un axe entre les première et seconde positions grâce à ladite came.

De manière préférée, le crochet, la came, le ressort et le moteur sont intégralement logés dans le corps, ce qui permet de rendre le dispositif particulièrement compact en offrant une protection aux éléments mobiles de ce dernier.

Selon un mode spécifique de conception, le piton comporte une tête proéminente et le crochet comporte au moins un doigt adapté pour être en prise avec ladite tête dans la première position de fermeture du dispositif de type cadenas. Cette solution permet une transmission simple, efficace et immédiate du mouvement du moteur au crochet afin de libérer le piton. De préférence, le ressort est maintenu d’une part dans un logement du crochet et d’autre part dans un logement du corps de manière à prendre appui sur l’un comme sur l’autre, ce qui permet une conception compact du dispositif en réduisant le nombre, les dimensions et la masse des pièces.

Selon un autre aspect de la présente invention, comporte également une serrure secondaire mécanique munie d’un élément rotatif adapté pour prendre appui localement sur le levier afin de le faire passer de la position fermée à la position ouverte en l’absence de fonctionnement du moteur.

Selon un mode particulier de réalisation, la balance électronique comporte un levier externe de pesage et un capteur interne, ledit levier externe de pesage étant attaché de manière amovible à l’élément de fermeture tout en étant articulé sur le corps dans une partie opposée à ladite zone de liaison amovible de sorte qu’il peut prendre une première position rabattue dans laquelle il épouse localement le contour extérieur du corps et une seconde position déployée verticalement pour le pesage d’un objet. Cette solution permet là encore d’augmenter la compacité du dispositif portatif de fermeture sans nuire à son efficacité.

Plus précisément, le capteur interne comporte une jauge de déformation d’un corps d’épreuve reliée à une chape fixée au corps et sur laquelle est articulée le levier de pesage ainsi qu’une une unité de traitement électronique transformant la déformation mécanique de la jauge en une mesure de la masse de l’objet soulevé à l’aide dudit levier.

De manière avantageuse, le levier comporte, à son extrémité de liaison avec l’élément de fermeture, un crochet de levage d’un objet, par exemple un bagage, dans la position déployée dudit levier. Cette solution permet ainsi de soulever facilement un bagage et de manière très intuitive.

Selon un mode particulier de conception, le dispositif comporte en outre un organe de type magnétique pour maintenir la liaison entre le levier de pesage et l’élément de fermeture.

Avantageusement, le corps creux comporte deux demi coquilles reliées entre elles dont l’une présente une fente longitudinale de réception d’une partie au moins du levier de pesage dans la position fermée de ce dernier. Ceci permet une intégration optimale, tant sur le plan technique/fonctionnelle qu’esthétique, du levier dans la forme générale de galet du dispositif de fermeture, afin de le rendre compact, pratique et élégant.

Selon un autre aspect de la présente invention, le contrôleur du moteur est commandé par un microcontrôleur intégrant ou connecté à un module de communication sans fil à courte distance, par exemple un module Bluetooth.

Le dispositif comporte en outre un baromètre connecté au microcontrôleur pour couper la connexion entre le module électronique de communication cellulaire et le contrôleur du moteur au-delà d’un seuil déterminé de pression atmosphérique et/ou d’une variation importante de pression détecté(e) dans l’environnement entourant immédiatement le dispositif de type cadenas. Cette solution permet en particulier de couper le système d’ouverture du cadenas lorsque le baromètre détecte que celui-ci est attaché à un bagage placé dans un aéronef en déplacement.

Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif comporte par ailleurs un accéléromètre connecté au circuit électronique de géolocalisation par l’intermédiaire du microcontrôleur pour autoriser la connexion entre le module électronique de communication cellulaire et le contrôleur du moteur uniquement lorsque qu’il détecte que le dispositif de type cadenas est totalement immobile. Cette solution permet de couper le système d’ouverture du cadenas d’une part lorsque celui-ci est attaché à un bagage placé dans un aéronef en déplacement (en soute notamment) et d’autre part lorsqu’une personne a volé le bagage sur lequel le cadenas est attaché afin d’empêcher son ouverture.

Enfin, pour des questions de compacité, le corps creux loge intérieurement une carte de circuit imprimée portant au moins le circuit électronique de verrouillage de l’élément de fermeture, le circuit électronique de géolocalisation, le module électronique de communication cellulaire et un baromètre et/ou un accéléromètre.

Brève description des figures

D’autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description qui suit faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels :

[Fig. 1] la figure 1 est une vue en perspective du dispositif conforme à la présente invention dans une première position fermée, [Fig. 2] la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de la figure 1 dans une deuxième position de pesage,

[Fig. 3] la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de la figure 1 dans une troisième position ouverte, [Fig. 4] la figure 4 est une vue en perspective partiellement éclatée du dispositif de la figure 1,

[Fig. 5] la figure 5 est une vue en perspective de détail de l’intérieur du dispositif de figure 1,

[Fig. 6] la figure 6 est une vue en perspective de détail de la figure 4 représentant des moyens de fermeture du dispositif de la figure 1 ,

[Fig. 7] la figure 7 est une vue de détail de la figure 6,

[Fig. 8] la figure 8 est une vue de détail de face des figures 6 et 7 dans une première position des moyens de fermeture,

[Fig. 9] la figure 9 est une vue de détail de face des figures 6 et 7 dans une seconde position des moyens de fermeture,

[Fig. 10] la figure 10 est une vue de détail en perspective de dos des figures 6 et 7, [Fig. 11] la figure 11 est une vue en perspective selon un autre angle de la figure 7, [Fig. 12] la figure 12 est une vue en perspective similaire à la figure 1 représentant les moyens de pesage dans une première position fermée, [Fig. 13] la figure 13 est une vue similaire à la figure 12 dans laquelle les moyens de pesage sont déployés,

[Fig. 14] la figure 14 est une vue de détail des moyens de pesage représentés sur les figures 12 et 13, et

[Fig. 15] la figure 15 est un schéma d’implantation et de fonctionnement des différents composants électroniques et mécaniques intégrés au dispositif conforme à la présente invention.

Description des modes de réalisation

Les figures 1 à 15 représentent un dispositif 1 portatif de fermeture pour sécuriser un objet, et typiquement un cadenas pour fermer un bagage destiné notamment au transport aérien afin d’éviter qu’il soit dérobé et/ou ouvert de manière intempestive. Ce cadenas 1 comporte typiquement : - un corps principal creux 10 réalisé en deux parties (demi-coques) 11 et 12 rigides solidarisées entre elles de manière définitive ou amovibles par tout moyens, notamment mécaniques (vis, clips, collage), et

- un élément de fermeture 20 partiellement inséré dans ledit corps creux 10.

Le corps principal creux 10 présente globalement la forme d’un galet bombé adapté pour tenir dans la main d’un individu et mesure environ 6-15 centimètres de hauteur, de préférence entre 8 et 12 centimètres. Il peut ainsi être rangé facilement dans un sac ou une valise de voyage (cabine ou soute) quand il n’est pas utilisé. Sa forme très ergonomique et épurée le rend particulièrement attractif et élégant, dégageant par ailleurs une sensation importante de qualité perçue et de solidité.

Les deux demi-coquilles rigides 11 et 12, par exemple réalisées en alliage d’aluminium, recouvert d’une peau extérieure pour son aspect esthétique (effet satiné ou cuir par exemple), renferment la plupart des éléments qui vont être décrits ci-après.

Ainsi, conformément à la figure 15, le corps creux 1 renferme au moins :

- un circuit électronique 30 de verrouillage de l’élément de fermeture 20, tel qu’un microcontrôleur,

- un circuit électronique 40 de géolocalisation par satellite de type GPS (ou autre service de satellites tels que BeiDou, GLONASS ou GALILEO),

- un module électronique 50 de communication cellulaire à distance, par exemple par réseau 2G, 3G, 4G ou 5G

- un module 55 de communication à courte portée de type Bluetooth, Bluetooth Low Energy ou NFC,

- une balance de pesage 60,

- un baromètre 70,

- accéléromètre 80, et

- une batterie 110 rechargeable par l’intermédiaire d’un connecteur 100, par exemple une prise de type USB (USB classique, micro USB, USB C ou autre).

Tous ces éléments sont reliés à et/ou incorporés dans une carte de circuit imprimé 120 présente au cœur du cadenas 1. Des détails concernant les parties électroniques du cadenas 1 seront précisés plus loin dans la description. L’élément de fermeture 20 comporte dans un premier temps un arceau/anneau 21 lié de manière mobile audit corps 10 pour passer d’une première position ouverte (figure 3 par exemple) à une seconde position fermée (figures 1 et 2 par exemple), et inversement. Dans le cas illustré sur les figures 1 à 3, cet arceau 21 est souple et se présente par exemple sous la forme d’un câble gainé. Bien entendu l’arceau 21 est réalisé dans un matériau très rigide et difficile à sectionner tel qu’un acier trempé. Avantageusement, l’arceau 21 présente une forme de U comportant une première branche 22 attachée à demeure au corps 10. En parallèle, une seconde branche 23 de l’anneau 21 peut entrer/sortir partiellement du corps 10 afin de fermer le cadenas 1 ou ouvrir ledit anneau 21 en laissant un espace 5 entre l’extrémité libre 23a de la seconde branche 23 et ledit corps 10 (voir figure 3).

Dans le cas où l’arceau 21 est rigide, par exemple s’il se présente comme un anneau métallique comme sur les figures 5 à 13, la première branche 22 peut pivoter autour d’un axe longitudinal XX’, de préférence à 360°, et translater par rapport audit corps 10 selon ce même axe selon un débattement de quelques millimètres à quelques centimètres. Ces deux mouvements distincts permettent ainsi d’ouvrir et fermer le cadenas 1.

L’élément de fermeture 20 du cadenas 1 comporte également un piton 24 serti sur l’extrémité libre 23a de la seconde branche 23 et comportant une tête proéminente 24a en forme de champignon. Cette tête proéminente 24a coopère avec un crochet mobile 25 pour permettre la fermeture du cadenas 1.

Plus précisément, comme cela est illustré sur les figures 5 à 10, le crochet 25, totalement incorporé dans le corps 10 du cadenas 1, est articulé autour d’un axe YY’ à l’aide d’un axe 26a d’un moteur 26 agissant pour le faire pivoter entre une première position en prise avec ledit piton 24a, correspondant à la première position de fermeture du cadenas 1 (figures 1, 2 et 6 à 8), et une seconde position de libération dudit piton 24, correspondant à la seconde position ouverte dudit cadenas 1 (figures 3 et 9 à 10). Le moteur 26 agit pour cela sur une came 27 liée à une partie inférieure du crochet 25, lequel comporte au moins un doigt proéminent 28 (et de préférence deux doigts parallèles) pouvant, selon la position de la came 27, être en prise ou non avec la tête en champignon 24a du piton 24.

Un ressort de compression 29, inséré dans deux logements 29a et 29b et ménagés respectivement dans le crochet 25 et dans le corps 10, permet d’exercer une force de rappel élastique pour maintenir le doigt 27 du crochet 25 en prise avec la tête proéminente 24a du piton 24 dans la position fermée du cadenas 1, cette force étant inférieure à celle exercée par le moteur 26 afin de pouvoir permettre audit doigt 27 du crochet 25 de libérer la tête proéminente 24a du piton 24 dans la position ouverte du cadenas 1. Le moteur 26 est relié à un contrôleur 26’ commandé par le microcontrôleur 30 (ou circuit électronique de verrouillage) connecté notamment au module électronique de communication cellulaire 50.

Selon une autre caractéristique particulièrement intéressante de la présente invention, la balance électronique 60 du cadenas 1 comporte un levier externe de pesage 61 et un capteur 62 interne au corps 10.

Plus précisément, comme cela ressort notamment des figures 1 à 13 et 12 à 14, le levier 61 est relié de manière amovible à l’élément de fermeture 20 dans une zone supérieure 14 située entre les branches 22 et 23 et maintenu en position fermée à l’aide d’un aimant 65, tout en pouvant pivoter autour d’un axe 13 du corps 10 relié à une chape/platine 15 positionnée de manière opposée à la zone supérieure de liaison amovible 14 dudit corps 10.

Ainsi, ce levier articulé 21 peut prendre une première position fermée à l’aide de l’aimant 65 et rabattue contre la demi-coque 11 du corps 10, position dans laquelle il reprend la forme extérieure de ce dernier (figures 1 et 12 par exemple), et une seconde position déployée verticalement vers le bas pour le pesage d’un objet P, tel qu’un bagage (figures 2 et 13 par exemple). La forme complexe et optimisée du levier 61 lui permet par ailleurs de présenter, comme cela est surtout visible dans sa position déployée, un crochet 63 de levage de la charge P.

Comme illustré sur les figures 12 à 14, le capteur interne 62 comporte quant à lui une jauge 64 de déformation d’un corps d’épreuve reliée à la chape/platine 15 du corps 10. La jauge 64 de déformation d’un corps d’épreuve est de préférence liée électriquement à une unité de traitement électronique 67 de type convertisseur analogique-numérique 24 bit (HX711) transformant la déformation mécanique de ladite jauge 64 en une mesure de la masse de l’objet P soulevé à l’aide du crochet 63 de levage dudit levier 61.

A l’opposé du capteur 62, le levier 61 est lié de manière amovible à l’élément de fermeture 20, entre les branches 21a et 21b de l’anneau 21, et maintenu dans cette position à l’aide de l’aimant 65 (ou équivalent, comme un système de type clips). Ainsi, en position repliée du levier 61, la liaison magnétique 65 maintient bien ce dernier en place sur l’élément de fermeture 20, tout en rendant facile et rapide le passage à la position déployée pour peser un bagage P.

Le cadenas 1 est enfin équipé d’une serrure centrale 90, par exemple de type TSA, actionnable à l’aide d’une clé adaptée (non représentée) qui va agir sur le crochet de fermeture 25 afin d’ouvrir la seconde branche 23 comme déjà indiqué. Comme cela est visible sur la figure 11, la serrure 90 comporte à cet effet un actionneur 92 (levier) mobile en rotation avec le barillet de cette dernière de manière à agir sur une partie 25a du levier 25 sans avoir à utiliser le moteur 26. Dans certain pays comme les Etats-Unis d’Amérique ce type de système de déblocage manuel est obligatoire. Cette serrure 90 est logée dans un anneau vide 66 prévu sensiblement au centre du levier 61 de sorte qu’elle est partiellement masquée, ce qui contribue à l’esthétique sobre et raffinée du cadenas 1.

Dans la même optique de rendre le cadenas 1 compact et dépourvue de parties proéminentes susceptibles de s’accrocher de manière intempestive par exemple à un vêtement ou de blesser un utilisateur, le levier 61 vient de loger, en position fermée d’inactivité (figure 1), dans une fente longitudinale 17 (voir figure 2) ménagée sur la demi-coque 11 et présentant la même forme courbe externe que ledit levier. Ainsi, en position repliée, le levier 61 est totalement intégré dans le volume global externe du cadenas 1 tout en étant facile à manipuler pour être déployé. Typiquement ce levier 61 est réalisé dans un matériau très solide tel que du métal (acier trempé), de préférence moulé.

La figure 15 illustre par un schéma les différentes interactions que les éléments électroniques et mécaniques peuvent avoir dans l’utilisation du dispositif portatif de fermeture 1 conforme à la présente invention

L’ouverture du cadenas 1 se fait grâce à un Smartphone, un module 55 Bluetooth nRF52 permettant de réceptionner l’ordre d’ouverture du cadenas. Le moteur 26 du système d’ouverture/fermeture 20 est piloté par le contrôleur moteur 30, par exemple de type MAX14870.

Le cadenas 1 conforme à la présente invention comporte en outre un baromètre 70 connecté au microcontrôleur 30 pour couper la connexion entre module électronique de communication cellulaire 50 et le contrôleur 26’ du moteur 26 au-delà d’un seuil de pression atmosphérique déterminé et/ou d’une variation importante de pression déterminée détecté(e) dans l’environnement entourant immédiatement le cadenas 1. En effet, il peut être souhaité, voire obligatoire (respect de normes nationales/internationales de gestion du trafic aérien) de bloquer temporairement le dispositif de fermeture 1 en position fermée, en particulier pendant toute la durée d’un vol. La solution proposée permet, en mesurant avec le baromètre 70, la pression atmosphérique ou une différence de pression régnant dans l’environnement immédiat du cadenas 1, de déterminer que ce dernier est dans un aéronef en vol (et pas en escale au sol) et qu’il convient alors de le faire passer automatiquement en mode bloqué en position fermée. Ainsi, si le dispositif de fermeture 1 n’est pas placé par l’utilisateur en mode avion avant un trajet aérien, l’observation d’une forte variation de pression et de l’absence de connections Bluetooth avec le Smartphone de l’utilisateur pourra entraîner la mise en mode avion automatique du cadenas 1.

Le positionnement du cadenas 1 est assuré par un circuit électronique de géolocalisation 40 par exemple de type BG96 qui offre un positionnement par satellites (GNSS) et un positionnent relatif aux antennes sur lesquelles le système est attaché au réseau GSM/LTE (CellID). Le système de positionnement par satellites du BG96 utilise plusieurs constellations de satellites : GPS (USA), BeiDou(Chine), Galileo (UE), GLONASS (Russie). La position du dispositif de fermeture 1 est ensuite renvoyée vers des serveurs grâce au module BG96. Afin de couvrir la totalité du monde, le module BG96 a été choisi car il dispose de l’ensemble des fréquences GSM utilisées dans le monde (850/900/1800/1900Mhz). De ce module est capable d’utiliser les réseaux 2G et 4G (LTE Cat M1 & Cat NB1 & EGPRS). Dans certaines zones non couvertes par réseau 4G le module utilisera le réseau 2G et inversement (disparition encourt du réseau 2G au USA).

Le cadenas 1 comporte par ailleurs un accéléromètre 80 connecté au circuit électronique de géolocalisation 40 par l’intermédiaire du microcontrôleur 30 pour autoriser la connexion entre le module électronique de communication cellulaire 50 et le contrôleur 26’ du moteur 26 uniquement lorsque qu’il détecte que le cadenas 1 est totalement immobile.

En effet, il peut également être souhaité que le cadenas 1 se mette automatiquement en position de blocage de fermeture, par exemple dans toutes les situations où le bagage est détecté en mouvement par l’accéléromètre 80. Cela peut être particulièrement utile si le bagage est dérobé afin que le voleur ne puisse pas l’ouvrir.

Le cadenas 1 doit être mis par l’utilisateur dans un mode spécifique lors d’un transit aérien. Dans ce mode le produit n’utilisera le module 50 de communication cellulaire GSM uniquement lorsqu’il est totalement immobile. La mobilité du cadenas 1 se caractérise par des mouvements et des changements d’orientations mesurés par l’accéléromètre 80 (LIS3D). Il faut donc définir un seuil et une duré inactivité, possibilité d’utiliser la fonction « Motion détection » implémenté dans ce capteur 80. De plus l’accéléromètre 80 dispose aussi d’une fonction permettant de compter le nombre de pas parcouru (fonction «Podomètre» du capteur). Cette fonction pourra aussi être utilisée pour activer le module 4G lorsque le cadenas 1 est porté par un individu à pied, individu qui est potentiellement un voleur.

Il doit être bien entendu que la description détaillée de l’objet de l'Invention, donnée uniquement à titre d'illustration, ne constitue en aucune manière une limitation, les équivalents techniques étant également compris dans le champ de la présente invention.

Ainsi, l’anneau 21 peut être remplacé par une chaînette métallique ou dans un autre matériau résistant.

Le dispositif portatif de fermeture conforme à la présente invention peut être utilisé avec un conteneur, un coffre ou encore pour sécuriser un vélo ou une moto.