FR3118398A1

FR3118398A1 - Shoe and haptic stimulation layer for this shoe

Info

Publication number: FR3118398A1
Application number: FR2014139A
Authority: FR
Inventors: Mehdi Boukallel; Margarita Anastassova; Moustapha Hafez; Charles Hudin
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2020-12-24
Filing date: 2020-12-24
Publication date: 2022-07-01
Anticipated expiration: 2040-12-24
Also published as: FR3118398B1

Abstract

Chaussure et couche de stimulation haptique pour cette chaussure Cette chaussure comporte une couche (36) de stimulation haptique mécaniquement raccordée à un vibreur (34) pour recevoir une onde longitudinale générée par ce vibreur et la propager jusqu'à l'aplomb de zones (72, 74) à stimuler en passant pour cela à l'aplomb de zones (78, 76, 80) non-stimulées. La raideur de la couche (36) de stimulation haptique, à l'aplomb des zones non-stimulées, est apte à empêcher l'apparition de vibrations perceptibles par l'utilisateur dans ces zones non-stimulées. Uniquement à l'aplomb de chaque zone à stimuler, la couche de stimulation haptique comporte un transducteur mécanique (102, 104) de l'onde longitudinale, qui se propage dans la couche de stimulation haptique, en vibrations perceptibles par l'utilisateur. Fig. 3Shoe and haptic stimulation layer for this shoe This shoe comprises a layer (36) of haptic stimulation mechanically connected to a vibrator (34) to receive a longitudinal wave generated by this vibrator and to propagate it as far as the vertical zones (72 , 74) to be stimulated by passing for this directly above non-stimulated zones (78, 76, 80). The stiffness of the layer (36) of haptic stimulation, directly above the non-stimulated zones, is capable of preventing the appearance of vibrations perceptible by the user in these non-stimulated zones. Only above each zone to be stimulated, the haptic stimulation layer comprises a mechanical transducer (102, 104) of the longitudinal wave, which propagates in the haptic stimulation layer, in vibrations perceptible by the user. Fig. 3

Description

Shoe and haptic stimulation layer for this shoe

L’invention concerne une chaussure et une couche de stimulation haptique pour cette chaussure.The invention relates to a shoe and a haptic stimulation layer for this shoe.

Il a déjà été proposé d’intégrer des vibreurs dans les semelles des chaussures pour communiquer des informations à l’utilisateur par stimulation haptique de sa voûte plantaire. Plus précisément, les vibreurs intégrés dans la semelle génèrent des vibrations perceptibles par la voûte plantaire de l’utilisateur qui porte ces chaussures.It has already been proposed to integrate vibrators in the soles of shoes to communicate information to the user by haptic stimulation of his arch of the foot. More precisely, the vibrators integrated in the sole generate vibrations perceptible by the arch of the user who wears these shoes.

Ceci est par exemple utilisé pour transmettre à l’utilisateur des informations pour le guider jusqu’à une destination choisie. Cela peut aussi être utilisé pour indiquer à l’utilisateur qu’il doit se mettre en mouvement ou pour signaler une posture incorrecte ou toute autre information à communiquer à cet utilisateur.This is for example used to transmit information to the user to guide him to a chosen destination. It can also be used to indicate to the user that they need to get moving or to report incorrect posture or any other information to communicate to this user.

Généralement, il est souhaitable de stimuler la voûte plantaire dans différentes zones distinctes. Pour cela, un vibreur est intégré dans la chaussure à l’aplomb de chacune de ces zones à stimuler. Ainsi, la chaussure contient autant de vibreurs que de zones distinctes à stimuler.Generally, it is desirable to stimulate the arch of the foot in different distinct areas. For this, a vibrator is integrated into the shoe directly below each of these areas to be stimulated. Thus, the shoe contains as many vibrators as there are distinct zones to be stimulated.

Le fait d’utiliser plusieurs vibreurs accroît la consommation d’énergie de la chaussure, augmente le nombre de connectiques et complexifie l’électronique de commande des vibreurs. De plus,l’encombrement du dispositif de stimulation haptique est plus important, ce qui le rend difficilement intégrable dans une chaussure où les contraintes d’encombrement sont habituellement fortes. Enfin, les vibreurs doivent être disposés exactement à l’aplomb des zones à stimuler. Selon l’emplacement de la zone à stimuler, cette contrainte peut complexifier la réalisation et la conception de la chaussure.The fact of using several vibrators increases the energy consumption of the shoe, increases the number of connectors and complicates the electronic control of the vibrators. In addition, the size of the haptic stimulation device is greater, which makes it difficult to integrate into a shoe where the size constraints are usually high. Finally, the vibrators must be positioned exactly above the areas to be stimulated. Depending on the location of the area to be stimulated, this constraint can complicate the production and design of the shoe.

L’invention vise à remédier à au moins l’un de ces inconvénients. Elle a donc pour objet une chaussure comportant :
- une semelle extérieure d'usure destinée à venir directement en contact avec le sol,
- une couche de propreté sur laquelle repose la voûte plantaire de l'utilisateur lorsque la chaussure est portée par cet utilisateur, cette couche de propreté s'étendant principalement dans un plan appelé "plan de la semelle",
- un vibreur apte à générer une onde longitudinale,
- une couche de stimulation haptique, située entre la semelle extérieure et la couche de propreté, qui s'étend principalement parallèlement au plan de la semelle, cette couche de stimulation haptique étant apte, lorsqu'elle est excitée par le vibreur, à créer des vibrations perceptibles par l'utilisateur dans au moins deux zones distinctes à stimuler de la voûte plantaire, ces zones à stimuler étant chacune entourées de zones non-stimulées dans lesquelles les vibrations ne sont pas perceptibles par l'utilisateur,
dans laquelle :
- la couche de stimulation haptique est mécaniquement raccordée au vibreur pour recevoir l'onde longitudinale générée par ce vibreur et la propager jusqu'à l'aplomb des zones à stimuler en passant pour cela à l'aplomb des zones non-stimulées,
- la raideur de la couche de stimulation haptique, à l'aplomb des zones non-stimulées, est apte à empêcher l'apparition de vibrations perceptibles par l'utilisateur dans ces zones non-stimulées, et
- uniquement à l'aplomb de chaque zone à stimuler, la couche de stimulation haptique comporte un transducteur mécanique de l'onde longitudinale, qui se propage dans la couche de stimulation haptique, en vibrations perceptibles par l'utilisateur.The invention aims to remedy at least one of these drawbacks. It therefore relates to a shoe comprising:
- an outsole intended to come into direct contact with the ground,
- a cleanliness layer on which the user's arch rests when the shoe is worn by this user, this cleanliness layer extending mainly in a plane called the "plane of the sole",
- a vibrator capable of generating a longitudinal wave,
- a haptic stimulation layer, located between the outer sole and the cleanliness layer, which extends mainly parallel to the plane of the sole, this haptic stimulation layer being able, when it is excited by the vibrator, to create vibrations perceptible to the user in at least two distinct zones to be stimulated of the arch of the foot, these zones to be stimulated each being surrounded by non-stimulated zones in which the vibrations are not perceptible to the user,
in which :
- the haptic stimulation layer is mechanically connected to the vibrator in order to receive the longitudinal wave generated by this vibrator and to propagate it to the plumb of the zones to be stimulated by passing for this plumb to the non-stimulated zones,
- the stiffness of the haptic stimulation layer, directly above the non-stimulated areas, is capable of preventing the appearance of vibrations perceptible by the user in these non-stimulated areas, and
- Only above each zone to be stimulated, the haptic stimulation layer comprises a mechanical transducer of the longitudinal wave, which propagates in the haptic stimulation layer, in vibrations perceptible by the user.

Les modes de réalisation de cette chaussure peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
1) le nombre de vibreurs de la chaussure est inférieur au nombre de zones à stimuler.
2) la raideur de la couche de stimulation haptique à l'aplomb des zones non-stimulées est dix fois supérieure à la raideur de la couche de stimulation haptique à l'aplomb des zones à stimuler.
3) la couche de stimulation haptique comporte une plaque de garnissage présentant les caractéristiques suivantes :
- la plaque de garnissage s'étend principalement parallèlement au plan de la semelle depuis le vibreur jusqu'à l'aplomb de la périphérie de chaque zone à stimuler,
- les propriétés élastiques de la plaque de garnissage sont isotropes dans toutes les directions parallèles au plan de la semelle,
- l'épaisseur de la plaque de garnissage, à l'aplomb des zones non-stimulées, est constantes et apte à empêcher l'apparition de vibrations perceptibles par l'utilisateur dans ces zones non-stimulées, et
- la plaque de garnissage est réalisée dans un matériau dont le module de Young à 25°C est compris entre 2kPa et 13 MPa.
4) la couche de stimulation haptique comporte :
- une lame de guidage de l'onde longitudinale générée par le vibreur, cette lame présentant les caractéristiques suivantes :
- la lame s'étend, parallèlement au plan de la semelle, aussi bien à l'aplomb des zones à stimuler que à l'aplomb des zones non-stimulées,
- la lame est réalisée dans un matériau homogène et dont les propriétés élastiques sont isotropes dans toutes directions parallèles au plan de la semelle,
- l'épaisseur de la lame est constante et inférieure à dix fois sa largeur, où la largeur de la lame est égale à la largeur du plus petit rectangle contenant entièrement la projection orthogonale de la lame sur le plan de la semelle, et
- la lame est directement mécaniquement raccordée au vibreur pour recevoir l'onde longitudinale générée par le vibreur et la propager aussi bien à l'aplomb des zones à stimuler que à l'aplomb des zones non-stimulées,
- une plaque de garnissage qui s'étend principalement parallèlement au plan de la semelle et à laquelle est directement fixée la lame, cette plaque de garnissage étant réalisée dans un matériau amortissant dont l'épaisseur, à l'aplomb des zones non-stimulées, est apte à empêcher l'apparition de vibrations perceptibles par l'utilisateur dans ces zones non-stimulées.
5) le transducteur mécanique est uniquement un amincissement de l'épaisseur de la couche de stimulation haptique à l'aplomb de la zone à stimuler, l'épaisseur résiduelle de la couche de stimulation haptique formant alors une pièce apte à vibrer à une fréquence de résonance prédéterminée lorsqu'elle est excitée par l'onde longitudinale générée par le vibreur.
6) le transducteur mécanique comporte, à l'aplomb de la zone à stimuler :
- un évidement creusé dans la couche de stimulation haptique, et
- un bloc en matériau auxétique logé à l'intérieur de cet évidement.
7) le transducteur mécanique comporte, à l'aplomb de la zone à stimuler :
- une masselotte, et
- un bloc en matériau élastique qui sollicite en permanence la masselotte vers une position de repos.
8) la chaussure comporte au moins un capteur de pression apte à mesurer la pression exercée sur la voûte plantaire à l'emplacement de ce capteur, chaque capteur de pression étant situé à l'aplomb d'une zone non-stimulée.
9) la chaussure comporte une unité de calcul apte à acquérir les mesures du capteur de pression et à commander la fréquence ou l'amplitude de l'onde longitudinale générée par le vibreur en fonction de la mesure de pression acquise.
10) un premier et un second transducteurs mécaniques sont situés à l'aplomb, respectivement, d'une première et d'une seconde zones à stimuler, le premier transducteur mécanique différant du second transducteur mécanique par ses dimensions ou les matériaux dans lequel il est réalisé pour générer, à partir de la même onde longitudinale, des vibrations perceptibles par l'utilisateur à une fréquence différente de la fréquence des vibrations générées par le second transducteur mécanique à partir de la même onde longitudinale.Embodiments of this shoe may include one or more of the following features:
1) the number of shoe vibrators is lower than the number of zones to be stimulated.
2) the stiffness of the haptic stimulation layer plumb with the non-stimulated areas is ten times greater than the stiffness of the haptic stimulation layer plumb with the areas to be stimulated.
3) the haptic stimulation layer comprises a trim plate having the following characteristics:
- the lining plate extends mainly parallel to the plane of the sole from the vibrator to the plumb of the periphery of each zone to be stimulated,
- the elastic properties of the packing plate are isotropic in all directions parallel to the plane of the sole,
- the thickness of the lining plate, directly above the non-stimulated zones, is constant and capable of preventing the appearance of vibrations perceptible by the user in these non-stimulated zones, and
- the lining plate is made of a material whose Young's modulus at 25° C. is between 2 kPa and 13 MPa.
4) the haptic stimulation layer comprises:
- a blade for guiding the longitudinal wave generated by the vibrator, this blade having the following characteristics:
- the blade extends, parallel to the plane of the sole, both directly above the zones to be stimulated and directly above the non-stimulated zones,
- the blade is made of a homogeneous material and whose elastic properties are isotropic in all directions parallel to the plane of the sole,
- the thickness of the blade is constant and less than ten times its width, where the width of the blade is equal to the width of the smallest rectangle entirely containing the orthogonal projection of the blade on the plane of the sole, and
- the blade is directly mechanically connected to the vibrator to receive the longitudinal wave generated by the vibrator and to propagate it both directly above the zones to be stimulated and directly above the non-stimulated zones,
- a lining plate which extends mainly parallel to the plane of the sole and to which the blade is directly fixed, this lining plate being made of a damping material whose thickness, directly above the non-stimulated zones, is able to prevent the appearance of vibrations perceptible by the user in these non-stimulated areas.
5) the mechanical transducer is only a thinning of the thickness of the haptic stimulation layer directly above the area to be stimulated, the residual thickness of the haptic stimulation layer then forming a part capable of vibrating at a frequency of predetermined resonance when excited by the longitudinal wave generated by the vibrator.
6) the mechanical transducer comprises, directly above the area to be stimulated:
- a recess dug in the haptic stimulation layer, and
- A block of auxetic material housed inside this recess.
7) the mechanical transducer comprises, directly above the area to be stimulated:
- a flyweight, and
- a block of elastic material which permanently urges the flyweight towards a rest position.
8) the shoe comprises at least one pressure sensor capable of measuring the pressure exerted on the arch of the foot at the location of this sensor, each pressure sensor being located directly above a non-stimulated zone.
9) the shoe comprises a calculation unit able to acquire the measurements of the pressure sensor and to control the frequency or the amplitude of the longitudinal wave generated by the vibrator according to the acquired pressure measurement.
10) a first and a second mechanical transducer are located vertically, respectively, to a first and a second zone to be stimulated, the first mechanical transducer differing from the second mechanical transducer by its dimensions or the materials in which it is designed to generate, from the same longitudinal wave, vibrations perceptible by the user at a frequency different from the frequency of the vibrations generated by the second mechanical transducer from the same longitudinal wave.

L’invention a également pour objet une couche de stimulation haptique pour la réalisation de la chaussure ci-dessus, dans laquelle la couche de stimulation haptique est apte :
- à s'étendre principalement parallèlement au plan de la semelle, et
- lorsqu'elle est excitée par le vibreur, à créer des vibrations perceptibles par l'utilisateur dans au moins deux zones distinctes à stimuler de la voûte plantaire, ces zones à stimuler étant chacune entourées de zones non-stimulées dans lesquelles les vibrations ne sont pas perceptibles par l'utilisateur,
dans laquelle :
- la couche de stimulation haptique est apte à être mécaniquement raccordée au vibreur pour recevoir l'onde longitudinale générée par ce vibreur et la propager jusqu'à l'aplomb des zones à stimuler en passant pour cela à l'aplomb des zones non-stimulées,
- la raideur de la couche de stimulation haptique, à l'aplomb des zones non-stimulées, est apte à empêcher l'apparition de vibrations perceptibles par l'utilisateur dans ces zones non-stimulées, et
- uniquement à l'aplomb de chaque zone à stimuler, la couche de stimulation haptique comporte un transducteur mécanique de l'onde longitudinale, qui se propage dans la couche de stimulation haptique, en vibrations perceptibles par l'utilisateur.The invention also relates to a haptic stimulation layer for the production of the shoe above, in which the haptic stimulation layer is suitable:
- to extend mainly parallel to the plane of the sole, and
- when excited by the vibrator, to create vibrations perceptible by the user in at least two distinct areas of the arch of the foot to be stimulated, these areas to be stimulated each being surrounded by non-stimulated areas in which the vibrations are not not noticeable by the user,
in which :
- the haptic stimulation layer is capable of being mechanically connected to the vibrator in order to receive the longitudinal wave generated by this vibrator and to propagate it to the plumb of the zones to be stimulated by passing for this plumb to the non-stimulated zones ,
- the stiffness of the haptic stimulation layer, directly above the non-stimulated areas, is capable of preventing the appearance of vibrations perceptible by the user in these non-stimulated areas, and
- Only above each zone to be stimulated, the haptic stimulation layer comprises a mechanical transducer of the longitudinal wave, which propagates in the haptic stimulation layer, in vibrations perceptible by the user.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
- la est une vue éclatée d’une chaussure ;
- la est une illustration schématique des différents composants électroniques intégrés dans la chaussure de la ;
- les figures 3 à 5 sont des illustrations schématiques, en coupe verticale, de trois modes de réalisation possibles d’une couche de stimulation haptique susceptible d’être intégrée dans la chaussure de la .The invention will be better understood on reading the following description, given solely by way of non-limiting example and made with reference to the drawings in which:
- there is an exploded view of a shoe;
- there is a schematic illustration of the various electronic components integrated into the shoe of the ;
- Figures 3 to 5 are schematic illustrations, in vertical section, of three possible embodiments of a haptic stimulation layer capable of being integrated into the shoe of the .

Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l’homme du métier ne sont pas décrites en détail. Dans cette description, des exemples détaillés de modes de réalisation sont d’abord décrits dans un chapitre I en référence aux figures. Ensuite, dans un chapitre II, des variantes de ces modes de réalisation sont présentées. Enfin, les avantages des différents modes de réalisation décrits sont présentés dans un chapitre III.In the rest of this description, the characteristics and functions well known to those skilled in the art are not described in detail. In this description, detailed examples of embodiments are first described in a chapter I with reference to the figures. Then, in a chapter II, variants of these embodiments are presented. Finally, the advantages of the different embodiments described are presented in a chapter III.

Chapitre I : Exemples de modes de réalisation :Chapter I: Examples of embodiments:

La représente une chaussure 2 instrumentée. La est orientée par rapport à un repère orthogonal XYZ dans lequel les directions X et Y sont des directions horizontales et la direction Z est une direction verticale. Par la suite, les termes tels que « supérieur », « inférieur », « haut », « bas » et similaires sont définis par rapport à la direction Z. Sur la , la chaussure 2 s’étend principalement dans une direction longitudinale parallèle à la direction X. Ainsi, la direction Y correspond à une direction transversale.There represents a shoe 2 instrumented. There is oriented with respect to an orthogonal coordinate system XYZ in which the X and Y directions are horizontal directions and the Z direction is a vertical direction. Hereinafter, terms such as "upper", "lower", "up", "down" and the like are defined with respect to the Z direction. , shoe 2 extends mainly in a longitudinal direction parallel to direction X. Thus, direction Y corresponds to a transverse direction.

La chaussure 2 comporte successivement en allant du haut vers le bas :
- un corps 4 de la chaussure qui recouvre et protège la face supérieure du pied,
- une semelle intérieure 6,
- une plaque 8 de garnissage, et
- une semelle extérieure 10.Shoe 2 comprises successively, going from top to bottom:
- a body 4 of the shoe which covers and protects the upper face of the foot,
- an insole 6,
- a trim plate 8, and
- an outsole 10.

La semelle intérieure 6 s’étend principalement dans un plan horizontal appelé par la suite « plan de la semelle ». La semelle intérieure 6 est généralement composée de deux couches superposées l’une sur l’autre appelées, respectivement, première de propreté 12 (ou sous-couche de propreté) et première de montage 14 (ou sous-couche de montage). La semelle 6 peut être amovible, c’est-à-dire qu’elle peut être retirée de la chaussure 2 et, en alternance et de façon réversible, introduite à l’intérieur de la chaussure 2.The insole 6 extends mainly in a horizontal plane called hereafter "plane of the sole". The insole 6 is generally made up of two layers superimposed on one another called, respectively, insole 12 (or underlay of cleanliness) and insole 14 (or underlay of assembly). The sole 6 can be removable, that is to say it can be removed from the shoe 2 and, alternately and reversibly, introduced inside the shoe 2.

La première de propreté 12 est la couche sur laquelle repose directement la voûte plantaire. Par exemple, elle est réalisée en tissu.The insole 12 is the layer on which the arch of the foot directly rests. For example, it is made of fabric.

La première de montage 14 est une couche en matériau amortissant. La première de propreté 12 est fixée, sans aucun degré de liberté, sur la face supérieure de la première de montage 14 . La première de montage 14 est plus épaisse que la première de propreté 12. Elle est par exemple réalisée en polymère et fréquemment en mousse.The insole 14 is a layer of damping material. The insole 12 is fixed, without any degree of freedom, to the upper face of the insole 14 . The insole 14 is thicker than the insole 12. It is for example made of polymer and frequently of foam.

La plaque 8 de garnissage a pour fonction, entre autres, d’amortir les chocs contre le sol et d’isoler thermiquement la voûte plantaire du sol. Dans les modes de réalisation décrits ici, la plaque 8 fait partie d’une couche de stimulation haptique décrite plus en détail par la suite.The padding plate 8 has the function, among other things, of absorbing shocks against the ground and of thermally insulating the arch of the foot from the ground. In the embodiments described here, the plate 8 is part of a haptic stimulation layer described in more detail later.

La semelle extérieure 10 est la seule partie de la chaussure qui vient directement en contact avec le sol sur lequel l’utilisateur marche. Elle est typiquement réalisée en matériau résistant à l'usure comme du cuir ou du plastique.The outer sole 10 is the only part of the shoe which comes directly into contact with the ground on which the user walks. It is typically made of a wear-resistant material such as leather or plastic.

Selon les modes de réalisation, la chaussure 2 peut comporter d’autres éléments. Par exemple, la chaussure 2 peut comporter un cambrion 16 qui rigidifie la chaussure. Toutefois, dans ce mode de réalisation, le cambrion 16 est omis.According to the embodiments, the shoe 2 may comprise other elements. For example, shoe 2 may include a shank 16 which stiffens the shoe. However, in this embodiment, the shank 16 is omitted.

Sur la , un élément supplémentaire de la chaussure 2, connu sous le nom de « trépointe » est désigné par la référence numérique 18. La trépointe 18 est utilisée pour renforcer la fixation du corps 4 sur la semelle 10.On the , an additional element of the shoe 2, known as the "welt" is designated by the reference numeral 18. The welt 18 is used to reinforce the attachment of the body 4 to the sole 10.

La représente les différents composants électroniques incorporés dans la chaussure 2 pour l’instrumenter. L'instrumentation de la chaussure 2 permet de communiquer des informations à l’utilisateur de cette chaussure par l’intermédiaire de vibrations perceptibles par la voûte plantaire en contact avec la semelle 6. De plus, ici, la chaussure 2 est instrumentée pour mesurer différentes grandeurs physiques qui caractérisent la marche de l’utilisateur ou sa posture ou l’utilisation de la chaussure 2. Dans cet exemple, la chaussure 2 comporte :
- un ensemble 30 de capteurs,
- une unité 32 de calcul,
- un seul vibreur commandable 34,
- une couche 36 de stimulation haptique excitée par le vibreur 34,
- une source 38 d’alimentation des différents composants électroniques de la chaussure 2, et
- des bus 40 d’échange d’informations entre l’unité 32 de calcul et les différents composants électroniques intégrés dans la chaussure 2.There represents the various electronic components incorporated into the shoe 2 to instrument it. The instrumentation of the shoe 2 makes it possible to communicate information to the user of this shoe via vibrations perceptible by the arch of the foot in contact with the sole 6. In addition, here, the shoe 2 is instrumented to measure different physical quantities which characterize the user's gait or posture or the use of the shoe 2. In this example, the shoe 2 comprises:
- a set 30 of sensors,
- a calculation unit 32,
- a single controllable vibrator 34,
- a layer 36 of haptic stimulation excited by the vibrator 34,
- a power source 38 for the various electronic components of the shoe 2, and
- buses 40 for exchanging information between the calculation unit 32 and the various electronic components integrated in the shoe 2.

Par exemple, l’ensemble 30 comporte :
- une centrale inertielle 42 capable de mesurer l’accélération dans trois directions orthogonales ainsi que la vitesse angulaire autour de trois axes orthogonaux et le champ magnétique dans trois directions
- des capteurs 44 de pression, et
- un capteur 46 de température et d’humidité.For example, set 30 includes:
- an inertial unit 42 capable of measuring the acceleration in three orthogonal directions as well as the angular velocity around three orthogonal axes and the magnetic field in three directions
- pressure sensors 44, and
- a sensor 46 of temperature and humidity.

La centrale inertielle 42 est par exemple logée à l’intérieur de la semelle 10.The inertial unit 42 is for example housed inside the sole 10.

Chaque capteur 44 de pression permet de mesurer la pression exercée sur un emplacement respectif de la voûte plantaire. Ici, l’ensemble 30 comporte au moins six capteurs 44 pour mesurer la pression sur la voûte plantaire en au moins six emplacements différents. Ces emplacements et donc les capteurs 44 sont répartis à différents endroits dans le plan de la semelle. Par exemple, deux de ces emplacements sont situés à l'arrière de la voûte plantaire, deux autres au milieu et deux autres à l'avant de la voûte plantaire. Plus précisément, les capteurs 44 sont uniquement placés à l'aplomb de zones non stimulées. Ces "zones non stimulées" sont décrites en détail en référence à la . Ici, les capteurs 44 sont fixés sur la semelle 6. Ils sont, par exemple, situés entre la première de propreté 12 et la première de montage 14 ou intégrés à l’intérieur de la première de montage 14 ou encore collés sur la première de propreté 12.Each pressure sensor 44 makes it possible to measure the pressure exerted on a respective location of the arch of the foot. Here, the assembly 30 includes at least six sensors 44 to measure the pressure on the arch of the foot in at least six different locations. These locations and therefore the sensors 44 are distributed at different locations in the plane of the sole. For example, two of these locations are at the back of the arch, two are in the middle, and two are at the front of the arch. More precisely, the sensors 44 are only placed directly above non-stimulated zones. These "unstimulated areas" are described in detail with reference to the . Here, the sensors 44 are fixed on the sole 6. They are, for example, located between the insole 12 and the insole 14 or integrated inside the insole 14 or even glued on the insole. cleanliness 12.

Les capteurs 44 sont par exemple, des capteurs piézorésistifs ou piézocapacitifs ou des jauges de contrainte ou similaires.The sensors 44 are, for example, piezoresistive or piezocapacitive sensors or strain gauges or the like.

Ici, le capteur 46 de température et d’humidité est aussi logé à l’intérieur de la semelle 6. Par exemple, il fait partie d’un module électronique de prétraitement qui est lui aussi intégré à l’intérieur de la semelle 6. Ce module de prétraitement collecte les mesures des capteurs 44 et 46 et les transmet à l’unité 32 de calcul par l’intermédiaire du bus 40.Here, the temperature and humidity sensor 46 is also housed inside the sole 6. For example, it is part of an electronic pre-treatment module which is also integrated inside the sole 6. This preprocessing module collects the measurements from the sensors 44 and 46 and transmits them to the calculation unit 32 via the bus 40.

L’unité 32 collecte et traite les mesures des différents capteurs de l’ensemble 30. Elle est aussi configurée pour commander le vibreur 34, par exemple, en fonction des mesures collectées et traitées. A cet effet, l’unité 32 comporte :
- un microcontrôleur 50 qui gère l’acquisition des mesures, leur traitement et la commande du vibreur 34, et
- une mémoire 52 pour stocker les mesures collectées.The unit 32 collects and processes the measurements of the various sensors of the assembly 30. It is also configured to control the vibrator 34, for example, according to the measurements collected and processed. For this purpose, unit 32 comprises:
- a microcontroller 50 which manages the acquisition of the measurements, their processing and the control of the vibrator 34, and
- A memory 52 for storing the collected measurements.

L’unité 32 comporte aussi un émetteur/récepteur 54 qui permet d’établir une liaison 56 sans fil de transmission d’informations avec un terminal 58 distinct de la chaussure 2. Typiquement, le terminal 58 comporte une interface homme-machine 60 qui permet d’afficher les mesures et les données collectées par l’unité 32. Par exemple, la liaison 56 est une liaison conforme au standard BLE (« Bluetooth Low Energy »). Ici, l’unité 32 est logée à l’intérieur de la semelle 10. Les différents composants de l'unité 32 communiquent entre eux par l'intermédiaire de bus de transmission d'informations.The unit 32 also comprises a transmitter/receiver 54 which makes it possible to establish a wireless link 56 for transmitting information with a terminal 58 distinct from the shoe 2. Typically, the terminal 58 comprises a man-machine interface 60 which allows to display the measurements and the data collected by the unit 32. For example, the link 56 is a link conforming to the BLE (“Bluetooth Low Energy”) standard. Here, the unit 32 is housed inside the sole 10. The various components of the unit 32 communicate with each other via information transmission buses.

Le vibreur 34 permet de générer dans la couche 36 une onde longitudinale telle qu’une onde acoustique. La génération d’une telle onde par le vibreur 34 est typiquement déclenchée en réponse à une commande de l’unité 32. A cet effet, le vibreur 34 est mécaniquement raccordé à la couche 36. Cette onde est générée pendant une durée prédéterminée par l’unité 32. Par exemple, la fréquence et/ou l'amplitude de l’onde longitudinale générée par le vibreur 34 est ajustée par l’unité 32 notamment en fonction des mesures des capteurs 44 de pression.The vibrator 34 makes it possible to generate in the layer 36 a longitudinal wave such as an acoustic wave. The generation of such a wave by the vibrator 34 is typically triggered in response to a command from the unit 32. To this end, the vibrator 34 is mechanically connected to the layer 36. This wave is generated for a predetermined duration by the unit 32. For example, the frequency and/or the amplitude of the longitudinal wave generated by the vibrator 34 is adjusted by the unit 32 in particular according to the measurements of the pressure sensors 44.

Ici, l'unité 32 déclenche une stimulation haptique différente si la personne est assise, debout, porte une charge ou sujette à une déficience de perception tactile comme cela peut être le cas chez les diabétiques. Dans ce mode de réalisation, plus la pression mesurée est élevée, plus l'amplitude de l'onde longitudinale générée par le vibreur 34 est grande. En effet, le seuil de perception des vibrations diminue lorsque la pression sur la voûte plantaire augmente. Ici, l'amplitude et la fréquence des ondes longitudinales sont choisies pour que les vibrations soient perceptibles par l'utilisateur.Here, the unit 32 triggers a different haptic stimulation if the person is sitting, standing, carrying a load or subject to a deficiency in tactile perception, as may be the case with diabetics. In this embodiment, the higher the pressure measured, the greater the amplitude of the longitudinal wave generated by the vibrator 34. Indeed, the threshold of perception of vibrations decreases when the pressure on the arch of the foot increases. Here, the amplitude and frequency of the longitudinal waves are chosen so that the vibrations are perceptible to the user.

Typiquement, la valeur nominale de l'amplitude de l'onde longitudinale générée par le vibreur 34 est comprise entre 2G et 15G, où G est la gravité égale à 9,8 m/s². Par exemple, le vibreur 34 est un moteur linéaire résonant connu sous l’acronyme LRA (« Linear Resonant Actuator »).Typically, the nominal value of the amplitude of the longitudinal wave generated by the vibrator 34 is between 2G and 15G, where G is the gravity equal to 9.8 m/s ² . For example, the vibrator 34 is a resonant linear motor known by the acronym LRA (“Linear Resonant Actuator”).

La source 38 d’alimentation est par exemple une batterie.The power source 38 is for example a battery.

La couche 36 est un composant passif qui, lorsqu’il est excité par le vibreur 34, est apte à générer dans différentes zones de la voûte plantaire précisément localisées des vibrations perceptibles par l’utilisateur. Ces vibrations perceptibles par l’utilisateur sont des vibrations qui se propagent principalement dans une direction perpendiculaire au plan de la semelle, c’est-à-dire ici parallèlement à la direction Z. Typiquement, la fréquence de ces vibrations perceptibles est comprise entre 3 Hz et 400 Hz et, de préférence, comprises entre 25 Hz et 200 Hz. L'amplitude de ces vibrations perceptibles par l'utilisateur est comprise entre 5 µm et 500 µm et, de préférence, entre 10 µm et 360 µm pour des vibrations à une fréquence proche ou égale à 25 Hz et entre 10 µm et 180 µm pour des vibrations à une fréquence proche ou égale à 150 Hz. Actuellement, la fréquence de 150 Hz est celle où la perception est optimale chez les sujets sains.The layer 36 is a passive component which, when excited by the vibrator 34, is able to generate in different zones of the arch of the foot precisely located vibrations perceptible by the user. These vibrations perceptible by the user are vibrations which propagate mainly in a direction perpendicular to the plane of the sole, that is to say here parallel to the Z direction. Typically, the frequency of these perceptible vibrations is between 3 Hz and 400 Hz and, preferably, between 25 Hz and 200 Hz. The amplitude of these vibrations perceptible by the user is between 5 µm and 500 µm and, preferably, between 10 µm and 360 µm for vibrations at a frequency close to or equal to 25 Hz and between 10 µm and 180 µm for vibrations at a frequency close to or equal to 150 Hz. Currently, the frequency of 150 Hz is that where perception is optimal in healthy subjects.

Les zones à stimuler sont séparées les unes des autres par des zones non stimulées dans lesquelles aucune vibration perceptible par l’utilisateur n’est générée même lorsque la couche 36 est excitée par le vibreur 34.The areas to be stimulated are separated from each other by unstimulated areas in which no vibration perceptible to the user is generated even when the layer 36 is excited by the vibrator 34.

Différents modes de réalisation possibles de la couche 36 sont maintenant décrits en référence aux figures 3 à 5.Different possible embodiments of the layer 36 are now described with reference to Figures 3 to 5.

La représente schématiquement et partiellement un pied 70 reposant sur la semelle intérieure 6. Pour simplifier la et les suivantes, seules deux zones à stimuler 72 et 74 de la voûte plantaire ont été représentées. Toutefois, il peut exister plus de deux ou quatre ou six zones à stimuler en pratique. Ces zones 72 et 74 sont disjointes, c’est-à-dire séparées l’une de l’autre par au moins une zone non stimulées 76 qui s’étend entre les zones 72 et 74. Ici, il existe d’autres zones non stimulées 78 et 80. La zone 78 s’étend depuis la zone 72 jusqu’au talon du pied. La zone 80 s’étend depuis la zone 74 jusqu’à l’extrémité des doigts de pied.There schematically and partially represents a foot 70 resting on the insole 6. To simplify the and the following, only two zones to be stimulated 72 and 74 of the arch of the foot have been represented. However, there may be more than two or four or six areas to be stimulated in practice. These zones 72 and 74 are separate, that is to say separated from each other by at least one unstimulated zone 76 which extends between zones 72 and 74. Here, there are other zones unstimulated 78 and 80. Zone 78 extends from zone 72 to the heel of the foot. Zone 80 extends from zone 74 to the end of the toes.

Pour simplifier l’illustration, les zones 72 et 74 ont été représentées comme étant situées l’une derrière l’autre dans la direction X. Toutefois, les zones à stimuler peuvent aussi être décalées l’une par rapport à l’autre dans la direction Y. Par exemple, les zones à stimuler peuvent aussi être situées l’une à côté de l’autre dans la direction Y.To simplify the illustration, areas 72 and 74 have been shown as being located one behind the other in the X direction. However, the areas to be stimulated can also be offset from each other in the X direction. Y direction. For example, the areas to be stimulated can also be located next to each other in the Y direction.

Pour améliorer la lisibilité de la et des figures suivantes, les dimensions du vibreur 34 ont été exagérées. En pratique, l’encombrement du vibreur est petit, c’est-à-dire inférieur à 10 cm3 et, de préférence, inférieur à 1 cm3. En pratique, le vibreur 34 peut être placé n'importe où à partir du moment où il est capable d’exciter la couche 36 avec la puissance requise pour générer des vibrations perceptibles. Ici, le vibreur 34 est placé à l'intérieur de la plaque 8 et sur l’un des bords de la couche 36.To improve the readability of the and in the following figures, the dimensions of the vibrator 34 have been exaggerated. In practice, the size of the vibrator is small, that is to say less than 10 cm3 and, preferably, less than 1 cm3. In practice, the vibrator 34 can be placed anywhere as long as it is able to excite the layer 36 with the power required to generate perceptible vibrations. Here, the vibrator 34 is placed inside the plate 8 and on one of the edges of the layer 36.

Pour générer des vibrations perceptibles par l’utilisateur uniquement dans les zones 72 et 74 en utilisant seulement le vibreur 34, la couche 36 comporte, dans cet exemple, une lame 90 de guidage de l’onde longitudinale et la plaque 8 de garnissage.To generate vibrations perceptible by the user only in the zones 72 and 74 using only the vibrator 34, the layer 36 comprises, in this example, a blade 90 for guiding the longitudinal wave and the plate 8 of packing.

La lame 90 guide l’onde longitudinale générée par le vibreur 34 pour la propager à l'aplomb des zones 72 et 74. Cela améliore la propagation de cette onde longitudinale jusqu'à l'aplomb des zones à stimuler par rapport au cas où l'onde longitudinale se propage uniquement dans la plaque 8.The plate 90 guides the longitudinal wave generated by the vibrator 34 to propagate it plumb with the zones 72 and 74. This improves the propagation of this longitudinal wave to the plumb of the zones to be stimulated compared to the case where the longitudinal wave propagates only in plate 8.

Dans ce texte, un élément est dit être à "l'aplomb" d'une zone lorsque la projection orthogonale de cet élément sur le plan de la semelle est entièrement contenue à l'intérieur de la projection orthogonale de cette zone sur le même plan.In this text, an element is said to be "straight" of a zone when the orthogonal projection of this element on the plane of the footing is entirely contained inside the orthogonal projection of this zone on the same plane .

La lame 90 propage aussi l’onde longitudinale à travers des zones situées à l’aplomb des zones non stimulées. Dans la lame 90, l’onde longitudinale se propage uniquement dans un plan horizontal parallèle aux directions X et Y. Ici, la lame 90 s’étend continûment et sans interruption sur toute la face inférieure de la plaque 8. La lame 90 recouvre donc la majorité et, de préférence plus de 90 % ou 95 % de la face inférieure de la plaque 8. De plus, elle est fixée, sans aucun degré de liberté, sur la face inférieure de la plaque 8. Par exemple, la lame 90 est collée sur la face inférieure de la plaque 8.Plate 90 also propagates the longitudinal wave through areas located directly above the unstimulated areas. In blade 90, the longitudinal wave propagates only in a horizontal plane parallel to the X and Y directions. Here, blade 90 extends continuously and without interruption over the entire underside of plate 8. Blade 90 therefore covers the majority and, preferably more than 90% or 95% of the lower face of the plate 8. In addition, it is fixed, without any degree of freedom, on the lower face of the plate 8. For example, the blade 90 is glued to the underside of plate 8.

La lame 90 est directement en contact mécanique avec le vibreur 34 pour recevoir l’onde longitudinale générée par ce vibreur. Typiquement, le vibreur 34 est fixé sans aucun degré de liberté sur l’une des faces de la lame 90. Ici, il est fixé sur la face supérieure de la lame 90.Blade 90 is in direct mechanical contact with vibrator 34 to receive the longitudinal wave generated by this vibrator. Typically, the vibrator 34 is fixed without any degree of freedom on one of the faces of the blade 90. Here, it is fixed on the upper face of the blade 90.

Pour guider efficacement l’onde longitudinale, la lame 90 est réalisée dans un matériau homogène et dont les propriétés élastiques sont isotropes dans toutes directions parallèles au plan de la semelle. Dans le plan horizontal, les propriétés mécaniques de la lame 90 sont donc aussi uniformes que possibles. En particulier, toutes discontinuités de la lame 90 capables de réfléchir l’onde longitudinale sont évitées autant que possible. Ici, les seules discontinuités de la lame 90 que l’onde longitudinale rencontre sont les bords périphériques de cette lame 90.To effectively guide the longitudinal wave, the blade 90 is made of a homogeneous material and whose elastic properties are isotropic in all directions parallel to the plane of the sole. In the horizontal plane, the mechanical properties of the blade 90 are therefore as uniform as possible. In particular, all discontinuities of the blade 90 capable of reflecting the longitudinal wave are avoided as much as possible. Here, the only discontinuities of the blade 90 that the longitudinal wave encounters are the peripheral edges of this blade 90.

L’épaisseur e₉₀de la lame 90 est constante sur toute sa surface et petite devant les dimensions horizontales de la lame 90. L’épaisseur e₉₀est inférieure à L₉₀/10 et, de préférence, inférieur à L₉₀/50 ou L₉₀/100, où L₉₀est la largeur de la lame 90. La largeur L₉₀est égale à la largeur du plus petit rectangle contenant entièrement la projection orthogonale de la lame 90 sur le plan de la semelle. Le plus petit rectangle est celui qui a la plus petite surface. L'épaisseur e₉₀est aussi suffisante pour guider l'onde longitudinale. Par exemple, pour cela l'épaisseur e₉₀est supérieure à 0,05 mm.The thickness e ₉₀ of the blade 90 is constant over its entire surface and small compared to the horizontal dimensions of the blade 90. The thickness e ₉₀ is less than L _90/10 and, preferably, less than L _90/50 or L ₉₀ /100, where L ₉₀ is the width of the blade 90. The width L ₉₀ is equal to the width of the smallest rectangle entirely containing the orthogonal projection of the blade 90 on the plane of the sole. The smallest rectangle is the one with the smallest area. The thickness e ₉₀ is also sufficient to guide the longitudinal wave. For example, for this the thickness e ₉₀ is greater than 0.05 mm.

Ici, la lame 90 est une lame en métal d’épaisseur inférieure à 0,5 mm. Par exemple, ici, la lame 90 est une lame d’aluminium dont l’épaisseur e₉₀est égale à 0,1 mm.Here, the blade 90 is a metal blade with a thickness of less than 0.5 mm. For example, here, the blade 90 is an aluminum blade whose thickness e ₉₀ is equal to 0.1 mm.

La plaque 8 est réalisée dans un matériau amortissant qui se déforme uniquement élastiquement lors de l'utilisation de la chaussure 2. Il s’agit typiquement d’un polymère tel qu’un élastomère ou une mousse. Il peut également s’agir d’un matériau tel que le liège.The plate 8 is made of a damping material which deforms only elastically during the use of the shoe 2. It is typically a polymer such as an elastomer or a foam. It can also be a material such as cork.

Pour améliorer la propagation de l'onde longitudinale dans la plaque 8, le matériau amortissant est un matériau dont le module de Young, également connu sous le terme de "module d'élasticité", à 25°C, est compris entre 0,5kPa et 25 MPa et, de préférence, entre 2kPa et 13 MPa. Ici le module de Young est mesuré sur un disque de 10 mm de rayon et de 2 mm d'épaisseur. Ici, le module de Young du matériau amortissant est compris entre 1,5 MPa et 2,5 MPa.To improve the propagation of the longitudinal wave in the plate 8, the damping material is a material whose Young's modulus, also known as the "modulus of elasticity", at 25° C., is between 0.5 kPa and 25 MPa and preferably between 2 kPa and 13 MPa. Here Young's modulus is measured on a disc 10 mm in radius and 2 mm in thickness. Here, the Young's modulus of the damping material is between 1.5 MPa and 2.5 MPa.

Par exemple, la plaque 8 est réalisée en Ethylène-Acétate de Vinyle (EVA), insert de gel, matériau résine thermosensible, matériau viscoélastique, caoutchouc naturel ou polyuréthane.For example, the plate 8 is made of Ethylene-Vinyl Acetate (EVA), gel insert, thermosensitive resin material, viscoelastic material, natural rubber or polyurethane.

A l’aplomb des zones non stimulées, la raideur de la couche 36 est ajustée pour que celle-ci soit dix fois et, de préférence, trente fois ou cinquante fois supérieure à la rigidité de la couche 36 à l’aplomb des zones à stimuler.Directly above the non-stimulated zones, the stiffness of the layer 36 is adjusted so that it is ten times and, preferably, thirty times or fifty times greater than the rigidity of the layer 36 directly above the zones to be stimulated. stimulate.

Ici, la raideur de la lame 90 est constante sur toute sa longueur notamment car son épaisseur et son module de Young sont constants et uniformes dans les directions X et Y. Ainsi, la raideur de la couche 36 est ajustée en jouant sur les caractéristiques de la plaque 8.Here, the stiffness of the blade 90 is constant over its entire length, in particular because its thickness and its Young's modulus are constant and uniform in the X and Y directions. Thus, the stiffness of the layer 36 is adjusted by varying the characteristics of plate 8.

Dans ce premier mode de réalisation, l’épaisseur e₈de la plaque 8 à l’aplomb des zones non stimulées est choisie pour empêcher l’apparition de vibrations perceptibles par l’utilisateur dans ces zones non stimulées. Par « vibrations non perceptibles », on désigne des vibrations qui ne sont pas perceptibles par la voûte plantaire d’un être humain qui porte les chaussures par rapport aux vibrations perceptibles générées, au même instant, dans les zones à stimuler. En particulier, la présence de vibrations beaucoup plus puissantes dans les zones à simuler masque les vibrations de faible puissance dans les zones non stimulées.In this first embodiment, the thickness e ₈ of the plate 8 plumb with the non-stimulated zones is chosen to prevent the appearance of vibrations perceptible to the user in these non-stimulated zones. The term “non-perceptible vibrations” denotes vibrations which are not perceptible by the arch of the foot of a human being who is wearing the shoes with respect to the perceptible vibrations generated, at the same instant, in the zones to be stimulated. In particular, the presence of much more powerful vibrations in the zones to be simulated masks the low-power vibrations in the unstimulated zones.

L'épaisseur e₈dépend du matériau amortissant utilisé pour réaliser la plaque 8. L’épaisseur e₈dans les zones non stimulées est souvent comprise entre 3 mm et 20 mm et, le plus souvent, comprise entre 3 mm et 15 mm.The thickness e ₈ depends on the damping material used to make the plate 8. The thickness e ₈ in the non-stimulated zones is often between 3 mm and 20 mm and, most often, between 3 mm and 15 mm.

A l’aplomb de chaque zone à stimuler, la couche 36 comporte un transducteur mécanique de l’onde longitudinale en vibrations perceptibles par l’utilisateur. Ce transducteur est un transducteur passif dans le sens où il n’est pas alimenté en électricité. Sur la , les transducteurs mécaniques à l’aplomb des zones 72 et 74 portent, respectivement, les références numériques 102 et 104.Directly above each zone to be stimulated, the layer 36 includes a mechanical transducer of the longitudinal wave into vibrations perceptible by the user. This transducer is a passive transducer in the sense that it is not supplied with electricity. On the , the mechanical transducers plumb with zones 72 and 74 carry, respectively, the numerical references 102 and 104.

Dans ce premier mode de réalisation, le transducteur 102 est un simple amincissement de l’épaisseur de la plaque 8 à l’aplomb de la zone 72. L’épaisseur résiduelle de la plaque 8 à l’aplomb de la zone 72 forme une membrane 106 dont toute la périphérie est encastrée dans la plaque 8. La face supérieure de la membrane 106 est directement en contact avec la face inférieure de la semelle 6. Ici, la membrane 106 est un disque de rayon R₁₀₆. Cette membrane 106 présente une épaisseur constante e₁₀₆.In this first embodiment, the transducer 102 is a simple thinning of the thickness of the plate 8 plumb with the zone 72. The residual thickness of the plate 8 plumb with the zone 72 forms a membrane 106, the entire periphery of which is embedded in the plate 8. The upper face of the membrane 106 is directly in contact with the lower face of the sole 6. Here, the membrane 106 is a disk of radius R ₁₀₆ . This membrane 106 has a constant thickness e ₁₀₆ .

Les dimensions de la membrane 106 sont choisies pour que la raideur k₁₀₆de la couche 36 à l'aplomb de la zone 72 soit au moins dix fois inférieure à la raideur de la couche 36 à l'aplomb des zones non-stimulées. De plus, plus la raideur k₁₀₆de la membrane 106 est importante, plus l’amplitude des vibrations de la membrane est faible. Ici, les dimensions de la membrane 106 sont donc également ajustées pour que l'amplitude des vibrations de la membrane 106 soit supérieure à 10 µm et, de préférence, comprise entre 10 µm et 360 µm pour une puissance donnée de l’onde longitudinale générée par le vibreur 34. Par exemple, l’épaisseur e₁₀₆est trois fois inférieure à l’épaisseur e₈. De préférence l'épaisseur e₁₀₆est égale ou inférieure à e₈/5. Avantageusement, ici, l'épaisseur e₁₀₆est égale à e₈/5.The dimensions of the membrane 106 are chosen so that the stiffness k ₁₀₆ of the layer 36 plumb with the zone 72 is at least ten times less than the stiffness of the layer 36 plumb with the non-stimulated zones. Moreover, the greater the stiffness k ₁₀₆ of the membrane 106, the lower the amplitude of the vibrations of the membrane. Here, the dimensions of the membrane 106 are therefore also adjusted so that the amplitude of the vibrations of the membrane 106 is greater than 10 μm and, preferably, between 10 μm and 360 μm for a given power of the longitudinal wave generated. by the vibrator 34. For example, the thickness e ₁₀₆ is three times less than the thickness e ₈ . Preferably the thickness e ₁₀₆ is equal to or less than e _8/5 . Advantageously, here, the thickness e ₁₀₆ is equal to e _8/5 .

Ici, les dimensions de la membrane 106 sont ajustées pour vibrer à une fréquence f₁₀₆de résonance lorsqu'elle est excitée par l'onde longitudinale qui se propage dans la couche 36. Comme précédemment décrit, la fréquence f₁₀₆est typiquement choisie entre 3 Hz et 400 Hz pour que les vibrations ainsi générées soient des vibrations perceptibles par l'utilisateur.Here, the dimensions of the membrane 106 are adjusted to vibrate at a resonant frequency f ₁₀₆ when it is excited by the longitudinal wave which propagates in the layer 36. As previously described, the frequency f ₁₀₆ is typically chosen between 3 Hz and 400 Hz so that the vibrations thus generated are vibrations perceptible by the user.

Une fois la fréquence f₁₀₆choisie, le rayon R₁₀₆est déterminé pour obtenir la fréquence f₁₀₆de résonance choisie, par exemple, en utilisant les relations suivantes.Once the frequency f ₁₀₆ has been chosen, the radius R ₁₀₆ is determined to obtain the chosen resonance frequency f ₁₀₆ , for example, using the following relationships.

Ici, la fréquence f₁₀₆est la fréquence de résonance du premier mode de déformée et correspond à la plus petite des fréquences de résonance de la membre 106. La fréquence f₁₀₆est définie par la relation (1) suivante : où :
- γ est égal à 3,2,
- R est égal au rayon R₁₀₆de la membrane 106,
- D est la constante de rigidité de la membrane 106,
- ρ_sest la masse surfacique de la membrane 106.
La constante D de rigidité est définie par la relation (2) suivante : où :
- Y est le module de Young du matériau de la membrane 106,
- e est égale à l'épaisseur e₁₀₆,
- ν est le coefficient de poisson de la membrane 106.
La masse surfacique ρ_sest définie par la relation (3) suivante : où :
- ρ est la densité volumique du matériau de la membrane 106,
- M est une masse additionnelle fixée sur la membrane 106.
Dans ce mode de réalisation, la masse additionnelle M est nulle.Here, the frequency f ₁₀₆ is the resonant frequency of the first deformation mode and corresponds to the smallest of the resonant frequencies of the member 106. The frequency f ₁₀₆ is defined by the following relationship (1): Or :
- γ is equal to 3.2,
- R is equal to the radius R ₁₀₆ of the membrane 106,
- D is the stiffness constant of the membrane 106,
- ρ _s is the surface mass of the membrane 106.
The stiffness constant D is defined by the following relationship (2): Or :
- Y is the Young's modulus of the material of the membrane 106,
- e is equal to the thickness e ₁₀₆ ,
- ν is the Poisson's ratio of the membrane 106.
The surface mass ρ _s is defined by the following relationship (3): Or :
- ρ is the volume density of the material of the membrane 106,
- M is an additional mass fixed on the membrane 106.
In this embodiment, the additional mass M is zero.

Par exemple, ici, le matériau de la membrane 106 présente les caractéristiques suivantes :
- son module de Young Y est égal à 10 MPa,
- sa densité volumique ρ est égale à 9500 kg/m³,
- son coefficient de poisson ν est égale à 0,5.
Dans ces conditions, lorsque le rayon R₁₀₆et l'épaisseur e₁₀₆sont égaux, respectivement, à 10 mm et 2 mm, la fréquence f₁₀₆est égale à 352 Hz. Si toute chose égale par ailleurs, le rayon R₁₀₆est égal à 7 mm, la fréquence f₁₀₆est égale à 719 Hz.For example, here, the material of the membrane 106 has the following characteristics:
- its Young's modulus Y is equal to 10 MPa,
- its volumetric density ρ is equal to 9500 kg/m ³ ,
- its Poisson's ratio ν is equal to 0.5.
Under these conditions, when the radius R ₁₀₆ and the thickness e ₁₀₆ are equal, respectively, to 10 mm and 2 mm, the frequency f ₁₀₆ is equal to 352 Hz. If all else being equal, the radius R ₁₀₆ is equal at 7 mm, the frequency f ₁₀₆ is equal to 719 Hz.

Le transducteur 104 est structuralement identique au transducteur 102 sauf que les dimensions de sa membrane 108 sont différentes pour générer des vibrations perceptibles par l’utilisateur à une fréquence f₁₀₈différente de la fréquence f₁₀₆et cela à partir de la même onde longitudinale. Cela permet également, si nécessaire, de générer des vibrations dont l'amplitude est différente des vibrations générées par le transducteur 102.The transducer 104 is structurally identical to the transducer 102 except that the dimensions of its membrane 108 are different to generate vibrations perceptible by the user at a frequency f ₁₀₈ different from the frequency f ₁₀₆ and that from the same longitudinal wave. This also makes it possible, if necessary, to generate vibrations whose amplitude is different from the vibrations generated by the transducer 102.

La représente une couche 110 de stimulation haptique identique à la couche 36 sauf que les transducteurs 102 et 104 sont remplacés, respectivement, par des transducteurs 112 et 114. La couche 110 peut être utilisée à la place de la couche 36 dans la chaussure 2.There shows a haptic stimulation layer 110 identical to layer 36 except that transducers 102 and 104 are replaced by transducers 112 and 114, respectively. Layer 110 can be used instead of layer 36 in shoe 2.

Le transducteur 112 comporte un bloc 116 de matériau auxétique logé à l'intérieur d'un évidement 118 creusé dans la plaque 8 à l’aplomb de la zone 72. La profondeur de l’évidement 118 est égale à l’épaisseur e₈de la plaque 8. Ainsi, l’évidement 118 traverse de part en part la plaque 8.The transducer 112 comprises a block 116 of auxetic material housed inside a recess 118 dug in the plate 8 plumb with the zone 72. The depth of the recess 118 is equal to the thickness e ₈ of the plate 8. Thus, the recess 118 passes right through the plate 8.

Dans ce mode de réalisation, le bloc 116 remplit complètement l’évidement 118. Sa face inférieure est fixée, sans aucun degré de liberté, sur la face supérieure de la lame 90. Sa face supérieure affleure la face supérieure de la plaque 8. Son épaisseur e₁₁₆est donc égale à l’épaisseur e₈de la plaque 8.In this embodiment, the block 116 completely fills the recess 118. Its lower face is fixed, without any degree of freedom, on the upper face of the blade 90. Its upper face is flush with the upper face of the plate 8. Its thickness e ₁₁₆ is therefore equal to thickness e ₈ of plate 8.

Les matériaux auxétiques sont des matériaux dont les coefficients de poisson sont négatifs. Ainsi, lorsqu’ils sont étirés dans la direction X, leur épaisseur dans la direction Z croit. Cette propriété permet au transducteur 112 de convertir très efficacement l’onde longitudinale en vibrations perceptibles par l’utilisateur. Le matériau auxétique peut être un matériau composite ou un métamatériau. Par exemple, le matériau auxétique est une mousse auxétique. Un polymères polytétrafluoroéthylène tels que le Gore-Tex®, une mousse de polyuréthane auxétique ou du graphène sont des exemples de matériaux auxétiques utilisables pour réaliser le transducteur 112.Auxetic materials are materials with negative Poisson's ratios. Thus, when they are stretched in the X direction, their thickness in the Z direction increases. This property allows the transducer 112 to very efficiently convert the longitudinal wave into vibrations perceptible by the user. The auxetic material can be a composite material or a metamaterial. For example, the auxetic material is an auxetic foam. Polytetrafluoroethylene polymers such as Gore-Tex®, auxetic polyurethane foam or graphene are examples of auxetic materials that can be used to make the transducer 112.

Le transducteur 114 est par exemple identique au transducteur 112 sauf que le bloc 120 en matériau auxétique est réalisé dans un matériau auxétique différent de celui utilisé pour réaliser le bloc 116. Le fait d’utiliser un matériau auxétique différent permet de générer, à partir de la même onde longitudinale, des vibrations de fréquence et/ou d’amplitude différentes de celles générées par le transducteur 112.The transducer 114 is for example identical to the transducer 112 except that the block 120 in auxetic material is made of an auxetic material different from that used to make the block 116. The fact of using a different auxetic material makes it possible to generate, from the same longitudinal wave, vibrations of frequency and/or amplitude different from those generated by the transducer 112.

La représente une couche 130 de stimulation haptique susceptible d’être utilisée à la place de la couche 36 dans la chaussure 2. La couche 130 est identique à la couche 36 sauf que :
- les transducteurs 102 et 104 sont remplacés, respectivement, par des transducteurs 132 et 134, et
- la plaque 8 de garnissage est remplacée par une plaque 136 de garnissage.There represents a haptic stimulation layer 130 capable of being used instead of layer 36 in shoe 2. Layer 130 is identical to layer 36 except that:
- the transducers 102 and 104 are replaced, respectively, by transducers 132 and 134, and
- The trim plate 8 is replaced by a trim plate 136.

La plaque 136 de garnissage comporte une sous-couche inférieure 138 de garnissage et une sous-couche supérieure 140 de garnissage entre lesquelles est interposée la lame 90.The lining plate 136 comprises a lower lining sub-layer 138 and an upper lining sub-layer 140 between which the strip 90 is interposed.

La couche inférieure 138 est ici identique à la plaque 8 sauf qu’elle présente une épaisseur e₁₃₈.The lower layer 138 is here identical to the plate 8 except that it has a thickness e ₁₃₈ .

La couche supérieure 140 est, par exemple, identique à la sous-couche 138 sauf qu’elle est directement fixée sur la face supérieure de la lame 90 et qu’elle présente une épaisseur e₁₄₀.The upper layer 140 is, for example, identical to the under-layer 138 except that it is directly attached to the upper face of the blade 90 and that it has a thickness e ₁₄₀ .

Les épaisseurs e₁₃₈et e₁₄₀sont déterminées comme décrit pour l’épaisseur e₈de la plaque 8. Par exemple, la somme des épaisseurs e₁₃₈et e₁₄₀dans les zones non stimulées est égale à l’épaisseur e₈.The thicknesses e ₁₃₈ and e ₁₄₀ are determined as described for the thickness e ₈ of the plate 8. For example, the sum of the thicknesses e ₁₃₈ and e ₁₄₀ in the unstimulated zones is equal to the thickness e ₈ .

Ainsi, dans ce mode de réalisation, la lame 90 est prise en sandwich entre les sous-couches 138 et 140.Thus, in this embodiment, blade 90 is sandwiched between underlayers 138 and 140.

Le transducteur 132 comporte une masselotte 142 directement fixée, sans aucun degré de liberté, sur la face supérieure de la lame 90. Ici, la masselotte 142 est réalisée dans le même matériau que la lame 90 et ne forme qu’un seul bloc de matière avec la lame 90.The transducer 132 includes a weight 142 directly fixed, without any degree of freedom, on the upper face of the blade 90. Here, the weight 142 is made of the same material as the blade 90 and forms only one block of material with blade 90.

Le transducteur 132 comporte aussi un bloc 144 en matériau élastique qui sollicite en permanence la masselotte 142 vers une position de repos représentée sur la . Ce bloc 144 remplit la fonction d’un ressort qui ramène la masselotte 142 vers sa position de repos dès que cette masselotte s’éloigne de cette position de repos. Pour cela, le bloc 144 est réalisé dans un matériau qui se déforme uniquement élastiquement pendant un usage normal de la chaussure 2. Ici, le bloc 144 est situé sous la lame 90 et à l’aplomb de la masselotte 142. Par exemple, l’épaisseur e144 du bloc 144 est égale à l’épaisseur e138 de la sous-couche 138.Transducer 132 also comprises a block 144 of elastic material which permanently urges flyweight 142 towards a rest position shown on the . This block 144 fulfills the function of a spring which brings the flyweight 142 back to its rest position as soon as this flyweight moves away from this rest position. For this, the block 144 is made of a material which only deforms elastically during normal use of the shoe 2. Here, the block 144 is located under the blade 90 and plumb with the flyweight 142. For example, the thickness e144 of block 144 is equal to thickness e138 of underlayer 138.

Pour simplifier la fabrication de la couche 130, le bloc 144 est réalisé dans le même matériau que le matériau utilisé pour fabriquer la sous-couche 138. Ainsi, dans ce mode de réalisation, le bloc 144 et la sous-couche 138 ne forment qu’un seul bloc de matière.To simplify the manufacture of the layer 130, the block 144 is made of the same material as the material used to manufacture the sub-layer 138. Thus, in this embodiment, the block 144 and the sub-layer 138 only form a single block of matter.

Le transducteur 132 s’apparente à un système mécanique résonant du type masse-ressort. Ainsi, lorsque le transducteur est excité par l'onde longitudinale, il vibre à une fréquence f₁₃₂de résonance. La fréquence f₁₃₂dépend notamment de la masse m₁₄₂de la masselotte 142 et de la raideur k₁₄₄du bloc 144. Typiquement, la pulsation w₁₃₂des vibrations générées par le transducteur 132 est définie par la relation (4) suivante : w₁₃₂= (k₁₄₄/m₁₄₂)^0,5. La pulsation w₁₃₂est reliée à la fréquence f₁₃₂par la relation (5) suivante : w₁₃₂= 2πf₁₃₂. Ainsi, la fréquence f₁₃₂peut être réglée en ajustant la masse m₁₄₂et/ou la raideur k₁₄₄.The transducer 132 is similar to a resonant mechanical system of the mass-spring type. Thus, when the transducer is excited by the longitudinal wave, it vibrates at a resonant frequency f ₁₃₂ . The frequency f ₁₃₂ depends in particular on the mass m ₁₄₂ of the weight 142 and the stiffness k ₁₄₄ of the block 144. Typically, the pulsation w ₁₃₂ of the vibrations generated by the transducer 132 is defined by the following relation (4): w ₁₃₂ = (k ₁₄₄ /m ₁₄₂ ) ^0.5 . Pulse w ₁₃₂ is linked to frequency f ₁₃₂ by the following relationship (5): w ₁₃₂ = 2πf ₁₃₂ . Thus, the frequency f ₁₃₂ can be adjusted by adjusting the mass m ₁₄₂ and/or the stiffness k ₁₄₄ .

Le transducteur 134 est structuralement identique au transducteur 132 sauf qu’il peut être dimensionné pour générer, à partir de la même onde longitudinale, des vibrations à une fréquence f₁₃₄différente de la fréquence f₁₃₂. Par exemple, pour cela, la masse de sa masselotte est différente de la masse m₁₄₂.The transducer 134 is structurally identical to the transducer 132 except that it can be sized to generate, from the same longitudinal wave, vibrations at a frequency f ₁₃₄ different from the frequency f ₁₃₂ . For example, for this, the mass of its flyweight is different from the mass m ₁₄₂ .

Chapitre II : Variantes :Chapter II: Variants:

Variantes du transducteur mécanique :Variants of the mechanical transducer:

La membrane 106 peut être remplacée par une poutre ou avoir une autre forme susceptible de vibrer à une fréquence de résonance choisie. Dans le cas où la membrane est remplacée par un poutre, la raideur k_pd'une telle poutre est définie par la relation suivante : k_p= 3E_p.I_p/ L_p ³, où
- E_pest le module de Young du matériau dans lequel est réalisée la poutre,
- I_pest le moment d’inertie de la poutre,
- L_pest la longueur de la poutre, et
- le symbole « . » désigne l’opération de multiplication.
Le moment d’inertie I_pdépend des caractéristiques géométriques de la poutre.The membrane 106 can be replaced by a beam or have another shape capable of vibrating at a chosen resonant frequency. In the case where the membrane is replaced by a beam, the stiffness k _p of such a beam is defined by the following relation: k _p = 3E _p .I _p / L _p ³ , where
- E _p is the Young's modulus of the material in which the beam is made,
- I _p is the moment of inertia of the beam,
- L _p is the length of the beam, and
- the symbol " . denotes the multiplication operation.
The moment of inertia I _p depends on the geometric characteristics of the beam.

Dans un autre mode de réalisation, la membrane 106 est réalisée dans un matériau différent du matériau de la plaque 8.In another embodiment, the membrane 106 is made of a material different from the material of the plate 8.

Une masselotte additionnelle de masse M peut être fixée sur la membrane 106. Par exemple, cette masselotte additionnelle est fixée au centre de la membrane 106. Dans ce cas, la masse additionnelle de la relation (3) n'est pas nulle. Cela permet de diminuer la fréquence f₁₀₆. Par exemple, lorsque le rayon R₁₀₆et l'épaisseur e₁₀₆sont égaux, respectivement, à 10 mm et 2 mm, l'ajout d'une masselotte de 5 g permet de faire chuter la fréquence f₁₀₆de 352 Hz à 260 Hz.An additional flyweight of mass M can be fixed to the membrane 106. For example, this additional flyweight is fixed to the center of the membrane 106. In this case, the additional mass of relation (3) is not zero. This makes it possible to reduce the frequency f ₁₀₆ . For example, when the radius R ₁₀₆ and the thickness e ₁₀₆ are equal, respectively, to 10 mm and 2 mm, the addition of a weight of 5 g makes it possible to drop the frequency f ₁₀₆ from 352 Hz to 260 Hz .

En variante, l’épaisseur du bloc 116 du transducteur 112 est inférieure à l’épaisseur e₈de la plaque 8.Alternatively, the thickness of the block 116 of the transducer 112 is less than the thickness e ₈ of the plate 8.

Le bloc 116 n'est pas nécessairement réalisé en matériau auxétique. Par exemple, en variante, le bloc 116 est réalisé dans un matériau souple, c’est-à-dire un matériau plus souple que le matériau dans lequel est réalisée la plaque 8. Dans ce cas, ce matériau souple est choisi pour que la raideur de la couche 110 à l’aplomb de la zone 72 soit au moins dix fois ou cinquante fois inférieure à la raideur de la couche 110 dans les zones non stimulées. Par exemple, pour cela, le module de Young du matériau souple est dix fois ou cinquante fois inférieur au module de Young du matériau de la plaque 8.Block 116 is not necessarily made of auxetic material. For example, as a variant, the block 116 is made of a flexible material, that is to say a more flexible material than the material in which the plate 8 is made. In this case, this flexible material is chosen so that the stiffness of layer 110 plumb with zone 72 is at least ten times or fifty times less than the stiffness of layer 110 in the unstimulated zones. For example, for this, the Young's modulus of the flexible material is ten times or fifty times lower than the Young's modulus of the material of the plate 8.

En variante, le matériau élastique du bloc 144 est un matériau différent du matériau utilisé pour réaliser la sous-couche 138.Alternatively, the elastic material of block 144 is a different material from the material used to make underlayer 138.

La masselotte 142 peut aussi être réalisée dans un matériau différent du matériau utilisé pour réaliser la lame 90.The flyweight 142 can also be made of a different material from the material used to make the blade 90.

L’épaisseur e₁₄₂de la masselotte 142 peut être égale à l’épaisseur e₁₄₀de la sous-couche 140. Dans ce cas, la face supérieure de la masselotte 142 affleure la face supérieure de la sous-couche 140.The thickness e ₁₄₂ of the riser 142 can be equal to the thickness e ₁₄₀ of the under-layer 140. In this case, the upper face of the riser 142 is flush with the upper face of the under-layer 140.

En variante, différents types de transducteurs mécaniques sont implémentés à l’aplomb de différentes zones à stimuler. Par exemple, le transducteur 104 est remplacé par le transducteur 114 ou 134 et le transducteur 102 est conservé inchangé. Ainsi, les différents modes de réalisation d’un transducteur mécanique décrit ici peuvent être utilisés dans une même couche de stimulation haptique.Alternatively, different types of mechanical transducers are implemented directly above different areas to be stimulated. For example, transducer 104 is replaced by transducer 114 or 134 and transducer 102 is kept unchanged. Thus, the different embodiments of a mechanical transducer described here can be used in the same haptic stimulation layer.

Les différents modes de réalisation d’un transducteur mécanique décrit ici peuvent aussi être combinés. Par exemple, l’évidement sous la membrane 106 peut aussi être rempli par un matériau souple ou un matériau auxétique.The different embodiments of a mechanical transducer described here can also be combined. For example, the recess under the membrane 106 can also be filled with a flexible material or an auxetic material.

Les différents transducteurs de la couche de stimulation haptique peuvent aussi être structurellement identiques les uns aux autres pour générer chacun des vibrations perceptibles de même fréquence et de même amplitude que celles générées par les autres transducteurs.The different transducers of the haptic stimulation layer can also be structurally identical to each other to each generate perceptible vibrations of the same frequency and of the same amplitude as those generated by the other transducers.

Autres variantes :Other variants:

Quel que soit le mode de réalisation, la lame 90 peut être prise en sandwich entre deux sous-couches de garnissage comme illustré dans le mode de réalisation de la .Whatever the embodiment, the blade 90 can be sandwiched between two underlayers of packing as illustrated in the embodiment of the .

Dans un autre mode de réalisation, la lame 90 est fixée sur la face supérieure de la plaque 8 de garnissage et non pas sur sa face inférieure.In another embodiment, the blade 90 is fixed on the upper face of the trim plate 8 and not on its lower face.

Dans le cas où la propagation de l'onde longitudinale dans la plaque 8 est suffisamment efficace pour exciter, avec la puissance souhaitée, les transducteurs mécaniques, alors la lame 90 peut être omise. C'est par exemple possible d'omettre la lame 90 lorsque la plaque 8 est réalisé dans un matériau amortissant dont le module de Young est compris entre 2 kPa et 13 MPa.In the case where the propagation of the longitudinal wave in the plate 8 is sufficiently effective to excite, with the desired power, the mechanical transducers, then the plate 90 can be omitted. It is for example possible to omit the blade 90 when the plate 8 is made of a damping material whose Young's modulus is between 2 kPa and 13 MPa.

Lorsque la couche de stimulation haptique comporte la lame 90 pour guider l'onde longitudinale, il n'est pas nécessaire que le matériau amortissant de la plaque 8 présente un module de Young compris entre 2 kPa et 13 MPa.When the haptic stimulation layer includes the blade 90 to guide the longitudinal wave, it is not necessary for the damping material of the plate 8 to have a Young's modulus of between 2 kPa and 13 MPa.

En variante, la couche de stimulation haptique est réalisée à l’intérieur de la semelle de propreté et non pas au niveau de la plaque de garnissage. Dans ce mode de réalisation, la couche de stimulation haptique peut alors être retirée de la chaussure. Par exemple, dans ce cas, la première de propreté est fixée sans aucun degré de liberté sur la face supérieure de la couche de stimulation haptique. Dans ce dernier cas, la source d’alimentation du vibreur est, de préférence, intégrée à l’intérieur de la couche de stimulation haptique.Alternatively, the haptic stimulation layer is made inside the insole and not at the trim plate. In this embodiment, the haptic stimulation layer can then be removed from the shoe. For example, in this case, the insole is fixed without any degree of freedom on the upper face of the haptic stimulation layer. In the latter case, the vibrator power source is preferably integrated inside the haptic stimulation layer.

En variante, certains des capteurs précédemment décrits sont omis. Dans un autre mode de réalisation, des capteurs supplémentaires sont intégrés dans la chaussure 2 à la place ou en plus des capteurs précédemment décrits. Dans un mode de réalisation simplifié, tous les capteurs sont omis et la chaussure 2 comporte seulement le vibreur 34, la couche de stimulation haptique, l'unité 32 de calcul et la source 38 d’alimentation.Alternatively, some of the previously described sensors are omitted. In another embodiment, additional sensors are integrated into the shoe 2 instead of or in addition to the sensors previously described. In a simplified embodiment, all the sensors are omitted and the shoe 2 comprises only the vibrator 34, the haptic stimulation layer, the calculation unit 32 and the power source 38.

Un ou plusieurs ou tous les capteurs 44 de pression peuvent aussi être placés à l'aplomb d'une zone respective à stimuler. Dans ce cas, le capteur 44 mesure la pression sur la voûte plantaire exactement à l'endroit où celle-ci est stimulée par les vibrations générées par la couche 36 de stimulation haptique. Une telle mesure est par exemple utilisée pour régler la puissance et/ou la fréquence des vibrations générées par la couche 36.One or more or all of the pressure sensors 44 can also be placed directly above a respective zone to be stimulated. In this case, the sensor 44 measures the pressure on the arch of the foot exactly at the place where the latter is stimulated by the vibrations generated by the layer 36 of haptic stimulation. Such a measurement is for example used to adjust the power and/or the frequency of the vibrations generated by the layer 36.

Dans un mode de réalisation simplifié, l'unité 32 de calcul est déportée dans le terminal 58.In a simplified embodiment, the calculation unit 32 is remote in the terminal 58.

Le vibreur 34 peut être placé n’importe où à partir du moment où il est capable d'exciter la couche de stimulation haptique.The vibrator 34 can be placed anywhere as long as it is able to excite the haptic stimulation layer.

Le vibreur 34 peut aussi être un moteur à masse excentrée connu sous l'acronyme ERM ("Eccentric Rotating Mass vibration motor") ou encore un actionneur piézoélectrique.The vibrator 34 can also be an eccentric mass motor known by the acronym ERM (“Eccentric Rotating Mass vibration motor”) or even a piezoelectric actuator.

En variante, la chaussure comporte plusieurs vibreurs pour exciter la couche de stimulation haptique et donc générer l’onde longitudinale. Cela permet notamment d’augmenter la puissance acoustique de l’onde longitudinale générée.Alternatively, the shoe has several vibrators to excite the haptic stimulation layer and therefore generate the longitudinal wave. This makes it possible in particular to increase the acoustic power of the longitudinal wave generated.

Dans une autre variante, la chaussure 2 comporte le cambrion 16. Le cambrion 16 peut être placé entre la semelle 10 et la plaque 8 de garnissage ou entre la plaque 8 de garnissage et la semelle intérieure 6.In another variant, the shoe 2 comprises the shank 16. The shank 16 can be placed between the sole 10 and the padding plate 8 or between the padding plate 8 and the insole 6.

Chapitre III : Avantages des modes de réalisation :Chapter III: Advantages of embodiments:

La couche de stimulation haptique permet de générer des vibrations perceptibles localement dans différentes zones distinctes à stimuler sans pour cela qu'il soit nécessaire de prévoir un vibreur à l'aplomb de chacune de ces zones à stimuler. Cela simplifie la réalisation et la conception de la chaussure.The haptic stimulation layer makes it possible to generate locally perceptible vibrations in different distinct zones to be stimulated without it being necessary to provide a vibrator directly above each of these zones to be stimulated. This simplifies the production and design of the shoe.

De plus, il n’est plus nécessaire d’associer à chaque zone à stimuler son propre vibreur. Autrement dit, pour un même nombre de zones à stimuler, le nombre de vibreurs peut être réduit jusqu’à un seul vibreur. Cela permet de limiter l’encombrement de la couche de stimulation haptique ainsi que la consommation d’énergie de la chaussure.In addition, it is no longer necessary to associate each zone to be stimulated with its own vibrator. In other words, for the same number of zones to be stimulated, the number of vibrators can be reduced to a single vibrator. This makes it possible to limit the size of the haptic stimulation layer as well as the energy consumption of the shoe.

Le fait d’utiliser un matériau amortissant pour rigidifier la couche de stimulation haptique en dehors des zones à stimuler permet d’obtenir des zones non stimulées tout en conservant ou en améliorant la capacité d’absorption des chocs contre le sol. De plus, lorsque le module de Young du matériau amortissant est compris entre 2kPa et 13 MPa, il n'est pas nécessaire d'utiliser une lame pour améliorer la propagation de l'onde longitudinale générée par le vibreur 34. Cela permet de simplifier l'architecture de la couche de stimulation haptique.The fact of using a damping material to stiffen the haptic stimulation layer outside the areas to be stimulated makes it possible to obtain non-stimulated areas while maintaining or improving the ability to absorb shocks against the ground. Moreover, when the Young's modulus of the damping material is between 2 kPa and 13 MPa, it is not necessary to use a blade to improve the propagation of the longitudinal wave generated by the vibrator 34. This makes it possible to simplify the architecture of the haptic stimulation layer.

Le fait d'utiliser, en plus de la plaque de garnissage, une lame de guidage de l'onde longitudinale permet d'améliorer encore plus la propagation de l'onde longitudinale. Par conséquent, la puissance du vibreur peut être réduite, ce qui réduit la consommation d'énergie de la chaussure.The fact of using, in addition to the packing plate, a guide plate of the longitudinal wave makes it possible to further improve the propagation of the longitudinal wave. Therefore, the power of the vibrator can be reduced, which reduces the energy consumption of the shoe.

Le fait de réaliser le transducteur mécanique à l’aide d’un simple amincissement de la plaque de garnissage simplifie la réalisation de ce transducteur et donc de la couche de stimulation haptique.The fact of producing the mechanical transducer using a simple thinning of the trim plate simplifies the production of this transducer and therefore of the haptic stimulation layer.

La réalisation d'un transducteur mécanique à l’aide d'un bloc en matériau souple permet de réaliser ce transducteur tout en conservant une bonne capacité d’absorption des chocs avec le sol dans la zone à stimuler.The production of a mechanical transducer using a block of flexible material makes it possible to produce this transducer while maintaining a good capacity for absorbing shocks with the ground in the area to be stimulated.

L’utilisation d’un matériau auxétique permet en plus d’amplifier l’amplitude des vibrations. Il est donc possible d’utiliser un vibreur moins puissant, ce qui réduit la consommation d’énergie de la chaussure.The use of an auxetic material also makes it possible to amplify the amplitude of the vibrations. It is therefore possible to use a less powerful vibrator, which reduces the energy consumption of the shoe.

Le transducteur 132 présente l’avantage de permettre un réglage précis de la fréquence des vibrations qu’il génère. En effet, la fréquence des vibrations générées par les transducteurs 132 et 134 dépend principalement de la masse de la masselotte et de la raideur du bloc 144 et non pas d’autres paramètres de la couche de stimulation haptique.The 132 transducer has the advantage of allowing precise adjustment of the frequency of the vibrations it generates. Indeed, the frequency of the vibrations generated by the transducers 132 and 134 depends mainly on the mass of the flyweight and the stiffness of the block 144 and not on other parameters of the haptic stimulation layer.

Le fait que le matériau élastique du bloc 144 soit le même que le matériau amortissant simplifie la fabrication de la couche de stimulation haptique.The fact that the elastic material of the block 144 is the same as the damping material simplifies the manufacture of the haptic stimulation layer.

Le fait de placer les capteurs de pression à l’aplomb des zones non stimulées permet de limiter le bruit causé par l’onde longitudinale dans les mesures de ces capteurs. Cela améliore donc la précision de la mesure de pression.The fact of placing the pressure sensors directly above the unstimulated zones makes it possible to limit the noise caused by the longitudinal wave in the measurements of these sensors. This therefore improves the precision of the pressure measurement.

Le fait d'ajuster la fréquence ou l'amplitude des vibrations en fonction des mesures de capteurs de pression permet d'ajuster automatiquement les vibrations au seuil de perception à partir duquel l'utilisateur les perçoit.The fact of adjusting the frequency or the amplitude of the vibrations according to the measurements of pressure sensors makes it possible to automatically adjust the vibrations to the threshold of perception from which the user perceives them.

Le fait de faire varier les dimensions ou les matériaux des différents transducteurs mécaniques permet de générer des vibrations à des fréquences différentes dans des zones à stimuler différentes en utilisant qu’un seul vibreur.Varying the dimensions or materials of the different mechanical transducers makes it possible to generate vibrations at different frequencies in different areas to be stimulated using only one vibrator.

Claims

Shoe comprising:
- an outsole (10) for wear intended to come directly into contact with the ground,
- a layer (12) of cleanliness on which the user's arch rests when the shoe is worn by this user, this cleanliness layer extending mainly in a plane called "plane of the sole",
- a vibrator (34) able to generate a longitudinal wave,
- a haptic stimulation layer (36; 110; 130), located between the outer sole and the cleanliness layer, which extends mainly parallel to the plane of the sole, this haptic stimulation layer being able, when it is excited by the vibrator, to create vibrations perceptible by the user in at least two distinct zones to be stimulated of the arch of the foot, these zones to be stimulated being each surrounded by non-stimulated zones in which the vibrations are not perceptible to the user ,
characterized in that:
- the layer (36; 110; 130) of haptic stimulation is mechanically connected to the vibrator to receive the longitudinal wave generated by this vibrator and to propagate it to the plumb of the zones to be stimulated by passing for this plumb non-stimulated areas,
- the stiffness of the haptic stimulation layer, directly above the non-stimulated areas, is capable of preventing the appearance of vibrations perceptible by the user in these non-stimulated areas, and
- only directly above each zone to be stimulated, the haptic stimulation layer comprises a mechanical transducer (102, 104; 112, 114; 132, 134) of the longitudinal wave, which propagates in the haptic stimulation layer, in vibrations perceptible by the user.

Shoe according to Claim 1, in which the number of vibrators of the shoe is less than the number of zones to be stimulated.

Shoe according to any one of the preceding claims, in which the stiffness (102, 104; 112, 114; 132, 134) of the haptic stimulation layer above the non-stimulated zones is ten times greater than the stiffness of the haptic stimulation layer directly above the areas to be stimulated.

Shoe according to any one of the preceding claims, in which the haptic stimulation layer comprises a padding plate (8) having the following characteristics:
- the lining plate extends mainly parallel to the plane of the sole from the vibrator to the plumb of the periphery of each zone to be stimulated,
- the elastic properties of the packing plate are isotropic in all directions parallel to the plane of the sole,
- the thickness of the lining plate, directly above the non-stimulated zones, is constant and capable of preventing the appearance of vibrations perceptible by the user in these non-stimulated zones, and
- the lining plate is made of a material whose Young's modulus at 25° C. is between 2 kPa and 13 MPa.

Shoe according to any one of Claims 1 to 3, in which the haptic stimulation layer comprises:
- a blade (90) for guiding the longitudinal wave generated by the vibrator, this blade having the following characteristics:
- the blade extends, parallel to the plane of the sole, both directly above the zones to be stimulated and directly above the non-stimulated zones,
- the blade is made of a homogeneous material and whose elastic properties are isotropic in all directions parallel to the plane of the sole,
- the thickness of the blade is constant and less than ten times its width, where the width of the blade is equal to the width of the smallest rectangle entirely containing the orthogonal projection of the blade on the plane of the sole, and
- the blade is directly mechanically connected to the vibrator to receive the longitudinal wave generated by the vibrator and to propagate it both directly above the zones to be stimulated and directly above the non-stimulated zones,
- a lining plate (8) which extends mainly parallel to the plane of the sole and to which the blade (90) is directly fixed, this lining plate being made of a damping material whose thickness, plumb non-stimulated areas, is able to prevent the appearance of vibrations perceptible by the user in these non-stimulated areas.

Shoe according to any one of the preceding claims, in which the mechanical transducer (102, 104) is only a thinning of the thickness of the haptic stimulation layer directly above the zone to be stimulated, the residual thickness of the haptic stimulation layer then forming a part (106) capable of vibrating at a predetermined resonant frequency when it is excited by the longitudinal wave generated by the vibrator (34).

Shoe according to any one of Claims 1 to 5, in which the mechanical transducer (112, 114) comprises, directly above the zone to be stimulated:
- a recess (118) hollowed out in the haptic stimulation layer, and
- a block (116; 120) of auxetic material housed inside this recess.

Shoe according to any one of Claims 1 to 5, in which the mechanical transducer (132, 134) comprises, directly above the zone to be stimulated:
- a flyweight (142), and
- a block (144) of elastic material which permanently urges the counterweight towards a rest position.

Shoe according to any one of the preceding claims, in which the shoe comprises at least one pressure sensor (44) capable of measuring the pressure exerted on the arch of the foot at the location of this sensor, each pressure sensor being located at the plumb a non-stimulated area.

Shoe according to Claim 9, in which the shoe comprises a calculation unit (32) able to acquire the measurements of the pressure sensor and to control the frequency or the amplitude of the longitudinal wave generated by the vibrator as a function of the measurement acquired pressure.

Shoe according to any one of the preceding claims, in which a first and a second mechanical transducer (102, 104; 112, 114; 132, 134) are located directly above a first and a second areas to be stimulated, the first mechanical transducer (102; 112; 132) differing from the second mechanical transducer (104; 114; 134) by its dimensions or the materials in which it is made to generate, from the same longitudinal wave, vibrations perceptible by the user at a frequency different from the frequency of the vibrations generated by the second mechanical transducer from the same longitudinal wave.

Haptic stimulation layer for the production of a shoe according to any one of the preceding claims, in which the haptic stimulation layer (36; 110; 130) is suitable:
- to extend mainly parallel to the plane of the sole, and
- when excited by the vibrator, to create vibrations perceptible by the user in at least two distinct areas of the arch of the foot to be stimulated, these areas to be stimulated each being surrounded by non-stimulated areas in which the vibrations are not not noticeable by the user,
characterized in that:
- the layer (36; 110; 130) of haptic stimulation is capable of being mechanically connected to the vibrator to receive the longitudinal wave generated by this vibrator and to propagate it to the plumb of the zones to be stimulated by passing for this to the plumb non-stimulated areas,
- the stiffness of the haptic stimulation layer, directly above the non-stimulated areas, is capable of preventing the appearance of vibrations perceptible by the user in these non-stimulated areas, and
- only directly above each zone to be stimulated, the haptic stimulation layer comprises a mechanical transducer (102, 104; 112, 114; 132, 134) of the longitudinal wave, which propagates in the haptic stimulation layer, in vibrations perceptible by the user.