Brevet FR2247716A1 — publié le 19750509

La présente invention concerne les instruments de réeducation fonctionnelle et plus spécialement les bicyclettes employées en kinésithérapie. lors de la réeducation des jambes, bras, mains et doigts, il est de règle qu'on oppose aux efforts musculaires des poids calibrés,dont l'importance croit au fur et à mesure de l'efficacité de la rééducation en cours,Jusqu1a ce qu'on juge que l'effort musculaire maximum est atteint et que le membre traité a repris sa fonction normale, ce processus permet de suivre de très près les progrès accomplis, on peut donc sur ces données établir des courbes de progrès selon l'avancement de la rééducation. Dans les dispositifs connus de ce genre, un pédalier de vélo fait mouvoir soit une roue,soit un volant freiné de différentes manières, les procédés de freinage les plus employés sont, le galet presseur ou la pompe à huile dont un conduit de circulation est plus ou moins obstrué par une vanne. Cesviispositif souffrent d'un manque total d'information pour le personnel traitant, en effet aucun de ces appareils n'est muni d'un instrument de controle de l'effort musculaire exercé par les muscles sur les pédales, on agit donc dans l'ignorance totale de l'efficacité des soins de rééducation, on remarquera cependant que la presque totalité des dispositifs déja existants est munie d'un compteur kilomètrique dont l'utilité est contestable dans les cas de rééducations. Le dispositif selon l'invention élimine# ces lacunes et in convénients. Dans celui ci en effet, l'effort fourni par les mem bres sur le pédalier est constamment indiqué par un instrument de mesure gradué soit en grammes-force (pression des pieds sur les pédales par exemple), soit en Ergs, ce qui fait de l'instrument qui va ètre décrit un ergomètre et, s'il est muni d'un enregistreur graphique, un ergographe ou appareil pour la mesure du travail musculaire. Le dispositif, objet de l'invention comporte, comme tous les instruments similaires, un pédalier qui, par l'intermédiaire de renvois mécaniques multiplicateurs, met une dynamo ou génératrice de courant électrique continu en mouvement de rotation, cette dernière non excitée n'exige aucun effort sensible sur les pédales qui meuvent l'ensemblegil suffit de doser cette excitation pour obtenir le résultat espéré qui est un effort musculaire dans le cas présent. Le dispositif d'excitation de la génératrice de courant électrique est progressif, soit manuel, soit automatique par l'action d'un programmateur simple joint à la minuterie et dont l'effet peut être déterminé à l'avance selon les cas envisagés, d'une part, et par l'adaptation d'un enregistreur graphique d'autre part, de fa çon à pouvoir exercer un controle continu du traitement et d'en suivre les péripéties. Le procédé de transmission mécanique employé est connu depuis fort longtemps et ne sera décrit que pour la bonne compréhension de la description qui va suivre. Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation conforme à la présente invention. Tel qu'il est représenté dans la FIGURE I, le dispositif comporte un pédalier dont les porte-manivelles 30 - sont munis de glissières qui permettent le réglage de la longueur des bras de levier des cale-pieds I3 - et de les bloquer à l'aide des crans ou alvéoles 14 -, l'axe porte pédales 30 -solidaire d'une roue dentée I -, met en mouvement de rotation la génératrice à courant continu Il -, par ltintermédiaire d'un double renvoi de rapport défini constitué par la roue dentée 2 -, la poulie à gorge I2 -qui lui est so- lidaire et de la courroie trapézoidale 4 -, la tension permanente de cette dernière est assurée par le propre poids de la génératrice Il - montée en porte à faux sur l'articulation mécanique 6 -O On observera que l'ensemble mécanique pédalier, -transnis- ssion et génératrice est solidaire d'un bati en fonderie d'alliage léger 3 - et que les extrémités inférieure de ce dernier I6 - sont fixées sur la partie socle d'une structure en tubes ##d'acier dont la partie 9 - soutient la selle, le tube 8 - représenté,(comme le tube 9 - en trait interrompu) servant de renfort de solidité, cette disposition , qui ne représente sur la figure que la partie arrière d'un ensemble, facilite la construction et l'interchangeabilité du bloc mécanique. Le cable électrique 7 - reliant la génératrice Il - au tableau de bord (on indiqué) pourra être dissimulé dans l'ame d'un des tubes de la structure générale. On se reportera ensuite à la FIGURE 2 - qui représente,à titre d'exemple,un schéma électrique du dispositif, on voit la génératrice XI -, qui a été choisie à courant continu et à excitation shunt pour la facilité de réalisation et la souplesse des réglages, il est bien évident que d'autres types de génératrices pour ront ètre adoptés pour arriver aux mèmes résultats qui sont,la pro -duction d'un courant électrique dont la puissance en watts pourra varier dans des limites déterminées d'une part, et qui permettront un départ à la tension zéro, d'autre part e On remarquera ensuite la minuterie I8 - qui, munie d'un interrupteur, permet la détermination du temps de pédalage, cette dernière pourra, selon les cas, être remplacée par un programmateur dont le roule particulier sera de déterminer à l'avance des fractions de temps pendant lesquelles la puissance électrique de la génératrice Il - (donc l'effort produit par le patient) pourra varier, L'instrument de mesure I9 - est un ampèremètre qui, par extrapolation est gradué en grammes-force ou en ergs, indiquant ainsi la pression des pieds sur les pédales, 1' étalonnage initial de l'instrument de mesure I9 - sera effectué par la transposition directe de la mesure de la pression des pieds sur les pédales, qui est proportionnelle au courant électrique débité par la génératrice Il - et en tenant compte de la correction de la courbe de lecture de cet instrument 19 -. La génératrice Il -, mise en mouvement de rotation, débite un courant électrique dans le circuit d'excitation réglable 23 - qui est constitué d'une résistance ohmmique (en supposant le co#tact-interrupteur I8 - fermé), le courant électrique induit dans Il - débite alors dans une résistance ohmmique réglable également 20 -, dont le but est de transformer en chaleur par effet joule le travail musculaire du patient, c'est précisément cet effort qui est mesuré par 19 - dont les graduations traduisent ceténergie en pression des pieds sur les pédales, la résistance ohmmique d'excitation 23 - et et celle d'absorbsion de travail 20 sont réglées simultanément par la commande manuelle 21 - des curseurs 22 - et 29 -, on pourra néanmoinas par décalage desdits curseurs l'un par rapport à l'autre, obtenir des courbes différentes selon les besoins. On se rappellera qu'on peut faire varier la longueur des manivelle des pédaliers de la LIGURE I, il sera donc nécessaire de corriger la lecture de 1' instrument de mesure 19 - de la FIGURE 2, de façon que l'effort musculaire des différents patients soit proportionnellement le même dans chacune des positionsen longueur de bras de levier adoptée, pour obtenir cette correction (on en a adopté trois dans l'exemple de la FIGURE 2. quoique ce chiffre soit quelconque dans les réalisations),on a disposé des résistances ohm-# niques 24 - 25 - de valeurs adéquates, en dérivation aux bornes de l'instrument de mesure 19 -, ainsi en choisissant le plus court bras de levier des manivelles de pédalier, on règlera sur la position a du schéma, dans cette position, la totalité du courant électrique débité par la génératrice Il - traversera l'instrument de mesure 19 - (l'e'talonnage de ce dernier aura cette position à l'origine), au contraire, quand on aura choisi la plus grande longueur (qui sont repèrées quel qu'en soit le nombre) des manivelles de pédalier, la position c du schéma sera adoptée car il est bien évident qu'a ce moment une partie du courant électrique débité par Il - sera détourné par 24 -, il ne passera donc qu'une partie de ce courant électrique dans l'instrument I9 - qui, selon son étalonnage, indiquera une somme de courant proportionnellement identique selon le rapport,longueur de bras de levier pédalier et effort musculaire produit pour une quantité de courant électrique produit, donc de pression des pieds sur les pédales, le réglage de la longueur des bras de levier des pédaliers est indispensable pour adaptation aux membres des patients. La graduation de effort musculaire sera régulièrement obtenue par le changement de position du réglage manuel 21 dont les curseurs 22 - et 29 - ont une action connexe, la résistance ohmmique d'excitation 23 - diminuant de valeur,le courant d'excitation de I7 - augmente ainsi que la tension aux bornes de 20 - dont la résistance ohmmique diminue, ce qui fait que le débit de la génératrice augmente dans l'instrument de mesure 19 -. Le dispositif qui vient d'ètre décrit, qui est un ergomètre, deviendra un ergographe par adjonction d'un enregistreur gra plique Le dispositif ergomètre, objet de l'invention, pourra e- tre utilisé dans tous les cas de rééducation musculaire ainsi que pour l'entraînement sportif en général et tout spécialement pour la mesure de préparation des courses cyclistes. REVENDIOÂTI0NS. I - Dispositif permettant la mesure de la pression, en grammes force, des pieds sur les pédales des bicyclettes de rééduca tion ou autres, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens incorporés de production d'énergie et de mesure du travail musculaire. 2 - #ispositif selon la revendication I ,caractérisé par le fait que le travail musculaire sur les pédales produit un courant électrique à puissance variable de zéro à une limite déter minée. 3 - Dispositif selon la revendication 2 -, caractérisé par le fait que la génératrice de courant électrique possède une comman de d'excitation,manuelle ou non, couplée mécaniquement à une commande de variation de la résistance ohmmique de charge. 4 - Dispositif selon la revendication 3 , caractérisé par le fait que le travail musculaire est transformé en chaleur, par ef fet joule dans une résistance ohmmique de valeur variable à commande manuelle ou non. 5 - Dispositif selon la revendication I , caractérisé par le fait que la pression des pieds sur les pédales est directement in diquéepar la lecture d'un instrument de mesure électrique gra dué en grammes-force, ergs et dynes, ce qui fait du disposi tif un ergomètre. 6 - Dispositif selon la revendication 5 - caractérisé par le fait que l'instrument de mesure électrique est muni de shunts de correction d'étalonnage proportionnels à la longueur des bras de levier des manivelles de pédalier, ce dispositif permet l'évaluation constance de la pression des pieds sur les pé dalles.