Brevet FR2349827A1 — publié le 19771125

L'invention concerne un électrodynamographe, c'est- -dire un appareil qui sert a déterminer en pourcentage le degré de fatigue de l'or ganisme humain par suite des efforts physiques ou intellectuels fournis. On connaît divers types de dynamometres, dynamographes, ergographes, etc ..., dont certains sont exclusivement mécaniques, d'autres mécano-élec- triques ou mécano-électroniques. En principe, tous ces appareils sont basés sur la corrélation qui existe entre l'état de fatigue de l'organisme et sa résistance 11 effort. En mesurant, par un procédé adéquat, la résistance a l'effort, des muscles fléchisseurs des mains par exemple, avant d'effectuer un travail physique ou intellectuel, et en la mesurant a nouveau après avoir terminé le processus du travail, on constate une diminution de la résistance a l'effort des muscles en question.La diminution de la résistance est d'autant plus accentuée que la fatigue générale de l'organisme humain a été plus grande, par suite des efforts fournis. Les différents dynamometres ou dynamographes connus présentent toutefois des imperfections qui diminuent et limitent leurs performances. Ainsi, ils ne disposent pas des moyens pour générer des signaux sonores qui permettent d'imposer un certain rythme aux sujets soumis aux tests. C'est pourquoi les tests ne peuvent pas être reproduits dans des conditions iden tiques et on obtient des résultats arbitraires en répétant les tests avec le même sujet, ce qui mene souvent a des conclusions erronées. Du fait qu'il n'y a pas de moyens pour imposer le rythme des mou vements effectués par le sujet, il n'y a pas non plus de possibilités de faire varier le rythme. Or, le réglage du rythme présente un certain intérêt car on peut choisir pour chaque sujet un rythme optimum. Il est également tres important de pouvoir faire varier le niveau sonore des signaux qui im posent le rythme d'action des sujets, parce que l'acuité auditive des diverses~ personnes'n'est pas identique, certaines étant dérangées par des sons trop puissants, tandis que d'autres ont besoin de signaux sonores plus intenses. Les appareils connus ne disposent pas non plus de moyens pour marquer la durée des expérimentations. Or,le facteur temps est extrêmement important en ce qui concerne la résistance a l'effort. Un autre désavantage des dynamographes connus consiste dans l'impossibilité d'exercer un contrôle rigoureux sur l'exécution des mouvements par les sujets et, surtout, d'assurer l'exécution des mouvements dans des conditions identiques, indépendantes des sujets soumis aux tests. Le but de la présente invention est de remédier a ces inconvénients et pour ce faire, il a pour objet un électrodynamographe comprenant un dispo sitif de commande manuelle constitué par deux manettes articulées qui doiven#t être serrées d'une maniere répétée par le sujet jusqu a ce qu'il soit fatigué, et par le fait que le rythme d'exécution des opérations de serrage est imposé par un signal sonore engendré par un générateur d'audiofréquence, signal interrompu périodiquement par un relais commande par un multivibrateur et émis par un haut-parleur, le rythme des interruptions et le niveau du signal sonore sont tous les deux réglables ; le serrage répété du dispositif actionné è la main est transmis par l'intermédiaire d'un câble à écran mobile d'un transducteur inductif, constitué par deux bobines à noyau de fer, primaire et secondaire, couplées par induction, en appliquant à la bobine primaire le signal de sortie du générateur d'audiofréquence, ce qui fait que dans la bobine secondaire se produit un courant d'induction qui dépend de la position de l'écran mobile ; ce courant est redressé, filtré et appliqué à un appareil enregistreur graphique à bande de papier, avec lequel on obtient la courbe représentant les mouvements de la main-du sujet en fonction du temps, pendant l'effort, dans le but de réaliser un marquage de temps inscrit sur la bande de papier de l'appareil enregistreur simultanément avec le diagramme de l'effort.L'électrodynamographe utilise un multivibrateur à fréquence réglable, dont le signal de sortie commande un relais qui interrompt périodiquement le signal appliqué à l'appreil enregistreur, ce qui provoque le retour périodique de la plume d'inscription dans sa position de repos. Un mode de réalisation de la présente invention est décrit ci-après à titre d'exemple en référence au dessin annexé dans lequel la figure unique est un schéma par blocs d'un électrodynamographe conforme à l'invention. Conformément à l'invention, l'électrodynamographe comprend un dispositif à actionnement manuel i, constitué par deux manettes qui peuvent être saisies simultanément dans une seule main, un transducteur inductif à couplage variable 2, un générateur d'audiofréquence 3, un amplificateur d'audiofréquence 4, un multivibrateur 5 à fréquence variable de répétition pour réaliser le rythme des signaux sonores, un haut-parleur 7, un appareil enregistreur gra phique magnéto-électrique à bande de papier, deux compteurs électromécaniques 9 et 10 et un bloc d'alimentation électrique doublement stabilisé 11, connecté au réseau par l'intermédiaire d'un câble d'alimentation (12). L'électrodynamographe, ainsi constitué, fonctionne de la manière suivante Le sujet qui doit être soumis au test, saisit de la main droite ou gauche, le dispositif d'actionnement manuel I. Ce dispositif possède deux manettes qui ressemblent aux manettes d'embrayage d'une motocyclette. La compression (le serrage) des deux manettes est transmise sous la forme d'un déplacement linéaire, par l'intermédiaire d'un câble (similaire à un câble d'embrayage), à un écran métallique mobile, fixé par deux ressorts hélicoldaux prévus sur le transducteur inductif 2. Grâce à ces ressorts, lorsqu'on cesse de serrer les manettes, celles-ci reviennent dans leur position initiale. Le sujet testé effectue des compressions et des relâchements répétés (à amplitude maximum) des manettes du dispositif à actionnement manuel, -aussi longtemps qu'il peut résister à cet effort. En général, la durée d'un tel test varie entre une minute et deux minutes. Les compressions s'effectuent au rythme des signaux sonores produits par le générateur d'audiofrequences 3, qui sont amplifiés par l'amplificateur d'audiofréquences 4,et qui sont interrompus périodiquement par le multivibrateur 6 et sont transmis par le hautparleur 7. La fréquence d'interruption des signaux peut être réglée à partir du panneau de commande de l'appareil. L'interruption a lieu dans le circuit du haut-parleur et est réalisée par l'intermédiaire des contacts d'un relais commandé par le multivibrateur 6.Le courant d'audiofréquence obtenu à la sortie de l'amplificateur d'audiofréquences 4 alimente aussi la bobine primaire du transducteur inductif à couplage variable 2.Ce transducteur est constitué par deux bobines à noyau de fer, couplées de manière inductive, dont l'une constitue l'enroulement primaire et l'autre l'enroulement secondaire du transducteur. Entre ces bobines se trouve l'écran mobile en tôle de fer mentionné ci-dessus. Lorsque l'écran est complétement introduit entre les deux bobines, il ne se produit aucun courant induit dans l'enroulement secondaire. Au fur et à mesure que l'écran est retiré d'entre les bobines, il se produit un courant d'audiofréquence dans l'enroulement secondaire du transducteur, la tension induite étant proportionnelle au déplacement linéaire de cet écran.Dans la position ou les manettes du dispositif actionné à la main ne sont pas compri mées, l'écran de fer est complétement introduit entre les bobines du transducteur 2. Lorsque les manettes sont complètement comprimées à la main, l'écran est entièrement sorti d'entre les bobines. Le courant alternatif d'audiofréquence induit dans l'enroulement secondaire du transducteur est redressé, filtré et appliqué à l'instrument magnéto-électrique de l'appareil enregistreur 8 à bande de papier, par l1inter- médiaire des contacts d'un relais qui est commandé périodiquement par le multivibrateur 5 à fréquence variable de répétition, pour marquer le temps. La fréquence de ce multivibrateur peut être réglée à partir du panneau de commande de l'appareil. L'interruption périodique, pour une très courte durée, du circuit d'alimentation de l'instrument magnéto-électrique de l'appareil enregistreur graphique 8 à bande de papier est effectuée dans le but de faire revenir périodiquement la plume d'inscription de celui-ci dans sa position de repos, en traçant chaque fois une ligne droite. Cette sorte de lignes, tracée automatiquement à des intervalles réguliers, dont l'écart peut être réglé à partir du panneau de commande de l'appareil, constituent le marquage du temps. Entre deux lignes de marquage successives peuvent exister des intervalles de de temps compris entre 3 secondes et 30 secondes. Grâce à cette conception, on peut obtenir sur une même bande de papier deux enregistrements différents avec une seule plume d'inscription : l'un pour la courbe d'effort et l'autre pour le marquage du temps. On peut toutefois utiliser aussi un marquage de temps inscrit sur la bande de papier de l'appareil enregistreur. En actionnant le transducteur inductif 2 par le dispositif de commande 1, on ferme alternativement deux contacts électriques qui commandent les compteurs electromécaniques 9 et 10. A la moindre compression des manettes du dispositif, le compteur 9 est actionné, le compteur 10 étant actionné lorsqu'on effectue la course intégrale des manettes. En même temps que le compteur 9 est actionné, s'éteint une lampe de signalisation du panneau de commande de l'appareil. Cette lampe sert à mettre en évidence la fonctionnement de l'appareil dans son ensemble lorsqu'il est connecté au réseau électrique d'alimentation, et aussi à surveiller visuellement les actionnements du dispositif à commande manuelle par les sujets. Les numéros marqués sur les compteurs 9 et 10 servent à constater si, pendant les tests, les sujets ont utilisés ou non, la course intégrale des manettes du dispositif actionné à la main 1. Si les valeurs numériques indiquées par les compteurs 9 et 10 sont égales ou très rapprochées, il résulte que le test s'est déroulé dans des conditions normales. Grâce à la manipulation du dispositif actionné à la main 1 par les sujets, la plume de l'appareil enregistreur graphique magneto-électrique 8 à bande de papier imprimera sur cette bande une courbe. La courbe en question peut reproduire rigoureusement les, mouvements du dispositif actionné à la main 1, ou une valeur moyenne, intégrée, des mouvements. Pour obtenir la courbe de valeur moyenne intégrée, il est nécessaire d'actionner un commutateur situé sur le panneau de commande de l'appareil. En actionnant ce commutateur, on met en circuit, en parallèle avec l'instrument magnéto-électrique de l'appareil enregistreur graphique, un condensateur de valeur adéquate. L'appareil est alimenté par le bloc d'alimentation électrique 11 à double stabilisation, à savoir, une première stabilisation ferrorésonnante et une deuxième stabilisation électronique avec une diode Zener et un transistor. L'effet de cette stabilisation se traduit par le fait que l'élec- trodynamographe peut être connecté au réseau électrique de 220 V ou 120 V sans aucune commutation et sans produire des variations de tension à la sortie du bloc d'alimentation. De cette manière on exclut tant les possibilités de détérioration de ltelectrodynamographe par suite d'une connexion erronée au réseau que les effets perturbateurs des fluctuations des tensions électriques des réseaux. Les tests à l'aide de l'électrodynamographe, conformément à l'invention, s'effectuent de la manière suivante :avant d'exercer une activité quelconque, physique ou intellectuelle, le sujet doit actionner d'une main, selon un rythme sonore déterminé, les manettes du dispositif actionné à la main, jusqu'à ce que les muscles fléchisseurs de la main soient fatigués et ne puissent plus continuer à actionner. On obtient une première courbe enre gistrée sur bande. Après avoir terminé cette activité, le sujet répétera ce même test. A cette occasion, on obtient une deuxième courbe.On mesure, à l'aide d'un planimètre, les surfaces délimitées par les deux courbes et, en se servant des données respectives dans une relation mathématique, on obtient en pourcentage l'effort résultant dans le processus de travail, fourni entre les deux tests. L'électrodynamographe présente, conformément à l'invention, les avantages suivants - il est transistorisé, ce qui fait qu'il est facile à transporter ; - il offre la possililité d'exprimer d'une manière objective et précise, en pourcentage, les efforts - il offre la possibilité d'obtenir des enregistrements graphiques pour chacun des sujets testés, séparément, ainsi que de surveiller l'évolution dans le temps de l'état général du sujet - il offre la possibilité de déterminer la capacité de travail, ainsi que celle de ténacité - il offre la possibilité d'une sélection professionnelle, ainsi que celle de l'application des tests dans l'enseignement - il offre la possibilité de vérifier les effets des travaux à caractère ergonomique ; ; - il offre la possibilité de surveiller l'efficacité de certains traitement médicaux ; - il offre la possibilité de tester les sportifs de performance etc REVENDICATIONS 1) Electrodynamographe utilisant un dispositif actionné à la main, constitué par deux manettes articulées aptes à être actionnées d'une manière répétée par le sujet jusqu'à la fatigue, caractérisé par le fait que le rythme d'actionnement est imposé par un signal sonore engendré par un générateur d'audiofréquence (3), signal interrompu périodiquement par un relais commandé par un multivibrateur (6) et transmis par un haut-parleur (7), le rythme des interruptions ainsi que le niveau du signal sonore étant réglables. 2) Electrodynamographe selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les serrages répétés du dispositif actionné à la main (1) sont transmis par l'intermédiaire d'un câble à l'écran mobile d'un transducteur inductif (2), constitué par deux bobines à noyau de fer, primaire et secondaire, couplées par induction, en appliquant à la bobine primaire le signal de sortie du générateur d'audiofréquence (3) pour induire dans la bobine secondaire un courant qui dépend de la position de l'écran mobile, ledit courant étant redressé, filtré et appliqué à un appareil enregistreur graphique (8) à bande de papier à l'aide duquel on obtient la courbe représentant les mouvements de la main du sujet pendant l'effort en fonction du temps. 3) Electrodynamographe selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il utilise, dans le but d'obtenir un marquage du temps sur la bande de papier de l'appareil enregistreur (8) simultanément au diagramme de ltefforty un multivibrateur (5) à fréquence réglable, dont le signal de sortie commande un relais qui interrompt périodiquement le signal appliqué à l'appareil enregistreur (8), pour provoquer le retour périodique de la plume d'inscription dans sa position de repos. 4) Electrodynamographe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il utilise, dans le but d'obtenir la courbe qui représente la valeur moyenne intégrée des mouvements effectués par le sujet, un condensateur qui est mis en circuit en parallèle avec l'instrument magnéto-électrique de l'appareil enregistreur (8), par l'intermédiaire d'un commutateur monte sur le panneau de commande de l'appareil. 5) Electrodynamographe conforme aux revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il utilise , dans le but d'enregistrer le nombre total des compressions du dispositif actionné à la main (1) par le sujet ainsi que le nombre total des compressions à l'amplitude maximum, deux compteurs électromécaniques (9-10), commandés par deux paires de contacts électriques prévus sur un transducteur inductif (2), les contacts étant situés de telle manière que le premier soit fermé au commencement de la course de l'écran mobile et le deuxième à la fin de cette course.