Brevet FR2473175A1 — publié le 19810710

La présente invention concerne les appareils d'enregistrement des charges ressenties par une personne en mouvement et a notamment pour objet un dispositif servant à déterminer le niveau des efforts physiques humains L'invention peut être utilisée pour des études scientifiques médicales, pour le traitement des malades, dans le sport, pour les exercices physiques curatifs, dans les établissements de cure et sanatoriums, et en médecine spatiale. Depuis longtemps, les spécialistes dans le domaine de la médecine estiment que les exercices physiques quotidiens sont la garantie d'une bonne santé et d'une longue vie. Or les commodités de la vie moderne et les progrès techniques réalisés pour réduire les dépenses de travail humain font que l'homme, de nos jours, dépense moins d'efforts physiques que les hommes des générations précédentes qui se trouvaient dans les mêmes conditions. Il en résulte que la génération contemporaine dans son ensemble est libérée des efforts physiques nécessaires pour se maintenir en bonne santé. Le manque d'entrainement du coeur humain, associé aux émotions négatives de plus en plus vives, ainsi que les efforts physiques inadéquats, sont une source de maladies cardio-vasculaires chez un nombre constamment croissant de personnes. Du point de vue de la mortalité et l'invalidité, les maladies cardio-vasculaires viennent au premier rang dans le monde. Au cours de ces dernières années on a pris conscience de la nécessité de s'occuper plus systématiquement du problème des exercices physiques. En particulier, les médecins prescrivent aux patients agies de plus de trente ans des ensembles spéciaux d'exercices physiques quotidiens qui servent de moyens prophylactiques contre les maladies du coeur et autres maladies cardio-vasculaires concomitantes. A l'heure actuelle, de nombreux travaux publiés ont mis en évidence la relation entre le bon état de santé de l'tomme et l'entratnement physique et ont indiqué des séries d'exercices physiques pouvant donner les résultats désirés. Cependant, ces exercices physiques ne doivent être pratiqués que sous contrôle médical permanent des efforts et de l'activité physique de l'individu. On connatt un compte-pas constitué d'une masse sismique et d'un compteur mécanique (voir le certificat d'auteur URSS n0 301534). Le principe de fonctionnement de ce compte-pas est basé sur la détection des oscillations du centre de gravité d'un individu en mouvement par une masse sismique. Chaque oscillation de la masse sismique est transmise, par l'intermédiaire d'un poussoir, à un compteur mécanique qui enregistre ces oscillations. Le compte-pas compte toutes les oscillations de l'homme dans le plan vertical, ce qui provoque de faux déclenchements du compteur mécanique et augmente par conséquent d'un certain pourcentage le nombre de pas. On connatt aussi un dispositif servant à déterminer la valeur des efforts physiques (voir le certificat d'auteur URSS n0 469053), dans le bottier duquel sont montés, reliés en série, un convertisseur des. oscillations du centre de gravité de l'individu en un signal électrique, un conformateur d'impulsions et un bloc de comptage et d'affichage des signaux électriques. Un bloc d'alimentation est connecté à travers un commutateur au conformateur d'impulsions et au bloc de comptage et d'affichage des signaux électriques. Le convertisseur d'oscillations du centre de gravité en un signal électrique comporte deux éléments de commutation réalisés sous la forme de deux paires de contacts placées dans les parties de pointe et de talon d'une semelle de chaussure.Ces paires de contacts, mises en parallèles,sefenentaimorn#toù#ped touche le sol (appui) pendant la marche ou la course. Le bloc de comptage et d'affichage des signaux électriques est un compteur électromécanique qui est déclenché au moment où lui est appliquée une impulsion électrique provenant de la sortie du conformateur d'impulsions. Au moment de la fermeture d'au moins une paire de contacts quelconque du convertisseur d'oscillations du centre de gravité de l'individu en un signal électriqUe, un élément accumulateur se trouve relié à l'entrée du circuit du conformateur d'impulsions, et il se produit alors une redistribution des charges qui engendre une impulsion de courant déclenchant le conformateur dtimulsions qui délivre à sa sortie une impulsion.L'apparition de cette impulsion met en marche le bloc de comptage et d'affichage de signaux électriques et change l'indication affichée. Pendant la rééducation médicale des patients atteints de maladies cardio-vasculaires, il est nécessaire de limiter leur activité physique. Il leur suffit d'accomplir des mouvements avec des efforts physiques ne dépassant pas les limites prescrites. Si le patient accomplit des mouvements avec des efforts inférieurs à un niveau optimal déterminé, la rééducation se déroule bien. Si, -au contraire, le niveau des efforts nécessités par les mouvements qu'il exécute est supérieur au niveau optimal, le risque d'un nouvel infarctus augmente Cependant, ce dispositif ne permet pas de distinguer les efforts selon leur valeur. La présente invention a donc pour but de réaliser un dispositif pouvant déterminer et afficher les efforts physiques selon la valeur relative des forces physiques développées pour les accomplir. A cet effet, le dispositif pour la détermination des valeurs des efforts physiques, du type comportant un bottier dans lequel sont placés deux éléments de commutation reliés électriquement à un indicateur et, par l'intermédiaire d'un interrupteur, à un bloc d'alimentation, est caractérisé, suivant l'invention, en ce qu'il comprend une masse sismique réalisée sous forme d'un aimant permanent et fixée dans le bottier sur des éléments de suspension élastiques, tandis que les éléments de commutation sont disposés suivant la direction de dépla cament de la masse sismique, l'indicateur étant réalisé sous forme de trois éléments d'affichage indiquant respectivement les valeurs minimale, optimale et maximale des efforts physiques, l'un des éléments de commutation étant réalisé sous forme d'un groupe de contacts de commutation à commande magnétique protégés d'une manière étanche, tandis que l'autre élément de commutation est constitué par une paire de contacts normalement ouverts de commutation à commande magnétique protégés d'une manière étanche, ledit groupe étant composé d'un contact normalement ouvert relié à l'wne des bornes de l'élément d'affichage de la valeur minimale des efforts physiques, d'un contact normalement fermé relié à l'une des bornes de l'élément d'affichage de la valeur optimale des efforts physiques, et d'un contact commun relié à l'un des pôles du bloc d'alimentation et à l'un des contacts de ladite paire de contacts, tandis que l'autre contact de cette paire est relié à l'une des bornes de l'élément d'affichage de la valeur maximale des efforts physiques, les autres bornes des éléments d'affichage de l'indicateur étant reliées, à travers un interrupteur, à l'autre pôle du bloc d'alimentation, et la masse sismique étant disposée dans la zone de déclenchement du groupe de contacts de commutation a commande magnétique protégés d'une manière étanche. La réalisation de l'un des éléments de commutation sous forme d'un groupe de contacts de commutation à commande magnétique protégés d'un manière étanche et la réalisation de l'autre élément sous forme d'une partie de contacts normalement ouverts à commande magnétique, ainsi que l'introduction dans le dispositif d'une masse sismique constituée par un aimant permanent, le long de la direction duquel sont disposés les éléments de commutation, permettent de convertir les oscillations du corps humain en une information concernant leur valeur relative. Le fait que l'indicateur soit constitué par trois éléments d'affichage permet d'afficher tous les niveaux (à savoir, les niveaux minimal, optimal et maximal) des efforts physiques. Il est avantageux que le dispositif pour déterminer le niveau des efforts physiques comporte une enceinte fixée dans le bottier à l'aide d'un élément de fixation, la masse sismique étant alors attachée aux parois de l'enceinte à l'aide d'éléments de suspension élastiques. Le fait que la masse sismique soit disposée dans une enceinte permet de la placer dans le dispositif en tenant compte des paramètres anthropométriques particuliers de l'individu concerné, sans avoir besoin de démonter le dispositif. Il est aussi avantageux de réaliser une rainure de guidage dans la paroi du bottier et d'y loger une douille pouvant se déplacer le long de l'axe de la rainure de guidage et être fixée dans une position déterminée, un bout de l'un des éléments de suspenstion élastiques pouvant entrer librement dans ladite douille. La douille logée dans ladite rainure de guidage permet de régler la tension des éléments de suspension élastiques et, de ce fait, de faire varier le moment d'inertie de la masse sismique et, par conséquent, les limites des niveaux des efforts physiques. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemple non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma synoptique du dispositif de détermination du niveau des efforts physiques, réalisé selon la présente invention - la figure 2 représente le schéma synoptique d'une variante de réalisation du dispositif de détermination du niveau des efforts physiques selon l'invention. - la figure 3 représente le schéma synoptique d'un autre exemple de réalisation du dispositif de détermination du niveau des efforts physiques selon l'invention. Le dispositif de détermination-du niveau des efforts physiques est composé d'un bottier ou corps 1 (figure 1) dans lequel sont disposés deux éléments de commutation 2 et 3. L'élément de commutation 2 est réalisé sous la forme d'un groupe de contacts à commande magnétique protégés d'une manière étanche, constitué d'un contact 4 normalement ouvert ou à fermeture, d'un contact 5 normalement fermé ou à ouverture, et d'un contact commun 6. L'élément de commutation 3 est constitué par une paire de contacts 7 et 8 normalement ouverts, à commande magnétique L'indicateur 9 est composé de trois éléments d'affi-chage 10, Il et 12. Pour rendre l'utilisation du dispositif plus commode, il est avantageux que l'élément d'affichage 10 émette un rayonnement de couleur verte, l'élément d'affichage 11, un rayonnement de couleur jaune, et l'élément d'affichage 12, un rayonnement de couleur rouge. L'élément 10 indique le niveau minimal des efforts physiques et est relié par l'une de ses bornes au contact 4 à fermeture. L'élément 11 affiche le niveau q*Xmffdes efforts physiques et est connecté par l'une de ses bornes au contact 5 à ouverture. Enfin, l'élément 12 indique le niveau maximal des efforts physiques et est relié par l'une de ses bornes au contact 8. Le contact commun 6 de l'élément de commutation 2 est relié au contact 7 de l'élément de commutation 3 et à l'un des pôles du bloc d'alimentation 13. Ce dernier est relié par son autre pôle aux autres bornes des éléments d'affichage 10, 11, 12 de l'indicateur 9 à travers un interrupteur 14. Dans la zone 15 de déclenchement de l'élément de commutation 2 est disposée une masse sismique 16 réalisée sous la forme d'un aimant permanent. La masse sismique 16 est fixée dans le corps 1 à l'aide d'éléments 17 de suspension élastiques et peut se déplacer librement de la zone 15 de déclenchement de l'élément de commutation 2 à la zone 18 de déclenchement de l'élément de commutation 3, le long desdits éléments de commutation. La figure 2 représente un exemple de réalisation du dispositif de détermination du niveau des efforts physiques, dans le corps 1 duquel est montée une enceinte 19 fixée dans le corps 1 à l'aide d'un élément de fixation 20, réalisé par exemple sous la forme d'un assemblage à balonnette. La masse sismique 16 est fixée aux parois de l'enceinte 19 à l'aide des éléments 17 de suspension élastiques. L'enceinte 19 est installée dans le corps 1 de façon à ce que la masse sismique 16 puisse se déplacer le long des éléments de commutation 2 et 3. Pour faciliter le remplacement de l'enceinte 19 avec la masse sismique 16, une rainure de guidage 21 est prévue dans la paroi du corps 1. Dans la rainure de guidage 21 peut être disposée une douille 22 (figure 3) pouvant se déplacer le long de l'axe de ladite rainure de guidage 21 et être fixée dans une position prescrite, par exemple par assemblage fileté. L'un des éléments 17 de suspension élastiques est fixé librement dans la douille 22 de sorte qu'en se déplaçant, ladite douille fasse varier la tension des éléments 17 de suspension élastiques sans altérer leurs propriétés élastiques. Le dispositif décrit de détermination des niveaux des efforts physiques fonctionne de la façon suivante. Selon le but de l'examen à réaliser, le dispositif de détermination du niveau des efforts physiques peut être fixé aux diverses parties du corps humain. Par exemple, quand il stagit d'examiner l'activité physique des membres supérieurs (des bras) pendant le travail, le dispositif peut être disposé sur l'un des bras de la personne examinée. Pour déterminer l'activité physique d'une personne pendant des entrainements au cours desquels fonctionnent surtout les membres inférieurs (cyclisme, etc.), on dispose le dispositif sur l'une des jambes. Si on étudie l'activité physique générale, par exemple pendant la course, la marche, les avances du corps, les sauts, etc., le dispositif est fixé sur un endroit du corps humain qui prend part à ces mouvements le plus activement, ou bien, si ces mouvements représentent l'activité générale de l'homme, on fixe le dispositif par exemple à la ceinture (endroit situé à proximité du centre de gravité de'l'homme). Mais, dans tous les cas on le fixe de façon que la direction de déplacement de la masse sismique 16 corresponde à celi de déplacement de l'endroit du corps à examiner. Après avoir fixé le corps 1 du dispositif, par exemple, à la ceinture de la personne à examiner, on met le bloc d'alimentation 13 sous tension en fermant l'interrupteur 14. A ce moment, l'élément 10 de l'indicateur 9 s'allume parce que le contact 4 à fermeture de l'élément de commutation 2 est fermé (la masse sismique 16 se trouve dans la zone 15 de déclenchement), ce qui indiquera la mise sous tension du dispositif, ainsi que les efforts physiques minimaux exécutés par la personne examinée stil reste immobile ou accomplit des mouvements d'amplitude minimale. En tant qu'éléments d'affichage 10, 11 et 12 de l'indicateur 9, on peur utiliser par exemple des diodes électroluminescentes à diverses couleurs de rayonnement. Dans ce cas, il est nécessaire de respecter la polarité des diodes électroluminescentes et du bloc d'alimentation 13. Après qu'on ait mis le dispositif sous tension, la personne à examiner peut commencer à accomplir des mouvements (courir, marcher, etc.). Si l'amplitude des variations du centre de gravité de ladite personne est inférieure à une valeur donnée, la masse sismique 16 oscille sur les éléments de suspension élastiques 17 avec une amplitude telle qu'elle ne sort pas de la zone 15 de déclenchement de l'élément de commutation 2, et par suite, l'élément d'affichage 10 de l'indicateur 9 brillera constamment d'une couleur verte. Si l'amplitude des mouvements accomplis par l'individu dépasse un niveau minimal déterminé, mais n'excède pas le niveau optimal, la masse sismique 16, en oscillant, sortira de la#e15dedéclenchement de l'élément de commutation 2, mais n'atteindra pas encore la zone 18 de déclenchement de l'élément de commutation 3, les dimensions de la masse sismique 16 étant choisies inférieures à la distance entre les zones 15 et 18. Dans ce cas, le contact 4 à fermeture de l'élément de commutation 2 s'ouvre et le contact 5 à ouverture se ferme, ce qui assure la commutation des éléments d'affichage 10 et 11 de l'indicateur 9. Ainsi, lorsque la personne examinée accomplit des mouvements avec une amplitude optimale déterminée, les éléments d'affichage 10 et 11 brillent alternativement, ce qui indique que le niveau des mouvements exécutés est optimal.La durée de luminescence de l'un ou l'autre élément est différente suivant que l'amplitude des mouvements effecutés par l'individu est plus proche du niveau minimal ou optimal. Si l'amplitude des mouvements est supérieure à un optimum déterminé, la masse sismique 16 commence à se rapprocher de la zone 18 de déclenchement de l'élément de commutation 3, ce qui produit la fermeture de ses contacts 7 et 8 et, par suite,1'indicEUon de fait que le niveau maximal des efforts physiques est atteint (luminescence de l'élément d'affichage 12). De cette façon, la luminescence alternée de tous les éléments de l'indicateur 9 signifie que le niveau maximal des efforts physiques est atteint, tandis que la durée de luminescence de l'élément 12 est représentative du niveau des efforts maximaux (elle montre dans quelle mesure le niveau des efforts réels dépasse celui des efforts optimaux). Le dispositf de détermination du niveau des efforts physiques réalisé selon la variante représentée sur la figure 2 fonctionne de la façon suivante. On détermine d'abord, d'après des tableaux ou une formule, le poids (le numéro) de la masse sismique 16, compte tenu des données anthropométriques concernant la personne à examiner. Ensuite on introduit l'enceinte 19, avec la masse sismique 16 choisie, dans la rainure de guidage 21 et on la fixe dans le dispositif à l'aide de l'élément de fixation 20. Après quoi, on dispose le corps 1 du dispositif sur la ceinture de la personne à examiner on met en circuit le bloc d'alimentation 13 en fermant l'interrupteur 14. A ce moment, s'allume l'élément 10 de l'indicateur 9. Ensuite le dispositif fonctionne comme décrit précédemment. Le dispositif de détermination du niveau des efforts physiques, représenté sur la figure 3, fonctionne de la façon suivante. Avant l'examen, on modifie la tension des éléments de suspension élastiques 17 en déplaçant la douille 22 logée dans la rainure de guidage 21, par exemple grâce à un assemblage par filetage. On modifie ainsi la valeur des niveaux dans les limites nécessaires au cas où il faut corriger le niveau optimal et, donc, les autres niveaux si l'organisme est bien entraîné ou pour d'autres raisons. Pour déterminer avec précision la valeur des niveaux, il est avantageux de tracer des traits de repère sur le corps du dispositif, en face de l'un desquels on amène le trait gravé sur la douille mobile 22. On place le corps 1 du dispositif sur le corps de la personne à examiner et on met en circuit le bloc d'alimentation 13 à l'aide de l'interrupteur 14. A ce moment, s'allume l'élément d'affichage 10 de l'indicateur. Ensuite le dispositif fonctionne d'une façon analogue à celle décrite plus haut. De la description des modes de réalisation de la présente invention, il est clair qu'on peut atteindre tous les buts de l'invention dans le cadre de la protection telle que revendiquée. Il est cependant tout aussi évident qu'on peut apporter de légères modifications à la construction du dispositif sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Ainsi, le dispositif proposé de détermination du niveau des efforts physiques peut être utilisé pour déterminer la charge de divers endroits du corps humain, par exemple des membres supérieurs ou inférieurs pendant le travail ou l'entratnement sportif d'un individu. En outre, le dispositif permet de déterminer la charge physique totale que subit une personne exerçant une activité physique. Le dispositif permet de déterminer le niveau des efforts physiques de l'individu compte tenu de ses données anthropométriques. La simplicité de construction, le faible prix et l'universalité du dispositif proposé de détermination du niveau des efforts physiques permettent de l'utiliser largement au cours des entraînements sportifs et pour la rééducation médicale. Son faible encombrement et son poids réduit permettent de l'utiliser pour l'entrainement au cours de vols de longue durée dans des engins orbitaux. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens,décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D i C A T I O N S 1. Dispositif pour déterminer le niveau des efforts physiques, du te comportant un boîtier (1) dans lequel sont disposés deux éléments de commutation (2, 3) reliés électriquement à un indicateur (9)et,par l'intermédiaire d'un rupteur(14),à un bloc d'alimentation (13), caractérisé en ce qu'il comporte une masse sismique (16) réalisée sous forme d'un aimant permanent et fixée dans le boîtier (1) sur des éléments de supension élastiques(17), les éléments de commutation (2, 3) étant disposés suivant la direction de déplacement de ladite masse sismique, l'indicateur (9) étant constitué par trois éléments d'affichage (10, 11, 12) indiquant respectivement les niveaux minimal, optimal et maximal des efforts physiques, l'un (2) desdits éléments de commutation étant réalisé sous forme d'un groupe de contacts de commutation (4, 5, 6) à commande magnétique protégés par une enveloppe étanche, et l'autre élément de commutation (3), sous forme d'une paire de contacts (7, 8) à commande magnétique normalement ouverts, ledit groupe comprenant le contact (4) à fermeture relié à l'une des bornes de l'élément d'affichage (10) indiquant le niveau minimal des efforts physiques fournis, le contact (5) à ouverture relié à l'une des bornes de l'élément d'affichage (11) indiquant le niveau optimal des efforts physiques fournis, et le contact commun (6) relié à l'un des pôles du bloc d'alimentation (13) et à l'un (7) des contacts de ladite paire de contacts (7, 8), l'autre contact (8) de cette paire étant reliée à l'une des bornes de l'élément d'affichage (12) indiquant le niveau maximal des efforts physiques fournis, les autres bornes des éléments d'affichage (10, 11, 12) de l'indicateur étant reliées, par l'SSsr- édi~re de l'interrupteur (1L##àl'autre pôle du bloc d'alimentaion (13), et la masse sismique (16) étant disposée dans la zone (15) de déclenchement dudit groupe de contacts de commutation (4, 5, 6) à commande magnétique sous enveloppe étanche. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est équipé d'une enceinte (19) fixé dans son bottier (1) à l'aide d'un élément de fixation (20),ladite masse sismique étant fixée aux parois de ladite enceinte au moyen des déments de suspension élastiques (17). 3. Dispositif selon l'une de revendications l et 2, caractérisé en ce que dans la paroi du bottier (1) est réalisée une rainure de guidage (21),dans laquelle est logée une douille (22) mobile le long de l'axe de ladite rainure de guidage et pouvant être fixée dans une position donnée, le bout de l'un desdits éléments de suspension élastiques étant fixée dans ladite douille.