Brevet FR2517094A1 — publié le 19830527

La présente invention concerne les appareils éducatifs permettant l'initiation et/ou le perfectionnement àlvexécution d'un geste, en particulier les appareils du type comportant des moyens de guidage et au moins un moyen préhensile et/ou qui peut être saisi de sorte que la dynamique du geste puisse être assurée par l'utilisateur. Les appareils éducatifs connus de ce genre comportent le plus souvent des éléments qui, assemblés et articulés entre eux de manière appropriée, permettent en fait de se substituer à une articulation humaine défaillante; ces appareils sont fixés ou liés aux parties de corps concernées pour assujettir ces dernières à l'exécution d'un mouvement déterminé. L'emploi ae tels appareils à l'éducation de gestes relativernent dynamiques, en particulier de gestes sportifs, présente de nombreux inconvénients; en effet, d'une part ils doivent être adaptés et conformés de manière rigoureuse à chaque utilisateur pour ne pas provoquer d'éventuelles blessures, et d'autre part, plus le geste à exécuter est complexe, plus les appareils sont eux-mêmes complexes donc relativement lourds.En outre, du fait de la spécificité de ces appareils, ils présentent l'inconvénient de ne pas pouvoir être standardisés. L'appareil selon l'invention, destiné plus particulièrement à l'exécution de gestes sportifs, se propose de remédier à ces inconvénients de manière simple et efficace. En effet, ses différents éléments constitutifs sont fixés à un support indépendant de l'utilisateur qui, par l'intermédiaire d'un moyen préhensile et/ou qui peut être saisi, a la faculté de manoeuvrer ledit appareil. Selon l'invention, l'appareil comporte d'une part, un élément fixe de guidage défini de telle sorte qu'il reproduise le plus fidèle -ment possible la trajectoire "idéale" d'un geste et, d'autre part, un élément mobile susceptible d'être déplacé sur ledit élément fixe sous l'impulsion de l'utilisateur, la conformation de l'élément fixe de guidage et de l'élément mobile étant réalisée pour provoquer au moins deux mouvements élémentaires combinés constitutifs du geste à exécuter, par exemple "flexion-torsion" ou "déplacement longitudinal-tarsioiI". Selon un mode préféré de réalisation de l'appareil, celui-ci est adapté à l'éducation de gestes sportifs tels que ceux se rapportant aux différentes frappes de balle au tennis. Ainsi, dans cet exemple de réalisation, l'élément fixe de guidage est constitué par un rail formé à la trajectoire de raquette déterminée et l'élément mobile par un boitier comportant d'une part, des moycns destinés à coopérer avec le profil du rail et d'autre part, au moins un organe de préhension du manche de la raquette. Afin de reproduire certains "effets" particuliers de frappe de balle, tels que l'ouverture ou la fermeture de la face de raquette, ou encore donner une position en retard ou en avance de la tête de raquette, l'organe de préhension du manche de la raquette est monté pivotant sur le boitier selon deux axes.Toujours selon l'invention, pour faire coïncider la modification de la position de la raquette pour l'un et/ou l'autre des "effets" à reproduire de manière conjuguée avec la trajectoire de la raquette, le rail présente des parties profilées, telles que des rainures ou leur équivalent en relief, destinées à coopérer avec des éléments, tels que des galets ou patins et/ou des engrenages du bottier mobile; res éléments sont liés cinématiquement entre eux de sorte qu'ils puissent assujettir la position du moyen de préhension du manche de la raquette selon au moins un axe de rotation. L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description qui va suivre et pour l'intelligence de laquelle on fera référence aux dessins illustrant, à titre indicatif et non limitatif, des modes préférés de réalisation de 11 appareil, et dont - la figure 1 représente, vu en perspective, un appareil conforme à l'invention appliqué à l'apprentissage d'un geste de tennis, - les figures 2, 3 et 4 représentent, à titre-d'exemple, diverses positions de tenues de raquettes susceptibles d'être apprises au moyen de l'appareil de la figure 1, - la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un boîtier mobile selon l'invention mettant en é;;idence une forme de réalisation de la cinématique de ce dernier, - la figure 6 est une vue schématique du bottier mobile de la figure 5 vu selon F et représentant le mode de liaison cinématique entre l'élément fixe de guidage et les éléments d'assujettissement du moyen de préhension du manche de raquette, l'une des rainures de guidage ayant été représentée dans un plan différent de l'autre rainure, - les figures 7 et 8 représentent respectivement, vu longitudinalement et en coupe transversale selon II-II, un mode de réalisation du guidage du bottier mobile de la figure 5 sur l'élément fixe, - la figure 9 représente, vu en coupe transversale, un bottier mobile selon un autre mode de réalisation de l'invention. L'appareil objet de l'invention, schématisé à la figure 1, est adapté à l'apprentissage de gestes de tennis et comporte d'une part, un élément fixe 1 de guidage solidarisé d'un support 2 par l'intermédiaire d'éléments de soutien 10, ou fixé de toute autre manière, par exemple à un mur, et d'autre part, un boîtier mobile 3 susceptible d'être déplacé sur l'élément fixe 1 selon un sens 4 et/ou 5 sous l'impulsion de l'utilisateur G. Un moyen de manoeuvre et de préhension 7 du manche de la raquette 9 équipe le boîtier mobile 3 pour permettre la manoeuvre. Pour d'autres applications de l'invention, le moyen de manoeuvre 7 pourra être soit préhensile, c'est-à-dire susceptible de saisir, soit susceptible d'être saisi par l'utilisateur. Afin de reproduire le plus exactement possible la trajectoire du geste choisi en corrélation avec la position idéale de la raquette, comme illustré aux figures 2, 3 et 4, le moyen de préhension 7 est monté pivotant selon au moins un axe de rotation par rapport au boîtier mobile 3, et l'élément de guidage l est mis en forme de-manière à déterminer au moins une position angulaire de la raquette. Ainsi (figure 2) l'élément de guidage l est orienté selon un angle de valeur p par -rapport à l'horizontale 20 pour obtenir une position de raquette donnant un angle p correspondant au geste de tennis choisi et déterminer, dans cet exemple, la hauteur de la tête 21 de la raquette. En figure 3, le moyen de préhension 7 est monté pivotant selon le sens 30 et/ou 31 sur le boîtier mobile 3 pour permettre unewposition dite "en retard:' ou "en avance" de la tête 21 de raquette par rapport au poignet 32 de l'utilisateur 6. Enfin, à la figure 4, le moyen de préhension 7 est pourvu d'une bague tournante 40 qui reçoit le manche 8 de raquette pour autoriser l'utilisateur 6 à faire varier l'angle 41 correspondant à "l'ouverture" ou à "la fermeture" de la face 21 de la tête de raquette 9. Selon un mode de réalisation de l'invention, illustré par la figure 5, le boîtier mobile 53 comporte des éléments liés cinématiquement entre eux, qui coopèrent avec des parties profilées, par exemple des rainures, 52 et 53 solidaires de l'élément fixe de guidage 1 de manière à assujettir mécaniquement la position de l'élément de préhension 7 du manche 8 de raquette en corrélation avec le déplacement du boîtier 3 sur l'organe 1 lors de l'exécution du geste selon le sens 4 et/ou 5 de la figure l. Pour cela, et dans cet exemple, la rainure 52 est réalisée de manière à provoquer l'assujettissement du moyen de pré hension 7 et donc du manche 8 de raquette à l'angle 41 (figure 4) d'ouverture et/ou de fermeture de la face de la tête de raquette.Un ergot ou galet 54, coopérant avec la rainure 52, est solidaire d'une roue dentée 56 qui, par l'intermédiaire d'un pignon 57, est susceptible de provoquer la rotation d'une couronne dentée-58 qui engrène avec une couronne correspondante 59 solidaire du fourreau 60 de maintien du manche 8 de la raquette. Il va de soi que la ou les rainures 52, 53 peuvent être remplacées par toute autre disposition mécanique susceptible d'assurer la même fonction, notamment par leur équivalent en relief coopérant avec un patin suiveur. Ainsi, comme on le voit mieux à la figure 6, lorsque le boîtier 3 est déplacé selon le sens 66, l'ergot 54, qui coopère avec la rainure 52 dont la forme correspond à un chemin de came, provoque la rotation de la roue 56 selon le sens 67, du fait de son rapprochement par rapport à l'axe de rotation de la roue 58. En tournant selon le sens 67, la roue 56 (figure 5) entraîne en rotation selon le sens 68 le pignon 57, la couronne dentée 58 selon le sens 69, et la couronne dentée 59 dont le fourreau 60 maintient le manche 8 de raquette selon le sens 70 en faisant varier l'angle 41 (figure 4).Par contre, la rainure 53 (figures 5 et 6) avec laquelle coopère un ergot ou galet 55, est destinée à assujettir le manche 8 de raquette selon le sens de rotation 30 et/ou 31 (figure 3). En-déplaçant le boîtier 3 selon le sens 66 (figure 6), l'ergot 55 suit le chemin de came de la rainure 53 et, du fait de son rapprochement de l'axe de rotation de la roue porte-fourreau 71, provoque la rotation selon le sens 72 (figure 6) de la dite roue et donc du manche 8 de raquette d'une valeur correspondante selon le sens 31 (figure 3). Bien entendu, comme on le voit aux figures 7 et 8, le boîtier mobile 3 est monté coulissant sur 11 élément fixe de guidage 1. A cette fin, des galets 80 et 81 solidaires du boîtier 3 assurent le maintien de ce dernier sur l'élément de guidage 1 avec lequel ils sont en prise. Avantageusement, du coté opposé à la liaison des éléments de soutien 10, les galets 80 sont prévus "enveloppant", la partie médiane 82 assurant le roulement et un sens de retenue transversale, les deux collerettes 83 assurant la retenue latérale. Par contre, les galets 81 peuvent être des parties tronconiques 84, correspondant au profil réalisé sur ltélément de guidage 1, et assurent à la fois le roulement du boîtier 3, la retenue transversale opposée à celle des galets 80 et la retenue transversale opposée à celle des galets 80 et la retenue latérale. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, représenté schématiquement à la figure 9, l'élément fixe de guidage 1 ne comporte qu'une rainure 52 afin de ne modifier qu'un angle de rotation du manche 8 de raquette lorsque l'élément mobile 3 est déplacé. Dans l'exemple représenté, seul l'angle de retard et/ou d'avance 30 et/ou 31 du poignet (figure 3) peut être modifié. I1 va de soi que le boîtier 3 ne pourra comporter qu'un pignon à renvoi pour l'assujettissement du manche 8 de raquette à l'angle d'ouverture et/ou de fermeture 41 de la tête de raquette (figure 4). Bien entendu, le boîtier mobile 3 pourra être monté coulissant sur l'élément fixe de guidage 1 uniquement par des éléments de friction. Par eilleurs, les angles définissant la position de raquette n'étant pas susceptibles de varier énormément, les organes d'engrenages pourront n'être dentés que sur lss secteurs nécessaires. On ne sortira évidemment pas du cadre de l'invention par la modi- fication des formes, dimensions et nature des matériaux mis en oeuvre pour la réalisation des différents éléments constitutifs de l'appareil. Selon un autre mode d'exécution de l'appareil, non représenté, on peut réaliser plusieurs éléments fixes de guidage 1, correspondant chacun à un geste bien déterminé et susceptibles de ne recevoir qu'un boiter mobile 3 commun. En outre, pour n'obtenir qu'un effet de frappe de balle recherché, il est possible de prévoir les ergots 55 et/ou 54 démontables. Par ailleurs, l'appareil selon l'invention pourra être appliqué à l'initiation et/ou au perfectionnement de gestes sportifs et/ou non sportifs sans pour cela sortir du cadre de l'invention : apprentissage du golf, rééducation physique, etc... Enfin, pour la réalisation d'un appareil conforme à l'invention, on pourra utiliser tout moyen de détection et d'étude des gestes à reproduire tels que systèmes vidéo, ordinateurs, etc..., comme par exemple ceux qui sont évoqués dans l'article la machine à fabriquer des champions" paru dans la revue "Science et Vie" nO 749, février 1980, pages 28 à 33. REVENDICATIONS 1 - Appareil éducatif, pour l'initiation et/ou le perfectionnement à l'exécution d'un geste, du type comportant des moyens de guidage (1, 3) et au moins un moyen de manoeuvre (7) préhensile et/ou qui peut être saisi, caractérisé par le fait que les moyens de guidage (1, 3) sont constitués d'une part, d'un élément fixe (1) conformé de manière à restituer la trajectoire générale d'un geste et d'autre part, d'un élément mobile (3) susceptible d'être déplacé sur l'élément fixe (1), cet élément mobile (3) étant pourvu du moyen de manoeuvre (7). 2 - Appareil éducatif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de guidage (1, 3) comportent des profils (52, 53, 54, 55) coopérant pour modifier la position du moyen de manoeuvre (7) par rapport à l'élément mobile (3), en fonction de la position de ce dernier sur l'élément fixe ( 3 - Appareil éducatif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le moyen de manoeuvre (7) est susceptible de pivoter selon au moins un axe de rotation (69, 70) par rapport à I'élément mobile (3) qui le porte. 4 - Appareil éducatif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen de manoeuvre (7) est commandé en pivotement selon au moins un axe de rotation t69, 70) par l'intermédiaire de plusieurs pièces (54 à 60) liées cinématiquement entre elles et dont l'une au moins (54, 55) coopère avec une partie profilée (52, 53) de l'élément fixe (1). 5 - Appareil éducatif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément fixe (1) est solidaire (10) d'un support (2) indépendant de l'utilisateur (6). 6 - Appareil éducatif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de manoeuvre (7) comporte des aménagements susceptibles de recevoir et de maintenir dans une position déterminée un instrument (8) de pratique sportive. 7 - Appareil éducatif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de manoeuvre (7) comporte des aménagements que l'utilisateur v6) peut saisir pour permettre l'usage de 11 appareil. 8 - Appareil éducatif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la pièce (54, 55) qui coopère avec une partie profilée (52, 53) de l'élément fixe (1) est un galet (54, 55) ou un patin suiveur. 9 - Appareil éducatif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la partie profilée (52, 53) de l'élément fixe (1) est une rainure ou son équivalent en relief.