Brevet FR2539631A1 — publié le 19840727

La présente invention concerne de façon générale une machine d'exercice des muscles du bas du dos et plus précisément une machine qui permet l'application d'une force de résistance variable à l'utilisateur dans diverses positions du mouvement lorsque les muscles du bas du dos sont exercés. Ces dernières années, on a mis au point divers types de machines d'exercice et de musculation de certains groupes de muscles du corps Cependant, on n'a consacré aucun effort réel à la mise au point d'une machine particu- lièrement adaptée à l'exercice des muscles du bas du dos et en particulier on n'a pas mis au point de machine faisant varier la force de résistance appliquée aux-muscles lorsque le dos se déplace alternativement entre une position de pliage vers l'avant et une position dans laquelle la colonne vertébrale est sensiblement rectiligne. On a déjà proposé l'exercice des muscles du bas du dos par exécution répétée d'un soulèvement d'une masse formée par des haltères, au cours duquel une personne garde les jambes raides et plie le dos vers l'avant et soulève la masse au-dessus du sol tout en redressant son dos, avant de replier le dos vers l'avant en abaissant l'haltère vers le sol Dans ce type d'exercice, la résistance opposée à la force de soulèvement est très élevée lorsque la colonne vertébrale est pliée vers l'avant et la force est réduite pratiquement à une valeur nulle lorsque la colonne vertébrale est rectiligne ou verticale Dans cette position verticale, la seule force appliquée est une force de compression exercée sur la colonne vertébrale et aucune force de résistance ne doit être encaissée par les muscles du bas du dos En conséquence, la force de résistance appliquée aux muscles du bas du dos ne varie pas convena- blement pour toutes les positions du mouvement. On a aussi proposé l'exercice des muscles du bas du dos par un phénomène d'hyperextension au cours duquel la personne est placée à plat sur un banc surélevé ou une plate-forme avec les pieds retenus, la partie supé- rieure du corps dépassant à l'extérieur, au-delà d'une extrémité du banc Cet exercice commence alors que la partie supérieure du corps pend vers le bas à partir du banc ou de la plate-forme, la colonne vertébrale étant pliée vers l'avant, et la partie supérieure du corps est alors soulevée et déplacée vers le haut pratiquement en position horizontale si bien que la colonne vertébrale est pratiquement rectiligne La partie supérieure du corps est alors abaissée et ramenée à la position pliée vers l'avant Dans cet exercice, la résistance opposée au mou- vement des muscles du bas du dos est très faible et en pratique aucune force de résistance n'est appliquée lorsque le dos est dans la position pliée vers l'avant, alors que la force maximale de résistance est appliquée à la fin du mouvement ascendant Ainsi, cet exercice n'assure pas l'application d'une résistance variable convenable pendant tout le mouvement du corps supérieur En outre, une force de traction ou d'extension est appliquée à la colonne vertébrale lorsque la partie supérieure du corps est en position verticale descendante. Compte tenu des considérations qui précèdent, l'invention concerne une machine d'exercice des muscles du bas du dos qui assure l'application d'une force variable de résistance de valeur convenable aux muscles dans tout le mouvement et sans application de force de compression ou d'extension à la colonne vertébrale de l'utilisateur. La machine d'exercice des muscles du bas du dos selon l'invention comporte un levier manoeuvré par l'utilisateur et articulé à une première extrémité, prati- quement au niveau de la taille de l'utilisateur L'autre extrémité du levier est disposéeafin qu'elle soit au contact du dos de l'utilisateur, pratiquement dans l'alignement des omoplates L'extrémité articulée du levier a une came de rayon variable, munie d'un organe souple de raccor- dement dont une extrémité est fixée à la came de rayon variableet l'autre extrémité à des poids Lorsque l'utilisa- teur déplace successivement la partie supérieure de son corps en translation entre une position dans laquelle 253963) la colonne vertébrale est pliée en avant et une position dans laquelle elle est rectiligne, le levier est déplacé suivant un trajet courbe limité de déplacement, avec sou- lèvement et abaissement successifs du poids,la came de rayon variable assurant l'application de la force convenable de résistance pendant tout le mouvement du dos de l'uti- lisateur. La machine d'exercice des muscles du bas du dos selon l'invention a un siège analogue à une selle destiné à supporter l'utilisateur dont les jambes dépassent vers l'extérieur et vers le bas de part et d'autre du siège Deux rouleaux garnis de coussins et portés excentri- quement peuvent tourner en avant du siège en forme de selle et de part et d'autre de celui-ci, et ils peuvent tourner afin de venir serrer les parties supérieures des jambes de l'utilisateur, si bien que les jambes sont retenues pendant les exercices sur la machine Les rouleaux-munis de coussins peuvent tourner en dégageant les jambes afin que l'entrée de l'utilisateur dans la machine et sa sortie soient facilitées. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une perspective d'une machine d'exercice des muscles du bas du dos selon l'invention la figure 2 est une perspective représentant l'arrière de la machine de la figure 1 la figure 3 est analogue à la figure 1, mais après enlèvement des couvercles du bâti, du siège et des rouleaux munis de coussins, afin que la construction du bâti de support apparaisse la figure 4 est une perspective relativement schématique montrant comment le levier manoeuvré par l'utili- sateur est relié à la came de rayon variable et aux-poids et les figures 5, 6 et 7 sont des perspectives 4- représentant la machine d'exercice des muscles du bas du dos, pendant un mouvement successif de l'utilisateur entre une position dans laquelle sa colonne vertébrale est pliée vers l'avant et une position dans laquelle elle est rectiligne. Comme indiqué clairement sur la figure 3, la machine d'exercice des muscles du bas du dos selon l'inven- tion comporte un bâti vertical portant la référence générale Ce bâti a un organe externe continu 11 ayant une branche verticale arrière, une partie horizontale supérieure et une branche inclinée avant Une traverse 12 est placée entre les branches avant et arrière du bâti externe 11 et elle est fixée à ses extrémités opposées Un organe horizontal inférieur 13 du bâti est fixé à ses extrémités opposées aux extrémités inférieures des branches avant et arrière du bâti externe 11, et un organe vertical 14 est fixé, à son extrémité inférieure, à l'organe 13 et, à son extrémité supérieure, à la traverse 12. Un bâti horizontal portant la référence générale 15 est raccordé d'un premier côté à l'organe inférieur 13 du bâti vertical 10 et dépasse vers l'extérieur, en formant un organe externe 16 Une traverse 17 est fixée aux extrémités opposées des branches avant et arrière de l'organe externe 16 Un renfort diagonal 18 est fixé, à son extrémité inférieure, à la branche arrière de l'organe externe 16 et, près de son extrémité supérieure, à la branche arrière de l'organe externe 11 L'extrémité supé- rieure du renfort 18 dépasse vers l'extérieur et vers le haut à partir de la branche arrière de l'organe externe 11, dans un but décrit dans la suite Une plate-forme munie de moquette recouvre la partie supérieure de l'organe horizontal 15 sur laquelle elle est placée. Un siège 21 en forme de selle est porté par -la partie supérieure de l'organe 22 de support, en étant recourbé vers l'avant, l'extrémité inférieure de l'organe 22 étant fixée à la traverse 17 Le siège 21 est disposé afin qu'il puisse porter l'utilisateur avec ses jambes dépassant vers l'extérieur et vers le bas de part et d'autre du siège 21 comme représenté sur les figures 5 à 7 L'extré- mité avant de l'organe 22 de support du siège a une tige ou un arbre transversal 24 d'articulation portant deux rouleaux 25 munis de coussins afin qu'ils puissent tourner. Ces rouleaux 25 sont supportés afin qu'ils tournent de façon excentrée autour de l'arbre 24 et ils peuvent tourner afin de venir serrer les parties supérieures des jambes de l'utilisateur comme représenté sur les figures 5 à 7 et ils peuvent tourner afin de dégager les jambes si bien que l'utilisateur peut facilement pénétrer dans la machine et en sortir Les rouleaux 25 font partie d'un dispositif de retenue destiné à maintenir les jambes de l'utilisateur-afin que la partie inférieure du corps et les jambes restent en position pendant l'utilisation de la machine. Le dispositif de retenue comporte aussi une courroie 26 de siège fixée à une traverse 27 Une première extrémité de la traverse 27 est fixée à l'organe 22 de support et l'autre extrémité est fixée à un organe vertical de support Un appui-dos 31 est fixé à l'extrémité supérieure du support 30 et est incliné vers l'arrière, pratiquement perpendiculairement vers le siège 21 L'appui- dos 31 est dirigé vers le haut pratiquement jusqu'à la taille de l'utilisateur afin qu'il supporte le bas du dos de l'utilisateur pendant l'utilisation de la machine. Un bâti 32 de support formant appui-pieds (figure 3) est fixé au support 22 et en dépasse vers l'extérieur Un appui-pieds 33 muni de moquette est placé sur le bâti 32 L'appui-pieds est destiné à être utilisé par les person- nes à jambes courtes, pouvant placer leurs pieds sur l'appui- pieds 33 lors de l'utilisation de la machine Un adulte de taille normale utilise la machine alors que ses pieds sont placés sur la plate-forme 20 comme représenté sur les figures 5 à 7. Un poids est supporté afin qu'il puisse se dépla- cer verticalement par le bâti 10 vertical et comprend plusieurs plaques pesantes 35 supportées afin qu'elles puissent coulisser près des extrémités opposées sur des tiges de guidage 36 Les extrémités supérieures des tiges 36 sont fixées à la traverse 12 et, aux extrémités infé- rieures, à l'organe 13 du bâti Une tige 37 de levage de poids et de guidage vertical passe dans les parties centrales des plaques pesantes 35 et elle a des orifices distants destinés au passage d'une goupille 40 de sélection si bien que des poids variables peuvent être choisis par l'utilisateur, afin qu'il les soulève et les abaisse lors des exercices réalisés dans la machine Un levier manoeuvré par l'utilisateur comporte un levier 41 ayant des branches verticale et horizontale et la branche verticale est fixée à un moyeu 42 d'articulation à son extrémité inférieure. Ce moyeu 42 est porté par un arbre 43 lui-même porté à ses extrémités opposées par des barres respectives 44, de support (figure 4) La barre 44 est fixée à l'organe vertical 14 du châssis et à la branche arrière du châssis externe 11 Une barre 46 de raccordement est fixée, à ses extrémités opposées, aux barres 44, 45 de support et elle est fixée à l'extrémité supérieure de l'organe diagonal 18 de support, courbée vers l'extérieur et vers le haut La barre 45 de support a un organe de butée 50 qui dépasse vers l'avant et le moyeu 42 a un axe 51 de butée qui dépasse vers l'extérieur (figure 4) dans un but décrit dans la suite du présent mémoire - La branche horizontale du levier 41 a un rouleau rotatif 53 muni d'un coussin et placé au contact du dos de l'utilisateur et dans une position sensiblement alignée sur les omoplates de celui-ci Un contrepoids 55 est porté à l'extrémité inférieure d'une tige 56 de support dont l'extrémité supérieure est fixée dans le moyeu 42 Lorsque le levier 41 est en position avant comme représenté en traits pleins sur la figure 4, l'axe 51 de butée est au contact de la face inférieure de la barre 45 et limite le déplacement du levier 41 vers l'avant Lorsque ce levier se déplace vers l'arrière comme indiqué en traits inter- rompus sur la figure 4, l'axe 51 vient contre l'organe 50 2 539631 de butée et limite le déplacement courbe vers l'arrière du levier 41. Un dispositif est "destiné à raccorder une première extrémité-du levier manoeuvré par l'utilisateur au poids lors du fonctionnement afin que la résistance variable convenable au soulèvement et à l'abaissement du poids soit appliquée pour un mouvement correspondant du levier suivant un trajet courbe limité alternatif entre une pre- mière position dans laquelle la colonne vertébrale d'un utilisateur est penchée vers l'avant et une seconde position dans laquelle la colonne vertébrale est sensiblement recti- ligne Ce dispositif de raccordement comprend une came de rayon variable qui est fixée à une extrémité du moyeu 42 (figure 5). Un organe souple de raccordement est placé entre la came 60 de rayon variable et les plaques pesantes 35, et il comprend une chaine 61 à maillons dont une première extrémité est fixée à la came 60 et dont l'autre extrémité est fixée à un pignon relativement petit 62 Ce dernier est fixé sur un moyeu qui est raccordé à un pignon plus gros 63 Les pignons 62, 63 et le moyeu sont portés par un arbre dont une extrémité est fixée dans un support 64 et dont l'autre extrémité est fixée dans une entretoise verticale 65 (figure 3) Une chaîne 67 à maillons est raccordée, à une première extrémité, au pignon 63 de grande dimension et, à l'autre extrémité, à l'extrémité supérieure de la tige 37 de guidage et de support des poids. La came 60 de rayon variable assure l'utilisation d'un bras de levier de longueur différente pour diffé- rentes positions en rotation si bien que la force que doitexercer le dos de l'utilisateur dans différentes p 6 si- tions varie Ainsi, la force de résistance appliquée au levier 41 et au rouleau 53 varie lors du soulèvement et de l'abaissement des plaques pesantes 35, suivant la posi- tion angulaire du levier 41 manoeuvré par l'utilisateur lorsque ce dernier se déplace alternativement entre les positions pliée en avant et rectiligne comme indiqué sur les figures 5 à 7. 2 r 39631 Une plaque interne 70 formant un couvercle est fixée à la partie supérieure interne du bâti vertical afin que l'utilisateur ne puisse pas venir au contact des pignons 62, 63 Un-boîtier 71 de couvercle protecteur est aussi destiné à recouvrir le moyeu 42 du levier 41. Le boîtier 71 est fixé au bâti vertical 10 et à l'extré- mité inférieure arrière de la plaque 70 formant le cou- vercle interne. Lorsque la machine n'est pas utilisée comme indiqué sur les figures 1 et 2, le levier 41 et-le'rouleau 53 se trouvent dans la position avancée et sont maintenus dans cette position par les plaques pesantes 35, et le mouvement vers l'avant est limité par la butée 51 qui est au contact de la face inférieure de la barre ou tra- verse 45 L'utilisateur entre dans la machine en faisant tourner les rouleaux 25 dans le sens contraire des aiguil- les d'une montre et s'assied sur la selle formant le siège 21, le dos étant plié vers l'avant Les rouleaux 25 sont alors tournés dans le sens des aiguilles d'une montre afin qu'ils viennent serrer les parties supérieures des jambes, et la ceinture 26 est bouclée autour de la partie inférieure du corps de l'utilisateur comme représenté sur la figure 5. L'exercice des muscles du bas du dos commence alors que la colonne vertébrale est pliée vers l'avant et alors que le rouleau 53 est au contact du dos prati- quement dans l'alignement des omoplates L'utilisateur déplace alors la partie supérieure de son corps vers l'ar- rière en exerçant une pression contre le dos et en exerçant une force contre le rouleau 53 Le levier 41 se déplace suivant un trajet courbe jusqu'à ce que la colonne verté- brale soit pratiquement rectiligne comme indiqué sur la figure 7 Dans cette position, l'axe 51 de butée vient contre la butée 50 portée par la barre 45 (figure 4) et limite le déplacement du levier 41 vers l'arrière L'uti- lisateur déplace alors la partie supérieure de son corps vers l'avant depuis la position représentée sur la figure 7 vers celle qui est représentée sur la figure 5 Ce mou- vement d'avant en arrière se poursuit jusqu'à ce que le nombre convenable de mouvements ait été exécuté. L'utilisateur peut utiliser autant de plaques pesantes 35 qu'il le souhaite par disposition de l'axe sélecteur 40 dans la plaque convenable afin que les poids placés au-dessus de l'axe 40 soient soulevés A chaque déplacement alternatif du levier 41, la came 60 de rayon variable assure l'application d'une force convenable de résistance qui varie afin que l'utilisateur exerce la force qui convient pendant l'exercice des muscles du bas de son dos, cette force variable étant appliquée en fonction de la position angulaire du levier 41 correspondant à une position déterminée de l'exercice Après la fin de la séance d'exercices, l'utilisateur déboucle simplement la ceinture 26, fait tourner les rouleaux 25 dans-le sens contraire des aiguilles d'une montre et sort du siège 21 en forme de selle. Il faut noter que l'axe de pivotement du levier 41 est pratiquement aligné sur la taille de l'utilisateur pendant les exercices, et que l'appui-dos 31 supporte le bas du dos de l'utilisateur si bien que le mouvement de flexion s'effectue essentiellement au niveau de la taille Ce mouvement de la colonne vertébrale en alternance au niveau de la taille assure l'exercice des muscles as- sociés au bas du dos de l'utilisateur dans toute une gamme. La machine d'exercice selon l'invention est de mise en oeuvre simple, elle permet toute une gamme d'exercices des muscles associés au bas du dos de l'utilisa- teur et elle n'exerce pas de forces notables de compres- sion ou d'extension sur la colonne vertébrale La came de rayon variable assure l'application d'une force variable de résistance lors du soulèvement et de l'abaissement des poids au cours du déplacement correspondant du levier manoeuvré par l'utilisateur si bien que la force qui doit être appliquée parle dos de l'utilisateur-convie 4 t pour toutes les positions angulaires du levier. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Machine pour l'exercice des muscles du bas du dos d'un-utilisateur, caractérisée par un châssis ( 22), un siège ( 21) monté sur le châssis afin qu'il supporte l'utilisateur, un dispositif ( 35, 36) monté sur le châssis et destiné à exercer une résistance, un dispositif à levier ( 41) manoeuvré par l'utilisateur et ayant une-première extrémité articulée sur le châssis et une autre extrémité disposée afin qu'elle soit au contact du dos de l'utilisa- teur, dans une position qui se trouve au-dessus-de la - taille de l'utilisateur, l'autre extrémité du levier étant mobile suivant un trajet courbe entre une première position dans laquelle la colonne vertébrale de l'utilisateur est pliée vers l'avant (figure 5) et une seconde position is dans laquelle cette colonne vertébrale est sensiblement rectilligne (figure 7), et un dispositif associant le dispositif à levier ( 41) au dispositif ( 60, 61, 63, 67) exerçant une résistance afin que le mouvement du dispositif à levier ( 41) entre la première et la seconde position (figures 5 et 7) rencontre une résistance assurant l'exer- cice des muscles du bas du dos de l'utilisateur. 2 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif associant le dispositif à levier ( 41) au dispositif ( 35, 36) exerçant une résistance com- porte une came ( 60) de rayon variable destinée à tourner avec le dispositif à levier ( 41), et la came de rayon variable ( 60) est associée au dispositif ( 35) exerçant une résistance afin que la force qui doit être exercée par le dos de l'utilisateur sur le dispositif à levier ( 41) varie avec la position angulaire du dispositif à levier ( 41). 3 Machine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le dispositif exerçant une résistance comporte en outre un poids ( 35) supporté afin qu'il se déplace verticalement et qu'il exerce une résis- tance lorsqu'il est soulevé -et abaissé. 4 Machine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le dispositif exerçant une -2539631 résistance comporte un organe élastique déformable qui présente une résistance par déformation et reprend pratique- ment sa configuration, sa dimension et ses caractéris- tiques de résistance après chaque déformation. 5 Machine selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisée en ce que la première extrémité du dispositif ( 41) à levier est raccordée au châssis ( 22) *dans une position qui se trouve au-dessus du niveau-du siège ( 21)'et pratiquement au niveau de la taille de l'utili- sateur. 6 Machine selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispo- sitif de retenue ( 25) destiné à coopérer avec l'utilisateur afin que la partie inférieure du corps et les jambes infé- rieures de l'utilisateur soient maintenues en position pendant l'utilisation de la machine. 7 Machine selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6-, caractérisée par un appui-dos ( 31) supporté en arrière du siège ( 21) et en direction sensiblement perpendiculaire à celui-ci, l'appui-dos ( 31) étant dirigé vers le haut pratiquement vers la taille de l'utilisateur afin que le bas du dos de l'utilisateur soit supporté. 8 Machine selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3 et 5 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de retenue destiné à coopérer avec l'utilisa- teur et comprenant deux rouleaux ( 25) munis de coussins, un dispositif ( 24) destiné à supporter les rouleaux ( 25) afin qu'ils roulent en avant du siège ( 21) et de part et d'autre de celui-ci, ces rouleaux ( 25) étant supportés afin qu'ils tournent de façon excentrique et qu'ils soient mobiles vers une position de serrage des parties supérieures des jambes de l'utilisateur, les rouleaux pouvant aussi tourner afin qu'ils se dégagent des jambes et permettent l'entrée de l'utilisateur dans la machine et sa sortie. 9 Machine selon la revendication 8, caracté- risée en ce que le dispositif de retenue comporte en outre une courroie souple ( 26) destinée à être placée autour 253 Q 631 de la partie inférieure du corps de l'utilisateur afin que la retenue de celui-ci en position sur le siège ( 21) soit facilitée, la partie inférieure du dos étant au contact de l'appui-dos ( 31). 10 Machine selon la revendication 1, caractérisée par un rouleau ( 53) muni d'un coussin et supporté afin qu'il puisse tourner à l'autre extrémité du dispositif à levier ( 41), ce rouleau étant destiné à être au contact du dos de l'utilisateur en position pratiquement alignée sur les omoplates de celui-ci.