Brevet FR2606507A1 — publié le 19880513

Dispositif de pesage de personnes sur une barre de tractions musculaires. L'invention concerne un dispositif de pesage de personnes sur une barre de tractions musculaires disposée entre deux murs proches. On connais déjà des pèse-personnes individuels disposés au sol ou sur un cuvette de WC, mais il n'existe pas à ce jour de moyens de pesage de personnes suspendues. Les inconvénients présentés par les dispositifs de pesage connus du type pèse-personne en appui sur le sol ou sur une cuvette de WC sont les suivants: - répartition inégale du poids sur au moins trois appuis pour équilibrer la charge; - risques de distorsions entre les appuis ou les capteurs de force, devant être compensées, la charge n'étant jamais disposée au centre de gravité des points d'appui:ou des capteurs; - complexité de l'exploitation des signaux de mesure et dérive de précision du fait de la multiplication des capteurs; - complexité de réalisation. L'invention a pour objet de fournir un dispositif de pesage de personnes suspendu sur une barre de tractions musculaires disposée entre deux murs proches, par exemple un couloir d'appartement. I1 comporte une barre de tractions de type classique à serrage par vérins à vis, sur laquelle on a rapporté un bloc intégrant un dispositif de mesure de poids et son moyen d'affichage. Selon une première réalisation du dispositif suivant l'invention, le moyen de mesure comporte une lame métallique à double encastrement équipée de capteurs de force à jauges de contrainte disposées en pont de Wheatstone, soit en traction, soit en compression, soit en tractioncompression. Le signal de mesure délivré par les jauges est mis en forme dans un bloc électronique de conversion qui attaque un bloc d'affichage indiquant le poids de l'utilisateur. Selon une seconde réalisation du dispositif suivant l'invention, le moyen de mesure comporte une enceinte étanche emplie d'un liquide incompressible sur lequel est en appui un piston solidaire d'une tige de traction fixée sur une poignée de suspension. La pression sur le fluide engendrée par l'utilisateur est mesurée au moyen d'un unique capteur de pression délivrant un signal mis en forme par un bloc électronique attaquant un bloc d'affichage à cristaux liquides ou autres. Le dispositif suivant l'invention présente les avantages suivants: - très grande simplicité dûe au fait que le poids de l'utilisateur se traduit par une action ponctuelle sur le moyen de mesure à jauges de contrainte ou à pression hydraulique; - absence de distorsion dans l'application du poids sur 7e capteur de force; - un seul capteur suffit pour effectuer la mesure; - simplification du bloc électronique d'exploitation du signal de mesure; - faible coût de réalisation; - bonne précision de la mesure. Le dispositif de pesage selon l'invention est décrit dans le texte qui suit en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs dans lesquels: - la fig.l montre, vu en élévation, un exemple du dispositif de pesage; - la fig.2 montre3 en coupe transversale, un exemple de réalisation diun moyen de mesure selon l'invention équipé d'un capteur de force à jauges de contrainte; - la fig.3 montre unvexemple en coupe en élévation suivant la fig.2; - la fig.4 montre , en coupe transversale, une barrie équipée d'un moyen de mesure à capteur hydraulique; - la fig.5 montre un détail agrandi du montage de la membrane d'étanchéité du dispositif de la fig.4. -- la fig.6 montre une 1ère variante de la fig.4 en coupe en élévation; - la fig.7 montre une 2ème variante de la fig.4 en coupe en élévation; - la fig.8 montre une 3ème variante de la fig.4 en coupe en élévation; - la fig.9 montre une 4ème variante des fig.4 et 7 en coupe en élévation; - les fig.lO,ll et 12 montrent une lère variante de la fig.2; - la fig. 13 montre une 2ème variante de la fig.2; - la fig.l4 montre une 3ème variante de la fig.2. Tel qu'il est représenté sur la fig.13 le dispositif de pesage suspendu selon l'invention comporte un bloc support 1 comprenant un alésage 2 dans lequel est engagée la barre de traction 3 munie de deux vérins à vis 4,5 dont les patins 6,7, sont en appui sur les murs 8,9 par exemple d'un couloir. Le bloc 1 est préférablement disposé sur le milieu de la barre 3 sur laquelle il peut être immobilisé soit par un moyen à pince, soit par une vis 10 agissant sur un patin de blocage 11 comme il est montré sur la fig.3. Pour éviter de transmettre des efforts latéraux au moyen de mesure, la poignée de suspension 12 est accrochée au moyen de mesure par deux tiges 13,14 comportant chacune un anneau 15,16 disposé perpendiculairement l'un par rapport à l'autre. On aurait pu également assurer cette fonction par un câble par exemple en fils d'acier toronnés ou en fibres de'Kevlar" ou similaire. Sur les fig.2 et 3 on a représenté un premier exemple de moyen de mesure constitué par une lame métallique 20 de jauge de contrainte à double encastrement 21,22 entre le bloc 1 et une pièce inférieure 23 rapportée et fixée par vis 24. Les dégagements 25,26 permettent la flexion de la lame 20 et facilitent sa mise en place convenable dans ses encastrements. On a figuré les groupes de jauges de contrainte 27,28 qui pourraient être placées également au-dessus de la lame. Ces jauges peuvent être à traction, à compression ou bien à traction-compression. Les signaux délivrés par ces jauges et leur mode d'exploitation sont bien connus de l'homme de l'art et ne sont donc ni revendiqués ni décrits. On a montré la fixation de la tige de traction 13 sur la lame 20 au moyen des écrous 30 et contre écrou 31 et par un écrou inférieur 32 bloqué à fond de filet sur la tige 13 laquelle est engagée dans un bossage 33 de la partie inférieure 23. La pièce inférieure 23 est en forme d'équerre dont le côté droit est creux pour recevoir le bloc électronique 35 et un bloc d'affichage du poids 37, un couvercle clippable 38 referme l'accès aux piles 36 et au bloc électronique. Le bloc d'affichage 37 est disposé sur une partie biaise 39 de la pièce 23 de façon à être facilement lisible par l'utilisateur accroché à la poignée 12 maintenue sur la tige 14 par un écrou et un contre-écrou 40. L'axe de l'alésage 2 ainsi que les tiges de suspension 13,14 sont situés sur l'axe vertical XX'. La poignée 12 comporte des empreintes de doigts 41,42 (fig.l) permettant de centrer convenablement les mains de l'utilisateur par rapport à l'axe XX'. La barre de traction peut être normalement utilisée pour exécuter des exercices musculaires en posant les mains de chaque côté du bloc 1 qui est peu encombrant. La barre 3 doit être disposée à une hauteur telle que l'on puisse atteindre directement la poignée 12 étant debout les bras levés à la verticale. On se pèse en soulevant légèrement les pieds du sol. Le moyen de mesure ponctuel hydraulique du poids de l'utilisateur montré sur la fig.4 est disposé dans un bloc support 50 analogue à celui des fig.2 et 3. Les pièces identiques ont été affectées d'un même numéro de repérage. La pièce inférieure 51, fixée par vis 52 sur le bloc 50, est également en forme d'équerre, mais est adaptée pour recevoir un moyen de mesure hydraulique constitué par une enceinte cylindrique 53 dans laquelle est engagé verticalement, suivant l'axe XX', un piston concentrique 54 sur le centre duquel s'applique verticalement la charge suivant le même axe XX' au moyen d'une tige traversante épaulée 55 fixée par son épaulement 56 en appui sous ledit piston au moyen d'écrous 57. L'enceinte est rendue étanche au moyen d'une membrane métallique très mince 60 interposée en dessous du piston et.de la surface du fluide emplissant l'enceinte 53. La membrane est traversée par la tige 61, l'étanchéité de la traversée est assurée par des rondelles en élastomère 62 coopérant avec des rondelles métalliques 63,64. Un joint torique 65 est disposé sur la tige 61 pour parfaire l'étanchéité de l'enceinte. La mesure du poids est effectuée par conversion de la mesure de pression règnant'dans l'enceinte sous la charge de l'utilisateur, au moyen d'un capteur de pression à signalisation électronique disposé latéralement en rapport avec la pression interne de l'enceinte, ledit capteur délivrant un signal attaquant le bloc électronique de conversion agissant sur le moyen d'affichage du poids 37 comme sur l'exemple de la fig.2. Sur la coupe de la fig.5 on a montré agrandi le détail du montage de la membrane 60. Cette membrane est réalisée en métal detrès faible épaisseur et de bonnes caractéristiques mécaniques et notamment en flexion pour éviter d'introduire des distorsions dans la mesure. Elle comporte un demi anneau embouti 66 dont le diamètre interne correspond à celui du diamètre extérieur d'une portée 67 du piston 54 sur lequel elle est engagée, cependant que le diamètre extérieur 68 de la partie interne de ce même demianneau est engagé dans l'alésage 69 de l'enceinte. La partie de la membrane en appui sur le dessous du piston, est décalée en 70 par rapport à la partie extérieure 71 de ladite membrane, laquelle est pincée-entre le bloc 50 et la pièce inférieure rapportée 51 et éventuellement collée sur ladite pièce 51 pour assurer l'étanchéité. Le piston 54 comporte en outre une partie épaulée 72 formant une portée bombée 73 qui coopère avec la tige de traction 61 pour centrer le piston dans l'alésage 74 du bloc 50 pour éviter les contraintes parasites latérales pouvant engendrer des distorsions dans la mesure. La poignée de traction 12 est accrochée sur le moyen de mesure par l'intéermédiaire d'une première tige 14 dont la partie inférieure est engagée dans ladite poignée 12 et maintenue par des écrous 40. La partie supérieure comporte un anneau 16 engagé perpendiculairement dans un second anneau 15 solidaire d'une seconde tige (13,61-55) fixée sur le moyen de mesure, lame de jauge ou piston. Bien entendu on pourrait également utiliser tout autre type de capteur de pression hydraulique susceptible de fournir un signal électrique de pression, capteur de type piezo-électrique ou capteur de type manostat à signalisation par exemple. On peut également utiliser d'autres moyens connus de mesure du poids sur la barre de traction, par exemple de type à bascule, à ressort etc. en utilisant qu'un seul point de mesure. Tous les autres moyens classiques de pesage de personnes utilisent au moins trois points d'appui. On aurait pu disposer, en variante le capteur de mesure du poids au dessus de la barre 3 sans sortir de l'invention. Cette dernière disposition n'est cependant pas optimale car elle engendre un couple de renversement qui obligerait à prévoir une immobilisation très rigide entre le bloc support 1 ou 50 et la barre et entre la barre et le mur pour éviter le renversement. De plus il faudrait, au moment de la fixation, disposer l'axe XX' rigoureusement vertical pour éviter de créer un moment de renversement initial. On peut, pour économiser les piles, prévoir un bouton de mise en service au moment où l'on veut se peser. La fig.6 montre une première variante de la fig.4 en coupe en élévation. L'enceinte étanche constituant le moyen de mesure est réaliséeavec un tore 80 en matériau élastiquement déformable, par exemple en élastomère, sur lequel est montée une prise de pression interne raccordée à un capteur électrique de pression délivrant un signal en fonction du poids de l'utilisateur; le poids est affiché sur un bloc d'affichage comme sur les fig.2 ou 4. Un piston 81, de forme enveloppante, coopère avec l'alésage du bloc support 83 pour maintenir ledit tore 80; le piston se prolonge vers le bas en 84 au travers d'un second alésage 85 et reçoit la tige 13 de fixation de la poignée suspendue 12. Le corps du support supérieur 86 est engagé sur la barre 3, il est analogue à celui 50 de la fig.4. La fig.7 montre une 2ème variante de la fig.4 en coupe en élévation. L'enceinte étanche 90 constituant le moyen de mesure est réaliséebgrâce à au moins une capsule à soufflet métallique pseudo-cylindrique sur laquelle est monté un capteur électrique de mesure de pression. La capsule est disposée à la partie supérieure du support 91 engagé sur la barre 3 en opposition avec la tige d'accrochage 13 de la poignée de suspension, laquelle est fixée sur un second support 92 en appui sur la capsule 90 et coulissant latéralement sur le support 91 qu'il enveloppe complètement. Le support extérieur 92 est analogue au support 50 de la fig.4 et reçoit tous les composants électroniques d'exploitation des signaux de mesure et d'affichage. La fig.8 montre une 3ème variante de la fig.4 en coupe en élévation. L'enceinte étanche 95 constituant le moyen de mesure est réalisée au moyen d'un tube cylindrique en matériau élastiquement déformable, par exemple élastomère ou similaire, sur l'extrémité duquel est monté un capteur électrique de préssion interne. Ledit tube est disposé en appui longitudinal sur le sommet de la barre 3 et emprisonné partiellement dans le support extérieur 96 enveloppant latéralement la barre 3 et coulissant sur celle-ci. Une plaque de fermeture 97 est fixée en dessous du support 96 et reçoit la tige 13 d'accrochage de la poignée de suspension 12, à la verticale du tube 95. La fig.9 montre une 4ème variante des fig.4 et 7 dans laquelle l'enceinte étanche 100 constituant le moyen de mesure, est réalisée au moyen de deux membranes métalliques circulaires embouties formant une capsule étanche disposée en appui sur le sommet du support 101 analogue au support 50 de la fig.7, lui-même engagé sur la barre 3. La capsule 100 est disposée en opposition à la tige d'accrochage 13 de la poignée suspendue 12 fixée sur un second support extérieur 102 en appui sur la partie supérieure de la capsule et coulissant latéralement sur le support interne 101. La fig.10 montre une 1ère variante de la fig.2. Le moyen de mesure est constitué par un support 105 accroché sur la barre 3. I1 reçoit un levier articulé 106 dont l'extrémité libre 107 est en appui sur une capsule hydraulique à soufflet métallique 108 (fig.11) coopérant avec un capteur électrique de mesure de pression interne du souflet 108. la poignée 12 de suspension est accrochée au milieu du levier 106 au moyen d'une tige filetée 13 traversant le support 105. Ledit support 105 peut être posé sur la barre 3 au moyen de joues latérales 109,110 formant soit deux crochets, ou possédant chacune un trou de passage de la barre 3.L'ensemble est protégé par un capot 11 passant au-dessus des joues, ou bien, en cas d'utilisation de crochets, le capot passe juste au-dessus du levier 106, sous la barre 3, il inclut les composants électroniques et le bloc d'affichage du poids ainsi que la source d'énergie électrique. En variante, sur la fig.12, on a montré, à la place de la capsule de mesure hydraulique de la fig.ll, une lame 115 à double encastrement sur le support 105, recevant un pont de jauges de contrainte 116. L'extrémité libre 107 du levier 106 s'appuie en couteau sur le milieu de ladite lame de jauge 115. La fig.13 montre une 2ème variante de la fig.2 dans laquelle la lame de jauge 120 à double encastrement est équipée d'au moins un pont de jauges et fixée à l'intérieur de la barre 3, sur une pièce support 121 solidaire de la partie basse de la barre 3. Le poids de l'utilisateur est appliqué en 122 sur le milieu de ladite lame au moyen d'une poignée 123 posée en appui en couteau à l'intérieur d'une ouverture oblongue 124 de la barre 3. En variante, le poids peut être appliqué ponctuellement sur le milieu de la lame 120 au moyen d'une tige filetée 13 vissée dans ladite lame et recevant la poignée 12 de suspension de l'utilisateur. La fig.14 montre une 3ème variante de la fig.2 dans laquelle le tube 3 constituant la barre de traction est remplacé par un barreau de section rectangulaire ou carrée 130, en aliminium par exemple de type AU2GN, au milieu duquel est disposé au moins un pont de jauges de contrainte de traction, compression ou les deux, en dessus et en dessous du barreau de façon à mesurer la flexion du barreau traduite -ensuite en poids. Le barreau est terminé, à ses extrémités, par des portées filetées 131, 132 coopérant avec des embouts taraudés 133,134 comportant chacun une embase 135 d'appui sur une paroi, par exemple deux murs de couloir. Lesdites embases peuvent être fixées sur la paroi support. Le barreau reçoit une coque en matière plastique 136 sur laquelle sont ménagés des emplacements 137 pour poser les mains et pour recevoir le bloc électronique de traitement des signaux de mesure en provenance du pont de jauges, le bloc d'affichage numérique du poids 138, ainsi que la source d'énergie électrique. Une des extrémités de ladite coque comporte une face de référence verticale 139 pour orienter verticalement les jauges et éviter les distorsions de mesure Dans tous les exemples du dispositif de pesage selon l'invention, le bloc d'affichage numérique du poids peut être remplacé ou doublé par un composant électronique d'annonce vocale du poids de l'utilisateur, coopérant avec un haut-parleur correspondant, ce composant est attaqué par le bloc électronique d'exploitation du signal délivré par le ou les capteurs de mesure du poids. Ces composants et circuits, bien connus de l'homme de l'art, n'ont pas été décrit REVENDICATIONS: 1 - Dispositif de pesage de personnes sur barre de traction, caractérisé en ce qu'i-l est disposé sur le milieu d'une barre de traction (3) placée entre deux murs proches (8,9), et en ce que la charge à mesurer est appliquée verticalement suivant un axe XX' en un seul point sur le dispositif de mesure du poids au moyen d'une double poignée (12) accrochée en son milieu sur le dispositif de mesure par l'intermédiaire d'une suspension libre (13,14,15,16) n'introduisant pas de contraintes latérales. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mesure ponctuelle est constitué par une unique lame métallique (20) à double encastrement (21), équipée de jauges de contrainte (27,28), et disposée entre un bloc support (1) comportant un alésage (2) glissé sur la barre (3) et immobilisé par un moyen de serrage, le circuit de jauges délivre un signal de mesure attaquant un bloc électronique (35) d'exploitation dudit signal et délivrant lui-même les signaux d'affichage du poids correspondant à un bloc d'affichage (37) solidaire d'une face latérale inclinée (39) du support inférieur (23), l'alimentation électrique s'effectuant par des piles (36), et en ce que le bloc électronique, le moyen d'affichage (37) et les piles (36) sont disposés sur une partie latérale de la pièce inférieure (23) rapportée sous le support (1). 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mesure ponctuelle est constitué par un capteur hydraulique comportant une enceinte cylindrique ('53) étanche ménagée dans la pièce inférieure (51) rapportée sur le support (50) glissé sur la barre (3), et en ce qu'un piston cylindrique (54) est engagé dans l'alésage de ladite enceinte en appui sur le fluide incompressible dont elle est remplie, et en ce que la charge est appliquée suivant l'axe XX' au centre du piston au moyen d'une tige traversante épaulée (55,56) fixée sur ledit piston au moyen d'écrous (57), et en ce que l'enceinte (53) est rendue étanche au moyen d'une membrane très mince (60) interposée entre le dessous du piston et le liquide emplissant l'enceinte, et en ce que ladite membrane est traversée par la tige épaulée (55,61) coopérant avec des moyens d'étanchéité annexes (62,65), et en ce que la mesure est effectuée par un capteur de pression disposé latéralement en rapport avec la pression interne de l'enceinte, ledit capteur délivrant un signal attaquant le bloc électronique agissant sur le moyen d'affichage du poids (37). 4 - Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la membrane (60) est réalisée en métal très fin de bonne résistance mécanique et comporte un demi-anneau (66) embouti dont le diamètre interne correspond au diamètre d'une portée (67) du piston sur lequel il est engagé cependant que le diamètre extérieur de la partie interne (68) du demi-anneau est engagé dans l'alésage (69) de l'enceinte, et en ce que la partie de la membrane,en appui sous le piston, est décalée de (70) par rapport à la partie extérieure (71) de ladite membrane, laquelle est pincée entre le support (50) et la pièce inférieure (51) et éventuellement collée sur ladite pièce (51), et en ce que le piston (54) comporte en outre une partie épaulée (72) formant une portée préférablement bombée (73) qui coopère avec la tige de traction (55,61) pour centrer ledit piston dans un alésage (74) du support (50). 5 - Dispositif selon les revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que la poignée de traction suspendue (12) est accrochée sur le moyen de mesure par une première tige (14) dont la partie inférieure est engagée et fixée dans ladite poignée, et dont la partie supérieure comporte un anneau (16) engagé perpendiculairement dans un autre anneau (15) solidaire d'une seconde tige (13,61-55) fixée sur le moyen de mesure, lame de jauge ou piston. 6 - Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la poignée de traction suspendue (12) est accrochée sur le moyen de mesure par l'intermédiaire d'un câble. 7 - Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'enceinte étanche constituant le moyen de mesure est réalisée au moyen d'un tore étanche (80) en matériau élastiquement déformable sur lequel est montée unie prise de pression d'un capteur électrique de pression, et en ce qu'il coopère avec un piston (81) et un alésage (82) de forme complèmentaire du support (83) enveloppant le tore, et en ce que la poignée (12) est accrochée à la base (84) du piston. 8 - Dispositif selon les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que l'enceinte étanche (90) constituant le moyen de mesure est réalisée au moyen d'une capsule à soufflet métallique coopérant avec un capteur de mesure de pression électrique, la capsule est disposée à la partie supérieure du support (91) monté sur la barre (3) en opposition avec la tige de fixation (13) de la poignée de suspension, laquelle est fixée sur un second support (92) en appui sur la capsule 90 et coulissant sur le support (91) qu'il enveloppe complètement. 9 - Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'enceinte étanche (95) constituant le moyen de mesure est réalisée au moyen d'un tube cylindrique en matériau élastiquement déformable sur l'extrémité duquel est monté un capteur électrique de mesure de pression, ledit tube étant disposé en appui longitudinal sur le sommet de la barre (3), emprisonné partiellement dans le support (96) à la base duquel est fixé, à la verticale dudit tube, la tige supportant la poignée (12) de suspension. 10 - Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'enceinte étanche (100) constituant le moyen de mesure est réalisée moyen de deux membranes métalliques circulaires embouties formant une capsule, en appui sur le sommet d'un support (101) lui-même engagé sur la barre (3). 1-1 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mesure disposé sur la barre de traction (3) est constitué par un support (105) engagé sur ladite barre, sur lequel est monté articulé, un levier (106) dont l'extrémité libre (107) est en appui sur une capsule hydraulique à soufflet métallique (108) coopérant avec un capteur électrique de mesure de la pression, et en ce que la poignée de suspension (12) est maintenue par une tige (13) fixée sur le milieu dudit levier. 12 - Dispositif selon les revendications 1 et 11, caractérisé en ce que l'extrémité (107) du levier (106) est en appui en couteau sur le milieu d'une lame de jauge (115) à double encastrement sur laquelle est monté au moins un pont de jauges de contrainte (116). 13 - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la barre de traction est constituée par un barreau métallique (130) de section rectangulaire ou carrée, terminé à ses extrémités par une portée filetée (131,132) coopérant avec des embouts taraudés (133,134) comportant chacun une embase d'appui fixée verticalement sur une paroi d'appui, et en ce que le barreau (130) recoit en son milieu, au moins un pont de jauges de contrainte, et en ce que ledit barreau est recouvert d'une coque en matière plastique moulée (136) sur laquelle sont ménagés des emplacements pour positionner les mains de l'utilisateur et pour recevoir l'équipement de traitement et d'affichage du signal de mesure du poids ainsi qu'une source d'énergie électrique, et en ce que ladite coque comporte, à une extrémité, une face de référence verticale (139). 14 - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen de mesure constitué par une unique lame métallique (120) à double encastrement, équipée d'au moins un pont de jauges de contrainte, est fixé à l'intérieur de la barre (3), et en ce que le poids de l'utilisateur est appliqué en couteau sur le milieu de ladite lame au moyen d'une poignée (123) posée en appui ans une échancrure de la barre (3), ou au moyen d'une poignée suspendue par une tige (13) fixée au milieu de ladite lame. 15 - Dispositif selon l'une queconque des revendications 1 à 3 et 7 à 14, caractérisé en ce que le poids de l'utilisateur est énoncé vocalement au moyen d'un composant électronique de synthèse de la parole coopérant avec un haut-parleur correspondant, attaqué par un bloc électronique d'exploitation du signal délivré par le ou les capteurs de mesure du poids.