Brevet FR2624383A1 — publié le 19890616

TAPIS ROULANT D'EXERCICE A ASSERVISSEMENT DE VITESSE La présente invention consiste en une amélioration des tapis roulants destinés a l'exercice de la fonction locomotrice chez des sujets relevant de la récupération ou du développement de leurs aptitudes physiques. Dans les tapis roulants usuels, la vitesse de la bande porteuse est fixée indépendamment du déplacement effectif du sujet. Ce dernier est contraint d'accompagner au mieux le mouvement imposé, faute de quoi il sort de l'espace utile du tapis. Les solutions actuelles consistent en des dispositifs d'arret d'urgence ou de modulation de la vitesse de la bande par action du sujet ou d'un opérateur auxiliaire. L'utilisation, dans des matériels récents, de dispositifs informatiques pour la programmation de la vitesse de roulement ne remet pas en cause l'indépendance du sujet par rapport a son support mobile et n'élimine en rien les risques évoqués plus haut. La présente invention élimine ces inconvénients et apporte de nouvelles possibilités dans l'utilisation des tapis roulants à usage médical ou sportif. En effet, elle consiste å asservir la vitesse de la bande transporteuse du tapis à la position du sujet, cette position étant estimée par rapport au referentiel constitue par le bati ou tout autre élément fixe lié au tapis. La position moyenne du sujet est évaluée par un dispositif télémétrique délivrant une grandeur proportionnelle à l'écart entre la position attendue et la position effective du sujet. Cette grandeur commande la vitesse de la bande transporteuse, de manière a corriger l'écart de position éventuel. L'ensemble constitue une boucle d'asservissement associant le sujet a la bande transporteuse, de telle manière que la vitesse relative moyenne du sujet par rapport au referentiel soit sensiblement nulle a chaque instant.Ainsi, la vitesse du sujet par rapport a la bande transporteuse est-elle toujours égale, en valeur absolue, a la vitesse linéaire de la partie porteuse de la bande, par rapport au ré+érentiel. La mesure de cette dernière vitesse (et, le cas échéant, des couples de rotation mis en jeu), renseigne aisément sur l'état de mobilité instantanée du sujet, aussi bien dans ses caractéristiques globales (vitesse, accélération moyennes, etc.) que dans ses ses caractéristiques détaillées (par exemple, asymétrie des efforts moteurs de chacun des membres impliqués dans la locomotion du sujet). Le principe de l'invention autorise deux modes de fonctionnement. Dans le premier, designs par "sujet moteur", la vitesse de la bande transporteuse s'adapte a celle imposée par le sujet. Dans le second mode, dit bande motrice", le sujet doit s'adapter a une vitesse imposée par la bande transporteuse, en particulier selon des séquences appliquées par un programmateur automatique (notamment informatique) ou un opérateur auxiliaire. Les séquences peuvent comporter des variations de l'inclinaison moyenne de la bande transporteuse, afin de simuler des parcours en montée ou en descente. Selon une forme de réalisation indicative de l'invention, la position moyenne du sujet par rapport au référentiel est mesurée par un télémètre à faisceau ultrasonore, délivrant une tension électrique proportiDnnelle à l'écart constaté entre une position de référence et la position actuelle du sujet. Grace ê un circuit d'interfagage, cette tension est convertie en données numériques traitées dans un micro-ordinateur par un logiciel chargé d'élaborer un signal de correction de position. Traduit sous forme électrique par un convertisseur approprié, ce signal est appliqué au circuit d'alimentation du moteur d'entratnement de la bande transporteuse, de manière a réduire l'écart actuel dans la position du sujet. Un dispositif électromécanique annexe permet, en mode bande motrice, de réaliser des pentes variables, sous le controle du logiciel informatique. Selon une variante complémentaire au dispositif ci-dessus, une console d'affichage sur écran cathodique permet de visualiser des données numériques ou graphiques relatives å l'exercice en cours, voire des vues simulant un autre environnement, animées à une vitesse reliée a la vitesse asservie du sujet. L'invention, et notamment le dispositif ci-dessus qui l'illustre, sont particulièrement destinés à améliorer les possibilités fonctionnelles des tapis roulants utilisée en kinésithérapie humaine et vétérinaire en vue de la récupération de la fonction locomotrice (post-traumatique ou post-chirurgicale) et du développement de la capacité physique générale (réadaptation cardiaque ou pulmonaire, entrafnement sportif). REVENDICATIONS 1) Procédé d'asservissement, notamment pour tapis roulant d'exercice physique, dans lequel la position moyenne du sujet est maintenue sensiblement invariante par rapport à un rtsferentiel fixe tel que le bati du tapis, caractérisé en ce que l'on évalue cette position moyenne par un dispositif télémétrique, que l'on évalue l'écart par rapport à une position de référence, que l'on délivre un signal proportionnel a cet écart et que l'on commande la vitesse de la bande transportant la sujet de manière à corriger l'écart de position. 2) Procédé caractérisé en ce que l'on impose la vitesse de la bande transporteuse par une programmation automatique sous le contrôle de l'asservissement de position, de manière a ce que le sujet s'adapte a la vitesse requise. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un tapis roulant, un dispositif télémétrîque délivrant un signal lié a la position moyenne du sujet par rapport a un referentiel fixe, un circuit d'interfasage pour convertir ce signal en données numérique un micro-ordinateur qui traite ces donnees sur la base d'un logiciel ayant pour fonction d'élaborer un signal de correction, un convertisseur pour traduire cette correction en une grandeur de commande appliquée au moteur d'entratnement de la bande transporteuse, de manière a corriger l'écart en position du sujet. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif électromécanique permettant d'incliner la bande transporteuse selon des pentes variables, sous le contrôle du dispositif informatique. 5) Dispositif selon les revendications 1, 2 ou 3 ci-dessus, caractérisé en ce qu'une console d'affichage sur écran cathodique permet de visualiser des données numériques ou graphiques relatives a l'exercice du sujet, ou des vues simulant un autre environnement, animées a une cadence reliée a la vitesse asservie du sujet.