Brevet FR2644071A1 — publié le 19900914

La présente invention concerne un dispositif d'exercice de ltéqui- libre à mouvements de rotation cylindriques ou sphériques constitué de deux surfaces roulant l'une sur l'autre et de moyens destinés à éviter les glissements de ces surfaces. Un tel dispositif sert à la gymnastique médicale ainsi qu'à i'en- trainement sportif et à l'éducation des réflexes de l'équilibre. Les dispositifs d'exercice de l'équilibre connus à ce jour présentent de nombreux inconvénients, notament d'ergonomie et de sécurité. Certains font usage d'une seule surface de roulement ce qui exige une parfaire planéité du sol. De par leur unique surface, ces dispositifs peuvent, sous certaines inclinaisons se dérober et provoquer la chute de l'utilisateur. De plus, ils ne peuvent être posés sur des surfaces ellesmêmes mobiles et ne permettent donc pas de faire varier la difficulté par la modification de nombre de degrés de liberté ou du degré de stabilité. Le dispositif objet de la présente invention entend remédier à ces inconvénients par l'utilisation de moyens adaptés. En particulier, les deux faces externes du dispositif sont planes ce qui permet la super Position de différents dispositifs et évite. grâce à la surface au sol" tout risque de dérobement. Peu encombrant, le dispositif assure une grande souplesse d'utilisation et de manipulation. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés dans un but explicatif et nullement limitatif permet de mieux comprendre les avantages, buts et caractéristiques de l'invention. La figure 1 représente, en coupe, trois combinaisons de surfaces. La figure 2 représente, en coupe, des moyens anti-glissement. La figure 3 représente, en coupe, des moyens de rappel non linéaires. La figure 4 représente, en coupe, des moyens de solidarisation des surfaces. La figure 5 représente, en perspective, un premier mode de réalisation du dispositif. ta figure 6 représente, en coupe vue de dessus, le premier mode de réalisation du dispositif. La figure 7 représente une vue de dessus d'un plateau intermk- diaire utilisé dans un deuxième mode de réalisation du dispositif. La figure 8 représente, en perspective, un deuxième mode de réalisation du dispositif. La figure 9 représente une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation du dispositif. La figure 10 représente une vue de dessus du troisième mode de réalisation du dispositif. La figure 11 représente une vue en coupe du troisième mode de réalisation du dispositif. La figure 12 représente une vue de dessus du troisième mode de réalisation du dispositif. La figure 13 représente, en perspective, un quatrième mode de réalisation du dispositif. La figure 14 représente, en perspective, une surface de roulement. Dans la figure 1 sont représentés, en coupe, trois combinaisons de surfaces roulant l'une sur l'autre. Un dispositif selon l'invention peut avoir, selon deux coupes perpendiculaires, deux au choix des trois coupes représentées dans la figure 1, comme un exemple représenté en figure 14 le montre. La figure lA représente une surface supérieure 1 convexe et une surface inférieure 2 plane. La figure 1B représente une surface supérieure I convexe et une surface inférieure 2 convexe. La figure 1C représente une surface supérieure 1 convexe et une surface inférieure 2 concave. I1 est à noter que par renversement des figures lA et iC on obtient deux combinaisons de surfaces supplémentaires mais, le dispositif présentant ces coupes étant retournable, ces nouvelles combinaisons ne sont pas données ici. Selon les modes de réalisation du dispositif, les surfaces utilisées présenteront, tour à tour et selon les directions des coupes, l'une des trois coupes présentées en figure 1. Il est à noter que les segments d'ellipses représentés ne sont pas caractéristiques de l'invention et que les segments circulaires, paraboliques, hyperboliques, exponentiels, logarithmiques, linéaires, ou autres, ou toute combinaison de ces segments pourront constituer les coupes des surfaces utilisées pour la réalisation effective du dispositif objet de la présente invention tout en restant conforme à son esprit. Dans la figure 2 sont représentés des moyens anti-glissement, c'est à dire évitant les glissements des surfaces I et -2 dans leur mouve ment de roulement l'une sur l'autre. Dans la figure 2A, on retrouve les surfaces 1 et 2 séparées par un moyen anti-glissement 3 lié à la surface supérieure 1 et un moyen anti-glissement 4 lié à la surface inférieure 2. Ces moyens anti-glissement 3 et 4 sont ici des traitements de surface anti-dérapants réalisés par dépôt ou collage d'une couche fine souple, par exemple en caoutchouc ou en composés synthétiques ou naturels. Dans la figure 28 sont représentés les surfaces 1 et 2 et des moyens anti-glissement 3 et 4 réalisés par moulage ou par abrasion de telle manière que les surfaces 1 et 2 ne sont pas lisses mais présentent des irrégularités de petites dimensions comme, par exemple, des aspérités ou des rayures. Dans ce cas, les movens anti-glissement 3 et 4 sont ces ensembles d'irrégularités liés respectivement aux surfaces 1 et 2 et en font partie intégrante. Dans la figure 2C sont représentés les surfaces 1 et 2 et des moyens anti-glissements 3 et 4 qui leur sont respectivement liés. Lesdits moyens anti-glissement 3 et 4 sont ici des engrenages à dents de types connus. Dans la figure 2D sont représentés les surfaces 1 et 2 et des moyens anti-glissement 3 et 4 qui leur sont respectivement liés. Le moyen anti-glissement 4 est un ergot ou une dent et le moyen anti-glissement 3 est un creux en fond de dent. li est à noter que les moyens anti-glissement présentés en figure 2D sont un cas particulier des engrenages présentés en figure 2C. Dans la figure 2E sont représentés les surfaces 1 et 2 et des moyens anti-glissement 3 et 4 qui leur sont respectivement liés. Le moyen anti-glissement 3 est un chaine de type connu. Le moyen anti-glissement 4 est un ensemble de dents correspondant au moyen 3. Dans la figure 2F sont représentés les surfaces 1 et 2 et des moyens anti-glissement 3 et 4 qui sont des sangles ou courroies croisées fixées chacune à une de leur extrémité à la surface 1 et à l'autre extrémité à la surface 2. Dans la figure 2G sont représentés les - surfaces 1 et 2 et des moyens anti-glissement 3 et 4 constitués de bielles croisées, liées aux surfaces 1 et 2 par des fixations 6. Dans la figure 2H sont représentés les surfaces 1 et 2 et un moyen anti-glissement 3 constitué d'un axe coulissant en rotation sur deux fixations 6 liées chacune à une des surfaces 1 ou 2. Il est à noter que les moyens anti-glissement présentés en regard des figures 2G et 2H ne peuvent s'appliquer qu'à certaines formes de surfaces pour lesquelles il existe deux ou un, respectivement, couples de points, chacun de ces couple ayant un point lié à chaque surface. 1 ou 2, et ayant une longueur invariable pendant le roulement d'une surface sur l'autre. Dans un but de clarté de la description, les modes de réalisation du dispositif objet de la présente invention présentés ci-après n'utiliseront qu'un des types de moyens anti-glissement présentés ici sans préjuger du choix effectué pour la réalisation effective du dispositif. Dans la figure 3 sont représentés des moyens de rappel non linéaires, c'est à dire dont la force de rappel n'est pas proportionnelle à l'angle d'inclinaison entre les surfaces 1 et 2. Les moyens de rappel linéaires sont, en effet, de types connus non rappelés ici. De plus les moyens de rappel non linéaires sont mieux adaptés à l'efficacité des exercices dléquilibre. Dans Ia figure 3 sont représentés les surfaces 1 et Z et un moyen de rappel .5 constitué d'une bande élastique tendue entre des fixations 6 dont les deux extrèmes sont liées à la surface 2 et la médiane est liée à la surface 1. Préférentiellement, la pesanteur constituera un moyen de rappel adapté à des surfaces permettant une stabilité propre. La figure 4 représente des moyens de solidarisation permettant, par exemple au cours d'un déplacement du dispositif, aux surfaces 1 et 2 de rester solidaires. Dans la figure 4A sont représentées les surfaces 1 et 2 et un moyen de solidarisation constitué de segments de bandes 7 croisées liées chacunes aux deux surfaces 1 et 2 par des fixations 6. Dans la figure 48 sont représentés les surfaces 1 et 2 et un moyen de solidarisation 7 constitué d'un crochet fermé Iié à une fixation 6 dela surface 2 et coulissant sur une fixation 6 liée à la surface 1. Dans la figure 4C sont représentés les surfaces 1 et 2 et un moyen de solidarisation 7 constitués de sangles, de courroies ou de bandes croisées fixées chacune à une de leur extrémité à la surface 1 et à leur autre extrémité à la surface 2 et suivant les surfaces de roulement II est à noter que, par l'utilisation de fixations détachables ou par laçage sur ces fixations des moyens de solidarisation décrits en regard des figures 4A et 4C, les moyens de solidarisation peuvent être amovibles. Dans la figure 4A sont représentés les surfaces 1 et 2 et un moyen de solidarisation 7 constitué d'une bande élastique fixée entre deux fixations 6 se trouvant chacune sur une des surfaces 1 et 2. La figure 5 représente en perspective, un premier mode de réalisa tion du dispositif à surfaces de roulement sphériques. Dans cette figure 5 sont représentés, un plateau supérieur 10, un plateau inférieur 11, deux surfaces sphériques 1 et 2, un moyen anti-glissement constitué de dents arondies 3 liées à la surface 1 et de dents arondies 4 liées à la surface 2, des creux en fond de dents 12. Les creux en fond de dents 12 sont sur les surfaces 1 et 2 en face des dents 4 et 3, respectivement de telle manière que les dents 3 et 4 viennent au cours des mouvements de roulement dans les creux en fond de dents et empêche tout glissement latéral des surfaces. Les dents 3 et 4 entre elles empêches les glissements de rotations autour du point de contact des surfaces 1 et 2.Ici, les moyens anti-glissement 3, 4 et 12 ont donc une symétrie de rotation adaptées à la forme sphérique des surfaces 1 et 2, ainsi qu'à la forme du dispositif complet qui possède une symétrie de rotation autour d'un axe vertical. Le fonctionnement du dispositif est simple. L'utilisateur prend place. par exemple sur un pied, sur le plateau supérieur 10 et contrôle par ses mouvements, sa position d'équilibre. il entraine ainsi ses réflexes d'équilibre et ses musles. notament ceux de sa iambe. il est à noter que le dispositif peut ne pas avoir de symétrie plane par rapport au plan tangeant aux surfaces 1 et 2 et passant par leur point de contact. En particulier, les surfaces peuvent ne pas avoir la même hauteur et les plateaux 10 et 11 peuvent avoir des épaisseur différentes. Une telle caractéristique d'asymétrie permet, par retournement de modifier le degré de stabilité du dispositif et par conséquent de changer la difficulté des exercices. La figure 6 représente, en vue de dessus et en coupe, le premier mode de réalisation du dispositif. On y retrouve la. surface 2, les dents 3 et 4, les creux en fond de dents 12. La compréhension de cette figure 6 ne présentant aucune difficulté, sa description en est abrégée. La figure 7 représente en vue de dessus, un plateau intermédiaire 13 permettant de multiples combinaisons de surfaces de roulement 1 et 2, telles que la combinaison représentée en figure 8 ci-après et réalisant un deuxième mode de réalisation du dispositif. Le plateau intermédiaire 7 est circulaire et comporte. sur chacune de ses faces circulaires huit creux en fond de dents servant de moyen anti-glissement. Les dits creux 4 sont situés sur un cercle concentrique du cercle périmètrique du plateau intermédiaire 13. Les surfaces 1 et 2 possédant alors deux dents ou ergots correspondants aux creux 4 du plateau 13 peuvent prendre, entre elles, trois positions différentes. La figure 8 représente une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation du dispositif comportant deux surfaces cylindriques et un plateau intermédiaire. Dans la figure.8 sont représentés un plateau supérieur 10, un plateau inférieur 11, une surface cylindrique supérieure 1, une surface cylindrique inférieure 2. un plateau intermédiaire 13, un moyen anti-glissement constitué de creux en fonds de dents 4 à la surface du plateau intermédiaire et de quatre dents 3, deux à deux liées aux surfaces cylindriques 1 et 2, un moyen de solidarisation 7 constitué d'une bande fermée reliant, en suivant les surfaces de roulements 1 et 2, les extrémités des plateaux 10 et 11 en se croisant à chaque interualle entre les surfaces 1 et 2 et lacée. Selon les creux en fonds de dents 4 utilisés, la combinaison des mouvements des surfaces 1 et 2 par rapport - au plateau intermédiaire 13 donne des mouvements cylindriques ou sphérique ou encore, quand les axes des surfaces cylindriques 1 et 2 forment un angle de 45 degrés, sphérique avec un axe de stabilité faible et un axe de stabilité forte. Ce deuxième mode de réalisation du dispositif possède l'avantage de comporter deux surfaces t et 2 identiques et de comporter un moyen de solidarisation 7 facile à mettre en place et à remplacer. Un autre avantage de ce deuxième mode de réalisation est la possibilité d'utiliser un ou deux degrés de libertés et des stabilités modifiables selon les angulations respectives des surfaces 1 et 2. De plus, en utilisant des plateaux 10 et 11 d'épaisseurs différentes. le retournement du dispositif modifie sa stabilité. La figure 9 représente une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation du dispositif à deux surfaces identiques et cylindriques. Dans la figure 9 on retrouve un plateau supérieur 10 et un plateau inférieur 11, une surface cylindrique supérieure 1 et une surface cylindrique inférieure 2, un moyen anti-glissement constitué de dents 3 et de creux en fond de dents 4 et un moyen de solidarisation 7 constitué d'uen bande croisée lacée sur les surfaces 1 et 2 à chacune de leurs extrémités. La figure 10 représente une vue de dessus du troisième mode de réalisation di dispositif. On y retrouve les mêmes éléments que dans la figure 9. On y voit aussi le moyen anti-glissement dont les dents 3 et les creux en fonds de dents 4 sont disposés selon un cercle. La figure 11 représente une vue en coupe du trosième mode deréalisation du dispositif. Par rapport à la vue décrite en figure 9, la partie haute, comprenant le plateau 10. la surface 1, des dents 3 et des creux en fonds de dents 4 a effectué une rotation d'un quart de tour selon un axe vertical passant par les centres des plateaux 10 et 11. La figure 12 représente une vue de dessus du troisième mode de réalisation du dispositif selon la configuration de la figure 11. L'ensemble des figures 9. 10, 11 et 12 permet de comprendre les avantages du troisième mode de réalisation. à deux surfaces identiques et à un ou deux. au choix, degrés de liberté. De plus, les plateaux 10 et 11 ayant des épaisseurs différentes, le retournement du dispositif modifiera la stabilité de l'équilibre du dispositif -et de l'utilisateur. La figure 13 représente, en perspective, un quatrième mode de réalisation du dispositif comportant deux surfaces identiques. On y retrouve les plateaux supérieur, 10, et inférieur, 11. des surfaces 1 et 2 cylindriques. deux dents placées chacune sur une des surfaces 1 et 2. dents numérotées 3. et deux creux en fond de dents 4 placés chacun sur une des surfaces 1 et 2 en face des dents des surfaces 2 et 1 respectivement. La compréhension de cette figure ne nécessite aucune explication supplémentaire. 11 est cependant à noter que les surfaces 1 et 2 sont identiques, ce qui est préférentiel pour une réalisation aisée du dispositif. Par contre les plateaux 10 et 11 ont des épaisseurs différentes de telle manière que, par retournement du dispositif, la stabilité de son équilibre soit modifiable. Enfin, la figure 14 représente en perspective, une surface de roulement particulière, dite "en selle" dont les coupes perpendiculaires sont opposées. l'une étant concave et l'autre convexe. Les surfaces correspondantes, c'est à dire pouvant rouler dessus pour réaliser un couple de surface dans l'esprit de l'invention peut être "en selle" ou cylindrique. Dans ce deuxième cas, l'équilibre est stable dans une direction et instable dans la direction perpendiculaire. En effet, en l'absence de force de rappel interne au dispositif, telle que celle présentée en figure 3, par exemple, la stabilité du disposi tif dépend des fomes des surfaces 1 et 2 et des positions du centre de gravité de la partie supérieure du dispositif. Les remarques suivantes permettent de mieux comprendre les avantages du dipositif. Les plateaux 10 et Il permettent la réversibilité du dispositif et par conséquent, en cas d'asymétrie du dispositif par rapport à un plan horizontal passant par leur point de contact au repos, une variation du degré de stabilité du dispositif et de l'intensité des forces de rappel gravitationelles. De plus, les plateaux 10 et 71 permettent la superposition de deux dispositifs de manière à augmenter le nombre de degrés de liberté. par exemple en conjonction avec un dispositif à mouvements de translations. Il est à noter que les moyens anti-glissement et les moyens de rappel et les moyens de solidarisation peuvent avoir une symétrie de rotation. L'utilisation de cales souples ou rigides glissées entre les surfa ces 1 et 2 permet de bloquer un degré de liberté rapidement. Quand deux degrés de liberté sont utilisés, les forces de rappel, gravitationelles ou internes peuvent être différentes selon les degrés de liberté, comme par exemple, il a été précisé en regard de la figure B. Les moyens de rappel peuvent n'être constitués que de la seule force de la pesanteur en correspondance avec des -formes de surfaces t et 2 adaptées. La combinaison de ces moyens avec ceux présentés précédament reste conforme à l'esprit de l'invention ainsi que toute combinaison utilisant les moyens et surfaces décrits en regard des figure 1, 2, 3 et 4. L'esprit de l'invention est de constituer un dispositif de gymnastique comportant deux surfaces courbes ou planes, au moins un plateau et un moyen anti-glissement caractérisé en ce que le plateau est supporté par une des surfaces, en ce que le moyen anti-glissement assure un roulement sans glissement d'une surface sur l'autre, et en ce que le dispositif peut être retourné pour réaliser la même fonction. L'esprit de l'invention ressort et s'élargit des revendications annexées. REVEDICATIOS 1 Dispositif de gymnastique comportant deux surfaces courbes ou planes (1.2i. au moins un plateau (10,11) et un moyen anti-glissement v3.4! caractérisé en ce que le plateau (10,11) est supporté par une des surfaces (1.2). en ce que le moyen anti-glissement (3.4) assure un roulement sans gl,sse- ment d'une surface (1.2) sur l'autre. et en ce que le dispositif peut etre retourné pour réaliser la meme fonction. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu il comporte un moyen de solidarisation (7) des surfaces (1.2) adapté à lier les surfaces (1.2) sans gêner leur roulement. 3) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen anti-glissement (3,4) est constitué d'au moins une dent (L) et d'un creu en fond de dent (3) placés chacun sur une des surfaces (1.2j de roulement. L) Dispositif selon i'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le nombre de degré de liberte est modifiable par rotation d'une des surfaces (1,2) par rapport à l'autre. 5! Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est asymétrique par rapport au plan tangeant aux deux surfaces (1.2) passant par leur point de contact, au repos, et que, par retournement. la stabilité de l'oscillation de la surface (1,2j non posée au sol sur l'autre est modifiable. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il possède un moyen de rappel (5,6) d'une force non proportionnelle à l'inclinaison d'une surface (1,2) par rapport à l'autre. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un plateau intermédiaire (13) à deux surfaces de roulement sur lesquels roulent les surfaces (1.2) et en ce que le nombre de degré de liberté dépend des positions des surfaces (1,2) par rapport au plateau intermédiaire (13). 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen anti-glissement (3,4) est une courrone de dents (4) et de creux en fonds de dents (3) alternées sur chacune des surfaces (1,2j de roulement. 9j Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il cpmporte deux plateaux (10,11) extérieurs adaptés à rendre possible la superposition de dispositifs. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de solidarisation (7) des surfaces (1,2) est réalisé par laçage le long des surfaces de roulement (1,2) d'une sangle se croisant entre deux surfaces (1,2) de roulement.