Brevet FR2666746A1 — publié le 19920320

APPAREIL DE GYMNASTIQUE POUR LE TRAVAIL MUSCULAIRE EN ENDURANCE La présente invention concerne un appareil de gymnastique pour le travail musculaire en endurance, c'est-à-dire un travail musculaire qui consiste à poursuivre, le plus longtemps possible, un effort d'intensité modérée qui est particulièrement adapté à la fortification cardiaque et est employé par la méthode dite "du cardio-training" sur la base d'un mouvement de marche. I1 existe déjà des appareils de gymnastique prévus pour la production d'un tel effort et, notamment, un appareil comportant un socle reposant sur le sol et équipé de deux plates-formes sur lesquelles l'utilisateur place ses pieds et qui sont animées par quatre vérins hydrauliques, dont deux confèrent aux plates-formes un mouvement alternatif de translation, vers le haut et simultanément vers l'avant, ou bien, vers le bas et simultanément vers l'arrière de l'appareil, et dont les deux autres leur confèrent un mouvement alternatif de rotation simultané au mouvement avant-arrière, de telle sorte que cet appareil peut être utilisé comme simulateur de marche. Cet appareil présente toutefois l'inconvénient d'avoir un mauvais aspect visuel incompatible avec son utilisation dans une salle de gymnastique, lié à la nécessité de la présence, sur le socle de l'appareil et à l'avant de celui-ci, d'une véritable borne fontaine supportant les quatre servovalves d'alimentation des vérins ainsi que des canalisations de transport du fluide d'alimentation des vérins. De plus, en ce qui concerne l'utilisation de l'appareil, le mouvement des vérins engendre des vibrations et des bruits, et leur pilotage n'est pas toujours très précis, ce qui nuit au contrôle précis du rythme du mouvement des plates-formes en fonction du rythme cardiaque de l'utilisateur. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cette fin, dans l'appareil qu'elle concerne et qui est du type précité, chaque plate-forme constitue le côté horizontal supérieur d'un parallélogramme déformable dont le côté horizontal inférieur est constitué par un châssis fixé sur une glissière horizontale articulée sur un pivot vertical fixe porté par le socle, cette glissière supportant un coulisseau mobile qui repose, par l'intermédiaire d'un axe d'articulation vertical, sur un chariot assujetti à suivre un chemin de roulement horizontal curviligne porté par le socle, la glissière horizontale pivotante supportant une première vis mère, ses paliers horizontaux et ses moyens d'entraînement en rotation, première vis mère qui est engagée dans un écrou solidaire du coulisseau monté sur la glissière pivotante pour commander, par sa rotation dans un sens ou dans l'autre, ses déplacements alternatifs le long de la glissière et, par conséquent, les oscillations de cette glissière autour de son pivot vertical, tandis que deux axes d'articulation diagonalement opposés du parallélogramme déformable supportent l'un, inférieur, le palier d'une seconde vis mère et ses moyens d'entraînement en rotation et l'autre, supérieur, un écrou engagé sur cette seconde vis mère en vue de provoquer, par sa rotation dans un sens ou dans l'autre, les déformations alternatives du parallélogramme déformable. Ainsi, l'entraînement en rotation des deux vis mères permet d'imprimer à la plate-forme associée les mouvements combinés voulus de translation et de rotation. Naturellement, les moyens d'entraînement de deux vis mères associées à une même plate-forme sont synchronisés entre eux et avec ceux associés aux deux vis mères de l'autre plate-forme. Suivant une forme d'exécution préférée de l'invention, les moyens d'entraînement en rotation des vis mères sont constituées par des moteurs électriques ou des moto-réducteurs électriques. Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention permettant d'éliminer tout risque de coincement que pourrait engendrer un défaut d'alignement d'axes, l'écrou engagé sur la seconde vis mère est lié à l'axe de l'articulation supérieure correspondante du parallélogramme déformable par un axe intermédiaire perpendiculaire à l'autre et formant, avec lui, un croisillon de cardan, un garnissage de matière souple et élastique limitant les mouvements de rotation de l'écrou autour de l'axe intermédiaire. De préférence, chaque écrou engagé sur une vis mère est du type connu à rouleaux filetés interposés entre le filetage de l'écrou et celui de la vis mère. Toutes les dispositions précitées participent à l'obtention d'un fonctionnement extrêmement souple. Suivant une caractéristique intéressante de l'invention, les moyens pour assujettir chaque chariot à suivre un chemin de roulement curviligne sont constitués par une bielle dont une extrémité est articulée sur le chariot considéré, suivant un axe vertical, et dont l'autre extrémité est articulée sur un pivot vertical fixe porté par le socle, au centre du cercle dont le chemin de roulement constitue un arc, la longueur de cette bielle étant égale au rayon de la trajectoire curviligne du chariot. De préférence, le chemin de roulement de chaque chariot est constitué par un rail sur lequel sont engagés les galets du chariot. Suivant encore une autre caractéristique intéressante de l'invention, aux moteurs électriques d'entraînement des vis mères sont associés des moyens électroniques de pilotage reliés à un ordinateur permettant de moduler la fréquence des mouvements des plates-formes en fonction des données transmises par l'utilisateur, telles que son âge, son poids, son sexe, ou enregistrées tout au long de l'effort, telles que son pouls. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution préférée de cet appareil Figure I en est une vue générale, en perspective Figure 2 en est, à échelle agrandie, une vue de côté en élévation Figure 3 est une vue en coupe selon III-III de figure 2, et Figures 4 et 5 sont, à échelle agrandie, des vues en coupe suivant, respectivement, IV-IV de figure 5 et V-V de figure 4 montrant l'agencement de l'écrou engagé sur la vis mère d'actionnement du parallélogramme déformable. La figure l représente un appareil de gymnastique 2 pour le travail musculaire en endurance, plus particulièrement destiné à être utilisé comme simulateur de marche. Cet appareil comprend un socle 3, reposant sur le sol et comportant, d'une part, un bâti constitué par quatre éléments de cadre 4 dont les extrémités sont assemblées deux à deux à quatre pieds 5 d'angle, de forme générale cubique et, d'autre part, un plancher 6 en appui sur les éléments 4. L'une des extrémités du socle 3 porte un escalier 7 facilitant l'accès de l'utilisateur aux organes mobiles de cet appareil. Comme le montre le dessin, les organes mobiles de cet appareil sont essentiellement constitués par deux plates-formes 10 sur lesquelles l'utilisateur doit placer ses pieds. Chaque plate-forme 10 constitue le côté horizontal supérieur d'un parallélogramme déformable, dont le côté horizontal inférieur fixe est constitué par un châssis 12 porté par une glissière horizontale 14 décrite plus en détail ci-après et sur laquelle est monté un coulisseau 13. Chaque plate-forme 10 est supportée par quatre biellettes 11 associées par paires et articulées sur elle par l'une de leurs extrémités tandis que leurs autres extrémités sont articulées sur le châssis 12. Chaque paire de biellettes 11 constitue le troisième ou le quatrième côté du parallélogramme déformable qui supporte une plate-forme 10. Chaque glissière 14 est constituée de deux éléments cylindriques 14a assemblés l'un à l'autre par deux entretoises horizontales, respectivement 15 et 16. Chaque coulisseau 13 comprend donc deux moyeux non visibles sur le dessin et dont chacun est engagé sur l'un des éléments 14a ou 14b de la glissière 14. En outre, comme le montre plus particulièrement les figures 1 et 2, chaque entretoise 16 située aux extrémités se correspondant des glissières 14 et qui, dans l'exemple illustré sur le dessin, sont celles tournées vers l'escalier 7, et rendues solidaires d'un moyeu 17 monté libre en rotation sur un pivot fixe d'axe vertical 17a porté par le socle 3 de l'appareil. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, chaque coulisseau 13 repose sur un chariot 20 dont les galets 20a sont assujettis à rouler sur un chemin de roulement ou rail 21 en forme d'arc de cercle et auquel il est lié par un tourillon d'axe vertical 19. Chaque chariot 20 est destiné non seulement à supporter le coulisseau 13 associé en compensant le porte-à-faux dû au montage des glissières 14 sur leur moyeu respectif 17, mais, en outre, à imprimer à la glissière 14 associée, un mouvement alternatif de pivotement autour de l'axe 17a de son pivot par suite du déplacement, sur elle, de son coulisseau 13 puisque le tourillon de ce dernier est assujetti à suivre, comme le chariot 20 qui le supporte, la trajectoire en arc de cercle du rail 21. L'amplitude du mouvement de pivotement de chaque glissière 14 est déterminée par l'amplitude du déplacement, sur elle, du coulisseau 13 correspondant. L'assujettissement de chaque chariot 20 à suivre une trajectoire en arc de cercle conforme à son chemin de roulement 21 est obtenu par l'intermédiaire d'une bielle 22 dont une extrémité est articulée au chariot 20 considéré suivant un axe vertical non visible sur le dessin, dont l'autre extrémité est articulée sur un axe vertical fixe 23 porté par le socle 3 de l'appareil, en un point situé au centre du cercle dont le chemin de roulement 21 correspondant décrit un arc, et dont la longueur est égale au rayon de ce cercle. A chaque glissière 14 est associée une première vis mère 29 parallèle aux éléments 14a et 14b de la glissière 14 considérée et située entre ces deux éléments et à égale distance de l'un et de l'autre, dont les paliers sont supportés par des entretoises 18a et 18b bridées sur les éléments 14a et 14b de la glissière 14 et qui est engagée dans un écrou, non visible sur le dessin, solidaire du coulisseau 13. Entre le coulisseau 13 et chaque entretoise 18a ou 18b est tendu un soufflet 30a,30b protégeant la partie utile des éléments 14a et 14b de la glissière et la vis mère 29. Cette vis mère 29 est liée en rotation à l'arbre de sortie d'un moto-réducteur électrique 26 porté par l'entretoise 15 qui assemble les extrémités de la glissière 14 opposées au moyeu 17. Par ailleurs, comme indiqué précédemment, chaque plate-forme 10 constitue le côté horizontal supérieur d'un parallèlogramme déformable. Cette disposition vise à permettre de lui imprimer un mouvement alternatif de translation, vers le haut et, simultanément, vers l'avant, puis, vers le bas et, simultanément, vers l'arrière de l'appareil. Les moyens pour communiquer à chaque parallèlogramme déformable les déformations propres à engendrer les mouvements précités de chaque plate-forme 10 sont constituées par une seconde vis mère 28 dont une extrémité est articulée au châssis 12, coaxialement à l'articulation à ce dernier, au moyen de l'axe 35, de l'extrémité inférieure de la paire de biellettes 1 1 correspondant à l'extrémité postérieure de ce châssis 12 c'est-à-dire à celle tournée vers l'escalier 7 et l'extrémité de la glissière 14 articulée par l'intermédiaire du moyeu 17, sur un pivot d'axe vertical 17a.Par ailleurs, cette vis mère 28 traverse un écrou 40 porté par l'axe d'articulation 36, diagonalement opposé à l'axe 35, du parallèlogramme déformable 10, 12 et 11, c'est-à-dire par l'axe d'articulation à la plate-forme 10 de la paire de biellettes 11 articulées à l'extrémité du châssis 12 tournée à l'opposé du pivot d'axe vertical 17a. A cette vis mère 28 est associé un moto-réducteur électrique 25 dont l'arbre de sortie est lié en rotation à la vis mère 28 par tout moyeu approprié. Dans l'exemple illustré sur le dessin, le moteur 25 étant disposé parallèlement à la vis mère 28, mais décalé latéralement par rapport à elle, cette liaison est réalisée par l'intermédiaire de tout moyen approprié tel que courroie lisse ou crantée, pignon ou chaîne et roues dentées. Un fourreau 37 ainsi que des soufflets 38 sont prévus pour protéger la vis mère 28. L'alimentation simultanée des moteurs 25 et 26 associés à une même plate-forme 10 permet donc de déplacer cette dernière de l'une à l'autre de ses deux positions extrêmes, la figure 1 montrant la plate-forme 10 située au bas de la figure dans sa position la plus basse et la plus reculée c est-à-dire avec son écrou 40 en position basse et son coulisseau 13 en position reculée en direction de l'entretoise 16 tandis que l'autre plate-forme 10 est montrée dans sa position extrème opposée, c'est-à-dire avec son écrou 40 en position haute et son coulisseau 13 en position la plus avancée en direction de l'entretoise 15 de sa glissière 14. Le passage de l'une à l'autre de ces deux positions résulte donc de l'entraînement en rotation, à partir des moteurs 26 et 25, des deux vis mères 29 et 28 ce qui, comme cela ressort de la description qui précède, provoque d'une part le déplacement du coulisseau 13 le long de sa glissière 14 et le pivotement de cette dernière autour de l'axe 17a de son pivot suivant un arc de cercle centré sur le pivot fixe 23 de sa bielle 22 et, simultanément, le déplacement de l'écrou 40 le long de sa vis mère 28, ce qui provoque le pivotement des biellettes 11 autour de leurs axes d'articulation au châssis 12. Pour rendre plus doux le fonctionnement de cet appareil et notamment le mouvement ascendant et descendant des plates-formes 10, de préférence, l'écrou 40, associé à chaque plate-forme 10 et engagé sur la vis mère 28 liée en rotation au moteur 25, est du type à rouleaux intermédiaires c'est-à-dire comportant des rouleaux filetés interposés entre le filetage intérieur de l'écrou 40 et le filetage extérieur de la vis mère 28. Comme le montrent les figures 4 et 5, l'écrou 40 est avantageusement lié à l'axe d'articulation 36 du parallèlogramme déformable qui le supporte à la manière d'un joint de cardan, c'est-à-dire par un axe intermédiaire 41 perpendiculaire à l'axe 36 et situé, comme ce dernier, dans un plan perpendiculaire à celui de l'axe de la vis mère 28. Cette disposition n'a pour but que d'éliminer tout risque de coincement de l'écrou 40 sur sa vis mère 28. I1 suffit donc de rendre possible un faible débattement angulaire de l'écrou 40 autour de cet axe intermédiaire 41. A cet effet, entre lui et le support des paliers de son axe 41, sont interposés des garnissages 42 en matériau souple et élastique. Naturellement, les moyens d'alimentation et de commande des deux moto-réducteurs électriques 25 et 26 comportent des moyens de synchronisation non seulement entre eux mais également avec les moto-réducteurs 25 et 26 assurant l'entraînement des vis mères 28 et 29 de l'autre plate-forme 10. En outre, ces moyens de commande des moto-réducteurs 25 et 26 sont, de préférence, équipés de moyens de pilotage reliés à un ordinateur permettant de moduler la fréquence des mouvements des plates-formes 10 en fonction des données transmises par l'utilisateur telles que son âge, son poids ou son sexe ou enregistrées tout au long de l'effort telles que par exemple son pouls. De par sa conception et la nature de ses moyens d'entraînement, cet appareil présente donc l'avantage d'imprimer aux plates-formes 10 des mouvements extrêmement souples, sans sacades et sans vibrations ni bruit. REVENDICATIONS 1. Appareil de gymnastique pour le travail musculaire en endurance, du type comportant un socle (3) reposant sur le sol et supportant deux plates-formes (10) sur lesquelles l'utilisateur doit placer ses pieds et auxquelles sont associés des moyens aptes à les animer, d'une part, d'un mouvement de translation vers le haut et, simultanément, vers l'avant, ou vers le bas et simultanément vers l'arrière et, d'autre part, simultanément, d'un mouvement alternatif de rotation, pour simuler un mouvement de marche à pieds, caractérisé en ce que chaque plate-forme (10) constitue le côté horizontal supérieur d'un parallélogramme déformable dont le côté horizontal inférieur est constitué par un châssis (12) fixé sur une glissière horizontale (14) articulée sur un pivot vertical fixe (17a) porté par le socle (3), cette glissière (14) supportant un coulisseau mobile (13) qui repose, par l'intermédiaire d'un tourillon d'axe vertical, sur un chariot (20) assujetti à suivre un chemin de roulement horizontal curviligne (21) porté par le socle (3), la glissière horizontale pivotante (14) supportant une première vis mère (29), ses paliers horizontaux et ses moyens d'entraînement en rotation (26), première vis mère (29) qui est engagée dans un écrou solidaire du coulisseau (13) monté sur la glissière pivotante (14) pour commander, par sa rotation dans un sens ou dans l'autre, ses déplacements alternatifs, le long de la glissière (14) et, par conséquent, les oscillations de cette glissière (14) autour de son pivot vertical (17a), tandis que deux axes d'articulation (35, 36) diagonale ment opposés du parallélogramme déformable supportent l'un, inférieur (35), le palier d'une seconde vis mère (28) et ses moyens d'entraînement en rotation (25) et l'autre, supérieur (36), un écrou (40) engagé sur cette seconde vis mère (28) en vue de provoquer, par sa rotation, dans un sens ou dans l'autre, les déformations alternatives du parallélogramme déformable et, par conséquent, les mouvements de translation ascendante et descendante de la plate-forme (10) correspondante. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (25,26) d'entraînement de deux vis mères (28,29) associées à une même plate-forme (10) sont synchronisés entre eux et avec ceux associés aux deux vis mères de l'autre plate-forme (10). 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement en rotation (25,26) des vis mères (28,29) sont constituées par des moteurs électriques ou des moto-réducteurs électriques. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'écrou (40) engagé sur la seconde vis mère (28) est lié à l'axe (36) de l'articulation supérieure correspondante du parallélogramme déformable par un axe intermédiaire (41) perpendiculaire à l'autre et formant, avec lui, un croisillon de cardan, un garnissage de matière souple et élastique (42) limitant les mouvements de rotation de l'écrou (40) autour de l'axe intermédiaire (41). 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque écrou engagé sur une vis mère (28,29) est du type connu à rouleaux filetés interposés entre le filetage de l'écrou et celui de la vis mère. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour assujettir chaque chariot (20) à suivre un chemin de roulement curviligne (21) sont constitués par une bielle (22) dont une extrémité est articulée sur le chariot (20) considéré, suivant un axe vertical, et dont l'autre extrémité est articulée sur un pivot vertical fixe (23) porté par le socle (3), au centre du cercle dont le chemin de roulement (21) constitue un arc, la longueur de cette bielle (22) étant égale au rayon de la trajectoire curviligne du chariot (20). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chemin de roulement (21) de chaque chariot (20) est constitué par un rail sur lequel sont engagés les galets (20a) du chariot (20). 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'aux moteurs électriques (25,26) d'entraînement des vis mères (28,29) sont associés des moyens électroniques de pilotage reliés à un ordinateur permettant de moduler la fréquence des mouvements des plates-formes (10) en fonction des données transmises par l'utilisateur, telles que son âge, son poids, son sexe, ou enregistrées tout au long de l'effort, telles que son pouls.