Brevet FR2667237A1 — publié le 19920403

Appareil de mesure d'un effort musculaire. L'invention concerne plus particulièrement un appareil pour la rééducation et/ou le développement d'un muscle notamment, appartenant à un membre supérieur et/ou inférieur du corps humain. On connaît de nombreux appareils conformés pour remplir de telles fonctions Généralement, la plupart de ces appareils mettent en oeuvre des moyens du type ressort -ou autres susceptibles de créer une force antagoniste réglable ou non qu'il convient de vaincre. L'intensité de la force exercée peut être affichée sur des écrans Par ailleurs ces appareils, en fonction notamment du but recherché, peuvent fonctionnent soit en statique, soit en dynamique. Quelle que soit la conception, après relâchement de l'effort exercé, il se produit une force de réaction qui est plus ou moins transmise au muscle concerné Or dans certains cas, notamment pour des entraînements musculaires spécifiques, il s'avère important de ne pas soumettre le muscle à une quelconque force, après relâchement de l'effort exercé C'est le cas notamment en escalade, au niveau des muscles des mains. Bien évidemment, ce problème se pose plus particulièrement dans le cas d'une mesure d'effort en dynamique. Pour remédier aux inconvénients des appareils de musculation et/ou de rééducation connus, le problème que se propose de résoudre l'invention, est de mesurer un effort sans pour autant soumettre le muscle considéré à30 une quelconque force de réaction. Un tel problème est résolu en ce que l'appareil comprend au moins un organe conformé pour être sollicité par une partie du corps humain pour subir une force de traction et/ou de poussée, ledit organe étant asservi par5 des moyens aptes à indiquer l'intensité de la force exercée. Le problème posé de mesurer l'effort musculaire sans pour autant soumettre le muscle à une force de réaction lorsque l'effort est relâché dans le cas d'un10 fonctionnement dynamique, est résolu en ce que l'organe est monté avec capacité de déplacement en étant assujetti à un dispositif apte à soumettre ledit organe à un mouvement continu de va et vient de vitesse et de course réglables, seulement lorsqu'une valeur de seuil déterminé15 et réglable correspondant à l'intensité d'une force est atteinte, ledit organe demeurant immobile, ou s'arrêtant lorsque ladite valeur n'est pas atteinte. Le problème posé de déplacer l'organe mobile seulement lorsque la force exercée sur ce dernier est au moins égale à la valeur d'un seuil déterminé, ce qui a pour effet, inversement, de provoquer l'arrêt dudit mobile aussitôt que l'effort est relâché, est résolu en ce que le dispositif comprend un ensemble de mesure constitué d'un moteur monté avec capacité de déplacement25 limité en étant accouplé à un organe capteur fixe asservi à une centrale de commande, ledit moteur présentant des agencements pour assurer ou non le déplacement, selon un mouvement de va et vient du ou des organes soumis à la force de traction et/ou de poussée. Avantageusement, ce problème posé est résolu en ce que les agencements du moteur sont constitués par une vis sans fin engagée dans une partie d'un support faisant office d'écrou et équipé du ou des organes. Le support est monté avec capacité de déplacement en translation guidé sur une embase. En fonction du muscle à rééduquer ou à développer, le support équipé du ou des organes est monté avec capacité de déplacement par rapport à une semelle d'appui fixe agencée pour recevoir la partie du corps humain concernée. Compte tenu du problème posé à résoudre, la centrale de commande comprend, en combinaison, différents modules aptes à assurer les fonctions essentielles suivantes: affichage d'un seuil d'effort correspondant à une force d'intensité déterminée et variable; démarrage du moteur si la valeur de la force exercée sur l'organe est au moins égale ou supérieure à la valeur du seuil affiché; mesure de l'effort fourni; mesure de la vitesse de déplacement et de la course; mesure de la durée de l'effort. La figure 1 est une vue en coupe à caractère schématique montrant un exemple de réalisation de l'appareil de mesure mettant en oeuvre le principe à la base de l'invention Dans cette figure, l'organe sollicité par une partie du corps humain est à l'état repos. La figure 2 est une vue semblable à la figure 1 montrant le déplacement de l'organe mobile lorsqu'un effort est exercé sur ce dernier et lorsque l'intensité de cet effort est supérieur à la valeur d'un seuil prédéterminé. La figure 3 est une vue en plan correspondant à la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe considérée selon la ligne 4-4 de la figure 3. L'appareil de mesure selon l'invention comprend au moins un organe ( 1) conformé pour être sollicité par une partie du corps humain pour subir une force de traction et/ou de poussée Comme il sera indiqué dans la suite de la description, cet organe ( 1) peut présenter différentes formes de réalisation en fonction des applications envisagées et de la partie du corps humain concernée et qui peut être constituée par une partie de l'un des membres supérieurs ou inférieurs par exemple. Cet organe ( 1), quelle que soit sa forme de réalisation, est asservi par des moyens aptes à indiquer l'intensité de la force exercée. Dans une forme de réalisation préférée, l'organe ( 1) est monté avec capacité de déplacement, notamment en translation, en étant assujetti à un dispositif apte à provoquer son déplacement selon un mouvement de va et vient continu en créant une force de réaction (F) opposée à la force (Fl) exercée sur ledit organe Le dispositif est par ailleurs conformé pour assurer le déplacement de l'organe ( 1) selon une vitesse et une course réglables. Plus particulièrement, selon une caractéristique à la base de l'invention, le déplacement de l'organe ( 1) est autorisé seulement lorsque la force (Fl) qu'il subit est supérieure ou au moins égale à une valeur de seuil déterminée et réglable Lorsque cette valeur de seuil n'est pas atteinte, l'organe ( 1) demeure immobile ou bien s'arrête immédiatement lorsque l'intensité de la force (Fl) exercée repasse en-dessous de cette valeur de seuil. Pour l'essentiel, et dans la forme de réalisation illustrée, le dispositif, auquel est asservi l'organe ( 1) et permettant son déplacement seulement dans les conditions précitées, comprend un ensemble de mesures constitué par un moteur ( 2) monté avec capacité de déplacement limité en étant accouplé à un organe capteur fixe ( 3) Cet organe capteur ( 3), de tout type connu et10 approprié et dont la conception dépend de la nature de la force exercée, à savoir soit une force de poussée, soit une force de traction, est asservi à une centrale électronique de commande ( 4). Le moteur ( 2) est en outre agencé pour assurer ou non le déplacement du ou des organes soumis à la force de traction et/ou de poussée, selon un mouvement de va et vient continu Par exemple, l'arbre du moteur entraîne une vis sans fin ( 5) engagée dans une partie ( 6 a> d'un support ( 6) recevant l'organe ( 1) Cette partie ( 6 a) fait20 office d'écrou et est immobilisée en rotation, de sorte que l'entraînement de la vis sans fin ( 5) par le moteur ( 2), assure le déplacement concomitant de l'ensemble du support Le support ( 6) est monté avec capacité de déplacement en translation guidée sur une embase ( 7). Ce mode de déplacement par un système vis-écrou tel que défini, assure une grande réduction et permet l'irréversibilité du mouvement Cependant, ce système ne doit pas être considéré comme limitatif En effet, tout autre système provoquant un déplacement linéaire, tel que30 pignon-crémaillère, vérin hydraulique ou autres peut entrer dans le cadre de l'invention. Comme indiqué, le dispositif de déplacement provoque un aller-retour de l'organe mobile ( 1), la course et la vitesse de ce mouvement étant réglables par l'opérateur. Avantageusement, le support ( 6) de l'organe ( 1) est monté avec capacité de déplacement par rapport à une semelle d'appui fixe ( 8) agencée pour recevoir la partie du corps humain concernée Par exemple, le support ( 1) se déplace dans une lumière ( 8 a) de la semelle d'appui ( 8).10 Comme indiqué, cette semelle d'appui présente tous types d'agencements permettant de faire reposer la partie du corps humain concernée et destinée à solliciter, en poussée ou en traction, l'organe ( 1). La centrale de commande ( 4) comprend, en combinaison, différents modules aptes à assurer les fonctions essentielles suivantes: affichage d'un seuil d'effort correspondant à une force d'intensité déterminée et variable; démarrage du moteur ( 2) si l'intensité de la force (Fl) exercée sur l'organe ( 1) est au moins égale ou supérieure à la valeur du seuil affiché, provoquant ainsi, sous l'action de la vis sans fin ( 5), le déplacement du support ( 6) selon un mouvement continu de va et vient; mesure de l'effort fourni; mesure de la vitesse de déplacement et de la course de l'organe ( 1); mesure de la durée de l'effort (F>) appliqué. L'appareil de mesure tel que décrit trouve de nombreuses applications pour la rééducation ou le développement d'un muscle. Notamment, l'appareil trouve une application particulièrement avantageuse pour l'entraînement à l'escalade, au niveau des muscles des mains qui sont très sollicités dans ce type de sport Dans ce cas, l'organe ( 1) est constitué par une forme présentant différentes empreintes pour constituer une prise d'escalade artificielle La semelle d'appui ( 8) présente une partie en relief ( 8 b) faisant office de butée et permettant le calage de l'avant-bras et/ou du corps au niveau de l'aisselle et de l'épaule, lorsque la main saisit la prise d'escalade ( 1).10 Il en résulte le cycle suivant: L'utilisateur affiche la valeur du seuil correspondant à l'intensité de la force de traction qu'il souhaite dépasser Après avoir positionné l'avant-bras sur la partie correspondante de la semelle ( 8 X, et15 disposé les doigts de la main dans les empreintes de la prise d'escalade ( 1), l'utilisateur exerce sur ladite prise un effort de traction (Fl) ce qui a pour effet de solliciter le capteur de mesure ( 3) Si, en fonction de l'état du capteur ( 3), cet effort (Fl) est inférieur à la20 valeur du seuil affiché, le moteur ( 2) n'est pas entraîné et par conséquent l'ensemble du support ( 6) recevant la prise ( 1) est immobile (figure 1) Si cet effort (Fl) atteint et dépasse la valeur du seuil affichée, le moteur ( 2) est entraîné provoquant de manière concomitante, so Qns l'effet de la vis sans fin ( 5), le déplacement du support ( 6) équipé de la prise ( 1) en créant une force de réaction (F) opposée à la force de traction exercée (Fl). Le déplacement du support ( 6 >, et par conséquent de la prise ( 1), s'effectue selon un mouvement continu de va et30 vient dont la course et la vitesse peuvent être réglables par l'utilisateur. A noter, lorsque l'effort va dans le sens du déplacement du support, les muscles travaillent en concentrique Inversement, lorque l'effort est opposé au sens de déplacement, les muscles travaillent en excentrique. Dès que l'utilisateur relâche son effort, ou que l'intensité de la force (Fl) redevient inférieure à la valeur du seuil affichée, le moteur ( 2)n'est plus entraîné, et par conséquent le support ( 6) recevant la prise ( 1) est immédiatement arrêté. Bien évidemment, l'ensemble de l'appareil de mesure tel qu'illustré et décrit peut présenter différents agencements en fonction du type d'applications envisagées. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle la possibilité d'exercer un effort musculaire et de ne plus soumettre le15 muscle concerné à un éventuel effet de réaction, après relâchement dudit effort exercé. REVENDICATIONS -1 Appareil de mesure d'un effort musculaire notamment, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un organe ( 1) conformé pour être sollicité par une partie du corps humain pour subir une force de traction et/ou de poussée, ledit organe étant asservi par des -moyens aptes à indiquer l'intensité de la force exercée. -2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe ( 1) est monté avec capacité de déplacement en étant assujetti à un dispositif apte à soumettre ledit organe ( 1) à un mouvement continu de va et vient de vitesse et de course réglables, seulement lorsqu'une valeur de seuil déterminé et réglable correspondant à l'intensité d'une force est atteinte, ledit organe demeurant immobile, ou s'arrêtant lorsque ladite valeur n'est pas atteinte. -3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif comprend un ensemble de mesure constitué d'un moteur ( 2) monté avec capacité de déplacement limité en étant accouplé à un organe capteur fixe ( 3) asservi à une centrale de commande ( 4), ledit moteur présentant des agencements pour assurer ou non le déplacement du ou des organes soumis à la force de traction et/ou de poussée. -4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les agencements du moteur sont constitués par une vis sans fin ( 5) engagée dans une partie ( 6 a) d'un support ( 6) faisant office d'écrou et équipé du ou des organes. -5 Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support ( 6) est monté avec capacité de déplacement en translation guidé sur une embase ( 7). -6 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support ( 6) équipé du ou des organes ( 1) est monté avec capacité de déplacement par rapport à une semelle d'appui ( 8) fixe agencée pour recevoir la partie du corps humain concernée. -7 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la centrale de commande comprend en combinaison différents modules aptes à assurer les fonctions essentielles suivantes: affichage d'un seuil d'effort correspondant à une force d'intensité déterminée et variable; démarrage du moteur ( 2) si la valeur de la force exercée (Fl) sur l'organe ( 1) est au moins égale ou supérieure à la valeur du seuil affiché provoquant le déplacement selon un mouvement de va et vient continu du support ( 6) équipé du ou des organes ( 1); mesure de l'effort fourni; mesure de la vitesse de déplacement et de la course; mesure de la durée de l'effort. -8 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, et son application à la rééducation d'un muscle. -9 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 et son application au développement d'un muscle.