Brevet FR2691127A1 — publié le 19931119

APPAREIL POUR LA REEDUCATION OU LE RENFORCEMENT DU SENS DE L'EQUILIBRE La présente invention concerne un appareil pour la rééduction ou le renforcement du sens de l'équilibre. Cet appareil est conçu pour l'application d'une méthode qui consiste à faire varier périodiquement l'équilibre d'un sujet en position debout et en appui bipodal. La modification de l'équilibre du sujet active l'intégration sensorielle des informations visuelles, labyrinthiques, proprioceptives et extéroceptives qui, transformées en ordres, dans une réponse motrice automatique, contribuent à la fonction d'équilibration. Pour la mise en oeuvre de cette méthode, il existe un appareil, objet de la demande de brevet français NO 90 11824, comprenant un socle reposant sur le sol et supportant deux plateformes sur lesquelles le sujet se tient debout en appui bipodal. A ces plateformes sont associés des moyens aptes à modifier l'équilibre du sujet, suivant une succession de poussées à rappel inverse, appliquées, alternativement, sous le pied droit et sous le pied gauche, et dirigées, simultanément, de bas en haut, d'arrière en avant, de dehors en dedans. Chaque plateforme constitue la face horizontale supérieure d'un parallélépipède déformable dont la face horizontale inférieure est constituée par un châssis fixé sur une glissière horizontale articulée sur un pivot vertical porté par le socle. Cette glissière supporte un coulisseau mobile qui repose, par l'intermédiaire d'un tourillon d'axe vertical, sur un chariot assujetti à suivre un chemin de roulement horizontal circulaire porté par le socle. Deux vis mères sont prévues, l'une pour provoquer le déplacement du chariot et, par conséquent, les oscillations de la glissière autour de son pivot central, l'autre pour provoquer des déformations du parallélépipède déformable et, par conséquent, les mouvements de translation ascendante et descendante de la plateforme. L'entraînement en rotation des deux vis mères permet d'imprimer à la plateforme associée les mouvements combinés voulus en translation et en rotation. Naturellement, les moyens d'entraînement de deux vis mères associées à une même plateforme sont synchronisés entre eux et avec ceux associés aux deux vis mères de l'autre plateforme. Cet appareil présente l'inconvénient d'être plutôt encombrant et quelque peu rudimentaire, et surtout d'avoir des plateformes placées un peu haut (environ 70 cm), alors qu'il serait souhaitable que leur hauteur ne dépasse pas 45 cm afin qu'elles soient facilement accessibles à tous les utilisateurs et que les risques de blessure en cas de chute soient aussi réduits que possible. En outre, dans cet appareil, les vis mères et leurs moyens d'actionnement engendrent des bruits désagréables et n'ont qu'une souplesse de fonctionnement réduite. La présente invention vise à remédier à l'ensemble de ces inconvénients. L'appareil qu'elle concerne est du type précité, comprenant un socle, reposant sur le sol, supportant deux plateformes mobiles, sur lesquelles le sujet se tient debout en appui bipodal, ces plateformes étant associées à des moyens aptes à modifier l'équilibre du sujet, suivant une succession de poussées à rappel inverse, appliquées, alternativement, sous le pied droit et sous le pied gauche et dirigées, simultanément, de bas en haut, d'arrière en avant, de dehors en dedans. Selon l'invention, dans cet appareil, chaque plateforme est supportée par une rampe mobile inclinée selon la direction des mouvements de bas en haut à réaliser et articulée sur un pivot d'axe perpendiculaire à elle et à un plan incliné qui la porte, cette rampe mobile comportant deux vérins hydrauliques à double effet et double tige, l'un, supérieur, dont le corps, guidé par des galets engagés sur une glissière linéaire, entraîne en translation ascendante ou descendante l'une des plateformes qu'il supporte, l'autre, inférieur, dont le corps, d'une part, guidé par des galets engagés sur une glissière linéaire, d'autre part, relié, par une butée et un tourillon, à un plateau tournant guidé par des galets engagés dans une glissière circulaire fixée au plan incliné, entraîne en rotation interne ou externe la rampe mobile autour du pivot, les moyens d'entraînement des deux corps de vérins associés à une même plateforme étant synchronisés entre eux et avec ceux associés aux deux corps de vérins de l'autre plateforme, de façon à modifier l'équilibre du sujet suivant le processus précité. Les rampes mobiles, portées par le plan incliné, utilisé comme moyen de levage, permettent de ne plus avoir à recourir à des parallélépipèdes déformables surélevant les plateformes. Ces dernières se trouvent à une relativement faible hauteur par rapport au sol, c'est-à-dire sensiblement 45 cm. Il en résulte que l'appareil est aisément accessible et sécurisant pour le sujet et que le risque de blessure, en cas de chute, est réduit au minimum. Avantageusement, les corps des vérins sont construits en forme de plateau, sur chacun desquels sont fixés les axes des galets à gorge, assurant le guidage. Ceci permet, outre le gain d'encombrement, un fonctionnement silencieux de l'appareil. De préférence, les moyens de commande des vérins hydrauliques à double effet et double tige sont constitués par - des servo-valves, assurant un profil de déplacement indépendant de la charge, le bloc de distribution, auquel sont connectées les servo-valves et sur lequel sont branchés les tuyaux flexibles des vérins étant avantageusement monté sous le plan incliné du socle, pour améliorer la réponse du système ; et - une centrale hydraulique, qui fournit la puissance nécessaire aux servo-valves, par l'intermédiaire de deux tuyaux flexibles connectés au bloc de distribution. De préférence, les moyens de commande des servo-valves sont constitués par - un micro-ordinateur, dont l'écran quadrillé permet de tracer en abscisse et en ordonnée les courbes de déplacement des vérins - une unité de commande programmable reliée, par l'intermédiaire d'une interface appropriée, à l'ordinateur, et pilotant les servo-valves en fonction des données transmises par ce dernier. Les données correspondant aux courbes de déplacement, déterminées sur l'écran du micro-ordinateur, sont téléchargées dans la mémoire de l'unité de commande, qui assure le pilotage des servo-valves en fonction de ces données. De préférence, il est prévu des moyens de contrôle, constitués par - des capteurs, aptes à mesurer l'amplitude des déplacements linéaires des corps de vérins, et à assurer la boucle de rétro-action pour le suivi correct des courbes de pilotage ; et - des capteurs, aptes à détecter l'arrivée des corps de vérins en fin de course. 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 de réalisation préférée de l'appareil de rééducation qu'elle concerne. La figure 1 en est une vue générale en perspective la figure 2 est une vue en élévation de l'un de ses ensembles mobiles ; la figure 3 est une vue de cet ensemble mobile selon III-III de figure 2 ; la figure 4 en est une vue de dessus dans la position représentée par la figure 2 ; la figure 5 en est une vue similaire à la figure 4 mais dans une autre position ; et la figure 6 représente schématiquement le circuit hydraulique de cet appareil. La figure 1 représente un appareil 2 pour la rééducation ou le renforcement du sens de l'équilibre, qui comprend un socle 3, reposant sur le sol et supportant un plan incliné 3a, ainsi que deux rampes mobiles 5, supportant deux plateformes mobiles 4, sur lesquelles le sujet se tient debout en appui bipodal. Les plateformes 4, montées sur les rampes mobiles 5, elles-montées sur le plan incliné 3a, sont associés à des moyens aptes à modifier l'équilibre du sujet, suivant une succession de poussées de rappel inverse, appliquées, alternativement, sous le pied droit et sous le pied gauche, et dirigées, simultanément, de bas en haut, d'arrière en avant, de dehors en dedans. Les plateformes sont maintenues dans un plan rigoureusement horizontal, tandis que les rampes mobiles 5 qui les supportent et les entraînent sont parallèles au plan incliné 3a, utilisé comme moyen de levage. Les figures 2 à 5 représentent, selon différentes vues, l'une des rampes mobiles 5. Elle comprend une poutre 10, articulée sur un pivot 11, d'axe perpendiculaire à celle-ci et au plan incliné 3a. Sur cette poutre sont fixées, d'une part, une glissière linéaire 12, sur laquelle sont engagés des galets 18 guidant le corps 13 d'un premier vérin hydraulique à double tige, d'autre part, une glissière linéaire 12a, sur laquelle sont engagés des galets 18a guidant le corps 14 d'un second vérin hydraulique à double tige. Le corps 13 du premier vérin supporte la plateforme 4. Le corps 14 du second vérin est relié, par une butée et un tourillon 15, à un plateau tournant 16 guidé par des galets 19 engagés sur une glissière en arc de cercle 17 fixée sur le plan incliné 3a. Ainsi que cela est visible sur la figure 3, les bords longitudinaux des glissières 12,12a et 17 sont doublement chanfreinés et profilés pour être engagés entre les galets 18,18a et 19 à gorge de section transversale triangulaire. Le corps de vérin 13 renferme un piston solidaire d'une double tige 20, montée parallèlement à l'axe de la glissière linéaire 12, les deux extrémités de la tige étant fixées sur les consoles 21 et 21a solidaires de la poutre 10. De même, le corps de vérin 14 renferme un piston solidaire d'une double tige 20a, montée parallèlement à l'axe de la glissière linéaire 12a, les deux extrémités de la tige étant fixées sur les consoles 21b et 21c solidaires de la poutre 10. Chaque piston délimite deux chambres, l'une se remplissant de fluide pendant que l'autre se vide, et vice versa, par l'intermédiaire des tuyaux flexibles 22 raccordés à un embout rigide 23. Ainsi que le montre la figure 6, les tuyaux flexibles 22 sont reliés à des servo-valves comportant chacune un distributeur 31 et un moteur couple 32. Chaque distributeur 31 est relié à une centrale hydraulique 30, chaque moteur couple 32 est relié à une unité de commande, programmable à l'aide d'un micro-ordinateur. En outre, chaque rampe mobile 5 comporte deux capteurs 40, aptes à mesurer l'amplitude des déplacements linéaires des corps de vérins 13 et 14, les corps desdits capteurs 40 étant maintenus par deux brides 41 fixées sur la poutre 10, leurs tiges 40b étant fixées, par l'une de leurs extrémités, sur des supports 42 solidaires des corps de vérins 13 et 14. Ces capteurs 40 sont connectés à des moyens appropriés, tels que des régulateurs de type PID, pour former des boucles de rétro-action 45. Chaque rampe mobile 5 comporte également quatre capteurs 43, aptes à détecter l'arrivée des corps de vérins 13 et 14 en fin de course. Un capot latéral d'habillage 50 est monté sur les brides 41 et 51, ce capot étant retiré sur la rampe mobile 5 représentée par les figures 2,4 et 5. Par ailleurs, les galets 18,18a et 19 sont logés dans des boîtiers de graissage, pour assurer la lubrification de leurs points de contact avec les glissières, ces boîtiers n'étant pas représentés, par souci de simplification du dessin. Le fonctionnement de l'appareil est décrit ci-après. Les courbes de déplacement des vérins sont tracées en abscisse et en ordonnée sur l'écran quadrillé du micro-ordinateur, de préférence à l'aide d'une "souris". Les données correspondant à la courbe sélectionnée sont ensuite téléchargées dans la mémoire de l'unité de commande programmable, qui assure le pilotage des servo-valves 31,32 en fonction de ces données. Le corps de vérin 13 entraîne en translation ascendante ou descendante la plateforme 4 qu'il supporte, tandis que le corps de vérin 14 relié, par une butée et un tourillon 15 au plateau tournant 16 guidé par les galets 19 engagés sur la glissière en arc de cercle 17 fixée sur le plan incliné 3a, entraîne en rotation interne ou externe la rampe mobile 5 autour du pivot 11, ainsi que cela apparaît par comparaison des figures 4 et 5. Naturellement, les moyens d'entraînement des deux corps de vérins 13 et 14 associés à une même plateforme 4 sont synchronisés entre eux et avec ceux associés aux deux corps de vérins 13 et 14 de l'autre plateforme 4, de façon à modifier l'équilibre du sujet, suivant une succession de poussées à rappel inverse, appliquées, alternativement, sous le pied droit et sous le pied gauche, et dirigées, simultanément, de bas en haut, d'arrière en avant, de dehors en dedans. Les capteurs 40 mesurent l'amplitude des déplacements linéaires des corps de vérins 13 et 14, et assurent les boucles de rétro-action 45, pour le suivi correct des courbes de pilotage. De par sa conception, de par la nature de ses moyens d'entraînement et de levage, cet appareil présente plusieurs avantages : celui d'imprimer aux plateformes 4 des mouvements extrêmement souples, sans vibrations ni bruit ni dégagement de chaleur, et celui de situer lesdites plateformes 4 à environ 45 cm du sol, en les rendant facilement accessibles et sécurisantes pour le sujet. REVENDICATIONS 1 - Appareil pour la rééducation ou le renforcement du sens de l'équilibre, du type comprenant un socle (3) reposant sur le sol, supportant deux plateformes mobiles (4), sur lesquelles le sujet se tient debout en appui bipodal, ces plateformes (4) étant associées à des moyens aptes à modifier l'équilibre du sujet, suivant une succession de poussées à rappel inverse, appliquées, alternativement, sous le pied droit et sous le pied gauche, et dirigées, simultanément, de bas en haut, d'arrière en avant, de dehors en dedans, caractérisé en ce que chaque plateforme (4) est supportée par une rampe mobile (5) inclinée selon la direction des mouvements de bas en haut à réaliser et articulée sur un pivot (11) d'axe perpendiculaire à elle et à un plan incliné (3a) qui la porte, cette rampe mobile (5) comportant deux vérins hydrauliques à double effet et double tige, l'un, supérieur, dont le corps (13), guidé par des galets (18) engagés sur une glissière linéaire (12), entraîne en translation ascendante ou descendante l'une des plateformes (4) qu'il supporte, l'autre, inférieur, dont le corps (14), d'une part, guidé par des galets (18a) engagés sur une glissière linéaire (12a), d'autre part, relié, par une butée et un tourillon (15), à un plateau tournant (16) guidé par des galets (19) engagés dans une glissière circulaire (17) fixée au plan incliné (3a), entraîne en rotation interne ou externe la rampe mobile (5) autour du pivot (11), les moyens d'entraînement des deux corps de vérins (13,14) associés à une même plateforme (4) étant synchronisés entre eux et avec ceux associés aux deux corps de vérins (13,14) de l'autre plateforme (4), de façon à modifier l'équilibre du sujet suivant le processus précité. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les corps (13,14) des vérins sont construits en forme de plateau, sur chacun desquels sont fixés les axes des galets à gorge, assurant le guidage. 3 - Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de commande des vérins à double effet et double tige sont constitués par des servo-valves (31,32), assurant un profil de déplacement indépendant de la charge. 4 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bloc de distribution, auquel sont connectées les servo-valves (31,32) et sur lequel sont branchés les tuyaux flexibles (22) des vérins, est monté directement sous le plan incliné (3a), pour améliorer la réponse du système. 5 - Appareil selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la puissance nécessaire aux servo-valves (31,32) est fournie par une centrale hydraulique (30), pouvant être implantée et commandée à distance. 6 - Appareil selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les moyens de commande des servo-valves (31,32) sont constitués par - un micro-ordinateur, dont l'écran quadrillé permet de tracer en abscisse et en ordonnée les courbes de déplacement des corps de vérins (13,14) ; et - une unité de commande programmable reliée, par l'intermédiaire d'une interface appropriée, à l'ordinateur, et pilotant les servo-valves (31,32), en fonction des données transmises par ce dernier. 7 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle constitués par - quatre capteurs (40) aptes à mesurer l'amplitude des déplacements linéaires des corps de vérins (13,14) et assurer la boucle de rétro-action (45) pour le suivi correct des courbes de pilotage ; et - huit capteurs (43) aptes à détecter l'arrivée des corps de vérins (13,14) en fin de course. 8 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les plateformes (4) sont maintenues dans un plan rigoureusement horizontal, tandis que les corps de vérins (13,14) qui les supportent, les guident et les entraînent sont parallèles au plan incliné (3a), utilisé comme moyen de levage. 9 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque rampe mobile (5) est constituée d'une poutre (10), de part et d'autre, dans l'axe longitudinal, et parallèlement à laquelle sont fixées deux glissières linéaires (12,12a), ainsi que quatre consoles (21,21a,21b et 21c), sur lesquelles sont fixées les extrémités des doubles tiges (20,20a) des vérins hydrauliques. 10 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de guidage, constitués par les galets (18,18a) portés par les corps de vérins (13,14) et engagés sur les glissières linéaires (12,12a), les galets (19) portés par les plateaux tournants (16) et engagés dans les glissières en arc de cercle (17), sont du type connu, à deux bords longitudinaux de section transversale triangulaire pour les glissières, et à gorge de section transversale triangulaire correspondante pour les galets.