Brevet FR2808108A1 — publié le 20011026

DETECTEUR ELECTROOPTIQUE D'INCLINAISON ET DISPOSITIF COMPRENANT UN TEL DETECTEUR POUR GENERER ALARME EN FONCTION DE L'INCLINAISON DU CORPS OU D'UNE PARTIE CORPS D'UN INDIVIDU L'invention se rapporte à un détecteur d'inclinaison, c'est a dire à un détecteur capable de conduire à la détermination d'une inclinaison par rapport à une direction de référence, par exemple la direction verticale donnée par l'attraction terrestre. L'invention se rapporte également à un dispositif comprenant un tel détecteur pour générer alarme en fonction de l'inclinaison du corps ou d'une partie du corps d'un individu. On connaît du document WO 81I01506 un détecteur d'inclinaison comprenant un pendule suspendu par une extrémité à un boîtier. moyens goniométriques coopèrent avec le pendule de façon à commander générateur d'alarme en fonction de l'inclinaison du boîtier par rapport à la verticale du lieu. Le boîtier est fixé sur un gilet anatomique destiné à être porté par un individu, par exemple dans le dos. Lorsque l'individu se penche en avant, les moyens goniométriques enregistrent le déplacement du pendule jusqu'à une valeur de seuil fixée à l'avance dont le franchissement active le générateur d'alarme. L'individu est alors averti qu'il est en train de faire un mouvement contre indiqué pour son En endossant le gilet anatomique, l'utilisateur parvient seul à disposer le détecteur d'inclinaison sensiblement dans une même position dorsale d'une utilisation à l'autre. Le générateur d'alarme est également fixé au gilet de façon a autoriser l'utilisateur à se déplacer avec le détecteur d'inclinaison. Le dispositif décrit dans ce document permet donc à la fois une utilisation autonome et ambulatoire. En dépit de ce double caractère autonome et ambulatoire, cet agencement connu n'est cependant pas entièrement satisfaisant. D'un point de vue mécanique, des oscillations du pendule sont susceptibles d'activer le générateur d'alarme sans que l'utilisateur ait réellement effectué un mouvement contre indiqué pour la colonne vertébrale conduisant au franchissement du seuil d'inclinaison. Cet inconvénient est d'autant plus notable que l'individu se déplace avec le détecteur d'inclinaison. D'autre part, le pendule et les moyens goniométriques imposent un certain encombrement, de sorte que le boîtier porté par l'individu n'est pas ergonomique et est visible dans le dos. Le document WO 83I03747 décrit un autre type de détecteur d'inclinaison comprenant un organe mobile le long d'un guide de déplacement. Une patte saillante permet de poser le détecteur sur le corps d'un individu, par exemple dans le dos. Le maintien détecteur est obtenu par un collage de la patte saillante sur la peau ou par un bandage de fixation. Selon une première forme de réalisation, un manchon est monté coulissant autour tube cylindrique. Un premier et un deuxième éléments flexibles sont montés a chacune des extrémités du tube et connectés à une unité électronique reliée à un génerateur d'alarme. Le manchon est muni d'un aimant qui permet d'amener en contact deux éléments flexibles lors de son déplacement en fonction de l'inclinaison du tube. Le générateur d'alarme est alors activé via l'unité électronique et l'utilisateur est averti qu'il est en train de dépasser une inclinaison contre indiquée pour son dos. Selon une deuxième forme de réalisation, une bille metallique se déplace en roulant à l'intérieur d'un tube cylindrique. Le tube est pourvu de deux bornes électriques intérieures, disposées à une extrémité et connectées ' l'unité électronique reliée au générateur d'alarme. Lorsque le tube atteint une certaine inclinaison, la bille se déplace vers les deux bornes électriques et réalise à leurs contacts une connexion électrique active le générateur d'alarme via l'unité électronique. Là encore, l'utilisateur averti qu'il est en train de dépasser une inclinaison contre indiquée pour son dos. Pour ces deux formes de réalisation, il est prévu que l'unité électronique et le générateur d'alarme soient portés par l'utilisateur pour permettre à ce dernier de se déplacer avec le détecteur d'inclinaison. Cependant, d'une utilisation à l'autre, la pose du détecteur en une même région de l'anatomie de l'utilisateur doit être effectuée par un spécialiste. Autrement dit, le dispositif décrit par ces deux formes de réalisation est ambulatoire mais n'est pas autonome. Dans la première forme de réalisation, la mise contact électrique activant le générateur d'alarme est susceptible d'être perturbée même interrompue par des vibrations mécaniques des éléments flexibles, engendrées notamment lors du déplacement de l'utilisateur. La disposition du manchon à l'extérieur du tube cylindrique impose par ailleurs un certain encombrement du détecteur. Dans la deuxième forme de réalisation, l'organe mobile sert de conducteur entre les deux bornes électriques du tube de déplacement. Cet agencement impose de choisir ces trois éléments dans un même matériau métallique, pour parer à une corrosion électrochimique des surfaces en contact diminuant la conductivite électrique. L'apparition de cette corrosion est notamment favorisée par l'humidité de l'air ambiant. Cet agencement requiert également une pression minimale de la bille les bornes pour rompre la couche d'oxyde qui se forme inévitablement à la surface de ces éléments métalliques. Une augmentation de la masse de la bille pour augmenter la pression contact va à l'encontre d'une réduction de l'encombrement et poids du détecteur. des buts de l'invention est d'améliorer la conception détecteurs d'inclinaison connus, et notamment d'augmenter leur fiabilité lorsqu'ils sont utilisés dans un dispositif pour générer une alarme en fonction de l'inclinaison du corps ou d'une partie du corps d'un individu. L'invention vise également un détecteur d'inclinaison qui facilite l'utilisation du dispositif. A cet effet, l'invention a pour objet un détecteur d'inclinaison, comprenant un guide déplacement, un organe mobile le long du guide de déplacement, et des moyens coopérant avec l'organe mobile de façon à commander un générateur d'alarme fonction de l'inclinaison du guide de déplacement, caractérisé en ce que ces moyens comprennent un émetteur et un récepteur électrooptiques pour respectivement émettre et recevoir un faisceau optique de façon à activer ou désactiver le générateur d'alarme lorsque l'organe mobile obture le faisceau optique en se déplaçant le long du guide de déplacement. Selon l'invention, l'obturation du faisceau optique permet de commander le générateur d'alarme sans nécessiter un contact physique entre l'émetteur et le récepteur électrooptiques. En fixant ces derniers de façon stable par rapport au guide de déplacement, on limite le risque que des vibrations du détecteur perturbent l'obturation du faisceau optique. De plus, l'organe mobile n'ayant aucune fonction de contact électrique, on s'affranchit des problèmes de pression de contact et de corrosion électrochimique mentionnés précédemment. Pour diminuer l'encombrement du détecteur, l'organe mobile se présente de préférence sous la forme d'une masselotte plate qui se déplace par glissement à l'intérieur d'un boîtier également plat. On prévoit également de concevoir l'organe mobile sous la forme d'une bille ou d'un cylindre de petit diamètre circulant dans une gorge du boîtier. Avantageusement, on réalise la masselotte ou la bille dans un matériau plastique, contribuant à une réduction du poids du détecteur. De préférence, la masselotte plate est pourvue d'une languette saillante formant organe obturateur du faisceau optique. L'émetteur et le récepteur électrooptiques sont séparés l'un de l'autre de façon à permettre l'insertion de la languette saillante en évitant l'insertion de la masselotte elle-même entre l'émetteur et le recepteur. En rapprochant l'émetteur et le récepteur l'un de l'autre, on réduit consommation du détecteur puisque le rendement de transmission optique entre deux éléments électrooptiques est plus élevé. Le détecteur selon l'invention s'intègre dans un dispositif conçu pour générer une alarme en fonction de l'inclinaison du corps ou d'une partie du corps individu. Dans un dispositif autonome et ambulatoire connu en soi, comprenant support anatomique destiné à être porté par l'individu et un ou plusieurs détecteurs d'inclinaison, fixés chacun sur le support anatomique et reliés à un générateur d'alarme, le détecteur selon l'invention contribue à augmenter la fiabilité du dispositif en limitant le risque que des vibrations, engendrées par le déplacement de l'utilisateur perturbent l'obturation du faisceau optique. Le détecteur permet également de s'affranchir des problèmes de contact liés à l'oxydation et à la corrosion engendrés l'humidité de l'air ambiant. Par ailleurs, la réduction de la taille et du poids du détecteur confère au dispositif un caractère plus ergonomique. Pour augmenter le caractère hygiénique d'un tel dispositif, l'organe mobile ainsi que l'émetteur et le récepteur électrooptiques du détecteur sont disposés dans guide de déplacement étanche permettant de laver le support anatomique sans retirer les détecteurs. De préférence, le générateur d'alarme est disposé dans un boîtier étanche fixé au support anatomique. Avantageusement, le support anatomique est un sous-vêtement pour rendre l'utilisation du dispositif plus discrète. Suivant le principe de la rétro-information, le dispositif selon l'invention permet à un individu d'acquérir et d'intégrer une gestuelle le protégeant de gestes inadaptés et agressifs pour sa colonne vertébrale. Le générateur d'alarme est activé par détecteurs d'inclinaison fixés sur le sous-vêtement pour avertir l'individu qu'il est train de réaliser un geste inadapté, et est désactivé lorsque l'individu effectue le geste adapté. Le port quotidien du sous-vêtement permet à l'individu de prendre conscience progressivement des gestes inadaptés et d'acquérir intégrer progressivement des gestes adaptés. L'apprentissage quotidien est particulièrement facilité par caractère autonome, ambulatoire, ergonomique et hygiénique du dispositif. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture d'une description détaillée de l'invention illustrée par les dessins. figure 1 est une vue générale d'un détecteur d'inclinaison relié à un générateur d'alarme via une unité électronique d'acquisition et de traitement. figure 2 est une vue de dessus montrant plus particulierement un agencement intérieur des différents éléments constitutifs du détecteur. figure 3 montre en perspective le guide de déplacement du detecteur. figures 4a et 4b montrent un individu respectivement de profil et de dos en position debout et revêtu d'un sous-vêtement sur lequel sont fixés des détecteurs d'inclinaison. figure 5 est une vue générale d'un boîtier contenant le générateur d'alarme et unité électronique de traitement et d'acquisition. détecteur d'inclinaison est désigné de façon générale par référence 10 sur la figure 1. Le détecteur d'inclinaison 10 comprend un boîtier servant de guide de déplacement à une masselotte 3A mobile le long du guide de déplacement. Une unité électronique d'acquisition et de traitement 23 est reliée au détecteur 10 et à un générateur d'alarme 25. Selon l'invention, le détecteur comprend un émetteur 7A et récepteur 7B électrooptiques pour respectivement émettre et recevoir un faisceau optique 7C. L'émetteur et le récepteur sont disposés par rapport au boîtier 1A pour que la masselotte obture le faisceau optique 7C lorsqu'elle se déplace le long du boîtier 1A en fonction de l'inclinaison de ce dernier. L'emetteur et le récepteur électrooptiques sont constitués par exemple d'une photodiode 7A et d'un phototransistor 7B. Ils sont disposés à l'intérieur du boîtier 1A, à une de extrémités. La masselotte 3A se déplace également à l'intérieur du boîtier, fermé par un couvercle 1 B. On prévoit une unité d'alimentation l'émetteur et du récepteur électrooptiques, par exemple une pile ou une batterie. Sur la figure 1, on désigne par l'angle a l'inclinaison détecteur par rapport ' la verticale du lieu V, considérée comme direction de référence. Lorsque le détecteur atteint vers le bas par rapport à verticale V une inclinaison de seuil désignée par aSB sur la figure 1, la masselotte 3A se déplace par glissement à l'intérieur du boîtier 1A vers l'extrémité où l'émetteur 7A et le récepteur 7B électrooptiques sont disposés, jusqu'à obturer le faisceau optique 7C. Avec l'obturation du faisceau optique 7C, le récepteur électrooptique delivre un signal électrique de franchissement de seuil bas vers l'unité électronique d'acquisition et de traitement 23, laquelle active le générateur d'alarme 25. La génération de l'alarme indique l'inclinaison vers le bas aSB est franchie par le détecteur. Si le détecteur est ensuite incliné vers le haut, il atteint inclinaison de seuil désignée par aSH sur la figure 1 pour laquelle la masselotte 3A se déplace vers l'extrémite opposée du boîtier à celle où sont disposés l'émetteur et le récepteur électrooptiques. Avec la réception du faisceau optique 7C, le récepteur 7B délivre un signal électrique de franchissement du seuil haut vers l'unité électronique d'acquisition et de traitement 23, laquelle désactive le générateur d'alarme 25. L'arrêt de l'alarme indique l'inclinaison vers le haut aSH est franchie par le détecteur. II importe de noter que l'obturation du faisceau optique peut également désactiver générateur d'alarme et ainsi arrêter l'alarme. Pour activer le générateur d'alarme ainsi générer l'alarme, il suffit que la masselotte se déplace sous l'inclinaison du détecteur vers l'extrémité opposée à celle où sont disposés l'émetteur et le récepteur électrooptiques. Ce mode de fonctionnement privilégie une génération de l'alarme relativement rapide par rapport au temps de déplacement de la masselotte à l'intérieur du boîtier. Le mode de fonctionnement décrit dans paragraphe précédent privilégie un arrêt rapide de l'alarme. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, l'émetteur le récepteur électrooptiques 7A et 7B sont séparés l'un de l'autre de façon à permettre l'insertion d'une languette 3B montée saillante sur la masselotte 3A et formant un organe obturateur faisceau optique 7C. La masselotte 3A et le boîtier 1A sont plats l'un et l'autre pour avantageusement réduire l'épaisseur du détecteur. De préférence, la masselotte est réalisée dans un matériau plastique pour diminuer poids du détecteur. II est prévu de réaliser le boîtier également en matériau plastique. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, détecteur comprend, figures 2 et 3, des canaux 13 permettant à un gaz, par exemple l'air, de circuler dans le boîtier 1A lorsque la masselotte 3A se déplace à l'intérieur de celui-ci. Ces canaux s'etendent le long du boîtier parallèlement à la direction de déplacement de la masselotte. De préférence, des barrettes 15 sont insérées puis immobilisées à l'intérieur des canaux 13 pour régler la circulation du gaz dans le boîtier 1A. cet agencement, on contrôle la vitesse de la masselotte en réglant le flux d'air entre les parties du boîtier disposées en avant et en arrière de la masselotte suivant sens de déplacement. On effectue le réglage en insérant puis en immobilisant barrettes 15 dans les canaux 13 sur différentes longueurs d'insertion. Le réglage flux d'air à l'aide des barrettes 15 insérées dans les canaux 13 permet également d'amortir des vibrations de la masselotte, contribuant ainsi à augmenter la fiabilité du détecteur. Selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention, également visible sur les figures 2 et 3, le détecteur comprend des cales 17 de reglage de la course de déplacement de la masselotte 3A le long du boîtier 1A. Dans l'exemple de la figure 2, les cales 17 sont insérées puis immobilisées dans le boîtier 1A ' l'extrémité opposée à celle où sont disposés l'émetteur et le récepteur électrooptiques 7A et 7B, et perpendiculairement à la direction de déplacement de la masselotte 3A. On règle la course de déplacement de la masselotte en insérant l'une ou l'autre des cales 17 dans le boîtier 1A. Les cales 17 permettent de régler l'angle a.SB de franchissement de seuil bas d'inclinaison par rapport à la direction de référence, et par conséquent d'adapter la plage angulaire du détecteur. Il faut noter que lorsque l'organe mobile se présente sous la forme d'une bille, il est permis d'atteindre des angles de franchissement de seuil d'inclinaison plus faibles par comparaison avec un organe mobile ayant la forme d'une masselotte plate. Un dispositif conçu pour générer une alarme en fonction de l'inclinaison du corps ou d'une partie du corps d'un individu comprend, figures 4a et 4b, un sous- vêtement 21 destiné à être porté par l'individu et un ou plusieurs détecteurs d'inclinaison 10 selon l'invention, fixés chacun sur sous-vêtement et reliés à un générateur d'alarme 25 via une unité électronique d'acquisition et de traitement 23. Selon l'invention, l'organe mobile 3A ainsi l'émetteur 7A et le récepteur 7B électrooptiques sont disposés dans un guide de deplacement 1A et 1B étanche pour permettre de laver le sous-vêtement 21 sans retirer les détecteurs 10. Le sous- vêtement 21 est réalisé dans un tissu technique qui favorise l'évacuation de la transpiration et qui permet une bonne circulation d'air entre le corps et le milieu extérieur. Les détecteurs 10 sont par exemple cousus dans une doublure du sous- vêtement pour ne pas être en contact direct avec la peau. L'amortissement des vibrations de la masselotte, qui résulte du réglage du flux d'air à l'aide des barrettes, permet avantageusement de ne pas générer une alarme lorsque l'utilisateur effectue un mouvement, par exemple de saut ou de course, qui en lui-même, n'entraîne pas le franchissement d'une inclinaison de seuil. De plus, les cales permettent d'adapter la plage angulaire du détecteur à différents morphotypes humains et aux différents types de mouvement à contrôler. De préférence, le générateur d'alarme 25 est disposé dans un boîtier étanche et est fixé au sous-vêtement 21 comme visible sur la figure 4a. De même, l'unité électronique 23 reliée au générateur d'alarme et reliée à chaque détecteur 10 est disposée dans un boîtier étanche fixé au sous-vetement 21. Comme visible sur la figure 5, le boîtier 11 contient à la fois l'unité électronique de d'acquisition et du traitement 23 et générateur d'alarme 25, par exemple un vibreur. II est par exemple réalisé dans un matériau plastique et disposé dans une poche extérieure cousue sur le sous-vêtement. L'unité électronique 23 est connectée à l'émetteur et au récepteur électrooptiques 7A et 7B par des fils de connexion pour acquérir des signaux de franchissement de seuils d'inclinaison aSB ou délivrés par le récepteur électrooptique 7B de chaque détecteur 10. L'unité électronique traite ces signaux de franchissement pour activer ou désactiver le générateur d'alarme 25 et ainsi générer ou couper une alarme. Le boîtier 11 comprend également un afficheur 27 relié à un compteur non représenté pour afficher le nombre de générations l'alarme au cours d'une période donnée d'utilisation du sous-vêtement. Une batterie une pile 29 est logée dans le boîtier 11 pour l'alimentation propre de ses éléments. Avantageusement, cette source d'énergie est utilisée pour alimenter l'émetteur et le récepteur électrooptiques du ou des détecteurs fixés sur le sous-vêtement. La poche extérieure du sous-vêtement facilite l'accès au boitier 11 pour le remplacement de la pile 29. Le vibreur permet de préférence de générer l'alarme sous la forme d'une sensation tactile chez l'utilisateur. On prévoit également d'utiliser comme genérateur d'alarme un générateur de son, bien que l'alarme tactile soit plus discrète l'alarme sonore. Dans l'exemple de réalisation illustré par les figures 4a et le sous- vêtement comprend quatre détecteurs d'inclinaison. Un détecteur supérieur fixé sur le sous-vêtement pour occuper chez l'individu une position latérale sous l'aisselle. Ce détecteur permet de contrôler la flexion antérieure du tronc. Un détecteur inferieur est fixe de façon à occuper chez l'individu une position sur le bassin, au sommet de la crete iliaque. Ce détecteur permet de contrôler les rétroversions du bassin position assise. De même, comme visible sur la figure 4b, un détecteur à gauche et un detecteur à droite de la colonne vertébrale sont fixés sur le sous-vêtement pour occuper chez l'individu une position au niveau des fosses sus-épineuses des omoplates. Ces deux détecteurs permettent de contrôler les inflexions latérales du tronc. L'utilisation combinée du détecteur de flexion antérieure avec l'un ou l'autre des détecteurs d'inflexion latérale permet de contrôler les rotations-flexions du tronc. L'unité 23 d'acquisition et de traitement permet avantageusement de filtrer des signaux de franchissement répétitifs des seuils d'inclinaison aSB ou aSH, générés lorsque l'individu effectue des mouvements comme une marche rapide ou une course, ces mouvements en eux-mêmes n'étant pas inadaptés. Le filtrage de ces signaux permet de ne pas générer d'alarme. II faut noter que ce filtrage est complémentaire du filtrage mécanique des vibrations de la masselotte réalisé par les barrettes 15. On prévoit de fixer les fils de connexion 9 sur le sous-vêtement 21, par exemple dans une doublure. Il est envisagé également de relier l'unité électronique 23 aux détecteurs d'inclinaison 10 par des connexions sans fils. Plus particulièrement, l'émetteur 7A et le récepteur 7B électrooptiques d'un détecteur ainsi que le générateur d'alarme 25 et l'unité d'acquisition et de traitement 23 possèdent chacun une alimentation intégrée et des moyens pour communiquer par ondes électromagnétiques. REVENDICATIONS 1. Détecteur d'inclinaison (10), comprenant un guide de déplacement (1A), un organe (3A) mobile le long du guide de déplacement, et des moyens coopérant avec l'organe mobile de façon à commander un générateur d'alarme (25) en fonction de l'inclinaison du guide de déplacement, caractérisé en ce que ces moyens comprennent un émetteur (7A) et un récepteur (7B) électrooptiques pour respectivement émettre recevoir un faisceau optique (7C) de façon à activer ou désactiver le générateur d'alarme (25) lorsque l'organe mobile (3A) obture le faisceau optique en se déplaçant le long du guide de déplacement. 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe mobile présente sous la forme d'une masselotte (3A). 3. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe mobile présente sous la forme d'une bille ou d'un cylindre qui se déplace dans une gorge bottier. 4. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'émetteur et récepteur électrooptiques (7A, 7B) sont séparés l'un de l'autre de façon à permettre l'insertion d'un organe obturateur (3B) du faisceau optique (7C) monté saillant sur masselotte (3A). 5. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe mobile (3A) le boîtier (1A) est réalisé dans un matériau plastique. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend canaux (13) permettant à un gaz de circuler dans le guide de déplacement (1A) lorsque l'organe mobile (3A) se déplace à l'intérieur de celui-ci (1A). 7. Détecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des barrettes (15) insérées à l'intérieur des canaux (13) pour régler la circulation du gaz dans le guide de déplacement (1A). 8. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des cales (1 de réglage de la course de déplacement de l'organe mobile (3A) le long du guide déplacement (1 A). 9. Dispositif conçu pour générer une alarme en fonction de l'inclinaison du corps ou d'une partie corps d'un individu, comprenant un support anatomique (21) destine à être porté l'individu et un ou plusieurs détecteurs d'inclinaison (10) selon l'une des revendications précédentes, fixés chacun sur le support anatomique et reliés à générateur d'alarme (25), caractérisé en ce que l'organe mobile (3A) ainsi que l'émetteur et le récepteur électrooptiques (7A, 7B) des détecteurs sont disposés dans un guide de déplacement (1A, 1B) étanche pour permettre de laver le support anatomique (21) sans retirer les détecteurs (10). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le générateur d'alarme (25) est disposé dans un boîtier étanche (11) fixé au support anatomique (21). 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une unite électronique (23) reliée au générateur d'alarme (25) et à chaque détecteur (10) pour acquérir et traiter des signaux de franchissement de seuils d'inclinaison (aSB) (ccSH) délivrés le récepteur électrooptique (7B) de chaque détecteur (10), disposée dans un boîtier etanche (11) fixé au support anatomique (21). 12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le support anatomique (21) est un sous-vêtement.