Brevet FR2881355A1 — publié le 20060804

APPAREIL DE MUSCULATION ET/OU DE REEDUCATION La présente invention se rapporte à un appareil de musculation et/ou de rééducation incorporant un dispositif de variation automatique de la charge. En matière d'appareil de musculation et/ou de rééducation, il existe actuellement trois techniques permettant une assistance du mouvement de l'utilisateur. La première technique fait appel à l'assistance humaine. Dans ce cas, une ou plusieurs personne(s) assiste(nt) l'utilisateur lors de l'exercice. Même, si elle est sécurisante, cette technique ne donne pas satisfaction car l'utilisateur ne peut pas utiliser l'appareil de manière autonome. De plus, selon cette technique, les variations de masse induites lors de l'exercice peuvent difficilement être contrôlées et mesurées. Si bien que l'utilisateur peut difficilement quantifier les variations d'efforts produits lors de l'exercice. La seconde technique utilise un système de blocage de barre. Même si ce dispositif permet de rendre l'utilisateur plus autonome et procure une sécurité d'utilisation, cette technique n'est pas satisfaisante car elle ne permet de faire varier les efforts lors d'un exercice. En effet, l'utilisateur doit ajouter des poids pour modifier la charge. Ainsi selon cette technique, la charge est quasi statique. Enfin, la troisième technique requiert des systèmes hydrauliques et électriques relativement complexes pour faire varier la charge de manière automatique et dynamique. Toutefois, même si cette technique permet de faire varier la charge de manière dynamique, les dispositifs utilisés sont relativement complexes, coûteux et nécessitent un entretien contraignant. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un appareil de musculation et/ou de rééducation de conception simple, permettant de faire varier la charge. A cet effet, l'invention a pour objet un appareil de musculation et/ou de rééducation comprenant au moins un élément susceptible d'être manipulé par un utilisateur, caractérisé en ce que l'élément est relié par au moins une liaison à une charge variable comprenant une masse susceptible de se déplacer selon une direction ainsi qu'un dispositif permettant de faire varier l'inclinaison de la direction de déplacement de la masse. Vautres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de l'appareil selon une variante simplifiée de l'invention, la figure 2 est un schéma illustrant une autre variante de l'invention, la figure 3 est un schéma illustrant une autre variante de l'invention, la figure 4 est un schéma illustrant une variante améliorée de l'invention, - la figure 5 est une vue en perspective illustrant un mode de réalisation d'un appareil de musculation et/ou de rééducation selon l'invention, - la figure 6 est une vue en perspective illustrant le dispositif de variation de la charge, -les figures 7A à 7C sont des vues en élévation latérale illustrant différentes positions du dispositif de variation de la charge. - la figure 8 est une vue en élévation latérale d'une partie d'un montant et d'un 25 support de barre, - la figure 9 est une vue illustrant en détails une partie du support de barre, et - la figure 10 est une vue illustrant en détails la liaison entre la barre et le support de barre selon une variante de réalisation. Sur les figures 1 à 4, on a représenté de manière schématique en 10 un appareil de musculation et/ou de rééducation comprenant au moins une barre 12 susceptible d'être manipulée par un utilisateur 14. Pour simplifier la description, le mouvement de la barre 12 s'effectue dans un plan sensiblement vertical. Toutefois, d'autres mouvements de la barre pourraient être envisagées en fonction des exercices à réaliser. be plus, l'élément manipulé par l'utilisateur peut ne pas se présenter sous forme d'une barre mais sous la forme d'une ou plusieurs poignées, plaques ou autres. Selon les variantes, la barre 12 peut être chargée, c'est-à-dire comprendre des poids sous forme de disque ou autre à chacune de ses extrémités, comme illustré sur la figure 1, ou non chargée c'est-à-dire ne comprendre aucun poids . Selon l'invention, la barre 12 est reliée par une liaison, notamment par au moins un câble 16, à une charge variable 18 comprenant une masse 20 susceptible de se déplacer selon une direction ainsi qu'un dispositif permettant de faire varier l'inclinaison de la direction de déplacement de la masse 20. Ainsi, en faisant varier l'angle a correspondant à l'inclinaison de la direction de déplacement de la masse, on fait varier l'effort exercé par la charge variable 18 sur la barre 12, et par conséquent, l'effort produit par l'utilisateur en cours d'exercice. Pour assurer une meilleure stabilité, la barre 12 peut être reliée à la charge variable 18 par deux ou plusieurs câbles sensiblement parallèles. Pour la suite de la description, une liaison peut comprendre un ou plusieurs câbles ou analogues sensiblement parallèles. Les poulies ou renvois 22 sont disposés de manière adéquate par l'homme du métier pour appliquer une force à la barre selon une direction donnée, en fonction notamment de la trajectoire de la barre. Ces éléments ne sont pas plus détaillés car ils sont connus de l'homme de l'art. Par masse 20, on entend un ou plusieurs éléments tels que par exemple des plaques en fonte. Selon une variante simplifiée, la charge variable 18 est reliée à une barre non chargée par l'intermédiaire d'une seule liaison 24. Dans ce cas, l'amplitude de l'effort produit par l'utilisateur est liée à l'amplitude de la variation de l'effort exercé par la charge variable 18 sur la liaison. A titre d'exemple, pour une amplitude d'effort de 0 à 1000 N (0 à 100 Kg), il est nécessaire de prévoir une masse 20 de 100 Kg susceptible de se déplacer selon une trajectoire susceptible d'être inclinée de 0 à 90 Selon une autre variante illustrée par la figure 1, la charge variable 18 est reliée à une barre 12 chargée par une seule liaison 24. Cette solution permet de réduire la masse 20 en mouvement et d'obtenir une meilleure gestion de la variation de la charge, en réduisant notamment les inerties. Lors d'un exercice, l'effort varie généralement de quelques centaines de Newton, de l'ordre de 400 N (40 Kg) par exemple, si bien qu'avec une masse de l'ordre de 40 Kg il est possible d'obtenir l'amplitude souhaitée. Selon une autre variante illustrée par la figure 2, la charge variable 18 est reliée à la barre 12, de préférence chargée, par deux liaisons 24 et 26 reliées à la barre 12 et à la masse 20 de manière à synchroniser les mouvements de la masse 20 et de la barre 12. En effet, en présence d'une seule liaison, cette dernière est tendue en raison de l'effort exercé par la masse 20. Dans le cas d'un mouvement explosif , cette liaison risque de se détendre et provoquer un choc au moment où elle se retendra de nouveau. La présence de deux liaisons permet d'éviter ce phénomène. Avantageusement dans ce cas, l'inclinaison de la direction de déplacement de la masse 20 peut varier de part et d'autre de l'horizontale. Cet agencement permet d'alléger ou de surcharger la barre chargée et/ou d'exercer un effort sur la barre selon des directions opposées dans le cas d'une barre non chargée. De préférence, la direction de déplacement de la barre varie de -90 à +90 . Ainsi avec une barre chargée de 100 Kg et une masse 20 de l'ordre de 20 Kg, on peut faire varier l'effort exercé par l'utilisateur de 800 N à 1200 N (de 80 Kg à 120 Kg). Selon une autre variante illustrée par la figure 3, les liaisons 24 et 26 sont reliées à la masse 20 par l'intermédiaire de mouflages 28. selon un mode de réalisation, la masse 20 comprend à chacune de ses extrémités une poulie, chaque liaison 24 et 26 s'enroulant sur la poulie correspondante et étant reliée à un point fixe. Selon cet agencement, la course de la masse (ou respectivement sa vitesse) correspond à la moitié de la course de la barre (ou respectivement de sa vitesse) ce qui permet d'obtenir une meilleure gestion de la variation de la charge en réduisant les inerties. Dans le cas d'une seule liaison, un seul mouflage peut être prévu. Cette variante peut être utilisée indifféremment avec une barre chargée ou non. Selon une autre caractéristique de l'invention, la masse peut se déplacer le long d'un élément de guidage 29 dont l'axe 30 de pivotement est disposé sensiblement à équidistance des extrémités de l'élément de guidage 29. Cet agencement permet de réduire le couple nécessaire pour provoquer le pivotement de l'élément de guidage de la masse 20 ce qui permet de simplifier et de réduire les coûts de l'appareil. Cette solution peut être utilisée avec une barre chargée ou non, avec une ou plusieurs liaisons. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend au moins un renvoi 32 dont l'axe de rotation est confondu avec l'axe 30 de pivotement de l'élément de guidage 29 ainsi que des poulies 34 disposées à chaque extrémité de l'élément de guidage 29 formant mouflage. Ainsi, pour chaque liaison, le câble est guidé par le renvoi 32, puis par la poulie 34 pour être enfin relié à la masse 20. Cet agencement permet d'obtenir un mouvement quasiment nul de la masse 20 le long de l'élément de guidage, lorsque ce dernier pivote. Cette solution peut être utilisée avec une barre chargée ou non. Sur la figure 5, on a représenté un mode de réalisation de l'appareil de musculation et/ou de rééducation selon l'invention. Cet appareil comprend de préférence un banc 36 sur lequel peut s'allonger l'utilisateur ainsi qu'un bâti 38 permettant de guider une barre 40 chargée ou non ainsi qu'un dispositif 42 permettant de faire varier la charge, illustré en détails sur les figures 6, 7A à 7C. Les moyens de liaison entre la barre 40 et le dispositif 42 ne sont pas représentés. Ils comprennent des câbles et des poulies disposés de manière adéquate, comme illustré sur les différentes variantes 1 à 4. Selon un mode de réalisation, le bâti 38 comprend deux montants verticaux, droit 44.1 et gauche 44.2, disposés de part et d'autre du banc 36, reliés en partie supérieure par une traverse 45. Chaque montant 44.1 ou 44.2 comprend des moyens pour guider la barre 40, ladite barre s'étendant entre les montants et se translatant le long desdits montants dans un plan sensiblement vertical. De préférence, des haltères ou des poids sont rapportés à chaque extrémité de la barre à l'extérieur des montants. L'écartement des montants gauche et droit est adapté pour permettre un maniement aisé de la barre par l'utilisateur se trouvant entre les deux montants. Selon un mode de réalisation préféré, chaque montant comprend deux profilés 46, ainsi qu'un support de barre 48 qui comprend à ses extrémités des chariots 50 susceptibles de se translater le long du profilé 46 correspondant. Avantageusement, chaque profilé 46 a une section selon un plan transversal en U, dont l'ouverture est orientée vers l'autre profilé. Ainsi, les profilés en forme de U constituent des rainures dans lesquelles sont susceptibles de se translater les chariots 50, comme illustré sur la figure 8. Comme illustré sur la figure 9, chaque chariot 50 comprend un châssis 52 avec une première paire de roues ou roulettes 54 susceptibles de prendre appui et de rouler contre la base du U du profilé 46. Afin d'assurer un meilleur guidage, le châssis 52 comprend une seconde paire de roues ou roulettes 56 susceptibles de prendre appui et de rouler contre au moins l'une des deux branches du U du profilé 46. L'écartement des branches du U des profilés est adapté aux diamètres des roues ou roulettes 56 afin d'assurer un guidage convenable. De préférence, l'entraxe entre les roues d'une même paire est le plus important possible afin d'améliorer le guidage des chariots 50 le long des profilés 46. Comme illustré sur la figure 9, le support de barre 48 comprend une platine 58 comprenant deux alésages susceptibles de loger chacun une tige 60 reliant deux chariots 50. L'écartement entre les profilés 46 et la longueur des tiges 60 sont ajustés de manière à ce que les chariots 50 coulissent correctement entre les profilés 46. Des moyens de liaison 62 sont prévus sous la platine pour assurer la liaison entre la barre 40 et le support de barre 48. De préférence, comme illustré sur la figure 10, les moyens de liaison 62 comprennent une fenêtre oblongue 64 dont la largeur est adaptée au diamètre de la barre 40 et dont la longueur permet un léger mouvement d'avant en arrière de la barre. Avantageusement, la fenêtre oblongue 64 est en arc de cercle permettant de créer un point stable. Cet agencement permet de conserver un degré de liberté sur l'axe antépostérieur, permettant un déplacement de la barre sur quelques centimètres le long dudit axe plus particulièrement adapté pour certains exercices. Un élément amortisseur 66 tel que par exemple un plot en caoutchouc est prévu 25 au-dessus de la platine 58 pour amortir les éventuels chocs avec la traverse reliant les profilés 46. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de guidage de la barre par rapport aux montants comprennent un système de sécurité permettant de 2881355 8 stopper le mouvement de la barre dans au moins une direction, notamment vers le bas. Selon un mode de réalisation illustré par les figures 8 et 9, ce système de sécurité comprend d'une part au moins un crochet 68 relié au support de barre 48 ou au chariot 50, et d'autre part, des encoches 70 ménagées au niveau d'au moins un profilé 46. be préférence, un système de sécurité est prévu pour chaque montant et chaque profilé. Selon une variante, les encoches 70 se présentent sous la forme de fenêtres réparties sur la hauteur des profilés 46 au niveau d'une des branches du U. En complément, chaque chariot 50 comprend un crochet 68 solidaire d'une des tiges 60 susceptibles de pivoter de manière à ce que les crochets 68 occupent deux positions, une première position rétractée dans laquelle ils ne sont pas en saillie par rapport aux roulettes 56 et ne coopèrent pas avec les encoches 70 et une seconde position d'arrêt dans laquelle ils sont en saillie et sont susceptibles de s'immobiliser dans l'une des encoches 70. Avantageusement, la forme du crochet 68 est adaptée pour permettre dans les deux positions un mouvement vers le haut de la barre. A cet effet, le crochet 68 comprend un plan incliné 72 permettant de provoquer un léger pivotement du crochet lorsque ce dernier rencontre le bord d'une des encoches lors d'un mouvement ascendant. Une commande non représentée est prévue pour provoquer le changement d'état et assurer le passage de la position rétractée à la position d'arrêt. Cette commande peut être manuelle et/ou automatique. En variante, le dispositif peut comprendre deux commandes, une commande manuelle et une commande automatique. A titre d'exemple, un électro-aimant est prévu pour maintenir les crochets 68 en position rétractée alors que des ressorts sont prévus pour provoquer le mouvement vers la position d'arrêt lorsque les électro- aimants relâchent les crochets 68. Au moins un capteur est prévu pour informer la commande et provoquer le changement d'état en fonction de la vitesse, de l'accélération et/ou de la position, notamment de la barre 12. Cet agencement permet d'obtenir un système de sécurité autonome renforçant la sécurité de l'appareil et permettant une manipulation sans risque et de manière autonome par l'utilisateur. A titre d'exemple, un capteur peut déclencher le changement d'état lorsque la vitesse ou l'accélération de la barre dépasse un seuil prédéterminé en mouvement descendant et/ou lorsque la barre est dans une zone prédéterminée, proche de l'utilisateur. Sur les figures 6, 7A à 7C, on a représenté le dispositif 42 permettant de faire varier la charge. Ce dispositif est généralement protégé par un capotage non représenté. Il comprend un châssis 74, un chariot lesté 76 susceptible de se translater le long d'un chemin de roulement 78 dont l'inclinaison est variable par rapport au châssis 74. Le chariot lesté 76 comprend un plateau avec quatre roues, deux de chaque côté, des plaques ou masses de préférence en fonte étant rapportées sur ledit chariot. A titre d'exemple, le chariot a une masse de l'ordre d'une dizaine de kilogrammes, de20à40Kg. Le chemin de roulement 78 comprend deux rails 80 sensiblement parallèles le long desquels sont susceptibles de se déplacer les roues du chariot lesté 76, les extrémités des rails étant reliées par des entretoises 82 constituant des butées pour limiter le mouvement du chariot lesté 76. Chaque rail 80 comprend une plaque 84 disposée sensiblement à équidistance des extrémités dudit rail, les deux plaques 84 formant une chape entre laquelle est prévu un axe 86 susceptible de constituer l'axe de pivotement du chemin de roulement 78. Cet agencement permet notamment la mise en oeuvre des variantes illustrées par les figures 2 à 4. Le châssis 74 comprend un socle et deux montants 88 aux extrémités supérieures desquelles est articulé l'axe de pivotement 86. bes paliers ou autres sont prévus pour permettre le mouvement de rotation de l'axe 86 par rapport aux montants 88. Pour assurer le mouvement de pivotement du chemin de roulement 78, le dispositif comprend une motorisation 90 avec en sortie un pignon susceptible d'engrener sur une couronne 92 en demi-cercle dont les extrémités sont reliées aux extrémités des rails 80 ou aux entretoises 82, la surface intérieure étant équipée d'une courroie crantée 94. En variante, au lieu d'un entraînement par engrenage, on pourrait prévoir un entraînement un friction entre la sortie de la motorisation et la couronne ou la combinaison d'un entraînement par engrenage et par friction. Un système de commande non représenté permet de piloter la motorisation 90, par conséquent l'inclinaison du chemin de roulement 78 et la variation de la charge appliquée à la barre 40. Ce système de commande peut permettre de commander de manière automatique et autonome l'inclinaison du chemin de roulement et la variation de l'effort exercé par l'utilisateur. Avantageusement, le système de commande comprend des moyens de programmation permettant de définir un cycle de variation de l'effort de l'utilisateur en agissant de manière adéquate sur la motorisation Sur la figure 7A, le chemin de roulement est sensiblement horizontal si bien que la charge appliquée à la barre est sensiblement nulle. Sur la figure 7B, le chemin de roulement est faiblement incliné de l'ordre de 30 si bien que la charge appliquée à la barre correspond à la masse du chariot multipliée par le sinus de l'angle a, soit un effort exercé sur la barre de l'ordre de MxO,5, M étant la masse du chariot lesté 76. Sur la figure 7C, le chemin de roulement est fortement incliné de l'ordre de 75 si bien que la charge appliquée à la barre correspond à la masse du chariot multipliée par le sinus de l'angle a, soit un effort exercé sur la barre de l'ordre de Mx0,96, M étant la masse du chariot lesté 76. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les dimensions, formes et matériaux des différents éléments. be même, les différentes variantes concernant les moyens de liaison entre la barre et le dispositif de variation de charge illustrées sur les figures 1 à 4 peuvent s'appliquer au dispositif illustré par la figure 5. Enfin, l'invention n'est pas limitée aux appareils de musculation et/ou de rééducation comprenant une barre manipulée par un utilisateur. Elle peut s'adapter à tous les appareils de musculation et/ou de rééducation comprenant au moins un élément manipulé par un utilisateur. 12 REVENDICATIONS 1. Appareil de musculation et/ou de rééducation comprenant au moins un élément (12), notamment une barre, susceptible d'être manipulé par un utilisateur (14), caractérisé en ce que ledit au moins un élément (12) est relié par au moins une liaison à une charge variable (18) comprenant une masse (20) susceptible de se déplacer selon une direction ainsi qu'un dispositif permettant de faire varier l'inclinaison de la direction de déplacement de la masse (20). 2. Appareil de musculation et/ou de rééducation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (12) manipulé par l'utilisateur est chargé.. 3. Appareil de musculation et/ou de rééducation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'inclinaison de la direction de déplacement de la masse (20) peut varier de part et d'autre de l'horizontale. 4. Appareil de musculation et/ou de rééducation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la charge variable (18) est reliée à l'élément ou aux éléments (12) par deux liaisons (24, 26) reliées à l'élément ou aux éléments (12) et à la masse (20) de manière à synchroniser les mouvements de la masse (20) et de l'élément ou des éléments (12). 5. Appareil de musculation et/ou de rééducation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la ou les liaisons (24, 26) sont reliées 20 à la masse (20) par l'intermédiaire de mouf loges (28) . 6. Appareil de musculation et/ou de rééducation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la masse (20) peut se déplacer le long d'un élément de guidage (29) dont l'axe (30) de pivotement est disposé sensiblement à équidistance des extrémités de l'élément de guidage (29). 7. Appareil de musculation et/ou de rééducation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un renvoi (32) dont l'axe de rotation 2881355 13 est confondu avec l'axe (30) de pivotement de l'élément de guidage (29) ainsi que des poulies (34) disposées à chaque extrémité de l'élément de guidage (29) formant mouf loge, pour chaque liaison, le câble étant guidé par le renvoi (32), puis par la poulie (34) pour être enfin relié à la masse (20). 8. Appareil de musculation et/ou de rééducation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif (42) permettant de faire varier l'inclinaison de la direction de déplacement de la masse (20) comprend: - un chariot lesté (76), - un chemin (78) le long duquel est susceptible de se translater ledit chariot, 10 ledit chemin (78) comportant un axe de pivotement (86) disposé à équidistance de ses extrémités et une couronne (92) en demi-cercle, - une commande susceptible de commander une motorisation dont la sortie est susceptible de coopérer avec la couronne de manière à provoquer la modification de l'inclinaison du chemin (78). 9. Appareil de musculation et/ou de rééducation selon l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce qu'il comprend un système de sécurité permettant de stopper le mouvement dudit au moins un élément (12) susceptible d'être manipulé par un utilisateur, selon au moins une direction, comportant d'une part au moins un crochet (68) cinétiquement lié à l'élément susceptible d'être manipulé par l'utilisateur, et d'autre part, des encoches (70) ménagées au niveau du bâti par rapport auquel se déplace l'élément, ledit crochet (68) étant susceptible d'occuper deux positions, une première position rétractée dans laquelle il n'est pas en saillie et ne coopère pas avec au moins une encoche (70) et une seconde position d'arrêt dans laquelle il est en saillie et susceptible de s'immobiliser dans l'une des encoches (70). 10. Appareil de musculation et/ou de rééducation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un système de sécurité permettant de stopper le mouvement dudit au moins un élément (12) susceptible d'être manipulé par un utilisateur, selon au moins une direction, ledit système de sécurité étant susceptible de changer d'état en fonction de la vitesse, de l'accélération et/ou de la position dudit au moins un élément (12).