CA2746440A1

CA2746440A1 - Appareil d'exercice musculaire et/ou articulaire

Info

Publication number: CA2746440A1
Application number: CA2746440A
Authority: CA
Inventors: Marc Champsaur
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2010-06-17
Also published as: WO2010067034A2; EP2370184A2; EP2370184B1; US9005145B2; FR2939687A1; WO2010067034A3; FR2939687B1; US20110275480A1

Abstract

Appareil (1) d'exercice musculaire et/ou articulaire adapté à la rééducation et/ou l'entraînement physique d'une partie du corps d'un utilisateur, comprenant : un corps (2) creux; un organe mobile (3) déplaçable en translation à l'intérieur du corps; un moyen moteur (5) disposé sur le fond (21) du corps et adapté pour entraîner et freiner en déplacement l'organe mobile dans les deux sens de translation; un moyen de coopération (6) entre le corps et un bâti (B), ce moyen de coopération étant disposé sur le fond du corps et comprenant : au moins un moyen d'articulation (60) du corps sur le bâti, ledit moyen d'articulation offrant au moins au moins un degré de liberté en rotation pour le corps autour d'un axe de rotation; et un moyen amovible (63) de montage et de démontage du corps, ledit moyen amovible étant conçu pour le montage amovible dudit corps sur un support (S) monté à coulissement dans le bâti.

Description

APPAREIL D'EXERCICE MUSCULAIRE ET/OU ARTICULAIRE

La présente invention se rapporte à un appareil d'exercice musculaire et/ou articulaire, à un dispositif d'exercice musculaire et/ou articulaire comprenant un tel appareil d'exercice et à un procédé
d'utilisation de cet appareil d'exercice ; un tel appareil étant adapté à la rééducation et/ou l'entraînement physique d'une partie du corps d'un utilisateur, tel qu'un membre supérieur (bras) et/ou inférieur (jambe), ou une partie de membre supérieure (avant-bras, poignet, coude) et/ou inférieure (cheville, cuisse, genou), ou une autre une partie du corps comme par exemple la hanche ou le bassin.
Elle se rapporte plus particulièrement à un appareil d'exercice musculaire et articulaire pouvant avantageusement être utilisé dans un hôpital, un cabinet de kinésithérapie, un club sportif, un club de maintien de la forme physique ou à domicile chez l'utilisateur, étant bien entendu par utilisateur toute personne susceptible d'utiliser un tel appareil d'exercice.
De manière connue, la rééducation d'un membre, bras ou jambe, suite à une maladie ou un accident comprend principalement les étapes suivantes :
- une première mobilisation articulaire pendant laquelle le membre est déplacé sans faire intervenir le muscle du patient, suite à une période de repos articulaire avec immobilisation du membre concerné ;
- une mobilisation active pendant laquelle l'effort du muscle du patient est assisté ; et enfin - le renforcement musculaire proprement dit pendant lequel le patient déplace le membre contre une force résistante, avec éventuellement une phase de musculat analytique, c'est-à-dire ne faisant intervenir qu'un ou plusieurs muscles spécifiques, suivie d'une phase de musculation globale.
Dans les clubs sportifs ou de maintien de la forme physique, les personnes pratiquent généralement des exercices musculaires rarement exécutés dans leur vie quotidienne, à l'exception des sportifs qui pratiquent, en sus de l'entretien de leur condition physique, le développement de muscles particuliers nécessaires à leur activité sportive tels que ceux des jambes et des bras pour un skieur, un nageur ou un joueur de tennis.
On distingue usuellement les exercices musculaires en fonction des contraintes et mouvements imposés au muscle, à savoir :

2 - les exercices de musculation isométrique, avec une contraction du muscle sans mouvement du membre ;
- les exercices de musculation à charge constante pendant lesquels une charge pesante est déplacée verticalement par un jeu de câbles et de poulies et ce plus ou moins rapidement selon l'effort de la personne ;
- les exercices de musculation isocinétique (ou isokinétique) pendant lesquels la vitesse du mouvement est imposée par une machine à une valeur constante ; et enfin - les exercices de musculation isotonique nécessitant des appareils d'exercices imposant une force de contre-réaction et une vitesse de mouvement de telle sorte que le tonus du muscle impliqué reste constant.
De plus, sachant que tout membre dispose de deux muscles ou chaînes de muscles travaillant en opposition, l'un(e) agoniste et l'autre antagoniste (comme par exemple le biceps et le triceps pour le bras, ou le quadriceps et les muscles ischio-jambiers pour la jambe), on peut définir quatre efforts musculaires distincts d'un membre par rapport à un levier, soit par exemple pour l'avant bras :
- contraction du biceps pour tirer dans un mouvement concentrique le levier ;
- effort du biceps pour retenir le levier se déplaçant dans un mouvement excentrique ;
- poussée par le triceps du levier dans un mouvement excentrique ; et enfin - retenue par le triceps du levier se déplaçant concentriquement.
En outre, il est bien connu que les muscles, du fait de l'asymétrie de l'orientation de leurs fibres et de leurs insertions, exercent sur les os et leurs articulations des forces et/ou des couples simultanés bidirectionnels, voire pluri-directionnels. Ainsi, la quasi-totalité des muscles exerce sur les segments articulaires des contraintes multi-directionnelles. Or, il est établi que lors d'un exercice musculaire développant des efforts bidirectionnels, voire pluridirectionnels, la suractivation de l'activité musculaire peut atteindre de 15 à
25 % d'unités motrices musculaires recrutées en plus par rapport à un exercice musculaire développant des efforts unidirectionnels ; l'unité motrice se définissant comme un ensemble comprenant une fibre musculaire et une fibre nerveuse assurant son contrôle. Dans le cadre de l'invention, les termes bidirectionnel, multidirectionnel ou pluridirectionnel expriment la possibilité pour un sujet, un membre, une ou des articulations, de pouvoir effectuer simultanément ou successivement un effort selon plusieurs degrés de liberté,

3 donc selon plusieurs directions, comme il le sera montré ci-après de façon détaillée.
De l'ensemble des définitions indiquées ci-dessus, on peut comprendre la grande variété d'exercices musculaire ainsi que la multitude des mouvements possibles, d'où l'intérêt porté aux appareils d'exercice musculaire polyvalent permettant notamment d'assurer des efforts ou mouvements pluridirectionnels, de faire travailler des muscles ou chaînes de muscle spécifiques sans faire travailler par exemple les muscle ou chaînes de muscle antagonistes, de permettre des mouvements concentriques et excentriques.
Il est également intéressant d'avoir un appareil d'exercice articulaire permettant une mobilisation articulaire pendant laquelle le membre est déplacé sans faire intervenir le muscle du patient, ainsi qu'une mobilisation active pendant laquelle l'effort du muscle du patient est assisté.
Les produits existants dans le domaine de la rééducation et de la remise en forme utilisent essentiellement pour créer un effort de travail sur le membre des systèmes utilisant des poids (on parle alors d'appareil de pouliethérapie), ou bien des résistances avec des systèmes pneumatique (on parle alors d'appareil mécanothérapie). Ces appareils sont en général lourds et encombrants, peu paramétrables, offrant un choix de mouvement réduit pour le membre, difficiles à monter soi-même et difficilement transportables.
De tels appareils présentent l'inconvénient de solliciter brutalement les membres objets de l'exercice. La figure 1 représente une courbe CO
illustrant la variation de l'effort F en fonction du déplacement D de la charge, pour un cycle de déplacement montée/descente de la charge, dans le cas spécifique d'un appareil de pouliethérapie : la première partie P1 de la courbe, située au-dessus de l'axe des abscisses, correspond à un effort en traction dans lequel le patient ou utilisateur tire pour soulever la charge, et la deuxième partie P2 de la courbe, située en-dessous de l'axe des abscisses, correspondant à un effort de retenue (ou de résistance) dans lequel le patient retient la charge qu'il a tiré durant la première phase. La figure 1 illustre les trois variations brusques ou discontinuités dans l'effort lors :
- du décollement de la charge, avant la première phase P1 - de l'inversion du sens de déplacement de ladite charge, entre les deux phases P1 et P2, où l'effort de traction bascule en un effort de résistance ;
- de la pose de la charge, après la deuxième phase P2.

4 PCT/FR2009/052489 Ces discontinuités sont inévitables, non réglables et d'autant plus importante que la charge à soulever ou retenir est lourde. Or, ces variations brusques d'effort engendrent des sollicitations importantes au niveau des :
- des tendons, pouvant conduire en cas de fatigue à des problèmes de tendinite ; et - des articulations, limitant l'usage de tels appareils pour les personnes ayant des problèmes articulaires et souhaitant tout de même entraîner les muscles du membre en question.
En outre, ces variations brusques d'effort sollicitent fortement le système cardiaque, car le coeur doit répondre à cet effort musculaire brusque.
Ainsi les personnes présentant des faiblesses cardiaques, comme par exemple les personnes munies de pacemaker, ne pourront pas utiliser ces appareils, ou alors d'une manière très limitée.
Durant la phase de la première phase P1 de déplacement, l'effort F
de traction de la machine reste pendant tout le déplacement quasiment constant. Durant cette première phase P1, il est observé que la respiration s'ajuste sensiblement au rythme des mouvements, qui ne correspond pas nécessaire au rythme normal de respiration. Donc cette respiration ne permettra pas un apport en oxygène correct et le muscle travaillera en anaérobie, autrement dit avec un déficit en oxygénation. Un tel déficit en oxygénation des muscles crée des toxines qui devront être évacuées, pour éviter des courbatures, par des étirements en fin d'exercice et une hydratation plus importante.
Durant cette première phase P1, il est également observé une sollicitation de toutes les fibres musculaires. Comme l'effort F est constant durant toute la première phase P1 de déplacement de la charge, toutes les fibres travaillent. Une telle sollicitation de toutes les fibres peut être préjudiciable pour les personnes ayant des contusions musculaires sur certaines fibres, de sorte que l'entraînement de ce muscle ne peut pas être fait avec un tel appareil d'exercice. Pour ces personnes, seul un spécialiste, comme par exemple un kinésithérapeute, peut faire travailler de façon spécifique certains muscles ou chaînes musculaires en faisant notamment varier l'effort au cours du mouvement. De même, ces appareils ne sont pas adaptés pour des personnes présentant un tendon fragilisé et/ou douloureux et qui ne peuvent faire travailler leur membre que dans une plage de mouvement limitée du membre en question.

Après avoir tracté la charge pendant la première phase P1, il faut ensuite ramener cette dernière au point de départ durant la deuxième phase P2. Le retour de la charge est donc obligatoire et l'effort de résistance à
effectuer est équivalent à l'effort de traction. Toutes les remarques ci-dessus

5 relatives à la première phase P1 sont bien entendues valables pour la deuxième phase P2.
Ces efforts constants et répétitifs de traction et de résistance vont certes exercer des efforts sur le membre en exercice, mais viendront aussi solliciter les muscles de maintien de la posture du patient. Par exemple, dans le cas où le patient est assis et effectue des mouvements d'un seul bras, son buste va compenser le déséquilibre engendré par les efforts exercés sur le bras. Au fur et à mesure de l'exercice, le patient ne va pas compenser de manière identique à chaque fois et sa posture risque de dévier, pouvant engendrer des problèmes musculaires à long terme.
De p l u s , les appareils de musculations connus ne sont généralement pas polyvalent ou multifonctionnel dans le sens où ces appareils présentent des articulations dédiées spécifiquement à l'exercice de certains muscles ou de certains membres ou parties de membre, tels que le bras, l'épaule, le coude, le poignet, la cuisse, la cheville etc.
L'état de la technique peut également être illustré par l'enseignement des documents FR 2 875 140 Al et FR 2 619 723 Al. Ces documents divulguent des appareils d'entraînement et de rééducation des membres inférieurs, et en particulier du genou pour le document FR 2 875 140 Al, qui utilisent des organes mobiles en rotation. De tels appareil et système présentent l'inconvénient d'être encombrants et difficilement transportables, sans compter qu'ils sont limités à l'exercice des membres inférieurs, voire uniquement à l'exercice du genou, en employant un tel organe mobile en rotation.
Il est également connu des appareils dits multi-usages qui peuvent réaliser plusieurs fonctions successivement, par addition de deux dispositifs distincts. Cependant, ces appareils ne peuvent pas effectuer simultanément des mouvements ou des efforts bidirectionnels, pluridirectionnels ou multidirectionnels, dans le sens où ils ne permettent pas de réaliser simultanément des mouvements ou des efforts bidirectionnels ou pluridirectionnels.

6 Dans le domaine de la rééducation des personnes souffrant de troubles du mouvement, il est connu du document WO 2004/096501 d'employer un appareil d'exercice comprenant un piston mobile à l'intérieur d'un cylindre sous l'action d'une unité hydraulique ou pneumatique. Un tel appareil s'avère cependant coûteux et peu adapté à certains types de mouvement, du fait notamment de l'inertie inhérente à un déplacement commandé par une unité hydraulique ou pneumatique. il est connu de ce document WO 2004/096501 d'employer un appareil d'exercice du type bras robotique ou à retour de force nécessitant une commande pneumatique, hydraulique ou motorisé avec des moteurs couples. Un tel appareil est cependant particulièrement complexe et coûteux, et il ne permet de travailler que dans un plan prédéfini imposé par l'appareil.
Le document US 2007/0202992 Al décrit un appareil d'exercice comprenant une manivelle mobile en rotation dont le déplacement en rotation est asservi autour d'une courbe de consigne en effort. Un tel appareil s'avère encombrant, difficilement transportable, et inadapté à certains types de mouvement du fait de la limitation du mouvement à une simple rotation de la manivelle.
Le document US 2007/0299371 Al divulgue un appareil d'exercice conçu pour guider un patient à réaliser un mouvement selon une trajectoire spatiale déterminée. Cet appareil comprend notamment un bras télescopique limité en terme d'amplitude du mouvement et est donc destiné à
l'apprentissage de gestes sur de faibles amplitudes. Cet appareil est donc peu adapté pour de la rééducation articulaire qui demande des possibilités d'amplitude beaucoup plus importantes. De plus, ce bras télescopique est limité en termes d'efforts radiaux de par sa conception mécanique. En effet, ce bras télescopique est peu adapté pour reprendre des efforts radiaux trop soutenus, et limite ainsi les exercices à des efforts radiaux très faibles.
Cet appareil est donc peu adapté pour des exercices de renforcement musculaire qui demandent des efforts importants. Le barycentre de cet appareil varie de façon importante en fonctionnement, nécessitant ainsi des mécanismes de compensation particulièrement coûteux, complexes et encombrants, à savoir des mécanismes d'asservissement des moteurs et du frein de palonnier.
En outre, l'appareil décrit dans le document US 2007/0299371 Al constitue une solution avec quatre degrés de mobilité dont au moins trois sont motorisés qui est particulièrement coûteuse et encombrante, notamment avec

7 une table de travail, et donc limité aux centre de rééducations types clinique ou hôpital. L'encombrement de la table de travail empêche également un travail dans l'espace.
Dans le domaine de la rééducation des membres inférieurs, le document US 2007/0066451 Al divulgue un appareil d'exercice comprenant une pédale déplaçable sous l'action du pied du patient. Avec un tel appareil, le travail se fait dans un plan non paramétrable et selon une trajectoire fixe au sein d'une même série de répétitions de l'exercice, limitant ainsi son usage à
un nombre très limité d'exercice.
La présente invention a notamment pour but de résoudre en tout ou partie les inconvénients susmentionnés, et propose à cet effet un appareil d'exercice musculaire et/ou articulaire adapté à la rééducation et/ou l'entraînement physique d'une partie du corps, notamment un membre supérieur et/ou inférieur, d'un utilisateur, ledit appareil comprenant :
- un corps creux, ouvert à l'une de ses extrémités et présentant un fond sur l'extrémité opposée à l'extrémité ouverte ;
- un organe mobile déplaçable en translation à l'intérieur du corps selon un axe principal et conçu pour être déplacé par la partie du corps de l'utilisateur et également pour déplacer ladite partie du corps ;
- un moyen moteur disposé sur le fond du corps, relié à l'organe mobile et adapté pour entraîner en déplacement l'organe mobile dans les deux sens de translation, et également pour freiner le déplacement de l'organe mobile dans les deux sens de translation , - un moyen de coopération entre le corps et un bâti, ce moyen de coopération étant disposé sur le fond du corps et comprenant :
- au moins un moyen d'articulation du corps sur le bâti, ledit moyen d'articulation offrant au moins au moins un degré de liberté en rotation pour le corps autour d'un axe de rotation ; et - un moyen amovible de montage et de démontage du corps, ledit moyen amovible étant conçu pour le montage amovible dudit corps sur un support monté à coulissement dans le bâti.
Cet appareil présente l'avantage d'être de faible poids et de faible encombrement, transportable ou portatif, en comprenant principalement le corps creux, le moyen moteur et l'organe mobile. L'encombrement d'un tel appareil réside essentiellement dans l'encombrement du corps, lorsque le bras est rétracté au moins partiellement à l'intérieur du corps ; le moyen moteur

8 étant avantageusement fixé sur le fond du corps, à l'intérieur ou à
l'extérieur du corps. Ainsi, cet appareil est aisément transportable à la main ou dans une voiture, permettant par exemple à un thérapeute ou à un entraîneur sportif de se déplacer avec un ou plusieurs appareils conformes à l'invention et de se rendre au domicile de ses patients ou clients pour leur faire réaliser des exercices sur ces appareils.
Le positionnement du moyen moteur et du moyen de coopération sur le fond du corps permet ainsi de stabiliser le barycentre sur l'arrière de l'appareil, et donc de déporter le poids de l'appareil au niveau du bâti avec l'avantage de minimiser les changements de poids en fonctionnement, lors des exercices. De façon avantageuse, le moyen moteur est disposé dans un carter solidaire du crops, et le moyen de coopération est fixé sur le carter en question, de sorte que le moyen de coopération est disposé sensiblement entre le moyen amovible et le moyen moteur.
En outre, cet appareil convient pour effectuer simultanément des mouvements ou des efforts bidirectionnels, pluridirectionnels ou multidirectionnels, en permettant d'effectuer un effort selon plusieurs degrés de liberté. En effet, l'organe mobile offre un premier degré de liberté vis-à-vis du corps, et le moyen d'articulation offre au moins un degré de liberté
supplémentaire. Ainsi, l'appareil pourra servir dans la rééducation (ou la remise en forme) de la majorité des muscles du patient.
En outre, l'utilisateur pourra choisir le plan de travail en réglant la position du corps sur le bâti, grâce au moyen amovible permettant le montage amovible du corps sur un support qui est réglable en translation sur un bâti.
En combinant la mobilité de l'organe mobile en translation, le ou les degrés de liberté en rotation réalisés par le moyen d'articulation, et la possibilité de réglage de la position (eg. hauteur ou position verticale) de l'appareil, une multitude de combinaisons et de mouvement pour le patient sont envisageables, avec le patient qui pourra par exemple se trouver ou bien en posture couché, assis ou debout, et avec l'appareil (autrement dit le corps de l'appareil) qui pourra être positionné de façon réglable horizontalement, verticalement ou bien inclinée. Cet appareil permet ainsi de faire travailler l'utilisateur dans un quasi demi-espace, d'environ - 900 à + 90 en horizontale et d'environ - 90 à + 90 en verticale.
Cet appareil permet avantageusement d'effectuer des exercices en aérobie. Avec cet appareil, il en effet possible de travailler avec un effort

9 maximal pendant une partie de l'exercice et ainsi d'éviter de calquer son expiration sur l'effort et de régler sa respiration sur l'exercice et donc son rythme cardiaque sur la respiration. Respiration et rythme cardiaque sont donc découplés de l'effort. Les échanges gazeux (apport de l'oxygène au muscle) sont donc optimisés, permettant ainsi de réaliser des exercices sans un besoin conséquent en échauffement cardiovasculaire préalable. Cet appareil permet ainsi la pratique de l'entraînement physique et/ou de la rééducation à des populations incapables de réaliser un échauffement préalable. En outre, les toxines générées lors des efforts sont également drainées hors du muscle plus efficacement, évitant ainsi un besoin conséquent en étirement musculaire après les exercices, tout en évitant les traumatismes du lendemain tels que les courbatures. Cet appareil permet donc à des populations incapables de réaliser un échauffement cardiovasculaire avant l'exercice et/ou des étirements après l'exercice de pratiquer ce type d'entraînement physique et/ou de rééducation.
Parmi encore les avantages, cet appareil permet d'effectuer un travail sur une chaîne de muscles unique sans que la chaîne musculaire antagoniste ne soit sollicitée en charge dans l'exercice. En effet, l'appareil peut fournir une énergie, ou résister à une énergie, dans un sens de déplacement de l'organe mobile et assurer un retour en position initiale sans que l'utilisateur n'ait à développer d'effort. Un tel travail permet d'exercer un muscle ou une chaîne musculaire précisément sans solliciter en charge les muscles de la chaîne antagoniste, ouvrant ainsi notamment la pratique de l'entraînement physique et/ou de rééducation à des personnes qui ont des traumatismes musculaires ou des problèmes d'articulation, de tendons ou osseux.
Cet appareil peut bien entendu être programmé pour solliciter plusieurs muscles et faire également intervenir plusieurs chaînes de muscles durant un même exercice. Il est ainsi envisageable avec cet appareil de faire travailler des chaînes antagonistes, à des fins d'équilibrage, de développement musculaire ou encore de gain de temps.
L'appareil conforme à l'invention peut présenter deux modes de fonctionnement :
- un mode moteur ou actif dans lequel l'appareil génère un mouvement auquel l'utilisateur doit résister. L'énergie est fournie par le moyen moteur selon des courbes de consigne prédéfinies, comme par exemple des courbes d'effort ou de vitesse, et l'utilisateur offre un contre effort résistant, lui permettant ainsi d'exercer une partie de ces muscles.

- un mode générateur ou résistant ou passif, dans lequel l'appareil exerce à
l'encontre du mouvement réalisé par le sujet, qui fournit donc l'énergie, un contre effort pré programmé.
De façon avantageuse, le moyen d'articulation est conçu pour offrir 5 deux degrés de liberté en rotation autour de respectivement deux axes de rotation, notamment perpendiculaires l'un par rapport à l'autre ; l'un des axes de rotation coïncidant éventuellement avec l'axe principal de translation.
Par exemple, le moyen d'articulation comprend une première liaison pivot selon l'axe principal reliée à une seconde liaison pivot selon un

10 axe transversal perpendiculaire à l'axe principal.
De façon préférentielle, le ou chaque moyen d'articulation comprend en outre au moins une butée réglable limitant la rotation du corps autour d'au moins un axe de rotation, de sorte que ladite butée permette de définir une plage d'angle réglable pour la rotation dudit corps autour de l'axe de rotation correspondant.
En comportant une telle butée réglable, le moyen d'articulation permet de limiter la rotation du corps autour de l'axe de rotation concernée et ainsi de définir une plage d'angle pour la rotation autour de l'axe de rotation correspondant, de manière à limiter le mouvement de la partie du corps de l'utilisateur à l'intérieur d'un certain secteur d'angle, voire à l'intérieur d'un cône de liberté donné lorsque deux degrés de liberté en rotation sont limités.
Selon une possibilité de l'invention, le corps supporte au moins un moyen moteur secondaire apte à entraîner en rotation le corps autour d'un axe de rotation, ledit moyen moteur secondaire comprenant au moins un capteur d'angle autour de son axe de rotation.
Le ou chaque capteur d'angle peut être relié à un moyen de contrôle afin de commander le ou chaque moyen moteur secondaire de façon à
contraindre la partie du corps de l'utilisateur à suivre une trajectoire délimitée, ledit capteur d'angle pouvant être associé à un capteur de déplacement de l'organe mobile pour pouvoir localiser l'organe mobile dans l'espace ; le moyen de contrôle permettant de réaliser une étape de pilotage de la trajectoire de l'organe mobile dans l'espace.
Il est bien entendu envisageable d'avoir deux moyens moteur secondaires reliés au moyen de contrôle et aptes à entraîner en rotation le corps autour de deux axes de rotation respectifs ; ces axes étant par exemple perpendiculaires l'un par rapport à l'autre. De même, il est possible d'avoir trois

11 moyens moteur secondaires reliés au moyen de contrôle et aptes à entraîner en rotation le corps autour de trois axes de rotation respectifs. Il est également possible d'avoir au moins un moyen moteur secondaire apte à entraîner en rotation le corps autour d'un axe de rotation, ainsi qu'au moins un autre moyen moteur secondaire apte à entraîner en translation le corps.
Selon une caractéristique, l'appareil un moyen de liaison adapté
pour relier ladite partie du corps de l'utilisateur audit organe mobile afin que l'utilisateur puisse imposer un effort de déplacement audit organe mobile et inversement.
Selon une autre caractéristique, le moyen de liaison correspond à
l'un des moyens choisis parmi une poignée sphérique, une poignée à rotule, une poignée pivotante, une sangle, une surface formant prise ménagée sur une extrémité de l'organe mobile, et tout autre moyen de préhension équivalent permettant à la fois de tirer et/ou de pousser l'organe mobile.
De manière générale, le moyen de liaison est adapté à la partie du corps à exercer, de sorte qu'il est avantageux que les moyens de liaison soient interchangeables. Ainsi, le moyen de liaison est fixé de manière amovible sur l'organe mobile afin de permettre cette interchangeabilité.
L'appareil permet notamment de réaliser des exercices sur notamment les membres inférieurs et supérieurs, sans par exemple une utilisation exclusive à l'un ou l'autre membre. Des exercices de travail concernant d'autres parties du corps (bassin, dos..) peuvent également être réalisés avec cet appareil, par exemple au moyen d'une sangle.
Selon une autre caractéristique, le moyen moteur comprend - un moteur prévu pour un fonctionnement quatre quadrants ;
- une alimentation réversible du moteur ; et - des moyens de conversion réversible du mouvement de sortie du moteur en un déplacement en translation de l'organe mobile.
De façon avantageuse, le corps supporte intérieurement des moyens de guidage de l'organe mobile afin de supporter les efforts radiaux perpendiculaires à l'axe principal et de guider ledit organe mobile dans son mouvement de translation.
Ainsi, l'appareil permet d'effectuer des exercices de renforcement musculaire qui demandent des efforts importants.
Dans une réalisation particulière, ces moyens de guidage comprennent :

12 - plusieurs tirants, de préférence trois tirants, s'étendant à l'intérieur du corps parallèlement à l'axe principal ; et - au moins un coulisseau monté à coulissement sur chacun desdits tirants et monté fixe sur l'organe mobile.
Avec ces tirants, le guidage de l'organe mobile est sensiblement isostatique, assurant ainsi une reprise optimale des efforts radiaux et permettant à l'appareil de supporter des efforts radiaux conséquents.
Dans cette réalisation avec tirants, il est envisageable que le moyen moteur comporte un moteur rotatif, un arbre fileté entraîné en rotation par le moteur et une pièce formant écrou fixée sur l'organe mobile et pourvue d'un orifice fileté coopérant avec l'arbre fileté, et que la pièce formant écrou est solidaire du coulisseau.
Le corps est par exemple d'une longueur comprise entre 700 et 1500 mm, préférentiellement entre 1000 et 1200 mm.
L'organe mobile présente par exemple une course maximale de translation comprise entre 500 et 1000 mm, préférentiellement entre 700 et 800 mm.
Dans une réalisation particulière, l'appareil comprend en outre un moyen d'affichage adapté pour réaliser une étape d'affichage de l'évolution du paramètre principal d'exercice et/ou d'au moins un paramètre de consigne pendant l'exercice afin d'informer l'utilisateur et/ou une tierce personne de l'évolution de ce ou ces paramètres caractéristiques de l'exercice effectué
par l'utilisateur, ledit moyen d'affichage étant notamment réalisé sous la forme d'un écran ou d'un moniteur ou d'un ensemble de diodes lumineuses disposés sur l'appareil ou hors de l'appareil.
Cet affichage permet ainsi de suivre en temps réel le travail exercé
par l'utilisateur, soit à destination d'un tiers praticien ou entraîneur sportif soucieux de contrôler l'exercice en cours, afin éventuellement de modifier l'exercice en cours de route en fonction des courbes affichées par le moyen d'affichage.
De façon avantageuse, l'appareil comprend en outre un moyen de transmission adapté pour réaliser une étape de transmission de données traduisant l'évolution du paramètre principal d'exercice et/ou d'au moins un paramètre de consigne pendant l'exercice à destination d'un terminal externe, notamment du type terminal téléphonique et/ou informatique, afin d'informer une tierce personne située à distance de l'utilisateur de l'évolution de ce ou ces

13 paramètres caractéristiques de l'exercice effectué par l'utilisateur, ledit moyen de transmission étant notamment du type transmission filaire ou transmission sans fil.
Ainsi, une personne située à distance (comme un praticien ou un entraîneur sportif) peut recevoir via un réseau un historique de l'exercice effectué par l'utilisateur, permettant ainsi de suivre l'évolution de l'utilisateur séance après séance et éventuellement d'adapter l'exercice à l'utilisateur, en modifiant ou en remplaçant la courbe de consigne et/ou le protocole complet d'exercice.
Selon une caractéristique, l'appareil comprend en outre au moins un moyen de guidage de l'utilisateur adapté pour générer un signal de guidage, notamment du type signal visuel, tactile ou sonore, à destination de l'utilisateur et destiné à guider l'utilisateur dans son exercice notamment en terme de :
- effort ou vitesse à développer pour déplacer l'organe mobile ou freiner le déplacement de l'organe mobile, - temps ou nombre de cycle restant pour l'exercice ou pour la phase de l'exercice correspondant.
Ce moyen de guidage permet ainsi à l'utilisateur d'être guidé dans ses exercices de façon visuelle (avec par exemple un écran positionné devant lui) et/ou de façon sonore (avec par exemple un haut-parleur qui émet des phrases préenregistrées), avec l'émission de phrases écrites ou parlées du type informatif (comme par exemple il vous reste cinq minutes ou allez moins vite ) ou du type destiné à encourager l'utilisateur (comme par exemple vous allez battre votre record ).
L'appareil est par exemple équipé d'interfaces homme machine intégrées (telles qu'un écran, un clavier, un synthétiseur vocal, un microphone, etc.) et de périphériques de communications (tels qu'un écran tactile, un ordinateur, etc.) qui permettent la saisie ou l'enregistrement des courbes de consigne et le transfert de données avant et après l'exercice. Cela permet également de fournir à l'utilisateur et à son entourage immédiat ou distant des données sonores, visuelles et des représentations graphiques en temps réel pendant les exercices.
L'invention concerne également un dispositif d'exercice musculaire et/ou articulaire adapté à la rééducation et/ou l'entraînement physique d'une partie du corps, notamment un membre supérieur et/ou inférieur, d'un utilisateur, ledit dispositif comprenant :

14 - un appareil d'exercice conforme à l'une quelconque des revendications précédentes ; et - un bâti dans lequel est monté à coulissement un support ;
où le corps est monté de façon amovible sur ledit support, via le moyen amovible, de manière à permettre le réglage de la position de l'appareil en réglant la position du support sur le bâti.
Un tel dispositif est particulièrement avantageux car la combinaison d'un tel bâti et d'un tel appareil permet de choisir son plan de travail parmi une infinité de solutions. En effet, ce dispositif permettre un travail dans un demi-espace complet, limité par le bâti qui supporte le support.
L'appareil et le dispositif conformes à l'invention permettent le travail des membres supérieurs, des membres inférieurs et également du tronc (travail du rachis) avec un seul et même équipement.
L'invention se rapporte aussi à un procédé d'utilisation d'un appareil d'exercice conforme à l'invention, comprenant les étapes suivantes :
- montage de façon amovible du corps de l'appareil sur un support monté à
coulissement dans un bâti , - réglage de la position de l'appareil en réglant la position du support sur le bâti.
Selon une possibilité de l'invention, ce procédé d'utilisation comprend en outre un procédé de commande de l'appareil comprenant les étapes suivantes :
a) enregistrement ou saisie d'au moins une courbe de consigne correspondant à une variation prédéfinie d'un paramètre principal d'exercice prédéterminé en fonction d'un paramètre d'état tel que le temps ou le déplacement de l'organe mobile, ledit paramètre d'exercice étant représentatif de l'effort de déplacement imposé par l'organe mobile à ladite partie du corps ou inversement et notamment choisi parmi la force développée par l'utilisateur sur l'organe mobile pour déplacer ou freiner l'organe mobile, le couple ou la force développés par le moyen moteur pour déplacer ou freiner l'organe mobile, la vitesse de déplacement de l'organe mobile et l'accélération du déplacement de l'organe mobile ;
b) acquisition d'une courbe réelle correspondant à la variation du paramètre principal d'exercice mesuré pendant l'exercice en fonction du paramètre d'état ;

c) commande du moyen moteur afin d'asservir la courbe réelle autour de la courbe de consigne pendant l'exercice, ledit moyen moteur étant contrôlé pour déplacer et/ou freiner l'organe mobile dans un mouvement de translation.
Ce procédé commande ainsi en asservissement un organe mobile 5 déplacé ou freiné en translation, permettant ainsi de réaliser des mouvements linéaires selon une courbe de consigne prédéfinie. L'asservissement vise essentiellement à ce que la courbe réelle se rapproche, avec une certaine tolérance, de la courbe de consigne ; ladite courbe de consigne correspondant à un objectif à atteindre par l'utilisateur, pendant l'exercice, en terme d'effort 10 lors du déplacement de l'organe mobile. L'organe mobile est capable de pousser et de tirer le membre, et également de résister à un effort exercé par le corps de l'utilisateur sur l'organe mobile dans les deux sens de déplacement ;
durant un cycle (déplacement avec retour au point de départ) le paramètre principal d'exercice peut varier suivant le réglage.

15 La programmation de l'effort permet ainsi d'avoir un appareil multifonctionnel, le même procédé (ou appareil) pouvant servir pour par exemple l'ensemble des membres de l'utilisateur, inférieur et supérieur, et d'autres parties du corps (hanche, bassin, etc.). De plus, la programmation de l'effort offre de nombreux avantages physiologiques pour l'utilisateur : les courbes de consigne (comme par exemple des courbes d'effort ou de vitesse en fonction du déplacement de l'organe mobile) sont entièrement programmables ou paramétrables par l'utilisateur ou par un praticien, tel qu'un kinéstithérapeute, ou par un entraîneur sportif.
Ainsi, comme mentionné ultérieurement, la programmation de l'effort va permettre par exemple de :
- travailler en aérobie ;
- éviter des variations brusques d'effort lors de l'exercice, supprimant ainsi les sollicitations brutales pour les tendons, les articulations, et le coeur ;
- travailler sur des muscles ou des chaînes musculaires souhaités, en ciblant l'effort pour une ou quelques chaîne musculaire choisies, les autres n'étant pas sollicitées restant au repos , - faire travailler deux chaînes bien distinctes de muscles dans le même mouvement.
Avec ce procédé de commande et l'appareil associé conformes à
l'invention, il est posssible d'effecteur des exercices en statique et en dynamique. Parmi les paramètres principaux d'exercice (comme par exemple

16 l'effort et la vitesse) et les paramètres d'état (comme par exemple le temps et le déplacement de l'organe mobile), chacun peut, seul ou en combinaison avec un autre paramètre, être programmé ou neutralisé au sein d'un exercice. Dans le cas particulier où le déplacement est figé à une valeur prédéfinie (autrement dit le cas où la position de l'organe mobile est figée), l'exercice correspond à un travail statique car l'utilisateur exercera un effort, ou résistera à un effort, de telle façon que le point de contact de son corps et de l'organe mobile restera immobile dans l'espace. Dans les autres cas, les exercices correspondent à
des travaux en dynamique avec un déplacement de l'organe mobile vis-à-vis du corps de l'utilisateur.
Dans une réalisation avantageuse, le procédé de commande comprend en outre les étapes suivantes :
d) mesure pendant l'exercice d'au moins un paramètre de consigne choisi parmi:
- un paramètre d'exercice secondaire distinct du paramètre d'exercice principal, ledit paramètre d'exercice secondaire étant représentatif de l'effort de déplacement imposé par l'organe mobile à ladite partie du corps ou inversement et notamment choisi parmi la force développée par l'utilisateur sur l'organe mobile pour déplacer ou freiner l'organe mobile, le couple ou la force développés par le moyen moteur pour déplacer ou freiner l'organe mobile, la vitesse de déplacement de l'organe mobile, et l'accélération du déplacement de l'organe mobile ; et/ou - un paramètre physiologique représentatif de l'état physiologique du sujet et choisi notamment parmi l'activité électromyographique, le rythme respiratoire, le rythme cardiaque, la température de l'utilisateur, le taux d'oxygène dans le sang, la tension artérielle, et la sudation ; et/ou - un paramètre de durée représentatif de la durée de l'exercice et choisi notamment parmi la durée de l'exercice, le nombre de cycle de déplacement effectué par l'organe mobile, le temps nécessaire à
l'utilisateur pour effectuer un ou plusieurs déplacements prédéterminés de l'organe mobile ; et/ou - un paramètre d'environnement représentatif de l'environnement externe dans lequel l'utilisateur effectue l'exercice et choisi notamment parmi la température ambiante externe, le taux d'humidité externe, la pression ambiante externe ;

17 e) comparaison pendant l'exercice du au moins un paramètre de consigne avec au moins une valeur seuil prédéfinie, notamment du type valeur de seuil minimale ou valeur de seuil maximale, ladite comparaison pouvant notamment être effectuée sur une période de temps prédéterminée et/ou sur une portion prédéterminée du déplacement de l'organe mobile ;
f) modification ou remplacement de la courbe de consigne si, lors de l'étape e), au moins un paramètre de consigne est supérieur ou inférieur à la valeur seuil correspondante, avant de reprendre les étapes b) à e) avec la courbe de consigne telle que modifiée ou remplacée afin d'adapter l'exercice à
l'utilisateur suivant un protocole d'exercice prédéfini en fonction de l'évolution d'au moins un paramètre de consigne.
Ainsi, l'exercice peut changer en cours de route, avec par exemple des différentes séries de cycles de travail successifs (à chaque série étant associé une courbe de consigne bien spécifique), pour par exemple :
- s'adapter à l'utilisateur (qui peut fatiguer et souhaiter diminuer l'effort ou au contraire souhaiter augmenter l'effort) ; et/ou - faire travailler différents muscles ou chaînes musculaires lors d'un même exercice ; et/ou - faire travailler différentes articulations lors d'un même exercice ;
- réaliser au choix des exercices de musculation isométrique, isocinétique ou isotonique.
Dans ce cas, le procédé de commande permet de modifier l'exercice (en modifiant ou remplaçant la courbe de consigne) ou de stopper l'exercice en cas par exemple de fatigue ou de défaillance de l'utilisateur ;
on parle alors d'un procédé (ou appareil) d'exercice auto-adaptatif car l'exercice s'adapte automatiquement à l'utilisateur suivant un protocole ou un paramétrage préétabli.
Pour avoir une adaptation de l'exercice à l'utilisateur et que l'appareil puisse réaliser les étapes d) à f) du procédé de commande, cet appareil peut comprendre :
- un moyen de stockage ou de saisie adapté pour enregistrer ou saisir la au moins une courbe de consigne pendant l'étape a) du procédé , - au moins un premier moyen de mesure du premier paramètre principal d'exercice et au moins un deuxième moyen de mesure du paramètre d'état ;
- au moins un troisième moyen de mesure du au moins un paramètre de consigne afin de réaliser l'étape d) du procédé ; et

18 - un moyen de contrôle relié aux premier et second moyens de mesure, au moyen moteur et au moyen de stockage ou de saisie, ledit moyen de contrôle étant conçu pour :
- acquérir la courbe réelle à partir des mesures effectuées par les premier et deuxième moyens de mesure afin de réaliser l'étape b) du procédé ;
- commander le moyen moteur afin de réaliser l'étape d) du procédé ;
- réaliser l'étape e) de comparaison ; et - réaliser l'étape f) de modification ou de remplacement de la courbe de consigne.
Dans un premier exemple, la ou les courbes de consignes peuvent être des courbes d'effort (ou de contre effort) en fonction du déplacement de l'organe mobile ou du temps. Dans ce cas, l'asservissement du moyen moteur assure le respect du paramètre principal d'effort, ou de contre effort, et la vitesse de l'organe mobile est une résultante prise en compte pour s'assurer d'une plage de fonctionnement ou pour afficher ou enregistrer les données ; la vitesse étant ici un paramètre de consigne prédéterminé.
Dans un deuxième exemple, la ou les courbes de consignes peuvent être des courbes de vitesse de l'organe mobile en fonction du déplacement de l'organe mobile ou du temps. Dans ce cas, du moyen moteur assure le respect du paramètre principal de vitesse, et l'effort est une conséquence dont la mesure assure une plage de fonctionnement et peut être affichée ou enregistrée ; l'effort étant ici un paramètre de consigne prédéterminé.
Selon une caractéristique, le procédé de commande comprend une étape de réception d'au moins une instruction émise par l'utilisateur ou une tierce personne, et une étape de modification ou de changement de la courbe de consigne en fonction de ladite instruction afin de modifier l'exercice en cours ou de remplacer l'exercice en cours par un autre exercice.
Cette étape de modification ou de remplacement de la courbe de consigne est du même type que l'étape f) décrite ci-dessus ; la seule différence étant l'origine (ou point de départ) de l'étape, à savoir la réception d'une consigne émise par un individu dans ce cas et une variation d'un paramètre de consigne dans le cas de l'étape f). Il est bien entendu envisageable que ces deux étapes s'effectuent en parallèle.
Ainsi, un praticien, tel qu'un kinésithérapeute, ou un entraîneur sportif peut intervenir sur l'exercice en forçant le moyen de contrôle à
modifier

19 l'exercice, le but étant par exemple d'adapter l'exercice en fonction de l'utilisateur placé sous l'observation du praticien ou de l'entraîneur sportif. De même, l'utilisateur peut modifier de lui-même l'exercice en cours de route en fonction de ses impressions physiques sur l'exercice en cours.
L'appareil peut ainsi comprendre un moyen de réception d'une instruction adapté pour réaliser l'étape de réception conformément au procédé
de commande.
L'utilisateur ainsi que le thérapeute ou l'entraîneur sportif peuvent ainsi intervenir en temps réel pendant un exercice pour modifier un ou plusieurs paramètres, comme par exemple l'effort ou la vitesse en tant que paramètre principal d'exercice. L'utilisateur contrôle donc complètement ses exercices et peut les adapter de façon volontaire au sein même d'un mouvement unitaire pour notamment accélérer, augmenter la force, rajouter des itérations ou du temps, allonger ou raccourcir un déplacement (c'est-à-dire augmenter ou diminuer l'amplitude d'un mouvement de translation de l'organe mobile) et voir la modification prise en compte en temps réel.
De façon préférentielle, un protocole d'exercice définit plusieurs phases d'exercice successives :
- une première phase au cours de laquelle :
i) les étapes b) et c) sont réalisées avec une première courbe de consigne (Cc10), pendant un nombre déterminé de cycle de déplacement de l'organe mobile (3) ou pour une durée prédéterminée ;
ii) les étapes d) et e) sont réalisées pendant l'étape i) avec un paramètre de consigne (Pc) déterminé ;
iii) l'étape f) est réalisée une fois que le nombre déterminé de cycle de déplacement a été effectuée par l'organe mobile (3) ou que la durée prédéterminée est écoulée, en remplaçant la première courbe de consigne (Cc10) par une seconde courbe de consigne (Cc20) ou en modifiant la première courbe de consigne (Cc10) afin de définir une seconde courbe de consigne (Cc20), et à condition que le paramètre de consigne (Pc) soit inférieur ou supérieur à une valeur seuil déterminée , - une seconde phase suivant la première phase au cours de laquelle :
iv) les étapes b) et c) sont réalisées avec la seconde courbe de consigne (Cc20) pendant un nombre déterminé de cycle de déplacement de l'organe mobile (3) ;

v) les étapes d) et e) sont réalisées pendant l'étape iv) avec un ou plusieurs paramètres de consigne (Pc) déterminés , vi) l'étape f) est réalisée pendant les étapes iv) et v) si l'un des paramètres de consigne (Pc) étudié durant l'étape v) est supérieur ou 5 inférieur à une valeur seuil déterminé, en remplaçant la seconde courbe de consigne (Cc20) par une autre courbe de consigne ou en modifiant ladite seconde courbe de consigne (Cc20).
Ainsi, ce protocole d'exercice permet d'exercer la partie du corps de l'utilisateur avec au moins deux phases distinctes préétablies ; ces phases 10 étant caractérisées notamment par les courbes de consigne associées qui ont été enregistrées ou saisies par éventuellement un praticien, tel qu'un kinésithérapeute, ou un entraîneur sportif, en fonction de la pathologie à
traiter et/ou de l'entraînement adapté à l'utilisateur.
Un entraînement peut ainsi être constitué d'un mouvement 15 programmé selon une courbe de consigne donné, lui-même répété selon un nombre d'itération (ou de cycle) défini. Certains paramètres de cet exercice initial peuvent évoluer en fonction d'un ou plusieurs paramètres de consigne choisis. Plusieurs exercices de types différents peuvent être combinés au sein d'un même protocole d'exercice ; le protocole d'exercice complet pouvant être

20 représenté dans un algorithme de commande. Les conditions d'enchaînement d'un exercice à un autre exercice et le nombre de cycles d'exercice peuvent dépendre du ou des paramètres de consigne prédéterminés.
Dans un mode de réalisation particulier, un protocole d'exercice définit au moins une phase d'exercice au cours de laquelle, pendant un nombre déterminé de cycle de déplacement, le moyen moteur est commandé pour, à
chaque cycle :
- faire travailler l'utilisateur dans un seul sens de translation de l'organe mobile, dit sens de travail, entre une position initiale et une position finale avec un asservissement autour d'une courbe de consigne prédéfinie ; et - déplacer automatiquement l'organe mobile dans le sens de translation opposé au sens de travail, jusqu'en position initiale, afin de ne pas faire travailler l'utilisateur dans ce sens de translation , les étapes b) à f) pouvant éventuellement être réalisées pendant cette phase de l'exercice.
Avec un tel protocole d'exercice, l'utilisateur fait travailler sa partie du corps dans un seul sens de translation, permettant ainsi de faire travailler

21 une chaîne de muscle bien spécifique, sans faire travailler la chaîne de muscles antagoniste. Un tel protocole peut également être destiné à faire travailler plus spécifiquement une articulation d'un membre supérieur ou inférieur.
Dans une réalisation particulièrement avantageuse, la courbe de consigne (telle qu'enregistrée ou saisie ou éventuellement telle que remplacée ou modifiée) correspond à la variation prédéfinie du paramètre principal d'exercice prédéterminé en fonction du déplacement de l'organe mobile, ladite variation s'effectuant uniquement à l'intérieur d'une plage de déplacement prédéterminée entre une valeur minimale et une valeur maximale prédéterminées du déplacement.
Avec une telle courbe de consigne, un protocole d'exercice définit une phase d'exercice au cours de laquelle le moyen moteur est commandé
pour déplacer l'organe mobile selon une courbe de consigne prédéfinie uniquement à l'intérieur d'une plage de déplacement choisie de l'organe mobile. Dans cette phase, l'organe mobile ne se déplace pas sur toute sa course (c'est-à-dire entre la position rétractée et la position déployée), mais se déplace sur une course réduite, classiquement entre deux positions intermédiaires associées à des valeurs minimale et maximale correspondantes.
Ainsi, il est possible de limiter le déplacement de la partie du corps de l'utilisateur entre deux bornes choisis notamment en fonction des muscles et/ou des articulations que l'on souhaite faire travailler ou pas et également en fonction des pathologies présentées par l'utilisateur, Dans un premier exemple d'exercice, il est possible avec ce protocole d'exercice de faire effectuer une succession de petits déplacements rapides d'un membre de l'utilisateur, c'est-à-dire de déplacements sur une course de faible amplitude relativement à la course totale de l'organe mobile , afin de faire travailler la tonicité des muscles.
Dans un deuxième exemple d'exercice, il est possible de faire travailler une articulation (comme celles du genou, du coude, de l'épaule, etc.) à
l'intérieur d'un secteur angulaire prédéterminé ; le secteur angulaire étant défini à
partir des valeurs minimale et maximale du déplacement de l'organe mobile.
De façon avantageuse, le procédé de commande comprend une étape de localisation de l'organe mobile dans l'espace, et une étape de pilotage de la position de l'organe mobile dans l'espace afin de contraindre l'utilisateur à suivre, avec l'organe mobile, une trajectoire délimitée dans l'espace durant l'exercice.

22 Ainsi, le procédé de commande et l'appareil associé permettent de commander le moyen moteur et le ou les moyens moteur secondaires afin d'asservir le mouvement de l'organe mobile autour d'une trajectoire prédéfinie, permettant un travail dans l'espace de la partie du corps de l'utilisateur (généralement un membre supérieur ou inférieur), avec l'avantage de faire travailler des chaînes musculaires spécifiques, au grée d'un programme ou protocole d'exercice choisi.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, de plusieurs exemples de mise en oeuvre non limitatifs, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 représente une courbe CO illustrant la variation de l'effort F
en fonction du déplacement D de la charge, pour un cycle de déplacement montée/descente de la charge, dans le cas d'un appareil de pouliethérapie connu ;
- la figure 2 représente schématiquement un appareil conforme à
l'invention , - les figures 3a à 3c sont des vues respectivement de dos, de face et de côté d'un appareil conforme à l'invention avec un organe mobile en position rétractée, et la figure 3d est une vue de dos de cet appareil avec l'organe mobile en position déployée ;
- les figures 4a et 4b sont des vues respectivement de face et de côté
de l'intérieur d'un appareil conforme à l'invention illustrant un moyen moteur selon un premier mode de réalisation , - la figure 5 est une vue de côté de l'intérieur d'un appareil conforme à
l'invention illustrant un moyen moteur selon un deuxième mode de réalisation , - les figures 6a et 6b sont des vues respectivement de face et de côté
de l'intérieur d'un appareil conforme à l'invention illustrant un moyen moteur selon un troisième mode de réalisation ;
- les figures 7a et 7b sont des vues respectivement de face et de côté
de l'intérieur d'un appareil conforme à l'invention illustrant un moyen moteur selon un quatrième mode de réalisation , - la figure 8 est une vue partielle en perspective d'un moyen moteur selon un cinquième mode de réalisation ,

23 - la figure 9 illustre schématiquement un appareil conforme à l'invention en prise avec un rail de guidage solidaire d'un bâti , - la figure 10 illustre schématiquement un appareil conforme à
l'invention en liaison avec un bâti et libre en mouvement à l'intérieur d'un tronçon de cône prédéfini , - la figure 11 représente schématiquement les différentes liaisons d'un appareil conforme à l'invention , - les figures 12 et 13 sont des vues schématiques d'un appareil conforme à l'invention muni de moyens moteur secondaires , - les figures 14 et 15 sont des vues schématiques d'un appareil conforme à l'invention muni de moyens moteur secondaires selon respectivement un premier et un deuxième mode de réalisation , - la figure 16 illustre schématiquement les quatre quadrants de fonctionnement d'un moyen moteur équipant un appareil conforme à
l'invention - les figures 17 et 18 représentent respectivement une première Ccl et une deuxième Cc2 courbes de consigne en effort pour un appareil conforme à l'invention , - la figure 19 représente à la fois une troisième courbe de consigne Cc3 en effort avec trois phases distinctes, et les mouvements d'un membre supérieur associé à chaque phase de la courbe Cc3 ;
- la figure 20 représente une quatrième courbe de consigne Cc4 en effort ;
- La figure 21 représente une cinquième courbe de consigne Cc5 en effort pour un cycle de déplacement aller/retour de l'organe mobile ;
- les figures 22 et 23 représentent respectivement une sixième Cc6 et une septième Cc7 courbes de consigne en vitesse pour un appareil conforme à l'invention , - les figures 24 à 27 représentent différents schémas fonctionnels d'un appareil conforme à l'invention comprenant un moyen moteur selon différents modes de réalisation , - les figures 28 à 30 représentent différents schémas fonctionnels d'un appareil conforme à l'invention , - la figure 31 représente un schéma de principe de l'organe de contrôle d'un appareil conforme à l'invention et des différents moyens en liaison avec cet organe de contrôle ;

24 - la figure 32 illustre un exemple de protocole ou de stratégie d'exercice pour un appareil conforme à l'invention ;
- la figure 33 illustre un modèle de définition d'un protocole ou d'une stratégie d'exercice pour un appareil conforme à l'invention ;
- la figure 34 illustre schématiquement un utilisateur utilisant un appareil conforme à l'invention et essayant de suivre une trajectoire délimitée dans l'espace ;
- la figure 35 illustre une courbe de consigne Cc associée à l'exercice effectué par l'utilisateur illustré à la figure 34 ;
- la figure 36 illustre schématiquement l'utilisateur de la figure 34 essayant de rester à l'intérieur d'une zone de tolérance entourant la trajectoire délimitée ;
- la figure 37 illustre schématiquement d'une part l'utilisateur de la figure 34 essayant de rester à l'intérieur de la zone de tolérance sous la contrainte du moyen moteur et/ou des moyens moteur secondaires de l'appareil, et d'autre part une section agrandie de la zone de tolérance ;
- les figures 38 à 45 illustrent chacune un utilisateur d'un appareil conforme à l'invention dans deux situations où l'organe mobile est en position respectivement rétractée et déployée, à chaque figure correspondant un exercice distinct sur un membre donné de l'utilisateur ;
- les figures 46 et 47 illustrent chacune un utilisateur d'un appareil conforme à l'invention avec une tierce personne telle qu'un thérapeute ou un entraîneur sportif ;
- les figures 46a et 46b sont des vues schématiques respectivement en perspective et de côté d'un dispositif d'exercice conforme à l'invention comportant un appareil conforme à l'invention monté de façon amovible sur un bâti ;
- la figure 48 est une vue schématique en perspective de l'appareil illustré sur les figures 46a et 46b, sans son moyen de coopération ;
- la figure 48a est une vue schématique en coupe longitudinale verticale du dispositif illustré sur les figures 46a et 46b ;
- les figures 49a et 49b sont des vues schématiques en coupe longitudinale, respectivement verticale et horizontale, de l'appareil illustré sur les figures 46a et 46b, avec son moyen de coopération ;
- la figure 50 est une vue schématique en perspective de la poignée formant moyen de liaison de l'appareil illustré sur les figures 46a et 46b ;
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) - la figure 51 est une vue schématique en perspective du moyen de coopération de l'appareil illustré sur les figures 46a et 46b , - les figures 52a et 52b sont des vues schématiques en coupe longitudinale, respectivement horizontale et verticale, du moyen de 5 coopération illustré sur la figure 51.
La suite de la description de l'invention comprend principalement trois parties, avec :
- une première partie dédiée spécifiquement à l'appareil d'exercice conforme à l'invention et ses caractéristiques structurelles ;
10 - une deuxième partie relative plus spécifiquement au procédé de commande conforme à l'invention ; et - une troisième partie consacrée à l'utilisation de l'appareil et du procédé
conformes à l'invention.
La première partie de la description relative à la structure de 15 l'appareil conforme à l'invention est faite ci-dessous.
L'invention concerne un appareil 1 d'exercice adapté à la rééducation et/ou l'entraînement physique d'une partie du corps d'un utilisateur, tel qu'un membre supérieur et/ou inférieur. Cet appareil 1 est adapté
pour faire travailler les membres à la fois supérieurs et inférieurs de l'utilisateur, 20 ainsi que d'autres parties du corps comme les hanches ou le bassin. En outre, cet appareil 1 est également conçu pour réaliser des exercices musculaires et articulaires du membre en question.
En référence aux figures 2 et 3, cet appareil 1 comprend - un corps 2 creux, ouvert à l'une de ses extrémités 20 et s'étendant selon un

25 axe principal A ;
- un organe mobile 3, dit bras pour la suite de la description, déplaçable en translation à l'intérieur du corps 2 selon l'axe principal A et traversant l'extrémité ouverte 20 dudit corps 2, ledit bras 3 étant déplaçable entre une position rétractée illustrée aux figures 3a à 3c et une position déployée illustrée en figure 3d , - un moyen de liaison 4 adapté pour relier une partie du membre de l'utilisateur audit bras 3 afin que ledit membre puisse imposer un effort de déplacement audit bras 3 et inversement, autrement dit afin que le membre puisse tirer et pousser le bras 3 et que le bras 3 puisse tirer et pousser le membre ;

26 - un moyen moteur 5 fixé sur le corps 2 et relié audit bras 3, ledit moyen moteur 5 étant adapté pour d'une part, dans un mode d'entraînement, entraîner en déplacement le bras 3 dans les deux sens de translation, et pour d'autre part, dans un mode de freinage, freiner le déplacement du bras 3 dans les deux sens de translation.
Le corps 2 est un corps allongé selon l'axe principal A qui présente l'extrémité ouverte 20 et un fond 21 sur l'extrémité opposée à l'extrémité
ouverte 20. De façon non limitative, le corps 2 est réalisé à partir de deux demi-coquilles assemblées entre elles ; ces deux demi-coquilles étant par exemple réalisées par moulage d'une matière plastique ou par déformation d'une tôle métallique. Le corps 2 délimite intérieurement une cavité 22 longiligne.
Le corps 2 supporte un moyen de coopération 6 entre le corps 2 et un bâti, comme par exemple un portique, un mur ou le sol ou tout autre élément fixe. Ce moyen de coopération 6 est disposé sur le fond 21 à l'autre extrémité du corps 2 opposée à l'extrémité ouverte 20.
Comme visible en figure 2, le moyen de coopération 6 comprend un moyen d'articulation 60 offrant deux degrés de rotation pour le corps 2 autour de respectivement deux axes de rotation perpendiculaires l'un par rapport à l'autre, l'un des axes de rotation coïncidant avec l'axe principal A
du corps 2. Ce moyen d'articulation 60 comprend par exemple une première liaison pivot 61 selon l'axe principal A reliée à une seconde liaison pivot 62 selon un axe transversal perpendiculaire à l'axe principal A. Comme décrit ultérieurement, ce moyen d'articulation 60 offre au bras 3 deux degrés de rotation venant en supplément du degré de liberté en translation, permettant ainsi d'orienter le bras 3 dans l'espace à l'intérieur d'un cône de liberté.
Comme illustré en figure 10, il est envisageable de limiter en partie certains degrés de liberté en rotation en prévoyant une ou deux butées par degré de liberté, chaque butée limitant la rotation dudit corps 2 autour de l'axe de rotation correspondant, autrement dit fermant les angles de rotation des degrés de liberté. Ainsi, le bras 3 est orientable dans l'espace à l'intérieur d'une portion de cône CO définie par des secteurs angulaires. Il est donc possible de prévoir :
- des butées pour limiter la rotation de la première liaison pivot 61 autour de l'axe principal A sur un secteur angulaire SA1 ; et - des butées pour limiter la rotation de la seconde liaison pivot 62 autour d'un axe perpendiculaire à l'axe principal A sur un secteur angulaire SA2.

27 Ces deux secteurs d'angle SA1 et SA2 définissent ainsi une portion de cône CO de liberté pour le bras 3. De façon préférentielle, les butées sont réglables ou positionnables, de manière automatisée ou manuelle, afin de régler les secteurs angulaires SA1 et SA2 sur une plage comprise entre 0 et 3600.
Il est également envisageable que le moyen d'articulation 60 offre plus de deux degrés de liberté (par exemple trois) en prévoyant plus de deux liaisons pivot ; le nombre de liaisons pivots et l'orientation des axes respectifs de rotation concourant à délimiter un espace à l'intérieur duquel l'utilisateur peut déplacer le bras 3.
Avec deux butées par liaison pivot, il est possible de jouer sur la position desdites butées pour définir un couloir (plus ou moins étroit suivant la position relative des butées) à l'intérieur duquel l'utilisateur peut déplacer le bras 3. De la sorte, l'utilisateur peut suivre une trajectoire dans l'espace en restant dans le couloir défini entre les différentes butées.
Concernant les butées, ces dernières peuvent être pourvues d'un système de sécurité de sorte que, au-delà d'un effort prédéterminé imprimé par l'utilisateur sur une butée, le système de sécurité correspondant se déclenche en libérant la butée, c'est-à-dire en laissant l'utilisateur sortir de la limitation angulaire définie par la butée en question. Un tel système de sécurité est avantageusement conçu pour revenir en position initiale, c'est-à-dire qu'il est possible de réarmer le système de sécurité (après déclenchement) pour que la butée retrouve sa fonction première de bloquer angulairement la liaison pivot correspondante.
Un tel moyen d'articulation 60 est également illustré de façon schématique en figure 11, où le moyen de coopération 6 comprend en outre un moyen amovible 63 de montage et de démontage sur un support, comme par exemple un support (non illustré) monté à coulissement et de façon réglable dans bâti B, afin de relier le moyen d'articulation 60 au bâti B via ledit moyen amovible 63 et de pouvoir régler la position (verticale ou horizontale) de l'appareil 1 en réglant la positon de ce support dans le bâti B.
Le moyen amovible 63 est fixé sur le support mobile et est par exemple réalisé sous la forme d'un moyen de clipage, d'encastrement démontable, de vissage, de ventouse ou de tout autre moyen équivalent. Il est ainsi possible de fixer le corps 2 de l'appareil 1 de façon amovible sur le support mobile via ce moyen amovible 63, pour pouvoir monter et démonter

28 aisément et rapidement l'appareil 1 sur le bâti B. Dans une variante non illustrée, le moyen d'articulation 60 et le moyen amovible 63 sont inversés en position, c'est-à-dire que le moyen amovible 63 est fixé directement sur le corps 2 tandis que le moyen d'articulation 60 est fixée directement sur le support mobile dans le bâti B.
Comme illustré en figure 9, le moyen de coopération 6 est monté à
coulissement dans un support (non visible) guidé en translation dans un rail R
fixé sur le bâti B (mur et/ou sol) afin de régler la position de l'appareil 1 vis-à-vis du bâti B notamment en fonction de la morphologie de l'utilisateur et/ou de l'exercice à effectuer et/ou du membre à exercer. Ainsi, il est envisageable que le moyen amovible 63 permette un montage et un démontage sur ce support, du type chariot, monté à coulissement dans le rail R solidaire du bâti B.
Un dispositif d'exercice musculaire et/ou articulaire conforme à
l'invention comprend :
- un appareil 1 d'exercice conforme à l'invention ; et - un bâti B dans lequel est monté à coulissement un support ;
où le corps 2 de l'appareil 1 est monté de façon amovible sur ce support, via le moyen amovible 63, de manière à permettre le réglage de la position de l'appareil 1 en réglant la position du support sur le bâti B.
En variante, le moyen de coopération 6 peut être fixé sur une masse lourde, du type fonte, ou sur une masse inertielle gyroscopique, et non directement sur un bâti. Une fois l'exercice terminé, l'appareil 1 pourra être désolidarisé de son support (bâti, masse lourde, chariot, rail ou portique) et ensuite être rangé ou transporté. Il est également envisageable de motoriser le déplacement de l'appareil 1 sur le rail R afin d'assurer un positionnement automatique dudit appareil 1 dans le rail R.
Le moyen d'articulation 6 peut également se présenter sous la forme d'une liaison unique à rotule présentant trois degrés de liberté en rotation.
Dans les figures 3 à 7, le moyen de coopération 6 est réalisé sous la forme d'une pièce sphérique ou d'une liaison ponctuelle. Cette pièce sphérique peut venir en appui ponctuel contre une surface plane, comme par exemple un mur ou le sol, offrant par là-même trois degrés de rotation à
l'appareil 1. Cette pièce sphérique peut également s'engager à l'intérieur d'une cage sphérique fixée à un bâti, offrant ainsi une liaison pivot avec trois degrés de liberté en rotation pour l'appareil 1.

29 Le bras 3 est une pièce allongée montée à coulissement à
l'intérieur du corps 2. Le corps 2 supporte intérieurement des moyens de guidage du bras 3 afin de supporter les efforts radiaux perpendiculaires à
l'axe principal A et de guider le bras 3 dans son mouvement de translation. Par exemple, les moyens de guidage comprennent des rails fixés sur le corps 2, dans la cavité 22, où vient glisser un chariot solidaire du bras 3.
Pour permettre les exercices à la fois pour les membres inférieurs et supérieurs et pour des raisons de compacité, le corps 2 est d'une longueur comprise entre 700 et 1500 mm, avantageusement entre 1000 et 1200 mm.
Pour les mêmes raisons, le bras 3 présente une course maximale de translation comprise entre 500 et 1000 mm, avantageusement entre 700 et 800 mm.
Le bras 3 présente deux extrémités opposées, à savoir :
- une première extrémité 31 dite extrémité libre et sur laquelle est disposé
le moyen de liaison 4 afin que l'utilisateur puisse déplacer le bras 3 dans les deux sens et également pour que le bras 3 puisse déplacer le membre l'utilisateur ;
et - une deuxième extrémité 32 en liaison avec le moyen moteur 5 afin que le moyen moteur puisse déplacer le bras 3 dans les deux sens et également pour que le déplacement du bras 3 puisse être freiné par le moyen moteur 5.
Dans une variante non illustrée, l'organe mobile est réalisé sous la forme d'un bras télescopique.
Le moyen de liaison 4 est adapté pour que la partie du corps de l'utilisateur puisse :
- à la fois tirer et pousser le bras 3, le fait de tirer le bras 3 consistant à
déplacer le bras 3 de la position rétractée vers la position déployée, et le fait de pousser le bras consistant à déplacer le bras 3 de la position déployée vers la position rétractée ; et/ou - à la fois être tiré et être poussé par le bras 3.
Le moyen de liaison 4 peut prendre différentes formes en fonction notamment de la partie du corps à exercer, comme par exemple :
- un moyen de préhension pour une main, comme par exemple une poignée sphérique (illustrée sur les figures 3 à 7), une poignée articulée du type notamment poignée à rotule offrant plusieurs degrés de liberté en rotation ou poignée pivotante offrant un seul degré de liberté en rotation, ou une surface formant prise pour la main ménagée sur la première extrémité 31 du bras 3 , - une sangle ou une attache pour attacher le bras 3 autour d'une partie du corps de l'utilisateur, comme par exemple une sangle qui passe autour d'un membre (par exemple au niveau du genou, de la cheville, de la cuisse d'une jambe ou au niveau du poignet, du coude, de l'épaule du bras) ou d'une autre 5 partie du corps (autour du bassin, de la hanche, du dos etc.) de l'utilisateur.
Il est ainsi envisageable d'avoir plusieurs moyens de liaison 4 en accessoire de l'appareil 1 pour faire le lien entre le bras 3 et les différentes parties du corps de l'utilisateur ; lesdits moyens de liaison 4 étant adaptés à la partie du corps (membre ou autre) à exercer, comme par exemple le coude, le 10 genou, la main, la cheville etc. Ainsi, les moyens de liaison 4 sont fixés de façon amovible sur le bras 3 afin de pouvoir les monter, démonter, interchanger et remplacer l'un l'autre.
Dans une première réalisation du moyen moteur 5 illustrée en figurer 24, appelée pour la suite la réalisation réversible quatre quadrants , 15 ledit moyen moteur 5 comprend :
- un moteur rotatif 50 dit réversible et prévu pour un fonctionnement quatre quadrants ; et - des moyens de conversion 51 réversible du mouvement de rotation du moteur rotatif 50 en un déplacement en translation du bras 3, lesdits moyens 20 de conversion 51 permettant ainsi la transmission du mouvement entre la sortie du moteur 50 et le bras 3 et inversement dans les deux sens de translation du bras 3.
Le moteur rotatif 50 réversible fonctionne en quatre quadrants, c'est-à-dire qu'il peut fonctionner à la fois :
25 - dans un mode d'entraînement, autrement appelé mode moteur, où le moteur 50 entraîne le bras 3 en translation dans l'un ou l'autre sens de translation ; et - dans un mode de freinage, autrement appelé mode de régénération ou mode générateur, où le moteur 50 freine le déplacement du bras 3 dans l'un ou l'autre sens de translation.

30 Ce fonctionnement quatre quadrants est illustré en figure 16 où les quatre quadrants sont schématisés sur un graphe avec en abscisse le couple moteur CM et en ordonnée la vitesse angulaire VA en sortie du moteur :
- le premier quadrant Q1 correspond un mode moteur où la vitesse en sortie du moteur et la direction du couple moteur ont le même sens de rotation (ici un sens horaire) et où le moteur 50 entraîne le bras 3 en translation dans un premier sens de translation, dit sens positif correspondant à un déplacement

31 de la position rétractée vers la position déployée, tandis que l'utilisateur ne résiste pas à ce déplacement voire le soutient en tirant sur le bras 3 , - le deuxième quadrant Q2 correspond un mode freinage où la vitesse en sortie du moteur et la direction du couple moteur ont des sens opposés de rotation, respectivement un sens antihoraire et un sens horaire, et où le bras est déplacé par l'utilisateur dans le sens positif de translation, c'est-à-dire tiré
par l'utilisateur, tandis que le moteur 50 freine ce déplacement ;
- le troisième quadrant Q3 correspond un mode moteur où la vitesse en sortie du moteur et la direction du couple moteur ont le même sens de rotation (ici un sens antihoraire opposé au sens horaire) et où le moteur 50 entraîne le bras 3 en translation dans un deuxième sens de translation, dit sens négatif opposé
au sens positif et correspondant à un déplacement de la position déployée vers la position rétractée, tandis que l'utilisateur ne résiste pas à ce déplacement voire le soutient en poussant sur le bras , - le quatrième quadrant Q4 correspond un mode freinage où la vitesse en sortie du moteur et la direction du couple moteur ont des sens opposés de rotation, respectivement un sens horaire et un sens antihoraire, et où le bras est déplacé par l'utilisateur dans le sens négatif de translation, c'est-à-dire poussé par l'utilisateur, tandis que le moteur 50 freine ce déplacement.
Dans cette réalisation réversible quatre quadrants du moyen moteur 5, le moyen moteur 5 comprend éventuellement un variateur 52 de vitesse pour le moteur 150 ; ledit variateur 52 étant du type électrique réversible avec une alimentation électrique également réversible relié au secteur S. En effet, l'alimentation 52 doit être réversible en tension et en courant pour que, en mode freinage du moteur 50, l'énergie puisse être soit dissipée soit renvoyée vers le réseau électrique. Le moteur 50 est ensuite relié
au bras 3 via les moyens de conversion 51 réversibles.
Lorsque le moteur 50 réversible électrique fonctionne en mode de freinage, c'est-à-dire quand le moteur 50 doit exercer sur le bras 3 une force opposée au sens de déplacement du bras 3, le moteur 50 fabrique (ou génère) du courant électrique. Cette puissance électrique ainsi générée par le moteur 50 est par exemple dissipée sous forme de chaleur à travers une charge ou résistance variable 53 visible en figure 25. Sans alimentation en courant, le freinage ne fonctionne pas et donc le bras 3 peut se déplacer librement sous l'effet de son propre poids.

32 Dans une deuxième réalisation du moyen moteur 5 illustrée en figure 25, appelée pour la suite la réalisation réversible deux quadrants , ledit moyen moteur 5 comprend :
- un moteur rotatif 150 prévu pour un fonctionnement deux quadrants ;
- un variateur 152 de vitesse pour le moteur 150, relié électriquement au secteur S ; et - des moyens de conversion 151 réversible du mouvement de rotation du moteur rotatif 150.
Le moteur 150 fonctionne uniquement dans les deux quadrants Q1 et Q3 décrits ci-dessus.
Dans cette réalisation réversible deux quadrants du moyen moteur 5, le mode générateur n'est plus utilisé par rapport à la réalisation réversible quatre quadrants , le freinage s'effectue en créant dans le moteur 150 un couple résistant. Le principe est ainsi de créer un couple (ou une force) qui s'oppose au déplacement à la rotation du moteur 150 afin de freiner le mouvement.
Dans une troisième réalisation du moyen moteur 5 illustrée en figure 26, appelée pour la suite la réalisation irréversible avec frottement mécanique dans la conversion , ledit moyen moteur 5 comprend :
- un moteur rotatif 250 non réversible prévu pour un fonctionnement uniquement en mode moteur et pour effectuer des déplacements avant et arrière sans mode de freinage interne au moteur 250 ;
- un variateur 252 de vitesse pour le moteur 250, relié électriquement au secteur S ; et - des moyens de conversion 251 irréversibles du mouvement de rotation du moteur rotatif 250 et pourvus de moyens de freinage par frottement mécanique.
Dans cette réalisation irréversible avec frottement mécanique dans la conversion du moyen moteur 5, le moteur 250 fonctionne tout le temps en mode moteur et les moyens de conversion 251 ne sont pas réversibles. Si un effort s'exerce sur le bras 3, les moyens de conversion 251 mécaniques bloqueront automatiquement le déplacement du bras 3 dû à cet effort grâce aux frottements mécaniques internes aux moyens de conversion 251, ainsi qu'illustré schématiquement par la flèche RM traduisant la résistance mécanique interne par frottement des moyens de conversion 251.
Dans le cas où le moyen moteur 5 doit créer un effort pour déplacer le bras 3, le moteur 250 devra fournir, en plus de l'effort nécessaire pour

33 déplacer le bras 3, un effort supplémentaire indispensable pour vaincre les frottements mécaniques internes des moyens de conversion 251. Dans le cas où le moyen moteur 5 doit s'opposer à un déplacement du bras 3, le moteur 250 fonctionnera éventuellement en mode moteur pour accompagner l'effort extérieur appliqué sur le bras 3. Sans alimentation en courant, le bras 3 est bloqué en position du fait des frottements internes des moyens de conversion 251.
Dans une quatrième réalisation du moyen moteur 5 illustrée en figure 27, appelée pour la suite la réalisation irréversible avec frein mécanique , ledit moyen moteur 5 comprend :
- un moteur rotatif 350 non réversible prévu pour un fonctionnement uniquement en mode moteur et pour effectuer des déplacements avant et arrière sans mode de freinage interne au moteur 350 ;
- un variateur 352 de vitesse pour le moteur 350, relié électriquement au secteur S ;
- des moyens de conversion 351 irréversibles du mouvement de rotation du moteur rotatif 350 ; et - un frein mécanique 354 disposé en parallèle du moteur 350 et conçu pour freiner le déplacement du bras 3.
Dans cette réalisation irréversible avec frein mécanique du moyen moteur 5, le moteur 350 fonctionne tout le temps en mode moteur et les moyens de conversion 351 ne sont pas réversibles. Dans le cas où le moyen moteur 5 doit freiner le déplacement du bras 3, le moteur 350 n'est pas alimenté électriquement et le frein mécanique 354 s'occupe de créer un contre-effort qui s'oppose au déplacement du bras 3.
Les moteurs 50, 150, 250, 350 peuvent par exemple être réalisés sous la forme de l'un des types suivants de moteur électrique - moteur à courant continu , - moteur universel , - moteur synchrone du type moteur à aimants permanents dit moteur brushless ou moteur sans balai, moteur à réluctance variable, moteur pas à
pas, moteur hybride ou moteur à hystérésis ;
- moteurs asynchrone du type moteur triphasés à cage, moteur monophasé
ou moteur pas à pas ;
- moteur piézoélectrique ;
- servomoteurs à courant continu ,

34 PCT/FR2009/052489 - servomoteurs asynchrone ;
- servomoteur à aimants permanents dit brushless (AC et DC).
Les figures 4 à 8 illustrent différents modes de réalisation du moyen moteur 5 du type réversible quatre quadrants adapté pour entraîner en translation le bras 3 et pour freiner le déplacement de ce même bras 3. Comme visible sur les figures 4 à 7, le bras 3 est une pièce creuse allongée, ouverte à
sa deuxième extrémité 32 et guidée en translation dans le corps 2 via des patins 23 de guidage fixés dans le corps 2 et entourant le bras 3. Les moyens de conversion 51 s'étendent en partie à l'intérieur du bras 3.
Dans le premier mode de réalisation illustré aux figures 4a et 4b, les moyens de conversion 51 comprennent :
- une courroie 510 liée en rotation d'une part à l'arbre moteur 500 rotatif du moteur 50 et d'autre part à une poulie 511 fixée sur un support 24 solidaire du corps 2, ledit support 24 s'étendant sur une partie de la longueur du corps 2 à
l'intérieur du bras 3 et ladite courroie 510 traversant ledit support 24 ;
- une roue dentée 512 solidaire en rotation de la poulie 511 et fixée sur le support 24 ; et - une crémaillère 513 en engrènement avec la roue dentée 512 et fixée sur le bras 3.
Ainsi, la rotation de l'arbre moteur 500 entraîne en rotation la poulie 512 via la courroie 510, et ladite poulie 511 entraîne en rotation la roue dentée 512 qui, en tournant, déplace en translation le bras 3 via la crémaillère 513.
Dans ce mode de réalisation, l'arbre moteur 500 s'étend selon un axe perpendiculaire à l'axe principal A. Comme illustré, le moteur 50 dépasse éventuellement du corps 2 via une ouverture adéquate ménagée dans ledit corps 2.
Dans le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 5, les moyens de conversion 51 comprennent :
- un arbre fileté 514 (par exemple du type vis à bille) entraîné en rotation par le moteur 50, constituant de ce fait l'arbre de sortie dudit moteur 50 et traversant la deuxième extrémité 32 du bras 3 via un palier 515 ; et - une pièce formant écrou 516 fixée sur le bras 3 et pourvue d'un orifice fileté
coopérant avec l'arbre fileté 514.
Ainsi, l'arbre fileté 514 et la pièce formant écrou 516 forment ensemble un système vis/écrou de transformation d'un mouvement de rotation en mouvement de translation : la rotation de l'arbre fileté 514 entraîne en translation la pièce formant écrou 516 qui entraîne en translation le bras 3.
Dans ce mode de réalisation, l'arbre fileté 514 s'étend selon l'axe principal A.
Dans le troisième mode de réalisation illustré aux figures 6a et 6b, les moyens de conversion 51 comprennent :
5 - une courroie 517 liée en rotation à l'arbre moteur 500 qui s'étend selon un axe perpendiculaire à l'axe principal A ;
- des galets 518 s'étend selon des axes respectifs perpendiculaires à l'axe principal A et guidant le déplacement de la courroie 517 afin que ladite courroie présente une longue portion plane, entre deux galets, qui est parallèle à
l'axe 10 principal A le long du bras 3, lesdits galets 518 étant ici au nombre de cinq et étant fixés sur un support 24 solidaire du corps 2 et s'étendant sur une partie de la longueur du corps 2 à l'intérieur du bras 3 , - une pièce de connexion 519 solidaire à la fois du bras 3 et de la longue portion plane de la courroie 517.
15 Ainsi, la rotation de l'arbre moteur 500 entraîne en rotation la courroie 517 autour des galets 518, de sorte que la pièce de connexion 519 est entraînée en translation entre les deux galets 518 délimitant la longue portion plane de ladite courroie 517, entraînant ainsi en translation le bras 3.
Dans le quatrième mode de réalisation illustré aux figures 7a et 7b, 20 les moyens de conversion 51 comprennent :
- une courroie 519 liée en rotation à l'arbre moteur 500 qui s'étend selon un axe parallèle à l'axe principal A ;
- une poulie 520 permettant un renvoi à angle droit de la courroie 519 afin que ladite courroie présente une longue portion plane, entre la poulie 520 et un 25 galet 521, ladite poulie 520 et ledit galet 521 étant fixés sur un support solidaire du corps 2 et s'étendant sur une partie de la longueur du corps 2 à
l'intérieur du bras 3 , - une pièce de connexion 522 solidaire à la fois du bras 3 et de la longue portion plane de la courroie 519.
30 Ainsi, la rotation de l'arbre moteur 500 entraîne en rotation la courroie 519 autour de la poulie 520 et du galet 521, de sorte que la pièce de connexion 522 est entraînée en translation entre la poulie 520 et le galet 521, entraînant ainsi en translation le bras 3.
Dans le cinquième mode de réalisation illustré à la figure 8, le

35 moyen moteur 5 comprend deux moteurs 50 rotatifs avec chacun un arbre

36 moteur 500 qui s'étend selon un axe parallèle à l'axe principal A, et des moyens de conversion 51 qui comprennent, pour chaque moteur 50 :
- deux engrenages coniques 523 en engrènement, le premier étant solidaire en rotation de l'arbre moteur 500 et le second étant entraîné en rotation par le premier engrenage conique autour d'un axe perpendiculaire à l'axe principal A
;
- une courroie 524 entraînée en rotation par le deuxième engrenage conique 523 au moyen d'une roue dentée 525 solidaire en rotation de ce deuxième engrenage conique, ladite courroie 524 entraînant ensuite en translation le bras 3 via des moyens de type connu.
Le moyen moteur 5 peut également comprendre un réducteur 501 de vitesse visible notamment aux figures 4b, 6b et 7b. Dans le cinquième mode de réalisation illustré en figure 8, la réduction de vitesses peut être réalisé en jouant sur le rapport de transmission entre les deux engrenages coniques 523.
En outre, les moyens de conversion 51 doivent être facilement déplacables par l'utilisateur, préférentiellement sous un effort inférieur à 5 voire 1 newton, dans le cas où le moteur 50 est à l'arrêt ou ne fonctionne pas.
Les figures 46 à 52 illustrent un mode de réalisation préféré d'un dispositif d'exercice et d'un appareil d'exercice conformes à l'invention.
Le bâti B se présente sous la forme d'un portique vertical présentant un rail R dans lequel est monté à coulissement et de façon réglable un support S réalisé sous la forme d'un coulisseau.
L'appareil 1 est monté de façon amovible sur ce support S.
De façon sensiblement équivalente au deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus en référence à la figure 5, le moyen moteur 5 comporte :
- un moteur rotatif 50 ;
- un arbre fileté 514 (par exemple du type vis à bille) entraîné en rotation par le moteur 50 ; et - une pièce formant écrou 516 fixée sur le bras 3 et pourvue d'un orifice fileté
coopérant avec l'arbre fileté 514.
L'appareil 1 comporte un carter 26 fixé sur le fond 21 du corps 2 et dans lequel est monté le moteur rotatif 50.
Comme illustré sur les figures 48, 49a et 49b, pour supporter les efforts radiaux perpendiculaires à l'axe principal A et guider le bras 3 dans son mouvement de translation. le corps 2 supporte intérieurement des moyens de guidage du bras 3 comprenant :

37 - trois tirants 27 s'étendant à l'intérieur du corps 2 parallèlement à l'axe principal A et répartis à 1200 les uns des autres autour de l'axe principal A
; et - un coulisseau 28 monté à coulissement sur chacun des trois tirants 27 et monté fixe sur le bras 3 notamment au moyen des vis 280 visibles sur la figure 49b, où le coulisseau 28 est fixé, par vissage, sur la pièce formant écrou 516.
Le coulisseau 28 se présente sous la forme d'un disque pourvu de trois orifices de passage des tirants 27 respectifs, de manière à ce que la translation de la pièce formant écrou 516, et donc du coulisseau 28 solidaire de cette pièce formant écrou 516, soit guidé par les tirants 27.
Le bras 3 est creux et les tirants 27 s'étendent à l'intérieur du bras 3 et traversant le fond 21 du corps 2. Les tirants 27 présentent respectivement :
- une extrémité avant 271 fixée, par vissage, sur une pièce formant palier 272 pour l'arbre fileté 514 ; et - une extrémité arrière 273 fixée, par vissage, sur le carter 26 du moteur 50.
Comme illustré sur les figures 48, 51, 52a et 52b, le moyen de coopération 6 comporte un moyen d'articulation 60 réalisé sous la forme d'une liaison double pivot présentant deux degrés de liberté en rotation. Ce moyen d'articulation 60 est monté sur le fond 21 du corps 2, et plus spécifiquement sur le carter 26 du moteur 50 après le moteur 50.
Comme illustré sur les figures 48 et 50, le moyen de liaison 4 est réalisé sous la forme d'une poignée éventuellement pourvu d'interrupteurs 40 de commande de diverses fonctionnalités de l'appareil.
Les figures 12 et 13 illustrent schématiquement un autre type d'appareil 1 conforme à l'invention. Dans cette autre réalisation, Dans cette autre réalisation, le moyen de coopération 6 comprenant un moyen d'articulation 60 est complété ou remplacé par un autre moyen de coopération 7 qui comprend deux moyens moteur secondaires 70 aptes à entraîner en rotation le corps 2 autour de respectivement deux axes de rotation B1, B2 perpendiculaires l'un par rapport à l'autre, les deux axes de rotation B1, B2 étant perpendiculaires à l'axe principal A du corps 2. Bien entendu, il est envisageable d'avoir un troisième moyen moteur secondaire apte à entraîner en rotation le corps 1 autour d'un axe de rotation parallèle à l'axe principal A
(ou d'un autre axe prédéfini), voire d'avoir un seul des moyens moteur secondaires 70.

38 Chaque moyen moteur secondaire 70 est fixé sur le corps 2, par exemple à l'extérieur du corps 2 de l'appareil 1 , ainsi qu'illustré
schématiquement en figure 13.
Chaque moyen moteur secondaire 70 est adapté pour entraîner en rotation le corps 2 dans les deux sens de rotation, et également pour freiner rotation du corps 2 dans les deux sens de rotation. De façon avantageuse, Le ou chaque moyen moteur secondaire 70 comprend un moteur rotatif réversible prévu pour un fonctionnement quatre quadrants.
Chaque moyen moteur secondaire 70 comporte un capteur d'angle pour déterminer l'angle de rotation du corps 2 autour de l'axe de rotation associé 131, B2, permettant ainsi de déterminer la position angulaire du corps vis-à-vis de cet axe de rotation.
Chaque moyen moteur secondaire 70 est ainsi conçu pour assurer une transmission de mouvement radiale et la puissance de rotation du moteur est calculé en fonction de l'effet levier de l'ensemble corps 2 et bras 3.
Les figures 14 et 15 illustrent un appareil 1 pourvu d'un moyen moteur secondaire 70 selon des modes de réalisation distincts. Dans les deux modes de réalisation, le moyen moteur secondaire 70 est du type système à
palonnier et comprend :
- un moteur 71 entraînant en translation un arbre de commande 72, la translation de l'arbre de commande 72 étant illustré par les flèches T sur les figures ;
- une pièce de pivotement 73 fixée, notamment de manière amovible, sur le corps 2, ladite pièce de pivotement 73 s'étendant selon l'axe principal A ;
- une articulation 74, notamment du type liaison pivot, entre l'arbre de commande 72 et la pièce de pivotement 73 ;
- un support 75 de la pièce de pivotement 73 sur un bâti B, où ladite pièce de pivotement 73 est articulée sur le support 75 afin de pouvoir pivoter autour d'un axe incliné par rapport à l'axe principal A.
Dans le mode de réalisation de la figure 14, le support 75 est disposé au-dessus de l'articulation 74, autrement dit entre le corps 2 et l'articulation 74 ; tandis que dans le mode de réalisation de la figure 15, le support 75 est disposé en-dessous de l'articulation 74, autrement dit l'articulation 74 est disposée entre le corps 2 et le support 75.
En fonctionnement, le moteur 71 déplace l'arbre de commande 72 en translation T de sorte que cet arbre de commande 72 fait pivoter la pièce de

39 pivotement 73, et donc le corps 2, autour du support 75, comme schématisé
par la flèche R.
L'ensemble du moyen moteur secondaire 70 peut être disposé à
l'intérieur d'un caisson CA, illustré par des traits mixtes sur les figures 14 et 15, duquel fait saillie l'extrémité libre de la pièce de pivotement 73 sur laquelle viendra se raccorder le corps 2 de l'appareil 1.
Dans une variante non illustrée, le moyen moteur secondaire 70 comprend un ensemble moteur rotatif/réducteur en prise directe sur le corps 2.
Il est également envisageable de prévoir un moyen moteur secondaire qui entraîne en translation le corps 2 le long d'un axe incliné
(par exemple à angle droit) par rapport à l'axe principal A. Un tel moyen moteur secondaire en translation pourrait être couplé avec un moyen moteur secondaire tel que décrit ci-avant, c'est-à-dire qui entraîne en rotation le corps 2.
Ce ou ces moyens moteur secondaires 70 permettent ainsi de contraindre la partie du corps de l'utilisateur à suivre une trajectoire délimitée T
dans l'espace. Une telle contrainte autour d'une trajectoire T est décrite à
la fin de la deuxième partie en référence aux figures 34 à 37.
La deuxième partie relative au procédé de commande conforme à
l'invention est faite ci-dessous.
L'invention concerne également un procédé de commande de l'appareil 1 décrit ci-dessus. Ce procédé de commande comporte les étapes suivantes :
a) enregistrement ou saisie d'au moins une courbe de consigne Cc correspondant à une variation prédéfinie d'un paramètre principal d'exercice Pp prédéterminé en fonction d'un paramètre d'état PE tel que le temps ou le déplacement du bras 3, ledit paramètre principal d'exercice étant représentatif de l'effort de déplacement imposé par le bras 3 à la partie du corps de l'utilisateur ou inversement et notamment choisi parmi la force développée par l'utilisateur sur le bras 3 pour déplacer ou freiner le bras 3, le couple ou la force développés par le moyen moteur 5 pour déplacer ou freiner le bras 3, la vitesse de déplacement du bras 3 et l'accélération du déplacement du bras 3 ;
b) acquisition d'une courbe réelle CR correspondant à la variation du paramètre principal d'exercice Pp mesuré pendant l'exercice en fonction du paramètre d'état PE , c) commande du moyen moteur 5 afin d'asservir la courbe réelle CR autour de la courbe de consigne Cc pendant l'exercice, ledit moyen moteur 5 étant contrôlé pour déplacer et/ou freiner le bras 3 dans un mouvement de translation, comme décrit ci-avant dans la première partie de la description.
5 Pour réaliser les différentes étapes du procédé conforme à
l'invention, l'appareil 1 est pourvu de moyens pour la mise en oeuvre du procédé, ces moyens comportant un moyen de contrôle 80 réalisé sous la forme d'une unité de contrôle ou unité centrale (visible aux figures 24 à 30 et 31).
10 Pour effectuer l'étape a) d'enregistrement ou de saisie, l'appareil 1 comporte :
- un moyen de stockage 81 (du type mémoire de données numériques) adapté pour enregistrer des courbes de consigne ;
- un moyen de transfert 82 conçu pour transférer des courbes de consigne 15 enregistrées sur un terminal ou un moyen de stockage externe 92 (tel qu'une clé USB, un terminal informatique, un disque d'enregistrement de données numériques, etc.) à destination du moyen de stockage 81 de l'appareil 1 ; et éventuellement - un moyen de saisie de courbes de consigne par l'utilisateur et/ou une tierce 20 personne, comme par exemple une interface de saisie du type clavier, écran ou similaire.
Les moyens de transfert 82 peuvent être du type - liaison filaire, par exemple du type liaison par câble ou prise de réception d'un moyen de stockage externe tel qu'une prise USB ou équivalent ; ou 25 - liaison non filaire, par exemple liaison Wi-Fi , BlueTooth ou équivalent.
En outre, les courbes de consigne peuvent avantageusement être téléchargées à partir d'internet ou d'un message électronique envoyé par un thérapeute ou un entraîneur sportif, puis transférées à partir du terminal informatique de l'utilisateur sur le moyen de stockage 81 de l'appareil 1.
30 Pour effectuer cette étape b) d'acquisition, l'appareil 1 comprend - au moins un premier moyen de mesure, pendant l'exercice, du paramètre principal d'exercice Pp réel, comme par exemple un capteur d'effort 83 mesurant l'effort développé sur le bras 3 ou un capteur de vitesse 84 mesurant la vitesse de déplacement du bras 3 3 - au moins un deuxième moyen de mesure, pendant l'exercice, du paramètre d'état PE réel, tel qu'une horloge interne à l'unité centrale ou un capteur de déplacement 85 mesurant le déplacement D du bras 3.
Ces moyens de mesure 83, 84, 85 sont bien entendus reliés à
l'unité centrale 80 pour effectuer l'étape b). De même, le moyen de saisie et/ou le moyen de stockage 81 sont reliés à l'unité centrale 80 ; l'unité centrale étant également reliée au moyen moteur 5 (comme visible aux figures 24 à 27) afin d'effectuer l'étape c) consistant à commander le moyen moteur 5 en asservissement autour de la courbe de consigne mémorisée dans le moyen de stockage 81.
Pour effectuer l'étape c) de commande ou d'asservissement, l'appareil 1 peut comprendre, ainsi qu'illustré de façon schématique en figure 30:
- un comparateur 98 qui compare la courbe de consigne Cc mémorisée dans le moyen de stockage 81 avec les données issues des capteurs 83 à 84, le signal de sortie E du comparateur correspondant à la différence ou l'erreur à
compenser pour réaliser l'asservissement ; et - un correcteur ou régulateur 99 qui commande le moyen moteur 5 pour compenser l'erreur E.
Les courbes de consigne Cc correspondent à des courbes programmées en fonction des objectifs thérapeutiques, physiologiques ou physiques recherchés pour l'utilisateur ou le thérapeute ou l'entrapîneur sportif.
L'appareil 1 est ainsi multifonctionnel et évolutif en fonction des besoins du thérapeute, de l'entraîneur sportif ou de l'utilisateur, en jouant sur la ou les courbes de consigne Cc.
Les figures 17 à 23 illustrent différentes courbes de consigne Ccl à
Cc7 susceptibles d'être enregistrées pour un exercice sur l'appareil 1 conforme à l'invention.
Les figures 17 à 21 illustrent des courbes de consigne Ccl à Cc5 en effort, c'est-à-dire des courbes de variation d'un effort F en fonction du déplacement D du bras 3, autrement dit en fonction de la position du bras 3 relativement au corps 2. Dans ce cas, le paramètre principal d'exercice Pp correspond à la force F (qui peut être la force directement appliquée par l'utilisateur sur le bras 3, ou la force développée par le moyen moteur 50 pour déplacer ou freiner le bras 3) et le paramètre d'état PE est le déplacement D
(le temps t étant également envisageable pour une telle courbe en effort).

Les différentes courbes de consigne définissent une variation d'un principal d'exercice Pp (par exemple l'effort F) en fonction du déplacement D
du bras 3 à l'intérieur d'une plage de déplacement prédéfinie. Cette plage de déplacement est délimitée par une valeur minimale Dmin et une valeur maximale Dmax prédéterminées du déplacement du bras 3.
La valeur minimale Dmin peut être associée à la position rétractée du bras 3 et la valeur maximale Dmax peut être associée à la position déployée du bras 3 et dans ce cas la plage de déplacement correspond à la course maximale (ou totale) de déplacement du bras 3. Il est également envisageable que l'une ou chacune des valeurs Dmin et Dmax soit associée à une position intermédiaire du bras 3 située entre les deux positions d'extrémité (position rétractée et position déployée), de sorte que la plage de déplacement du bras correspond à une course réduite inférieure à la course maximale de déplacement du bras 3. En jouant sur les valeurs Dmin et Dmax, il est ainsi possible de limiter l'exercice à une plage choisie de déplacement du bras 3, et par exemple de limiter l'exercice à un secteur angulaire choisi d'une articulation.
Les courbes de consigne Ccl à Cc4 illustrées aux figures 17 à 20 correspondent à un exercice consistant à :
- faire travailler l'utilisateur selon un seul sens de déplacement du bras 3 ;
et à
- faire revenir le bras 3 en position initiale de façon motorisée ou à laisser l'utilisateur ramener le bras 3 en position initiale avec le moyen moteur 5 qui offre un effort résistant nul ou quasi nul (par exemple inférieur à 1 Newton).
Ces courbes de consigne Ccl à Cc4 représentent un demi-cycle de déplacement du bras 3, par exemple un déplacement du bras 3 de la position rétractée vers la position déployée ou alors un déplacement du bras 3 de la position déployée vers la position rétractée ; un cycle complet correspondant à
un déplacement aller et retour du bras 3.
En figure 17, la courbe de consigne Ccl correspond à une augmentation de l'effort F au fur et à mesure du déplacement D du bras 3, par exemple au fur et à mesure que le bras 3 sort du corps 2.
Aux figures 18 et 19, les courbes de consigne Cc2 et Cc3 correspondent à une augmentation de l'effort F au début du déplacement jusqu'à un palier suivie d'une diminution de l'effort F à la fin du déplacement.
Ces courbes de consigne Cc2 et Cc3 présentent de nombreux avantages par rapport à une courbe similaire à la courbe CO décrite ci-avant en référence à
la figure 1, notamment en assurant un travail progressif ne générant aucun traumatisme pour l'utilisateur. En effet, ces courbes de consigne Cc2 et Cc3 correspondent à un exercice comprenant trois phases distinctes :
- une première phase PH1 avec une montée progressive et sans à-coup de l'effort F, sans discontinuité au début du déplacement (à D=O, position initiale) ;
- une deuxième phase PH2 dite de palier avec un effort F constant ou quasi constant ; et enfin - une troisième phase PH3 avec une descente progressive et sans à-coup de l'effort F, sans discontinuité à la fin du déplacement.
La figure 19 illustre également le mouvement d'un membre supérieur MS (ou bras) lors des trois phases de cet exercice, avec des flèches F illustrant l'effort F subi par le membre supérieur MS lors du déplacement du bras 3 mobile de l'appareil 1.
En figure 20, la courbe de consigne Cc4 correspond à une augmentation linéaire de l'effort F au début du déplacement jusqu'à un premier palier (situé à la valeur de 350 N pour exemple), suivie d'une diminution linéaire de l'effort F jusqu'à un second palier (situé à la valeur de 150 N
pour exemple), également suivie d'une diminution linéaire de l'effort F jusqu'à un troisième palier (situé à la valeur de 30 N pour exemple), et conclue par une dernière linéaire de l'effort F jusqu'à l'axe des abscisses à la valeur de 0 N.
Cette courbe de consigne Cc4 présente notamment un intérêt pour faire travailler la partie du corps de l'utilisateur avec des paliers d'effort dégressifs.
La courbe de consigne Cc5 illustrée en figure 21 correspond à un exercice consistant à :
- faire travailler l'utilisateur selon un premier sens de déplacement du bras 3, avec un asservissement autour de la première partie Cl de la courbe de consigne Cc5 ; et à
- faire travailler l'utilisateur selon un deuxième sens de déplacement du bras opposé au premier sens, avec un asservissement autour de la deuxième partie C2 de la courbe de consigne Cc5.
Cette courbe de consigne Cc5 représente ainsi un cycle complet de déplacement du bras 3 ; le premier demi-cycle correspondant à la première partie de courbe Cl et le deuxième demi-cycle correspondant à la deuxième partie de courbe C2. L'appareil 1 permet en effet de travailler dans les deux sens de translation du bras 3, c'est-à-dire fournir un effort ou une résistance à

un effort de compression et de traction ainsi que décrit ci-dessus dans la première partie de la description.
Sur la figure 21, la première partie de courbe Cl est du même type que la courbe de consigne Cc2 décrite ci-dessus en référence à la figure 18, et la deuxième partie de courbe C2 est également du même type que cette courbe de consigne Cc2, avec les mêmes avantages que décrits ci-dessus dans les deux sens de translation du bras 3.
Les deux parties de courbe Cl et C2, correspondant à un effort en traction et en compression (ou poussée), sont totalement indépendantes l'une de l'autre ; chaque partie courbe étant paramétrable de façon distincte et indépendante de l'autre partie de courbe, en fonction de la pathologie à
traiter et/ou de l'entraînement adapté à l'utilisateur. Par exemple, les paramètres représentatifs des parties de courbe Cl et C2 illustrées en figure 21, tels que la progression de l'effort dans les première et troisième phases et la valeur absolue du palier dans la deuxième phase, peuvent être distincts entre les deux parties de courbe Cl et C2.
Les figures 22 et 23 illustrent des courbes de consigne Cc6 et Cc7 en vitesse, c'est-à-dire des courbes de variation de la vitesse V de déplacement du bras 3 en fonction du déplacement D du bras 3 (ou éventuellement du temps). Ces courbes de consigne Cc6 et Cc7 sont illustrées uniquement pour un demi-cycle de déplacement du bras 3.
En figure 22, la courbe de consigne Cc6 correspond à une augmentation de la vitesse V au début du déplacement suivie d'une diminution de la vitesse V.
En figure 23, la courbe de consigne Cc6 correspond à une augmentation de la vitesse V jusqu'à un palier de vitesse, suivie d'un retour à
zéro à la fin du déplacement. Ainsi, sur le palier, l'utilisateur travaille en iso-cinétisme, c'est-à-dire à vitesse constante.
En utilisation, les paramètres de la courbe de consigne Cc sont programmés de façon simple par l'utilisateur, le thérapeute ou l'entraîneur sportif en fonction des besoins de rééducation ou d'entraînement.
L'utilisateur qui fera l'exercice n'aura donc qu'à réaliser l'exercice sans contrainte.
Le choix de la courbe de consigne Cc peut porter sur le souhait de réaliser un travail en aérobie. Dans ce cas, une courbe de consigne en effort va permettre de prévoir des zones de récupération au sein même de l'exercice (comme la troisième phase PH3 des courbes Cc2 et Cc3 décrites ci-dessus) et le rythme de l'effort sera étudié pour ne pas déséquilibré le rythme respiratoire pour une bonne oxygénation des muscles et éviter la fabrication de toxine ;
les toxines provenant essentiellement d'un travail du muscle sans oxygène, c'est-à-dire en anaérobie. De plus, on peut programmer la courbe de consigne pour 5 que les rythmes respiratoire et cardiaque ne soient plus calqués sur la totalité
de la phase d'effort.
Le choix de la courbe de consigne Cc peut également porter sur le souhait d'éviter des efforts violents : avec la programmation de l'effort, il n'y a plus d'effort violent, mais une montée en puissance progressive jusqu'à un 10 effort maximum préréglé comme dans le cas des courbes Cc2 et Cc3 décrites ci-dessus. Les à-coups sont donc supprimés et l'effort est progressif ce qui sollicite moins les tendons, les articulations et le coeur, rendant ainsi les exercices accessibles aux personnes ayant des préconisations cardio-vasculaires.
15 Le choix de la courbe de consigne Cc peut également porter sur le souhait faire travail une chaîne musculaire souhaitée : l'effort est ciblé
pour une ou plusieurs chaînes musculaires choisies, les autres n'étant pas sollicitées sont au repos. L'exercice semble donc plus souple et plus agréable pour l'utilisateur. Il devient donc possible de faire travailler une chaîne cinétique 20 unique. La programmation peut cibler l'effort sur une plage précise de déplacement du muscle pour travailler uniquement quelques fibres musculaires et solliciter les autres au minimum, par exemple dans le cas où l'utilisateur à
des problèmes musculaires.
De plus, l'avantage de pouvoir programmer les courbes de 25 consigne Cc est de pouvoir supprimer l'effort d'accompagnement du retour de façon à ne faire travailler qu'un seul groupe de muscles sans solliciter les chaînes antagonistes, comme dans le cas des courbes Cc2 et Cc3, ou au contraire d'avoir un effort lors du retour, comme dans le cas de la courbe Cc5.
La deuxième partie de courbe C2 (effort lors du retour) est programmée pour 30 s'inscrira dans la continuité avec la première partie de courbe Cl (effort lors de l'aller) de façon à ne pas faire subir d'à-coups lors de l'inversion du sens de déplacement.
Comme dans le cas de la courbe Cc5, l'appareil 1 permet avantageusement d'associer un effort de traction avec un effort de poussée.
35 Cela signifie que l'appareil 1 pourra faire travailler deux chaînes bien distinctes de muscles dans le même mouvement, tout en éliminant les discontinuités d'efforts préjudiciables aux articulations, tendons, coeur, etc. et rendre ainsi la séance bien plus agréable. Une telle programmation permet en outre un gain de temps de 50% du temps d'exercice en faisant travailler deux chaînes distinctes de muscles dans le même mouvement.
Le procédé conforme à l'invention comprend en outre l'étape de mesure d) suivante consistant à mesurer pendant l'exercice d'au moins un paramètre de consigne Pc choisi parmi :
- un paramètre d'exercice secondaire Ps distinct du paramètre d'exercice principal PP, ledit paramètre d'exercice secondaire Ps étant représentatif de l'effort de déplacement imposé par le bras 3 à la partie du corps de l'utilisateur ou inversement et notamment choisi parmi la force développée par l'utilisateur sur le bras 3 pour déplacer ou freiner le bras 3, le couple ou la force développés par le moyen moteur 5 pour déplacer ou freiner le bras 3, la vitesse de déplacement du bras 3, et l'accélération du déplacement du bras 3 ; et/ou - un paramètre physiologique PPHY représentatif de l'état physiologique du sujet et choisi notamment parmi l'activité électromyographique, le rythme respiratoire, le rythme cardiaque, la température de l'utilisateur, le taux d'oxygène dans le sang, la tension artérielle, et la sudation ; et/ou - un paramètre de durée PD représentatif de la durée de l'exercice et choisi notamment parmi la durée de l'exercice, le nombre de cycle de déplacement effectué par le bras 3, le temps nécessaire à l'utilisateur pour effectuer un ou plusieurs déplacements prédéterminés du bras 3 ; et/ou - un paramètre d'environnement PE représentatif de l'environnement externe dans lequel l'utilisateur effectue l'exercice et choisi notamment parmi la température ambiante externe, le taux d'humidité externe, la pression ambiante externe.
Pour effectuer cette étape d) de mesure, l'appareil 1 comprend au moins un troisième moyen de mesure du paramètre de consigne Pc, comme par exemple :
- un capteur du paramètre d'exercice secondaire Ps qui peut être le capteur d'effort 83 ou le capteur de vitesse 84 , - un capteur physiologique 86 (illustré aux figures 29 à 31) comme par exemple une sonde thermique, une sonde de mesure de l'activité
électromyographique, du rythme respiratoire ou du rythme cardiaque etc. , - un capteur d'environnement 87 comme par exemple un hygromètre, une sonde thermique, un manomètre etc.

Bien entendu, ces ou ces troisièmes moyens de mesure sont reliés à l'unité centrale 80 pour réaliser l'étape d) de mesure.
Le procédé conforme à l'invention comprend également les deux étapes suivantes :
e) comparaison pendant l'exercice du au moins un paramètre de consigne Pc avec au moins une valeur seuil prédéfinie, notamment du type valeur de seuil minimale ou valeur de seuil maximale, ladite comparaison pouvant notamment être effectuée sur une période de temps prédéterminée et/ou sur une portion prédéterminée du déplacement D du bras 3 ; et f) modification ou remplacement de la courbe de consigne Cc si, lors de l'étape e), au moins un paramètre de consigne Pc est supérieur ou inférieur à la valeur seuil correspondante, avant de reprendre les étapes b) à e) décrite ci-dessus avec la courbe de consigne Cc telle que modifiée ou remplacée afin d'adapter l'exercice à l'utilisateur suivant un protocole d'exercice prédéfini en fonction de l'évolution du paramètre de consigne Pc.
Le principe de ces deux étapes e) et f) est de modifier le cours de l'exercice en fonction de l'évolution du paramètre de consigne Pc choisi, ou en fonction de l'évolution de plusieurs paramètres de consigne Pc choisis. Il est entendu par modifier le cours de l'exercice de réaliser l'une ou l'autre des fonctions suivantes :
- modifier la courbe de consigne Cc qui sert de base à l'asservissement de l'étape c), la modification de la courbe de consigne Cc consistant à modifier les paramètres qui définissent cette courbe, comme par exemple la pente de la courbe en certains endroits (début et/ou fin de déplacement du bras 3), la valeur en ordonnée du ou des paliers, la valeur en abscisses des points d'extrémité du ou des paliers etc. ;
- remplacer la courbe de consigne Cc par une autre courbe de consigne, comme par exemple remplacer la courbe Ccl par la courbe Cc2.
Ces deux fonctions sont sensiblement équivalentes car remplacer la courbe Ccl par la courbe Cc2 revient d'une certaine façon à modifier la courbe Ccl pour qu'elle devienne la courbe Cc2 ; et inversement modifier une courbe Cc revient à la remplacer par une autre courbe différente.
Au final, il s'agit de modifier l'exercice pour adapter ce dernier à
l'utilisateur. Par exemple, si l'utilisateur peine à suivre une courbe de consigne Cc en effort et que la vitesse V de déplacement du bras 3 passe en-deçà d'une valeur seuil prédéfinie par le thérapeute, la courbe de consigne est modifiée ou remplacée pour que l'utilisateur est moins de difficulté pour réaliser l'exercice.
Différents paramètres de consignes Pc peuvent être pris en compte avant et au cours de l'exécution du programme conforme à l'invention. Ces paramètres de consigne Pc peuvent être de deux sortes :
- d'une part des paramètres internes à l'appareil (notamment la vitesse V, l'accélération, le déplacement D ou positionnement, l'effort F etc.) ; et - d'autre part les paramètres externes reliées à l'unité centrale 80 qui vont apporter à cette dernière des informations sur l'environnement (paramètre d'environnement PE) et surtout sur l'utilisateur (paramètre physiologique PPHY).
L'asservissement du moyen moteur 5 prend en considération une ou plusieurs de ces différentes paramètres de consigne Pc.
Il est par exemple envisageable d'avoir une courbe de consigne Cc de l'effort F en fonction du déplacement D du bras 3, le paramètre de consigne Pc choisie étant la vitesse V de déplacement du bras 3 ; la vitesse étant une résultante de l'effort F et du déplacement D. Une telle programmation permettra de reproduire un exercice courant chez les kinésithérapeutes dans le cadre de rééducations conventionnelles, à savoir que l'utilisateur doit faire un effort auquel le thérapeute oppose une résistance progressive.
Il est par exemple envisageable d'avoir une courbe de consigne Cc de la vitesse V de déplacement du bras 3 en fonction du déplacement D du bras 3, le paramètre de consigne Pc choisie étant l'effort F. Une telle programmation permettra de réaliser un travail en iso-cinétisme, c'est-à-dire à
vitesse constante. Le travail en iso-cinétisme conduit généralement à des exercices où l'utilisateur effectue un travail exocentrique, c'est-à-dire qu'il fournit en fait le contre effort de résistance à une poussée ou une traction à
vitesse contrôlée effectuée par bras 3. L'utilisateur se trouve donc en mode frein et le moyen moteur en mode moteur. Le travail exocentrique de frein est généralement utilisé dans les premières séances de rééducation et il l'est de façon majoritaire pour des exercices de maintien de la forme chez les seniors ;
d'où l'intérêt de l'appareil conforme à l'invention.
Le ou les capteurs physiologique 86, qui surveilleront notamment le rythme des pulsations cardiaques et la tension artérielle de l'utilisateur, sont principalement employés pour rajouter une surveillance de sécurité dans le cadre de personnes à risque ou affaiblies.

Le ou les paramètres physiologiques PPHY recueillies pendant l'exercice sont ainsi exploitées en temps réel pour l'adaptation de l'exercice à
l'utilisateur, c'est-à-dire que ces données peuvent, selon des programmes préétablis (définition de valeurs seuils et de période de temps prédéterminée et/ou de portion prédéterminée du déplacement D du bras 3) faire évoluer en temps réel le programme de rééducation ou d'entraînement.
En outre, ces données physiologiques peuvent également être restituées en temps réel à l'utilisateur, et éventuellement à un thérapeute ou entraîneur sportif, ou encore enregistrées pour une restitution ultérieure à
ces mêmes personnes. Ces données pourront alors servir pour apporter des adaptations aux programmes d'exercices successifs au sein d'une même séance ou pour les séances suivantes. L'appareil 1 est donc du type adaptatif car il peut potentiellement s'adapter aux caractéristiques physiques et pathologiques de l'utilisateur avant la séance, offrir des programmes ou l'exercice sera dépendant en temps réel de l'attitude du sujet, et offrir des propositions d'évolution des protocoles initiaux.
Il est possible que le procédé comprennent aussi une étape de réception d'au moins une consigne émise par l'utilisateur ou une tierce personne, comme un thérapeute ou un entraîneur sportif, et une étape de modification ou de changement de la courbe de consigne Cc en fonction de ladite instruction. Pour réaliser cette étape, l'appareil 1 comprend un moyen de réception 97 d'une instruction relié à l'unité centrale 80 et adapté pour réaliser l'étape de réception décrite ci-dessus, l'unité centrale 80 étant bien entendu adapté pour réaliser l'étape de modification ou de changement de la courbe de consigne Cc en fonction de ladite instruction.
Ainsi, il est possible de modifier l'exercice en cours de route sur instruction de l'utilisateur, du thérapeute ou de l'entraîneur sportif ; la modification de l'exercice correspondant au même type de modification que celle décrite ci-dessous pour l'étape f) du procédé. Par exemple, l'utilisateur peut souhaiter durcir l'exercice, en augmentant l'effort, s'il se sent en forme. En outre, l'utilisateur peut adapter l'exercice de façon volontaire au sein même d'un mouvement unitaire pour notamment accélérer, augmenter la force, rajouter des itérations ou du temps ou allonger un déplacement et avoir la modification prise en compte en temps réel.
Il est également avantageux que le procédé comprenne une étape d'affichage de l'évolution du paramètre principal d'exercice Pp et/ou d'au moins un paramètre de consigne Pc pendant l'exercice afin d'informer l'utilisateur et/ou une tierce personne de l'évolution de ce ou ces paramètres caractéristiques de l'exercice effectué par l'utilisateur. Pour réaliser cette étape, l'appareil 1 comprend un moyen d'affichage 88 relié à l'unité centrale pour 5 afficher l'évolution du ou des paramètres Pp et/ou Pc pendant l'exercice.
Le moyen d'affichage 88 peut être réalisé sous la forme d'un écran ou d'un moniteur ou d'un ensemble de diodes lumineuses disposés sur le corps 2 de l'appareil 1 ou hors du corps 2.
L'intérêt est de montrer en temps réel comment l'utilisateur se 10 comporte sur l'exercice programmé, afin que l'utilisateur puisse modifier son comportement en temps réel ou afin qu'un thérapeute ou un entraîneur sportif puisse envoyer une consigne à l'unité centrale 80 pour modifier en temps réel l'exercice ; le but étant encore une fois d'adapter l'exercice à
l'utilisateur.
Il est aussi avantageux que le procédé comprenne une étape de 15 transmission de données traduisant l'évolution du paramètre principal d'exercice Pp et/ou d'au moins un paramètre de consigne Pc pendant l'exercice à destination d'un terminal externe, notamment du type terminal téléphonique et/ou informatique, afin d'informer une tierce personne située à distance de l'utilisateur de l'évolution de ce ou ces paramètres. Pour réaliser cette étape, 20 l'appareil 1 comprend un moyen de transmission 89 relié à l'unité centrale 80 et adapté pour réaliser cette étape de transmission. Le moyen de transmission 89 peut être du type transmission filaire ou transmission sans fil.
L'intérêt est de permettre à une personne distante de suivre l'exercice de l'utilisateur, par exemple via un réseau informatique (internet, 25 intranet ou équivalent) ; cette personne pouvant ensuite, en fonction de l'évolution du ou des paramètres transmis, envoyer une consigne à l'unité
centrale 80 pour modifier en temps réel l'exercice. De plus, les données transmises pourront être stockées (par exemple sur un terminal informatique externe voire sur le moyen de stockage 81) pour une analyse ultérieure, afin 30 notamment d'établir des comparaisons entre les différentes séances d'exercice, modifier les exercices ultérieures et établir des diagnostics.
La figure 29 illustre la tierce personne TP, éventuellement située à
distance de l'utilisateur U qui effectue l'exercice, où la tierce personne TP
reçoit ou visualise des données via le moyen d'affichage 88 et/ou le moyen de 35 transmission, et où la tierce personne TP envoie une instruction à l'unité
centrale 80 via le moyen de réception 97. Sur cette figure 29 est également illustré une source en énergie électrique EE pour alimenter entre autre le moyen moteur 5 ; cette source pouvant par exemple être le secteur ou une batterie électrique.
En outre, le procédé peut comprendre une étape de guidage de l'utilisateur consistant à générer un signal de consigne, notamment du type signal visuel, sonore ou tactile, à destination de l'utilisateur afin de guider l'utilisateur dans son exercice notamment en terme de :
- effort ou vitesse à développer pour déplacer le bras 3 ou freiner le déplacement du bras 3 ;
- temps ou nombre de cycle restant pour l'exercice ou pour la phase de l'exercice correspondant.
Pour réaliser cette étape, l'appareil 1 comprend un moyen de guidage 90 de l'utilisateur dans son exercice, ledit moyen de guidage 90 relié
à
l'unité centrale 80 et adapté pour générer le signal de guidage défini ci-dessus.
Ce moyen de guidage 90 peut être réalisé sous la forme de :
- un générateur de signal sonore, tel qu'un générateur de son (la fréquence et/ou l'intensité du signal sonore étant associées à une recommandation particulière à destination de l'utilisateur) ou un générateur de phrase vocale émettant des recommandations parlées (comme par exemple des recommandations du type poussez plus fort , tirez moins fort , etc.) ;
- un générateur de signal visuel apte à émettre plusieurs signaux lumineux distincts, chaque signal lumineux étant associé à une recommandation particulière à destination de l'utilisateur, comme par exemple un générateur de signaux colorés (la couleur étant associée à une recommandation), un générateur de signaux clignotants (la fréquence du signal étant associée à une recommandation), un générateur de phrase écrite (le contenu de la phrase étant associé à une recommandation) ;
- un générateur de signal tactile, comme par exemple un générateur de vibration disposé sur ou dans le moyen de liaison 4, tel qu'un vibrateur dans une poignée 4.
Avec cet appareil 1, il est possible d'effectuer un suivi de l'exercice à distance, comme par exemple pour réaliser des séances de rééducation ou de coaching sportif à distance. Ainsi, les exercices peuvent être fait dans un local spécialisé (cabinet de kinésithérapeute, institut, salle de musculation, club de fitness, etc..) ou à domicile. Les programmes ou protocoles d'exercice peuvent être téléchargeables à distance via le réseau internet. Toutes les données relatives à l'exécution et au résultat d'un exercice sont également téléchargeables à distance via internet. L'équipement physique, les modes de conversation et le site forment un ensemble applicatif qui permet d'avoir son protocole d'exercice personnel réalisé par un professionnel à partir des données notamment pathologique, physiologique ou physique.
Les données des exercices réalisés en temps réel et transmises via le moyen de transmission 89, permettent d'avoir une réelle interaction entre l'utilisateur et la tierce personne professionnelle pendant l'exercice. Le couplage avec une caméra en ligne (notamment du type webcam) permet au professionnel d'indiquer à l'utilisateur des corrections de postures et de mouvements. Les données relatives à l'exercice réalisé peuvent ensuite être téléchargées par le professionnel en fin d'exercice, permettant à ce dernier d'adapter le protocole d'exercice entre chaque séance.
L'utilisateur, l'entraîneur sportif ou le thérapeute ont la possibilité de s'inscrire sur un site internet et de télécharger en ligne des courbes de consigne Cc et des programmes ou protocoles d'exercice en fonction des objectifs visés à des fins thérapeutiques, de développement musculaire, d'entretien physique ou encore de perte de poids. Ces personnes peuvent également télécharger les résultats de l'utilisateur (évolution des courbes réelles) en temps réel ou après l'exercice, à des fins notamment de comparaison de ces résultats avec des données théoriques, des moyennes, des résultats obtenus sur des exercices précédents, ou encore des résultats d'un autre utilisateur. Il est également envisageable que les personnes inscrites sur ce site internet créent de nouvelles courbes, de nouveaux programmes ou protocoles d'exercice et les mettent à disposition des autres personnes inscrites sur le site internet en question.
La figure 32 illustre un exemple de protocole d'exercice avec une succession de phases (ou étapes). Pour ce protocole, deux courbes de consigne, respectivement une première Cc10 et une deuxième Cc20 courbes de consigne, sont enregistrées dans le moyen de stockage 81.
Le protocole d'exercice définit plusieurs phases d'exercice successives :
- une phase dite d'initialisation PHINI, en début d'exercice, au cours de laquelle :
- l'utilisateur effectue l'exercice avec une courbe de consigne CcO, cette courbe de consigne CCO étant notamment choisie pour tester ou échauffer l'utilisateur (comme par exemple la courbe CcO en effort illustrée correspondant à une courbe avec un effort Fo constant en fonction du déplacement D) ; et - une condition relative à l'état physiologique est nécessaire pour passer à la phase suivante, par comparaison entre un paramètre physiologique PPHY et une valeur seuil maximale ou minimale (comme par exemple le rythme cardiaque de l'utilisateur qui est comparé à une valeur seuil maximale, par exemple une valeur de 120 pulsations par seconde, de sorte que l'on passe à la phase suivante si le rythme cardiaque est inférieur à la valeur seuil maximale ; autrement dit, tant que le rythme cardiaque est supérieure à la valeur seuil maximale l'utilisateur continue son exercice sur la courbe de consigne CcO et ne passe pas à la phase suivante) ;
- une phase d'exercice PHEX proprement dite, qui suit la phase d'initialisation PHINI à condition que la condition physiologique soit remplie (par exemple le rythme cardiaque passe en-dessous de la valeur seuil maximale).
La phase d'exercice PHEX peut se décomposer en deux phases d'exercice successives :
- une première phase au cours de laquelle l'utilisateur effectue l'exercice avec une première courbe de consigne Cc10 (comme par exemple la courbe Cc10 en effort illustrée) ; suivie de - une deuxième phase au cours de laquelle l'utilisateur effectue l'exercice avec une deuxième courbe de consigne Cc20 différente de la première courbe de consigne Ccl0 (comme par exemple la courbe Cc20 en effort illustrée) si la condition 2 est remplie.
Ainsi, on passe de la première à la deuxième phase à condition que la condition 2 soit remplie, cette condition se rapportant à un paramètre de consigne comme décrit ci-dessus. Par exemple, cette condition 2 peut consister à comparer la vitesse V de déplacement du bras 3 avec une valeur seuil minimale, par exemple la vitesse V jusqu'au point El de la première courbe de consigne Ccl0 illustrée ; la première courbe de consigne Ccl0 étant définie par les coordonnées (en force F et en déplacement D) de trois points El, E2 et E3. Ainsi, on passe à la deuxième phase si la vitesse V est supérieure à la valeur seuil minimale ; autrement dit, tant que la vitesse V
est inférieure à la valeur seuil minimale l'utilisateur continue son exercice sur la première courbe de consigne Ccl0 et ne passe pas à la deuxième phase.

Une fois dans la deuxième phase, l'utilisateur effectue par exemple l'exercice sur un certain nombre de cycle de déplacement (aller et retour) du bras 3 avant la fin de l'entraînement.
Cependant, au cours de la première phase, le nombre de cycle de déplacement est également compté de sorte que, si la condition 2 n'est jamais remplie, l'utilisateur accède à la fin de l'entraînement lorsqu'il a effectué
un nombre prédéterminé de cycle de déplacement du bras 3. Cette condition correspond à la condition 1 de la figure 32 qui est remplie lorsque le nombre de cycle atteint la valeur prédéterminée.
En parallèle des conditions 1 et 2, il est envisageable d'effectuer une ou plusieurs mesures sur les courbes réelles afin de vérifier si l'utilisateur est bien capable de suivre la première courbe de consigne Ccl0. On estime que l'utilisateur ne suit pas l'exercice si la condition 3 est remplie, et dans ce cas on informe l'utilisateur de cette situation via les moyens décrits ci-dessus.
Par exemple, cette condition 3 peut consister à comparer l'effort réel au point E2 avec une valeur seuil maximale. Ainsi, on informe l'utilisateur si cet effort est inférieur à la valeur seuil maximale ; autrement dit, tant que l'effort est supérieur à la valeur seuil maximale l'utilisateur continue son exercice normalement.
Lors d'un entraînement, une première série de tests ont lieu en temps réel durant un cycle. L'unité centrale contrôle d'abord que le moyen moteur respecte la courbe de consigne enregistrée, et surveille par ailleurs également les paramètres physiologiques qui peuvent dans les cas critiques modifier le cycle prévu ; un cycle correspondant à une séquence d'aller et retour du bras 3, un exercice correspondant à une suite de même cycles, et un entraînement correspondant à un ensemble d'exercices identiques ou différents. A la fin d'un cycle, les mêmes tests sont réalisés.
En référence à la figure 32, suivant les résultats des tests, on peut se diriger vers :
- recommencer le même cycle (chemin n 1) ;
- modification des paramètres du cycle en cours (chemin n 2), correspondant à un remplacement ou une modification de la courbe de consigne ;
- passage à un autre exercice (chemin n 3) ;
- fin de l'entraînement (chemin n 4).

Donc, à chaque instant t et à chaque fin de cycle, un ensemble de tests sont effectués et le résultat de ces tests indique le chemin suivant à
effectuer.
La figure 33 illustre un modèle général de protocole sous la forme 5 d'un algorithme.
Dans une réalisation particulièrement intéressante dite réalisation multiaxe , le procédé comprend une étape de localisation du bras 3 dans l'espace, et une étape de pilotage de la position du bras 3 dans l'espace afin de contraindre l'utilisateur à suivre, avec le bras 3, une trajectoire délimitée 10 dans l'espace durant l'exercice.
Une telle réalisation est envisageable avec l'appareil 1 comportant le moyen de coopération 7 tel que décrit ci-avant dans la deuxième partie de la description, autrement dit le moyen de coopération 7 pourvu de moyens moteur secondaires 70 permettant de contraindre l'utilisateur à suivre une trajectoire 15 délimitée dans l'espace.
L'étape de localisation du bras 3 dans l'espace est réalisé grâce aux capteurs d'angle équipant chacun des moyens moteur secondaires 70 et grâce au capteur de déplacement 85 mesurant le déplacement D du bras 3 ;
les informations issues de ces capteurs renseignant sur la position de 20 l'extrémité libre du bras 3 en liaison avec l'utilisateur, et donc sur la trajectoire suivie par cette extrémité libre du bras 3 et donc suivie par l'utilisateur.
Les figures 34, 36 et 37 illustrent un utilisateur U réalisant un exercice sur un appareil 1 consistant à faire travailler un membre supérieur MS
(ou bras) en déplaçant et/ou freinant le bras 3 de l'appareil 1. Cet appareil 25 comprend un moyen de coopération 7 tel que décrit ci-avant dans la deuxième partie de la description, autrement dit un moyen de coopération 7 pourvu de moyens moteur secondaires 70 permettant de contraindre le membre supérieur MS de l'utilisateur U à suivre une trajectoire délimitée T dans l'espace.
Dans cette réalisation multiaxe , l'unité centrale 80 commande le 30 moyen moteur 5 et les moyens moteur secondaires 70 pour éventuellement asservir la trajectoire du bras 3 autour d'une trajectoire T prédéfinie, avantageusement mémorisée dans le moyen de stockage 81. Pour cela l'unité
centrale 80 calcule en temps réel la trajectoire du bras 3 (grâce aux capteurs mentionnés ci-dessus) et asservie les différents moyens moteurs 5, 70 pour 35 contraindre l'utilisateur U à suivre la trajectoire T.

Durant l'exercice, l'appareil 1 continue à imposer un asservissement autour de la courbe de consigne Cc visible en figure 35 et correspondant à une courbe en effort F ou en vitesse V en fonction du déplacement D du bras 3.
Comme visible en figure 34, l'utilisateur doit donc suivre durant son exercice la trajectoire T, qui forme une sorte de cheminement imaginaire dans l'espace, entre deux points d'extrémité, à savoir un point A (cas où le bras 3 est en position déployée) et un point B (cas où le bras 3 est en position rétractée) ;
ces points A et B étant également illustrés sur la figure 35.
La trajectoire T dépend dépend de l'exercice choisi et plus particulièrement de :
- la pathologie à traiter ; et/ou - des muscles ou chaînes musculaires que l'on souhaite faire travailler ou au contraire que l'on ne souhaite pas faire travailler ; et/ou - des articluations que l'on souhaite faire travailler ou au contraire que l'on ne souhaite pas faire travailler Au cours du déplacement du bras 3 le long de la trajectoire T, l'effort, le contre-effort ou la vitesse seront par exemple imposés par le moyen moteur 5 selon la courbe de consigne Cc préprogrammée.
Comme visible en figure 36, un couloir de travail CT est établi autour de la trajectoire T prédéfinie. Autrement dit, tant que l'utilisateur U
travaillera à l'intérieur de ce couloir de travail CT, il fera son exercice dans les conditions définies précédemment, autrement dit l'appareil 1 lui appliquera uniquement l'asservissement autour de la courbe de consigne Cc (comme par exemple un asservissement en effort ou en vitesse pendant le déplacement du bras). Autrement dit, l'utilisateur a droit à une marge d'erreur dans son déplacement autour de cette trajectoire T et les mouvements s'effectueront donc dans ce couloir CT centré sur la trajectoire T entre les points A et B.
Par contre, et comme illustré en figure 37, si l'utilisateur U atteint les limites du couloir de travail CT, l'appareil 1 asservira les moyens moteur 5, 70 nécessaires pour corriger la mauvaise trajectoire prise par l'utilisateur U
en imposant un contre effort CE plus ou moins important pour contraindre l'utilisateur à retourner dans les limites du couloir de travail CT. En complément, l'appareil 1 peut envoyer un message à l'utilisateur l'informant qu'il ne suit pas correctement la trajectoire, en utilisant notamment le moyen de guidage 90 ou le moyen d'affichage 88.

Une couronne CR peut être établie autour du couloir de travail CT, le contre-effort CE radial forcera l'utilisateur U à rester dans le couloir CT
prévu par l'exercice tant que l'utilisateur U ne rentre pas à l'intérieur de la couronne CR. Si l'utilisateur U persiste à s'éloigner de la trajectoire T, à sortir du couloir de travail CT et à aller à l'intérieur de la couronne CR, le contre-effort CE
augmente jusqu'à atteindre une valeur maximale CEmax prédéterminée aux limites de la couronne CR. L'augmentation du contre-effort CE dans la couronne CR pourra être progressif ou discontinue jusqu'aux limites de la couronne CR.
La troisième partie relative à l'utilisation de l'appareil conforme à
l'invention est faite ci-dessous.
Les figures 38 à 47 illustrent les nombreuses utilisations de l'appareil 1. Cet appareil 1 permet notamment une rééducation pour les membres inférieurs et supérieurs en position assise, debout ou couchée, suivant le réglage de la position de l'appareil 1 sur le bâti ; un tel réglage étant obtenu en réglant la position du support (non illustré) coulissant sur le bâti.
Avec cet appareil 1, l'utilisateur peut travailler, dans la mesure du possible, simultanément les deux membres inférieurs ou supérieurs ; il suffit pour cela que le moyen de liaison soit adapté pour un tel travail.
De manière générale, l'appareil 1 servira dans la rééducation ou la remise en forme de la majorité des muscles de l'utilisateur. Pour ce faire, l'utilisateur et l'appareil 1 seront positionnés suivant une multitude de combinaisons. L'utilisateur pourra se trouver ou bien en posture couché, assis ou debout, et l'appareil 1 pourra être positionné de façon horizontale ou verticale ou de façon intermédiaire inclinée.
Sur les figures 38 à 39, l'utilisateur travaille un membre supérieur, en étant debout, avec un appareil 1 en appui contre un mur ou articulé sur un mur.
Sur la figure 41, l'utilisateur travaille un membre supérieur, en étant debout, avec un appareil 1 en appui contre le sol ou articulé sur le sol.
Sur la figure 42, l'utilisateur travaille un membre inférieur, en étant couché, avec un appareil 1 en appui contre un mur ou articulé sur un mur.
Sur les figures 43 et 44, l'utilisateur travaille un membre inférieur, en étant debout, avec un appareil 1 en appui contre un mur ou articulé sur un mur.

Sur la figure 45, l'utilisateur travaille un membre inférieur, en étant assis, avec un appareil 1 en appui contre un mur ou articulé sur un mur.
Sur les figures 46 et 47, l'utilisateur U travaille un membre supérieur, en étant debout, avec un appareil 1 réglé à une hauteur convenable après réglage de la position du support (non visible) sur un rail R solidaire du bâti B (ici un mur), et avec une tierce personne TP, comme par exemple un thérapeute ou un entraîneur sportif, qui encadre l'exercice.
Avec un tel appareil 1, on note que :
- la tierce personne TP peut avoir accès à l'utilisateur U sur quasiment 360 degrés, c'est-à-dire qu'elle peut tourner tout autour de l'utilisateur U, notamment pour analyser sa posture et éventuellement corriger sa posture avant ou pendant l'exercice avec l'appareil 1 , - la tierce personne TP peut agir directement, avec ses deux mains libres, sur l'utilisateur U pour notamment corriger des déséquilibres, éliminer ou modifier des mouvements parasites, guider l'utilisateur U dans son mouvement (que ce soit en terme de trajectoire, d'effort, de vitesse, etc.), soutenir ou maintenir physiquement le membre en exercice.
Cet appareil 1 permet par exemple d'effectuer des mouvements excentriques et concentriques, suivant la chaîne de muscle considérée.
En outre, cet appareil 1 présente l'avantage d'être transportable ou portatif, peu volumineux ou peu encombrant, de sorte qu'un utilisateur peut se déplacer avec facilement, et surtout un thérapeute ou un entraîneur sportif peut se rendre avec l'appareil chez un patient ou client.
Bien entendu l'exemple de mise en oeuvre évoqué ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et d'autres détails et améliorations peuvent être apportés à l'appareil selon l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention où d'autres formes de moyen moteur et/ou de moyen moteur secondaire et/ou de moyen d'articulation et/ou d'organe mobile peuvent par exemple être réalisées.

Claims

1. Appareil (1) d'exercice musculaire et/ou articulaire adapté à la rééducation et/ou l'entraînement physique d'une partie du corps, notamment un membre supérieur et/ou inférieur, d'un utilisateur, ledit appareil (1) comprenant :
- un corps (2) creux, ouvert à l'une de ses extrémités (20) et présentant un fond (21) sur l'extrémité opposée à l'extrémité ouverte (20) ;
- un organe mobile (3) déplaçable en translation à l'intérieur du corps (2) selon un axe principal (A) et conçu pour être déplacé par la partie du corps de l'utilisateur et également pour déplacer ladite partie du corps ;
- un moyen moteur (5) disposé sur le fond (21) du corps (2), relié à l'organe mobile (3) et adapté pour entraîner en déplacement l'organe mobile (3) dans les deux sens de translation, et également pour freiner le déplacement de l'organe mobile (3) dans les deux sens de translation ;
- un moyen de coopération (6) entre le corps (2) et un bâti (B), ce moyen de coopération (6) étant disposé sur le fond (21) du corps (2) et comprenant :
- au moins un moyen d'articulation (60) du corps (2) sur le bâti (B), ledit moyen d'articulation (60) offrant au moins au moins un degré de liberté
en rotation pour le corps (2) autour d'un axe de rotation ; et - un moyen amovible (63) de montage et de démontage du corps (2), ledit moyen amovible (62) étant conçu pour le montage amovible dudit corps (2) sur un support (S) monté à coulissement dans le bâti (B).

2. Appareil (1) selon la revendication 1, dans lequel le moyen d'articulation (60) est conçu pour offrir deux degrés de liberté en rotation autour de respectivement deux axes de rotation, notamment perpendiculaires l'un par rapport à l'autre.

3. Appareil selon la revendication 2, dans lequel le moyen d'articulation (60) comprend une première liaison pivot (61) selon l'axe principal (A) reliée à une seconde liaison pivot (62) selon un axe transversal perpendiculaire à
l'axe principal (A).

4. Appareil (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque moyen d'articulation (60) comprend en outre au moins une butée réglable limitant la rotation du corps autour d'au moins un axe de rotation, de sorte que ladite butée permette de définir une plage d'angle réglable pour la rotation dudit corps autour de l'axe de rotation correspondant.

5. Appareil (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps supporte au moins un moyen moteur secondaire (70) apte à entraîner en rotation le corps (2) autour d'un axe de rotation (B1;
B2), ledit moyen moteur secondaire (70) comprenant au moins un capteur d'angle autour de son axe de rotation.

6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen moteur (5) comprend :
- un moteur (50) prévu pour un fonctionnement quatre quadrants ;
- une alimentation (52) réversible du moteur ; et - des moyens de conversion (51) réversible du mouvement de sortie du moteur (50) en un déplacement en translation de l'organe mobile (3).

7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps (2) supporte intérieurement des moyens de guidage (27, 28 ; 23) de l'organe mobile (3) afin de supporter les efforts radiaux perpendiculaires à l'axe principal (A) et de guider ledit organe mobile (3) dans son mouvement de translation.

8. Appareil selon la revendication 7, dans lequel les moyens de guidage comprennent :
- plusieurs tirants (27), de préférence trois tirants, s'étendant à
l'intérieur du corps (2) parallèlement à l'axe principal (A) ; et - au moins un coulisseau (28) monté à coulissement sur chacun desdits tirants (27) et monté fixe sur l'organe mobile (3).

9. Appareil selon la revendication 8, dans lequel le moyen moteur comporte un moteur rotatif (50), un arbre fileté (514) entraîné en rotation par le moteur (50) et une pièce formant écrou (516) pourvue d'un orifice fileté

coopérant avec l'arbre fileté (514), et dans lequel la pièce formant écrou (516) est solidaire du coulisseau (28).

10. Dispositif d'exercice musculaire et/ou articulaire adapté à la rééducation et/ou l'entraînement physique d'une partie du corps, notamment un membre supérieur et/ou inférieur, d'un utilisateur, ledit dispositif comprenant :
- un appareil (1) d'exercice conforme à l'une quelconque des revendications précédentes ; et - un bâti (B) dans lequel est monté à coulissement un support (S) ;
où le corps (2) est monté de façon amovible sur ledit support (S), via le moyen amovible (63), de manière à permettre le réglage de la position de l'appareil (1) en réglant la position du support (S) sur le bâti (B).

11. Procédé d'utilisation d'un appareil (1) d'exercice conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant les étapes suivantes :
- montage de façon amovible du corps (2) de l'appareil (1) sur un support (S) monté à coulissement dans un bâti (B) ;
- réglage de la position de l'appareil (1) en réglant la position du support (S) sur le bâti (B).

12. Procédé selon la revendication 11, comprenant en outre un procédé
de commande de l'appareil (1) comprenant les étapes suivantes :
a) enregistrement ou saisie d'au moins une courbe de consigne (C c) correspondant à une variation prédéfinie d'un paramètre principal d'exercice (P p) prédéterminé en fonction d'un paramètre d'état (P E) tel que le temps ou le déplacement (D) de l'organe mobile (3), ledit paramètre principal d'exercice (P p) étant représentatif de l'effort de déplacement imposé par l'organe mobile (3) à ladite partie du corps ou inversement et notamment choisi parmi la force (F) développée par l'utilisateur sur l'organe mobile (3) pour déplacer ou freiner l'organe mobile (3), le couple ou la force développés par le moyen moteur (5) pour déplacer ou freiner l'organe mobile (3), la vitesse (V) de déplacement de l'organe mobile (3) et l'accélération du déplacement de l'organe mobile (3) ;

b) acquisition d'une courbe réelle correspondant à la variation du paramètre principal d'exercice (P p) mesuré pendant l'exercice en fonction du paramètre d'état (P E) ;
c) commande du moyen moteur (5) afin d'asservir la courbe réelle autour de la courbe de consigne (C c) pendant l'exercice.

13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel le procédé de commande comprend en outre les étapes suivantes :
d) mesure pendant l'exercice d'au moins un paramètre de consigne (P c) choisi parmi :
- un paramètre d'exercice secondaire (P s) distinct du paramètre d'exercice principal (P p), ledit paramètre d'exercice secondaire (P s) étant représentatif de l'effort de déplacement imposé par l'organe mobile (3) à ladite partie du corps ou inversement et notamment choisi parmi la force (F) développée par l'utilisateur sur l'organe mobile (3) pour déplacer ou freiner l'organe mobile, le couple ou la force développés par le moyen moteur (5) pour déplacer ou freiner l'organe mobile (3), la vitesse (V) de déplacement de l'organe mobile (3), et l'accélération du déplacement de l'organe mobile (3) ; et/ou - un paramètre physiologique (P PHY) représentatif de l'état physiologique du sujet et choisi notamment parmi l'activité
électromyographique, le rythme respiratoire, le rythme cardiaque, la température de l'utilisateur, le taux d'oxygène dans le sang, la tension artérielle, et la sudation ; et/ou - un paramètre de durée représentatif de la durée de l'exercice et choisi notamment parmi la durée de l'exercice, le nombre de cycle de déplacement effectué par l'organe mobile (3), le temps nécessaire à
l'utilisateur pour effectuer un ou plusieurs déplacements prédéterminés de l'organe mobile (3) ; et/ou - un paramètre d'environnement (P E) représentatif de l'environnement externe dans lequel l'utilisateur effectue l'exercice et choisi notamment parmi la température ambiante externe, le taux d'humidité
externe, la pression ambiante externe ;
e) comparaison pendant l'exercice du au moins un paramètre de consigne (P c) avec au moins une valeur seuil prédéfinie, notamment du type valeur de seuil minimale ou valeur de seuil maximale, ladite comparaison pouvant notamment être effectuée sur une période de temps prédéterminée et/ou sur une portion prédéterminée du déplacement de l'organe mobile (3);
f) modification ou remplacement de la courbe de consigne si, lors de l'étape e), au moins un paramètre de consigne est supérieur ou inférieur à la valeur seuil correspondante, avant de reprendre les étapes b) à e) avec la courbe de consigne telle que modifiée ou remplacée afin d'adapter l'exercice à
l'utilisateur suivant un protocole d'exercice prédéfini en fonction de l'évolution d'au moins un paramètre de consigne (P c).

14. Procédé selon les revendications 12 ou 13, dans lequel le procédé de commande comprend une étape de réception d'au moins une instruction émise par l'utilisateur ou une tierce personne, et une étape de modification ou de changement de la courbe de consigne (C c) en fonction de ladite instruction afin de modifier l'exercice en cours ou de remplacer l'exercice en cours par un autre exercice.

15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, dans lequel le procédé de commande comprend une étape de localisation de l'organe mobile (3) dans l'espace, et une étape de pilotage de la position de l'organe mobile (3) dans l'espace afin de contraindre l'utilisateur à suivre, avec l'organe mobile (3), une trajectoire délimitée dans l'espace durant l'exercice.