EP0779826A1 - Systeme de mesure d'un deplacement (position initiale et course), notamment pour appareil d'exercices sportifs ou reeducation - Google Patents
Systeme de mesure d'un deplacement (position initiale et course), notamment pour appareil d'exercices sportifs ou reeducationInfo
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- EP0779826A1 EP0779826A1 EP96905903A EP96905903A EP0779826A1 EP 0779826 A1 EP0779826 A1 EP 0779826A1 EP 96905903 A EP96905903 A EP 96905903A EP 96905903 A EP96905903 A EP 96905903A EP 0779826 A1 EP0779826 A1 EP 0779826A1
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Description
Système de mesure d'un déplacement (Position initiale et course., notamment pour appareil d'exercices sportifs ou rééducation
La présente invention concerne un dispositif de mesure d'un déplacement (position initiale et course) destiné à être utilisé notamment dans un appareil d'exercices sportifs ou de rééducation du type dans lequel la clavette permette de sélectionner une partie de la pile de poids disponible et muni d'un système émetteur et se déplace parallèlement à un système récepteur, lequel convertit le signal émis par la clavette en un signal électrique traité par un système électronique connecté au récepteur.
D est d'une pratique courante d'utiliser, sur des appareils d'exercices sportifs, un système émetteur/récepteur simple permettant de compter le nombre de mouvements effectués.
Ces systèmes ont pour inconvénient de ne fournir aucune indication sur la valeur de la charge déplacée par l'utilisateur lors de son exercice. En effet, l'émetteur est placé, dans les systèmes existants, sur un support mécanique déplacé par Putilsateur en même temps que la charge.
Le plus souvent, l'émetteur est positionné sur la partie mobile, appelée coulisseau, assurant le guidage en translation de la charge sélectionnée.
La présente invention est caractérisée en ce que l'émetteur est placée dans la clavette. Cette clavette permet à rutilisateur de rendre solidaire une partie de la pile de poids du sélecteur que l'utilisateur déplace verticalement par un système de transmission depuis le point d'application de son effort .
L'avantage de cette invention par rapport à l'état des techniques existantes, réside dans le fait que l'on peut connaître directement la valeur de la charge soulevée par l'utilisateur. La présente invention est également caractérisée par le fait que le système récepteur est composé d'une succession de détecteurs identiques, régulièrement espacés. La clavette émettrice se déplaçant le long de ce système émetteur, on peut connaître la position de la clavette, à l'instant t, au cours du mouvement de l'utilisateur, en identifiant les détecteurs qui reçoivent le signal émis. L'ensemble des valeurs caractéristiques (course, vitesse, accélération, etc..) du mouvement peuvent être déduites de cette mesure, une horloge interne étant gérée par le système électronique de traitement des signaux et délivrant les informations sur les temps relatifs au mouvement.
L'avantage de l'invention- au vu de l'état de la technique, réside dans la connaissance de valeurs représentatives de l'effort de l'utilisateur (travail fourni, puissance développée) calculées à partir des valeurs mesurées (charge, déplacement).
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui est présentée ensuite en regard des dessins, à titre d'exemple non limitatif, sur lesquels :
- La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective des principaux éléments mécaniques du dispositif.
- La figure 2 représente schématiquement une vue en perspective des mêmes éléments que dans la figure 1 mais avec une traction appliquée par l'utilisateur.
- La figure 3 représente une vue de dessus de l'ensemble émetteur/récepteur.
- La figure 4 représente une vue de côté de l'ensemble émetteur/récepteur dans la même position, prise pour exemple, que dans la figure 2.
- La figure 5 représente schématiquement une vue du raccordement des éléments électroniques.
La figure 1 représente une vue schématique des principaux éléments mécaniques, pris à l'état repos, c'est à dire quand l'utilisateur applique aucun effort au point d'application (4).
L'ensemble succeptible d'être déplacé verticalement selon l'axe (5), ensemble mobile, est à son point bas, fonction réalisée par le châssis (21). Cet ensemble mobile est constitué de la pile de poids (2), elle-même constituée d'un nombre connu de contrepoids (1) identiques, de la clavette (10), du sélecteur (23) et de la tige de sélecteur (7), non représentée ici car elle traverse de part en part chacun des contrepoids ( I ) de la pile (2) selon l'axe (5). Cet ensemble est guidé en translation vertical par un dispositif de guidage (22), par exemple constitué de 2 tubes cylindriques sur lesquels coulisse le sélecteur (23).
La figure 2 représente les mêmes éléments que la figure 1 mais dans une position différente de la position de point bas. L'exemple non limitatif représenté ici montre qu'à partir d'un effort de traction effectué par l'utilisateur au point (4) sur l'élément de transmission (8), l'ensemble mobile s'est déplacé verticalement selon l'axe (5). Il est à noté que la traction de l'utilisateur est représentée à titre d'exemple selon un axe horizontal au point (4), mais que sa direction dépend du mouvement exécuté par l'utilisateur. Ce mouvement est déterminé par le type d'appareils d'exercices sportifs qui peut être raccordé au dispositif, représenté sur la
Dans la figure 2, l'exemple montre que quatre contrepoids (1) sont rendus solidaires du sélecteur (23) par la tige (7) de ce même sélecteur, laquelle tige est traversée de part en part, au travers d'un orifice (9) par une clavette (10) sur laquelle sont en appui les quatre contrepoids (1). Ces quatre contrepoids ont été sélectionnés à l'état repos au moyen de la clavette (10) parmi les contrepoids (1) de la pile (2). Les contrepoids sélectionnés constituent la partie de la pile de poids (3). Ce dispositif n'est pas limité en nombre de contrepoids (1) constituant la pile (2), et n'est pas limité non plus en nombre de contrepoids (1) constituant la partie de la pile (3). De plus, ce dispositif n'est pas limité ni au type de dispositif de guidage (22), ni à la forme de la clavette (10), ni au mode d'accrochage entre la clavette (10) et la tige (7), ni même à la forme des contrepoids (1).
La figure 2 montre que la clavette (10) est déplacée verticalement selon l'axe (5), et qu'une de ces extrémités est à proximité du support (15). La description ultérieure du système émetteur/récepteur montrera comment la position de la clavette peut être connue à tout instant. Elle peut être connue depuis sa position initiale (18), et en n'importe quelle point de son déplacement selon l'axe (5).
La figure 3 représente une vue de dessus du système émetteur/récepteur. L'émetteur est constitué de la clavette (10) qui comporte à sa 1ère extrémité (11) un élément de préhension et en sa 2ème extrémité (12) un aimant (14).La figure 3 montre que la clavette (10) traverse un contrepoids (1) de part en part au travers de la rainure (36) et traverse également de part en part la tige (7), laquelle tige (7) traverse le contrepoids (1) par l'ouverture (6). De cette façon, l'utilisateur sélectionne à la position de point bas (cf Fig. l) le nombre désiré de contrepoids qui constitueront la partie de la pile (3) qu'il déplacera. Le fait que rémetteur soit réalisé par la clavette (10) permet de connaître la position initiale (18) de celle-ci, et donc le nombre de contrepoids sélectionné par l'utilisateur. A proximité de extrémité (12) de la clavette (10) et donc de l'aimant (14), se trouve le système récepteur. Ce système récepteur est constitué de détecteurs (16) fixés et raccordés électriquement sur un module (19). Les modules (19) sont fixés sur la partie rigide (20) du support (15). La figure 3 montre que les détecteurs (16) sont placés dans un plan sensiblement parallèle à l'axe (13) de la clavette (10). Les détecteurs (16) sont situés dans le champ magnétique de l'aimant (14). Cette disposition permet d'assurer la détection par un ou plusieurs détecteurs (16) de la proximité de l'aimant (14) quelque soit la position en profondeur de la clavette (10) suivant son propre axe (13).
La figure 4 représente une vue de côté du système émetteur/récepteur. Cette vue montre, à titre d'exemple non limitatif, l'ensemble mobile dans une position différente de la
MENT RÈGLE 26)
n'importe quelle position lors de son déplacement, solidaire de l'ensemble mobile, suivant l'axe (5). En se déplaçant suivant l'axe (5), l'aimant (14), logé à l'extrémité (12) de la clavette (10), actionne les détecteurs (31) qui se trouvent dans le champ magnétique qu'il génère, et n'actionne pas les détecteurs (32) qui ne se trouvent pas dans ce champ magnétique. Ce dispositif n'est pas limitatif à un nombre total de détecteurs (16), ni au nombre de détecteurs actionnés (31 ) simultanément par l'aimant (14). Aux bornes de chaque détecteur
(16) fixé sur un module (19), est appliqué une tension électrique.
Chaque détecteur est raccordé à un circuit électrique spécifique. Dans l'exemple représenté par la figure 4, le détecteur (31 ) qui est dans le champ magnétique de l'aimant (14) voit son contact électrique (34) fermé. Un courant électrique parcourt le circuit électrique spécifique (37). Au contraire le détecteur (32) qui n'est pas dans le champ magnétique de l'aimant ( 14) voit son contact électrique (35) ouvert. Aucun courant électrique ne parcourt le circuit électrique spécifique (33). Dans l'exemple, le circuit électrique (33) est spécifique au détecteur (32). De cette façon, en traitant le signal, le dispositif délivre une information sur l'état électrique de chaque détecteur (16).
Il est à noté que la technologie décrite dans l'exemple n'est pas limitative, elle est présentée en exemple. Toute technologie (mécanique, optique, inductive) utilisant le principe décrit ici, où la clavette mobile est émettrice et que le récepteur est fixe et constitué d'un ensemble de détecteurs, est inclue par la présente invention. La figure 5 représentée est une vue schématique des raccordements entre le système émetteur/récepteur et le dispositif (17) de traitement des signaux. La figure 5 montre que le dispositif (17) et le système émetteur/récepteur sont reliés électriquement par la connection (27). La figure 5 montre également que le récepteur est composé d'un module maître (24) qui porte la 1ère extrémité (38) de la connection (27), alors que la 2ème extrémité (39) est fixée sur le dispositif (17).
Ce récepteur est également composé de plusieurs modules esclaves (25) connectés électriquement entre eux d'une part, et au module maître (24) d'autre part. L'exemple représenté par la figure 5 n'est pas limitatif, et le dispositif peut comporter un nombre variable de modules esclaves (25). Le dispositif ( 17) est connecté en (40) à une alimentation électrique, et peut être connecté en (41 ) à un convertisseur numérique/analogique qui rend le dispositif
(17) compatible avec tout autre système, notamment à une imprimante papier, à un ordinateur, à tout support de données.
Les éléments de connection (39), (40) et (41) sur le dispositif (17) ne sont pas limitatifs, toute autre connection peut être envisagée, et leur disposition sur le dispositif (17) n'est pas non plus limitative, toute autre disposition peut être envisagée.
Selon les figures 1 à 4, l'invention concerne tout appareil d'exercices sportifs ou de rééducation, comprenant :
- plusieurs blocs de forme identique ou poids ou contrepoids (1) empilables verticalement pour former une pile (2) s'étendant selon un axe (5) - chaque contrepoids (1) comporte une ouverture (6) centrale de passage d'une tige (7) s 'étendant verticalement
- laquelle tige (7) est mobile en translation verticale et est reliée à une sangle ou une drisse ou un cable (8) de transmission d'effort relié au mécanisme d'application d'effort par l'utilisateur
- laquelle tige comporte plusieurs orifices (9) traversants horizontaux - une clavette (10) d'appui d'une partie de la pile de contrepoids (3) qui traverse ledit orifice (9), comportant une première extrémité (11) ou extrémité de manoeuvre, et comportant une 2ème extrémité (12)
La spécificité de l'invention réside dans le fait que,
- ladite clavette (10) fait saillie à l'extérieur - la clavette est munie d'un aimant (14) fixé rigidement à celle-ci,
- et que l'appareil comporte un support (15) s'étendant selon un axe vertical, à proximité de l'axe du mouvement de la pile de poids (2), muni de plusieurs détecteurs (16) identiques, régulièrement espacés le long dudit support, sensibles au champ magnétique de l'aimant et raccordé électriquement à un dispositif de traitement de signaux (17). En fonctionnement, l'utilisateur place la clavette (10) entre deux contrepoids (1) et au travers de la tige de sélecteur (7) par l'intermédiaire d'un orifice (9).
D a sélectionné un nombre de contrepoids (1) constituant la partie de la pile (3) qu'il va déplacer selon l'axe (5) par l'intermédiaire de la sangle de transmission (8).
La position initiale (18) de la clavette (10) est donc connue du dispositif (16) dans la mesure où la position du ou des détecteurs, situés dans le champ magnétique de l'aimant (14), est connue.
Cesdits détecteurs (16), lorsqu'ils sont dans le champ magnétique de l'aimant (14) sont actionnés et leurs contacts électriques fixés sur un module électronique (19) sont fermés. La détection de la fermeture de ces contacts électriques par la mesure d'un courant électrique, permet la distinction par le module entre les détecteurs actionnés (31) et les détecteurs non actionnés (32). Cette identification délivre la position des détecteurs sur le module (19) et donc sur le support (15) et donc de la clavette (10) sur l'axe (5).
Ce même principe est utilisé lorsque l'utilisateur déplace la partie (3) de la pile par l'intermédiaire et la transmission (8). En fonction des détecteurs actionnés, la position de la clavette (10) est connue à l'instant t.
Selon les figures 1 à 4 le support (15) comprend : - Une partie rigide (20) fixée au châssis (21) supportant la pile (2) et le dispositif mécanique de guidage (22) en translation selon l'axe (5), du sélecteur (23) et de la tige (7) entrainant en translation la partie de la pile (3) par l'intermédiaire de la clavette (10).
- Un nombre connu de modules (19), connectés électroniquement, et fixés au support (15)
Les modules constituant le système récepteur fixé sur le support (15) sont organisés de la manière suivante:
- Un de cesdits modules est le module maître (24) et les autres modules sont les modules esclaves (25) et sont identiques.
- Ledit module maître (24) est connecté électriquement au dispositif de traitement de signal (17) et aux modules esclaves (25) - Ledit module maître peut être connecté à un nombre variable de modules esclaves, lequel nombre est déterminé par rapport à la distance maxi sur laquelle la clavette (10) peut se déplacer.
- Lesdits modules sont fixés au support (15) dans un plan (26) sensiblement parallèle à l'axe (5) de la pile, de telle sorte que quelque soit la position de la clavette (10) par rapport aux détecteurs (16) suivant l'axe (13) de la clavette (10), lesdit détecteurs (16) se trouvent dans le champ magnétique de l'aimant (14).
De plus selon les figures 1 à 4 chaque module comprend:
- Un circuit électrique (26)
- Une connection électrique (27) permettant de le relier soit à un autre module soit au dispositif (17)
- Un nombre connu de détecteurs (16)
Chaque module est le support des circuits électriques dont les éléments constitutifs sont les suivants:
- Les détecteurs (16) sont montés sur le circuit (26), parallèlement les uns aux autres, à un pas (28) déterminé et régulier,
- lequel pas (28) est une valeur mesurée en mm pouvant s'inscrire un nombre entier de fois dans la valeur de la hauteur (29) d'un contrepoids (1).
NOMENCLATURE
1 - Contrepoids 25- Module esclave
2 - Pile 26- Circuit électrique
3 - Partie de la pile de poids 27- Connection
4 - Point d'application de l'effort de l'utilisateur 28- Pas de (16)
5 - Axe de (2) 29- Hauteur de (1)
6 - Ouverture de (1) 30- Renvoi d'angle
7 - Tige de sélecteur 31 - Détecteur actionné
8 - Elément de transmission 32- Détecteur non actionné
9 - Orifice de (7) 33- Circuit électrique spécifique à (32)
10- Clavette 34- Contact électrique de (31)
11 - 1ère extrémité de (10) 35- Contact électrique de (32)
12 - 2ème extrémité de (10) 36- Rainure de passage de (10)
13- Axe de (10) 37- Circuit électrique spécifique à (31)
14- Aimant 38- Première extrémité de (27)
15 - Support 39- Deuxième extrémité de (27)
16 - Détecteurs 40- Connection alimentation
17 - Dispositif électronique de traitement 41- Connection convertisseur de signaux
18- Position initiale de (10)
19- Module
20- Partie rigide de (5)
21 - Châssis
22- Dispositif de guidage
23 - Sélecteur
24 - Module maître
Claims
REVENDICATIONS
1 - Système de capteurs destiné à être utilisé sur des appareils sportifs ou de rééducation à contrepoids du type dans lequel la clavette (10) permettant de sélectionner une partie de la pile de contrepoids (9), fait office d'émetteur.
L'extrémité (12) de la clavette (10) est à proximité de détecteurs (16). Ce système permet de détecter la position initiale (18) de la clavette (10) donc le nombre de contrepoids sélectionné, donc la charge soulevée par l'utilisateur. Ce système permet d'autre part de détecter le déplacement de la clavette (10) selon l'axe (5) et donc de connaître la course, la durée et la vitesse du déplacement et de compter le nombre d'aller-retour effectués. Une carte de traitement du signal et d'affichage délivre ainsi à l'utilisateur les données de son entraînement. La technologie de ce système émetteurs/détecteurs peut-être magnétique, optique, mécanique ou inductive.
2 - Système de capteurs suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité (12) de la clavette (10) est munie d'un aimant (14) fixé rigidement à celle-ci et en ce que l'appareil comporte un support (15) s'étendant selon un axe vertical sensiblement parallèle à l'axe (5) de la pile (2). Ce support (15) comprend des détecteurs (16) qui sont actionnés (fermeture d'un contact électrique) lorsqu'ils sont dans le champ magnétique de l'aimant (14).
3 - Système de capteurs suivant la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que il est constitué d'un nombre connu de détecteurs (16) et en ce que ces détecteurs (16) sont sensiblement parallèles entre eux et sont régulièrement espacés d'une valeur appelée le pas (28).
4 - Système de capteurs suivant les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la valeur du pas (28) s'inscrit un nombre entier de fois dans la valeur de l'épaisseur (29) d'un contrepoids (1) ce qui permet de connaître la position du détecteur actionné (31) par la clavette (10) par rapport à la pile de poids (2). 5 - Système de capteurs suivant les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que chaque détecteur (16) est relié individuellement et électriquement sur un module électronique (19) et en ce que le détecteur actionné (31 ) par le champ magnétique de l'aimant (14) voit son contact électrique (34) fermé et en ce que le courant électrique circulant de ce fait sur le circuit spécifique (37) propre au détecteur actionné (31) est détecté par un dispositif de traitement du signal propre au module (19).
6 - Système de capteurs suivant les revendications 1 à 5 caractérisé en ce que par l'identification du détecteur actionné (31), la position de la clavette (10) est connue en temps réel depuis sa position initiale et tout au long de son déplacement et en ce que la clavette (10) étant solidaire de la partie (3) de la pile de poids déplacée par l'utilisateur par l'intermédiaire de l'élément de transmission (8), les données du déplacement de la charge sont connues.
7 - Système de capteurs suivant les revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les modules (19) supportant les détecteurs (16) sont disposés dans un plan sensiblement parallèle à l'axe (13) de la clavette (10) de telle sorte que qu'elle que soit la position de la clavette (10) par rapport au dit axe (13) le ou les détecteurs (31) situés à proximité de la clavette (10) se trouvent toujours dans le champ magnétique de l' aimant (14), ce qui garanti que les mesures seront toujours effectuées indépendamment de la manière dont l'utilisateur enfonce la clavette (10) au travers de la pile (2) et de la tige du sélecteur (7) lorsqu'il sélectionne la charge.
8 - Système de capteurs suivant les revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le récepteur constitué du support ( 15) et des modules (19) est relié à un dispositif électronique de traitement de signaux (17) affiche les valeurs de l'effort et gère ces valeurs par des programmes d'entraînement préétablis et modifiables et en ce que le dit dispositif (17) peut- être relié par l'intermédiaire d'un convertisseur, à un ordinateur, une imprimante, un système de contrôle d'accès, un modem et tout autre élément compatible avec le système informatique pour recueillir les données fournies par le système capteur et l'exploiter en d'autre lieu ou ultérieurement.
9 - Ce système capteur suivant les revendications 1 à 8 est caractérisé en ce que chaque machine équipé d'un dispositif électronique de traitement de signaux et d'affichage (17) et du dit système capteur peut-être connecté en réseau par l'intermédiaire d'un convertisseur (41) lequel réseau est lui-même relié à un ordinateur de telle sorte que cet ordinateur échange des données (programmes, résultats de l'entraînement) avec chaque machine.
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