EP2803390A1 - Appareil d'exercice pour la musculation des zones cervicales - Google Patents

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EP2803390A1
EP2803390A1 EP14358001.7A EP14358001A EP2803390A1 EP 2803390 A1 EP2803390 A1 EP 2803390A1 EP 14358001 A EP14358001 A EP 14358001A EP 2803390 A1 EP2803390 A1 EP 2803390A1
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cranial
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cranial support
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Olivier Licot
Yann Paitel
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Blanc Patrice
LICOT, OLIVIER
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Orthopedie Bontoux GA
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Definitions

  • the present invention relates to an exercise machine that can be used in particular to develop the muscles of the neck, in particular to develop the musculation of the cervical zones.
  • the invention applies in particular to an exercise machine which comprises a back support structure, such as a backrest, a cranial support structure, such as a headrest, and a connecting structure connecting the back support structure to the cranial support structure and having adjustable stiffness.
  • a back support structure such as a backrest
  • a cranial support structure such as a headrest
  • a connecting structure connecting the back support structure to the cranial support structure and having adjustable stiffness.
  • Such an exercise machine is described in the patent FR2883760 .
  • the apparatus described in this patent comprises a support serving as a backrest and equipped with support fixing plates on a base.
  • This device also includes telescopic arms equipped with gripping handles of the device by the user of the device, these arms and handles being retractable to facilitate the storage of the device.
  • the adjustable stiffness binding structure comprises a flexible plate made of a metal alloy or a composite material loaded with carbon fibers, and shaped dihedron.
  • Means for adjusting the flexural strength of the flexible plate comprise a bolt for fixing the plate on the support serving as a backrest, and a bolt for clamping the plate against this support; the distance separating these bolts determines the flexural strength of the flexible plate.
  • Known neck muscle exercise apparatus having a backrest connected to a headrest by an adjustable stiffness binding structure does not allow the user of the apparatus - or a third party assisting or controlling the bodybuilding exercises made by the user - to know and master the effort exerted on the headrest by the user.
  • An object of the invention is to provide an exercise machine usable in particular for developing neck muscles, which is improved and / or which remedies, at least in part, the shortcomings or disadvantages of known neck training devices.
  • the force measuring means can be sensitive to the forces transmitted to the connecting structure by the cranial support structure.
  • these measuring means may comprise a force sensor disposed between the connecting structure and the cranial support structure.
  • This force - or force - sensor may be a sensor sensitive to the deformation of a force transmission part connecting the connecting structure to the cranial support structure, in particular a gauge sensor (s) of constraint integral with such a force transmission part.
  • the signal transmission means - or data - effort can connect the effort measuring means to a signal processing unit - or data - effort.
  • This processing unit may comprise - or be connected to - means for displaying and / or recording data delivered by the force measuring means or by the signal processing / force data unit.
  • the transmission of signals - or data - of effort can be a wired transmission or a wireless transmission, for example an optical transmission or radio waves.
  • the exercise machine allows the wearer of the apparatus to take, during the performance of bodybuilding exercises, adequate postures and controllable thanks in particular to the effort measuring means and means of transmission of these effort measurements .
  • the exercise machine also makes it possible to measure the muscular power in the cervical zone in order to set up a training program, to identify the loss of muscle tone after a surgical act and / or the muscle recovery after exercise sessions, under the supervision of a physiotherapist for example, and / or to justify or analyze the gain brought by these sessions as part of a rehabilitation protocol.
  • the adjustable stiffness binding structure extends generally along at least one longitudinal axis, and the back support structure extends generally along a dorsal support plane substantially parallel to (these) axis ( s) longitudinal (longitudinal), this (these) axis (s) and this plane extending generally substantially vertically when the device is in use by a user standing.
  • the exercise apparatus may include hinge means for articulating the cranial abutment structure with respect to the adjustable stiffness binding structure, in particular allowing for articulation - i.e. a rotation - of the cranial support structure relative to the connecting structure along an axis of articulation substantially perpendicular to the longitudinal axis of the adjustable stiffness connecting structure and substantially parallel to the back support plane.
  • This axis of articulation - rotation - generally extends substantially horizontally when the device is in use by a user in a standing position, and transversely (with reference to the user).
  • These articulation means may have an elastic deformation capacity ensuring the return of the cranial support structure to a rest position when no force is exerted on this structure by the user, favoring movements from before rear of the user's head, and limiting rotational movements of the user's head along said hinge axis.
  • the cranial support structure generally has a left (non-planar) shape, whose concavity is turned forward (by reference to the user), and may extend along a cranial support plane which is substantially parallel to the back support plane in said rest position.
  • These articulation means may comprise and / or be essentially constituted by (at least) a hinge - or ball joint - made of an elastomeric material interposed between the structure cranial support and the adjustable stiffness connection structure, in particular a hinge disposed between a force transmission part equipped with a force sensor and integral with the cranial support structure, and this connecting structure.
  • the exercise apparatus may comprise a light source integral with the cranial support structure, emitting a light beam directed towards the front, substantially perpendicular to the cranial support plane, so as to allow the user carrying the exercise apparatus and observing a light spot resulting from the reflection of the beam by an object arranged in front of the user, and forming a first sight, to visually control the inclination of the cranial support structure along said axis of articulation .
  • the user of the exercise machine may carry a second light source, which may for example be secured to his head by a headband or a cranial strap (ne), emitting a second light beam directed towards the front, substantially parallel to the line of sight of the user's eyes, so as to allow the user observing a second light spot resulting from the reflection of the second beam by an object arranged in front of the user, and forming a second sight, to control visually the inclination of its head along said hinge axis, ie in an anteroposterior plane.
  • a second light source which may for example be secured to his head by a headband or a cranial strap (ne)
  • emitting a second light beam directed towards the front substantially parallel to the line of sight of the user's eyes, so as to allow the user observing a second light spot resulting from the reflection of the second beam by an object arranged in front of the user, and forming a second sight, to control visually the inclination of its head along said hinge axis,
  • the adjustable stiffness binding structure may comprise two substantially parallel blades, extending on either side of the medial anteroposterior plane of the apparatus, so that the freedom of movement of the cranial support structure, particularly the freedom of rotation of this structure along an axis (normally vertical) parallel to the longitudinal axis of the connecting structure, is limited.
  • the apparatus may comprise two hinges respectively integral with the two blades and integral with a junction piece, and a transmission part and measuring force which is integral with the cranial support structure and which connects this junction piece to the cranial support structure.
  • these two blades can be mutually integral by their respective lower parts, through which the blades are secured to the back support structure by fastening means - such as bolts - to adjust the length of these blades which is rigidly fixed - "recessed” - to the back support structure, and therefore allowing to adjust the length of the upper "cantilever” of these blades, and thus adjust the stiffness of the bonding structure.
  • fastening means - such as bolts - to adjust the length of these blades which is rigidly fixed - "recessed” - to the back support structure, and therefore allowing to adjust the length of the upper “cantilever” of these blades, and thus adjust the stiffness of the bonding structure.
  • the suspension and holding structure may comprise two shoulder straps each equipped with a handle, a chest strap, and a chest strap, which are secured to the back support structure.
  • the cranial support structure can be integral with a frontal support structure, in particular a strap (or a headband) of frontal support, so as to transmit to the force measuring means exerted efforts by the user on this structure, during movements of the head from the rear to the front, so that these efforts can be measured by the force measuring means and can be controlled by the wearer of the apparatus or by a third party.
  • This frontal support strap may have a non-skid frontal support face and may comprise a silicone gel for example.
  • the muscle exercise apparatus 10 comprises a back support structure 11, a cranial support structure 12, a connecting structure 13, and a suspension and holding structure 14.
  • This device is particularly adapted to provide controlled resistance to the forces exerted by a user wearing the device and making movements of the head relative to the trunk, from front to back and / or vice versa.
  • the exercise apparatus 10 as well as each of the structures 11 to 14, has general symmetry along a median anteroposterior plane which is the plane of the figure 3 .
  • the back support structure 11 comprises a back support member 16 - or backrest - which extends along a back support plane 17 which is substantially vertical when a user in a standing position carries the device 10 .
  • the piece 16 is in the form of a thin plate whose contour, in front view or rear, has a curved central portion, an upper portion flared upwardly, and a lower portion flared downwardly.
  • the upper part of the part 16 is extended by two curved blades 18, 19 forming two portions - or primers - of straps forming part of the suspension structure 14 of the device to the user.
  • the lower part of the piece 16 is also extended by two curved blades 20, 21 forming two portions - or primers - abdominal strap, which are part of the structure 14 holding the device against the back of the user.
  • the blades 18 to 21 extend forward of the transverse plane 17 of dorsal support.
  • the piece 16 and the blades 18 to 21 extending the piece 16 may form a single piece which may be made of composite material, for example resin filled with carbon reinforcing fibers, so as to form a light, rigid structure, and of which the ergonomic shape is simple to manufacture.
  • the part 16 and the blades 18 to 21 may be coated, on their inner face, with a quilted coating such as the coating 22 of the front face of the illustrated part 16 figure 3 .
  • the suspension structure 14 further comprises two straps 25, 26, which are respectively fixed to the ends of the blades 18, 19 which they extend to form two shoulder straps whose lower ends (such as the one marked 260 figure 3 ) can be respectively fixed to the blades 20, 21.
  • Each of these straps 25, 26 may comprise, in its upper part, a handle (not shown)
  • the handles fitted to these straps can be grasped by the user practicing an exercise so as to be arranged substantially at the level of the clavicles of the user, in a grouped position of the upper body. This makes it possible to intimately connect the device to the user, to concentrate the muscular effort at the level of the cervical vertebrae, and to prevent the user from adopting a bad working posture.
  • the structure 14 for holding the device against the back of the user comprises a thoracic strap 27 extending substantially horizontally and perpendicular to the shoulder straps, and whose two ends are fixed to the back support structure 11, in particular to the room 16.
  • the holding structure 14 also comprises a strap 28 abdominal, also extending substantially horizontally, under the thoracic strap, and extending the primer 20, 21 webbing integral with - or integrated with - the back support part 16.
  • the straps and straps 25 to 28 are for example made of a synthetic textile material and provided with members for adjusting their "useful" length.
  • the suspension and holding structure 14, which is thus fixed to the back support structure 11, makes it possible to suspend the device at the shoulders of the user and to maintain the back support structure resting against the back of the patient. by tightening (shortening) these straps and straps.
  • the cranial support structure 12 comprises a cranial support piece 23 - or headrest - which extends along a cranial support plane 29 which is substantially vertical and parallel to the back support plane 17, when a user carries the apparatus 10 without exerting force on the cranial support structure 12.
  • the cranial support structure 12 is supported by the connecting structure 13 connecting the back support structure to the cranial support structure, and having an adjustable stiffness.
  • the inner face - or front face - of the part 23 may be covered with a padded coating 24 ( figure 3 ), especially when the part 23 is made of a rigid material such as a composite material comprising carbon reinforcing fibers.
  • the part 23, the coating 24, and the structure 12 may be in the form of thin cylindrical caps whose concavity is directed towards the front.
  • the connecting structure 13 comprises two substantially planar and rectilinear blades 30, 31, respectively extending along two substantially parallel axes 32, 33, on either side of the median anteroposterior plane of the apparatus, substantially parallel to the plane 17 back support and cranial support plane 29.
  • the blades 30, 31 are substantially coplanar and mutually integral by their respective lower parts which form a flat plate 34 through which the blades 30, 31 are secured to the part 16 of the back support structure by bolts 35, 36 ( figure 3 ).
  • Each bolt comprises a threaded rod 35, one end of which is rigidly fixed - embedded or otherwise anchored or embedded - in the back support member 16, each rod 35 extending through an orifice provided in the plate 34, opening - and protruding - on the back side of this plate.
  • Each bolt for fixing the blades 30, 31 to the structure 11 further comprises a nut 36 designed to be screwed onto the free end ("open") of one of the threaded rods 35, and to be placed on the face rear of the plate 34, so as to clamp the plate 34 against the rear face of the part 16.
  • the apparatus comprises six rods 35 regularly spaced vertically (along the axes 32, 33), only two of which are equipped with a nut 36 clamping.
  • the blades 30, 31 can be joined substantially over their entire length, thus forming a plate 34 extending up to the axis 38 - and where appropriate above the axis 38 - transmission of the forces exerted by the user on the headrest, this headrest to the structure 13 connecting, the axis 38 being substantially horizontal when the device is in use by a user in a standing position .
  • the cranial support structure 12 is suspended at the upper part of the blades 30, 31 and the adjustable stiffness connecting structure 13, via a workpiece 40 of force transmission, and a hinge 39.
  • the piece 40 of force transmission which is in the form of jumper or "U" is secured to the rear face of the piece 23, as well as the hinge 39 which is integral with the front face of the blades 30, 31.
  • the part 40 comprises a sensor (mark 43) of force - or force - responsive to the deformation of the part 40 along the axis of effort 38, i.e. the "pinching" of the piece 40, in particular a strain gauge sensor (s) integral with - or integrated with - a wing of the piece 40, for example integral with the central wing of this piece 40.
  • a sensor mark 43 of force - or force - responsive to the deformation of the part 40 along the axis of effort 38, i.e. the "pinching" of the piece 40
  • a strain gauge sensor s integral with - or integrated with - a wing of the piece 40, for example integral with the central wing of this piece 40.
  • This force sensor is thus sensitive to the forces exerted by the user on the cranial support structure 12, and transmitted to the connecting structure 13 by the cranial support structure.
  • the apparatus 10 further comprises means for transmitting signals - or data - of effort, which are connected to this force measuring sensor 43 for transmitting the signals - or data - of effort delivered by this sensor and for present them to the user or to a third party, if necessary after treatment.
  • the signal transmission means - or data - effort may comprise a cable (not shown) connecting the force measurement sensor to a housing (not shown) containing an electronic unit for processing signals - or data - d effort, this unit comprising means for displaying and / or recording data delivered by the force measurement sensor.
  • the hinge 39 allows an articulation of the cranial support structure 12 with respect to the adjustable stiffness connecting structure 13, in particular a rotation of the cranial support structure 12 with respect to the linkage structure 13 along an axis 41 articulation which is substantially perpendicular to the longitudinal axes 32, 33 of the blades 30, 31 of the structure 13 connecting.
  • This axis 41 of articulation - of rotation - extends generally substantially horizontally when the apparatus is in use by a user in a standing position, and in a transverse plane parallel to the support planes 17, 29.
  • the articulation - or patella - 39 has an elastic deformation capacity to recall the cranial support structure 12 to a rest position in which the planes 17, 29 are substantially parallel, when no effort is exerted on this user structure.
  • the hinge 39 which connects the blades 30, 31 of the connecting structure 13 to the force transmission part 40 equipped with the force sensor, can be made of an elastomeric material.
  • the apparatus 10 comprises a source 42 of light integral with the cranial support structure 12, emitting a light beam directed towards the front, substantially perpendicularly to the cranial support plane 29, to form a first pattern allowing a visual control of the inclination of the structure 12 along the articulation axis 41.
  • the user of the exercise apparatus may carry a second light source, which may be secured to his head by a headband around the wearer's head, emitting a second light beam directed forward to form a second sight for visual control of the inclination of its head along the hinge axis 41.
  • Such a band can be connected (e) to the cranial support part 23 and can be arranged (e) to form a front support piece for the user, so as to transmit to the measuring means of effort exerted by the user on this headband, during movements of the head from the back to the front.
  • the apparatus 10 may comprise two hinges 39 respectively integral with the two blades 30, 31 and integral with a junction piece joining these joints to the piece 40 transmission and force measurement.

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Abstract

L'invention concerne un appareil (10) d'exercice comportant une structure (11) d'appui dorsal, une structure (12) d'appui crânien, et une structure (13) de liaison reliant la structure d'appui dorsal à la structure d'appui crânien et présentant une raideur ajustable. L'appareil comporte également une structure (14) de suspension et de maintien, qui est reliée à la structure d'appui dorsal et est agencée pour suspendre l'appareil aux épaules d'un utilisateur et pour maintenir la structure d'appui dorsal en appui contre le dos de l'utilisateur ; des moyens (40, 43) de mesure des efforts exercés par l'utilisateur sur la structure d'appui crânien ; et des moyens de transmission de signaux reliés aux moyens de mesure d'effort et agencés pour transmettre les signaux délivrés par ces moyens de mesure.

Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention est relative à un appareil d'exercice utilisable notamment pour développer les muscles du cou, en particulier pour développer la musculation des zones cervicales.
    • ETAT DE LA TECHNIQUE
  • L'invention s'applique notamment à un appareil d'exercice qui comporte une structure d'appui dorsal, telle qu'un dossier, une structure d'appui crânien, telle qu'un appui-tête, et une structure de liaison reliant la structure d'appui dorsal à la structure d'appui crânien et présentant une raideur ajustable.
  • Un tel appareil d'exercice est décrit dans le brevet FR2883760 . L'appareil décrit dans ce brevet comporte un support servant de dossier et équipé de platines de fixation du support sur un piètement. Cet appareil comporte également des bras télescopiques équipés de poignées de préhension de l'appareil par l'utilisateur de l'appareil, ces bras et poignées étant escamotables pour faciliter le rangement de l'appareil.
  • Dans cet appareil, la structure de liaison de raideur ajustable comporte une plaque flexible réalisée dans un alliage métallique ou dans un matériau composite chargé de fibres de carbone, et conformée en dièdre.
  • Des moyens de réglage de la résistance à la flexion de la plaque flexible comportent un boulon de fixation de la plaque sur le support servant de dossier, et un boulon de serrage de la plaque contre ce support ; la distance séparant ces boulons détermine la résistance à la flexion de la plaque flexible.
  • Les appareils connus d'exercice des muscles du cou comportant un dossier relié à un appui-tête par une structure de liaison de raideur ajustable ne permettent pas à l'utilisateur de l'appareil - ou à un tiers assistant ou contrôlant les exercices de musculation réalisés par l'utilisateur - de connaître et de maitriser l'effort exercé sur l'appui-tête par l'utilisateur.
  • En effet, en raison notamment du caractère variable de la raideur de la structure de liaison, la simple observation - ou mesure - de la déformation de cette structure ne permet pas de déterminer l'intensité de cet effort.
  • Il est important de connaitre et de maitriser cet effort notamment lorsque l'appareil d'exercice est utilisé pour la rééducation.
  • Il existe par ailleurs un besoin de disposer d'un tel appareil d'exercice qui soit portable (portatif) et qui permette à l'utilisateur d'effectuer des exercices de musculation en portant cet appareil, notamment en position debout, et en lui permettant de connaitre et maitriser l'effort qu'il applique sur l'appui-tête.
    • EXPOSÉ DE L'INVENTION
  • Un objectif de l'invention est de proposer un appareil d'exercice utilisable notamment pour développer les muscles du cou, qui soit amélioré et/ou qui remédie, en partie au moins, aux lacunes ou inconvénients des appareils de musculation du cou connus.
  • Selon un aspect de l'invention, il est proposé un appareil d'exercice qui comporte :
    • une structure d'appui dorsal ;
    • une structure d'appui crânien ;
    • une structure de liaison reliant la structure d'appui dorsal à la structure d'appui crânien et présentant une raideur ajustable ;
    • une structure de suspension et de maintien, qui est reliée à la structure d'appui dorsal et est agencée pour suspendre l'appareil aux épaules de l'utilisateur et pour maintenir la structure d'appui dorsal en appui contre le dos de l'utilisateur ;
    • des moyens de mesure d'effort qui sont sensibles aux efforts exercés par l'utilisateur sur la structure d'appui crânien ; et
    • des moyens de transmission de signaux - ou données - d'effort, qui sont reliés aux moyens de mesure d'effort et sont agencés pour transmettre les signaux - ou données - d'effort délivrés par ces moyens de mesure d'effort, de sorte que ces signaux - ou données - d'effort peuvent être présentés à l'utilisateur ou à un tiers, le cas échéant après traitement de ces signaux - ou données - d'effort.
  • Les moyens de mesure d'effort peuvent être sensibles aux efforts transmis à la structure de liaison par la structure d'appui crânien.
  • A cet effet, ces moyens de mesure peuvent comporter un capteur de force disposé entre la structure de liaison et la structure d'appui crânien.
  • Ce capteur de force - ou d'effort - peut être un capteur sensible à la déformation d'une pièce de transmission d'effort reliant la structure de liaison à la structure d'appui crânien, en particulier un capteur à jauge(s) de contrainte solidaire d'une telle pièce de transmission d'effort.
  • Les moyens de transmission de signaux - ou données - d'effort, peuvent relier les moyens de mesure d'effort à une unité de traitement des signaux - ou données - d'effort. Cette unité de traitement peut comporter - ou être reliée à - des moyens d'affichage et/ou d'enregistrement de données délivrées par les moyens de mesure d'effort ou par l'unité de traitement de signaux/ données d'effort.
  • La transmission des signaux - ou données - d'effort peut être une transmission filaire ou une transmission sans fil, par exemple une transmission optique ou par ondes radio.
  • L'appareil d'exercice permet au porteur de l'appareil de prendre, durant la réalisation d'exercices de musculation, des postures adéquates et contrôlables grâce notamment aux moyens de mesure d'effort et aux moyens de transmission de ces mesures d'effort.
  • L'appareil d'exercice permet également de réaliser des mesures de la puissance musculaire dans la zone des cervicales dans le but de mettre en place un programme d'entrainement, d'identifier la perte de tonicité musculaire après un acte chirurgical et/ou la reprise musculaire après des séances d'exercices, sous le contrôle d'un kinésithérapeute par exemple, et/ou de justifier ou analyser le gain apporté par ces séances dans le cadre d'un protocole de rééducation.
  • La structure de liaison de raideur ajustable s'étend généralement le long d'au moins un axe longitudinal, et la structure d'appui dorsal s'étend généralement le long d'un plan d'appui dorsal sensiblement parallèle à (ces) axe(s) longitudinal (longitudinaux) , cet (ces) axe(s) et ce plan s'étendant généralement sensiblement verticalement lorsque l'appareil est en cours d'utilisation par un utilisateur en position debout.
  • L'appareil d'exercice peut comporter des moyens d'articulation permettant une articulation de la structure d'appui crânien par rapport à la structure de liaison de raideur ajustable, permettant en particulier une articulation - c.à.d. une rotation - de la structure d'appui crânien par rapport à la structure de liaison selon un axe d'articulation sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de la structure de liaison de raideur ajustable et sensiblement parallèle au plan d'appui dorsal.
  • Cet axe d'articulation - de rotation - s'étend généralement sensiblement horizontalement lorsque l'appareil est en cours d'utilisation par un utilisateur en position debout, et transversalement (par référence à l'utilisateur).
  • Ces moyens d'articulation peuvent présenter une capacité de déformation élastique assurant le rappel de la structure d'appui crânien vers une position de repos lorsqu'aucun effort n'est exercé sur cette structure par l'utilisateur, favorisant des mouvements d'avant en arrière de la tête de l'utilisateur, et limitant des mouvements de rotation de la tête de l'utilisateur selon ledit axe d'articulation.
  • La structure d'appui crânien présente généralement une forme gauche (non plane), dont la concavité est tournée vers l'avant (par référence à l'utilisateur), et peut s'étendre le long d'un plan d'appui crânien qui est sensiblement parallèle au plan d'appui dorsal dans ladite position de repos.
  • Ces moyens d'articulation peuvent comporter et/ou être essentiellement constitués par (au moins) une articulation - ou rotule - réalisée dans un matériau élastomèrique, interposée entre la structure d'appui crânien et la structure de liaison de raideur ajustable, en particulier une articulation disposée entre une pièce de transmission d'effort équipée d'un capteur de force et solidaire de la structure d'appui crânien, et cette structure de liaison.
  • L'appareil d'exercice peut comporter une source de lumière solidaire de la structure d'appui crânien, émettant un faisceau lumineux dirigé vers l'avant, sensiblement perpendiculairement au plan d'appui crânien, de façon à permettre à l'utilisateur portant l'appareil d'exercice et observant une tache lumineuse résultant de la réflexion du faisceau par un objet disposé devant l'utilisateur, et formant une première mire, de contrôler visuellement l'inclinaison de la structure d'appui crânien selon ledit axe d'articulation.
  • L'utilisateur de l'appareil d'exercice peut porter une seconde source de lumière, qui peut par exemple être solidarisée à sa tête par un bandeau ou une sangle crânien(ne), émettant un second faisceau lumineux dirigé vers l'avant, sensiblement parallèlement à la ligne de mire des yeux de l'utilisateur, de façon à permettre à l'utilisateur observant une seconde tache lumineuse résultant de la réflexion du second faisceau par un objet disposé devant l'utilisateur, et formant une seconde mire, de contrôler visuellement l'inclinaison de sa tête selon ledit axe d'articulation, c.à.d. dans un plan antéropostérieur.
  • La structure de liaison de raideur ajustable peut comporter deux lames sensiblement parallèles, s'étendant de part et d'autre du plan antéropostérieur médian de l'appareil, de sorte que la liberté de mouvement de la structure d'appui crânien, en particulier la liberté de rotation de cette structure selon un axe (normalement vertical) parallèle à l'axe longitudinal de la structure de liaison, est limitée.
  • Dans ce cas notamment, l'appareil peut comporter deux articulations respectivement solidaires des deux lames et solidaires d'une pièce de jonction, ainsi qu'une pièce de transmission et de mesure d'effort qui est solidaire de la structure d'appui crânien et qui relie cette pièce de jonction à la structure d'appui crânien.
  • Par ailleurs, ces deux lames peuvent être mutuellement solidaires par leurs parties inférieures respectives, par l'intermédiaire desquelles les lames sont solidarisées à la structure d'appui dorsal par des moyens de fixation - tels que des boulons - permettant d'ajuster la longueur de ces lames qui est rigidement fixée - « encastrée » - à la structure d'appui dorsal, et permettant par conséquent d'ajuster la longueur de la partie supérieure « en porte-à-faux » de ces lames, et d'ajuster ainsi la raideur de la structure de liaison.
  • La structure de suspension et de maintien peut comporter deux bretelles équipées chacune d'une poignée, une sangle thoracique, et une sangle ventrale, qui sont solidaires de la structure d'appui dorsal.
  • La structure d'appui crânien peut être solidaire d'une structure d'appui frontal, en particulier d'une sangle (ou d'un bandeau) d'appui frontal, de façon à transmettre aux moyens de mesure d'effort des efforts exercés par l'utilisateur sur cette structure, lors de mouvements de la tête de l'arrière vers l'avant, de sorte que ces efforts peuvent être mesurés par les moyens de mesure d'effort et peuvent être contrôlés par lé porteur de l'appareil ou par un tiers.
  • Cette sangle d'appui frontal peut présenter une face d'appui frontal antidérapante et peut comporter un gel de silicone par exemple.
  • D'autres aspects, caractéristiques, et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante qui se réfère aux figures annexées et illustre, sans aucun caractère limitatif, des modes préférés de réalisation de l'invention.
    • BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
    • La figure 1 illustre schématiquement, en vue en perspective de ¾ avant, un appareil d'exercice selon un mode de réalisation.
    • La figure 2 illustre schématiquement, en vue en perspective de ¾ arrière, l'appareil d'exercice illustré figure 1.
    • La figure 3 est une vue en coupe transversale par un plan antéropostérieur médian de l'appareil d'exercice illustré figures 1 et 2.
    DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
  • Sauf indication explicite ou implicite contraire, des éléments ou organes - structurellement ou fonctionnellement - identiques ou similaires sont désignés par des repères identiques sur les différentes figures.
  • Par référence aux figures 1 à 3, l'appareil 10 d'exercice musculaire comporte une structure 11 d'appui dorsal, une structure 12 d'appui crânien, une structure 13 de liaison, et une structure 14 de suspension et de maintien.
  • Cet appareil est particulièrement adapté pour offrir une résistance contrôlée aux efforts exercés par un utilisateur portant l'appareil et effectuant des mouvements de la tête par rapport au tronc, d'avant en arrière et/ou inversement.
  • L'appareil d'exercice 10, de même que chacune des structures 11 à 14, présente une symétrie générale selon un plan 15 antéropostérieur médian qui est le plan de la figure 3.
  • La structure 11 d'appui dorsal comporte une pièce 16 d'appui dorsal - ou dossière - qui s'étend le long d'un plan 17 d'appui dorsal qui est sensiblement vertical lorsqu'un utilisateur en position debout porte l'appareil 10.
  • La pièce 16 est en forme de plaque mince dont le contour, en vue de face ou de l'arrière, présente une partie centrale cintrée, une partie supérieure évasée vers le haut, et une partie inférieure évasée vers le bas.
  • La partie supérieure de la pièce 16 est prolongée par deux lames 18, 19 incurvées formant deux portions - ou amorces - de bretelles faisant partie de la structure 14 de suspension de l'appareil à l'utilisateur.
  • La partie inférieure de la pièce 16 est également prolongée par deux lames 20, 21 incurvées formant deux portions - ou amorces - de sangle abdominale, qui font partie de la structure 14 de maintien de l'appareil contre le dos de l'utilisateur.
  • Les lames 18 à 21 s'étendent en avant du plan transversal 17 d'appui dorsal.
  • La pièce 16 et les lames 18 à 21 prolongeant la pièce 16 peuvent former une seule pièce qui peut être réalisée en matériau composite, par exemple en résine chargée de fibres de renfort en carbone, de façon à former une structure légère, rigide, et dont la forme ergonomique est simple à fabriquer.
  • La pièce 16 et les lames 18 à 21 peuvent être revêtues, sur leur face interne, d'un revêtement matelassé tel que le revêtement 22 de la face avant de la pièce 16 illustré figure 3.
  • La structure 14 de suspension comporte en outre deux sangles 25, 26, qui sont respectivement fixées aux extrémités des lames 18, 19 qu'elles prolongent pour former deux bretelles dont les extrémités inférieures (telles que celle repérée 260 figure 3) peuvent être respectivement fixées aux lames 20, 21.
  • Chacune de ces bretelles 25, 26 peut comporter, dans sa partie supérieure, une poignée (non représentée)
  • Les poignées équipant ces bretelles peuvent être saisies par l'utilisateur pratiquant un exercice de façon à être disposées sensiblement au niveau des clavicules de l'utilisateur, dans une position regroupée du haut du corps. Ceci permet de solidariser intimement l'appareil à l'utilisateur, de concentrer l'effort musculaire au niveau des vertèbres cervicales, et d'éviter que l'utilisateur n'adopte une mauvaise posture de travail.
  • La structure 14 de maintien de l'appareil contre le dos de l'utilisateur comporte une sangle 27 thoracique s'étendant sensiblement horizontalement et perpendiculairement aux bretelles, et dont les deux extrémités sont fixées à la structure 11 d'appui dorsal, en particulier à la pièce 16.
  • La structure 14 de maintien comporte également une sangle 28 abdominale, s'étendant également sensiblement horizontalement, sous la sangle thoracique, et prolongeant les amorces 20, 21 de sangle solidaires de - ou intégrées à - la pièce 16 d'appui dorsal.
  • Les sangles et bretelles 25 à 28 sont par exemple réalisées dans un matériau textile synthétique et pourvues d'organes de réglage de leur longueur « utile ».
  • La structure 14 de suspension et de maintien, qui est ainsi fixée à la structure 11 d'appui dorsal, permet de suspendre l'appareil aux épaules de l'utilisateur et de maintenir la structure d'appui dorsal en appui contre le dos de l'utilisateur, en serrant (raccourcissant) ces sangles et bretelles.
  • La structure 12 d'appui crânien comporte une pièce 23 d'appui crânien - ou appui-tête - qui s'étend le long d'un plan 29 d'appui crânien qui est sensiblement vertical et parallèle au plan 17 d'appui dorsal, lorsqu'un utilisateur porte l'appareil 10, sans exercer d'effort sur la structure 12 d'appui crânien.
  • A cet effet, la structure 12 d'appui crânien est supportée par la structure 13 de liaison reliant la structure d'appui dorsal à la structure d'appui crânien, et présentant une raideur ajustable.
  • La face interne - ou face avant - de la pièce 23 peut être revêtue d'un revêtement matelassé 24 (figure 3), notamment lorsque la pièce 23 est réalisée dans un matériau rigide tel qu'un matériau composite comportant de fibres de renfort en carbone.
  • La pièce 23, le revêtement 24, et la structure 12 peuvent être en forme de calottes cylindriques minces dont la concavité est dirigée vers l'avant.
  • La structure 13 de liaison comporte deux lames 30, 31 sensiblement planes et rectilignes, s'étendant respectivement selon deux axes 32, 33 sensiblement parallèles, de part et d'autre du plan 15 antéropostérieur médian de l'appareil, sensiblement parallèlement au plan 17 d'appui dorsal et au plan 29 d'appui crânien.
  • Les lames 30, 31 sont sensiblement coplanaires et mutuellement solidaires par leurs parties inférieures respectives qui forment une plaque plane 34 par l'intermédiaire de laquelle les lames 30, 31 sont solidarisées à la pièce 16 de la structure d'appui dorsal par des boulons 35, 36 (figure 3).
  • Chaque boulon comporte une tige filetée 35 dont une extrémité est rigidement fixée - noyée ou autrement ancrée ou encastrée - dans la pièce 16 d'appui dorsal, chaque tige 35 s'étendant au travers d'un orifice prévu dans la plaque 34, en débouchant - et faisant saillie - sur la face arrière de cette plaque.
  • Chaque boulon de fixation des lames 30, 31 à la structure 11 comporte en outre un écrou 36 prévu pour être vissé sur l'extrémité libre (« débouchante ») d'une des tiges filetées 35, et pour être mis en appui sur la face arrière de la plaque 34, de façon à serrer cette plaque 34 contre la face arrière de la pièce 16.
  • On observe figure 3 que l'appareil comporte six tiges 35 régulièrement espacées verticalement (le long des axes 32, 33), dont seulement deux sont équipées d'un écrou 36 de serrage.
  • Le choix (parmi les six tiges) des deux tiges 35 sur lesquelles sont respectivement vissés deux écrous 36, permet d'ajuster la longueur (hauteur) de ces lames 30, 31 (et/ou de la plaque 34 prolongeant les lames 30, 31) qui est rigidement fixée à la structure 11 d'appui dorsal, et permet de faire varier la longueur 37 de la partie supérieure, « libre » ou « en porte-à-faux », des lames 30, 31, et d'ajuster ainsi la raideur de la structure de liaison, c.à.d. sa capacité de déformation en flexion par rapport aux axes 32, 33 sous l'effet d'un effort d'appui exercé par l'utilisateur sur la structure d'appui crânien.
  • Selon une variante de réalisation non représentée, les lames 30, 31 peuvent être jointes sensiblement sur toute leur longueur, formant ainsi une plaque 34 s'étendant jusqu'à l'axe 38 - et le cas échéant au dessus de l'axe 38 - de transmission des efforts exercés par l'utilisateur sur l'appui-tête, de cet appui-tête à la structure 13 de liaison, cet axe 38 étant sensiblement horizontal lorsque l'appareil est en cours d'utilisation par un utilisateur en position debout.
  • Comme illustré notamment figure 3, la structure 12 d'appui crânien est suspendue à la partie supérieure des lames 30, 31 et de la structure 13 de liaison de raideur ajustable, par l'intermédiaire d'une pièce 40 de transmission d'effort, et d'une articulation 39.
  • La pièce 40 de transmission d'effort, qui est en forme de cavalier ou de « U », est solidaire de la face arrière de la pièce 23, ainsi que de l'articulation 39 qui est solidaire de la face avant des lames 30, 31.
  • La pièce 40 comporte un capteur (repère 43) de force - ou d'effort - sensible à la déformation de la pièce 40 selon l'axe d'effort 38, c.à.d. au « pincement » de la pièce 40, en particulier un capteur à jauge(s) de contrainte solidaire de - ou intégré à - une aile de la pièce 40, par exemple solidaire de l'aile centrale de cette pièce 40.
  • Ce capteur de force est ainsi sensible aux efforts exercés par l'utilisateur sur la structure 12 d'appui crânien, et transmis à la structure 13 de liaison par la structure d'appui crânien.
  • L'appareil 10 comporte en outre des moyens de transmission de signaux - ou données - d'effort, qui sont reliés à ce capteur 43 de mesure d'effort pour transmettre les signaux - ou données - d'effort délivrés par ce capteur et pour les présenter à l'utilisateur ou à un tiers, le cas échéant après traitement.
  • Les moyens de transmission de signaux - ou données - d'effort, peuvent comporter un câble (non représenté) reliant le capteur de mesure d'effort à un boitier (non représenté) renfermant une unité électronique de traitement des signaux - ou données - d'effort, cette unité comportant des moyens d'affichage et/ou d'enregistrement de données délivrées par le capteur de mesure d'effort.
  • L'articulation 39 permet une articulation de la structure 12 d'appui crânien par rapport à la structure 13 de liaison de raideur ajustable, en particulier une rotation de la structure 12 d'appui crânien par rapport à la structure 13 de liaison selon un axe 41 d'articulation qui est sensiblement perpendiculaire aux axes longitudinaux 32, 33 des lames 30, 31 de la structure 13 de liaison.
  • Cet axe 41 d'articulation - de rotation - s'étend généralement sensiblement horizontalement lorsque l'appareil est en cours d'utilisation par un utilisateur en position debout, et dans un plan transversal parallèle aux plans d'appui 17, 29.
  • L'articulation - ou rotule - 39 présente une capacité de déformation élastique permettant de rappeler la structure 12 d'appui crânien vers une position de repos dans laquelle les plans 17, 29 sont sensiblement parallèles, lorsqu'aucun effort n'est exercé sur cette structure par l'utilisateur.
  • L'articulation 39, qui relie les lames 30, 31 de la structure 13 de liaison à la pièce 40 de transmission d'effort équipée du capteur de force, peut être réalisée dans un matériau élastomère.
  • L'appareil 10 comporte une source 42 de lumière solidaire de la structure 12 d'appui crânien, émettant un faisceau lumineux dirigé vers l'avant, sensiblement perpendiculairement au plan 29 d'appui crânien, pour former une première mire permettant un contrôle visuel de l'inclinaison de la structure 12 selon l'axe 41 d'articulation.
  • L'utilisateur de l'appareil d'exercice peut porter une seconde source de lumière, qui peut être solidarisée à sa tête par un bandeau ceinturant la tête de l'utilisateur, émettant un second faisceau lumineux dirigé vers l'avant pour former une seconde mire permettant un contrôle visuel de l'inclinaison de sa tête selon l'axe 41 d'articulation.
  • Un tel bandeau (ou sangle) peut être relié(e) à la pièce 23 d'appui crânien et peut être agencé(e) pour former une pièce d'appui frontal pour l'utilisateur, de façon à transmettre aux moyens de mesure d'effort des efforts exercés par l'utilisateur sur ce bandeau, lors de mouvements de la tête de l'arrière vers l'avant.
  • Selon une variante (non représentée), l'appareil 10 peut comporter deux articulations 39 respectivement solidaires des deux lames 30, 31 et solidaires d'une pièce de jonction joignant ces articulations à la pièce 40 de transmission et de mesure d'effort.
  • Dans ce cas notamment, la liberté de mouvement (en rotation) de la structure 12 d'appui crânien, selon un axe parallèle aux axes longitudinaux 32, 33 de la structure de liaison, est limitée.

Claims (16)

  1. Appareil (10) d'exercice comportant une structure (11) d'appui dorsal, une structure (12) d'appui crânien, et une structure (13) de liaison reliant la structure d'appui dorsal à la structure d'appui crânien et présentant une raideur ajustable, caractérisé en ce qu'il comporte en outre :
    - une structure (14) de suspension et de maintien, qui est reliée à la structure d'appui dorsal et est agencée pour suspendre l'appareil aux épaules d'un utilisateur et pour maintenir la structure d'appui dorsal en appui contre le dos de l'utilisateur ;
    - des moyens (40, 43) de mesure d'effort sensibles aux efforts exercés par l'utilisateur sur la structure d'appui crânien ; et
    - des moyens de transmission de signaux - ou données - d'effort, qui sont reliés aux moyens de mesure d'effort et sont agencés pour transmettre les signaux - ou données - d'effort délivrés par ces moyens de mesure d'effort.
  2. Appareil selon la revendication 1 dans lequel les moyens de mesure d'effort sont sensibles aux efforts transmis à la structure (13) de liaison par la structure (12) d'appui crânien, selon un axe (38) de transmission d'effort, ces moyens de mesure comportant un capteur (43) de force disposé entre la structure (13) de liaison et la structure (12) d'appui crânien, en particulier un capteur (43) à jauge(s) de contrainte solidaire d'une pièce (40) de transmission d'effort reliant la structure (13) de liaison à la structure (12) d'appui crânien.
  3. Appareil selon la revendication 1 ou 2 dans lequel les moyens de transmission de signaux - ou données - d'effort relient les moyens de mesure d'effort à une unité de traitement des signaux - ou données - d'effort comportant - ou étant reliée à - des moyens d'affichage et/ou d'enregistrement de données délivrées par les moyens de mesure d'effort ou par l'unité de traitement.
  4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la transmission des signaux - ou données - d'effort est une transmission filaire ou une transmission sans fil, par exemple une transmission optique ou par ondes radio.
  5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la structure (13) de liaison de raideur ajustable s'étend le long d'au moins un axe (32, 33) longitudinal, la structure (11) d'appui dorsal s'étend le long d'un plan (17) d'appui dorsal sensiblement parallèle à cet (ces) axe(s) (32, 33) longitudinal (longitudinaux), cet (ces) axe(s) (32, 33) et ce plan (17) s'étendant sensiblement verticalement lorsque l'appareil est en cours d'utilisation par un utilisateur en position debout.
  6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 qui comporte des moyens (39) d'articulation permettant une articulation de la structure (12) d'appui crânien par rapport à la structure (13) de liaison de raideur ajustable, en particulier permettant une articulation - c.à.d. une rotation - de la structure d'appui crânien par rapport à la structure de liaison selon un axe (41) d'articulation sensiblement perpendiculaire à l'axe (32, 33) longitudinal de la structure de liaison de raideur ajustable et sensiblement parallèle au plan (17) le long duquel s'étend la structure (11) d'appui dorsal.
  7. Appareil selon la revendication 6 dans lequel l'axe (41) d'articulation - de rotation - s'étend sensiblement horizontalement lorsque l'appareil est en cours d'utilisation par un utilisateur en position debout, et transversalement.
  8. Appareil selon la revendication 6 ou 7 dans lequel les moyens (39) d'articulation présentent une capacité de déformation élastique assurant le rappel de la structure (12) d'appui crânien vers une position de repos lorsqu'aucun effort n'est exercé sur cette structure par l'utilisateur.
  9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 dans lequel les moyens d'articulation comportent et/ou sont essentiellement constitués par une articulation - ou rotule - réalisée dans un matériau élastomère, interposée entre la structure (12) d'appui crânien et la structure (13) de liaison de raideur ajustable, en particulier disposée entre une pièce (40) de transmission d'effort équipée d'un capteur (43) de force, et cette structure (13) de liaison.
  10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel la structure (12) d'appui crânien présente une forme gauche dont la concavité est tournée vers l'avant, et qui s'étend le long d'un plan (29) d'appui crânien qui est sensiblement parallèle au plan (17) le long duquel s'étend la structure (11) d'appui dorsal, dans une position de repos.
  11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 qui comporte une source (42) de lumière solidaire de la structure (12) d'appui crânien, agencée pour émettre un faisceau lumineux dirigé vers l'avant, sensiblement perpendiculairement au plan (29) le long duquel s'étend la structure (12) d'appui crânien, de façon à permettre à l'utilisateur portant l'appareil (10) et observant une tache lumineuse résultant de la réflexion du faisceau par un objet disposé devant l'utilisateur, et formant une mire, de contrôler visuellement l'inclinaison de la structure d'appui crânien selon un axe (41) d'articulation de la structure (12) d'appui crânien.
  12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel la structure (13) de liaison de raideur ajustable comporte deux lames (30, 31) sensiblement parallèles, s'étendant de part et d'autre du plan (15) antéropostérieur médian de l'appareil (10), de sorte que la liberté de mouvement de la structure (12) d'appui crânien, en particulier la liberté de rotation de cette structure (12) selon un axe parallèle à l'axe (32, 33) longitudinal de la structure (13) de liaison, est limitée.
  13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 qui comporte deux articulations (39) respectivement solidaires de deux lames (30, 31) de la structure (13) de liaison, et solidaires d'une pièce de jonction, ainsi qu'une pièce (40) de transmission et de mesure d'effort qui relie cette pièce de jonction à la structure (12) d'appui crânien.
  14. Appareil selon la revendication 13 dans lequel les deux lames (30, 31) sont mutuellement solidaires par leurs parties inférieures respectives, par l'intermédiaire desquelles les lames sont solidarisées à la structure (11) d'appui dorsal par des moyens (35, 36) de fixation - tels que des boulons - permettant d'ajuster la longueur (37) de la partie supérieure « en porte-à-faux » de ces lames, et d'ajuster ainsi la raideur de la structure de liaison.
  15. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 dans lequel la structure (14) de suspension et de maintien comporte deux bretelles (25, 26) équipées chacune d'une poignée, une sangle (27) thoracique, et une sangle (28) ventrale, qui sont solidaires de la structure (11) d'appui dorsal.
  16. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 qui comporte une structure d'appui frontal solidaire de la structure d'appui crânien, en particulier une sangle ou un bandeau d'appui frontal, de façon à transmettre des efforts exercés par l'utilisateur sur cette structure, lors de mouvements de la tête de l'arrière vers l'avant, aux moyens de mesure d'effort.
EP14358001.7A 2013-05-15 2014-05-15 Appareil d'exercice pour la musculation des zones cervicales Not-in-force EP2803390B1 (fr)

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