FR2638340A1 - Dynamometric walking stick provided with devices indicating crossing of the threshold of the bearing force - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est du domaine de la bio-mécanique, et elle a plus particulièrement pour objet un tuteur corporel du genre des béquilles, cannes, prothèses, etc..., comportant des moyens de mesure de la partie du poids de l'utilisateur supportée par ledit tuteur. The present invention is in the field of bio-mechanics, and it relates more particularly to a body tutor of the kind of crutches, canes, prostheses, etc., comprising means for measuring the portion of the weight of the user. supported by said tutor.
On connaît la manière de mesurer la force de l'appui perpendiculaire au sol, d'un utilisateur sur une canne simple, anglaise, ou axillaire, par l'utilisation d'une plate-forme dynamomètrique (pèse-personnes) ; l'appui de la canne se fait sur le sol à caté de la plate-forme ; la différence entre le poids réel du sujet et le poids apparent résultant de l'utilisation de la canne, fournit la mesure de l'effort exercé sur la canne. We know how to measure the force of the support perpendicular to the ground, of a user on a simple rod, English, or axillary, by the use of a dynamometric platform (scales); the support of the cane is done on the caté ground of the platform; the difference between the actual weight of the subject and the apparent weight resulting from the use of the cane, provides a measure of the force exerted on the cane.
On connaît l'utilisation de cannes pourvues de capteur mesurant l'effort axial le long de l'axe de la canne ; le signal de mesure de l'effort axial est transmis par un cable à un poste de traitement de signal auquel la canne est reliée ; un signal lumineux et/ou une vibration mécanique, indique à l'utilisateur le franchissement de seuils haut et bas ; le but du dispositif est d'obtenir de l'utilisateur un appui sur la canne compris entre les seuils. Ce dispositif a comme inconvénients, d'une part, de ne mesurer que l'effort axial et de négliger les composantes radiales et d'autre part, de lier la zone de déambulation à un laboratoire. The use of rods provided with a sensor measuring the axial force along the axis of the rod is known; the axial force measurement signal is transmitted by a cable to a signal processing station to which the rod is connected; a light signal and / or a mechanical vibration, indicates to the user the crossing of high and low thresholds; the purpose of the device is to obtain from the user a support on the rod lying between the thresholds. This device has the drawbacks, on the one hand, of only measuring the axial force and neglecting the radial components and, on the other hand, of linking the walking area to a laboratory.
La présente invention a pour but de proposer un tuteur corporel permettant la mesure et l'enregistrement des forces d'appui au sol de façon précise, pendant la marche d#s sujets quelles que soient la forme de la canne et la façon de la tenir, et la comparaison à la marche normale, le praticien disposant ainsi d'une aide précieuse au diagnostic et à la décision, et le patient d'un moyen d'apprentissage pour la rééducation. The object of the present invention is to propose a body tutor allowing the measurement and recording of the ground support forces in a precise manner, during the walking of subjects whatever the shape of the cane and the way of holding it. , and the comparison to normal walking, the practitioner thus having a valuable aid in diagnosis and decision, and the patient with a learning medium for rehabilitation.
Selon la présente invention un tuteur corporel du genre des béquilles, prothèses etc..., destiné à supporter une partie du poids du corps d'un utilisateur, ledit tuteur pouvant comporter des moyens, dits capteurs, de mesure de ladite partie du poids, est caractérisé de manière générale, en ce qu'un capteur est constitué d'un cylindre sur quatre génératrices à 900 duquel, sont disposées des jauges extensomètriques, et en ce que des moyens de signalement à deux seuils, sont disposés sur le tuteur et sont en relation avec lesdites jauges, pour indiquer à l'utilisateur le franchissement par la mesure de l'un de ses seuils. According to the present invention, a body tutor of the kind of crutches, prostheses, etc. intended to support part of the weight of the body of a user, said tutor being able to comprise means, called sensors, for measuring said part of the weight, is generally characterized in that a sensor consists of a cylinder on four generators at 900 of which, are strain gauges, and in that signaling means with two thresholds, are arranged on the stake and are in relation to said gauges, to indicate to the user the crossing by the measurement of one of its thresholds.
Selon une seconde caractéristique principale, lesdits moyens sont du type optique. According to a second main characteristic, said means are of the optical type.
Selon une troisième caractéristique principale, lesdits moyens sont du type acoustique. According to a third main characteristic, said means are of the acoustic type.
Avantageusement, lesdits moyens de type optique sont constitués par deux diodes électroluminescentes : 11 une verte indiquant le franchissement d'un seuil bas, l'autre rouge indiquant le franchissement d'un seuil haut. Advantageously, said optical type means consist of two light-emitting diodes: 11 a green indicating the crossing of a low threshold, the other red indicating the crossing of a high threshold.
Avantageusement encore, lesdits moyens de type acoustique, sont constitués par un "buzzer" émettant un signal discontinu lors du franchissement du seuil bas, et un signal continu lors du franchissement du seuil haut. Advantageously also, said means of acoustic type, are constituted by a "buzzer" emitting a discontinuous signal when crossing the low threshold, and a continuous signal when crossing the high threshold.
Selon une caractéristique secondaire, ledit capteur est formé par un cylindre creux décolleté sur une certaine hauteur, sur laquelle hauteur sont découpées quatre fenêtres, à 900 les unes des autres, séparées par des parties de paroi, dites barreaux, contre chacune desquelles sont fixées une jauge d'extensomètrie. According to a secondary characteristic, said sensor is formed by a hollow cylinder neckline over a certain height, on which height are cut four windows, 900 from one another, separated by wall parts, called bars, against each of which are fixed a extensometry gauge.
Avantageusement lesdites jauges sont raccordées en pont de wheatstone dont un noeud est relié à une alimentation et le noeud qui lui est opposé à un amplificateur qui transmet ensuite le signal simultanément à un comparateur et à une sortie analogique. Advantageously, said gauges are connected in a wheatstone bridge, a node of which is connected to a power supply and the node which is opposite it to an amplifier which then transmits the signal simultaneously to a comparator and to an analog output.
Selon une autre caractéristique secondaire, ledit capteur est disposé au voisinage de l'extrémité inférieur du tuteur. According to another secondary characteristic, said sensor is arranged in the vicinity of the lower end of the tutor.
La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va en être faite d'une forme particulière de réalisation, en relation avec les dessins des planches annexées dans lesquelles
La fig. 1 est une illustration, dans une vue en plan, d'un capteur'utilisé dans une canne de l'invention.The present invention will be better understood and details will be apparent from the description which will be made of a particular embodiment, in relation to the drawings of the attached plates in which
Fig. 1 is an illustration, in a plan view, of a sensor used in a rod of the invention.
La fig. 2 est une illustration, dans une vue de côté, d'une canne de l'invention. Fig. 2 is an illustration, in a side view, of a cane of the invention.
La fig. 3 est un schéma synoptique illustrant le fonctionnement d'un capteur du tuteur de l'invention. Fig. 3 is a block diagram illustrating the operation of a guardian sensor of the invention.
Sur la figure 1, un capteur 1, destiné à mesurer la force d'appui exercée sur un tuteur corporel de l'invention, est constitué d'un cylindre 2 lui-même constitué d'un matériau élastique, et comportant environ au milieu de sa hauteur un décolletage 2' ; ce décolletage 2' présente quatre évidements en forme de fenêtre 9, découpés dans la matière dudit cylindre 2. Chaque élément de matière 9', séparant entre elles deux fenêtres 9, supporte une jauge d'extensomètrie 4, collée sur ledit élément 9' ; ces jauges d'extensomètrie 4 sont raccordées en pont de wheatstone, chaque élément de matière 9' supportant une résistance ; et les quatre jauges 4 sont situées dans deux plans orthogonaux sur chaque génératrice 3 à 900 du cylindre 2, les deux éléments opposés étant deux à deux parallèles.Les caractéristiques dimensionnelles du capteur sont fonction du métal employé et de l'étendue de mesure désirée. La précision du capteur, pour une étendue de mesure de 80 daN est de 1%. In FIG. 1, a sensor 1, intended to measure the bearing force exerted on a body tutor of the invention, consists of a cylinder 2 itself made of an elastic material, and comprising approximately in the middle of its height a 2 'bar turning; this bar turning 2 'has four window-shaped recesses 9, cut from the material of said cylinder 2. Each element of material 9', separating two windows 9 between them, supports an extensometry gauge 4, glued to said element 9 '; these strain gauges 4 are connected in wheatstone bridge, each element of material 9 'supporting a resistance; and the four gauges 4 are located in two orthogonal planes on each generator 3 to 900 of the cylinder 2, the two opposite elements being two by two parallel. The dimensional characteristics of the sensor are a function of the metal used and the desired range of measurement. The accuracy of the sensor, for a measurement range of 80 daN is 1%.
Sur la figure ?, un tuteur corporel 1' de l'invention prend la forme d'une canne anglaise composée d'un fût 1" surmonté d'une poignée 1"'. Un capteur 1, conforme à celui décrit dans la figure précédente, est encastré dans la partie inférieure du fût ln de la béquille
A la partie supérieure de la canne 1' sous la poignée 11,et à l'intérieur du fût 1", a été disposé un dispositif électronique comportant d'une part, deux types de moyens 5 de signalement du franchissement par la mesure de deux seuils, correspondant à des valeurs prédéterminées de la force d'appui : des moyens optiques 5' et des moyens acoustiques 5"1 et d'autre part, une alimentation (A), des potentiomètres de réglage (P), des indicateurs lumineux (L) et sonores (S) et une sortie analogique (A').In FIG.?, A body tutor 1 ′ of the invention takes the form of an English cane composed of a barrel 1 "surmounted by a handle 1"'. A sensor 1, in accordance with that described in the previous figure, is embedded in the lower part of the barrel ln of the stand
In the upper part of the rod 1 ′ under the handle 11, and inside the barrel 1 ", an electronic device has been arranged comprising on the one hand, two types of means 5 for signaling the crossing by measuring two thresholds, corresponding to predetermined values of the pressing force: optical means 5 'and acoustic means 5 "1 and on the other hand, a power supply (A), adjustment potentiometers (P), light indicators ( L) and sound (S) and an analog output (A ').
Les composants électroniques classiques ou la technique des composants montés en surface (C.M.S) permet l'intégration de l'électronique dans le fût l n de la canne 1'. L'alimentation (A), composée de batteries rechargeables, permet une autonomie de huit à douze heures. Les potentiomètres règlant la balance et le gain dudit pont ne sont pas accessibles à l'utilisateur. Le signal issu du pont de WHEATSTONE est transmis simultanément à la sortie analogique (A'), pour un éventuel enregistrement des valeurs et, par un phénomène de wfeedbackw à la partie du dispostif ayant pour fonction de solliciter des indicateurs lumineux (L) et émetteurs sonores (S).Ces indicateurs lumineux (L), dont la fonction sera décrite ultérieurement, présentent deux positions et sont constitués de diodes électroluminescentes (LED) (rouge et verte), et les indicateurs sonores émettent un son qui peut être soit continu soit discontinu. Des interrupteurs permettent de choisir entre l'utilisation séparée ou simultanée des indicateurs lumineux (L) et sonores (S). Dans le cas de l'utilisation simultanée des deux types d'indicateurs, le signal lumineux rouge est associé au signal sonore continu et le signal lumineux vert au signal sonore discontinu. Seuls sont apparents, les indicateurs sonores (S) et lumineux (L) et les potentiomètres de réglage permettant de choisir le type d'indicateur utilisé. Conventional electronic components or the surface mounted component technique (C.M.S) allows the integration of electronics in the barrel l n of the rod 1 '. The power supply (A), composed of rechargeable batteries, allows an autonomy of eight to twelve hours. The potentiometers adjusting the balance and gain of said bridge are not accessible to the user. The signal from the WHEATSTONE bridge is transmitted simultaneously to the analog output (A '), for a possible recording of the values and, by a phenomenon of wfeedbackw to the part of the device having the function of requesting light indicators (L) and transmitters These light indicators (L), whose function will be described later, have two positions and are made up of light-emitting diodes (LED) (red and green), and the sound indicators emit a sound which can be either continuous or discontinuous. Switches allow you to choose between the separate or simultaneous use of the light (L) and sound (S) indicators. If both types of indicators are used simultaneously, the red light signal is associated with the continuous sound signal and the green light signal with the discontinuous sound signal. Only the audible (S) and luminous (L) indicators and the adjustment potentiometers are visible, making it possible to choose the type of indicator used.
Deux autres potentiomètres non visibles permettent de fixer des seuils, représentant une valeur de force d'appui, exprimés en pourcentage de la masse du sujet. Le réglage de l'étendue de mesure, correspondant à la masse du sujet, est réalisé par un troisième potentiomètre, non visible. Two other non-visible potentiometers make it possible to set thresholds, representing a value of pressing force, expressed as a percentage of the mass of the subject. The adjustment of the measurement range, corresponding to the mass of the subject, is carried out by a third potentiometer, not visible.
Sur la figure 3, un bloc d'alimentation (A), en l'espèce une batterie, délivre une tension continue sur un pont de WHEATSTONE 11 ( 9V ) constitué par quatre résistances (R1,R2,R3,R4). Le signal analogique provenant du déséquilibre du pont est transmis à un amplificateur 14, comportant des potentiomètres de réglage du gain et de la balance du pont et non visibles de l'utilisateur, qui retransmet ledit signal, simultanément à la sortie analogique (A'), pour un éventuel enregistrement et à un comparateur 12, comportant lui-même des potentiomètres (P) de réglage des seuils visibles de.' l'exté- rieur, et sollicitant les indicateurs lumineux , LED rouge 7 ou LED verte 7', et/ou les indicateurs sonores (S). In FIG. 3, a power supply unit (A), in this case a battery, delivers a DC voltage on a WHEATSTONE 11 bridge (9V) constituted by four resistors (R1, R2, R3, R4). The analog signal coming from the bridge imbalance is transmitted to an amplifier 14, comprising potentiometers for adjusting the gain and the balance of the bridge and not visible to the user, which retransmits said signal, simultaneously with the analog output (A ') , for a possible recording and to a comparator 12, itself comprising potentiometers (P) for adjusting the visible thresholds of. ' outside, and using the indicator lights, red LED 7 or green LED 7 ', and / or the sound indicators (S).
L'invention trouve des applications privilégiées dans les prothèses et orthèses, d'une part, et d'autre part dans tous les appareils tels que de rééducation et/ou de musculation, nécessitant un apprentissage par rétroaction. Elle permet une aire de déambulation non limitée aux dimensions d'une plate-forme dynamomètrique et une remise en charge" progressive sans risque de lès ion des parties en consolidation des malades. The invention finds preferred applications in prostheses and orthotics, on the one hand, and on the other hand in all devices such as rehabilitation and / or bodybuilding, requiring learning by feedback. It allows a walking area not limited to the dimensions of a dynamometric platform and a gradual resetting without risk of damage to the parts of the patients' consolidation.
Lorsque le physiothérapeute, pour un sujet d'une masse déterminée, a fixé le seuil bas (LED verte et/ou son discontinu) correspondant à la décharge minimale à atteindre, et le seuil haut (LED rouge et/ou son continu) correpondant à une décharge maximale à ne pas dépasser, l'utilisateur du tuteur peut situer l'effort d'appui qu'il exerce entre les seuils sonores bas et haut ; le praticien peut alors, mettre en service uniquement les indicateurs lumineux visibles de lui seul, le patient devant, à partir de son apprentissage antérieur, rester entre les seuils indiqués. When the physiotherapist, for a subject of a determined mass, has fixed the low threshold (green LED and / or its discontinuous) corresponding to the minimum discharge to be reached, and the high threshold (red LED and / or its continuous) corresponding to a maximum discharge not to be exceeded, the user of the tutor can locate the support force that he exerts between the low and high sound thresholds; the practitioner can then activate only the visible light indicators by himself, the patient having to, from his previous learning, stay between the indicated thresholds.
Bien que l'on ait décrit et représenté une forme particulière de réalisation de l'invention, il doit être entendu que celle-ci n'est pas limitée à cette forme et à ces moyens mais qu'elle s'étend à tous les tuteurs corporels comportant les caractéristiques générales énoncées ci-dessus. Although a particular embodiment of the invention has been described and represented, it should be understood that it is not limited to this form and to these means but that it extends to all guardians with the general characteristics set out above.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8815294A FR2638340A1 (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Dynamometric walking stick provided with devices indicating crossing of the threshold of the bearing force |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR8815294A FR2638340A1 (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Dynamometric walking stick provided with devices indicating crossing of the threshold of the bearing force |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2638340A1 true FR2638340A1 (en) | 1990-05-04 |
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ID=9372172
Family Applications (1)
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| FR8815294A Withdrawn FR2638340A1 (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Dynamometric walking stick provided with devices indicating crossing of the threshold of the bearing force |
Country Status (1)
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