FR2868959A1

FR2868959A1 - SPORTING DRIVE APPARATUS WITH A SYSTEM FOR ASSISTING ITS GEOMETRY

Info

Publication number: FR2868959A1
Application number: FR0404136A
Authority: FR
Inventors: Emmanuel Pichon; Rodolphe Brichet
Original assignee: SPORT SYSTEM ENGINEERING SOC P
Current assignee: SPORT SYSTEM ENGINEERING SOC P
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2005-10-21
Anticipated expiration: 2024-04-20
Also published as: WO2005105525A3; WO2005105525A2; FR2868959B1

Abstract

L'appareil d'entraînement sportif et/ou de musculation à gestuelle libre comprend une structure (A) apte à porter un utilisateur en mouvement et comportant un système résistif (8) à charge ajustable destiné à être entraîné en déplacement par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission (9,10,11,13) du mouvement de l'utilisateur. Cet appareil comprend en outre un système d'asservissement mécanique (11,12,16,17,18,19,20) de la géométrie du dispositif de transmission de mouvement en fonction des mouvements de l'utilisateur.The sports training and / or bodybuilding apparatus with free movement comprises a structure (A) capable of carrying a user in motion and comprising a resistive system (8) with adjustable load intended to be driven in displacement by means of 'a transmission device (9,10,11,13) of the user's movement. This device further comprises a mechanical control system (11,12,16,17,18,19,20) of the geometry of the movement transmission device according to the movements of the user.

Description

L'invention concerne un appareil d'entraînement sportif et/ou deThe invention relates to a sports training apparatus and / or

musculation à gestuelle libre comprenant une structure apte à porter un utilisateur en mouvement et comportant un système résistif destiné à être entraîné en déplacement par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission free-body bodybuilding comprising a structure adapted to carry a user in motion and comprising a resistive system intended to be driven in motion by means of a transmission device

du mouvement de l'utilisateur.of the user's movement.

Un tel appareil peut être utilisé dans un but ludique ou sportif, de remise en forme, de sport amateur ou de compétition (pour un travail en salle ou à l'extérieur), de rééducation médicale, d'entraînement, de musculation spécifique et/ou d'analyse scientifique des gestes effectués (utilisation dans un ergomètre) par l'utilisateur. Such a device can be used for fun or sports, fitness, amateur sport or competition (for indoor or outdoor work), medical rehabilitation, training, specific bodybuilding and / or scientific analysis of the actions performed (use in an ergometer) by the user.

Des appareils d'entraînement sportif du type indiqué ci-dessus et destinés à l'entraînement à la natation sont décrits dans les documents de brevet US-5158513, GB-227423, US-5429564 et EP-1362620. Dans ces appareils d'entraînement sportif connus à gestuelle libre, le dispositif de transmission de mouvement de l'utilisateur au système résistif est du type câble de traction et poulie de renvoi. La poulie de renvoi est fixe en position dans la structure. Avec cet agencement, il n'est pas possible pour l'utilisateur de reproduire de façon efficace des gestes à trajectoires complexes. En particulier, si l'utilisateur effectue un mouvement complexe de crawl avec un balayage rotatif de ses bras, la traction du câble n'est pas efficace sur l'ensemble du trajet angulaire du bras de sorte que ces appareils connus ne sont pas utilisables comme ergomètres. Sports training apparatus of the type indicated above and intended for swimming training are described in patent documents US-5158513, GB-227423, US-5429564 and EP-1362620. In these sports training apparatus known to free movement, the device for transmitting the user's movement to the resistive system is of the type of traction cable and return pulley. The return pulley is fixed in position in the structure. With this arrangement, it is not possible for the user to efficiently reproduce gestures with complex trajectories. In particular, if the user performs a complex crawl movement with a rotating sweep of his arms, the traction of the cable is not effective over the entire angular path of the arm so that these known devices are not usable as ergometers.

Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient. The object of the invention is to overcome this disadvantage.

A cet effet, un appareil d'entraînement sportif et/ou de musculation selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système d'asservissement de la géométrie du dispositif de transmission de mouvement en fonction des mouvements de l'utilisateur. For this purpose, a sports training device and / or bodybuilding according to the invention is characterized in that it further comprises a system for controlling the geometry of the motion transmission device according to the movements of the user.

Avec cet agencement, la structure avec le dispositif de transmission de mouvemennt peut évoluer de façon dynamique dans l'espace en fonction de 30 la gestuelle complexe de l'utilisateur. With this arrangement, the structure with the motion transmission device can dynamically evolve in space according to the complex gestures of the user.

L'invention peut s'appliquer à différentes disciplines sportives à gestuelles libres c'est-à-dire non imposées, comme la natation, le surf aquatique, le golf, le volley-ball, le water-polo, le ski de fond, etc... The invention can be applied to various sports disciplines with free gestures that are not imposed, such as swimming, water surfing, golf, volleyball, water polo, cross-country skiing, etc ...

Selon un mode de réalisation particulier d'un appareil d'entraînement sportif selon l'invention, le système résistif est entraîné en déplacement par l'intermédiaire d'un câble actionné par l'utilisateur en mouvement sur la structure, le câble étant engagé sur une poulie de renvoi montée sur un chariot mobile sur un rail, le chariot étant déplacé sur le rail par le système d'asservissement en fonction des mouvements de l'utilisateur. La forme du rail (rectiligne, courbe, circulaire, elliptique,...) sur lequel circule le chariot est fonction de la gestuelle considérée de l'utilisateur. Un appareil d'entraînement sportif selon l'invention peut être équipé d'un ou plusieurs chariots de traction ou propulsion; par exemple: deux pour les membres supérieurs et deux pour les membres inférieurs. According to a particular embodiment of a sports training device according to the invention, the resistive system is driven in displacement by means of a cable actuated by the user moving on the structure, the cable being engaged on a return pulley mounted on a carriage movable on a rail, the carriage being moved on the rail by the servo system according to the movements of the user. The shape of the rail (rectilinear, curved, circular, elliptical, ...) on which the carriage runs is a function of the gesture considered by the user. A sports training apparatus according to the invention can be equipped with one or more trolleys for traction or propulsion; for example: two for the upper limbs and two for the lower limbs.

Dans une application à la natation, l'appareil d'entraînement selon l'invention comprend une structure qui est conformée pour recevoir l'utilisateur en position horizontale avec un rail qui s'étend sensiblement verticalement devant ou derrière l'utilisateur. En particulier, dans un tel appareil d'entraînement à la natation selon l'invention, le système d'asservissement est un câble relié au chariot et entraîné en mouvement par le déplacement du système résistif. In an application to swimming, the training apparatus according to the invention comprises a structure which is shaped to receive the user in a horizontal position with a rail which extends substantially vertically in front of or behind the user. In particular, in such a swimming training apparatus according to the invention, the servo system is a cable connected to the carriage and driven in motion by the displacement of the resistive system.

L'invention s'étend à un ergomètre comprenant un appareil d'entraînement sportif tel que défini ci-dessus qui peut être spécifique à une discipline sportive, telle que la natation, le surf aquatique, le golf, le smash au volley-ball ou au water-polo, et de manière plus générale, aux gestes à trajectoires complexes de type curvilignes libres, cycliques ou non cycliques, des membres supérieurs ou inférieurs ou de la combinaison des deux. The invention extends to an ergometer comprising a sports training apparatus as defined above which may be specific to a sports discipline, such as swimming, water surfing, golf, volleyball smash or to water polo, and more generally, to complex curvilinear-type, cyclic or non-cyclic complex trajectory movements, upper or lower limbs or the combination of the two.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple indicatif et nullement limitatif de l'invention. The invention will be better understood on reading the description which follows and on examining the figures which accompany it. This description is given as an indicative and non-limiting example of the invention.

La figure 1 est une vue en perspective d'un appareil d'entraînement à la natation selon l'invention. Figure 1 is a perspective view of a swimming training apparatus according to the invention.

La figure 2 montre un utilisateur allongé horizontalement sur un appareil d'entraînement à la natation selon l'invention. Figure 2 shows a user lying horizontally on a swimming training apparatus according to the invention.

La figure 3 est une représentation schématique détaillée d'un système 30 d'asservissement et d'un système résistif dans un appareil d'entraînement à la natation selon l'invention. Fig. 3 is a detailed schematic representation of a servo system and a resistive system in a swimming training apparatus according to the invention.

La figure 1 montre un appareil d'entraînement sportif et/ou de musculation et/ou d'analyse scientifique dans son application dédiée à la natation selon l'invention. Cet appareil comprend principalement une structure A composée d'un châssis avant 1, d'un châssis arrière 2, d'une barre de liaison 3, d'un banc 4 amortisseur de mouvements longitudinaux et d'un mat 5 avec un harnais 6 et un palonnier 7. Ces éléments 1,2,3,4,5, 6,7 sont dissociables pour faciliter le stockage et la transportabilité de l'appareil qui rentre alors dans un véhicule léger. Figure 1 shows a sports training device and / or weight training and / or scientific analysis in its application dedicated to swimming according to the invention. This apparatus mainly comprises a structure A composed of a front frame 1, a rear frame 2, a connecting bar 3, a bench 4 damping longitudinal movements and a mat 5 with a harness 6 and a lifter 7. These elements 1,2,3,4,5, 6,7 are dissociable to facilitate the storage and transportability of the device which then enters a light vehicle.

Le châssis avant 1 est équipé d'un système résistif 8 de type aérofrein à 5 roue à aubes dont la charge est ajustable par variation de débit aérodynamique. The front frame 1 is equipped with a resistive system 8 airbrake type 5 paddle wheel whose load is adjustable by varying aerodynamic flow.

Sur la figure 2, on a représenté un utilisateur en position horizontale porté par la structure et effectuant un mouvement de crawl. Comme visible sur cette figure, les mouvements du bras gauche de l'utilisateur sont transmis au système résistif 8 par l'intermédiaire d'un câble de traction 9 et d'une poulie de renvoi 10 qui est montée sur un chariot 11 mobile sur un rail 12 qui s'étend sensiblement verticalement sur le châssis avant devant l'utilisateur. L'utilisateur actionne le câble de traction 9 par l'intermédiaire d'une plaquette 13 plus visible sur la figure 1 tenue dans sa main. In Figure 2, there is shown a user in horizontal position carried by the structure and performing a crawl movement. As shown in this figure, the movements of the left arm of the user are transmitted to the resistive system 8 by means of a traction cable 9 and a return pulley 10 which is mounted on a carriage 11 movable on a rail 12 which extends substantially vertically on the front frame in front of the user. The user actuates the traction cable 9 via a plate 13 more visible in Figure 1 held in his hand.

Par conséquent, le câble de traction 9 transmet la puissance mécanique fournie par l'utilisateur à l'aérofrein. On voit sur la figure 2 que lorsque l'utilisateur a le bras tendu horizontalement devant lui, le chariot 11 est dans la partie supérieure du rail 12, tandis que lorsque l'utilisateur a le bras en dessous de lui, le chariot 11 est dans la partie centrale du rail et que lorsque l'utilisateur a le bras contre son corps, le chariot 11 est dans la partie inférieure du rail. Ces deux dernières positions du câble 9 et du bras de l'utilisateur sont représentées pour plus de clarté en traits pointillés sur la figure 2. On comprend donc que le déplacement du chariot 11 sur le rail 12 est du à un asservissement mécanique du mouvement du chariot en fonction du mouvement de l'utilisateur de sorte que le chariot positionne la trajectoire du câble 9 de façon optimum par rapport au nageur pour recréer des conditions réelles de nage avec une force de résistance mieux orientée en permanence et sans point mort. Cette structure A à géométrie variable accompagne donc de façon dynamique la gestuelle complexe de l'utilisateur. Therefore, the traction cable 9 transmits the mechanical power provided by the user to the airbrake. It can be seen in FIG. 2 that when the user has the arm extended horizontally in front of him, the carriage 11 is in the upper part of the rail 12, whereas when the user has the arm below him, the carriage 11 is in the central part of the rail and that when the user has the arm against his body, the carriage 11 is in the lower part of the rail. These last two positions of the cable 9 and the arm of the user are shown for clarity in dashed lines in Figure 2. It is therefore understood that the displacement of the carriage 11 on the rail 12 is due to a mechanical servocontrol of the movement of the trolley according to the movement of the user so that the carriage positions the trajectory of the cable 9 in optimum manner relative to the swimmer to recreate real swimming conditions with a resistance force better oriented permanently and without dead point. This variable geometry structure A thus dynamically accompanies the complex gestures of the user.

La figure 3 montre plus en détail l'agencement du système d'asservissement, ici mécanique, selon l'invention. L'aérofrein 8 comprend un arbre 14 sur lequel sont montées deux poulies 15 (visible figure 1) de part et d'autre de la roue à aubes. Chaque poulie 15 (une par membre supérieur ou inférieur de l'utilisateur) comprend quatre gorges avec une première gorge qui reçoit le câble de traction 9, une seconde gorge qui reçoit un câble élastique de retour 16, une troisième gorge qui reçoit un câble d'asservissement 17 et une quatrième gorge qui reçoit un câble élastique de rappel 18. Le câble élastique de retour 16 et le câble élastique de rappel 18 sont enroulés dans le même sens (trigonométrique sur la figure 3) sur la poulie 15, et dans le sens inverse de l'enroulement du câble de traction 9 et du câble d'asservissement 17 sur cette poulie 15. Figure 3 shows in more detail the arrangement of the servo system, here mechanical, according to the invention. The airbrake 8 comprises a shaft 14 on which are mounted two pulleys 15 (visible in Figure 1) on either side of the impeller. Each pulley 15 (one per upper or lower limb of the user) comprises four grooves with a first groove which receives the traction cable 9, a second groove which receives a return elastic cable 16, a third groove which receives a cable 17 and a fourth groove which receives a return elastic cable 18. The elastic return cable 16 and the elastic return cable 18 are wound in the same direction (trigonometric in Figure 3) on the pulley 15, and in the in the opposite direction to the winding of the traction cable 9 and the control cable 17 on this pulley 15.

Le câble élastique de retour 16 sert à ramener le câble 9 et la plaquette 13 dans sa position initiale (en haut du rail 12) à la fin du mouvement de traction de l'utilisateur et est tendu plus ou moins fort lors du montage de l'appareil. Le câble d'asservissement 17 est relié au chariot 11 en passant par une poulie de renvoi 19 disposée au-dessus du rail 12. Le câble élastique de rappel 18 est relié au chariot 11 en passant par une poulie de renvoi 20 disposée en dessous du rail 12, le câble 9 passant également par cette poulie de renvoi 20 qui est double. The elastic return cable 16 serves to bring the cable 9 and the wafer 13 back to its initial position (at the top of the rail 12) at the end of the user's traction movement and is tensioned more or less during the assembly of the 'apparatus. The servo cable 17 is connected to the carriage 11 via a deflection pulley 19 disposed above the rail 12. The elastic return cable 18 is connected to the carriage 11 via a deflection pulley 20 arranged below the rail 12, the cable 9 also passing through the pulley 20 which is double.

Sans action de l'utilisateur, une unique force est exercée sur la poulie 15, par le câble élastique de retour 16. Le câble élastique de retour 16 est alors déroulé au maximum, tout comme le câble élastique de rappel 18, tandis que les câbles de traction 9 et d'asservissement 17 sont enroulés au maximum. Le chariot 11 se situe dans la partie supérieure du rail 12. Without user action, a single force is exerted on the pulley 15 by the return elastic cable 16. The elastic return cable 16 is then unrolled to the maximum, as the elastic return cable 18, while the cables traction 9 and servo 17 are wound up. The carriage 11 is located in the upper part of the rail 12.

Lorsque l'utilisateur actionne le câble de traction 9 en luttant contre la force exercée par le câble de retour 16 et la charge du système résistif 8, la poulie 15 est entraînée en rotation et le câble de traction 9 se déroule. Par conséquent le câble d'asservissement 17 se déroule, tandis que les câbles élastiques de retour 16 et de rappel 18 s'enroulent autour de la poulie 15. Le chariot 11, qui est alors relâché par le câble d'asservissement 17 et tiré vers le bas par le câble élastique de rappel 18, descend sur le rail 12 vertical. When the user actuates the traction cable 9 by counteracting the force exerted by the return cable 16 and the load of the resistive system 8, the pulley 15 is rotated and the traction cable 9 is unwound. As a result, the servo cable 17 unwinds, while the elastic return 16 and return 18 cables wind around the pulley 15. The carriage 11, which is then released by the servo cable 17 and pulled towards the bottom by the elastic return cable 18, down on the vertical rail 12.

Lorsque l'utilisateur relâche le câble de traction 9, le câble élastique de retour 16 entraîne par sa détente la poulie 15 en rotation, la poulie 15 tournant alors en roue libre dans ce sens. Par conséquent, les câbles de retour 16 et de rappel 18 se déroulent et les câbles de traction 9 et d'asservissement 17 s'enroulent. En s'enroulant, le câble d'asservissement 17 tire le chariot 11 vers le haut sur le rail 12. When the user releases the traction cable 9, the elastic return cable 16 causes the pulley 15 to rotate by its expansion in rotation, the pulley 15 then rotating freely in this direction. As a result, the return cables 16 and the return cables 18 unwind and the traction and control cables 9 and 17 wind up. By winding up, the servo cable 17 pulls the carriage 11 upwards on the rail 12.

Par conséquent, la position du chariot 11 sur le rail 12 dépend de la position du bras de l'utilisateur et le trajet du câble 9 varie donc de façon dynamique en fonction du mouvement de bras l'utilisateur. Therefore, the position of the carriage 11 on the rail 12 depends on the position of the user's arm and the path of the cable 9 therefore varies dynamically according to the user's arm movement.

Le câble élastique de rappel 18 sert surtout à rendre plus fluide les déplacements du chariot 11. Le rail 12 dispose de butées de fin de course (non représentées) à ses deux extrémités pour contrôler le déplacement du chariot 11 en cas d'utilisation trop violente de l'appareil. The elastic return cable 18 serves above all to make the movements of the carriage 11 more fluid. The rail 12 has limit stops (not shown) at both ends to control the movement of the carriage 11 in case of too violent use. of the device.

Les diamètres relatifs des gorges qui reçoivent le câble de traction 9 et le câble d'asservissement 17 déterminent l'amplitude du mouvement du chariot sur le rail 12 par rapport à l'amplitude du mouvement de l'utilisateur, ces amplitudes étant sensiblement proportionnelles. The relative diameters of the grooves which receive the traction cable 9 and the servo cable 17 determine the amplitude of the movement of the carriage on the rail 12 relative to the amplitude of the movement of the user, these amplitudes being substantially proportional.

Il est entendu que ce qui vient d'être décrit en relation avec le bras gauche de l'utilisateur peut être appliqué de la même façon avec le bras droit et aux deux membres inférieurs de l'utilisateur. It is understood that what has just been described in relation to the user's left arm can be applied in the same way with the right arm and the lower limbs of the user.

Claims

1) Apparatus for sports training and / or bodybuilding with free movement including a structure (A) adapted to carry a user in motion and having a resistive system (8) intended to be driven in motion by means of a device (9, 10, 11, 13) for transmitting the movement of the user, characterized in that it further comprises a servo-control system (11, 12, 16, 17, 18, 19, 20) of the geometry of the motion transmission device according to the movements of the user.

2) Apparatus according to claim 1, wherein the resistive system (8) is driven in displacement by means of a cable (9) actuated by the user moving on the structure, the cable being engaged on a pulley of deflection (10) mounted on a carriage (11) movable on a rail (12), the carriage being moved on the rail by the servo system according to the movements of the user.

3) Swimming training apparatus according to claim 2, wherein the structure is shaped to receive the user in a horizontal position and wherein the rail (12) extends substantially vertically.

4) Apparatus according to claim 3, wherein the servo system is a cable (17) connected to the carriage and driven in motion by the displacement of the resistive system.

5) Apparatus according to claim 4, wherein the resistive system is an airbrake (8)

6) Ergometer characterized in that it comprises an apparatus according to one of claims 1 to 5.