FR2870134A1 - Methode et systeme de personnalisation d'un appareil d'exercices physiques - Google Patents

Abstract

Le système, équipant un appareil d'exercices physiques (2) avec organe mobile (21) articulé relié à un moteur (6) pour produire une contre-réaction à un mouvement, inclut :- des moyens interactifs (11) de saisie et d'affichage permettant la saisie de paramètres d'adaptation à l'utilisateur et la sélection d'un modèle de courbe de force en fonction d'un angle articulaire (θ) de l'organe mobile (21) parmi plusieurs modèles (3) ;- un module logiciel (10) utilisant des paramètres d'adaptation pour paramétrer une courbe de force (31, 32) ou de vitesse désirée à partir d'un modèle sélectionné (30) et apte à se servir de données représentatives de la courbe de force (31, 32) ou de vitesse désirée pour commander des moyens d'asservissement (13, 60) de façon à imposer une contre-réaction de l'organe mobile (21) dont l'intensité correspond aux données de la courbe de force (31, 32) ou de vitesse désirée.

Description

Méthode et système de personnalisation d'un appareil d'exercices

physiques La présente invention se rapporte au domaine des appareils d'exercices physiques offrant une contre-réaction à un mouvement donné. L'invention concerne plus particulièrement une méthode et un système de personnalisation d'un appareil d'exercices physiques, permettant l'utilisation d'un mode d'entraînement et de rééducation à charge contrôlée, variable en fonction de la position articulaire.

Il est connu dans l'art antérieur, par le brevet FR 2 619 723, un appareil d'exercices physiques avec siège réglable permettant à l'utilisateur de réaliser différents types d'exercices d'effort pour déplacer l'axe d'un vérin. Un choix de mouvements concentriques ou excentriques est proposé à l'utilisateur via un micro-ordinateur. L'amplitude du mouvement à réaliser peut être paramétrée, en précisant un angle de départ et un angle final. Un menu est prévu pour que l'utilisateur choisisse un type d'exercice: isométrique, mouvement conduit, mouvement assisté, étirement, échauffement, les exercices pouvant être à charge constante ou dynamiques. Cet appareil fournit des efforts de réaction grâce à des moto-réducteurs. Toutefois, ce type d'appareil ne permet pas d'éviter la surcharge pour une articulation sensible ou d'adapter la charge à la pathologie d'une articulation.

Le document FR 2 834 220 décrit un appareil de rééducation médicosportive permettant grâce à des capteurs d'enregistrer les efforts fournis par l'utilisateur par rapport au dossier de l'appareil, et d'établir des caractéristiques de l'effort fourni aptes à être comparées avec celles de l'effort demandé. Il n'est toutefois pas permis d'adapter les efforts à fournir en fonction des traumatismes/pathologies d'un patient. Ce type d'appareil ne permet pas de faire jouer un rôle vraiment actif à un utilisateur désirant optimiser sa rééducation (en efficacité et en durée). Il existe dès lors un besoin d'adaptabilité pour les utilisateurs d'appareils d'exercices physiques et de contrôle des performances réalisées en fonction de références modèles.

La présente invention a donc pour objet de supprimer un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en définissant une méthode de personnalisation d'un appareil d'exercices physiques permettant un renforcement musculaire adapté aux besoins de l'utilisateur.

s A cet effet, l'invention concerne une méthode de personnalisation d'un appareil d'exercices physiques du type comprenant un organe mobile articulé relié à un moyen moteur pour produire une contre-réaction à un mouvement déterminé, mise en oeuvre par un système informatique doté de moyens de mémorisation, de moyens interactifs de saisie et d'affichage, et d'un module to logiciel de commande permettant de contrôler l'appareil d'exercices physiques, méthode caractérisée en ce qu'elle comprend: une étape de sélection utilisant lesdits moyens interactifs pour sélectionner un modèle de courbe de force en fonction d'un angle articulaire dudit organe mobile parmi une pluralité de modèles préalablement stockés dans les moyens de mémorisation, l'angle articulaire de l'organe mobile correspondant à un angle d'articulation d'au moins un membre de l'utilisateur; une étape de paramétrage utilisant le modèle de courbe de force sélectionnée pour paramétrer une courbe de force ou de vitesse désirée en fonction dudit angle articulaire en tenant compte de l'utilisateur de l'appareil d'exercices physiques, la courbe de force ou de vitesse désirée étant stockée dans un fichier à la disposition du module logiciel de commande; lors d'une séance d'exercices physiques réalisée par l'utilisateur, une étape de commande réalisée par le module logiciel de commande pour commander des moyens d'asservissement du moyen moteur de façon à imposer une contre-réaction de l'organe mobile articulé suffisante pour que le mouvement déterminé soit réalisé avec la force ou la vitesse désirée correspondant à la courbe de force ou de vitesse désirée.

De manière avantageuse, l'invention offre donc la possibilité d'asservir la charge en fonction de l'angle articulaire appliqué en suivant une courbe de force imposée.

Selon une autre particularité de l'invention, une étape d'enregistrement de caractéristiques de l'effort fourni par l'utilisateur est réalisée par des moyens capteurs pour permettre l'enregistrement d'une courbe de force en fonction de l'angle articulaire de l'organe mobile.

Selon une autre particularité, l'étape de paramétrage est complétée par une étape de sélection d'un intervalle d'angles articulaires de façon à prohiber io des positions articulaires indésirables.

L'invention permet ainsi d'éviter la surcharge d'une articulation sensible de l'utilisateur en réalisant un mouvement d'amplitude totale avec adaptation de la charge sur la portion "pathologique" de l'articulation.

Selon une autre particularité, les modèles de courbe de force en fonction de l'angle articulaire de l'organe mobile sont chacun obtenus lors d'une étape d'enregistrement de caractéristiques de l'effort fourni par un sportif modèle associé à un type déterminé de discipline sportive, l'étape de paramétrage comprenant la saisie par les moyens interactifs d'un coefficient de réduction tenant compte de l'utilisateur de l'appareil d'exercices physiques pour abaisser l'intensité de la force du modèle de courbe de force et obtenir la courbe de force désirée.

Selon une autre particularité, une étape d'étalonnage, comprenant l'actionnement du moyen moteur pour solliciter l'organe mobile articulé en l'absence d'effort de l'utilisateur, est réalisée par les moyens capteurs pour mesurer le poids du ou des membres de l'utilisateur servant à réaliser le mouvement déterminé, une étape dite de compensation de gravité étant réalisée pour retrancher le poids de ces membres de la force mesurée par les moyens capteurs, afin d'afficher par lesdits moyens interactifs une force représentative de l'effort effectif de l'utilisateur.

Un autre objet de la présente invention est de supprimer un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en définissant un système de personnalisation d'un appareil d'exercices physiques permettant d'adapter les efforts à fournir en fonction du profil et des besoins de l'utilisateur.

A cet effet, l'invention propose un système de personnalisation d'un appareil d'exercices physiques du type comprenant un organe mobile articulé relié à un moyen moteur pour produire une contre-réaction à un mouvement déterminé, ledit système étant doté de moyens de mémorisation, de moyens interactifs de saisie et d'affichage, et d'un module logiciel de commande pour contrôler l'appareil d'exercices physiques, caractérisé en ce que les moyens interactifs sont agencés pour permettre la saisie de paramètres d'adaptation à io l'utilisateur de l'appareil d'exercices physiques et la sélection d'un modèle de courbe de force en fonction d'un angle articulaire de l'organe mobile articulé parmi une pluralité de modèles stockés dans les moyens de mémorisation, le module logiciel de commande comportant des moyens de transformation de données tenant compte des paramètres d'adaptation pour paramétrer une courbe de force ou de vitesse désirée à partir d'un modèle de courbe de force sélectionné, les moyens de mémorisation étant aptes à stocker la courbe de force ou de vitesse désirée dans un fichier d'utilisation à la disposition du module logiciel de commande, des moyens d'asservissement étant prévus entre le module logiciel de commande et le moyen moteur, le module logiciel de commande étant apte à se servir des données du fichier d'utilisation représentatives de la courbe de force ou de vitesse désirée pour commander les moyens d'asservissement de façon à imposer une contre- réaction de l'organe mobile dont l'intensité correspond aux données de la courbe de force ou de vitesse désirée.

Selon une autre particularité, le système selon l'invention comporte des moyens capteurs aptes à mesurer des caractéristiques de l'effort fourni par l'utilisateur et des moyens d'enregistrement des mesures des moyens capteurs pour permettre l'enregistrement d'une courbe de force en fonction de l'angle articulaire de l'organe mobile, les moyens capteurs incluant un capteur de position apte à déterminer l'angle articulaire.

Selon une autre particularité, les moyens de transformation de données sont agencés pour sélectionner un intervalle d'angles articulaires de façon à prohiber des positions articulaires indésirables.

Selon une autre particularité, les moyens interactifs permettent la saisie d'un coefficient de réduction fonction de l'utilisateur de l'appareil d'exercices physiques, les moyens de transformation de données étant agencés pour prendre en compte ce coefficient de réduction pour abaisser l'intensité de la force du modèle de courbe de force et paramétrer la courbe de force désirée.

Selon une autre particularité, les moyens capteurs comprennent au moins un capteur de force, le module logiciel de commande étant agencé pour initier l'actionnement du moyen moteur pour solliciter l'organe mobile et déclencher une mesure, par les moyens d'enregistrement des mesures des moyens capteurs, du poids du ou des membres de l'utilisateur, des moyens logiciels de compensation de gravité étant prévus pour retrancher le poids de ces membres de la force mesurée par les moyens capteurs et permettre audits moyens interactifs d'afficher une force représentative de l'effort effectif de l'utilisateur.

Avantageusement, l'invention permet donc de tenir compte du poids des membres de façon à obtenir des modèles et des suivis fiables, quel que soit le 20 type de morphologie de l'utilisateur.

L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs dans lesquels: la figure 1 représente une vue schématique d'un système selon 25 l'invention équipant un appareil d'exercices physiques; la figure 2 montre des courbes de force où la charge est contrôlée en fonction de l'angle articulaire; la figure 3 représente un logigramme d'étapes pouvant être réalisées selon le processus de personnalisation de l'invention; les figure 4 représente une fenêtre de sélection pour paramétrer une séance d'entraînement; la figure 5 montre une fenêtre affichée par les moyens interactifs du système lors d'une séance d'entraînement.

Dans le domaine médical et sportif, l'association des technologies informatiques et automatiques de pointe permet en effet la conception d'appareil d'entraînement et de rééducation de plus en plus précis et performants. La figure 1 représente un mode de réalisation d'un système informatique (1), doté de moyens capteurs, associé à un appareil d'exercices to physiques (2) pour les membres (4) inférieurs. Il peut être envisagé des variantes d'un tel appareil, éventuellement faisant travailler d'autres membres, par exemple supérieurs.

En référence à la figure 1, l'appareil d'exercices physiques (2) comprend un siège permettant d'immobiliser l'extrémité du membre à faire travailler, par exemple les chevilles, par l'intermédiaire de reposepieds (25) ou moyens de maintien analogues. La partie de membre précédant l'articulation, par exemple la cuisse, peut être bloquée par un dispositif de sangles (200). Un axe de rotation (20) est prévu par exemple dans le siège pour former un bras ou organe mobile articulé (21). Le dispositif de sangles (200) permet de maintenir l'axe de rotation de l'articulation, constituée par exemple par le genou, au voisinage de l'axe de rotation de l'organe articulé (21) de l'appareil (2). En outre, un capteur de position (23) est disposé à proximité de l'axe de rotation (20) de l'organe articulé (21) pour déterminer l'angle articulaire (0) défini, dans l'exemple de la figure 1, comme l'angle compris entre l'horizontale et la position de l'organe articulé (21) supportant les membres (4). Plus généralement, cet angle articulaire (0) de l'organe mobile (21) correspond sensiblement à l'angle d'articulation d'au moins un membre (4) de l'utilisateur. Il s'agit dans l'exemple de la figure 1 de l'angle de rotation du genou de l'utilisateur. Un mouvement déterminé est réalisé par ces membres lors de séances d'exercices, dont l'amplitude peut être mesurée grâce au capteur de position (23). Un capteur de force (22), par exemple du type à jauge de contraintes, est également prévu à l'extrémité du membre articulé pour permettre l'obtention d'informations sur l'effort musculaire développé par l'utilisateur. Des capteurs logiques peuvent aussi être prévus pour garantir la sécurité de l'utilisateur (fins de course, arrêts d'urgence et détecteurs de proximité).

Dans le mode de réalisation de la figure 1, un moyen moteur (6) tel qu'un moto-réducteur ou équivalent est relié par l'intermédiaire d'un mécanisme de liaison/entraînement à l'organe mobile articulé (21) de l'appareil d'exercices physiques (2). Un ensemble constitué d'un bras de levier (61) et d'un bras de poussée (62) peut être utilisé comme moyen de liaison, permettant notamment de produire une contre-réaction à un mouvement déterminé de l'utilisateur. Ce to type de moyen moteur (6) permet d'atteindre un effort permanent supérieur à 2000 N avec une vitesse angulaire pouvant aller jusqu'à 400 /s.

Le système informatique (1) selon l'invention comporte une interface homme machine avec des moyens interactifs (1) de saisie et d'affichage. Un écran tactile peut être prévu pour accéder à des modes d'utilisation de l'appareil d'exercices physiques (2), préalablement définis et autorisés par un spécialiste (médecin, kinésithérapeute). Ce système informatique (1) est doté de moyens de mémorisation (12) et d'un module logiciel (10) de commande permettant de contrôler l'appareil d'exercices physiques (2). Afin de permettre une personnalisation des modes d'utilisation de l'appareil (2) d'exercices physiques (2), les moyens interactifs (11) sont agencés pour permettre la saisie de paramètres d'adaptation à l'utilisateur et la sélection d'un modèle de travail parmi une pluralité de modèles (3, figure 3) stockés dans les moyens de mémorisation (12). Le modèle de travail peut comporter une courbe de force en fonction de l'angle articulaire (0) de l'organe mobile articulé (21). Dans un mode de réalisation de l'invention, une fenêtre de sélection (100) est affichée sur l'écran tactile pour proposer un choix de modèles (3) répertoriés par discipline sportive.

En référence à la figure 2, un modèle de courbe de force sélectionné (30) peut correspondre à une courbe de force musculaire particulière, résultant d'un entraînement particulier réalisé par un sportif modèle, par exemple un champion d'une discipline sportive. En général, l'entraînement sportif sur le terrain permet de développer des qualités spécifiques une courbe spécifique d'un sport ou d'un type de discipline qui se traduisent par une courbe de force spécifique au sport concerné. En référence avec la figure 3, les modèles (3) de courbe de force en fonction de l'angle articulaire (8) peuvent être chacun obtenus lors d'une étape (50) d'enregistrement de caractéristiques de l'effort.

Chaque courbe enregistrée peut être modélisée pour être utilisée ultérieurement comme modèle (3) paramétrable, puis enregistrée avec la pluralité de modèles (3) dans les moyens de mémorisation (12). Dans un mode de réalisation, la modélisation des courbes enregistrées destinées à servir de modèle peut être du type polynomial avec un degré de polynôme allant de 2 à 4 par exemple. Au troisième degré, une courbe de force enregistrée en fonction de l'angle articulaire (8) peut ainsi être modélisée suivant la formule F= K + a 8 + b82 + c83, où F représente la force, K une constante qui peut être nulle, a, b et c des coefficients paramétrables pour obtenir une courbe désirée (31, 32). Les modèles (3) peuvent en outre être répartis en une catégorie masculine et une catégorie féminine. Une seule de ces catégories peut par exemple être accessible après une étape de sélection du sexe de l'utilisateur par les moyens interactifs sur le menu affiché sur l'écran (11) par le module logiciel de commande (10).

L'utilisation de tels modèles (3) peut avantageusement s'appliquer dans un nouveau mode d'entraînement ou rééducation, que l'on appelle physiocinématique, au cours duquel le renforcement musculaire est réalisé selon une courbe de force imposée, où la charge est contrôlée en fonction de l'angle articulaire (8). La vitesse angulaire de l'organe mobile (21) peut dépendre de l'effort appliqué, grâce à l'utilisation de moyens d'asservissement (13, 60) du moyen moteur (6). Un variateur de vitesse (60) peut être par exemple utilisé pour permettre un contrôle de la puissance du moyen moteur (6). Les paramètres de vitesse angulaire, de force et de position angulaire peuvent être contrôlés pour que l'effort demandé à l'utilisateur soit personnalisé en fonction de ses besoins.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le module logiciel de commande (10) comporte des moyens de transformation de données (non représentés) tenant compte des paramètres d'adaptation entrés par l'utilisateur ou le praticien pour paramétrer une courbe de force désirée (31, 32) à partir d'un modèle de courbe de force sélectionné (30). Les moyens interactifs (11) permettent la saisie d'un coefficient de réduction fonction de l'utilisateur. Les moyens de transformation de données sont par exemple agencés pour prendre en compte ce coefficient de réduction pour abaisser l'intensité de la force (30) du modèle de courbe de force et paramétrer la courbe de force désirée (31, 32), comme illustré à la figure 2. En outre, les moyens de transformation de données permettent de sélectionner un intervalle (5) d'angles articulaires de façon à prohiber des positions articulaires (6) indésirables, comme illustré en io figure 3. Un angle maximal et un angle minimal peuvent être paramétrés par défaut.

En référence avec la figure 1, les moyens de mémorisation (12) sont aptes à stocker la courbe de force désirée (31, 32) dans un fichier d'utilisation (120) à la disposition du module logiciel (10) de commande. Les moyens d'asservissement (13, 60) prévus entre le module logiciel (10) de commande et le moyen moteur (6) comprennent un variateur de vitesse (60) et une interface de communication (13) entre le module logiciel (10) de commande et le variateur de vitesse (60). Le module logiciel (10) de commande peut se servir des données du fichier d'utilisation (120) représentatives de la courbe de force désirée (31, 32) pour commander les moyens d'asservissement (13, 60) de façon à imposer une contre-réaction de l'organe mobile (21) dont l'intensité correspond aux données de la courbe de force désirée (31, 32).

Dans le mode de réalisation de la figure 1, un ou plusieurs capteurs de force (22) sont disposés sur une partie intermédiaire du bras mobile (21), par exemple entre les repose-pieds (25) et le bras mobile (21). Des moyens d'enregistrement des mesures des moyens capteurs (22, 23) sont prévus pour permettre d'afficher sur un écran des moyens interactifs (11) des données de force représentatives de l'effort effectif de l'utilisateur. Pour cela, le module logiciel (10) de commande doit initier l'actionnement du moyen moteur (6) pour solliciter l'organe mobile (21) et déclencher une mesure et une mémorisation du poids du ou des membres (4) de l'utilisateur qui vient de s'installer sur l'appareil (2). Des moyens logiciels de compensation de gravité (non représentés) sont io prévus pour retrancher le poids de ces membres (4) de la force mesurée par le capteur de force (22) en cours d'exercice. Ceci permet d'afficher sur l'écran des moyens interactifs (11) une force représentative de l'effort effectif de l'utilisateur.

s Lesdits moyens d'enregistrement utilisent avantageusement les mesure des moyens capteurs (22, 23) pour stocker des caractéristiques de l'effort fourni par un utilisateur et ainsi permettre l'enregistrement d'une courbe de force en fonction de l'angle articulaire (G) de l'organe mobile (21). Le système informatique de l'invention permet donc d'obtenir les modèles (3) pouvant servir à un utilisateur lambda. Des moyens sont prévus pour permettre d'afficher une fenêtre de sélection (100) par classification en discipline sportive sur l'écran tactile des moyens interactifs (11) et proposer un choix de modèles (3) adapté au profil sportif de l'utilisateur.

La figure 3 récapitule une succession d'étapes pouvant être réalisées 15 grâce au système selon l'invention.

Tout d'abord chacun des modèles (3) paramétrables est à l'issu d'une étape (50) d'enregistrement, une phase consécutive de modélisation de la courbe enregistrée pouvant être réalisée de manière automatique ou manuellement. L'utilisateur de l'appareil d'exercices physiques (2) procède, avant de commencer une séance d'entraînement, à une étape (51) de sélection utilisant lesdits moyens interactifs (11) pour sélectionner dans la fenêtre de sélection (100) le modèle de courbe (30) approprié pour sa discipline sportive. La courbe sélectionnée (30) du modèle de départ s'affiche alors sur une fenêtre suivante (100'). Comme représenté à la figure 2, l'utilisateur peut paramétrer à l'aide des moyens interactifs (11) un coefficient de réduction lors d'une étape (52) de paramétrage sur la fenêtre (100') affichée sur l'écran. Ce coefficient de réduction tient compte par exemple des capacités ou des pathologies de l'utilisateur de l'appareil d'exercices physiques (1) pour abaisser l'intensité de la force de la courbe modélisée sélectionnée (30) et obtenir la courbe de force désirée (31, 32). Cette dernière est stockée dans le fichier (120) pour pouvoir être appelée de nouveau par l'utilisateur lors d'une séance ultérieure. Naturellement la courbe ainsi enregistrée peut être modifiée une nouvelle fois.

2870134 Il Dans des variantes de réalisation, la forme du pic de la courbe sélectionnée (30) peut également être modifiée. Un module de déformation de la courbe activé par un curseur déplaçable dans la fenêtre (100') peut être prévu pour cela.

Comme illustré à la figure 3, l'étape (52) de paramétrage peut être complétée par une étape (53) de sélection d'un intervalle (5) d'angles articulaires de façon à prohiber des positions articulaires (6) indésirables. On comprend que le mode de personnalisation de l'appareil selon l'invention permet de corriger une courbe de force musculaire anormale (à cause d'une séquelle d'un traumatisme ancien) et de l'amener à un niveau normal (correspondant à la courbe obtenue avec le membre (4) avant ou sans séquelle).

Avant de débuter les exercices physiques, l'utilisateur est soumis à une étape (500) d'étalonnage réalisée à l'aide des moyens capteurs (22, 23) pour ts mesurer le poids du ou des membres (4) servant à réaliser le mouvement déterminé des exercices. Une étape (55) de compensation de gravité est réalisée pour retrancher le poids de ces membres (4) de la force mesurée par les moyens capteurs (22, 23), les moyens interactifs (11) affichant alors une force représentative de l'effort effectif de l'utilisateur. Dans un mode de réalisation de l'invention, cet étalonnage (500) et la compensation de gravité (54) sont réalisés de manière systématique avant toute mesure des capteurs (22, 23).

Lors de la séance d'exercices physiques, une étape (55) de commande réalisée par le module logiciel (10) de commande permet de commander les moyens d'asservissement (13, 60) du moyen moteur (6), de façon à imposer une contre-réaction de l'organe mobile (21) articulé suffisante pour que le mouvement déterminé soit réalisé avec la force et la vitesse désirée. La vitesse du mouvement peut être déterminée par un capteur de rotation. Dans un mode de réalisation, le capteur de position (23) est accompagné d'un capteur de rotation. Ainsi, on peut être certain que l'effort effectivement fourni va correspondre à la courbe de force (31, 32) ou de vitesse désirée. Une étape (50') d'enregistrement de caractéristiques de l'effort fourni par l'utilisateur peut être effectuée grâce aux moyens capteurs (22, 23) pour permettre l'enregistrement d'une courbe de force en fonction de l'angle articulaire (0) de l'organe mobile (21). Ainsi, les courbes d'enregistrement collectées pendant les séances d'entraînement peuvent permettre de visualiser l'évolution d'un utilisateur. Les moyens de mémorisation (12) sont aptes à stocker automatiquement de telles courbes dans un fichier associé à l'utilisateur.

Le mouvement demandé, dont les caractéristiques de force ou de vitesse sont mesurées, est défini par une amplitude déterminée de l'angle de rotation et le sens du mouvement. Par exemple, une force musculaire exercée vers le haut fera travailler les quadriceps, tandis qu'une force exercée vers le bas fera travailler les ischiojambiers. En outre, on peut envisager différents modes d'entraînement (M) en modifiant la nature du mouvement. Dans le mode de réalisation de la figure 4, la fenêtre de sélection (100) permet de choisir un muscle (40) parmi une liste de muscles proposés. De même, le mode, le type et le membre à faire travailler peuvent être sélectionnés dans la fenêtre (100) grâce aux moyens interactifs (11) de saisie et d'affichage. Pour cela, des moyens d'accès (105) à une liste de sélection sont par exemple prévus dans les moyens interactifs (11).

Par sélection dans la liste proposée pour les modes d'entraînement (M), un mode isocinétique peut par exemple être choisi, un tel mode étant obtenu en pratique pour un mouvement de vitesse constante avec des conditions sur la force musculaire à exercer. La liste peut proposer une pluralité d'autres modes (M) parmi lesquels: le mode conduit , obtenu pour un mouvement de vitesse constante 25 sans condition sur la force musculaire à exercer; le mode isotonique qui s'obtient lorsqu'une charge pesante constante est simulée; le mode physiocinétique , dans lequel la simulation d'une charge pesante constante est fonction de la position angulaire; le mode assisté , dans lequel la vitesse est fonction des réactions d'effort du patient, un moteur étant prévu pour assister le mouvement vers le haut contre la gravité et le poids des jambes; le mode étirement , dans lequel une charge pesante est simulée pour s créer un déplacement à faible vitesse jusqu'à l'obtention de l'équilibre avec la tension musculaire; le mode isométrique qui s'obtient pour un effort exercé dans une position maintenue constante.

La nature de l'effort musculaire pourra être de type "concentrique" io lorsque le muscle est moteur ou "excentrique" lorsque le muscle est résistant. La configuration de l'entraînement peut être réalisée de manière précise en utilisant la fenêtre de sélection (100) illustrée à la figure 4. L'utilisateur ou le praticien peut paramétrer une définition ou un titre (7) de l'entraînement et choisir un effort d'entraînement élémentaire (70). Le paramétrage comprend en outre la sélection du muscle (40) à faire travailler (par exemple quadriceps..), du mode d'entraînement souhaité (isocinétique, physiocinétique, etc.), de la nature (K) de l'effort (concentrique ou excentrique) et du ou des membres (41) à solliciter (membres droit+gauche par exemple).

A l'aide de la sélection des entraînements élémentaires (70), le praticien peut créer une ou plusieurs séances d'entraînement type pouvant êtremémorisées dans une base de données des moyens de mémorisation (12). A titre d'exemple, pour un entraînement défini par un titre (70) comme force musculaire , plusieurs entraînements élémentaires peuvent être prévus dans la base de données. Un entraînement élémentaire peut ensuite se composer d'un premier nombre (NI) déterminé paramétré pour correspondre au nombre de séries de mouvements à réaliser, chaque série comprenant des répétitions de mouvements spécifiés pour le muscle sélectionné (40), un second nombre déterminé (N2) étant paramétré pour définir le nombre de répétitions dans une série. Les moyens interactifs (1) de saisie et d'affichage permettent au praticien de créer un nouvel entraînement en assemblant des entraînements élémentaires ou bien reprendre un entraînement existant et le modifier en supprimant ou en ajoutant des entraînements élémentaires. Le système de personnalisation selon l'invention permet donc de modifier aisément les caractéristiques de l'entraînement pour s'adapter aux besoins de l'utilisateur.

La configuration de l'entraînement peut également comporter la saisie d'une durée de repos (T) pour espacer les séries (Ni) dans le temps. En outre, les positions angulaires extrêmes (emin, emax) peuvent être définies lors de l'étape de paramétrage (52). En mode isocinétique ou en mode conduit , la vitesse peut être paramétrée constante à une valeur déterminée (w). Une charge ou force minimale constante (Fm) peut aussi être définie en paramètre.

Dans un mode de réalisation de l'invention, l'exécution d'une séance d'entraînement débute par l'affichage d'une fenêtre spécifique (101), comme représenté à la figure 5. Un bouton d'interface (S) ou moyen analogue permet le démarrage de la séance. Lors d'une séance, les paramètres sont affichés ainsi que la numérotation (N) de la série en cours.

L'un des avantages de l'invention est de fournir un mode d'utilisation permettant la réalisation d'un mouvement parfaitement physiologique, comme par exemple lors du déplacement naturel d'un segment de membre (4) réalisant un tir dans un ballon.

L'exemple de réalisation décrit en référence aux figures 1 à 3 est non limitatif et le principe technique proposé selon l'invention peut s'appliquer aussi bien à un appareil faisant travailler l'articulation de la hanche ou l'articulation de l'épaule ou celle du coude ou encore la colonne vertébrale pour le travail des lombaires ou des abdominaux.

Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Méthode de personnalisation d'un appareil d'exercices physiques (2) du type comprenant un organe mobile (21) articulé relié à un moyen moteur (6) pour produire une contre-réaction à un mouvement déterminé, mise en oeuvre par un système informatique (1) doté de moyens de mémorisation (12) , de moyens interactifs (11) de saisie et d'affichage, et d'un module logiciel (10) de commande permettant de contrôler l'appareil d'exercices physiques (2), méthode caractérisée en ce qu'elle comprend: une étape (51) de sélection utilisant lesdits moyens interactifs (11) pour io sélectionner un modèle de courbe de force (30) en fonction d'un angle articulaire (0) dudit organe mobile (21) parmi une pluralité de modèles (3) préalablement stockés dans les moyens de mémorisation (12), l'angle articulaire de l'organe mobile (21) correspondant à un angle d'articulation d'au moins un membre (4) de l'utilisateur; - une étape (52) de paramétrage utilisant le modèle de courbe de force (30) sélectionné pour paramétrer une courbe de force (31, 32) ou de vitesse désirée en fonction dudit angle articulaire (0) en tenant compte de l'utilisateur de l'appareil d'exercices physiques (2), la courbe de force (31, 32) ou de vitesse désirée étant stockée dans un fichier (120) à la disposition du module logiciel (10) de commande; lors d'une séance d'exercices physiques réalisée par l'utilisateur, une étape (55) de commande réalisée par le module logiciel (10) de commande pour commander des moyens d'asservissement (13, 60) du moyen moteur (6) de façon à imposer une contre-réaction de l'organe mobile (21) articulé suffisante pour que le mouvement déterminé soit réalisé avec la force ou la vitesse désirée correspondant à la courbe (31, 32) de force ou de vitesse désirée.

2. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle une étape (50') d'enregistrement de caractéristiques de l'effort fourni par l'utilisateur est 30 réalisée par des moyens capteurs (22, 23) pour permettre l'enregistrement d'une courbe de force en fonction de l'angle articulaire (0) de l'organe mobile (21).

3. Méthode selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'étape (52) de paramétrage est complétée par une étape (53) de sélection d'un intervalle (5) d'angles articulaires de façon à prohiber des positions articulaires (0) indésirables.

4. Méthode selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle les modèles (3) de courbe de force en fonction de l'angle articulaire (0) de l'organe mobile sont chacun obtenus lors d'une étape (50) d'enregistrement de caractéristiques de l'effort fourni par un sportif modèle associé à un type déterminé de discipline sportive, l'étape (52) de paramétrage comprenant la saisie par les moyens interactifs (11) d'un coefficient de réduction tenant compte de l'utilisateur de l'appareil d'exercices physiques (1) pour abaisser l'intensité de la force (30) du modèle de courbe de force et obtenir la courbe de force désirée (31, 32).

5. Méthode selon l'une des revendications 2 à 4, dans laquelle une étape (500) d'étalonnage, comprenant l'actionnement du moyen moteur (6) pour solliciter l'organe mobile (21) articulé en l'absence d'effort de l'utilisateur, est réalisée par les moyens capteurs (22, 23) pour mesurer le poids du ou des membres (4) de l'utilisateur servant à réaliser le mouvement déterminé, une étape (55) dite de compensation de gravité étant réalisée pour retrancher le poids de ces membres (4) de la force mesurée par les moyens capteurs, afin d'afficher par lesdits moyens interactifs (11) une force représentative de l'effort effectif de l'utilisateur.

6. Système de personnalisation d'un appareil d'exercices physiques (2) du type comprenant un organe mobile (21) articulé relié à un moyen moteur (6) pour produire une contre-réaction à un mouvement déterminé, ledit système étant doté de moyens de mémorisation (12), de moyens interactifs (11) de saisie et d'affichage, et d'un module logiciel (10) de commande pour contrôler l'appareil d'exercices physiques (2), caractérisé en ce que les moyens interactifs (11) sont agencés pour permettre la saisie de paramètres d'adaptation à l'utilisateur de l'appareil d'exercices physiques (2) et la sélection d'un modèle de courbe de force en fonction d'un angle articulaire (0) de l'organe mobile (21) articulé parmi une pluralité de modèles (3) stockés dans les moyens de mémorisation (12), le module logiciel (10) de commande comportant des moyens de transformation de données tenant compte des paramètres d'adaptation pour paramétrer une courbe de force (31, 32) ou de vitesse désirée à partir d'un modèle de courbe de force sélectionné (30), les moyens de mémorisation (12) étant aptes à stocker la courbe de force (31, 32) ou de vitesse désirée dans un fichier (120) à la disposition du module logiciel (10) de commande, des moyens d'asservissement (13, 60) étant prévus entre io le module logiciel (10) de commande et le moyen moteur (6), le module logiciel (10) de commande étant apte à se servir des données du fichier (120) représentatives de la courbe de force (31, 32) ou de vitesse désirée pour commander les moyens d'asservissement (13, 60) de façon à imposer une contre-réaction de l'organe mobile (21) dont l'intensité correspond aux données de la courbe de force (31, 32) ou de vitesse désirée.

7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens capteurs (22, 23) aptes à mesurer des caractéristiques de l'effort fourni par l'utilisateur et des moyens d'enregistrement des mesures des moyens capteurs (22, 23) pour permettre l'enregistrement d'une courbe de force en fonction de l'angle articulaire (A) de l'organe mobile (21), les moyens capteurs (22, 23) incluant un capteur de position (23) apte à déterminer l'angle articulaire (e).

8. Système selon la revendication 6 ou 7, dans lequel les moyens de transformation de données sont agencés pour sélectionner un intervalle (5) d'angles articulaires de façon à prohiber des positions articulaires (8) indésirables.

9. Système selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel les moyens interactifs (11) permettent la saisie d'un coefficient de réduction fonction de l'utilisateur de l'appareil d'exercices physiques (1), les moyens de transformation de données étant agencés pour prendre en compte ce coefficient de réduction pour abaisser l'intensité de la force (30) du modèle de courbe de force et paramétrer la courbe de force désirée (31, 32).

10. Système selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel les moyens capteurs (22, 23) comprennent au moins un capteur de force (23), le module logiciel (10) de commande étant agencé pour initier l'actionnement du moyen moteur (6) pour solliciter l'organe mobile (21) et déclencher une mesure, par les moyens d'enregistrement des mesures des moyens capteurs (22, 23), du poids du ou des membres (4) de l'utilisateur, des moyens logiciels de compensation de gravité étant prévus pour retrancher le poids de ces membres (4) de la force mesurée par les moyens capteurs (22, 23) et permettre audits moyens interactifs (11) d'afficher une force représentative de l'effort effectif de io l'utilisateur.