FR2974731A1 - Physical exercise appliance e.g. exercise bar, for e.g. practicing postural exercises in gymnasium, has electromagnetic rams controlled independently by electrical signals received from control unit to oscillate and/or vibrate plate - Google Patents

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Abstract

The appliance has linear electrical motors to vibrate/oscillate a vibrating and/or oscillating plate (12) on which a user is positioned. A computer (30) has a touch screen (32) and a keypad (34) to enter operating programs of the appliance. A control unit (36) transforms parameters defined by a program in the computer into signals for controlling the motors. The motors have three electromagnetic rams (20, 22, 24) fixed to a base to lift the plate. Each ram is controlled independently of the other rams by electrical signals received from the control unit to oscillate and/or vibrate the plate.

Description

La présente invention concerne un appareil d'exercice physique muni d'un afficheur, par exemple un écran, un écran d'affichage en trois dimensions, un casque ou des lunettes comportant au moins un écran d'affichage. La présente invention a, notamment, trait aux appareils utilisés pour la rééducation fonctionnelle, aux appareils utilisés pour la proprioception et le postural ainsi qu'aux appareils de maintien en forme utilisés dans les salles de gymnastique, entre autres. Elle concerne, en particulier, un appareil de rééducation à plaque vibrante et/ou oscillante muni de vérins électromagnétiques, un tapis de marche, un vélo de salle d'entraînement, une barre d'exercice, un simulateur d'escaliers, un rameur, un vélo elliptique.... The present invention relates to a physical exercise apparatus provided with a display, for example a screen, a three-dimensional display screen, a helmet or glasses having at least one display screen. The present invention relates, in particular, to devices used for functional rehabilitation, to devices used for proprioception and postural as well as to fitness devices used in gyms, among others. It relates, in particular, a vibration plate reeducation apparatus and / or oscillating equipped with electromagnetic cylinders, a treadmill, a training room bike, an exercise bar, a stair simulator, a rower, an elliptical bike ....

Dans les salles de gymnastique ou de fitness, il existe aujourd'hui des appareils disposant d'un écran d'affichage de paramètres de fonctionnement (frein appliqué, pente, ...) et/ou de résultats obtenus (distance parcourue, pouls, calories consommées, vitesse ...). Cependant, ces informations n'ont qu'un intérêt limité pour l'utilisateur d'un tel appareil. La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. In gyms or fitness rooms, there are now devices with a screen displaying operating parameters (applied brake, slope, ...) and / or results obtained (distance traveled, pulse, calories consumed, speed ...). However, this information is of limited interest to the user of such a device. The present invention aims to remedy all or part of these disadvantages.

A cet effet, la présente invention vise un appareil d'exercice physique pour un utilisateur, qui comporte : - une partie mécanique en mouvement sur laquelle l'utilisateur effectue des mouvements avec ses membres ; - au moins un capteur de mesure des mouvements de l'utilisateur pour fournir un signal représentatif des mouvements de l'utilisateur ; - un circuit électronique d'estimation de déplacements virtuels successifs de l'utilisateur correspondant aux mouvements de l'utilisateur, ledit circuit électronique recevant, en entrée, ledit signal représentatif des mouvements musculaires de l'utilisateur et fournissant un signal représentatif de l'estimation de déplacement ; - un moyen de génération d'images adapté à représenter un monde virtuel dans lequel les déplacements successifs du point de vue virtuel correspondent aux déplacements estimés successifs de l'utilisateur et - au moins un moyen d'affichage d'images adapté à afficher les images générées. Grâce à chacune de ces dispositions, l'utilisateur peut être plongé dans un environnement virtuel, ce qui le motive à poursuivre l'exercice physique. Selon des caractéristiques particulières, la partie mécanique en mouvement est mise en mouvement, au moins partiellement, par les efforts musculaires de l'utilisateur. For this purpose, the present invention provides a physical exercise apparatus for a user, which comprises: - a moving mechanical part on which the user performs movements with its members; at least one sensor for measuring the movements of the user to provide a signal representative of the movements of the user; an electronic circuit for estimating successive virtual displacements of the user corresponding to the movements of the user, said electronic circuit receiving, as input, said signal representative of the muscular movements of the user and providing a signal representative of the estimate of displacement ; an image generation means adapted to represent a virtual world in which the successive displacements from the virtual point of view correspond to the successive estimated displacements of the user and at least one image display means adapted to display the images generated. Thanks to each of these provisions, the user can be immersed in a virtual environment, which motivates him to continue the physical exercise. According to particular features, the moving mechanical part is set in motion, at least partially, by the muscular efforts of the user.

Grâce à ces dispositions, l'utilisateur peut commander les déplacements successifs représentés par les images affichées, en réalisant des mouvements qui correspondent à ces déplacements. Selon des caractéristiques particulières, le circuit d'estimation de déplacements fournit un signal représentatif d'une position virtuelle estimée de l'utilisateur. Cette position virtuelle est utilisée pour calculer les images générées. Selon des caractéristiques particulières, la partie mécanique comporte un moyen de commande de changement de direction, le dispositif comportant, en outre : - au moins un capteur de mesure des mouvements de l'utilisateur sur le moyen de commande pour fournir un signal représentatif de mouvements de changement de direction ; - un circuit électronique d'estimation de changement de direction de l'utilisateur correspondant aux dits mouvements de changement de direction recevant, en entrée, les signaux représentatifs des mouvements de changement de direction et fournissant un signal représentatif d'une estimation de changement de direction ; le moyen de génération d'images étant adapté à représenter un monde virtuel dans lequel les directions successives du point de vue virtuel correspondent aux changements de direction estimés. L'utilisateur peut ainsi suivre un chemin ou visiter un paysage virtuel, voire jouer dans ce paysage virtuel. Thanks to these provisions, the user can control the successive displacements represented by the displayed images, by making movements that correspond to these displacements. According to particular features, the displacement estimation circuit provides a signal representative of an estimated virtual position of the user. This virtual position is used to calculate the generated images. According to particular features, the mechanical part comprises a change of direction control means, the device further comprising: at least one sensor for measuring the movements of the user on the control means to provide a signal representative of movements change of direction; an electronic circuit for estimating the direction change of the user corresponding to said direction change movements receiving, at the input, the signals representative of the movements of change of direction and supplying a signal representative of a change of direction estimate ; the image generation means being adapted to represent a virtual world in which the successive directions from the virtual point of view correspond to the estimated changes of direction. The user can follow a path or visit a virtual landscape, or even play in this virtual landscape.

Selon des caractéristiques particulières, le circuit électronique d'estimation de changement de direction de l'utilisateur combine les signaux représentatifs des mouvements de l'utilisateur et les signaux représentatifs de changements de direction ; le moyen de génération d'images étant adapté à représenter un monde virtuel dans lequel les directions successives et les déplacements successifs du point de vue correspondent aux déplacements estimés successifs de l'utilisateur et aux changements de direction estimés. Selon des caractéristiques particulières, l'appareil d'exercice objet de l'invention comporte au moins un actionneur adapté à mettre en mouvement au moins un point de contact de l'utilisateur avec l'appareil et un circuit de commande dudit actionneur pour que le mouvement dudit point de contact corresponde à une valeur dépendant de la position virtuelle courante de l'utilisateur. La sensation de réalité est ainsi renforcée. Selon des caractéristiques particulières, le mouvement du point de contact comporte un mouvement angulaire, la valeur dépendant de la position virtuelle étant une inclinaison. According to particular features, the user's electronic change of direction estimation circuit combines the signals representative of the movements of the user and the signals representative of changes of direction; the image generation means being adapted to represent a virtual world in which the successive directions and the successive displacements of the point of view correspond to the estimated successive displacements of the user and to the estimated changes of direction. According to particular features, the exercise apparatus forming the subject of the invention comprises at least one actuator adapted to put in motion at least one point of contact of the user with the apparatus and a control circuit for said actuator so that the movement of said contact point corresponds to a value depending on the current virtual position of the user. The sensation of reality is thus reinforced. According to particular features, the movement of the contact point comprises an angular movement, the value depending on the virtual position being an inclination.

L'utilisateur peut ainsi ressentir les effets d'une côte, une pente latérale ou une descente représentée sur les images affichées. The user can thus feel the effects of a coast, a side slope or a descent represented on the displayed images.

Selon des caractéristiques particulières, le mouvement du point de contact comporte un mouvement de vibration, la valeur dépendant de la position virtuelle étant une vibration. L'utilisateur peut ainsi ressentir l'état de surface d'un terrain virtuel sur lequel il se déplace. According to particular features, the movement of the contact point comprises a vibration movement, the value depending on the virtual position being a vibration. The user can thus feel the surface state of a virtual terrain on which he moves.

Selon des caractéristiques particulières, l'appareil comporte une caméra adaptée à prendre des images de l'utilisateur et le moyen de génération d'images est adapté à générer une image comportant un avatar représentatif de la posture de l'utilisateur captée par ladite caméra. Grâce à ces dispositions, l'utilisateur ou l'entraîneur peut corriger les défauts de posture ou de mouvement en fonction de ce qu'il voit affiché. Selon des caractéristiques particulières, l'appareil comporte une caméra adaptée à prendre des images de l'utilisateur et le moyen de génération d'images est adapté à générer une image comportant un avatar représentatif de la posture de l'utilisateur captée par ladite caméra et un avatar représentatif d'une posture idéale de l'utilisateur, les deux dits avatars étant représentés conjointement dans les images affichées. Selon des caractéristiques particulières, l'unité centrale est adaptée à déterminer la position du centre de gravité de l'utilisateur, à la comparer à un ensemble de positions acceptables et à émettre un message d'anomalie si la position du centre de gravité de l'utilisateur ne se trouve pas dans une position acceptable. According to particular features, the apparatus comprises a camera adapted to take images of the user and the image generation means is adapted to generate an image comprising an avatar representative of the posture of the user picked up by said camera. With these provisions, the user or coach can correct posture or movement defects based on what he sees displayed. According to particular features, the apparatus comprises a camera adapted to take images of the user and the image generation means is adapted to generate an image comprising an avatar representative of the posture of the user picked up by said camera and an avatar representative of an ideal posture of the user, the two said avatars being jointly represented in the displayed images. According to particular features, the central unit is adapted to determine the position of the user's center of gravity, to compare it to a set of acceptable positions and to issue a fault message if the position of the center of gravity of the user is not in an acceptable position.

Grâce à ces dispositions, les défauts de position de mouvement de l'utilisateur peuvent être détectés et corrigés et l'on peut ainsi suivre la progression de l'utilisateur. Selon des caractéristiques particulières, l'unité centrale est adaptée à déterminer une asymétrie de mouvements de l'utilisateur, à la comparer à un ensemble de niveaux d'asymétrie acceptables et à émettre un message d'anomalie si l'asymétrie est en dehors des niveaux acceptables. Grâce à ces dispositions, les défauts de symétrie de mouvement de l'utilisateur peuvent être détectés et corrigés. Selon des caractéristiques particulières, l'unité centrale est adaptée à faire afficher un mannequin virtuel sur un écran, a déterminer si la position de l'utilisateur correspond à la position du mannequin virtuel et à émettre un message d'anomalie si la position de l'utilisateur ne correspond pas à la position du mannequin virtuel affiché. Grâce à ces dispositions, le déclenchement de l'exercice physique est sécurisé. Selon des caractéristiques particulières, la position du mannequin virtuel est une position de départ d'un exercice physique, l'unité centrale étant adaptée à ne déclencher le commencement de l'exercice physique qu'une fois que la position de l'utilisateur correspond à la position du mannequin. Thanks to these arrangements, the user's movement position faults can be detected and corrected and the progress of the user can be tracked. According to particular features, the central unit is adapted to determine an asymmetry of the user's movements, to compare it to a set of acceptable asymmetry levels and to issue an anomaly message if the asymmetry is outside the acceptable levels. Thanks to these provisions, the user's symmetry of movement defects can be detected and corrected. According to particular features, the central unit is adapted to display a virtual dummy on a screen, to determine whether the user's position corresponds to the position of the virtual dummy and to issue a fault message if the position of the dummy user does not match the position of the displayed virtual dummy. Thanks to these provisions, the initiation of physical exercise is secure. According to particular features, the position of the virtual dummy is a starting position of a physical exercise, the central unit being adapted to trigger the beginning of the physical exercise only after the position of the user corresponds to the position of the manikin.

Grâce à ces dispositions, l'utilisateur ou l'entraîneur peut corriger la position de son corps en fonction de ce qu'il voit affiché et le déclenchement de l'exercice physique est sécurisé. D'autres avantages, buts et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier de l'appareil objet de l'invention ; - la figure 2 représente, schématiquement, une plaque vibrante et/ou oscillante de l'appareil illustré en figure 1, avec deux vérins à des hauteurs différentes ; - la figure 3 est un bloc diagramme montrant l'agencement des éléments de l'appareil de rééducation selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention ; - la figure 4 est un diagramme des déplacements déphasés des trois vérins lorsqu'ils sont soumis à une oscillation permettant un mouvement oscillant rotatif de la plaque ; - la figure 5 est un diagramme du déplacement d'un vérin soumis simultanément à un mouvement de vibration sinusoïdal et à un mouvement d'oscillation sinusoïdal, - la figure 6 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier d'un premier procédé objet de l'invention, - la figure 7 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier d'un deuxième procédé objet de l'invention, - la figure 8 représente, schématiquement et en élévation, un appareil à barre d'entraînement objet de la présente invention, - la figure 9 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier d'un troisième procédé objet de l'invention, - la figure 10 représente, schématiquement, un tapis de marche objet de la présente invention, - la figure 11 représente, schématiquement, un vélo de salle d'entraînement objet de la présente invention, - la figure 12 représente, schématiquement, un rameur objet de la présente invention et - la figure 13 représente, schématiquement, des échanges d'information entre différents systèmes mis en oeuvre dans des modes de réalisation de l'appareil objet de la présente invention. Dans toute la description, on utilise, indifféremment les termes de « moteur électrique », d«< actionneur » ou de « vérin électromagnétique » lorsque le moteur électrique est linéaire. Cependant, bien que chaque moteur électrique linéaire soit préférentiellement un vérin électromagnétique, l'invention s'étend aux autres moteurs brushless. With these provisions, the user or coach can correct the position of his body based on what he sees displayed and the triggering of physical exercise is secure. Other advantages, aims and features of the invention will emerge more clearly on reading the description which follows, for explanatory and non-limiting purposes, with reference to the drawings, in which: FIG. 1 represents, schematically, a first particular embodiment of the apparatus object of the invention; - Figure 2 shows schematically a vibrating plate and / or oscillating device illustrated in Figure 1, with two cylinders at different heights; FIG. 3 is a block diagram showing the arrangement of the elements of the rehabilitation apparatus according to a preferred embodiment of the invention; FIG. 4 is a diagram of displacements out of phase of the three jacks when they are subjected to an oscillation allowing a rotary oscillating movement of the plate; FIG. 5 is a diagram of the displacement of a jack subjected simultaneously to a sinusoidal vibration movement and to a sinusoidal oscillation movement; FIG. 6 represents, in the form of a logic diagram, steps implemented in a particular embodiment of a first method that is the subject of the invention; FIG. 7 represents, in the form of a logic diagram, steps implemented in a particular embodiment of a second method which is the subject of the invention; FIG. 8 is a diagrammatic and elevational representation of a drive train apparatus of the present invention; FIG. 9 represents, in the form of a logic diagram, steps implemented in a particular embodiment of FIG. a third method forming the subject of the invention; FIG. 10 schematically represents a treadmill object of the present invention; FIG. 11 schematically represents a training room bike object of FIG. 12 schematically represents a rower which is the subject of the present invention, and FIG. 13 schematically represents information exchanges between different systems used in embodiments of the apparatus object of the present invention. the present invention. Throughout the description, the terms "electric motor", "actuator" or "electromagnetic actuator" are used indifferently when the electric motor is linear. However, although each linear electric motor is preferably an electromagnetic cylinder, the invention extends to other brushless motors.

Dans toute la description, on utilise indifféremment les termes de « unité centrale », d«< ordinateur » ou de « microprocesseur », ces différents éléments ayant la fonction principale d'exécuter les instructions d'un programme conservé en mémoire. En référence à la figure 1, un appareil de rééducation comprend un socle 10 supportant une plaque vibrante et/ou oscillante 12, ici en position horizontale, sur laquelle monte l'utilisateur, par exemple un patient. Bien que la plaque 12 puisse avoir des dimensions quelconques, il est préférable qu'elle ait au minimum une longueur d'environ un mètre et une largeur d'environ 60 cm, de sorte qu'un utilisateur de forte corpulence puisse sans difficulté, placer son dos dessus, en position couchée. Throughout the description, the terms "central unit", "computer" or "microprocessor" are used indifferently, these various elements having the main function of executing the instructions of a program stored in memory. Referring to Figure 1, a rehabilitation device comprises a base 10 supporting a vibrating plate and / or oscillating 12, here in a horizontal position, on which the user rides, for example a patient. Although the plate 12 may have any dimensions, it is preferable that it has a minimum length of about one meter and a width of about 60 cm, so that a user of large body can easily place his back on, lying down.

L'utilisateur qui est debout sur la plaque 12 se maintient dans cette position en tenant les poignées 14 et 16 d'un volant fixé au montant 18 fixé lui-même au socle 10. Comme illustré en figures 2 et 3, des vérins 20, 22 et 24, sous-jacents à la plaque 12 et donc pas visibles sur la figure 1, permettent le soulèvement de la plaque verticalement selon une amplitude comprise, de préférence, entre 50 mm et 100 mm. The user who is standing on the plate 12 is held in this position by holding the handles 14 and 16 of a handwheel attached to the upright 18 which is itself fixed to the base 10. As illustrated in FIGS. 2 and 3, jacks 20, 22 and 24, underlying the plate 12 and therefore not visible in Figure 1, allow the lifting of the plate vertically by an amplitude preferably between 50 mm and 100 mm.

Les vérins 20, 22 et 24 sont des vérins électromagnétiques. Ces vérins électromagnétiques 20, 22 et 24 sont des moteurs linéaires en position verticale dont les déplacements linéaires sont réalisés sans avoir recours à des réducteurs mécaniques et donc sans pièce d'usure. Le moteur est composé de deux pièces, la partie mobile (en anglais « slider ») et la partie fixe (ou « stator »). La partie mobile comprend des aimants montés dans un tube. La partie fixe comprend les bobinages du moteur, le guidage de la partie mobile et un microprocesseur intégré assurant les fonctions de mesure de position et de commutation. Ce type de vérins présente l'avantage de ne pas comporter de pièce mécanique pour encaisser les efforts longitudinaux qui sont uniquement dus aux champs magnétiques. En outre, ils fournissent des accélérations importantes (quelques dizaines de g), ce qui permet d'obtenir un temps de réponse très court lorsqu'une commande est reçue. On note que la plaque 12 comporte principalement une plaque d'acier d'une épaisseur, par exemple comprise entre 1 cm et 1,5 cm, suffisante pour éviter sa déformation lorsqu'elle est soumise à des accélérations importantes comme il a été mentionné précédemment. La plaque 12 comporte, de préférence, une couche supérieure en matière plastique souple destinée à procurer un amortissement bénéfique pour l'utilisateur, et une couche inférieure rigide également en matière plastique du même type mais comportant des nervures pour accroître sa rigidité. Selon un mode de réalisation préféré, trois vérins électromagnétiques 20, 22 et 24 sont utilisés. Dans ce cas, ils forment un triangle, préférentiellement isocèle. Préférentiellement, l'un des côtés de ce triangle relie deux vérins 20 et 22 placés à l'avant de la plaque 12, de manière symétrique par rapport à l'axe longitudinal de la plaque 12. Il va de soi qu'un nombre de vérins supérieur à trois pourrait être utilisé. Il est ainsi possible d'utiliser quatre vérins disposés selon un rectangle. La position des deux vérins 20 et 22 à l'avant de la plaque 12 est illustrée schématiquement en figure 2. Le vérin 20 a sa partie mobile (« slider ») plus sortie de sa partie fixe (« stator ») que le vérin 22, ce qui permet d'obtenir une position inclinée de la plaque 12. La commande du déplacement de la partie mobile à l'extérieur puis à l'intérieur de la partie fixe du vérin 20, selon une certaine fréquence, par exemple 30 hertz, permet de faire vibrer la plaque 12 à cette fréquence. Un bloc diagramme général de l'appareil selon l'invention est illustré sur la figure 3. The cylinders 20, 22 and 24 are electromagnetic cylinders. These electromagnetic cylinders 20, 22 and 24 are linear motors in vertical position whose linear displacements are made without the use of mechanical reducers and therefore without wearing part. The engine is composed of two parts, the moving part (in English "slider") and the fixed part (or "stator"). The moving part comprises magnets mounted in a tube. The fixed part comprises the motor windings, the moving part guide and an integrated microprocessor providing position and switching functions. This type of jacks has the advantage of not having a mechanical part to accommodate the longitudinal forces that are solely due to magnetic fields. In addition, they provide significant accelerations (a few tens of g), which allows a very short response time when a command is received. Note that the plate 12 comprises mainly a steel plate with a thickness, for example between 1 cm and 1.5 cm, sufficient to prevent its deformation when subjected to significant accelerations as mentioned previously . The plate 12 preferably comprises a top layer of flexible plastic material intended to provide damping beneficial for the user, and a rigid lower layer also of plastic of the same type but having ribs to increase its rigidity. According to a preferred embodiment, three electromagnetic cylinders 20, 22 and 24 are used. In this case, they form a triangle, preferably isosceles. Preferably, one of the sides of this triangle connects two jacks 20 and 22 placed at the front of the plate 12, symmetrically with respect to the longitudinal axis of the plate 12. It goes without saying that a number of jacks greater than three could be used. It is thus possible to use four jacks arranged in a rectangle. The position of the two jacks 20 and 22 at the front of the plate 12 is diagrammatically illustrated in FIG. 2. The jack 20 has its moving part ("slider") plus its fixed part ("stator") than the jack 22 , which makes it possible to obtain an inclined position of the plate 12. The control of the displacement of the mobile part outside and then inside the fixed part of the jack 20, at a certain frequency, for example 30 hertz, allows to vibrate the plate 12 at this frequency. A general block diagram of the apparatus according to the invention is illustrated in FIG.

Un ordinateur 30 comportant un écran tactile 32 et un clavier 34 est à la disposition de l'opérateur, par exemple un kinésithérapeute. On note que l'opérateur peut commander le fonctionnement de l'ordinateur 30 à l'aide d'une télécommande (non représentée). L'ordinateur 30 est relié à une unité de commande 36 qui transforme les signaux qu'elle reçoit de la part de l'ordinateur 30 en signaux électriques qui sont transmis aux trois vérins 20, 22 et 24. Ces signaux électriques, en commandant le déplacement des parties mobiles des vérins à des fréquences déterminées, permettent le soulèvement de la plaque 12 de façon à obtenir des mouvements non oscillants, des oscillations et/ou des vibrations de la plaque 12. On note que l'ordinateur 30 permet de multiples fonctions, en particulier de sélectionner les différentes fréquences utilisables, la durée de chaque exercice, le temps de pause entre deux exercices. Il permet également de changer les fréquences ou les amplitudes en cours d'exercice. Comme mentionné précédemment, une caractéristique de l'appareil est l'utilisation de vérins électromagnétiques. Ce type de vérins permet d'obtenir un soulèvement de la plaque 12 d'une amplitude déterminée et selon une fréquence déterminée. En outre, chaque vérin étant commandé indépendamment des autres, il est possible d'obtenir n'importe quel mouvement de vibration ou d'oscillation de la plaque 12. Chaque vérin peut être commandé de manière à soulever la plaque dans le but d'obtenir un mouvement d'oscillation de la plaque. Ce mouvement est défini comme un mouvement de soulèvement de la plaque suivi de son abaissement selon une faible fréquence, inférieure à 1 Hz. Par exemple, avec une fréquence égale à un tiers de Hertz, chaque vérin se soulève et s'abaisse en trois secondes. Dans ce cas, si le mouvement de chaque vérin est déphasé de 120 ° par rapport au mouvement de chacun des deux autres, la plaque suit un mouvement d'oscillation rotatif d'une période de trois secondes. Les mouvements correspondants des vérins 20, 22 et 24 sont illustrés sur la figure 4 par les trois sinusoïdes A, B et C. A computer 30 having a touch screen 32 and a keyboard 34 is available to the operator, for example a physiotherapist. Note that the operator can control the operation of the computer 30 with a remote control (not shown). The computer 30 is connected to a control unit 36 which transforms the signals it receives from the computer 30 into electrical signals which are transmitted to the three jacks 20, 22 and 24. These electrical signals, by controlling the moving the moving parts of the cylinders to specific frequencies, allow the lifting of the plate 12 so as to obtain non-oscillating movements, oscillations and / or vibrations of the plate 12. Note that the computer 30 allows multiple functions , in particular to select the different usable frequencies, the duration of each exercise, the pause time between two exercises. It also makes it possible to change the frequencies or the amplitudes during exercise. As mentioned earlier, a feature of the apparatus is the use of electromagnetic cylinders. This type of jacks makes it possible to obtain a lifting of the plate 12 of a determined amplitude and according to a determined frequency. In addition, each cylinder being controlled independently of the others, it is possible to obtain any vibration or oscillation movement of the plate 12. Each jack can be controlled so as to lift the plate in order to obtain a swinging motion of the plate. This movement is defined as a movement of lifting the plate followed by its lowering at a low frequency, less than 1 Hz. For example, with a frequency equal to one third of Hertz, each jack lifts and lowers in three seconds . In this case, if the movement of each jack is out of phase by 120 ° with respect to the movement of each of the other two, the plate follows a rotary oscillation movement of a period of three seconds. The corresponding movements of the jacks 20, 22 and 24 are illustrated in FIG. 4 by the three sinusoids A, B and C.

On note que l'amplitude de soulèvement des vérins est préférentiellement comprise entre 50 mm et 100 mm, par exemple égale à 70 mm. Un autre mouvement possible de chaque vérin est un mouvement de vibration qui consiste à faire soulever et abaisser le vérin d'une très faible amplitude selon une fréquence comprise entre 20 Hz et 40 Hz, de façon à ce que la plaque soit soumise à ce même mouvement de vibration. Ce mouvement de vibration peut être combiné au mouvement d'oscillation précédent. Dans ce cas, le mouvement du vérin pour une fréquence de vibration de 30 Hz et une amplitude de cinq mm, superposé à une fréquence d'oscillation de un tiers de Hz et une amplitude de 70 mm, est illustré par la courbe D en figure 5. Note that the lifting amplitude of the cylinders is preferably between 50 mm and 100 mm, for example equal to 70 mm. Another possible movement of each cylinder is a vibration movement which consists of raising and lowering the cylinder of a very small amplitude at a frequency between 20 Hz and 40 Hz, so that the plate is subjected to this same vibration movement. This vibration movement can be combined with the previous oscillation motion. In this case, the movement of the jack for a vibration frequency of 30 Hz and an amplitude of five mm, superimposed on an oscillation frequency of one third of Hz and an amplitude of 70 mm, is illustrated by the curve D in FIG. 5.

Une particularité du vérin électromagnétique utilisé est le fait qu'il dispose d'un capteur de position permettant à l'unité de commande 36, non seulement de connaître à tout instant la position de la partie mobile du vérin, mais également de déterminer l'intensité du courant à envoyer au vérin. En effet, lorsqu'une charge est appliquée sur un vérin par l'intermédiaire de la plaque 12, par exemple quand un patient monte sur la plaque 12, la partie mobile a tendance à s'abaisser sous l'action de la force de pesanteur appliquée à la plaque 12. Mais cet abaissement est infinitésimal grâce à la régulation mise en jeu du fait qu'instantanément le capteur de position capte cette variation infinitésimale de position et la transmet à l'unité de commande 36 qui accroît l'intensité du courant fourni au vérin, de manière à ce que la plaque 12 ne s'abaisse pas. On note que l'intensité du courant est proportionnelle à la force appliquée au vérin. L'opérateur, par exemple un kinésithérapeute, règle alors l'amplitude de mouvement et la fréquence de vibration de chaque vérin de façon indépendante en fonction du travail que doit effectuer l'utilisateur. L'amplitude de mouvement de chaque vérin étant ainsi réglée, les vérins sont alors relevés et descendus sous la commande de l'unité de commande 36 selon une fréquence déterminée par l'opérateur en fonction du traitement à appliquer, de façon à ce que la plaque 12 effectue un mouvement vibrant et/ou oscillant. Ainsi, dans le cas d'un patient ayant une jambe malade, deux des trois vérins restent immobiles et le troisième vérin, au dessus duquel le patient a placé sa jambe à rééduquer, est soumis à une vibration de fréquence supérieure à 25 Hz, et préférentiellement, inférieure à 40 Hz. Dans le cas d'un patient ayant besoin de rééduquer ses chevilles, un vérin reste immobile et les deux autres vérins sont soumis à un mouvement d'oscillation déphasé de 180 ° l'un par rapport à l'autre. A special feature of the electromagnetic actuator used is the fact that it has a position sensor enabling the control unit 36 not only to know at all times the position of the movable part of the jack, but also to determine the intensity of the current to be sent to the jack. Indeed, when a load is applied to a cylinder via the plate 12, for example when a patient climbs on the plate 12, the mobile part tends to lower under the action of the force of gravity applied to the plate 12. However, this lowering is infinitesimal thanks to the regulation involved because the momentarily the position sensor captures this infinitesimal variation of position and transmits it to the control unit 36 which increases the intensity of the current provided to the cylinder, so that the plate 12 does not lower. Note that the intensity of the current is proportional to the force applied to the cylinder. The operator, for example a physiotherapist, then adjusts the amplitude of movement and the vibration frequency of each jack independently depending on the work to be performed by the user. The amplitude of movement of each cylinder being thus adjusted, the cylinders are then raised and lowered under the control of the control unit 36 at a frequency determined by the operator according to the treatment to be applied, so that the Plate 12 performs a vibrating and / or oscillating movement. Thus, in the case of a patient having a diseased leg, two of the three jacks remain immobile and the third cylinder, above which the patient has placed his leg to be rehabilitated, is subjected to a vibration frequency greater than 25 Hz, and preferably, less than 40 Hz. In the case of a patient needing to reeducate his ankles, a jack remains stationary and the other two cylinders are subjected to an oscillation movement phase-shifted by 180 ° relative to the other.

Enfin, dans le cas d'un travail de proprioception d'un patient, les trois vérins sont soumis à la combinaison d'un mouvement d'oscillation et d'un mouvement de vibration pour que la plaque effectue un mouvement oscillant rotatif en même temps qu'elle est soumise à une vibration. On note que l'amortissement de la plaque 12 est un paramètre important. Dans la mesure où le temps de réponse du mouvement du vérin à la suite d'une commande est très faible comme il a été mentionné précédemment, cet amortissement est réalisé simplement. Il suffit en effet que les signaux de commande, générés par l'unité de commande 36 et transmis aux vérins 20, 22 et 24, soient de forme sinusoïdale, ce qui est facile à obtenir pour l'homme du métier. L'appareil qui vient d'être décrit permet la rééducation fonctionnelle des patients présentant des problèmes de l'appareil locomoteur. Dans ce but, l'opérateur, généralement un kinésithérapeute, règle alors le mouvement de chaque vérin, c'est-à-dire la forme de son mouvement (généralement sinusoïdale), son amplitude et sa fréquence de déplacement, de façon indépendante en fonction du travail que doit effectuer l'utilisateur pour corriger son problème. Ainsi, dans le cas d'un patient ayant une jambe malade, il est important de contrôler la façon dont le patient reporte son poids sur la jambe valide. Le moyen envisagé pour observer ce transfert de charge consiste à imposer au patient la position des pieds et à déterminer la position du centre de gravité de l'ensemble « plaque + patient ». En effet, si le patient reporte son poids sur une jambe, il rapproche le centre de gravité de celle-ci. Il est donc important de déterminer la position du centre de gravité. Comme le courant nécessaire à un vérin pour maintenir une charge en position est proportionnel à la force que le vérin déploie comme il a été mentionné précédemment, chaque vérin est capable d'effectuée une « pesée » grâce à la mesure du courant nécessaire à maintenir la charge en position. Par conséquent, en mesurant l'intensité du courant nécessaire à chaque vérin pour équilibrer la charge qui lui est directement appliquée par l'intermédiaire de la plaque, il est facile de déterminer la position instantanée du centre de gravité et donc la façon dont le patient effectue le transfert de son poids d'une jambe sur l'autre. Eventuellement, un filtre temporel permet d'éliminer les effets temporaires. L'opérateur peut voir immédiatement, sur l'écran 32, que le centre de gravité de l'utilisateur n'est pas au centre de la cible. Il peut ainsi visionner la force d'appui des jambes, et dire à l'utilisateur quelle est la jambe à rééduquer et sur laquelle il doit fournir ses efforts pour rétablir de bons appuis et ramener le centre de gravité au centre de la cible. A noter que, lorsque la plaque 12 est mise en action selon un mouvement oscillant rotatif, l'utilisateur est déséquilibré et doit, par la pression de ses jambes, travailler en contractions musculaires afin de rester en équilibre au centre de la plaque alors que son centre de gravité est déporté quelque peu à cause de son problème. Par conséquent, l'inclinaison de la plaque vibrante et/ou oscillante peut être réglée avec précision. Il en est également de la vitesse du mouvement rotatif de la plaque. Ainsi, un utilisateur en début de rééducation supporte une inclinaison très faible, avec une vitesse de rotation faible. Ces données sont augmentées au fur et à mesure de l'évolution de la rééducation de l'utilisateur. Normalement, en fin de traitement, si celui-ci a été efficace, l'utilisateur se mettra facilement debout en équilibre sur la plaque, et les capteurs indiqueront un centre de gravité revenu au centre de la plaque. L'ordinateur 30 peut faire l'analyse de la capacité du muscle à se contracter, pour chaque utilisateur, afin de régler exactement la force de vibration nécessaire en fonction de la réceptivité musculaire propre à chaque individu (« biofeedback »). Ainsi, avec une fréquence de 35 hertz, le muscle de la cuisse d'un individu donné se contracte très fortement (il est alors inutile d'augmenter la fréquence sous peine de tétanisation du muscle), alors que pour la même fréquence, le muscle de la cuisse d'un autre individu ne se contractera que faiblement, d'où la nécessité d'augmenter pour lui la fréquence pour obtenir un travail optimal. L'ordinateur permet d'analyser les masses corporelles de chaque utilisateur (bio- impédancemétrie) : masse grasse, masse maigre (les muscles), masse d'eau. Cette fonction permet à l'utilisateur de suivre, au fur et à mesure des séances, les progrès qu'il fait (perte de graisse et gain de masse musculaire, etc.). On note que des vérins électromagnétiques, par exemple deux vérins, tels que ceux décrits ci-dessus, pourraient être également fixés au socle 10 de l'appareil, mais de façon décalée par rapport aux vérins destinés à faire vibrer et/ou osciller la plaque 12 de manière à faire vibrer et/ou osciller le montant 18 de l'appareil. Le patient se tenant aux poignées 14 et 16, il sera ainsi soumis à des oscillations et/ou vibrations par l'intermédiaire de ses mains, dans le but de rééduquer le haut du corps. De la même façon que précédemment, chaque vérin est alors commandé indépendamment des autres. Finally, in the case of proprioception work of a patient, the three jacks are subjected to the combination of an oscillation movement and a vibration movement so that the plate performs a rotary oscillating movement at the same time that she is subjected to a vibration. Note that the damping of the plate 12 is an important parameter. Insofar as the response time of the actuator movement following a command is very low as mentioned above, this damping is achieved simply. It is sufficient that the control signals, generated by the control unit 36 and transmitted to the cylinders 20, 22 and 24, are sinusoidal, which is easy to obtain for the skilled person. The device that has just been described allows the functional rehabilitation of patients with problems of the musculoskeletal system. For this purpose, the operator, usually a physiotherapist, then regulates the movement of each cylinder, that is to say the shape of its movement (generally sinusoidal), its amplitude and its frequency of movement, independently according to the work that the user must do to correct his problem. Thus, in the case of a patient with a diseased leg, it is important to control how the patient reports his weight on the valid leg. The means envisaged for observing this load transfer is to impose on the patient the position of the feet and to determine the position of the center of gravity of the "plate + patient" assembly. Indeed, if the patient carries his weight on one leg, he brings the center of gravity closer to it. It is therefore important to determine the position of the center of gravity. As the current required for a cylinder to maintain a load in position is proportional to the force that the cylinder deploys as mentioned above, each cylinder is able to perform a "weighing" through the measurement of the current required to maintain the load in position. Therefore, by measuring the intensity of the current required by each cylinder to balance the load that is directly applied to it through the plate, it is easy to determine the instantaneous position of the center of gravity and therefore the way the patient transfers his weight from one leg to the other. Optionally, a temporal filter eliminates temporary effects. The operator can see immediately, on the screen 32, that the center of gravity of the user is not in the center of the target. He can see the leg support force, and tell the user what leg to rehabilitate and on which he must make efforts to restore good support and bring the center of gravity to the center of the target. Note that when the plate 12 is actuated in a rotary oscillating movement, the user is unbalanced and must, by the pressure of his legs, work in muscle contractions to remain balanced in the center of the plate while his center of gravity is deported somewhat because of his problem. Therefore, the inclination of the vibrating plate and / or oscillating plate can be adjusted accurately. It is also the speed of the rotary movement of the plate. Thus, a user at the beginning of rehabilitation supports a very low inclination, with a low rotational speed. These data are increased as the user's re-education progresses. Normally, at the end of treatment, if it has been effective, the user will easily stand in equilibrium on the plate, and the sensors will indicate a center of gravity returned to the center of the plate. The computer 30 can analyze the capacity of the muscle to contract, for each user, to adjust exactly the vibration force required according to the muscle responsiveness of each individual ("biofeedback"). Thus, with a frequency of 35 hertz, the muscle of the thigh of a given individual contracts very strongly (it is then useless to increase the frequency under penalty of tetanization of the muscle), whereas for the same frequency, the muscle the thigh of another individual will shrink only slightly, hence the need to increase the frequency for him to obtain optimal work. The computer makes it possible to analyze the body mass of each user (bio-impedancemetry): fat mass, lean mass (muscles), body of water. This function allows the user to follow, as and when sessions, the progress it makes (loss of fat and muscle gain, etc.). Note that electromagnetic cylinders, for example two cylinders, such as those described above, could also be attached to the base 10 of the device, but offset from the cylinders intended to vibrate and / or oscillate the plate 12 so as to vibrate and / or oscillate the amount 18 of the device. The patient standing at the handles 14 and 16, it will be subjected to oscillations and / or vibrations through his hands, in order to rehabilitate the upper body. In the same way as before, each jack is then controlled independently of the others.

Dans les modes de réalisation exposés ci-dessus, il est proposé de remplacer : - des vérins électriques, - des vibrateurs et/ou - des capteurs de détection du centre de gravité par des moteurs linéaires et, plus particulièrement, par des vérins électromagnétiques. In the embodiments described above, it is proposed to replace: - electric cylinders, - vibrators and / or - sensors of detection of the center of gravity by linear motors and, more particularly, by electromagnetic cylinders.

On décrit, ci-dessous et en regard de la figure 6, un mode de réalisation d'un procédé de sécurisation de l'appareil. Au cours d'une étape 105, l'utilisateur, l'entraîneur ou le kinésithérapeute effectue une sélection d'un exercice à réaliser, parmi les programmes d'exercices accessibles, en mémoire locale ou à distance sur internet. An embodiment of a method for securing the apparatus is described below and with reference to FIG. During a step 105, the user, the trainer or the physiotherapist performs a selection of an exercise to be performed, among the accessible exercise programs, in local memory or remotely on the internet.

Au cours d'une étape 110, on récupère et on affiche, sur un écran visible par l'utilisateur et/ou par un tiers, la position de départ de l'exercice, sous forme d'un personnage virtuel, ou mannequin positionné sur un appareil d'exercice schématisé. During a step 110, it retrieves and displays, on a screen visible to the user and / or by a third party, the starting position of the exercise, in the form of a virtual character, or manikin positioned on a schematic exercise machine.

Au cours d'une étape 115, on capte une image de l'utilisateur, en utilisant la caméra intégrée à l'appareil ou positionné en regard de l'appareil. Au cours d'une étape 120, on détermine la position de l'utilisateur, y compris ses membres et on affiche, sur l'écran utilisé lors de l'étape 110, un avatar (personnage schématisé représentatif de l'utilisateur) ayant la même position que l'utilisateur sur l'appareil d'exercice, préférentiellement en regard (superposé ou juxtaposé) du mannequin dans la position de départ visée. Au cours d'une étape 125, on détermine si les positions de l'avatar et du mannequin se correspondent, avec une tolérance. During a step 115, it captures an image of the user, using the camera built into the device or positioned next to the device. During a step 120, the position of the user, including its members, is determined and a screen (used in step 110) is displayed showing an avatar (a schematic character representative of the user) having the same position as the user on the exercise machine, preferably facing (superimposed or juxtaposed) the dummy in the target start position. During a step 125, it is determined whether the positions of the avatar and the manikin correspond, with a tolerance.

Si non, au cours d'une étape 130, on maintient à l'arrêt l'appareil (c'est-à-dire que les vérins gardent leur position) et on affiche les différences de position qui sont en dehors de la tolérance. Par exemple, le tronc et/ou des membres de l'utilisateur sont représentés en vert lorsque leur position est conforme à celle du mannequin et, sinon, en rouge. Si le résultat de l'étape 125 est positif, c'est-à-dire si l'utilisateur est dans la bonne position, au cours d'une étape 135, on affiche une information indiquant un démarrage imminent de l'appareil. Par exemple, un compte-à-rebours de cinq secondes est affiché. Puis, au cours d'une étape 140, on démarre l'exercice en mettant en oeuvre les vérins et on retourne à l'étape 115. Lors des itérations suivantes de la séquence d'étape 115 à 140, on met en oeuvre une tolérance plus importante car l'utilisateur réagit à l'exercice pratiqué. Cette tolérance est cependant choisie pour qu'une déstabilisation de l'utilisateur soit détectée. On décrit, ci-dessous et en regard de la figure 9, un mode de réalisation d'un procédé de détermination du centre de gravité de l'utilisateur (éventuellement associé à une partie de l'appareil) qui utilise le système de régulation des moteurs linéaires. If not, during a step 130, the device is kept at a standstill (that is, the jacks keep their position) and the position differences that are outside the tolerance are displayed. For example, the trunk and / or limbs of the user are shown in green when their position is in line with that of the manikin and, if not, in red. If the result of step 125 is positive, that is to say if the user is in the correct position, during a step 135, information is displayed indicating an imminent start of the device. For example, a five-second countdown is displayed. Then, during a step 140, the exercise is started by using the jacks and returns to step 115. During the following iterations of the step sequence 115 to 140, a tolerance is implemented. more important because the user reacts to the exercise. This tolerance is however chosen so that a destabilization of the user is detected. FIG. 9 is an embodiment of a method for determining the user's center of gravity (possibly associated with a part of the apparatus) which uses the control system of the linear motors.

On rappelle que le moteur linéaire envisagé est un moteur à aimant permanent ; les moteurs sont régulés par une électronique capable de les contrôler, au cours d'une étape 410 et au cours d'un exercice physique précédemment sélectionné, en : - position, - vitesse et/ou - accélération. Pour effectuer cette régulation, les grandeurs physiques observées, au cours d'une étape 415, sont : - la position, - le courant et/ou - la tension. Théoriquement, il existe des relations linéaires entre : - le courant et la force exercée par le moteur et - la tension et la vitesse de déplacement du moteur. En mesurant le courant absorbé par chaque moteur, on estime la charge qu'il soutient, au cours d'une étape 425. En comparant les courants absorbés par chacun des trois moteurs, on calcule la position du centre de gravité de la charge soutenue par les trois moteurs au cours d'une étape 430. Dans des modes de réalisation, pour affiner le résultat, on met en oeuvre des facteurs correctifs établis lors d'étalonnages, au cours de l'étape de normalisation 420. Au cours de l'étalonnage, étape 405, les résultats calculés sont comparés à des résultats prédéterminés. L'appareil est donc en mesure de comparer ses résultats aux résultats attendus et de déterminer les valeurs numériques de facteurs de correction. Pour effectuer cet étalonnage, des charges étalons sont placées sur des repères marqués sur le plateau de l'appareil. Ainsi le calculateur central de la machine, après avoir réalisé des cycles prédéterminés : - de positionnement, - de déplacement et/ou - d'accélérations peut comparer le résultat des mesures et les résultats théoriques attendus et ainsi déterminer des facteurs de correction mis en oeuvre au cours de l'étape 420. On note que, compte tenu des puissances de calcul actuellement disponibles et de la fréquence maximum de déplacement à réguler lors de vibration (60hz), il est envisageable d'utiliser un processeur double coeur ARM-DSP (Digital Signal Processing) (marque déposée) unique pour piloter l'ensemble de l'appareil. It is recalled that the linear motor envisaged is a permanent magnet motor; the motors are controlled by electronics capable of controlling them, during a step 410 and during a previously selected physical exercise, in: - position, - speed and / or - acceleration. To perform this regulation, the physical quantities observed during a step 415 are: - the position, - the current and / or - the voltage. Theoretically, there are linear relationships between: - the current and the force exerted by the motor and - the voltage and the speed of movement of the motor. By measuring the current absorbed by each motor, the load it supports is estimated during a step 425. By comparing the currents absorbed by each of the three motors, the position of the center of gravity of the load supported by the three motors during a step 430. In embodiments, to refine the result, corrective factors established during calibrations during the normalization step 420 are implemented. calibration, step 405, the calculated results are compared with predetermined results. The apparatus is therefore able to compare its results to the expected results and to determine the numerical values of correction factors. To carry out this calibration, standard loads are placed on marks marked on the plate of the apparatus. Thus, the central computer of the machine, after having carried out predetermined cycles of: positioning, displacement and / or acceleration, can compare the result of the measurements and the expected theoretical results and thus determine correction factors implemented. during step 420. It is noted that, given the currently available computing power and the maximum travel frequency to be regulated during vibration (60hz), it is conceivable to use a dual core processor ARM-DSP ( Digital Signal Processing) (registered trademark) to control the entire device.

Ce processeur est chargé : - de communiquer avec les moyens de configurations externes, - d'effectuer les mesures relatives aux trois moteurs et - de piloter l'électronique de puissance des trois moteurs. Selon le procédé décrit ici, l'acquisition et la mesure du courant sont effectuées, au cours de l'étape 415, à l'aide d'un échantillonnage haute fréquence et traité par le processeur (partie DSP) qui effectue une estimation du courant moyen (équivalent à un courant continu). On note que, du fait que l'objectif est de déterminer le centre de gravité, au cours de l'étape 430, et non pas la masse appliquée à chaque vérin, il n'est pas nécessaire de connaître de façon précise la force appliquée à chacun d'entre eux. Il suffit donc que les mesures relatives à chacun des vérins soient équilibrées. Les paramètres établis lors de l'étalonnage permettent de corriger les erreurs relatives de chacun des trois systèmes, au cours de l'étape 420. Afin de pouvoir en mesurer de façon très fine le courant, qui est la grandeur physique déterminante, préférentiellement, on met en oeuvre, au cours de l'étape 415 : - une bonne bande passante et - une grande sensibilité, pour ne pas grever trop le coût de revient du système. La mesure par « shunt » peut suffire, associée à un conditionnement de qualité. Par exemple, au cours de l'étape 415, l'acquisition du signal et sa conversion analogique/numérique sont effectuées par un convertisseur d'au moins 16 bits à une fréquence d'échantillonnage d'au moins un million d'échantillons par seconde. Ainsi, il est possible de déterminer les informations statiques du courant sans négliger les phénomènes de fréquence élevées. Les phénomènes parasites de hautes fréquences qui peuvent être dus à la régulation du système sont pris en compte. Compte tenu de la bande passante du système, il est envisageable d'extraire les informations (équivalent) statiques du courant mais aussi des informations dynamiques permettant de connaître et contrôler l'énergie transmise au patient par les vibrations du système. This processor is responsible for: - communicating with the external configuration means, - performing the measurements relating to the three motors and - driving the power electronics of the three engines. According to the method described here, the acquisition and the measurement of the current are carried out, during the step 415, using a high frequency sampling and processed by the processor (part DSP) which makes an estimate of the current medium (equivalent to a direct current). It should be noted that since the objective is to determine the center of gravity during step 430 and not the mass applied to each jack, it is not necessary to know precisely the applied force. to each of them. It is therefore sufficient for the measurements relating to each of the cylinders to be balanced. The parameters established during the calibration make it possible to correct the relative errors of each of the three systems during step 420. In order to be able to very accurately measure the current, which is the determining physical quantity, preferentially, implements, during step 415: a good bandwidth and a high sensitivity, so as not to overburden the cost of the system. Shunt measurement may be sufficient, combined with quality packaging. For example, during step 415, the acquisition of the signal and its analog / digital conversion are performed by a converter of at least 16 bits at a sampling frequency of at least one million samples per second. . Thus, it is possible to determine the static information of the current without neglecting the high frequency phenomena. The parasitic phenomena of high frequencies that may be due to the regulation of the system are taken into account. Given the bandwidth of the system, it is conceivable to extract the static information (equivalent) of the current but also dynamic information to know and control the energy transmitted to the patient by the vibrations of the system.

Au cours d'une étape 435, on compare la position du centre de gravité de l'utilisateur avec la position attendue pour la phase en cours de l'exercice et on détermine si la position de l'utilisateur est correcte, en tenant compte d'une tolérance. Si la position est correcte, on retourne à l'étape 415 pendant que l'exercice physique se poursuit. Si la position n'est pas correcte, au cours d'une étape 440, on affiche la différence de position ainsi que des recommandations destinées à l'utilisateur. Puis, on retourne à l'étape 415 pendant que l'exercice physique se poursuit. Les vérins électromagnétiques peuvent être associés à une projection en deux ou trois dimensions (« 3D »), par exemple un écran, un écran d'affichage en trois dimensions, un casque ou des lunettes comportant au moins un écran d'affichage, pour simuler, en réalité virtuelle, le relief du terrain censé être parcouru. Cette simulation est, préférentiellement, couplée aux mouvements réalisés par la plaque 12. Par exemple, on simule le déplacement d'un véhicule roulant sur lequel l'utilisateur serait debout et ressentirait les bosses et vibrations liées au terrain rencontré. On décrit, ci-après, des perfectionnements permettant de réaliser des modes de réalisation particuliers de l'appareil objet de l'invention. During a step 435, the position of the user's center of gravity is compared with the position expected for the current phase of the exercise and it is determined whether the user's position is correct, taking into account the position of the user. a tolerance. If the position is correct, we return to step 415 while the physical exercise continues. If the position is not correct, during a step 440, the position difference and recommendations for the user are displayed. Then, we return to step 415 while the physical exercise continues. The electromagnetic cylinders can be associated with a projection in two or three dimensions ("3D"), for example a screen, a three-dimensional display screen, a helmet or glasses with at least one display screen, to simulate , in virtual reality, the relief of the ground supposed to be traversed. This simulation is preferably coupled to the movements made by the plate 12. For example, it simulates the movement of a rolling vehicle on which the user would stand and feel the bumps and vibrations related to the terrain encountered. Hereinafter, improvements are described to achieve particular embodiments of the apparatus object of the invention.

En vue d'un contrôle total de la cinématique de l'appareil, pour contrôler toutes les parties actives des machines, l'ordinateur 30 contrôle et commande les paramètres suivants de chaque vérin : - position, - vitesse, - force, - vibration, - accélération, - énergie et - puissance. En vue d'un coaching intégré adapté à l'utilisateur, on associe à l'appareil un moyen de mémorisation d'un identifiant d'un utilisateur et des exercices qu'il a déjà réalisé, ainsi que d'une synthèse des mesures effectuées au cours de ces exercices. Sur cette base, l'ordinateur 30 définit la date recommandée et/ou le contenu recommandé d'une prochaine séance d'exercices. L'utilisateur peut ainsi utiliser l'appareil de façon optimale. L'appareil peut aussi intégrer de moyens audio et vidéo pour transposer les mouvements faits par l'utilisateur dans un environnement virtuel réaliste. Des vérins électromagnétiques, tels que ceux décrits ci-dessus, peuvent également être adaptés sur un tapis de marche ou de course, un vélo de salle d'entraînement, un rameur, un simulateur d'escalier, associé à une projection en trois dimensions (« 3D ») sur un écran, pour simuler, en réalité virtuelle, le déplacement correspondant aux mouvements de l'utilisateur, en position et en direction et le relief du terrain censé être parcouru. Les figures 10 à 12 décrivent de tels modes de réalisation. On décrit, ci-dessous, d'autres aspects de la présente invention. In order to have a complete control of the kinematics of the apparatus, to control all the active parts of the machines, the computer 30 controls and controls the following parameters of each jack: - position, - speed, - force, - vibration, - acceleration, - energy and - power. In view of an integrated coaching adapted to the user, the apparatus is associated with a means for memorizing a user's identifier and exercises that he has already performed, as well as a summary of the measurements taken. during these exercises. On this basis, the computer 30 sets the recommended date and / or the recommended content of a next workout. The user can thus use the device optimally. The apparatus can also integrate audio and video means to transpose the user's movements into a realistic virtual environment. Electromagnetic cylinders, such as those described above, can also be adapted to a treadmill or running mat, a training room bike, a rower, a stair simulator, associated with a projection in three dimensions ( "3D") on a screen, to simulate, in virtual reality, the movement corresponding to the movements of the user, in position and in direction and the relief of the ground supposed to be traveled. Figures 10 to 12 describe such embodiments. Other aspects of the present invention are described below.

Dans le cas du tapis d'entraînement de course à pied, la présente invention améliore les aspects suivants : 1/ Position : inclinaison La partie de l'appareil faisant dérouler le tapis d'entraînement est, dans son entièreté, placé sur des vérins qui peuvent l'incliner dans toutes les positions jusqu'à une inclinaison donnée, par exemple 15 degrés. Les mouvements réalisés comportent, comme exposé ci-dessus, des mouvements non oscillants, des oscillations et des vibrations. Ainsi, l'utilisateur en situation de course se retrouve confronté aux cas habituellement rencontrés lors d'une course en milieu naturel : montées, descentes et dévers latéraux. Cette position relative entre l'utilisateur et le plan du tapis, qui peut évoluer au cours du temps, permet de simuler un parcours réel, voire de recréer un parcours existant. En dehors de l'exercice physique, cette approche permet de se préparer à un parcours ou de se mesurer à d'autres athlètes disposant de la même machine. In the case of the running training mat, the present invention improves the following aspects: 1 / Position: inclination The part of the apparatus which unrolls the training mat is, in its entirety, placed on cylinders which can tilt it in any position up to a given inclination, for example 15 degrees. The movements realized comprise, as explained above, non oscillating movements, oscillations and vibrations. Thus, the user in a race situation is faced with the cases usually encountered during a race in the natural environment: climbs, descents and sideways. This relative position between the user and the carpet plan, which can evolve over time, can simulate a real journey, or even recreate an existing course. In addition to physical exercise, this approach allows you to prepare for a course or to compete with other athletes with the same machine.

Il devient possible de créer : - des compétitions entre athlètes séparés par des distances importantes, - des courses pour lesquelles les participants se confrontent de façon différée. Chaque participant pouvant choisir ses concurrents dans une base partagée. 2/ Rotation du tapis Afin de se rapprocher au maximum de la situation d'une course pour laquelle le parcours est agrémenté de virages, dans des modes de réalisation on fait effectuer au tapis une rotation autour d'un axe vertical. L'information du rayon de rotation est celui qui correspond à la visualisation 3D de l'environnement dans lequel se déplace le coureur. Deux stratégies de rotation peuvent être adoptées : - rotation pendant que le coureur n'est pas en contact avec le tapis (propre de la course) ; dans ce cas, l'analyse de la course à l'aide de capteurs ou de la vidéo permet au calculateur de ne bouger que lorsque le coureur ne touche pas le tapis ou - rotation lente lorsque le coureur est toujours en contact avec le tapis (propre à la marche). 3/ Vitesse : Au cours du parcours la vitesse du tapis peut évoluer afin : - de prendre en compte les nouvelles difficultés liées au profil du terrain (pentes et dévers), - d'imposer des objectifs de vitesse et d'accélération imposés par le « coach intégré » et - d'adapter la vitesse de déroulement du tapis à la vitesse du coureur à l'aide de capteurs qui identifient la position du coureur sur le tapis. La vitesse du tapis s'adapte au rythme du coureur, qui peut vraiment adopter des stratégies de course. Dans ce cas, le tapis ajuste sa vitesse de façon à ce que le coureur soit situé au milieu du tapis. Ce contrôle permet de diminuer la taille du tapis pour pouvoir en envisager la rotation : o si le coureur est plus en avant, le tapis accélère jusqu'à ce que le coureur soit au milieu et o si le coureur est plus en arrière, le tapis ralenti jusqu'à ce que le coureur soit au milieu. 4/ Environnement virtuel réaliste : L'environnement virtuel réaliste est constitué grâce à la mise en oeuvre : - d'une caméra 3D, - d'un moyen de visualisation d'un espace 3D et - d'un moyen de représentation sonore 3D intégrés à l'appareil. It becomes possible to create: - competitions between athletes separated by important distances, - races for which participants are confronted in a deferred manner. Each participant can choose his competitors in a shared database. 2 / Rotation of the carpet In order to get as close as possible to the situation of a race for which the course is embellished with turns, in embodiments the mat is rotated about a vertical axis. The information of the radius of rotation is that which corresponds to the 3D visualization of the environment in which the runner moves. Two strategies of rotation can be adopted: - rotation while the runner is not in contact with the carpet (clean of the race); in this case, the analysis of the race using sensors or video allows the computer to move only when the runner does not touch the carpet or - slow rotation when the runner is still in contact with the carpet ( own to walk). 3 / Speed: During the course the speed of the carpet can evolve in order: - to take into account the new difficulties related to the profile of the ground (slopes and slopes), - to impose speed and acceleration objectives imposed by the "Integrated coach" and - to adapt the speed of the mat to the speed of the runner using sensors that identify the position of the runner on the mat. The speed of the mat adapts to the pace of the runner, who can really adopt running strategies. In this case, the mat adjusts its speed so that the runner is in the middle of the mat. This control makes it possible to reduce the size of the carpet to be able to envisage the rotation of it: o if the runner is further forward, the mat accelerates until the runner is in the middle and o if the runner is further back, the mat slowed down until the runner is in the middle. 4 / Realistic virtual environment: The realistic virtual environment is constituted by the implementation of: - a 3D camera, - a means of visualization of a 3D space and - an integrated 3D sound representation means the apparatus.

Grâce à l'affichage, le coureur visualise, de manière coordonnée avec ses pas, un espace réel issu : - soit du monde réel (réalisé à l'aide d'enregistrements réels vidéos et sonore), - soit d'un monde virtuel conçu de toutes pièces à l'aide d'outils informatiques ouvrant la porte à une évolution au sein de scénarios créatifs. Grâce à ce système, le coureur peut se voir évoluer au sein du parcours et être enregistré (lui ou son avatar) sur ce parcours et entrer en compétition avec d'autres participants. Ces compétitions peuvent avoir lieu : - en temps réel : les coureurs courent en même temps mais partagent un espace de course virtuel commun sur lequel ils évoluent en même temps en compétition. Ils peuvent se voir lorsqu'ils sont à proximité, se dépasser, jouer de stratégies pour gagner. - en temps différé : les coureurs courent contre des concurrents qui on déjà effectué la course et qui lancent des défis à qui veut bien les relever. Le son stéréophonique, voire en trois dimensions, permet : - d'évoluer parmi les bruits naturels enregistrés, - d'entendre la course des concurrents proches le poursuivant ou le précédant et d'en tenir compte dans la stratégie de course avant même de les avoir vus à l'écran. On décrit, ci-dessous, en regard de la figure 7, des étapes mises en oeuvre pour que l'utilisateur soit plongé dans un environnement virtuel réaliste, favorable à son attention et à sa motivation pour poursuivre l'exercice. Au cours d'une étape 205, l'utilisateur, l'entraîneur ou le kinésithérapeute effectue une sélection d'un exercice à réaliser, parmi les programmes d'exercices accessibles, en mémoire locale ou à distance sur internet. Au cours d'une étape 210, on récupère et on affiche, sur un écran visible par l'utilisateur et/ou par un tiers, un environnement de départ de l'exercice, sous forme d'un monde virtuel. La position des vérins est adaptée à cet environnement. Au cours d'une étape 215, on effectue une estimation de la distance parcourue par l'utilisateur par rapport au tapis d'entraînement. A cet effet, dans des modes de réalisation, on considère que l'utilisateur s'est déplacé à la vitesse de déroulement du tapis. Dans d'autres modes de réalisation, on met en oeuvre au moins un capteur de position de l'utilisateur sur le tapis (par exemple au moins une caméra ou au moins un capteur à émission et réception d'un rayonnement électromagnétique, par exemple de lumière). La différence de position depuis la dernière capture de position de l'utilisateur est alors déduite de la distance parcourue par le tapis d'entraînement. Thanks to the display, the runner visualizes, in a coordinated way with his steps, a real space resulting from: - either the real world (realized with real video and sound recordings), - or a virtual world conceived from the ground up using computer tools that open the door to evolution within creative scenarios. Thanks to this system, the rider can see himself evolve within the course and be registered (he or his avatar) on this course and compete with other participants. These competitions can take place: - in real time: the riders run at the same time but share a common virtual race space on which they evolve at the same time in competition. They can see each other when they are nearby, outdo themselves, play strategies to win. - in deferred time: the runners run against competitors who have already run the race and who throw challenges to who wants to raise them. The stereophonic sound, even in three dimensions, allows: - to evolve among the recorded natural noises, - to hear the race of the close competitors pursuing or preceding it and to take them into account in the race strategy even before the have seen on the screen. Below is described, with reference to FIG. 7, steps implemented so that the user is immersed in a realistic virtual environment, favorable to his attention and his motivation to continue the exercise. During a step 205, the user, the trainer or the physiotherapist performs a selection of an exercise to be performed, among the accessible exercise programs, in local memory or remotely on the internet. During a step 210, we retrieve and display, on a screen visible to the user and / or by a third party, a starting environment of the exercise, in the form of a virtual world. The position of the cylinders is adapted to this environment. During a step 215, an estimation is made of the distance traveled by the user relative to the training belt. For this purpose, in embodiments, it is considered that the user has moved at the unwinding speed of the carpet. In other embodiments, at least one user position sensor is implemented on the mat (for example at least one camera or at least one sensor for transmitting and receiving electromagnetic radiation, for example light). The difference in position since the last user position capture is then deduced from the distance traveled by the training mat.

Au cours d'une étape 220, on actualise l'affichage de l'environnement virtuel. Préférentiellement, entre deux captures de positions de l'utilisateur, on effectue une extrapolation de la distance parcourue par l'utilisateur, par rapport au tapis. During a step 220, the display of the virtual environment is updated. Preferably, between two user position captures, an extrapolation of the distance traveled by the user with respect to the carpet is carried out.

Au cours d'une étape 225, on actualise la position du tapis, en commandant un mouvement des vérins, en fonction de la distance parcourue par l'utilisateur et du programme de l'exercice, en correspondance avec l'image affichée. Au cours d'une étape 230, on actualise les oscillations et vibrations du tapis, en commandant des mouvements oscillants ou des vibrations des vérins, , en fonction de la distance parcourue par l'utilisateur et du programme de l'exercice, en correspondance avec l'image affichée. Puis, on retourne à l'étape 215. Toute la description du tapis d'entraînement s'applique à un vélo d'entraînement monté sur des vérins électromagnétiques, avec des adaptations minimes. Par exemple, la pente du tapis est remplacée, simultanément, par l'inclinaison du vélo et par le frein appliqué à la rotation du pédalier. On note que le pédalier peut comporter un moteur brushless commandé par l'unité centrale et/ou un moteur linéaire commandé par l'unité centrale, la transformation du mouvement circulaire en mouvement linéaire étant bien connue de l'homme du métier. On note que, dans le cas du tapis d'entraînement, la détermination de la force exercée par l'utilisateur, à chaque pas, est utilisée, dans des modes de réalisation, par le microprocesseur pour déterminer si l'appui sur les deux jambes est équilibré. Préférentiellement, un capteur adapté à déterminer la jambe de l'utilisateur en appui sur la tapis est associé à la mesure de force exercée par l'utilisateur sur le tapis et, après avoir effectuer une moyenne sur un grand nombre de foulées, le microprocesseur détermine si l'une des jambes applique une force plus faible que l'autre, avec une tolérance, et affiche une éventuelle différence pour que l'utilisateur puisse corriger ce défaut de symétrie. Avant d'exposer le cas d'adaptation de l'invention à une machine de musculation, on note que, dans bon nombre des machines de musculation, la résistance opposée au mouvement du sportif est la résultante : - de masses (en fonte) pour lesquelles la force d'opposition est constante, - d'amortisseurs (hydrauliques) qui s'opposent au mouvement et - de ressorts pour lesquels la force est proportionnelle au déplacement. During a step 225, the position of the belt is updated, by controlling a movement of the jacks, according to the distance traveled by the user and the program of the exercise, in correspondence with the displayed image. During a step 230, the oscillations and vibrations of the carpet are updated by controlling oscillating movements or vibrations of the jacks, as a function of the distance traveled by the user and the program of the exercise, in correspondence with the displayed image. Then, we return to step 215. The entire description of the training mat applies to a training bike mounted on electromagnetic cylinders, with minimal adaptations. For example, the slope of the belt is replaced, simultaneously, by the inclination of the bike and the brake applied to the rotation of the pedal. It is noted that the pedal can comprise a brushless motor controlled by the central unit and / or a linear motor controlled by the central unit, the transformation of circular motion into linear motion being well known to those skilled in the art. Note that, in the case of the drive belt, the determination of the force exerted by the user, at each step, is used, in some embodiments, by the microprocessor to determine whether the support on both legs is balanced. Preferably, a sensor adapted to determine the leg of the user resting on the mat is associated with the measurement of force exerted by the user on the mat and, after averaging over a large number of strides, the microprocessor determines if one of the legs applies a weaker force than the other, with a tolerance, and displays a possible difference so that the user can correct this lack of symmetry. Before exposing the case of adaptation of the invention to a weight machine, we note that, in many of the machines of bodybuilding, the resistance opposed to the movement of the sportsman is the resultant: - masses (in cast iron) for which the opposition force is constant, - dampers (hydraulic) which oppose the movement and - springs for which the force is proportional to the displacement.

Tous les mouvements sont réalisés à l'aide de poulies de renvoi : - traction de barres vers le bas et - rotation de palettes autour d'axes verticaux. La présente invention remplace au moins un de ces systèmes mécaniques passifs par des systèmes actifs (moteurs « bruchless » linéaires ou rotatifs ou, préférentiellement, vérin électromagnétique). Un tel actionneur, contrôlé par un microcontrôleur, pilote l'effort à fournir par le sportif, à chaque instant et/ou en chaque position. Plus que la charge à lever, c'est l'effort à fournir qui est ainsi contrôlé. All movements are made with the aid of pulleys: - pull bars down and - rotate pallets around vertical axes. The present invention replaces at least one of these passive mechanical systems by active systems (linear or rotary "bruchless" motors or, preferably, electromagnetic jack). Such an actuator, controlled by a microcontroller, controls the effort to be provided by the athlete, at each moment and / or in each position. More than the load to be lifted, it is the effort to be provided that is thus controlled.

En plus de la simulation d'une masse, d'un amortisseur et/ou d'un ressort, le système actif permet de commander la vitesse et le couple (ou la force) du mouvement résultant. Ces paramètres sont pilotés en dynamique et temps réel et peuvent être liés à la position instantanée du système. Il est, par exemple, possible au cours d'un mouvement unique du bras du patient, de réduire l'effort dans une zone du mouvement (correspondant à une zone de douleur par exemple) et d'augmenter l'effort dans une autre zone (pour travailler de façon optimum). Il devient ainsi possible de moduler, de façon dynamique, la valeur de chacun des paramètres au cours de l'effort et donc de travailler très finement chaque groupe musculaire : - sur la portion du mouvement que l'on désire et - avec le type de résistance le mieux adapté. Chaque composante : - force, - couple et - vitesse est contrôlée à chaque instant. Il est ainsi possible de contrôler l'effort musculaire pour chaque position au cours de la course des membres. L'effort à déployer est ainsi adapté à la capacité à l'effort, elle même liée à la position du membre. In addition to simulating a mass, damper and / or spring, the active system controls the speed and torque (or force) of the resulting motion. These parameters are controlled dynamically and in real time and can be linked to the instantaneous position of the system. It is possible, for example, during a single movement of the patient's arm, to reduce the effort in one area of the movement (corresponding to a pain zone, for example) and to increase the effort in another zone. (to work optimally). It thus becomes possible to modulate, dynamically, the value of each of the parameters during the effort and thus to work very finely each muscular group: - on the portion of the movement that one desires and - with the type of resistance best suited. Each component: - force, - torque and - speed is controlled at every moment. It is thus possible to control the muscular effort for each position during the limb race. The effort to be deployed is thus adapted to the ability to effort, itself related to the position of the member.

De plus, ce système actif permet de contrôler la résistance opposée au patient à des fréquences élevées (de plusieurs dizaines de hertz). Cette résistance vibrante se traduit donc par une vibration du mouvement, vibration qui augmente l'efficacité du travail. L'énergie fournie par l'utilisateur est déterminée à partir de la mesure du courant et de la tension instantanés absorbés par le moteur. In addition, this active system makes it possible to control the resistance opposed to the patient at high frequencies (of several tens of hertz). This vibrating resistance is thus translated by a vibration of the movement, a vibration which increases the efficiency of the work. The energy supplied by the user is determined from the measurement of instantaneous current and voltage absorbed by the motor.

Afin d'augmenter l'efficacité des vibrations, la transmission mécanique entre l'élément moteur (rotatif ou linéaire) et le patient ne comporte pas, préférentiellement, d'élément d'amortissement (un câble tendu pouvant être un bon transmetteur). Les mouvements en translation sont, préférentiellement, effectués à l'aide de moteurs linéaires, voire de vérins électromagnétiques, et les mouvements de rotation, par des moteurs rotatifs. Préférentiellement, on associe un moteur à chaque membre de l'utilisateur. Cette approche permet d'adapter l'exercice à chaque membre et d'en effectuer une évaluation individuelle. On décrit ci-dessous, en regard de la figure 8, une adaptation de la présente invention à une barre d'exercice qui comporte : - un châssis rectangulaire 305, une partie fixe (« stator ») 310 d'un vérin électromagnétique en appui sur la partie supérieure du châssis 305 et retenu en position par des renforts latéraux 335 reliés au châssis 305, une partie mobile (« slider ») 315 du vérin électromagnétique, qui porte une barre 320 munie de poignées 325, un tapis de sol sur lequel l'utilisateur appuie son dos et un ordinateur de contrôle 330 comportant un écran, préférentiellement tactile et les moyens de commande du vérin électromagnétique, comme exposé ci-dessus. Dans des variantes, l'écran de l'ordinateur fait fasse à l'utilisateur. In order to increase the effectiveness of the vibrations, the mechanical transmission between the motor element (rotary or linear) and the patient does not comprise, preferably, damping element (a tensioned cable can be a good transmitter). The movements in translation are preferably carried out using linear motors, or even electromagnetic cylinders, and rotational movements by rotary motors. Preferably, a motor is associated with each member of the user. This approach makes it possible to adapt the exercise to each member and to make an individual assessment. With reference to FIG. 8, an adaptation of the present invention to an exercise bar is described which comprises: a rectangular frame 305, a fixed part ("stator") 310 of an electromagnetic jack in support on the upper part of the frame 305 and retained in position by lateral reinforcements 335 connected to the frame 305, a mobile part ("slider") 315 of the electromagnetic cylinder, which carries a bar 320 provided with handles 325, a floor mat on which the user presses his back and a control computer 330 having a screen, preferably touch screen and the control means of the electromagnetic actuator, as explained above. In variants, the screen of the computer makes the user.

On décrit, ci-après, l'adaptation de l'invention à une machine de rééducation de l'épaule à couple constant. Aujourd'hui, les machines de rééducation de l'épaule à couple constant proposent au patient d'effectuer des efforts mettant en rotation une poignée solidaire d'un axe. Le couple de résistance qui s'oppose au mouvement du patient est réglé par des « sandows » (tendeurs) qui garantissent un couple quasiment constant et indépendant de l'angle de rotation. Selon un aspect de la présente invention, on réalise cette fonction de façon active, à l'aide d'un moteur rotatif brushless contrôlé entièrement par un système électronique. Ainsi, il devient possible de contrôler indépendamment le couple, la vitesse et l'accélération de la poignée saisie par le patient pour chaque position angulaire. Les protocoles de rééducation proposés au patient sont déclinables selon d'innombrables variantes depuis le couple constant jusqu'à l'isocynétisme. Grâce au contrôle en temps réel du moteur, l'appareil peut : - opposer au patient, non seulement un couple constant mais aussi un couple qui peut être lié à la position angulaire. Ainsi, le praticien peut adapter de façon très fine les efforts que le patient doit exercer en fonction de la position angulaire de son articulation, - effectuer un contrôle en vitesse et de proposer au patient d'effectuer un effort rotatif pour lequel le moteur sera contrôlé en vitesse de façon à ce que la vitesse de rotation soit constante (isocynétisme), - affecter le contrôle de la vitesse à la position angulaire instantanée et/ou - superposer des couples ou vitesses vibratoires aux couples ou vitesses initiaux. Les divers capteurs permettant la régulation du système en position, couple, vitesse et accélération peuvent être utilisés pour quantifier les efforts instantanés exercés par le patient tout au long du mouvement. The adaptation of the invention to a constant-torque shoulder rehabilitation machine is described below. Today, the constant torque shoulder rehabilitation machines provide the patient with efforts to rotate a handle integral with an axis. The resistance torque that opposes the patient's movement is regulated by "bungees" that guarantee a torque that is almost constant and independent of the angle of rotation. According to one aspect of the present invention, this function is carried out actively, using a brushless rotary motor controlled entirely by an electronic system. Thus, it becomes possible to independently control the torque, speed, and acceleration of the handle gripped by the patient for each angular position. Rehabilitation protocols proposed to the patient are available in innumerable variants from constant torque to isocynacy. Thanks to the real-time control of the motor, the device can: - oppose to the patient not only a constant torque but also a torque that can be linked to the angular position. Thus, the practitioner can very finely adapt the efforts that the patient must exercise according to the angular position of its articulation, - perform a speed control and propose to the patient to perform a rotary force for which the motor will be controlled in speed so that the speed of rotation is constant (isocynetism), - affect the control of the speed at the instantaneous angular position and / or - superimpose pairs or vibratory speeds at initial torques or speeds. The various sensors for controlling the system in position, torque, speed and acceleration can be used to quantify the instantaneous forces exerted by the patient throughout the movement.

On note que tout ce qui est exposé dans la description en regard de l'un des appareils objet de l'invention est destiné à être mis en oeuvre pour les autres appareils objets de l'invention. Note that everything that is exposed in the description with respect to one of the apparatuses of the invention is intended to be implemented for the other apparatuses of the invention.

Comme illustré en figure 10, schématiquement, un mode de réalisation particulier d'un tapis de marche ou de course 500 objet de la présente invention comporte : un tapis 505 sur lequel marche l'utilisateur, entourant deux rouleaux 510 et 515, dont l'un est mis en rotation par un moteur 520, deux vérins 525 placés en avant, par rapport au sens de marche de l'utilisateur, qui soutiennent, avec un plot arrière axial 526, l'ensemble de l'appareil 500, des rampes latérales 530, un clavier 535 de réglage de paramètres d'utilisation, une caméra 540 qui observe la posture de l'utilisateur, au moins un écran 545 de visualisation d'images virtuelles, une télécommande 550, un écran secondaire 555, une unité centrale 560 de mesure et de traitement. Hormis les vérins 525, la partie mécanique du tapis de marche 500 est de type connu de l'homme du métier. Les vérins 525 peuvent être hydrauliques, pneumatiques, électriques ou électromagnétiques. Comme exposé plus haut, ils permettent de faire monter, descendre ou vibrer, indépendamment, leurs points de support sous l'appareil. Le clavier 535 et la télécommande 550 permettent à l'utilisateur et à l'entraîneur, respectivement, de commander l'appareil 500. As illustrated in Figure 10, schematically, a particular embodiment of a treadmill or race 500 object of the present invention comprises: a mat 505 on which the user walks, surrounding two rollers 510 and 515, of which one is rotated by a motor 520, two cylinders 525 placed forward, relative to the direction of travel of the user, which support, with an axial rear stud 526, the entire apparatus 500, lateral ramps 530, a keyboard 535 for setting usage parameters, a camera 540 which observes the posture of the user, at least a virtual image display screen 545, a remote control 550, a secondary screen 555, a central unit 560 measurement and treatment. Apart from the cylinders 525, the mechanical part of the treadmill 500 is of a type known to those skilled in the art. The cylinders 525 can be hydraulic, pneumatic, electric or electromagnetic. As explained above, they allow to raise, lower or vibrate, independently, their support points under the device. The 535 keyboard and the 550 remote control enable the user and the trainer, respectively, to control the apparatus 500.

L'utilisation de la caméra 540 a été exposée ci-dessus, en ce qui concerne la visualisation de la position de l'utilisateur au démarrage d'un exercice et la position du centre de gravité de l'utilisateur, sur chaque écran 545 et 555. La caméra 540 sert aussi à l'insertion d'une image fantôme dans les images affichées sur chaque écran 545 afin que l'utilisateur visualise sa position courante, éventuellement en superposition avec un avatar représentant la position idéale recommandée pour l'exercice en cours. Ainsi, dans ce mode de réalisation, l'appareil comporte une caméra 540 adaptée à prendre des images de l'utilisateur, la génération d'images réalisée par l'unité centrale 560 étant adapté à générer une image comportant un avatar représentatif de la posture de l'utilisateur captée par la caméra 540. L'unité centrale 560 est aussi adaptée à déterminer si la position de l'utilisateur correspond à la position de l'avatar de position idéale et à émettre un message d'anomalie si la position de l'utilisateur ne correspond pas à la position du mannequin virtuel affiché. Au début de l'exercice, la position de l'avatar de position idéale est une position de départ de l'exercice physique, l'unité centrale 560 étant adaptée à ne déclencher le commencement de l'exercice physique qu'une fois que la position de l'utilisateur correspond à la position du mannequin. Préférentiellement, l'unité centrale 560 est aussi adaptée à générer une image comportant un avatar représentatif de la posture de l'utilisateur captée par ladite caméra et un avatar représentatif d'une posture idéale de l'utilisateur, les deux avatars étant représentés conjointement, par exemple en transparence ou par leurs profils, dans les images affichées. L'unité centrale 560 est, par exemple, un ordinateur, éventuellement muni de multiples processeurs, de manière connue. L'unité centrale 560 reçoit les signaux issus du clavier 535, de la télécommande 550 et de la caméra 540 et commande le moteur 520 et les vérins 525 ainsi que les images affichées sur chaque écran 545 et 555. L'unité centrale 560 constitue aussi les moyens suivants. Un moyen de mesure des mouvements de l'utilisateur, qui fournit un signal représentatif des mouvements de l'utilisateur. Dans le cas présent, il s'agit de la vitesse du tapis. Un circuit électronique d'estimation de déplacements virtuels successifs de l'utilisateur correspondant aux mouvements de l'utilisateur. Ce circuit électronique reçoit, en entrée, le signal représentatif des mouvements musculaires de l'utilisateur et fournit un signal représentatif de l'estimation de déplacement. Dans le cas présent, il s'agit d'une distance parcourue entre deux images, c'est-à-dire le produit de la vitesse avec la durée écoulée entre l'affichage de deux images successives. Puisqu'un tapis de marche ne comporte pas de changement de direction, cette distance est utilisée pour suivre un chemin virtuel dans un monde virtuel, ce chemin pouvant ne pas être en ligne droite. En variante, on prévoit un moyen de commande de changement de direction, par exemple, un commutateur à deux positions permettant à l'utilisateur de choisir l'un de deux chemins, à chaque embranchement virtuel dans le monde virtuel. Le déplacement virtuel suit alors le chemin choisi. L'unité centrale 560 constitue aussi un moyen de génération d'images qui représentent un monde virtuel dans lequel les déplacements successifs du point de vue virtuel correspondent aux déplacements estimés successifs de l'utilisateur. Le moteur 520 constitue un actionneur adapté à mettre en mouvement au moins un point de contact de l'utilisateur avec l'appareil. L'unité centrale 560 est adaptée à ce que le mouvement du point de contact corresponde à une valeur dépendant de la position virtuelle courante de l'utilisateur. Par le biais des vérins 525, le mouvement du point de contact comporte un mouvement angulaire, la valeur dépendant de la position virtuelle étant ainsi une inclinaison. Ainsi, on peut faire ressentir une côte, une descente ou une inclinaison latérale à l'utilisateur. Par le biais des vérins 525, le mouvement du point de contact comporte un mouvement de vibration, la valeur dépendant de la position virtuelle étant aussi une vibration. Ainsi, si le sol représenté est caillouteux, des vibrations peuvent être ressenties par l'utilisateur alors que si le sol est lisse, ces vibrations sont absentes. The use of the camera 540 has been explained above, with respect to viewing the user's position at the start of an exercise and the position of the user's center of gravity, on each screen 545 and 555. The camera 540 is also used to insert a ghost image in the images displayed on each screen 545 so that the user visualizes its current position, possibly superimposed with an avatar representing the ideal position recommended for the exercise. Classes. Thus, in this embodiment, the apparatus comprises a camera 540 adapted to take images of the user, the image generation performed by the central unit 560 being adapted to generate an image comprising an avatar representative of the posture 560 is also adapted to determine whether the user's position corresponds to the position of the ideal position avatar and to issue an error message if the position of the user is the user does not match the position of the displayed virtual manikin. At the beginning of the exercise, the position of the ideal position avatar is a starting position of the physical exercise, the central unit 560 being adapted to trigger the beginning of the physical exercise only after the User position is the position of the manikin. Preferably, the central unit 560 is also adapted to generate an image comprising an avatar representative of the posture of the user captured by said camera and an avatar representative of an ideal posture of the user, the two avatars being represented together, for example in transparency or by their profiles, in the displayed images. The central unit 560 is, for example, a computer, possibly equipped with multiple processors, in a known manner. The central unit 560 receives the signals from the keyboard 535, the remote control 550 and the camera 540 and controls the motor 520 and the cylinders 525 as well as the images displayed on each screen 545 and 555. The central unit 560 also constitutes the following means. A means for measuring the movements of the user, which provides a signal representative of the movements of the user. In this case, it is the speed of the carpet. An electronic circuit for estimating successive virtual displacements of the user corresponding to the movements of the user. This electronic circuit receives, as input, the signal representative of the muscular movements of the user and provides a signal representative of the displacement estimate. In this case, it is a distance traveled between two images, that is to say the product of the speed with the time elapsed between the display of two successive images. Since a treadmill has no directional change, this distance is used to follow a virtual path in a virtual world, this path may not be in a straight line. Alternatively, a change of direction control means is provided, for example, a two-position switch enabling the user to choose one of two paths, at each virtual branch in the virtual world. The virtual move then follows the chosen path. The central unit 560 also constitutes an image generation means which represents a virtual world in which the successive displacements from the virtual point of view correspond to the successive estimated displacements of the user. The motor 520 is an actuator adapted to set in motion at least one point of contact of the user with the device. The central unit 560 is adapted so that the movement of the contact point corresponds to a value depending on the current virtual position of the user. Through the cylinders 525, the movement of the contact point comprises an angular movement, the value depending on the virtual position thus being inclined. Thus, one can feel a hill, a descent or a side inclination to the user. Through the jacks 525, the movement of the contact point comprises a vibration movement, the value depending on the virtual position being also a vibration. Thus, if the soil shown is stony, vibrations can be felt by the user whereas if the ground is smooth, these vibrations are absent.

L'unité centrale 560 est aussi adaptée à déterminer la position du centre de gravité de l'utilisateur, à la comparer à un ensemble de positions acceptables et à émettre un message d'anomalie si la position du centre de gravité de l'utilisateur ne se trouve pas dans une position acceptable. The CPU 560 is also adapted to determine the position of the user's center of gravity, to compare it to a set of acceptable positions, and to issue an error message if the user's center of gravity position does not occur. is not in an acceptable position.

L'unité centrale 560 est aussi adaptée à déterminer une asymétrie de mouvements de l'utilisateur, à la comparer à un ensemble de niveaux d'asymétrie acceptables et à émettre un message d'anomalie si l'asymétrie est en dehors des niveaux acceptables. Comme illustré en figure 11, schématiquement, un mode de réalisation particulier d'un vélo de salle d'entraînement 600 objet de la présente invention, comporte : un vélo statique 605 sur lequel pédale l'utilisateur, comportant une selle 610 et un pédalier 615, un guidon 620, deux vérins 625 placés en avant, par rapport au sens de marche de l'utilisateur, qui soutiennent, avec un plot arrière axial 626, l'ensemble de l'appareil 600, un clavier 635 de réglage de paramètres d'utilisation, une caméra 640 qui observe la posture de l'utilisateur, - au moins un écran 645 de visualisation d'images virtuelles, - une télécommande 650, un écran secondaire 655, une unité centrale 660 de mesure et de traitement. L'adaptation du mode de réalisation illustré en figure 10 au vélo 600 ne pose pas de difficulté. Le principal élément différent est la présence du guidon 620 muni d'un encodeur (non représenté) qui fournit la position angulaire du guidon à l'unité centrale 660. De plus, la partie mécanique mobile, pédalier 615 et guidon 620, de l'appareil 600 est mise en mouvement par les efforts musculaires de l'utilisateur. Le guidon 620 constitue un moyen de commande de changement de direction. L'encodeur constitue un capteur de mesure des mouvements de l'utilisateur sur le moyen de commande de changement de direction et fournit un signal représentatif de mouvements de changement de direction. The CPU 560 is also adapted to determine an asymmetry of the user's movements, to compare it to a set of acceptable asymmetry levels, and to issue an abnormality message if the asymmetry is outside acceptable levels. As illustrated in FIG. 11, schematically, a particular embodiment of a training room bike 600 which is the subject of the present invention comprises: a static bicycle 605 on which the user pedal is fitted, comprising a saddle 610 and a pedal 615 , a handlebar 620, two jacks 625 placed forward, relative to the direction of travel of the user, which support, with an axial rear stud 626, the entire device 600, a keyboard 635 for adjusting the parameters of use, a camera 640 which observes the posture of the user, - at least a screen 645 virtual image display, - a remote control 650, a secondary screen 655, a central unit 660 measurement and processing. The adaptation of the embodiment illustrated in FIG. 10 to the bicycle 600 poses no difficulty. The main different element is the presence of the handlebar 620 provided with an encoder (not shown) which provides the angular position of the handlebar to the central unit 660. In addition, the movable mechanical part, pedal 615 and handlebars 620, of the device 600 is set in motion by the muscular efforts of the user. The handlebar 620 is a change of direction control means. The encoder constitutes a sensor for measuring the movements of the user on the change of direction control means and provides a signal representative of changes of direction.

L'unité centrale 660 constitue un circuit électronique d'estimation de changement de direction de l'utilisateur correspondant aux dits mouvements de changement de direction recevant, en entrée, les signaux représentatifs des mouvements de changement de direction et fournissant un signal représentatif d'une estimation de changement de direction. Le moyen de génération d'images incorporé à l'unité centrale 660 est adapté à représenter un monde virtuel dans lequel les directions successives du point de vue virtuel correspondent aux changements de direction estimés. The central unit 660 constitutes an electronic circuit for estimating a change of direction of the user corresponding to said movements of change of direction receiving, as input, the signals representative of the movements of change of direction and providing a signal representative of a change of direction estimate. The image generation means incorporated in the central processing unit 660 is adapted to represent a virtual world in which the successive directions of the virtual point of view correspond to the estimated changes of direction.

Préférentiellement, le circuit électronique d'estimation de changement de direction de l'utilisateur combine les signaux représentatifs des mouvements de l'utilisateur et les signaux représentatifs de changements de direction. En effet, dans un vélo, la rotation angulaire est égale au produit de l'orientation du guidon, par rapport à son orientation centrale et de la vitesse du vélo, et donc de son pédalier. Le moyen de génération d'images est adapté à représenter un monde virtuel dans lequel les directions successives et les déplacements successifs du point de vue correspondent aux déplacements estimés successifs de l'utilisateur et aux changements de direction estimés. Preferably, the user's electronic change of direction estimation circuit combines the signals representative of the movements of the user and the signals representative of changes of direction. In fact, in a bicycle, the angular rotation is equal to the product of the orientation of the handlebar, with respect to its central orientation and the speed of the bike, and therefore of its pedal. The image generation means is adapted to represent a virtual world in which the successive directions and the successive displacements of the point of view correspond to the estimated successive displacements of the user and the estimated changes of direction.

L'adaptation du mode de réalisation de vélo illustré en figure 11 à un vélo elliptique étant aisément à portée de l'homme du métier, un tel vélo elliptique n'est pas représenté ici, dans un souci de concision. Comme illustré en figure 12, schématiquement, un mode de réalisation particulier d'un rameur objet 700 de la présente invention comporte : un siège 705 mobile axialement le long de glissières 725, deux rames 720 mobiles autour de leurs axes de rotation 710, deux appuis 715 pour les pieds de l'utilisateur, un clavier 735 de réglage de paramètres d'utilisation, une caméra 740 qui observe la posture de l'utilisateur, au moins un écran 745 de visualisation d'images virtuelles, une unité centrale 760 de mesure et de traitement. L'adaptation du mode de réalisation illustré en figure 11 au rameur 700 ne pose pas de difficulté. Le principal élément différent est la présence de deux encodeurs (non représentés) dans les supports 710 des rames 720, qui fournissent la position angulaire de 25 chaque rame à l'unité centrale 760. On note que la partie mécanique mobile, siège 705 et rames 710, de l'appareil 700 est mise en mouvement par les efforts musculaires de l'utilisateur. Les rames 710 constituent un moyen de commande de changement de direction, comme sur une embarcation réelle. En effet, lorsque les mouvements de l'utilisateur sont 30 asymétriques, l'embarcation change de direction. Chaque encodeur constitue un capteur de mesure des mouvements de l'utilisateur sur le moyen de commande de changement de direction, le signal représentatif de mouvements de changement de direction étant proportionnel à la différence de quantités de mouvement (produit de l'angle parcouru par la force exercée) sur les deux rames. 35 L'unité centrale 760 constitue un circuit électronique d'estimation de changement de direction de l'utilisateur correspondant aux dits mouvements de changement de direction 20 recevant, en entrée, les signaux représentatifs des mouvements de changement de direction et fournissant un signal représentatif d'une estimation de changement de direction. Le moyen de génération d'images incorporé à l'unité centrale 760 est adapté à représenter un monde virtuel dans lequel les directions successives du point de vue virtuel correspondent aux changements de direction estimés. Préférentiellement, le circuit électronique d'estimation de changement de direction de l'utilisateur combine les signaux représentatifs des mouvements de l'utilisateur et les signaux représentatifs de changements de direction. Le moyen de génération d'images est adapté à représenter un monde virtuel dans lequel les directions successives et les déplacements successifs du point de vue correspondent aux déplacements estimés successifs de l'utilisateur et aux changements de direction estimés. La figure 13 représente, schématiquement, des échanges d'information entre différents systèmes mis en oeuvre dans des modes de réalisation de l'appareil objet de la présente invention. Les colonnes 805 à 835 représentent, respectivement : un serveur sécurisé 805, un hébergement DMZ 810 (en informatique, une zone démilitarisée, ou DMZ, est un sous-réseau séparé du réseau local et isolé de celui-ci et d'Internet par un pare-feu. Ce sous-réseau contient les machines étant susceptibles d'être accédées depuis Internet, internet 815, un réseau de systèmes informatiques d'un centre d'exploitation 820, internet 825, une télécommande 830 sur un réseau local 830, par exemple sans fil et mettant en oeuvre le standard WiFi (« Wireless Fidelity » pour fidélité sans fil) et un appareil d'exercice physique objet de la présente invention 835. Au ours d'une communication 840, un système informatique du centre d'exploitation 820 transmet au serveur sécurisé 805 les informations permettant une ouverture de compte. Adapting the bicycle embodiment illustrated in FIG. 11 to an elliptical trainer being easily within the reach of those skilled in the art, such an elliptical trainer is not shown here, for the sake of brevity. As illustrated in FIG. 12, schematically, a particular embodiment of an object rower 700 of the present invention comprises: a seat 705 movable axially along slides 725, two reams 720 movable about their axes of rotation 710, two supports 715 for the feet of the user, a keyboard 735 setting usage parameters, a camera 740 which observes the posture of the user, at least a screen 745 virtual image display, a central unit 760 measurement and treatment. The adaptation of the embodiment illustrated in FIG. 11 to the rower 700 poses no difficulty. The main different element is the presence of two encoders (not shown) in the supports 710 of the reams 720, which provide the angular position of each ream to the central unit 760. It is noted that the mobile mechanical part, seat 705 and oars 710, the device 700 is set in motion by the muscular efforts of the user. The reams 710 constitute a means of control of change of direction, as on a real boat. Indeed, when the movements of the user are asymmetrical, the boat changes direction. Each encoder constitutes a sensor for measuring the movements of the user on the control means of change of direction, the signal representative of movements of change of direction being proportional to the difference in the amounts of movement (product of the angle traveled by the force exerted) on both oars. The central unit 760 constitutes an electronic circuit for estimating the direction change of the user corresponding to said direction change movements receiving, at the input, the signals representative of the changes of direction and providing a signal representative of an estimate of change of direction. The image generation means incorporated in the central unit 760 is adapted to represent a virtual world in which the successive directions of the virtual point of view correspond to the estimated changes of direction. Preferably, the user's electronic change of direction estimation circuit combines the signals representative of the movements of the user and the signals representative of changes of direction. The image generation means is adapted to represent a virtual world in which the successive directions and the successive displacements of the point of view correspond to the estimated successive displacements of the user and the estimated changes of direction. FIG. 13 represents, schematically, information exchanges between different systems implemented in embodiments of the apparatus that is the subject of the present invention. Columns 805 to 835 represent, respectively: a secure server 805, DMZ hosting 810 (in computing, a demilitarized zone, or DMZ, is a subnet separate from the local network and isolated from it and from the Internet by a This subnet contains the machines that can be accessed from the Internet, Internet 815, a computer network of an operating center 820, Internet 825, an 830 remote control on a local network 830, wireless example and implementing the WiFi standard ("Wireless Fidelity" for wireless fidelity) and an exercise machine object of the present invention 835. Bearing a communication 840, a computer system operating center 820 transmits to the secure server 805 the information allowing account opening.

Au cours d'une communication 845, la télécommande 830 effectue une demande de synchronisation de compte et de récupération de protocoles. Au cours d'une communication 850, le serveur sécurisé 805 fournit les informations de synchronisation de compte et de protocoles. Au cours d'une communication 855, la télécommande 830 effectue une sélection de protocole et son injection dans un appareil 835 en vue d'un exercice physique d'un utilisateur. During an 845 call, the remote control 830 performs a request for account synchronization and protocol recovery. During a communication 850, the secure server 805 provides the account synchronization and protocol information. During an 855 call, the remote control 830 performs protocol selection and injection into an 835 device for exercise of a user.

Au cours d'une communication 860, l'appareil 835 requiert les données du monde virtuel auprès du serveur 805. Au cours d'une communication 865, le serveur 805 fournit les données graphiques et, dans le cas d'un jeu, les autres éléments du jeu. Par exemple, un jeu sérieux (en anglais « serious game ») qui comporte l'utilisation de positions de corps de l'utilisateur ou d'efforts musculaires qui lui sont recommandés est transmis par le serveur 805. Au cours d'une communication 870, l'appareil 835 informe la télécommande 830 de son activité et la télécommande 830 permet le pilotage des paramètres de l'exercice physique. During a call 860, the apparatus 835 requests the data from the virtual world from the server 805. During a call 865, the server 805 provides the graphic data and, in the case of a game, the others. For example, a serious game ("serious game") that involves the user's use of body positions or muscular efforts is transmitted by the 805 server. 870 communication, the 835 device informs the 830 remote control of its activity and the remote control 830 allows the control of the parameters of physical exercise.

Au cours d'une communication 875, la télécommande informe périodiquement le serveur 805 de l'activité de l'appareil 835. Au cours d'une communication 880, le centre d'exploitation 820 prend périodiquement connaissance de l'activité des appareils 835. Au cours d'une communication 885, la télécommande 830 vérifie l'état du compte du praticien auprès du serveur 805. Au cours d'une communication 890, le comité scientifique du centre d'exploitation publie un nouveau protocole et le transmet au serveur 805. Au cours d'une communication 895, la télécommande 830 récupère les protocoles récents, périodiquement. During a call 875, the remote control periodically informs the server 805 of the activity of the apparatus 835. During a call 880, the operations center 820 periodically reads the activity of the devices 835. During a communication 885, the remote control 830 verifies the state of the practitioner's account with the server 805. During a communication 890, the scientific committee of the operations center publishes a new protocol and transmits it to the server 805 During a 895 call, the remote control 830 retrieves the recent protocols, periodically.

Dans toute la description qui précède, on a décrit des vérins. Cependant, la présente invention ne se limite pas à ce type de système de sustentation mais s'étend, au contraire, aux autres types connus de systèmes, tels que des vérins munis de coussins d'air pour amortir les vibrations, les vérins entourant un coussin d'air central, les vérins croisés, ... Throughout the foregoing description, cylinders have been described. However, the present invention is not limited to this type of lift system but extends, on the contrary, to other known types of systems, such as cylinders with air cushions to dampen vibrations, the cylinders surrounding a central air cushion, crossed cylinders, ...

Claims (11)

REVENDICATIONS1. Appareil (500, 600, 700) d'exercice physique pour un utilisateur, caractérisé en ce qu'il comporte : - une partie mécanique (505 à 520, 605, 615, 710, 720) en mouvement sur laquelle l'utilisateur effectue des mouvements avec ses membres ; - au moins un capteur (560, 660, 710, 760) de mesure des mouvements de l'utilisateur pour fournir un signal représentatif des mouvements de l'utilisateur ; - un circuit électronique (560, 660, 760) d'estimation de déplacements virtuels successifs de l'utilisateur correspondant aux mouvements de l'utilisateur, ledit circuit électronique recevant, en entrée, ledit signal représentatif des mouvements musculaires de l'utilisateur et fournissant un signal représentatif de l'estimation de déplacement ; - un moyen (560, 660, 760) de génération d'images adapté à représenter un monde virtuel dans lequel les déplacements successifs du point de vue virtuel correspondent aux déplacements estimés successifs de l'utilisateur et - au moins un moyen d'affichage (545, 645, 745) d'images adapté à afficher les 15 images générées. REVENDICATIONS1. Apparatus (500, 600, 700) for physical exercise for a user, characterized in that it comprises: - a moving mechanical part (505 to 520, 605, 615, 710, 720) on which the user performs movements with its members; at least one sensor (560, 660, 710, 760) for measuring the movements of the user to provide a signal representative of the movements of the user; an electronic circuit (560, 660, 760) for estimating successive virtual displacements of the user corresponding to the movements of the user, said electronic circuit receiving, as input, said signal representative of the muscular movements of the user and providing a signal representative of the displacement estimate; an image generation means (560, 660, 760) adapted to represent a virtual world in which the successive displacements from the virtual point of view correspond to the successive estimated displacements of the user and - at least one display means ( 545, 645, 745) adapted to display the generated images. 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la partie mécanique en mouvement (605, 615, 710, 720) est mise en mouvement, au moins partiellement, par les efforts musculaires de l'utilisateur. 2. Apparatus according to claim 1, wherein the moving mechanical part (605, 615, 710, 720) is set in motion, at least partially, by the muscular efforts of the user. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la partie mécanique 20 (605, 615, 710, 720) comporte un moyen de commande de changement de direction, le dispositif comportant, en outre : - au moins un capteur de mesure des mouvements de l'utilisateur sur le moyen de commande pour fournir un signal représentatif de mouvements de changement de direction ; - un circuit électronique d'estimation de changement de direction de l'utilisateur 25 correspondant aux dits mouvements de changement de direction recevant, en entrée, les signaux représentatifs des mouvements de changement de direction et fournissant un signal représentatif d'une estimation de changement de direction ; le moyen de génération d'images étant adapté à représenter un monde virtuel dans lequel les directions successives du point de vue virtuel correspondent aux changements de 30 direction estimés. 3. Apparatus according to one of claims 1 or 2, wherein the mechanical portion 20 (605, 615, 710, 720) comprises a change of direction control means, the device further comprising: - at least one sensor measuring the movements of the user on the control means to provide a signal representative of changes of direction; an electronic circuit for estimating the direction change of the user corresponding to said change of direction movements receiving, as input, the signals representative of the movements of change of direction and supplying a signal representative of a change of direction estimation; direction ; the image generation means being adapted to represent a virtual world in which the successive directions from the virtual point of view correspond to the estimated changes in direction. 4. Appareil selon la revendication 3, dans lequel le circuit électronique (560, 660, 760) d'estimation de changement de direction de l'utilisateur combine les signaux représentatifs des mouvements de l'utilisateur et les signaux représentatifs de changements de direction ;le moyen de génération d'images (560, 660, 760) étant adapté à représenter un monde virtuel dans lequel les directions successives et les déplacements successifs du point de vue correspondent aux déplacements estimés successifs de l'utilisateur et aux changements de direction estimés. An apparatus according to claim 3, wherein the user direction change estimation electronic circuit (560, 660, 760) combines the signals representative of the user's movements and signals representative of changes of direction; the image generation means (560, 660, 760) being adapted to represent a virtual world in which the successive directions and the successive displacements of the point of view correspond to the estimated successive displacements of the user and to the estimated changes of direction. 5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, qui comporte au moins un actionneur (525, 526, 625, 626) adapté à mettre en mouvement au moins un point de contact de l'utilisateur avec l'appareil et un circuit de commande dudit actionneur qui commande ledit actionneur pour que le mouvement dudit point de contact corresponde à une valeur dépendant de la position virtuelle courante de l'utilisateur. 5. Apparatus according to one of claims 1 to 4, which comprises at least one actuator (525, 526, 625, 626) adapted to set in motion at least one point of contact of the user with the apparatus and a circuit controlling said actuator which controls said actuator so that the movement of said contact point corresponds to a value depending on the current virtual position of the user. 6. Appareil selon la revendication 5, dans lequel au moins un actionneur est adapté à mettre en mouvement angulaire au moins un point de contact, le circuit de commande dudit actionneur commandant ledit actionneur pour que le mouvement dudit point de contact présente une inclinaison fonction de la position virtuelle courante de l'utilisateur. 6. Apparatus according to claim 5, wherein at least one actuator is adapted to angularly move at least one contact point, the control circuit of said actuator controlling said actuator for the movement of said contact point has a tilt function of the current virtual position of the user. 7. Appareil selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel au moins un actionneur est adapté à mettre en mouvement de vibration au moins un point de contact, le circuit de commande dudit actionneur commandant ledit actionneur pour que le mouvement dudit point de contact présente une vibration fonction de la position virtuelle courante de l'utilisateur. 7. Apparatus according to one of claims 5 or 6, wherein at least one actuator is adapted to move vibration at least one contact point, the control circuit of said actuator controlling said actuator for the movement of said point of contact. contact has a vibration function of the current virtual position of the user. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, qui comporte une caméra (540, 640, 740) adaptée à prendre des images de l'utilisateur, le moyen de génération d'images étant adapté à générer une image comportant un avatar représentatif de la posture de l'utilisateur captée par ladite caméra. 8. Apparatus according to one of claims 1 to 7, which comprises a camera (540, 640, 740) adapted to take images of the user, the image generation means being adapted to generate an image comprising an avatar representative of the posture of the user picked up by said camera. 9. Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, qui comporte une caméra (540, 640, 740) adaptée à prendre des images de l'utilisateur et le moyen de génération d'images est adapté à générer une image comportant un avatar représentatif de la posture de l'utilisateur captée par ladite caméra et un avatar représentatif d'une posture idéale de l'utilisateur, les deux dits avatars étant représentés conjointement dans les images affichées. 9. Apparatus according to one of claims 1 to 8, which comprises a camera (540, 640, 740) adapted to take images of the user and the image generation means is adapted to generate an image comprising an avatar representative of the posture of the user sensed by said camera and an avatar representative of an ideal posture of the user, the two said avatars being jointly represented in the displayed images. 10. Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel une unité centrale (560, 660, 760) est adaptée à déterminer la position de l'utilisateur, à la comparer à un ensemble de positions acceptables et à émettre un message d'anomalie si la position de l'utilisateur ne se trouve pas dans une position acceptable. 10. Apparatus according to one of claims 1 to 9, wherein a central unit (560, 660, 760) is adapted to determine the position of the user, to compare it to a set of acceptable positions and to issue a message anomaly if the user's position is not in an acceptable position. 11. Appareil selon la revendication 10, dans lequel la position acceptable est une position de départ d'un exercice physique, l'unité centrale étant adaptée à ne déclencher le commencement de l'exercice physique qu'une fois que la position de l'utilisateur correspond à une position acceptable. Apparatus according to claim 10, wherein the acceptable position is a starting position of a physical exercise, the central unit being adapted to initiate the beginning of the physical exercise only after the position of the user is an acceptable position.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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