WO1993015795A1 - Comparateur visuel par deux mobiles pour stimuler l'exercice physique sur des appareils mecaniques de sport individuel - Google Patents

Comparateur visuel par deux mobiles pour stimuler l'exercice physique sur des appareils mecaniques de sport individuel Download PDF

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WO1993015795A1
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Pierre Cadic
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    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/17—Counting, e.g. counting periodical movements, revolutions or cycles, or including further data processing to determine distances or speed

Definitions

  • TITLE Visual comparator by two mobiles to stimulate physical exercise on mechanical individual sport devices.
  • TECHNICAL FIELD Measuring equipment for sports exercisers (bicycle, home rower, etc.).
  • One, repository allows the progression of a mobile governed by a clock. This is used to program the duration of progression of the mobile and therefore its speed, to go from point 0 (start) to point of arrival (F).
  • Fig. 1 In addition, it has:
  • BP 2 - resetting
  • Fig. 1 The other, competitive, allows the progression of a mobile governed by pulses emitted by a sensor specific to the chosen exercise device. The frequency of the movements made by the sportsman on the said exercise apparatus therefore conditions the speed of this mobile. In addition, it has: - manual reset (BP 3), Fig. 1,
  • T mains or battery selector
  • t operating indicator light
  • the invention consists of an apparatus used to compare physical effort with a reference whose time has been programmed. The indication is made on two diagrams: one for the benchmark, the other for the competitor. In fact, this system can be applied to different types of exercise equipment.
  • the electronic diagram (Fig. 2) consists for the referential module (Fig. 3 and Fig. 4) of a clock whose frequency is a few hertz.
  • the square signals from this clock pass through a transistor so that they are inverted before being applied to a frequency divider built around the 4040 counter / divider.
  • This 4040 has possibilities of dividing in power from 2 to 2 * * either by 4096; that is to say that the input frequency into the divider comes out of it divided at 2 ** or by 4096, this is the maximum of its possibilities.
  • a 12-position switch allows you to use its various possibilities.
  • This frequency once divided, leads to the input of the clock from a built-in counter 4029, which increments with each pulse.
  • This counter delivers the information in binary form on 4 bits, which is decoded by a 4514 decoder / reducer.
  • the purpose of this decoding is to activate step by step the different outputs from (S 0) to (S 14) only for the display (S 15) is used exclusively for system reset.
  • This decoder delivers on each of its outputs a basic current necessary for the transistors (T 1) to (T 14) which in turn supply a led or a group of leds.
  • the power supply of all the integrated circuits must be decoupled by a lOnF capacitor between the +12 volts of each circuit and the earth, so as to protect itself from possible parasites due to the input impedance of the CMOS circuits used.
  • the reset of this module is done in the same way as on the repository module, ie automatically.
  • press the push button (BP 4) if you want to provoke it during the cycle.
  • the reset of the competitive module aims to bring the pin (1 PE) of the 4029 to the high level.
  • the sensors that can be used are a reed contact switch or a fork, reflection, etc. optocoupler.
  • a reed contact switch or a fork, reflection, etc. optocoupler In the upper left part of FIG. 6 is shown a reed contact which closes when approaching a magnet fixed on the movable part of the rower or other system.
  • a sensor type selection switch sends information to a monostable built around the 4001 and a circuit (RC) for adjusting the window, the width of which is very small.
  • This circuit also aims to shape the pulses from the sensor to reduce contact twists and make them conform so that they are accepted by the counting unit.
  • the optocoupler transmits its information through a threshold detector consisting of a transistor, a zener and a resistor. When using this type of optocoupler, this detector is necessary because the voltage VCE (voltage between collector and emitter) saturation of the optocoupler transistor is a few volts at the low level.
  • the device is supplied either with the 220 volt sector, or with a 12 volt battery of 2 to 6 amps / hour.
  • the mains supply includes a transformer with a power of 30 volts / amps.
  • a "220 volt inverter mains / battery relay" relay switches the sector / battery. The regulation is ensured by an integrated regulator 7812 largely sufficient for the consumption of the CMOS circuits constituting the device plus that of the two LEDs. Fig. 8.

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Abstract

L'invention se caractérise par un écran où progressent deux mobiles (diagrammes). Le mobile référentiel évolue en fonction d'un réglage (C1) programmé par une horloge. Il peut être remis à zéro automatiquement ou manuellement (BP1). Il est remis en fonction par (BP2). Le mobile concurrentiel progresse comparativement au précédent par des impulsions issues d'un capteur adapté à l'appareil d'exercice physique et provoquées par les mouvements de celui-ci. Il peut être remis à zéro automatiquement ou manuellement (BP3). On peut régler la fréquence des impulsions du capteur par bouton (C2) en fonction de la vitesse de progression du mobile. L'invention permet un jeu de compétition visuelle pour stimuler l'effort physique sur appareil d'exercice (vélo, rameur, etc.) par un mode interactif et sous forme ludique. Elle permet également une mesure comparative d'effort en étalonnant le mobile référentiel suivant des normes spécifiques.

Description

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DESCRIPTION
1. TITRE : Comparateur visuel par deux mobiles pour stimuler l'exercice physique sur des appareils mécaniques de sport individuel.
2. DOMAINE TECHNIQUE : Matériels de mesure pour exerciseurs sportifs (vélo, rameur d'appartement, etc).
3. TECHNIQUES ANTERIEURES :
Elles sont constituées d'appareils de mesure mécanique (tachymètre) ou électronique donnant des mesures chiffrées sous forme numérique (distance parcourue, vitesse, durée de l'exercice... Ils ne constituent pas d'éléments stimulants pour pratiquer l'exercice physique sur ces appareils.
4. EXPOSE :
L'invention est constituée de deux diagrammes superposés (dénommés "bar-graphs" dans les dessins).
L'un, référentiel permet la progression d'un mobile régi par une horloge. Celle-ci permet de programmer la durée de progression du mobile et donc sa vitesse, pour passer du point 0 (départ) au point d'arrivée (F). Fig. 1. En outre, il possède :
- une remise à zéro automatique,
- une remise à zéro manuelle (BP 1), Fig. 1,
- une remise en fonction (BP 2), Fig. 1. L'autre, concurrentiel permet la progression d'un mobile régi par des impulsions émises par un capteur spécifique à l'appareil d'exercice choisi. La fréquence des mouvements réalisée par le sportif sur le dit appareil d'exercice conditionne donc la vitesse de ce mobile. En outre, il possède : - une remise à zéro manuelle (BP 3), Fig. 1,
- une remise en fonction (BP 4), Fig. 1,
- un réglage de fréquence des impulsions du capteur (C 2), Fig. 1. L'ensemble du système apparaît sous forme d'un boîtier de comparateur visuel d'efforts physiques à la Figure 1 ; on y trouve également :
- un réglage de la fréquence horloge (Cl),
- un sélecteur secteur ou batterie (T), - un témoin lumineux de fonctionnement (t),
- un sélecteur de capteurs (C3),
- l'entrée du capteur (variable suivant l'appareil d'exercice choisi),
- l'alimentation secteur ou batterie, Fig. 8.
SOLUTIONS DE L'INVENTION :
Elle vise à activer la pratique de l'effort physique sur appareils d'appartement (vélo, rameur, etc) par visualisation comparative entre les deux mobiles précédemment décrits et dont le concurrrentiel permet un effet interactif avec l'utilisateur. Mais aussi, par la compétition qu'elle suggère, elle développe la notion de jeu.
Elle permet de mesurer en étalonnant spécifiquement le module référentiel l'effort réalisé par le concurrent.
5. APPLICATIONS INDUSTRIELLES :
Le but est d'utiliser l'invention sous forme de jeux vidéos en perfectionnant le procédé par microprocesseur. L'on peut varier les illustrations des mobiles, leurs mouvements, directions, formes, couleurs et aboutir ainsi à la pratique ludique de l'effort physique. MODE DE REALISATION
L'invention se compose d'un appareil servant à comparer l'effort physique à une référence dont on a programmé le temps. L'indication se fait sur deux diagrammes : l'un pour le référentiel, l'autre pour le concurrentiel. En fait, ce système peut s'appliquer à différents types d'appareils d'exercices physiques.
Le schéma électronique (Fig. 2) se compose pour le module référentiel (Fig. 3 et Fig. 4) d'une horloge dont la fréquence est de quelques hertz. Les signaux carrés issus de cette horloge transitent via un transistor de façon à être inversés avant d'être appliqués à un diviseur de fréquence bâti autour du compteur/diviseur 4040. Ce 4040 a des possibilités de division en puissance de 2 jusqu'à 2** soit par 4096 ; c'est à dire que la fréquence d'entrée dans le diviseur ressort de celui-ci divisée à 2** soit par 4096, ceci est le maximum de ses possibilités. Un commutateur à 12 positions permet d'utiliser ses différentes possibilités. Cette fréquence une fois divisée aboutit à l'entrée de l'horloge d'un compteur 4029 intégré, lequel s'incrémente à chaque impulsion. Ce compteur délivre l'information sous la forme binaire sur 4 bits, qui est décodée par un décodeur/démultiplieur 4514. Ce décodage a pour but d'activer pas à pas les différentes sorties de (S 0) à (S 14) seulement pour l'affichage (S 15) ne servant exclusivement qu'à la RAZ (remise à zéro) du système. Ce décodeur délivre sur chacune de ses sorties un courant de base nécessaire aux transistors (T 1) à (T 14) qui alimentent à leur tour une led ou un groupe de leds. L'alimentation de tous les circuits intégrés doit être découplée par un condensateur de lOnF entre le +12 volts de chaque circuit et la masse, de façon à se protéger des éventuels parasites vue l'impédance d'entrée des circuits utilisés CMOS. Lorsque la (S 15) passe au niveau logique haut, elle active la base d'un transistor (T 16) qui initialise une bascule (SR) (set reset). La sortie de la bascule active un transistor (T 17) qui de ce fait, relie la base du (T 18) à la masse et la sortie reliée à (PE) (pin du compteur) passe au niveau haut mettant ainsi le compteur 4029 à 0. Cette information de RAZ est conservée en mémoire par la bascule (SR) 4044 jusqu'à nouvel ordre, c'est à dire la remise en fonction du référentiel par l'intermédiaire du (BP 2) (bouton poussoir). Le (BP 1) sert à la RAZ manuelle en cours de cycle. La fréquence de l'horloge du référentiel peut être ajustée une fois pour toute par la résistance ajustable ou le condensateur chimique. La division de fréquence permet de modifier le temps à attendre jusqu'à la RAZ.
La description du module concurrentiel (Fig. 5, Fig. 6 et Fig. 7) est exactement la même que celle du référentiel, mise à part l'horloge.
La RAZ de ce module se fait de la même manière que sur le module référentiel, c'est à dire automatiquement. Par contre, si on désire la provoquer pendant le cycle, on appuie sur le bouton poussoir (BP 4). La RAZ du module concurrentiel a pour but de porter au niveau haut la pin (1 PE) du 4029. Pour remettre en fonction le concurrentiel, après une remise à zéro éventuelle, il suffit d'appuyer sur le bouton poussoir (BP 4) ayant pour but de faire un reset sur la bascule (SR) et de porter la pin (1 PE) du 4029 au niveau bas.
Les capteurs utilisables sont un interrupteur à contact reed ou un optocoupleur à fourche, à réflexion, etc. Dans la partie supérieure gauche de la figure 6 est représenté un contact reed se fermant à l'approche d'un aimant fixé sur la partie mobile du rameur ou autre système.
Un commutateur de sélection du type de capteur envoie l'information sur un monostable bâti autour du 4001 et d'un circuit (RC) permettant de régler la fenêtre dont la largeur est très faible. Ce circuit a aussi pour but de mettre en forme les impulsions issues du capteur afin de réduire les rebondissements de contact et de les rendre ainsi conformes pour qu'elles soient acceptées par l'unité de comptage.
L'optocoupleur transmet son information à travers un détecteur de seuil constitué d'un transistor, d'une zéner et d'une résistance. Dans le cas d'une utilisation de ce type d'optocoupleur, ce détecteur est nécessaire car la tension VCE (tension entre collecteur et émetteur) saturation du transistor de l'optocoupleur est de quelques volts au niveau bas. L'appareil est alimenté soit avec le secteur 220 volts, soit avec une batterie de 12 volts de 2 à 6 ampères/heure. L'alimentation secteur comprend un transformateur d'une puissance a 30 volts/ampères. Un relais "220 volts inverseur Relais Secteur/Batterie" fait la bascule secteur/batterie. La régulation est assurée par un régulateur intégré 7812 largement suffisant pour la consommation des circuits CMOS constituant l'appareil plus celle des deux leds. Fig. 8.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif électronique permettant la stimulation visuelle d'une personne effectuant un exercice physique sur un appareil d'appartement et utilisant des moyens d'affichage pour visualiser deux diagrammes représentatifs respectivement des progressions d'un mobile de référence (Réf) et d'un mobile (Conc) asservi à l'effort fourni par la personne au moyen d'un capteur d'impulsions, caractérisé en ce qu'il comporte deux capteurs d'impulsions de types différents et des moyens de sélection (C3) du capteur utilisé, lesdits types différents de capteurs étant choisis de façon à pouvoir adapter ledit dispositif à divers types d'appareils d'appartement.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un premier et un second module électronique de commande d'affichage associés respectivement audit mobile de référence et audit mobile asservi, ledit premier module comportant un générateur d'impulsions d'horloge et ledit second module étant relié audit capteur utilisé par l'intermédiaire desdits moyens de sélection (C3) .
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit second module comporte un premier diviseur de fréquence réglable (C2) relié auxdits moyens de sélection (C3) .
4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit premier module comporte un second diviseur de fréquence réglable (Cl) relié à la sortie dudit générateur d'impulsions d'horloge.
5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdits premier et second modules comportent des moyens de remise à zéro commandables manuellement (BP1, BP3) .
6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ledit premier module comporte des moyens commandables manuellement (BP2) pour la mise en fonctionnement et la remise à zéro automatique en fin de cycle.
7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que ledit second module.comporte des moyens commandables manuellement (BP4) pour la mise en fonctionnement et la remise à zéro automatique en fin de cycle.
PCT/FR1993/000120 1992-02-05 1993-02-05 Comparateur visuel par deux mobiles pour stimuler l'exercice physique sur des appareils mecaniques de sport individuel WO1993015795A1 (fr)

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