Ά l' aide de vibrations

Domaine technique

La présente invention concerne les appareils de rééducation et de musculation destinés à être utilisés en Cabinet médical ou paramédical, hôpitaux, salle de sport ou à domicile et concerne en particulier un appareil de rééducation et de tonification musculaire à l'aide de vibrations.

Etat de la technique

Il existe des appareils disposant d'une plaque vibrante et qui, grâce à des moteurs sous-jacents, génèrent des vibrations unidirectionnelles verticales. Quand un individu se positionne sur la plaque vibrante en fonctionnement, son corps subit un léger déséquilibre déclenchant immédiatement le réflexe myotatique (contractions musculaires réflexes) qui permet ainsi le rééquilibrage. Ce type de travail nécessitant à la fois la perception du mouvement à l'intérieur du corps et déclenchant des actions musculaires d'adaptation est appelé un travail de proprioceptio . Il est très efficace dans la préparation des sportifs et en rééducation car il permet de travailler la capacité du muscle non utilisée dans des exercices où le travail musculaires « réflexe » n' intervient pas.

Il existe des plaques vibrantes disposant d'un amortissement à coussins d'air ajustable de façon précise au poids de chaque utilisateur et dont les vibrations peuvent être adaptées aux besoins de chaque utilisateur. De tels appareils à plaque vibrante sont décrits dans le document WO 2008/129162. Ainsi, des études menées sur diverses populations entraînées par ondes vibratoires selon leur besoin ont prouvé que ce type de travail améliore la densité osseuse, améliore l'équilibre et la mobilité des personnes âgées en plus de l'aide qu'il peut procurer pour l'amélioration des conditions physiques des sportifs et dans beaucoup de cas de rééducation .

Il est bien évident que les résultats précités obtenus par l'utilisation des appareils à plaque vibrante sont dus à un entraînement personnalisé à chaque cas et à chaque besoin. L'appareil peut être programmé sur la durée et l'intensité des vibrations ; mais dans la plupart des cas son utilisation personnalisée nécessitera l'avis d'un expert tel qu'un kinésithérapeute .

L'inconvénient principal de tels appareils à plaque vibrante tient au fait qu' ils ne font pas travailler la partie supérieure du corps et en particulier les bras et les épaules.

Le document WO 2008/085058 décrit des appareils avec des cordes munies de sangles à leur extrémité et avec lesquelles l'utilisateur est relié par une partie de son corps, par exemple les mains. Un système de moteurs vibrants enserre les cordes de façon à transmettre les vibrations aux cordes et ainsi jusqu'à l'utilisateur et selon sa position, aux bras.

De tels systèmes présentent plusieurs inconvénients. D'une part, les vibrations se font uniquement selon une direction, celle de la corde. D'autre part, les vibrations transmises par un tel appareil sont uniformes lorsque l'utilisateur utilise son poids pour tendre les cordes. Par conséquent, l'effet bénéfique des vibrations n'est plus transmis à l'utilisateur si celui-ci ne tend pas correctement la corde. Si l'utilisateur effectue un mouvement avec les bras, les vibrations transmises à l'utilisateur auront une amplitude fluctuante si la force de traction exercée par l'utilisateur sur la corde n'est pas constante. Donc, l'entraînement avec un tel dispositif ne peut pas être contrôlé et les résultats encore moins garantis si l'utilisateur effectue des mouvements pendant son exercice. Par conséquent, ce type d'appareil ne peut pas servir d'appareil de rééducation selon un protocole précis.

Exposé de l'invention

C'est pourquoi, le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités en fournissant un appareil disposant d'une plaque vibrante et de moyens pour faire travailler l'ensemble des muscles de la partie haute du corps de façon uniforme et dans toutes les directions.

L'objet de l'invention est donc un appareil de musculation et de rééducation comprenant un dispositif vibrant, au moins un bras rigide fixé au dispositif vibrant, au moins un moyen de préhension tel qu'une poignée destinée à être saisie par un utilisateur, fixé sur le bras rigide de façon coulissante, les vibrations produites par le dispositif vibrant étant transmises au moyen de préhension et à l'utilisateur par l'intermédiaire du bras rigide. Le dispositif vibrant comprend au moins un moteur vibrant produisant des vibrations dans au moins une des trois directions de l'espace et une plaque vibrante rigide, indéformable et solidaire des parties fixes de l'appareil et sur laquelle le ou les moteurs et le ou les bras rigides sont fixés de façon à rendre solidaires le ou les moteurs et le ou les moyens de préhension par l'intermédiaire de la plaque vibrante.

Description brève des dessins

Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels :

la figure 1 représente une vue de face de l'appareil selon l' invention ;

la figure 2 représente une vue en coupe du dispositif vibrant de l'appareil selon l'invention ; la figure 3 représente un moteur vibrant à masselotte vu en coupe utilisé dans l'appareil selon l'invention ;

la figure 4 représente une vue du dessus de l'appareil selon l'invention ;

la figure 5 représente la plaque vibrante de l'appareil composée d'une plaque fixe et d'une plaque mobile ;

la figure 6 représente une coupe du moyen de serrage de la plaque mobile sur la plaque fixe ; et

la figure 7 représente une vue en perspective d'une variante de l'appareil selon l'invention.

Description détaillée de l'invention

En référence à la figure 1, l'appareil selon l'invention comporte un dispositif vibrant 20 monté sur un axe vertical 12 fixé à un pied 11 posé au sol. L'axe 12 est dans la direction de l'axe Z des figures. Le dispositif vibrant 20 est monté sur l'axe 12 par une liaison coulissante permettant de faire coulisser verticalement le dispositif vibrant le long du pied 12 et ainsi de le régler à la taille de l'utilisateur. Des moyens de fixation rapide ou des moyens commandés tels qu'un vérin électrique permettent d' immobiliser le dispositif vibrant le long de l'axe 12. L'axe vertical 12 est équipé d'une articulation 22 qui permet une rotation de la partie située au-dessus de l'articulation dans un plan vertical (Y, Z) schématisé par le plan de la feuille dans la vue de face de la figure 1. L'articulation 22, qui peut être libre ou motorisée, est une liaison de type liaison pivot mais pourrait aussi être une liaison rotule afin d'autoriser une rotation dans tout l'espace.

D'autre part, le dispositif vibrant 20 pivote autour d'un axe aligné sur l'axe X des figures, ce qui permet de régler sa position, en fonction de l'exercice recherché, selon un angle maximal de 90° par rapport à la position horizontale, soit un angle total de 180°. La liaison pivot qui autorise cette rotation est placée entre la liaison coulissante le long de l'axe 12 et le dispositif vibrant. Cette liaison peut être bloquée ou laissée libre. Le mouvement de rotation obtenu grâce à cette liaison pivot se fait dans un plan vertical (Y, Z) schématisé par le plan de la feuille dans la vue de face de la figure 1.

Pour des raisons esthétiques et pratiques, le dispositif vibrant 20 comporte un capot 21. Le capot 21 peut être de forme circulaire, carrée, rectangulaire, etc. Sur l'extérieur du capot sont placées une commande électrique 18 permettant la mise sous tension de l'appareil et une interface utilisateur 19 munie de préférence d'un dispositif d'affichage et de boutons de commande. L'interface utilisateur est reliée à une unité de contrôle 30 fixée au capot 21. L'unité de contrôle permet de multiples fonctions, en particulier permet de programmer le fonctionnement de l'appareil, dans sa durée, son type, son intensité et sa fréquence. En effet, l'entraînement peut comporter des plages de travail entrecoupées de pauses pendant lesquelles l'appareil s'arrête de vibrer complètement. Par l'interface, l'utilisateur peut également visualiser, mémoriser et contrôler ses séances d'entraînement.

Deux bras 13 et 14 sont fixés de façon rigide sur le dispositif vibrant 20. Les deux bras 13 et 14 sont sur le même plan schématisé sur la figure par le plan horizontal (X, Y) . Les deux bras 13 et 14 comportent chacun une articulation 23 et 24 leur permettant de se plier dans le plan horizontal. Chaque articulation 23 et 24 dispose d'un moyen de rappel (non montré) qui tend à maintenir l'articulation dépliée. Les bras 13 et 14 de l'appareil au repos sont donc dépliés de façon à ce que pour chaque bras, la partie située avant l'articulation se trouve alignée avec la partie située après l'articulation. Les deux bras 13 ou 14 disposent respectivement d'une poignée 16 ou 17 fixée de façon coulissante le long des bras pour transmettre les vibrations produites par le dispositif vibrant au moyen de préhension et donc à l'utilisateur. Un moyen de fixation rapide permet d'immobiliser ou de libérer la poignée sur le bras et de régler ainsi sa position sur le bras selon la morphologie et l'envergure de l'utilisateur de chaque utilisateur. A noter que l'appareil pourrait comporter qu'un seul bras 13 ou 14.

En référence à la figure 2 qui représente l'appareil selon l'invention vu en coupe, le capot dissimule au moins un moteur vibrant 32 de préférence de type moteur magnétique. Un câble électrique 37 relié au secteur permet d'alimenter électriquement le ou les moteurs.

En référence à la figure 3, chaque moteur vibrant comporte au moins une masselotte 31. Lorsque le moteur est en rotation, le centre de gravité de la ou des masselottes est déporté par rapport à l'axe de rotation du moteur, ce qui produit des vibrations dont la fréquence est égale à la fréquence de rotation du moteur. Le moteur vibrant 32 et les autres moteurs vibrants sont fixés de façon rigide à une plaque vibrante 34 placée sous le capot 21. Les deux bras 13 et 14 sont également fixés à la plaque 34 par des moyens de fixation rigides 15 qui traversent le capot 21. Les moyens de fixation 15 peuvent être par exemple une soudure ou une liaison vissée ou tout autre moyen permettant de solidariser les bras 13 et 14 à la plaque 34. Les moyens de fixation 15 passent par des orifices pratiqués dans le capot afin qu'ils soient directement fixés sur la plaque sans être en contact avec le capot. Ainsi, les vibrations créées par le moteur sont directement transmises aux bras 13 et 14 par l'intermédiaire de la plaque 34.

La plaque vibrante 34 est fixée de façon rigide au châssis du moteur 32 par une vis 33. De la sorte, la plaque vibrante 34 est soumise à une vibration ayant pour fréquence la fréquence de rotation du moteur 32.

La plaque vibrante 34 comporte une ou deux plaques d'acier d'une épaisseur comprise entre 1cm et 2cm. A noter que, d'une part, la plaque vibrante a une épaisseur suffisante de façon à la rendre rigide et indéformable, produire des vibrations uniformes et aussi éviter sa déformation sous l'effet des accélérations au démarrage, et que, d'autre part, la plaque vibrante est rendue solidaire des parties fixes de l'appareil, et en particulier du pied 11 et de l'axe 12.

La plaque 34 est fixée au capot 21 par des moyens de fixation de type tige et vis. Une pièce constituée d'un matériau souple est placée entre le moyen de fixation de la plaque et le capot et de préférence sur le moyen de fixation. Cette pièce sert à absorber les vibrations provenant du moteur 32. Cette pièce est de préférence en caoutchouc mais peut-être d'un autre matériau répondant à des critères d'élasticité et d'amortissement des vibrations qu'il reçoit. Cette pièce permet d' isoler les vibrations afin que celles-ci soient principalement dans la plaque et dans les bras. Le capot est ainsi isolé en quelque sorte des vibrations.

En référence à la figure 4, l'appareil est représenté selon une vue de dessus. Le pied 11 a la forme d'un croissant de façon à libérer la place au sol à l'emplacement où l'utilisateur se tient debout tout en offrant une assise convenant à la stabilité de l'appareil. Les bras 13 et 14 sont cintrés vers l'avant de manière à pouvoir être saisis plus facilement par l'utilisateur.

Comme il a été mentionné précédemment, la plaque vibrante peut être mise en vibration au moyen d'un moteur vibrant ou de plusieurs moteurs vibrants. Lorsqu'il y a un seul moteur vibrant, on a vu ci-dessus que la masselotte déportait le centre de gravité à chaque rotation du moteur. Ce qui revient à dire que la direction de la vibration subit une rotation de 360° à chaque tour. Par conséquent, la vibration obtenue est une vibration multidirectionnelle dans un plan, par exemple dans le plan X, Z ou dans le plan X, Y selon que le moteur est en position horizontale ou en position verticale. Si on désire n'avoir des vibrations que dans une seule direction, par exemple X, il faut prévoir la présence de 2 moteurs dont les axes de rotation sont parallèles et parallèles à la plaque vibrante et tournant en sens inverse. Lorsque les masselottes des 2 moteurs sont rapprochées ou à l'opposé l'une de l'autre, leurs effets s'annulent. Lorsque les moteurs ont tourné de 90°, les effets des masselottes s'additionnent. A noter que si l'on désire obtenir des vibrations de façon indépendante dans chacune des directions X, Y ou Z, la présence des 3 couples de moteurs tournant en sens inverse est nécessaire.

Selon un mode de réalisation préférentiel, l'appareil ne met en œuvre qu'un seul moteur dont l'axe de rotation est parallèle à la plaque vibrante. Le moteur peut être placé soit en position horizontale pour obtenir des vibrations multidirectionnelles dans le plan X, Z, soit en position verticale pour obtenir des vibrations multidirectionnelles dans le plan X, Y. A noter que pour obtenir des vibrations multidirectionnelles dans le plan Y, Z, il faut prévoir soit un moteur dont l'axe est perpendiculaire à la plaque vibrante, soit un mécanisme de rotation de la plaque vibrante de façon à faire tourner celle de 90°.

Le mode de réalisation ci-dessus peut être mis en œuvre de deux façons. Une première façon consiste à avoir deux moteurs vibrants fixés à la plaque vibrante, l'un en position horizontale et l'autre en position verticale, l'activation de chacun des moteurs pouvant être commandée indépendamment l'un de l'autre.

Selon une deuxième façon, la plaque vibrante comporte deux plaques d'acier superposées et pouvant être rendues solidaires l'une de l'autre. En référence aux figures 5 et 6, une plaque 40 est fixe alors qu'une plaque 42 est mobile par rapport à la plaque 40. Le moteur vibrant 32 est fixé sur la plaque mobile 42. Celle-ci peut subir une rotation de 90° autour d'un axe 44 solidaire de la plaque fixe 40 grâce à deux gorges 46 et 48 situées dans la plaque mobile. Comme le montre la figure 6 qui est une vue en coupe A - A d'une partie de la figure 5, une vis 50 solidaire de la plaque fixe 40 coulisse dans la gorge 46 (de même pour une vis 51 dans la gorge 48) lorsque les deux plaques 40 et 42 sont désolidarisées. Dans ce cas, la plaque mobile 42 peut subir une rotation de 90° autour de l'axe 44 de manière à ce que la vis 50 passe de l'extrémité inférieure de la gorge 46 à son extrémité supérieure (réciproquement pour la vis 51 dans la gorge 48) . Lorsque cette opération a été effectuée, le moteur 32 est passé de la position horizontale à la position verticale.

Comme illustré sur la figure 6, une équerre de serrage 52 fixée à la plaque fixe 40 par des vis 54 a sa partie supérieure qui se trouve entre la tête de la vis 50 et la plaque mobile. Une poignée de serrage de tour 56 placée à demeure permet de serrer l' équerre de serrage 52 contre la plaque mobile 42 et donc de rendre solidaires les 2 plaques, ou de la desserrer et donc de désolidariser les 2 plaques et permettre ainsi la rotation de 90° de la plaque mobile par rapport à la plaque fixe. A noter que la vis 51 comporte également à son extrémité une poignée de serrage de tour (non montrée) placée à demeure, le serrage étant effectué en utilisant les deux poignées de serrage.

Avant chaque utilisation de l'appareil, celui-ci est réglé à la taille de l'utilisateur grâce à la liaison coulissante du dispositif vibrant 20 sur l'axe 12. L'appareil est mis en tension par l' actionnement de l'interrupteur 18 illustré sur la figure 1. L'utilisateur se place dos à l'appareil et saisit les deux poignées 16 et 17 de façon à adopter une position les bras en croix tendus et écartés, de faire travailler ses muscles en chaîne musculaire ouverte. Toutefois, il est toujours possible à l'utilisateur de travailler en chaîne musculaire fermée en pliant les bras grâce aux articulations 22 et 23.

A noter que pendant l'exercice, l'utilisateur peut travailler en statique, auquel cas il a le dos plaqué contre l'appareil, ou en dynamique s'il fait des efforts pour se détacher de l'appareil le plus possible vers l'avant.

Selon le programme d'entraînement que l'utilisateur ou son entraîneur aura choisi, le dispositif se met en route pour un certain temps et les vibrations du moteur sont transmises aux bras 13 et 14 jusqu'aux bras de l'utilisateur.

A noter que des capteurs de force peuvent être installés sur chacun des bras 13 ou 14 de l'appareil pour doser, en plus ou en moins, et mesurer le travail sur les épaules de l'utilisateur, selon la pathologie à traiter ou les résultats à obtenir ou pour faire progresser le traitement.

Le programme d'entraînement est défini en entrant au préalable un certain nombre de données dans l'appareil grâce à l'interface utilisateur. Ces données peuvent être enregistrées afin de constituer un programme d' entraînement réutilisable. Les données entrées sont principalement la durée du travail (durée pendant laquelle les vibrations sont maintenues) et éventuellement la durée des pauses entre les plages de travail, l'intensité et la fréquence des vibrations.

L'utilisateur peut utiliser l'appareil selon l'invention en débloquant l'articulation du dispositif vibrant sur l'axe 12 ainsi que l'articulation 22 de l'axe 12 lui-même de façon à laisser libres les rotations que ces articulations permettent. Dans ce cas, l'utilisateur peut effectuer toutes sortes de mouvements tout en maintenant les poignées. Par exemple, il peut effectuer les mouvements du joueur de tennis, du golfeur, etc .

A noter que l'appareil selon l'invention peut être équipé d'une télécommande permettant de piloter l'appareil à distance . Selon une variante, le dispositif vibrant de l'appareil selon l'invention peut être directement fixé au mur. Dans ce cas l'appareil est le même que celui décrit dans le mode de réalisation préféré de l'invention excepté qu'il ne comporte ni axe 12 ni pied 11.

En référence à la figure 7, l'appareil selon l'invention peut être avantageusement adapté sur le socle d'une plaque vibrante 60 du type de celle décrite dans la demande de brevet international WO 2008/129162. Dans ce cas, l'axe 12 de l'appareil selon l'invention est adapté sur le socle de la plaque vibrante à la place du mât de la plaque vibrante.

Une telle plaque vibrante 60 dispose d'un amortissement à coussins d'air ajustable de façon précise au poids de chaque utilisateur. Un réservoir d'air permet de maintenir la pression de l'air dans les coussins d'air à une valeur prédéterminée. Des vibrations identiques sont produites dans toute la plaque vibrante qui est soumise à un mouvement alternatif vertical tout en restant horizontale avec une amplitude comprise entre 1mm et 3mm. En outre, on peut augmenter et diminuer alternativement la pression dans les coussins d' air de façon à provoquer un mouvement oscillant et tournant de la plaque vibrante.