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APPAREIL DE MOBILISATION CORPORELLE GLOBALE
ET UTILISATION D'UN TEL APPAREIL
La présente invention concerne un appareil de mobilisation corporelle
globale d'un sujet humain, c'est-à-dire un appareil permettant de mettre en
mouvement le tronc, les membres et les articulations du sujet, ainsi qu'une
utilisation d'un tel appareil.
Ce genre d'appareil est destiné, préférentiellement mais non
exclusivement, à être utilisé sous la supervision d'un kinésithérapeute qui
détermine les mouvements de mobilisation générés par l'appareil.
De récentes études en neurophysiologie révèlent que l'efficacité des soins
de kinésithérapie ou d'ostéopathie, pratiqués par exemple sur >un sujet
blessé,
une personne vieillissante ou un sujet sain, ou encore sur un pratiquant de
sports de haut niveau, est liée à la stimulation des capacités neuro-
biomécaniques du sujet. En effet, pour se tenir debout et commander son corps,
l'être humain reçoit des informations par différents capteurs, notamment des
capteurs articulaires, vestibulaires, visuels, cutanés, etc. Le cerveau traite
ces
informations en les comparant à des modèles internes, innés et acquis, en
fonction desquels l'être humain ajuste ses réponses corporelles. Cependant,
ces
modèles internes sont parfois insuffisamment affûtés pour répondre à des
situations nouvelles, certains de ces modèles pouvant avoir été perdus ou
n'avoir jamais été acquis par l'entraînement. On comprend que de la richesse
de
ces modèles dépend la capacité du sujet à s'adapter aux difficultés de
l'environnement dans lequel il se déplace et/ou il agit. En outre, pour que
les
ordres de contrôle des mouvements du corps du sujet par son cerveau soient
efficaces, les articulations du sujet doivent être fonctionnellement réactives
et les
muscles qui sous-tendent ces articulations doivent être forts et flexibles.
Cependant, une partie des compétences motrices du sujet peut être perdue,
notamment suite à un accident, lors de son vieillissement, lorsqu'il adopte
des
postures de travail inadaptées ou lorsqu'il souffre de surtension nerveuse.
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On comprend ainsi que la récupération ou l'entraînement des
compétences neuro-biomécaniques du sujet nécessitent des stimulations et des
simulations conjointes, aussi complètes et variées que possible, de ses
fonctions
musculo-articulaires et de ses capacités de neuro-vigilance.
Les appareils permettant une telle récupération ou un tel entraînement
sont aujourd'hui pratiquement inexistants. Les quelques appareils disponibles
sont en général constitués d'une plateforme motorisée, qui à la fois repose et
oscille sur un pivot central d'appui, comme dans US-A-2,827,894 et US-
4,313,603. Les mouvements de ces plateformes provoquent un déséquilibre du
corps du sujet se tenant sur la plateforme et induisent ainsi des réactions
corporelles de sa part. Cependant, en pratique, comme tous les mouvements de
mobilisation générés par ces appareils sont centrés sur leur pivot central
d'appui,
le corps du sujet n'est pas ou que faiblement déséquilibré : lors des
mouvements
de l'appareil, le polygone de sustentation du corps du sujet, c'est-à-dire la
surface virtuelle comprise entre les points d'appui des pieds du sujet se
tenant
debout sur la plateforme et à l'intérieur de laquelle doit se projeter le
centre de
gravité du corps du sujet pour que ce dernier ne soit pas totalement
déséquilibré
et chute, reste centré sur le pivot central d'appui. Autrement dit, l'axe
sagittal du
corps du sujet reste globalement dans le prolongement du pivot central
d'appui,
ce qui ne permet qu'une réaction corporelle modérée, et toujours du même type.
En outre, le poids du sujet et les efforts qu'il produit pour ne pas chuter
sont
encaissés en totalité par le pivot central d'appui, ce qui oblige, pour
limiter les
risques de casse, à fabriquer ce dernier sous une forme particulièrement
résistante; notamment sous forme d'un joint de cardan. La force motrice
nécessaire à l'entraînement de la plate-forme doit alors être dimensionnée en
conséquence, ce qui se traduit par un appareil particulièrement lourd et
encombrant.
US-A-5,813,958 propose également un appareil à plateforme motorisée
oscillante, qui, dans certaines formes de réalisation, intègre un plateau de
support du sujet, présentant une inclinaison pré-fixée de sorte que le centre
de
ce plateau se trouve excentré d'une distance fixe par rapport à l'axe vertical
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autour duquel tourne le plateau. En service, le déséquilibre du sujet est plus
important qu'avec tes appareils mentionnés ci-dessus, mais du fait de la
fixité de
l'inclinaison du plateau, liée à la structure même de l'appareil, les
mouvements
de mobilisation générés présentent une cinématique figée et donc peu efficace
et peu performante, dans le sens où le sujet tient rapidement compte de
l'excentration fixe du plateau pour retrouver rapidement son équilibre et
neutraliser la stimulation neuro-biomécanique fournie par l'appareil en
anticipant
les caractéristiques de cette stimulation. En outre, la structure de
l'appareil
s'avère particulièrement lourde et encombrante, en raison de l'interposition
entre
le châssis de l'appareil et son plateau d'un disque rotatif sur lequel le
plateau
prend appui pour être incliné de manière pré-fixée.
Le but de la présente invention est de proposer un appareil de
mobilisation corporelle globale qui, tout en étant fiable, léger et peu
encombrant,
permet à la fois de déséquilibrer le sujet et de déplacer significativement le
polygone de sustentation et les centres de pression instantanés du corps du
sujet, de manière efficace et contrôlée, afin d'agir sur le corps suivant des
mouvements élaborés, à même de renforcer ou d'entretenir les compétences
neuro-biomécaniques du sujet.
Grâce à l'appareil selon l'invention, le centre du polygone de sustentation
et les centres de pression instantanés du corps d'un sujet peut être écarté
transversalement de l'axe fixe défini par l'appareil : lorsque le sujet se
tient,
notamment debout, sur le plateau, son polygone de sustentation est globalement
centré sur la zone centrale du plateau, alors que cette dernière est prévue
pour
pouvoir être excentrée par rapport à l'axe fixe. Cette excentration du plateau
s'accompagne d'une inclinaison de ce dernier, commandée par les moyens
périphériques d'appui dont est muni le plateau, ce qui provoque le
déséquilibre
du sujet et la sollicitation de ses capacités neuro-biomécaniques, comme
expliqué ci-dessus. En service, lorsque le plateau est entraîné de manière
excentrée autour de l'axe fixe, le corps du sujet est mobilisé par une force
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centrifuge, selon une direction circonférentielle couplée à une mobilisation
linéaire parallèlement au plan du plateau, liée à l'inclinaison de ce dernier.
Autrement dit, l'appareil selon l'invention produit des mouvements contrôlés
de
son plateau qui déséquilibrent le sujet, en provoquant un déplacement
circonférentiel et en translation latérale du polygone de sustentation et des
centres de pression instantanés du corps du sujet.
L'effet centrifuge de ce déplacement s'applique en particulier sur tous les
éléments corporels qui composent la poutre cylindrique constituée de
l'ensemble
tronc/abdomen. La réaction à cette force centrifuge est un puissant effort de
restauration centripète par l'ensemble de tous les muscles du corps.
L'appareil selon l'invention réalise ainsi une action neuro-biomécanique
adaptée à la complexité articulaire, musculaire et informationnelle du corps
du
sujet, pour lui rendre, autant que possible, tout son potentiel dynamique ou
pour
le pousser dans ses limites neuro-motrices d'ajustement. En pratique,
l'appareil
engendre différents types d'actions, telles que des actions vestibulaires,
articulaires, cutanées, posturales, musculaires, neurologiques, génito-
pelviennes, etc. En effet, selon les réglages des moyens motorisés et selon la
posture du sujet sur le plateau, diverses zones du corps sont mobilisées de
manière coordonnée, voire tout le corps. Lorsque le sujet se tient par exemple
debout sur le plateau, on peut mobiliser ses jambes seules, ses jambes et son
tronc, ou ses jambes, son tronc et ses bras. Selon le recrutement musculaire
commandé, la mobilisation corporelle s'accompagne d'un brûlage calorique
significatif. De manière plus générale, sur l'appareil, le corps du sujet
n'est pas à
considérer comme un objet rigide et stable : au contraire, ce corps est
déformable et comporte un grand nombre d'articulations qui sont autant de
degrés de liberté à maîtriser pour maintenir le contrôle postural et pour
obtenir
une orientation spatiale variable et complexe. Les activités posturo-
cinétiques
effectuées par le sujet sur l'appareil vont assurer la coordination des divers
éléments articulés de son corps : en réponse aux mouvements du plateau, le
sujet met en place une stratégie posturale, c'est-à-dire un plan d'action
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coordonné entre les différentes parties de son corps impliquées dans.
l'activité,
dans le but de maintenir ou de récupérer une attitude posturale efficiente.
En outre, en service, le poids du sujet et les efforts de mobilisation qu'il
génère sont encaissés par les moyens périphériques d'appui, autrement dit en
5 périphérie du
plateau, dans une zone relativement étendue où, par exemple,
plusieurs points d'appui peuvent avantageusement être prévus, tandis que les
moyens de portée correspondants sont portés fixement par le châssis, sans
devoir interposer un composant mobile additionnel entre le plateau et le
châssis.
La fiabilité et la robustesse de l'appareil sont ainsi remarquables. De plus,
comme la périphérie du plateau supporte les efforts les plus élevés, les
moyens
d'entraînement sont avantageusement prévus pour produire et transmettre
essentiellement, voire exclusivement, les efforts moteurs de déplacement du
plateau. La force motrice nécessaire n'a pas à être surdimensionnée, ce qui se
traduit par un faible encombrement des moyens d'entraînement du plateau.
L'Invention a également pour objet une utilisation d'un appareil de
mobilisation tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on règle, de
manière
combinée ou dissociée, à la fois l'amplitude d'excentration du plateau par
rapport
à l'axe fixe et la vitesse d'entraînement en rotation du plateau autour de cet
axe
fixe.
Cette utilisation repose sur la présence de moyens de commande
adaptés pour régler l'appareil de manière appropriée, appartenant à
l'appareil.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va
suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux
dessins
sur lesquels :
- la figure I est une vue schématique en perspective d'un appareil
selon l'Invention, sur lequel un sujet est en train d'être mobilisé ;
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- la figure 2 est une vue schématique de dessus de la partie basse
de l'appareil, selon la flèche II à la figure 1, en l'absence du plateau de
cet
appareil ;
- la figure 3 est une section schématique selon la ligne
de la
figure 2, avec le plateau de l'appareil ;
- la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, suivant une autre
configuration de fonctionnement de l'appareil ;
- la figure 5 est une vue à plus grande échelle du détail V à la
figure 3;
- la figure 6 est un schéma en perspective du plateau de l'appareil,
associé à une forme géométrique fictive permettant de comprendre la
cinématique de fonctionnement du plateau ;
- la figure 7 est une vue schématique en élévation d'une partie de
l'appareil selon la flèche VII indiquée à la figure 3 ;
- les figures 8 et 9 sont des schémas illustrant des trajectoires du
centre du plateau vu selon la même direction d'observation qu'à la figure 2,
pour
diverses configurations de fonctionnement de l'appareil ;
- la figure 10 est une vue analogue à la figure 2, illustrant une
variante de réalisation de l'appareil selon l'invention ;
- la figure 11 est une section partielle selon la ligne XI-XI de la
figure 10;
- les figures 12 et 13 sont des vues respectivement analogues aux
figures 8 et 9, pour l'appareil des figures 10 et 11 ;
- les figures 14 et 15 sont des vues respectivement analogues aux
figures 12 et 13, pour un réglage différent de l'appareil ;
- les figures 16 à 18 sont des schémas illustrant un autre mode de
réalisation d'un appareil selon l'invention, la figure 16 correspondant à une
vue
de dessus analogue à celle de la figure 2, tandis que la figure 17 correspond
à
une section selon la ligne XVII-XVII de la figure 16 et que la figure 18,
analogue
à la figure 17, illustre l'appareil dans une configuration de fonctionnement
différente de celle de la figure 17.
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Sur les figures 1 à 7 est représenté un appareil 1 de mobilisation
corporelle d'un sujet 2, destiné à mettre en mouvement les membres et les
articulations du sujet. L'appareil 1 est destiné à être utilisé sous la
supervision
d'un kinésithérapeute ou d'un professionnel de santé analogue, afin que ce
dernier détermine les mouvements de mobilisation imposés au sujet par
l'appareil. En pratique, l'appareil 1 est utilisé dans un cabinet médical de
kinésithérapie ou d'ostéopathie, ou plus généralement dans un centre de soins,
par exemple dans une maison de retraite ou un institut de thalassothérapie. En
variante, le sujet peut utiliser de manière autonome l'appareil 1, notamment à
des fins d'exercices physiques, l'appareil étant alors mis à disposition dans
une
salle de fitness ou analogue.
L'appareil 1 comporte un châssis 10 d'appui sur le sol S. Par commodité,
la suite de la description est orientée par rapport au sol, de sorte que le
terme
vertical désigne une direction sensiblement perpendiculaire au sol S, tandis
que le terme horizontal désigne une direction sensiblement perpendiculaire
à
la verticale ainsi définie. De même, les termes bas et inférieur)>
désignent
une direction dirigée vers le sol, tandis que les termes haut et
supérieur
désignent une direction de sens opposé.
Le châssis 10 comprend une structure essentiellement tubulaire qui, vue
de dessus comme à la figure 2, présente une forme globalement hexagonale,
avec six montants rectilignes élémentaires 12, qui s'étendent dans un même
plan. Ces montants reposent sur le sol par l'intermédiaire de pieds 14,
répartis
suivant la périphérie du châssis. A leur extrémité libre, chacun de ces pieds
14
est avantageusement muni d'une vis de réglage 15 (figure 1), permettant
d'adapter le châssis 10 à d'éventuelles irrégularités du sol S, de sorte que
les
montants 12 s'étendent, autant que possible, à l'horizontale. Deux des
montants
12, opposés l'un à l'autre, sont rigidement reliés par une traverse
horizontale 16
le long de laquelle est agencé un groupe moteur 18. Ce groupe 18 comprend,
d'une part, un moteur électrique 20 dont le boîtier externe 22 est rapporté
fixement à la traverse 16 et, d'autre part, un étage moto-réducteur 24, monté
en
sortie du moteur 20 et dont l'arbre de sortie 26 s'étend verticalement, dans
la
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zone centrale de la forme hexagonale des montants 12. Sous la commande du
groupe 183 l'arbre 26 est prévu pour tourner sur lui-même autour de son axe Z-
Z,
comme indiqué par la flèche R. L'appareil 1 comporte des moyens, non
représentés, d'alimentation électrique et de commande variable du moteur 20.
A son extrémité libre supérieure, l'arbre 26 est solidarisé à une barre
rectiligne horizontale 30. L'extrémité supérieure de l'arbre 26 est par
exemple
emmanchée ou vissée dans un orifice correspondant de la barre 30, de sorte
que l'arbre et la barre sont liés cinématiquement l'un à l'autre. Autrement
dit,
lorsque l'arbre 26 tourne autour de son axe Z-Z, la barre 30 tourne également
autour de cet axe, suivant le mouvement rotatif R.
La barre 30 s'étend de part et d'autre de l'arbre 26. A une de ces
extrémités longitudinales, la barre 30 porte un moteur électrique 32 dont le
boîtier externe 34 est fixé à la barre 30 et dont l'arbre de sortie 36 agit
sur un
chariot 38 monté à coulissement le long de la barre 30. Le moteur 32 est
alimenté depuis le moteur 203 par l'intermédiaire d'un collecteur 28 agencé
autour de l'arbre 26 et permettant de réaliser des connexions électriques
entre
des contacts fixes du groupe moteur 18 et des contacts rotatifs associés au
moteur 32. Du courant électrique peut ainsi circuler, via ce collecteur, du
moteur
jusqu'au moteur 32, y compris lorsque la barre 30 tourne autour de l'axe Z-Z.
20
L'appareil 1 comprend également des moyens, non représentés, de
commande variable du moteur 32.
Le chariot 38 est, sous la commande de l'arbre de sortie 36 du moteur
32, déplaçable suivant un mouvement de translation horizontale T, le long de
la
barre 30 qui forme ainsi une glissière, entre deux positions extrêmes
respectivement représentées sur les figures 3 et 4. Des détecteurs de fins de
course sont avantageusement prévus le long de la barre 30 et connectés aux
moyens de commande du moteur 32.
Le chariot 38 porte une tige rectiligne verticale 40 dont la partie basse
est solidarisée fixement au chariot. L'axe Z-Z' de cette tige 40 s'étend ainsi
parallèlement à l'axe Z-Z de l'arbre 26, tout en étant déplaçable par rapport
à cet
axe Z-Z suivant le mouvement de translation horizontale T. Dans sa position
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extrême de la figure 3, le chariot 38 positionne l'axe Z'-Z' à distance de
l'axe Z-Z,
avec un écartement horizontal d'excentration noté e à la figure 3. Dans sa
position extrême de la figure 4, le chariot 38 est disposé à l'aplomb de
l'arbre 26,
de sorte que les axes Z-Z et Z'-Z' s'étendent verticalement dans le
prolongement
l'un de l'autre. Entre ces deux positions extrêmes, l'excentration de l'axe Z'-
Z'
par rapport à l'axe Z-Z est variable, selon la position du chariot 38 le long
de la
barre de glissière 30, sous la commande du moteur 32, entre une valeur
maximale correspondant à l'écartement précité e pour la position du chariot de
la
figure 3 et une valeur nulle pour la position du chariot de la figure 4.
En service, lorsque l'arbre 26 tourne sur lui-même autour de son axe Z-
Z, la tige 40 est donc entraînée en rotation autour de cet axe Z-Z, en étant
soit
excentrée par rapport à cet axe lorsque l'excentration de l'axe Z'-Z' est non
nulle,
soit dans le prolongement vertical de l'arbre 26 lorsque cette excentration
est
nulle. Dans ce dernier cas, la tige 40 tourne alors sur elle-même, autour de
son
axe Z'-Z' confondu avec l'axe Z-Z.
L'appareil de mobilisation 1 comporte en outre un plateau 44 présentant
une forme globale de disque, définissant un axe central de révolution 44A,
ainsi
que des faces supérieure 44B et inférieure 44C sensiblement planes.
Dans sa partie centrale, le plateau 44 délimite un orifice 46 centré sur
l'axe 44A et dont le débouché sur la face inférieure 44C est entouré par une
bride annulaire 48 venue de matière avec le reste du plateau 44.
Le plateau 44 est adapté pour être assemblé au chariot 38, en
introduisant par le bas la tige 40 dans l'orifice 46, avec interposition d'une
rotule
50 représentée plus en détail à la figure 5. Cette rotule 50 comporte, d'une
part,
une noix extérieure 52, immobilisée dans la bride 48 par un couvercle boulonné
49, et, d'autre part, une noix intérieure 54 délimitant un alésage interne de
section transversale complémentaire à celle de la tige 40. De manière connue
en
soi, les noix extérieure et intérieure s'articulent l'une dans l'autre, par
coopération de surfaces respectives hémisphériques permettant à la noix
intérieure de librement pivoter dans toutes les directions par rapport à la
noix
extérieure, avec des débattements maximaux prédéterminés. De la sorte,
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lorsque le plateau 44 est rapporté autour de la tige 40, ce plateau peut
librement
pivoter autour de la noix intérieure 54 de la rotule 50.
Dans sa périphérie extérieure, le plateau 44 est muni, de manière fixe,
de cinq pieds 60 s'étendant en saillie vers le bas depuis sa face inférieure
44C,
5 comme représenté schématiquement à la figure 6. Les pieds 60 sont
destinés à
prendre appui sur le châssis 10 lorsque le plateau est rapporté autour de la
tige
40, de sorte que le poids du plateau est, au moins pour l'essentiel, voire
exclusivement, supporté par le châssis par l'intermédiaire des pieds 60,
tandis
que la face inférieure de la rotule 50 n'est appuyée contre aucun des éléments
10 situés sous la zone centrale du plateau, notamment le chariot 38.
Chaque pied 60 s'étend globalement suivant une direction parallèle à
l'axe 44A et comprend, à son extrémité inférieure, un patin de glissement 62
solidarisé fixement au pied, par exemple par emmanchement et/ou vissage.
Chaque patin 62 est adapté pour prendre appui contre un élément discal 64
solidarisé fixement au châssis 10. Comme représenté sur la figure 2, cinq
éléments discaux 64 sont prévus, respectivement au niveau de cinq des six
montants 12 du châssis, en étant répartis de manière sensiblement uniforme
suivant la périphérie de ces montant.
Chaque élément discal 64 présente une surface supérieure 64A
convexe, contre laquelle le patin 62 prend appui de manière glissante, un
lubrifiant pouvant avantageusement être appliqué sur la surface 64A. Cette
surface 64A correspond à une portion d'une sphère fictive 66 représentée
schématiquement à la figure 6. Cette sphère 66, commune à toutes les surfaces
64A des éléments discaux 64, définit un centre C par lequel passe l'axe Z-Z,
tandis que chaque portion de surface 64A s'étend autour d'un axe central
correspondant à un diamètre de la sphère 66 et présente un contour extérieur
circulaire centré sur cet axe, comme représenté à la figure 7.
Lorsque le plateau 44 est rapporté autour de la tige 40, les patins 62
reposent en appui mobile contre les surfaces 64A des éléments discaux 64,
comme représenté sur les figures 3 et 4 et comme indiqué schématiquement en
éclaté à la figure 6. Lorsque chacun des patins 62 est positionné sensiblement
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au centre 64B de la surface 64A correspondante, comme représenté à la figure
4 et comme indiqué schématiquement en pointillé à la figure 7, le plateau 44
s'étend horizontalement, en étant centré sur l'axe Z-Z, comme montré de
manière schématique à la figure 6. L'assemblage du plateau 44 autour de la
tige
40 n'est ainsi envisageable que si cette tige s'étend co-axialement à l'axe Z-
Z,
avec le chariot 38 dans sa position de la figure 4.
Par glissement contre les surfaces 64A, les patins 62 sont librement
déplaçables de manière centrée sur le centre C de la sphère fictive 66. Les
débattements de chaque patin sont limités par l'étendue transversale de la
surface 64A, entourée par une bordure saillante 64C.
On comprend que le plateau 44 est déplaçable d'un seul tenant par
rapport aux éléments discaux 64, de sorte que lorsque l'un des patins 62
occupe
une position extrême basse vis-à-vis de sa surface associée 64A, comme
représenté à la figure 3 et comme indiqué schématiquement en train plein à la
figure 7, les autres patins 62 occupent, contre leur surface associée 64A, des
positions intermédiaires entre cette positon extrême basse et une position
extrême haute diamétralement opposée à la position extrême basse par rapport
au centre 64B de la surface 64A. Le plateau 44 est alors incliné par rapport à
un
plan horizontal, c'est-à-dire que son axe 44A forme un angle non nul f3 avec
la
verticale tandis que son orifice central 46 est radialement excentré par
rapport à
l'axe Z-Z. Lorsque le plateau 44 est assemblé autour de la tige 40, une telle
inclinaison du plateau n'est ainsi permise que lorsque la tige 40 est
excentrée
par rapport à l'axe Z-Z, comme à la figure 3. En pratique, la distance radiale
entre le centre 64B de la surface 64A et le patin 62 en position extrême basse
correspond sensiblement à la valeur e précitée.
Ainsi, lorsque le plateau 44 est assemblé autour de la tige 40, on
comprend que "entraînement du chariot 38 selon la translation horizontale T
entraîne le passage du plateau 44 entre sa configuration horizontale de la
figure
4 et sa configuration inclinée de la figure 3, par appui coulissant des patins
62
contre les surfaces 64A des éléments 64, l'inclinaison du plateau par rapport
à la
tige 40 étant permise par la rotule 50.
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Un exemple d'utilisation de l'appareil 1 va être décrit ci-après.
Initialement, on considère que le plateau 44 occupe sa configuration
horizontale de la figure 4. Le sujet 2 monte ainsi aisément sur le plateau 44,
avec ses pieds reposant sur la surface supérieure 44B de ce plateau, comme
représenté à la figure 1. Dans cette configuration, si le moteur 20 est
actionné,
l'arbre 26 tourne sur lui-même autour de son axe Z-Z et, par l'intermédiaire
de la
barre 30, ce mouvement de rotation est communiqué à la tige 40, qui tourne
elle
aussi sur elle même. La noix 54 tourne alors librement à l'intérieur de la
noix 52
et le plateau 44 demeure immobile par rapport au châssis 10.
En considérant maintenant que le moteur 20 est arrêté et que le moteur
32 est actionné, le chariot 38 est translaté horizontalement suivant le
mouvement T. Le plateau 44 est alors entraîné dans un mouvement de
translation correspondant. Comme ce plateau repose par ces patins 62 sur les
surfaces 64A des éléments discaux 64, ce mouvement de translation provoque
l'inclinaison du plateau de sorte que ce dernier forme un angle non nul a avec
l'horizontale dans le plan de la figure 3, c'est-à-dire dans le plan vertical
P
passant à la fois par les axes Z-Z et Z'-Z'. Au maximum, cette inclinaison
peut
être réglée jusqu'à ce que l'un des patins 62 vienne buter contre la bordure
périphérique 64C de son élément discal associé 64, comme à la figure 3. Dans
cette configuration inclinée, l'actionnement ultérieur du moteur 20, alors que
le
moteur 32 est arrêté, provoque la rotation excentrée de l'axe Z'-Z' autour de
l'axe Z-Z, de sorte que le plan P contenant les axes Z-Z et Z'-Z' tourne
autour de
l'axe Z-Z suivant le mouvement de rotation R. Cela implique que l'axe 44A du
plateau 44 tourne également autour de l'axe Z-Z, suivant la rotation R, si
bien
qu'au bout d'un tour sur lui-même de l'arbre 26, cet axe 44A génère une
surface
d'enveloppe sensiblement conique, d'axe Z-Z et de demi-angle au sommet f3 qui
correspond à l'inclinaison CX, du plateau 44 dans le plan P. Vu de dessus,
suivant
la verticale, le centre 44D du plateau, défini par l'intersection entre l'axe
44A et la
face 44B, décrit une trajectoire circulaire T441 centrée sur l'axe Z-Z et de
rayon
valant sensiblement e, comme représenté à la figure 8. Dans le même temps,
les patins 62 glissent contre la surface 64A de leur élément discal
correspondant
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64 suivant une trajectoire sensiblement circulaire centrée sur le centre 64B
de
cette surface, comme indiqué en 68 à la figure 7.
Lorsque l'inclinaison n'est pas réglée à son maximum, ce qui revient à
dire que le chariot 38 est excentré avec une valeur non nulle inférieure à e,
le
centre 44D du plateau 44 décrit une trajectoire circulaire centrée sur l'axe Z-
Z et
de rayon inférieur à e. Deux exemples de telles trajectoires intermédiaires,
référencées T442 et T443, sont représentés à la figure 8.
Si, au cours de la rotation R commandée par le moteur 20, l'excentration
entre les axes Z-Z et Z'-Z' est modifiée, par déplacement du chariot 38 le
long de
la barre de glissière 30, le mouvement du plateau 44 s'écarte de la
cinématique
de base décrite ci-dessus, pour adopter une cinématique plus élaborée, qui
toutefois s'apparente instantanément à la cinématique de base. Par exemple, si
le mouvement rotatif R est maintenu avec une intensité constante et s'il est
combiné au mouvement translatif T, le centre 44D du plateau décrit, vu de
dessus, une trajectoire T444 en forme de spirale centrée sur l'axe Z-Z, comme
représenté à la figure 9.
On comprend ainsi que, lorsque l'excentration entre les axes Z-Z et Z'-Z'
est non nulle, comme à la figure 3, le mouvement moteur rotatif R entraîne le
plateau 44 de manière à ce qu'il décrive une course rotative excentrée autour
de
l'axe Z-Z, tout en étant incliné par rapport à un plan horizontal,
l'inclinaison a du
plateau étant la plus marquée dans le plan P contenant les axes Z-Z et Z'-Z'.
Le
sujet se tenant sur le plateau 44 se trouve alors déséquilibré et est soumis à
une
force centrifuge : l'axe corporel du sujet correspond globalement à l'axe 44A,
de
sorte que la projection verticale du centre de gravité du sujet se trouve
instantanément excentrée par rapport à l'axe Z-Z, en étant distant du centre
du
polygone de sustentation du corps du sujet, alors que ce polygone est entraîné
en mouvement par le plateau. En fonction du réglage de l'inclinaison a du
plateau, le déséquilibre du sujet est plus ou moins accentué, obligeant ce
dernier
à mobiliser son corps de manière correspondante pour ne pas chuter. En
pratique, l'appareil 1 est associé à une rambarde fixe 70, par exemple
solidarisé
au châssis 10, que le sujet peut agripper pour éviter une perte totale
d'équilibre.
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Cette rambarde 70 est schématiquement représentée sur la figure 1 uniquement,
étant entendu que diverses formes de moyens permettant au sujet de se tenir
sur le plateau en mouvement sont envisageables.
La commande de l'appareil 1 est effectuée par un kinésithérapeute ou,
plus généralement, un professionnel de santé, qui règle la vitesse
d'entraînement du moteur 20, l'inclinaison a du plateau 44 en réglant la
position
du chariot 38 le long de la barre de glissière 30 par la commande du moteur
32,
ainsi que l'éventuel actionnement du moteur 32 alors que le moteur 20 tourne,
ce qui revient à combiner les mouvements rotatif R et de translation
horizontale
T. Dans le cas où l'appareil 1 est destiné à être utilisé de manière autonome
par
le sujet, les moyens de commande sont avantageusement intégrés à la
rambarde 70, de sorte que le sujet peut modifier la cinématique d'entraînement
du plateau 44 au cours de son exercice. A ce propos, pour l'utilisation de
l'appareil 1 dans une salle de fitness, on notera que, en fonctionnement, tous
les
muscles du corps du sujet sont rapidement et intensément sollicités, ce qui
combine un brûlage significatif de graisse et des exercices d'assouplissement
articulaire et de musculation coordonnée.
Dans tous les cas, des programmes de commande des moteurs 20 et 32
peuvent être prédéterminés, en étant stockés notamment dans une mémoire
accessible aux moyens de commande précités.
Les figures 10 et 11 concernent une variante de réalisation de l'appareil
1. Cette variante ne se distingue de l'appareil considéré aux figures 1 à 9
que
par ses éléments d'appui du plateau 44, qui remplacent les éléments 64
envisagés jusqu'ici. Plus précisément, les éléments 64 sont remplacés par cinq
éléments 841 à 845, répartis suivant la périphérie du châssis 10 de la même
façon que les éléments 64. L'élément 843 est identique à l'élément 64
correspondant, tandis que les autres éléments 841, 842, 844 et 845
correspondent
chacun à un élément 64, mais avec une taille transversale supérieure : les
deux
éléments 842 et 844 les plus proches de l'élément 843 présentent ainsi une
dimension radiale, par rapport à leur axe central, une fois et demi supérieure
environ à la dimension correspondante des éléments 64, tandis que les deux
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éléments 841 et 845 les plus éloignés de l'élément 843 présentent une
dimension
radiale deux fois plus grande environ que la dimension correspondante des
éléments 64.
Mise à part cette dimension radiale, les caractéristiques structurelles des
5 éléments 841 à 845 sont analogues à celles des éléments 64: chacun des
éléments 841 à 845 présentent une surface supérieure 84A1 à 84A5 convexe, qui
correspond à une portion de la sphère fictive 66 de la figure 6 et qui est
entourée
par une bordure périphérique saillante 84Ci à 84C5.
La variante de réalisation des figures 10 et 11 comporte par ailleurs un
10 composant supplémentaire, à savoir une plaque de guidage 90 rapportée
fixement, par des moyens de solidarisation non représentés, sur l'un
quelconque
des éléments 841 à 845, sur l'élément 843 dans l'exemple représenté, en
recouvrant sa surface 84A3 à la façon d'un couvercle. Cette plaque présente
ainsi une forme globalement discale, dimensionnée pour être reçue de manière
15 complémentaire à l'intérieur de la bordure 84C3, avec sa surface
inférieure 90A
complémentaire de la surface 84A3, comme représenté à la figure 11. La plaque
90 délimite, suivant un de ses diamètres, une rainure 92 traversant la plaque
de
part en part suivant son épaisseur et débouchant ainsi sur la surface 84A3
lorsque la plaque est assemblée à l'élément 843. A l'état assemblé de la
figure
10, la direction longitudinale de cette rainure appartient au plan vertical
P843
contenant l'axe Z-Z et le centre 84B3 de l'élément 843, étant remarqué que ce
plan correspond au plan de la figure 11. La rainure 92 est adaptée pour
recevoir
le patin 62 du pied 60 associé à l'élément 843, la largeur de la rainure étant
sensiblement égale à la dimension correspondante du patin. Les vibrations ou
de petits débattements du plateau 44 vis-à-vis du châssis 10 sont de la sorte
limités, conférant au plateau une plus grande stabilité pour le sujet se
tenant sur
ce plateau. De plus, lorsque le patin 62 est reçu dans la rainure 92, ce patin
n'est
déplaçable, par rapport à l'élément 843, que le long de la rainure 92,
autrement
dit suivant une trajectoire rectiligne 94 contenue dans le plan P843 de la
figure
11. Dans ces conditions, la rainure 92 empêche le patin correspondant 62 de
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décrire une trajectoire circulaire contre la surface 84A3, analogue à la
trajectoire
68 de la figure 7, ce qui perturbe le mouvement d'ensemble du plateau 44.
En fonctionnement, lorsque le plateau 44 est entraîné en rotation
excentrée autour de l'axe Z-Z, il s'écarte de la position qu'il occuperait en
l'absence de la plaque 90, en accommodant son impossibilité de débattement de
part et d'autre du plan P843 au niveau de l'élément 843, par des débattements
plus amples au niveau des autres éléments, en particulier au niveau des
éléments 84i et 845 les plus éloignés de l'élément 843. Lorsque l'excentration
du
plateau est maximale (valeur e), le centre 44D du plateau décrit la
trajectoire
T445 représentée à la figure 12, c'est-à-dire une trajectoire centrée autour
de
l'axe Z-Z et présentant une forme incurvée plus ample du côté des éléments 841
et 845. Au niveau des portions périphériques du plateau à l'aplomb des
éléments
841 et 845, l'amplitude des débattements du plateau est de l'ordre du double
de
celle au niveau de la portion périphérique du plateau à l'aplomb de l'élément
843,
ce qui explique le dimensionnement des éléments 841 à 845. Sur la figure 12,
on
a également représenté des trajectoires intermédiaires T446 et T447, analogues
aux trajectoires T442 et T443 représentées à la figure 8, c'est-à-dire pour
des
valeurs d'excentration inférieures à la valeur e. De même, à la figure 13, on
a
représenté une trajectoire T448 obtenue dans les mêmes conditions de
fonctionnement que pour la trajectoire T444 de la figure 9, c'est-à-dire en
combinant les mouvements de rotation excentrée R et de translation horizontale
T.
Grâce à cette variante de réalisation, l'appareil 1 fournit des
cinématiques de mobilisation corporelle plus élaborées que celles fournies par
l'appareil des figures 1 à 9, induisant des réactions bio-mécaniques
différenciées
pour le sujet selon que ce dernier se tienne, entre autres, dans la zone
centrale
du plateau, dans la zone périphérique surplombant l'élément 843 ou dans la
zone
périphérique opposée surplombant les éléments 841 et 845.
Avantageusement, la position angulaire de la plaque 90 est réglable par
rapport à l'élément discal 843, de sorte que la position de la rainure 90 peut
être
modifiée de manière à faire varier la direction de la trajectoire 94 par
rapport au
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plan P843. Dans la configuration de la rainure 92 représentée en pointillés à
la
figure 10, la trajectoire 94 forme un angle d'environ 45 avec le plan P843,
vu de
dessus suivant la verticale. Selon les réglages d'entraînement de l'appareil
1, le
centre 44D du plateau 44 décrit des trajectoires T449 à T4412 représentées aux
figures 14 et 15, correspondant respectivement aux trajectoires T445 à T448
des
figures 12 et 13.
En modifiant la direction de la trajectoire 94 par rapport à l'axe Z-Z, on
induit une dissymétrie des débattements du plateau 44 par rapport au plan
P843,
ce qui permet de solliciter de manière différenciée en intensité les côtés
opposés
du sujet se tenant sur le plateau.
De manière optionnelle, l'appareil intègre des moyens non représentés
permettant de faire varier la direction de la trajectoire 94 par rapport à
l'axe fixe
Z-Z au cours du fonctionnement de l'appareil 1, par rotation de la plaque 90
contre la surface 84A3.
Sur les figures 16 à 18 est représenté de manière schématique un autre
mode de réalisation d'un appareil de mobilisation corporelle globale 100.
Comme
pour l'appareil 1 des figures précédentes, l'appareil 100 comporte
essentiellement un châssis fixe 110, un plateau mobile 112 et des moyens
d'entraînement du plateau par rapport au châssis, ces moyens d'entraînement
se présentant sous la forme de deux vérins motorisés 114 et 116, tous les deux
reliés à une même unité de commande et de réglage 118.
Le plateau 112 définit un axe central de révolution 112A et délimite,
d'une part, une face supérieure 112B sur laquelle le sujet est destiné à se
tenir
et, d'autre part, une face inférieure 112C dirigée vers le châssis 110. Le
plateau
112 est entouré, sur sa périphérie extérieure, d'un bord 120 s'étendant vers
le
bas depuis la face 112C et muni, à son extrémité inférieure, d'une couronne
intérieure 122 adaptée pour prendre appui sur le châssis 110. A cet effet, le
châssis 110 inclut, dans sa partie haute, une paroi hémisphérique 124
s'étendant tout autour d'un plot rigide central 126 dont l'axe longitudinal W-
W est
sensiblement vertical. La surface inférieure 122A de la couronne 122 est
sensiblement complémentaire de la surface supérieure 124A de la paroi de
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châssis 124, de sorte que le plateau 112 présente des capacités de
déplacement vis-à-vis du châssis 110 analogues à celles du plateau 44 vis-à-
vis
du châssis 10 pour l'appareil 1 des figures 1 à 7, la surface hémisphérique
124A
correspondant à une calotte de la sphère fictive 66 considérée à la figure 6.
Chaque vérin 114, 116 comporte une tige 130, 132 déplaçable en
translation suivant sa direction longitudinale par rapport au corps 134, 136
du
vérin. L'extrémité libre de chaque tige 130, 132 est appuyée contre le plot
central
126 du châssis 110, de sorte que le déploiement ou l'escamotage de la tige par
rapport à son corps 134, 136 provoquent l'éloignement ou, respectivement, le
rapprochement de ce corps vis-à-vis du plot 126. L'extrémité de chaque corps
134, 136 opposée à la tige correspondante 130, 132 est reliée mécaniquement
au bord 120 du plateau 112, avec interposition d'une rotule 138, 140.
Vus de dessus, comme à la figure 16, les vérins 114 et 116 s'étendent
en longueur de manière transversale à l'axe W-W défini par le plot central
126,
en formant entre eux un angle d'environ 900
.
L'unité 118 est adaptée pour commander le déploiement et l'escamotage
de chaque tige 130, 132 par rapport au corps correspondant 134, 136 des
vérins, ce qui provoque le déplacement du plateau 112 par rapport au châssis
110, le mouvement du corps de vérin étant transmis au plateau par
l'intermédiaire de la rotule 138, 140.
Au repos, comme représenté aux figures 16 et 17, les longueurs totales
des vérins 114 et 116 sont prévues pour que le plateau 112 s'étende de manière
sensiblement horizontale, son axe 112A étant alors sensiblement confondu avec
l'axe W-W. En service, lorsque l'unité 118 commande, par exemple, le
déploiement de la tige 130, le corps de vérin 134 est translaté radialement et
vers l'extérieur par rapport à l'axe W-W, comme indiqué par la flèche T sur la
figure 18. Le plateau 112 est alors entraîné suivant un mouvement de
translation
correspondant, combiné à une inclinaison par rapport à l'horizontale dans le
plan
de la figure 17, par glissement de la surface 122A contre la surface 124A. Les
axes W-W et 112A forment alors un angle non nul p. On comprend qu'une
commande analogue du vérin 116 par l'unité 118 provoque une excentration et
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une inclinaison analogues du plateau 112 vis-à-vis du châssis 110, de sorte
que
par l'intermédiaire d'un asservissement approprié, notamment par des moyens
électroniques, la commande coordonnée des deux vérins 114 et 116 permet
d'entraîner le plateau 112 suivant une cinématique analogue à celle décrite ci-
dessus pour le plateau 44 vis-à-vis du châssis 10, c'est-à-dire qui permet à
la
fois, par la translation T, d'excentrer le plateau par rapport à l'axe 1N-IN
et de
l'entraîner, comme indiqué par la flèche R, en rotation autour de cet axe
lorsqu'il
est excentré, avec le plateau alors incliné par rapport à l'horizontale dans
le plan
vertical passant par les axes 1N-W et 112A.
Bien entendu, le mode de réalisation des figures 16 à 18 peut intégrer
l'enseignement de la variante des figures 10 à 15, dans le sens où la couronne
122 peut, en un point de sa périphérie, être guidée par rapport à la paroi de
châssis 124 suivant une trajectoire rectiligne du type de la trajectoire 94.
Pour ce
faire, un rail de guidage rectiligne est, par exemple, rapporté à la surface
supérieure 124 de la paroi 124, tandis qu'un pied, analogue à l'un des pieds
60
et fixé à la surface inférieure 122A de la couronne 122, est reçu de manière
coulissante dans ce rail. En option, la position du rail par rapport à la
paroi 124
peut être modifiée pour ajuster l'orientation de la trajectoire 94 par rapport
à un
plan vertical fixe, ce qui permet de faire décrire au centre du plateau 112
des
trajectoires du type des trajectoires T445 à T4412 des figures 12 à 15.
Divers aménagements optionnels et variantes aux appareils de
mobilisation 1 et 100 décrits ci-dessus sont par ailleurs envisageables. A
titre
d'exemples :
- pour amortir la mise en butée des patins 62 contre la bordure 640
de leur élément discal correspondant 64 lorsque le plateau 44 est incliné avec
son amplitude maximale, chaque patin 62 peut être muni d'une garniture
périphérique souple, par exemple sous forme d'un anneau rapporté autour du
corps principal du patin ;
- d'autres formes de réalisation de l'extrémité des pieds 60 en
appui mobile sur les éléments discaux 64 sont possibles, les patins 62 pouvant
par exemple être remplacés par des billes ou d'autres éléments de roulement ;
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en particulier, les patins 62 peuvent être remplacés par des roulettes,
notamment reliées de manière folle à la face inférieure du plateau ; de telles
roulettes présentent l'avantage de s'adapter instantanément aux mouvements du
plateau, sans effet d'inertie ou de freinage ;
5 - en
l'absence de la plaque 90, pour éviter des vibrations ou de
petits débattements du plateau 44 vis-à-vis des éléments discaux, liés
notamment aux jeux inhérents à l'appareil, des amortisseurs, de type vérin
pneumatique par exemple, peuvent être prévus directement interposés entre
chaque pied 60 et le châssis 10;
10 - si
on renonce à pouvoir faire varier l'excentration entre les axes Z-
Z et Z'-Z' pendant le mouvement rotatif R généré par le groupe moteur 18, le
moteur 32 peut être remplacé par tout moyen mécanique permettant de régler la
position du chariot 38 le long de la barre 30, un tel moyen étant notamment
commandé manuellement, de préférence avant que le sujet ne monte sur le
15 plateau 44;
- les plateaux 44 et 112 peuvent présenter d'autres formes que la
forme globalement discale envisagée ci-dessus ; ces plateaux peuvent ainsi
présenter, vus de dessus, une forme ovoïdale, rectangulaire, etc. ;
- plutôt que de prévoir que le chariot 38 est mis en butée le long de
20 la
barre de glissière 30 lorsqu'il est à l'aplomb de l'arbre 26, la barre de
glissière
peut être dimensionnée en longueur pour que le chariot puisse être translaté
de
part et d'autre de l'axe Z-Z ;
- le nombre de couples pied 60/élément discal 64 peut être prévu
supérieur ou inférieur à cinq ; de même plutôt que de prévoir des éléments
distincts répartis suivant la périphérie extérieure de l'appareil, les moyens
d'appui du plateau sur le châssis et/ou les moyens de portée correspondants
peuvent prendre des formes de réalisation s'étendant continûment sur la
périphérie de l'appareil, telles que la couronne 122; par exemple, les
éléments
discaux 64 peuvent ainsi être remplacés par une paroi annulaire centrée sur
l'axe Z-Z et correspondant à la partie de la sphère 66 délimitée en pointillés
à la
figure 6;
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- l'appareil peut intégrer un mécanisme opto-cinétique, fournissant
un point lumineux que le sujet doit viser en le regardant ; et/ou
- au-dessus de l'appareil, une suspension de type barre ou ballon
peut être prévue, pour réaliser des exercices proprioceptifs et musculaires.
