EP4232168A1 - Dispositif de rééducation, d'entrainement ou de préparation physique - Google Patents

Dispositif de rééducation, d'entrainement ou de préparation physique

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EP4232168A1
EP4232168A1 EP21794167.3A EP21794167A EP4232168A1 EP 4232168 A1 EP4232168 A1 EP 4232168A1 EP 21794167 A EP21794167 A EP 21794167A EP 4232168 A1 EP4232168 A1 EP 4232168A1
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EP
European Patent Office
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force
torque
measured
mobile support
motorization
Prior art date
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Pending
Application number
EP21794167.3A
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German (de)
English (en)
Inventor
Arnaud DECATOIRE
Antoine EON
Pierre LAGUILLAUMIE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Poitiers
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Poitiers
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite de Poitiers filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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    • A63B2225/00—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
    • A63B2225/09—Adjustable dimensions

Definitions

  • the present invention relates to a device for rehabilitation, training for athletes or physical preparation.
  • the field of the invention is the field of rehabilitation devices used for example when recovering motor skills or sports training devices, used for example for learning complex technical gestures or for specific physical preparation. .
  • Devices used for joint rehabilitation are known. These devices help recover motor skills by proposing to achieve: either a movement at constant speed by opposing a variable resistive load opposing the movement, or either a movement at constant resistive load and by adjusting the articular speed.
  • Devices are also known for learning complex gestures for sports training, such as weight machines. These training or physical preparation aid devices offer joint or guided movements with fixed resistive loads.
  • An object of the invention is to remedy at least one of the aforementioned drawbacks, and/or to propose an easy-to-use device which can: adapt its resistive load in order to obtain an articular force associated with the targeted movement, and/or personalize the joint kinematics and the joint torque with respect to the targeted technical gesture or rehabilitation movement while taking into account the physical abilities of the subject, and/or personalize and adapt the level of difficulty of the gesture according to the user progress.
  • Another object of the invention is to propose a method making it possible: to adapt the resistive load during the movement, and/or to personalize the articular kinematics and the articular torque with respect to the technical gesture or movement targeted rehabilitation while taking into account the physical capacities of the subject, and/or to adapt and personalize the level of difficulty of the gesture according to the progress of the user.
  • the invention makes it possible to achieve at least one of the aforementioned aims by means of a rehabilitation or training device comprising: a mobile support, comprising at least one contact surface arranged to be in contact with a user of said device, the mobile support being arranged to move along a trajectory defined by a succession of positions of the mobile support, said trajectory being imposed by said device, a first motorization means servo-controlled in position and arranged to move the mobile support along an axis of translation and/or around an axis of rotation of the mobile support, a first force measurement means arranged to measure a first force and/or a first torque depending on a force exerted by the user on the contact surface , a control means arranged and/or programmed to control the position of the first motorization means.
  • the control means is arranged to control the position of the first motorization means so as to move the mobile support in its trajectory as long as: the first force or the first measured torque Ci, or a datum C302 calculated by the means of command as a function of the first force or the first torque measured Ci (the control means being arranged and/or programmed to calculate the datum C302 as a function of the first force or the first torque measured) is equal( e) to a force or torque setpoint, and in the opposite case, the control means is arranged and/or programmed to slow down or stop the first motorization means in the succession of positions of the mobile support if: the first force or the first couple measured Ci , or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or of the first torque measured Ci is outside of said force or torque setpoint, said force or torque setpoint being defined as a force value or model torque which depends on each position of the mobile support in its trajectory.
  • the first drive means of the device according to the invention can be arranged to actuate a part in rotation about an axis of rotation of the first drive means so as to move the mobile support, the first measuring means being able to be arranged to measure the first torque around the axis of rotation of the first drive means.
  • the first means of motorization of the device according to the invention may comprise a modular robotic axis connected to the mobile support and which may include a position-controlled motor coupled to a reduction gear via a belt pulley transmission, the first measuring means being able to be positioned on the reducer so that the axis of rotation of the first motorization means is an axis of rotation at the output of the reducer.
  • the axis of rotation of the mobile support of the device according to the invention can be coincident with the axis of rotation of the first motorization means.
  • the torque or force setpoint for a succession of successive positions of the mobile support of the device according to the invention, can be characterized as: a model curve of a torque or a force measured or simulated (e) varying as a function of the position of the mobile support in its trajectory, said model curve possibly being: o less than or equal to a curve of torque or maximum threshold force varying as a function of the position of the mobile support in its trajectory, o greater than or equal to a minimum threshold torque or force curve varying as a function of the position of the mobile support in its trajectory.
  • the torque or force curves of minimum threshold and maximum threshold can thus delimit, in each position of the mobile support in its trajectory, an interval between these thresholds of torque or force values for which the first motorization means does not is not slowed down or stopped by the control means so as to move the mobile support when: the first force or first torque Ci measured, or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first measured torque Ci is within this range.
  • the torque or force setpoint can be, in each position of the mobile support of the device according to the invention in its trajectory: less than or equal to a maximum torque or force threshold, and/or greater than or equal to a minimum torque or force threshold distinct from the maximum threshold.
  • the device according to the invention may comprise first means for adjusting the maximum threshold and/or the minimum torque or force threshold by a user.
  • the device according to the invention may further comprise a display device connected to the first force or torque measurement means and be arranged to simultaneously display on the one hand: the first measured torque Ci or the first measured force , or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci and on the other hand the torque or force setpoint, at the threshold defined previously, in each position of the mobile support in its trajectory.
  • a display device connected to the first force or torque measurement means and be arranged to simultaneously display on the one hand: the first measured torque Ci or the first measured force , or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci and on the other hand the torque or force setpoint, at the threshold defined previously, in each position of the mobile support in its trajectory.
  • the device can be arranged to evaluate, for example to increment, an out-of-setpoint state OUTPUT of the first force or of the first torque or of the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first measured torque Ci and the control means can be arranged to: slow down to a new value of a displacement speed or stop the first means of motorization in the succession of positions of the mobile support, if the EXIT off-set state is higher, respectively lower, than a level of flexibility FLEXIBILITY, or advancing the mobile support to a following position in the succession of positions of the mobile support without slowing down the speed of movement of the first motorization means if the OUTPUT off-set state is lower, respectively higher, than the FLEXIBILITY level of flexibility.
  • Said level of FLEXIBILITY can be programmed to adjust a deceleration in the speed of movement of the first motorization means affecting the movement of the mobile support in its trajectory when the user is outside the force or torque setpoint, said state outside OUTPUT setpoint can be initialized to a reference value, preferably to zero, each time the speed of movement of the first motorization means is slowed down.
  • the control means of the device according to the invention can be arranged and/or programmed to change the OUTPUT off-set state in a first direction when the first force or the first torque measured or the calculated C302 datum by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci is outside the force or torque setpoint and to change the state outside the OUTPUT setpoint in a second direction, opposite to the first direction , when the first force or the first torque measured or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci is equal to the force or torque setpoint couple.
  • the control means of the device according to the invention can be arranged and/or programmed to reduce the speed of movement of the first motorization means when the first force or the first measured torque Ci or the datum C302 calculated by the control means according to the first force or the first torque measured Ci is outside the force or torque setpoint and to increase the speed of movement of the first motorization means, preferably up to a certain determined value such as 100 for example, when the first force or the first torque measured Ci or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci is equal ) to the force or torque setpoint.
  • the control means can be arranged and/or programmed for, when the first torque Ci or the first force measured by the first measuring means or the datum C302 calculated by the control means according to the first force or of the first measured torque Ci of the device according to the invention is in the force or torque setpoint, modify, preferably increase, the speed of movement of the first motorization means when the EXIT off-setpoint state is in a first variant equal to or less than, or in a second variant equal to or greater than, the reference value, the OUTPUT off-set state being able to be initialized at the FLEXIBILITY level.
  • the off-set state cannot be initialized at the flexibility level FLEXIBILITY and the movement speed cannot be increased.
  • the succession of positions of the mobile support of the device according to the invention can be defined between an initial and final position of said mobile support, the control means being able to be arranged to stop the first motorization means: if the mobile support reaches the final position, or if the speed of movement of the first motorization means reaches a stop value, preferably equal to zero.
  • the device according to the invention may comprise: a second motorization means controlled in torque or in force or in position by the control means and arranged to exert a second torque or a second force on the user at the level of the contact surface in the succession of positions of the mobile support in its trajectory, a second force measurement means arranged to measure the second force and/or a second torque depending on the force exerted by the user on the contact surface.
  • the device according to the invention may comprise connection means arranged to connect the second motorization means with the mobile support so that the control means is arranged and/or programmed to calculate the data item C302 according to: the first force or the first measured torque Ci, and the second force or the second measured torque C2, the control means being arranged and/or programmed to torque control the second motorization means: from a force setpoint F ux and the second torque C2 measured by the second force measurement means, and/or as a function of the datum C302 calculated by the control means.
  • the second motorization means may comprise a second modular robotic axis connected to the mobile support by the connecting means, the second modular robotic axis possibly comprising a torque or force-controlled motor coupled to a second reducer via a belt pulley transmission so that the axis of rotation of the second motorization means is an axis of rotation at the output of the second reducer.
  • a method which comprises: servo-control in position of a first motorization means so as to move a mobile support along a translation axis and/or around of an axis of rotation of the mobile support, the displacement of the mobile support along an imposed trajectory defined by a succession of positions of the mobile support, the mobile support comprising at least one contact surface in contact with a user, a measurement, by a first means for measuring forces, a first force and/or a first torque Ci depending on a force exerted by the user on the contact surface, a position control, by a control means, of the first means of motorization.
  • the control means can control the position of the first motorization means so as to move the mobile support in its trajectory as long as: the first force or the first torque Ci measured, or a datum C302 calculated by the control means in function of the first measured force or torque Ci is equal to a force or torque setpoint, and in the opposite case, the control means slows down or stops the first motorization means in the succession of positions of the mobile support if: the first force or the first torque Ci measured (e ), or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or of the first torque measured Ci is outside of said force or torque setpoint, said force or torque setpoint being defined as a model force or torque value which depends on each position of the mobile support in its trajectory.
  • the first motorization means of the method according to the invention can actuate a part in rotation about an axis of rotation of the first motorization means so as to move the mobile support, the first measuring means can measure the first torque around the axis of rotation of the first motorization means.
  • the first means of motorization of the method according to the invention can comprise a modular robotic axis connected to the mobile support and can comprise a position-controlled motor coupled to a reduction gear via a belt pulley transmission, the first measuring means can be positioned on the reducer so that the axis of rotation of the first motorization means is an axis of rotation at the output of the reducer.
  • the axis of rotation of the mobile support of the method according to the invention can be confused with the axis of rotation of the first motorization means.
  • the torque or force setpoint of the method according to the invention for a succession of successive positions of the mobile support, can be characterized as: a model curve of a torque or a force measured or simulated (e) varying as a function of the position of the mobile support in its trajectory, said model curve may be: o less than or equal to a maximum threshold torque or force curve varying as a function of the position of the mobile support in its trajectory, o greater than or equal to a minimum threshold torque or force curve varying as a function of the position of the mobile support in its trajectory.
  • the torque or force curves of minimum threshold and maximum threshold can thus delimit, in each position of the mobile support in its trajectory, an interval between these thresholds of torque or force values for which the first motorization means does not is not slowed down or stopped by the control means when: the first force or the first torque measured, or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci is in this range.
  • the torque or force setpoint of the method according to the invention can be, in each position of the mobile support in its trajectory: less than or equal to a maximum torque or force threshold, and/or greater than or equal to a minimum torque or force threshold distinct from the maximum threshold.
  • the method may comprise an adjustment, by first means for adjusting, of the maximum threshold and/or of the minimum torque or force threshold by the user.
  • the method according to the invention may comprise, in addition to a simultaneous display, by a display device connected to the first force or torque measurement means, on the one hand: of the first force measured or of the first torque Ci measured , or the data C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci and on the other hand of the torque or force setpoint, to within the threshold defined in the method according to l invention, in each position of the mobile support in its trajectory.
  • the method according to the invention may comprise an evaluation, for example incrementing, by technical means, an OUTPUT off-set state of the first force or first torque Ci or data C302 calculated by the control means as a function of the first force or of the first measured torque Ci and in that the control means: can slow down to a new value of a speed for moving or stopping the first motorization means in the succession of positions of the mobile support, if the EXIT off-set state is higher, or respectively lower, than a level of flexibility FLEXIBILITY, or can advance the mobile support to a following position in the succession of positions of the mobile support without slowing down the speed of movement of the first motorization means, if the off-set OUTPUT state is lower, or respectively higher, than the level of flexibility FLEXIBILITY.
  • the FLEXIBILITY level of flexibility can be defined to adjust a deceleration of the speed of movement of the first means of motorization affecting the movement of the mobile support in its trajectory when the user is outside the force or torque setpoint.
  • Said EXIT non-setpoint state can be initialized to a reference value, preferably to zero, each time the speed of movement of the first motorization means is slowed down.
  • the control means of the method according to the invention can change the OUTPUT off-set state in a first direction when the first force or the first torque Ci measured or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci is outside the force or torque setpoint and cause the OUTPUT off-setpoint state to evolve in a second direction, opposite in the first direction, when the first force or the first torque Ci measured or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci is equal to the setpoint force or torque.
  • the control means of the method according to the invention can reduce the speed of movement of the first motorization means when the first force or the first torque Ci measured or the data C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci is outside the force or torque setpoint and increase the speed of movement, preferably up to 100, of the first motorization means when the first force or the first torque Ci measured or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci is equal to the force or torque setpoint.
  • the control means can modify, preferably increase, when the first force or the first torque Ci measured by the first measuring means of the method according to the invention or the datum C302 calculated by the control means in function of the first force or the first measured torque Ci of the method according to the invention is in the force or torque setpoint, the speed of movement of the first motorization means when the OUTPUT off-setpoint state is in a first variant equal to or less than, or in a second variant equal to or greater than, the reference value, the OUTPUT off-set state can be initialized at the FLEXIBILITY level.
  • the succession of positions of the mobile support of the method according to the invention can be defined between an initial and final position of said mobile support, the control means can stop the first motorization means: if the mobile support reaches the final position, or if the speed of movement of the first motorization means reaches a stop value, preferably zero.
  • the method according to the invention may comprise: a torque or force or position servo-control, by the control means, of a second motorization means which exerts a second torque or a second force on the user at the level of the contact surface in the succession of positions of the mobile support in its trajectory, a measurement, by a second force measurement means, of the second force and/or a second torque C2 depending on the force exerted by the user on the contact surface.
  • the method according to the invention may comprise: a connection, by connection means, of the second motorization means with the mobile support so that the datum C302 is calculated by the control means is a function: o of the first force or of the first torque Ci measured, and o of the second force or of the second torque C2 measured, a torque command, by the control means, of the second motorization means: o from a force setpoint F ux and the second torque C2 measured by the second force measurement means, and/or o as a function of the datum C302 calculated by the control means.
  • the second motorization means may comprise a second modular robotic axis connected to the mobile support by the connecting means, the second modular robotic axis possibly comprising a motor which is slaved in torque or in force coupled to a second reducer via a belt pulley transmission, so that the axis of rotation of the second motorization means is an axis of rotation at the output of the second reducer.
  • FIGURE 1 is a schematic representation of a first non-limiting exemplary embodiment of a first embodiment of a rehabilitation or sports learning device according to the invention
  • FIGURE 2 is a schematic representation of an example of a method according to the non-limiting invention used in the different embodiments of the devices according to the invention
  • FIGURE 3A illustrates a first example of a software interface implemented by the algorithm used in the various device embodiments according to the invention
  • FIGURE 3B illustrates a second example of a software interface implemented by the algorithm used in the various device embodiments according to the invention
  • FIGURE 4 is a schematic representation of a first non-limiting example of a second embodiment of a sports rehabilitation or learning device according to the invention.
  • FIGURE 5 is a schematic representation of a second non-limiting embodiment of the second embodiment of a sports or learning device according to the invention.
  • model curve defines an ideal curve being recorded beforehand and which can be the result of a simulation of the exercise or the result of a measured torque or a measured force on a professional (i.e. athlete) performing the movement with the device according to the invention.
  • This model curve can also be recorded by conventional motion capture means such as motion capture by optoelectronic system, force platforms, force sensors.
  • the movement that can be performed with the device according to the invention corresponds to that of a "healthy" reference person, as opposed to "pathological".
  • the movement can be that performed by a professional considered as a reference movement.
  • the term “simulated” encompasses the fact that the model curves are personalized (i.e. optimized) beforehand according to the use of the device, that is to say that they are generated according to the gesture to be learned, the anthropometry of the learners (i.e. users) and their physical abilities.
  • the LIGURE 1 illustrates a first embodiment of a device 100 for rehabilitation or sports learning according to the invention.
  • the device 100 is positioned on a frame 110.
  • the rehabilitation or training device 100 comprises a mobile support 102, comprising at least one contact surface 118 arranged to be in contact with a user 104 of said device 100.
  • the mobile support 102 is arranged to move along a trajectory defined by a succession of positions of the mobile support 102, said trajectory being imposed by said device 100.
  • the device 100 further comprises: a first motorization means 106 controlled in position and arranged to move the mobile support 102 along a translation axis and/or around an axis of rotation of the mobile support 102, a first force measurement means 108 arranged to measure a first force and/or a first torque Ci depending on a force exerted by the user 104 on the contact surface 118, a control means arranged and/or programmed to control in position the first means of motorization.
  • a first motorization means 106 controlled in position and arranged to move the mobile support 102 along a translation axis and/or around an axis of rotation of the mobile support 102
  • a first force measurement means 108 arranged to measure a first force and/or a first torque Ci depending on a force exerted by the user 104 on the contact surface 118
  • a control means arranged and/or programmed to control in position the first means of motorization.
  • the trajectory is stored in the control means. It is fixed, and not modified during its course.
  • the succession of positions of the mobile support 102 defining the trajectory is predefined. These positions differ from each other at least in part (because some may be identical, in the case of a round trip in the trajectory for example). But the device 100 is arranged so that each of these positions does not change over time, in particular during the movement of the mobile support 102 along this trajectory. There is no adjustment of the different positions making up the trajectory as this trajectory travels.
  • the control means can memorize several possible trajectories corresponding to several distinct exercises, but the device 100 is arranged so that, once the mobile support 102 starts a trajectory, the different positions defining this trajectory are imposed and cannot be modified. On the other hand, the instants at which these different positions will be reached by the mobile support 102 can vary according to the success of the user 104 in practicing his exercise, as will be explained later.
  • the control means of the device 100 is arranged to control the position of the first motorization means 106 so as to move the mobile support 102 in its trajectory as long as: the first force or the first measured torque Ci, or a datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci is equal to a force or torque setpoint, and in the opposite case, the control means is arranged and/or programmed to slow down or stop the first motorization means 106 in the succession of positions of the mobile support 102 if: the first force or the first torque measured Ci, or the datum C302 calculated by the control means in function of the first force or the first torque measured Ci is outside of said force or torque setpoint, said force or torque setpoint being defined as a model force or torque value which depends on each position of the support mobile 102 in its path.
  • the first force or the first torque Ci measured is equal to the calculated datum C302 to the nearest sign.
  • the calculated datum C302 is also called the torque C302 or the force supplied (e) by the user 104 which is in particular a torque in the case of the device 100 because the user 104 performs a rotational movement.
  • the device 100 comprises a single means of motorization 106.
  • simplification hypotheses i.e. negligible mass and transmission inertia, force of gravity not considered
  • the dynamic equation of the device 100 is written under the following equation:
  • Ci the torque at the output of the first motorization means 106, that is to say the torque measured directly by the first force measurement means 108, x the position of the contact surface 118 (here a handle 418) by relative to the axis of rotation of the first motorization means 106, and
  • the measurement of the first torque Ci by the first force measurement means 108 directly gives (to the nearest sign) the torque provided by the user C302, which is the quantity of interest, that is to say - say the one that is compared to the torque setpoint.
  • the control means therefore acts on the first motorization means 106 as a function of the first measured torque Ci with respect to the force or torque setpoint. If this first measured torque Ci is within the force or torque setpoint, the control means does not slow down or stop the first motorization means 106, and in this contrary case, the control means slows down or even stops the first means of motorization 106.
  • the user 104 is seated on a seat of the frame 110.
  • the movable support 102 is a movable arm 102.
  • the movable support comprises in the case of the device 100 a degree of freedom in rotation.
  • the mobile support is arranged to pivot on an axis of rotation A.
  • the mobile support 102 thus performs a circular movement centered on the axis A.
  • the mobile support 102 may include a degree of freedom in translation.
  • the degree of freedom of the mobile support 102 is chosen according to the rehabilitation and/or training movement that one wants to practice and/or make the user 104.
  • the device 100 therefore covers different movements.
  • the mobile support 102 further comprises, in the case of the device 100, an upper wall 120 comprising a support 124 on which the user 104, seated, can rest his forearm (in the example shown).
  • the support 124 is arranged to help the user 104 to maintain an acceptable co-axiality between the axis A of the mobile support and that of the joint of said user 104.
  • the contact surface 118 is fixed to this upper wall 120 of the mobile support 102.
  • the contact surface 118 is fixed to the movable support 102 by fixing means (not shown), for example with screws.
  • the contact surface 118 is a handle or a gripping ball arranged to be gripped by the hand of the user 104.
  • the mobile support 102 comprises at least one orifice 122 positioned on the upper wall 120 of the mobile support 102.
  • the orifice or the plurality of orifices 122 is arranged to fix the contact surface 118 to the mobile support 102.
  • the mobile support 102 therefore comprises in FIGURE 1 a plurality of orifices 122 aligned successively one behind the other in a longitudinal direction of the mobile support 102.
  • the perforation of the mobile support 102 along the longitudinal direction of the mobile support (i.e. its length) makes it possible to be able to fix the contact surface 118 at different distances from the axis A and thus adapt to the morphology of different users 104.
  • the mobile support 102 is fixed to the first motorization means 106.
  • the first motorization means 106 comprises a modular robotic axis connected to the mobile support 102.
  • the motorization means 106 and the mobile support 102 are connected by fitting the mobile support 102 to the first motorization means 106 via the flange 116.
  • the first motorization means 106 comprises a position-controlled motor 112 coupled to a reduction gear 114 via a belt pulley transmission.
  • Flange 116 is positioned above reducer 114.
  • the reducer 114 is also part of the first means of motorization 106.
  • the first measuring means 108 is positioned on the reducer 114 so that the axis of rotation of the first motorization means 106 is an axis of rotation at the output of the reducer 114.
  • the axis A of rotation of the mobile support 102 coincides with the axis of rotation of the first motorization means 106.
  • the axis of rotation at the output of the reducer 114 is collinear with the axis A of rotation of the movable support 102.
  • the output axis of the reducer 114 coincides with the axis A of rotation of the movable support 102 .
  • the first motorization means 106 is arranged to actuate a part in rotation around an axis of rotation of the first motorization means 106 so as to move the mobile support 102.
  • the measured force or torque Ci or the data C302 depends on the architecture of the device 100, in particular on the movement of the mobile support 102 as defined by the action of the user 104 on the contact surface. 118 in device 100.
  • the first measuring means 108 is arranged to measure the first torque around the axis of rotation of the first motorization means 106, which in this case coincides with the axis of rotation A of the mobile support 102.
  • the first measuring means 108 comprises at least one strain gauge positioned on the reducer 114. In the case considered, the first measuring means 108 comprises eight strain gauges.
  • the plurality of strain gauges are distributed on the output flange of the reducer 114 around the axis of rotation A of the mobile support 102 and/or of the first motorization means 106.
  • the choice of positioning and wiring of the plurality of strain gauges makes it possible to obtain a torque passing through the output flange 116 of the first motorization means 106.
  • the inter-gauge compensations allow measurement independent of any disturbances applied. on the reducer 114 such as normal and transverse forces, transverse moments.
  • the device 100 can have symmetrically, a second mobile support 1022, identical to the first mobile support 102 and associated with means IO62, IO82, 1122, I M2, 1162, I I82, 1202, 1222, 1242 not necessarily illustrated and identical to the means 106, 108, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124 respectively. device 100.
  • the device 100 comprises another drive means (not shown) arranged to actuate a part in rotation about an axis of rotation of this other drive means (not shown) so as to move a second mobile support 1022.
  • Another measuring means (not shown) is arranged to measure another torque around the axis of rotation of the other motorization means.
  • the other motorization means comprises a modular robotic axis connected to the second mobile support 1022 and comprising a position-controlled motor coupled to a reduction gear via a belt pulley transmission, the other measuring means being positioned on the reduction gear so that the axis of rotation of the other means of motorization is an axis of rotation at the output of the reducer.
  • the axis of rotation of the second mobile support 1022 coincides with the axis of rotation of the other means of motorization.
  • the device 100 offers the possibility of working with right-handed or left-handed users 104 and/or of working simultaneously and/or separately with the left and right arms of a user 104.
  • the device 100 includes various adjustment functionalities which make it possible to adapt the device 100 to the height of different users, ranging for example from 1.30 meters (m) to 2.00 meters.
  • the device 100 is arranged to put in place an internal/external rotation movement of the shoulder of the user 104.
  • the device 100 is also designed to test movements of flexion/extension, abduction/adduction and internal/external rotation by simple reorientation of the device 100 on the frame and this for any joint of the subject (elbow, wrist, hip, knee, ankle . . . ).
  • FIGURE 2 is a non-limiting schematic representation of a non-limiting exemplary embodiment of a method 200 according to the invention.
  • the method 200 is implemented by the device 100. It is also implemented by the devices 400 and 500 described below in Figures 4 and 5.
  • the method 200 is implemented by computer or by any control means comprising at least one calculation card such as a processor or a computer.
  • the device control means 100 comprises at least one computer, a central or computing unit, an analog electronic circuit (preferably dedicated), a digital electronic circuit (preferably dedicated), and/or a microprocessor (of preferably dedicated), and/or software means, and is arranged and/or programmed to control the other elements of the device 100.
  • the method 200 includes at least one iteration of an adjustment phase 210 of the position P of the mobile support 102.
  • the adjustment phase 210 includes a step 202 for initializing the input parameters.
  • This initialization step 202 consists of entering and/or defining the input parameters.
  • Input parameters include: - a choice of operating mode of the device 100,
  • a force or torque setpoint comprising at least one threshold THRESHOLD
  • the OUT setpoint state is initialized to zero in the initialization step 202.
  • the FLEXIBILITY level can vary from 0 to 100.
  • the method 200 implemented in the devices 100, 400 and 500 comprises two modes of operation, a continuous mode and a sequential mode. These two modes of operation will be explained later in this text.
  • the device according to the invention can take into account either the speed of movement of the first means of motorization 106 or a reading speed NOT depending on the speed of the first means of motorization 106.
  • the speed of movement of the first means of motorization 106 varies proportionally and in the same direction as the PAS playback speed.
  • the reading speed PAS is interpreted as a reading parameter of a trajectory file, previously recorded, corresponding to a model curve of a measured or simulated torque or force. ) and serving in the position and/or torque or force servo-control of the first and second motorization means 106, 406 according to the devices 100, 400 and 500.
  • the trajectory of the model curve is recorded at a frequency F a .
  • F#fii e K x F a with K being an oversampling constant.
  • the operations of moving the mobile support 102 are executed every 400 microseconds.
  • the model curve has been over-sampled every 4 microseconds so that by reading a value out of 100 at each cycle of the control means, the movement is carried out at the "normal" (desired) speed. This is why the reading speed PAS is initialized at 100.
  • the over-sampling constant K is equal to 100.
  • the control means scans the file relating to the model curve less quickly and therefore moves the mobile support 102 more slowly.
  • the reading speed PAS is 100 then the movement of gantry 102 is performed at the "normal" (desired) speed of movement.
  • the reading speed PAS decreases, for example by 1, it is necessary to read 1 point out of 99 and not 1 point out of 100 in the file of the pre-recorded model curve.
  • the mobile support 102 is therefore slowed down.
  • the reading speed PAS is initialized to 100 in the initialization step 202.
  • this corresponds to the desired "normal" reading speed of the model curve file.
  • the first means of motorization 106 has therefore not been slowed down.
  • All the operations of the adjustment phase 210 are performed every 400 microseconds. If the playback speed PAS is 100, the movable support 102 moves at the desired speed. If the reading speed PAS is between 0 and 100 then the mobile support 102 moves slower than expected, it is slowed down by the control means. If the read speed PAS is equal to 0 then the movable medium 102 is stopped.
  • the FLEXIBILITY level of flexibility is programmed or defined to adjust a deceleration in the speed of movement of the first motorization means 106 affecting the mobile support 102 in its trajectory when the user 104 is outside the force or couple.
  • the value of the FLEXIBILITY level is used to adjust the difficulty of the exercise. Indeed, the value of the level of flexibility FLEXIBILITY fixes, in a certain way, the time that the first means of motorization 106 takes to stop. The greater the level of FLEXIBILITY, the slower the speed of the first motorization means 106 will decrease.
  • the device according to the invention must perform a step 230 of modifying the EXIT off-threshold value and a second modification condition 232 of the EXIT off-threshold state a greater number of times before decreasing the PAS reading speed, for example 1. Conversely, the lower the FLEXIBILITY level, the faster the reading speed will decrease.
  • the reading speed PAS the slower it is, until the PAS reading speed is equal to, for example, zero. In the latter case, the device 100 is, for example, stopped.
  • the first motorization means 106 is at a normal displacement speed, desired because programmed as such in the initialization step 202.
  • process 200 it should be noted that no time parameter is entered and/or configured. In a variant not illustrated, this time parameter can be programmed and/or entered. In the method 200, illustrated in FIG. 2, the time required to stop the first motorization means 102 is regulated thanks to the level of flexibility FLEXIBILITY.
  • FLEXIBILITY corresponding to the level of flexibility
  • the user 104 With the more flexible setting, that is to say when the level of FLEXIBILITY is high, for example when it is between 50 and 100, the user 104 will have more time to provide the desired torque. (i.e. enter the force or torque setpoint). For example, user 104 will have, for example, 4.04 seconds to correct his gesture with the most flexible setting equal to 100.
  • the method 200 then comprises a measurement phase 204 comprising:
  • the adjustment phase then includes a verification 212 of a condition of the measurement of the force or torque setpoint.
  • the method 200 checks whether the calculated torque or force C302 or the first torque Ci or first force measured at the position P of the mobile support 102 is equal to the force or torque setpoint C(P+PAS ) at the next position P+PAS within a threshold.
  • the near threshold was set at initialization step 202 by entering the threshold parameter THRESHOLD.
  • the method 200 verifies whether the torque or the force provided by the user is adapted to the kinematics of the movement, in particular at all the positions P defining the movement of the mobile support 102.
  • the mobile support 102 performs a rotational movement around the axis A.
  • the first measuring means 108 therefore measures a torque at the level of the axis of rotation A of the mobile support 102, coincides with the axis of rotation of the first motorization means 106.
  • the method 200 includes a status phase in the instruction 214 comprising a first analysis step 224 of the value of the reading speed PAS.
  • the first analysis step 224 of the reading speed PAS comprises a first condition on the reading speed PAS.
  • the analysis step 224 comprises a step 216 of allocating the position P of the mobile support 102.
  • the step of allocating the position P 216 consists in controlling in position, by the control means, the first motorization means 106 so as to move the mobile support 102 in its trajectory to the P+PAS position. Mobile support 102 is advanced to the next position P+PAS in its trajectory. The status phase in setpoint 214 is over.
  • the method 200 includes a verification of a first modification condition 218 of the value of the OUT setpoint state.
  • This first modification condition 218 of the OUTPUT off-set state value is performed when the OUTPUT off-setpoint state is greater than or equal to a determined value, for example if the OUTPUT off-setpoint state is strictly greater than zero. o If the first modification condition 218 of the OUTPUT off-set state value is achieved or satisfied, the method 200 performs an update of the OUTPUT off-set value by decrementing it by 1.
  • control means is arranged and/or or programmed to change the state outside the OUTPUT setpoint in one direction, called the second direction as opposed to a first direction (described below), when the first force or the first torque measured Ci or the data calculated C302 by the control means according to the first force or the first torque Ci measured is equal to the force or torque setpoint.
  • the state phase in the phase setpoint 214 adjustment 210 of the method 200 then proceeds to the step 216 of assigning the position P of the mobile support 102.
  • the control means controls the position of the first motorization means 106 so as to move the mobile support 102 in its trajectory .
  • Mobile support 102 is advanced to the next position P+PAS in its trajectory.
  • the status phase in setpoint 214 is terminated.
  • the adjustment phase performs a first update 220: of the reading speed PAS by incrementing it, for example by 1, and the OUTPUT off-set value, for example, by assigning it the value of the FLEXIBILITY level.
  • the first update of 220 consists in: modifying, in this case increasing, the reading speed NOT when the EXIT off-set state is equal to or less than the reference value, initializing the OUTPUT off-set state at the level of flexibility SOFTNESS.
  • the reference value of the OUT threshold state is zero.
  • the state phase in the setpoint 214 of the adjustment phase 210 passes to the step 216 of allocating the position P of the mobile support 102.
  • the control means controls by position the first motorization means 106 so as to move the mobile support 102 in its trajectory.
  • Mobile support 102 is advanced to the next position P+PAS in its trajectory.
  • the status phase in setpoint 214 is over.
  • the adjustment phase 210 comprises an end of exercise condition 222.
  • the end of exercise condition 222 consists in analyzing whether the mobile support 102 has reached its final position.
  • the final position is defined as being the last position of the predefined movement of the mobile support 102.
  • the method 200 then includes a first step 226 of stopping the exercise.
  • the first stopping step consists in stopping the first means of motorization 106. In this case, this means that the exercise with the mobile support 102 is finished. The mobile support has finished its movement.
  • the adjustment phase 210 passes to the next iteration. A new iteration of the adjustment phase begins 210. We start again at the level of the measurement phase 204. [00131] In the case where the operating mode configured in the initialization step 202 is the continuous mode, then the adjustment phase is repeated until the mobile support 102 reaches its final position.
  • the method 200 comprises an off-set state phase 228.
  • the off-set state phase 228 includes a first step 230 of modifying the EXIT off-set state , preferably an increase in the EXIT off-set state.
  • the OUTPUT off setpoint state is modified, for example by being incremented by 1.
  • the EXIT off-set state thus evolves in a first direction, as opposed to the second direction detailed above.
  • the OUTPUT non-setpoint state increases when the first force or the first torque measured Ci or the data item C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque Ci measured (e ) is outside the force or torque setpoint.
  • the off-set state phase 228 includes a second verification of a second condition 232 for modifying the OUT off-set state value.
  • This second condition 232 for modifying the OUTPUT off-set state value aims to compare the level of FLEXIBILITY with the OUTPUT off-set state.
  • This second condition 232 for modifying the OUTPUT off-setpoint state value is performed when the OUTPUT off-setpoint state is greater than or equal to the FLEXIBILITY level.
  • the adjustment phase 210 of the method 200 returns to the phase in the setpoint 214 by resuming at the step of allocating 216 the position P of the carriage 102.
  • the carriage 102 is advanced to a next position P+PAS in the succession of positions of the carriage 102 without slowing down the playback speed PAS.
  • the status phase in setpoint 214 is over.
  • the method 200 then checks the end of year condition 222.
  • the PAS reading speed is decreased by being decremented by 1 for example, and
  • the OUTPUT off-set value by assigning it a determined value, for example, by assigning it the value of zero.
  • the second update of 234 thus consists of: modifying, in this case reducing, the PAS reading speed when the OUTPUT off-set state is greater than or equal to the FLEXIBILITY level, initialize the OUTPUT off-set state at a determined value, here by assigning it the value of zero.
  • the OUT setpoint state is therefore reinitialized each time the reading speed PAS decreases.
  • the operations relating to the first modification step 230, the second modification condition 232 and the second update 234 are intended to lower the playback speed PAS more or less quickly depending on the level of flexibility FLEXIBILITY.
  • the method 200 comprises a second step of analysis 236 of the reading speed PAS.
  • the second analysis step 236 of the reading speed PAS comprises a second condition on the reading speed PAS.
  • the adjustment phase 210 of the method 200 returns to the phase in the setpoint 214 by resuming at the step of allocation 216 of the position P of the mobile support 102.
  • the mobile support 102 is advanced to a following position P+PAS in the succession of positions of the mobile support 102 without again slowing down the reading speed PAS.
  • the status phase in setpoint 214 is over.
  • the method 200 then checks the end of year condition 222.
  • the second condition on the reading speed PAS is fulfilled, that is to say that the value of the reading speed PAS is equal to the stop value predetermined at the time of the initialization step 202, then the first means of motorization 106 is stopped.
  • the mobile support 102 of the device according to the invention cannot move.
  • the off-set phase 228 is over.
  • the stop value is equal to zero, i.e. when the reading speed PAS, a function of the speed of the first motorization means 106, is zero.
  • the method 200 then includes a condition on the mode of operation 240.
  • the adjustment phase 210 passes to the status phase in the instruction 214 by resuming at the step of allocation 216 of the position P of the mobile medium 102.
  • the status phase in setpoint 214 is over.
  • the method 200 then checks the end of year condition 222.
  • the adjustment phase 210 of the method 200 includes a second stopping step 238.
  • the first motorization means 106 is stopped by the means control.
  • the sentence of adjustment 210 is finished and it cannot go to a following iteration.
  • the user 104 cannot continue the exercise, he must start the process 200 again in order to be able to train, which consists in restarting the movement starting from the predefined initial position of the movement of the mobile support 102.
  • the method 200 comprises: a position servo-control of the first motorization means 106 so as to move the mobile support 102 along the axis of translation and/or around the axis of rotation of the mobile support 102, the movement of the mobile support 102 along the imposed trajectory defined by a succession of positions P of the mobile support 102, the mobile support 102 comprising at least the contact surface 118 in contact with the user 104, the measurement, by the first force measurement means 108, the first force and/or the first torque Ci depending on the force exerted by the user 104 on the contact surface 118, the control in position, by the control means, of the first means motorization 106.
  • the control means controls the position of the first motorization means 106 so as to move the mobile support 102 in its trajectory as long as: the first force or the first torque measured Ci, or the datum calculated C302 by the control means according to the first force or the first torque Ci measured (e) is equal to a force or torque setpoint, and in the opposite case, the control means slows down or stops the first motorization means 106 in the succession of positions P of the mobile support 102: if the first force or the first torque measured Ci , or the datum calculated C302 by the control means as a function of the first force or the first torque Ci measured (e) is in apart from said force or torque setpoint, said force or torque setpoint being defined as a model force or torque value which depends on each position P of the mobile support 102 in its trajectory.
  • the first motorization means 106 of the method 200 rotates a part around the axis of rotation of the first motorization means 106 so as to move the mobile support 102, the first measuring means 108 measures the first torque Ci around the axis of rotation of the first motorization means 106.
  • the first motorization means 106 of the method 200 comprises the modular robotic axis connected to the mobile support 102 and comprises the first motor 112 servo-controlled in position coupled to the reducer 114 via a belt pulley transmission, the first measuring means 108 is positioned on the reducer 114 so that the axis of rotation of the first motorization means 106 is an axis of rotation at the output of the reducer 114.
  • the axis of rotation of the mobile support 102 of the method 200 coincides with the axis of rotation of the first motorization means 106.
  • the torque or force setpoint of the method 200 for a succession of successive positions P of the mobile support 102, is characterized as: a model curve of a torque or a force measured or simulated ) varying as a function of the position P of the mobile support in its trajectory, said model curve is o less than or equal to a maximum threshold torque or force curve varying as a function of the position P of the mobile support 102 in its trajectory, o greater than or equal to a minimum threshold torque or force curve varying as a function of the position P of the movable support 102 in its trajectory.
  • the minimum threshold torque or force and maximum threshold curves thus delimit, in each position P of the mobile support 102 in its trajectory, an interval comprised between these thresholds of torque or force values for which the first means motorization 106 is not slowed down or stopped by the control means when: the first force or the first torque Ci measured, or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci is in this range.
  • the torque or force setpoint of the method 200 is, in each position P of the mobile support 102 in its trajectory: less than or equal to a maximum threshold 306 of torque or force, and/or greater than or equal to a threshold minimum 308 of torque or force distinct from the maximum threshold 306.
  • the method 200 comprises an adjustment, by first means for adjusting, of the maximum threshold 306 and/or of the minimum threshold 308 of torque or force by the user 104.
  • the method 200 also comprises a simultaneous display, by a display device connected to the first force 108 or torque measuring means, on the one hand: of the first measured force or of the first measured torque Ci , or of the calculated data C302 by the control means as a function of the first force or of the first torque measured Ci, and on the other hand of the torque or force setpoint, to within the threshold defined in the method according to invention, in each position P of the mobile support 102 in its path.
  • the method 200 comprises an evaluation, for example incrementing, by technical means, the OUTPUT off-set state of the first force or the first torque measured (e) Ci or of the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured (e) Ci and in that the control means: slows down to a new value of the speed movement or stops the first motorization means 106 in the succession of positions P of the mobile support 102, if the EXIT off-set state is higher (or respectively lower in a variant not shown) than the FLEXIBILITY level of flexibility, or advances the mobile support 102 to a following position P + NOT in the succession of positions P of the mobile support 102 without slowing down the speed of movement of the first motorization means 106, if the EXIT off-set state is lower, (or respectively higher eur in a variant not illustrated), at the FLEXIBILITY level of flexibility.
  • the FLEXIBILITY level of flexibility is defined to adjust a deceleration or reduction in the speed of movement of the first motorization means 106 affecting the movement of the mobile support 102 in its trajectory when the user 104 is outside the force setpoint. or couple.
  • Said EXIT off-set state is initialized to a reference value, preferably to zero, each time the speed of movement of the first motorization means 106 is slowed down.
  • the process control means 200 causes the OUTPUT off-set state to change in the first direction when the first force or the first torque Ci measured or the data item C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first measured torque Ci is outside the force or torque setpoint and causes the OUTPUT off-set state to evolve in the second direction, opposite to the first direction, when the first force or the first measured torque (e) Ci or data C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci is equal to the force or torque setpoint.
  • the method control means 200 decreases the speed of movement of the first motorization means 106 when the first force or the first measured torque Ci or the data C302 calculated by the control means according to the first force or torque measured for the first time Ci is outside the force or torque setpoint and increases the movement speed of the first motorization means 106 when the first force or the first measured torque Ci or of the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first measured torque Ci is equal to the force or torque setpoint.
  • the speed of movement of the first motorization means 106 cannot exceed the value of the oversampling constant which is 100 in the case considered.
  • the control means modifies, preferably increases, when the first torque Ci or the first force measured by the first measurement means 108 of the method 200 or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or of the first measured torque Ci is in the force or torque setpoint, the speed of movement of the first motorization means 106 when the OUTPUT off-setpoint state is equal to or lower, (or in a second variant not shown equal to or greater), than the reference value, the OUTPUT off-set state is initialized at the FLEXIBILITY level.
  • the succession of positions P of the mobile support 102 of the method 200 is defined between an initial and final position of said mobile support 102, the control means stops the first motorization means 106: if the mobile support 106 reaches the final position, or if the speed of movement of the first motorization means 106 reaches a stop value, preferably zero.
  • FIGURES 2 and 3A and 3B an example of a software interface 300 implementing the method 200.
  • FIGURE 3A illustrates a display device (not shown) displaying the software interface 300 of the method 200 during use of the device 100 by a user 104.
  • the software interface 300 can also be used and/or adapted when using, by a user 104, the device 400 and the device 500 described respectively in FIGS. 4 and 5.
  • the software interface 300 is a man-machine interface.
  • the software interface 300 comprises a part 310 for entering commands allowing the user 104 to enter data such as user data, backup command data, display command data and on/off.
  • the device 100 further comprises the display device connected to the first measuring means 108 of force or torque.
  • the display device is arranged to simultaneously display on the one hand:
  • the first measured torque Ci corresponds to the measured torque C302 provided by the user 104 when the device 100 comprises only one means of motorization (to the nearest sign).
  • the device 100 thus comprises first means for adjusting the maximum 306 or minimum 308 torque or force thresholds by the user 104.
  • Part 310 for entering commands includes:
  • a first part 310i arranged to enter user data which may include, for example, a name, a login, an IP address, a password.
  • the entered parameters are used to connect to the device according to the invention and send it data related to the adjustment (model curve, FLEXIBILITY, THRESHOLD, etc.) and receive torques measured by the first and a second measuring means;
  • a second part 3102 arranged to program and/or modify and/or enter display data or control data such as the flexibility parameter FLEXIBILITY, the maximum 306 and minimum 308 threshold values, the mode of operation of said device 100.
  • the data entered serves in particular to initialize the control means and to start the execution of the method 200;
  • a fourth part 3 IO4 arranged to display information relating to the state of the device with regard to the method 200.
  • the part 310 for entering commands from the user interface 300 or software interface 300 is therefore arranged to communicate with the user 104 and follow orders given by said user 104.
  • the software interface 300 further comprises a graphic part 312 such as a graphic zone 312.
  • the graphic part 312 comprises four graphs 314i, 3142, 3 W3, 314 plots.
  • a first graph 314it plots the instantaneous torque exerted by the user 104 and measured by the first measuring means 108 and displays the force or torque setpoint as a function of time.
  • the scale on the abscissa axis adapts to the duration of the movement to be performed and corresponds to 1/10 of the initial total duration of each of the displacement operations of said method 200. When the test is prolonged, it adapts to the duration of the test and the graduations always correspond to 1/10 of the duration.
  • a second graph 3142 plots the instantaneous angular speed of the first motorization means 106 and displays the target speed as a function of time.
  • the scale on the abscissa axis adapts to the duration of the movement to be performed and corresponds to 1/10 of the initial total duration of each of the displacement operations of said method 200.
  • the scale on the axis of abscissa adapts like that of graph 314i.
  • a third graph 3 M3 plots an instantaneous feedback torque curve produced by the user 104 and measured by the first measuring means 108 and displays the force or torque setpoint as a function of the position (P) in the file model curve, to which a position of the device 102 corresponds.
  • a fourth graph 3144 displays feedback relating to the instantaneous angular position of the device 102 and the target angular position previously recorded as a function of the position (P) in the model curve file, to which a position of the device 102 corresponds.
  • the curve 314i of the torque profiles displays on the same graph the torque setpoint and the torque measured C302 or Ci by the first measuring means 108.
  • the software interface 300 is a graphical user interface 300 developed in C# under Visual Studio 13.
  • the user interface 300 allows communication by "User Datagram Protocol" UDP with the control means.
  • the user 104 via the interface 300 sends requests to the control means of the device 100 which returns to him requested information.
  • the requests relate to the state of the device 100: validation of the UDP link by a "CONNECTION" button 320 at the level of the first part 310i of the part 310 to enter commands, starting of the device 100 and initial position taken by a button 322 positioned in the second part 3 IO2 of part 310 to enter commands, return to the initial position by a "RESET” button 324 positioned in the second part 3 IO2 of part 310 to enter commands, launching of the process 200 (ie man/machine interaction) by a “START” button 326 positioned in the second part 3 102 of the part 310 to enter commands.
  • the settings can include: the position and torque profiles to be produced over time in the form of a binary file transmitted by "File Transfer Protocol" (FTP). These profiles appear in a drop-down menu 328, constituting a library of target movements adapted to the device 100, which can be easily supplemented.
  • FTP File Transfer Protocol
  • a threshold value “THRESHOLD” 330 which makes it possible to define a corridor around the force or torque setpoint, in which the user must remain in order to be able to progress in his movement (i.e. spatial tolerance with respect to the differences between the force or torque setpoint and the torque or force measured).
  • the chosen threshold is 5 N.m with respect to the torque setpoint.
  • a “FLEXIBILITY” level of flexibility 332 making it possible to define the difficulty of the task, such as the speed at which the device slows down with respect to the differences between the force or torque setpoint and the first measured torque Ci or the first force measured or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci.
  • the level of flexibility FLEXIBILITY is set to 50 in the case considered on a scale ranging from 0 to 100.
  • this zone 3104 is used to display information making it possible to check the proper functioning of the communication between the software and the control means.
  • the torque or force setpoint for a succession of successive positions P of the movable support 102, is characterized as a model curve 304 of a measured torque or force (e ) or simulated varying according to the position P of the mobile support 102 in its trajectory.
  • the model curve 304 is: o less than or equal to the maximum threshold torque or force curve 306 varying as a function of the position P of the mobile support 102 in its trajectory, o greater than or equal to the minimum threshold torque or force curve 308 varying as a function of of the position P of the mobile support 102 in its trajectory.
  • the torque or force curves of minimum threshold 308 and maximum threshold 306 thus delimit, in each position P of the mobile support 102 in its trajectory, an interval comprised between these threshold torque or force values for which the first motorization means 106 is arranged to follow the "desired" displacement by the control means.
  • the first means of motorization 106 is slowed down or stopped.
  • the torque or force setpoint is, in each position P of the mobile support 102 in its trajectory: less than or equal to the maximum threshold 306 of torque or force, and/or greater than or equal to the minimum threshold 308 of torque or force distinct from the maximum threshold 306.
  • the maximum 306 and minimum 308 threshold curve form a corridor thus delimiting the torque or force values for which the first motorization means 106 is not slowed down or stopped by the control means when :
  • the force or torque setpoint is therefore always positioned in the corridor, i.e. it is always framed by the maximum 306 and minimum 308 threshold curve.
  • the first motorization means 106 In order for the first motorization means 106 to be neither slowed down nor stopped, the first force or the first measured torque Ci or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque must Ci measured varies in the corridor.
  • the measured force or torque curve C302 or Ci is always positioned between the maximum 306 and minimum 308 threshold curve.
  • the first motorization means 106 does not have not been slowed down in this illustration.
  • the kinematics of the movement of the user 104 strictly follows the targeted speed profile defined by the force or torque setpoint. The PAS reading speed is therefore still 100.
  • the control means is arranged and/or programmed to modify, here increase, the speed displacement of the first motorization means 106, for example when the reading speed PAS is not equal to its initialization value, here 100 or until the reading speed PAS is equal to 100.
  • the STEP reading speed is increased (if the STEP reading speed is not equal to 100) when the OUT setpoint state is equal to or less than the reference value.
  • the reference value is zero.
  • the EXIT off-set state is then initialized at the FLEXIBILITY level.
  • the maximum 306 and minimum 308 thresholds are variable and depend on the THRESHOLD parameter configured at the level of the initialization step of the method 200. This parameter can be modified before the start of the movement at the level of the second part 3 IO2 of the part 310 to enter commands by the "THRESHOLD" force or torque setpoint value 330. In this way, the user 104 can manage a level of difficulty of his movement according to the width of the corridor surrounding the target curve , more precisely the difference between the maximum threshold 306 and the minimum threshold 308. For example, for a first use of said device 100, the corridor can be adjusted quite broadly, for example by leaving a difference of 10 N.m between the threshold maximum 306 and minimum 308.
  • THRESHOLD will be set to 5 N.m in order to obtain a deviation of +/- 5 N.m between the model force or torque curve and the maximum threshold 306 or the minimum threshold 308. Then, when user 1 04 has integrated the movement of said device 100, the user 104 can reduce this corridor by changing this threshold parameter THRESHOLD. Learning can thus be gradual.
  • the continuous mode is a mode with a slowing down of the movement (compared to the target speed of the first motorization means 106) when the measured torque C302 or the measured force provided by the user 104 is outside of the force or torque setpoint represented by the corridor (whether above the maximum threshold 306 or below the minimum threshold 308.
  • the slowing down can continue until the movement stops if the time spent outside the corridor is prolonged (i.e. the duration to reach the stop depends on the adjustment of the level of FLEXIBILITY carried out at the level of the interface 300, for example between 40 milliseconds and 4 seconds).
  • the subject 104 has the possibility of re-enter the hallway to return to the target speed profile or the target PAS playback speed parameter and can therefore continue their progress
  • the user 104 must complete the movement.
  • the sequential mode is identical to the continuous mode except that if the time spent outside the torque or force corridor (ie when the user is outside the torque or force setpoint) is sufficiently long to stop the movement, the test is finished. In particular, if the PAS reading speed is equal to zero, then the test is terminated. [00193] This sequential mode is similar to a split learning mode where it is the capabilities of the user 104 that determine the sequencing. In this mode, reaching the end of movement is not guaranteed.
  • FIGURE 3B illustrates a second curve displaying the torque and the force or torque setpoint as a function of time.
  • the time step corresponds to 1/10 of the duration of the test.
  • the curve 314i of FIGURE 3B illustrates an experiment with the device 100 in which the measured torque or the measured force C302 by the user 104 is sometimes outside the force or torque setpoint.
  • FIGURE 3B includes the same elements as FIGURE 3A. Thus, only the differences with FIGURE 3 A will be described.
  • the FLEXIBILITY level is 60.
  • the maximum 306 and minimum 308 threshold curve form a corridor thus delimiting the torque or force values for which the first motorization means 106 is not slowed down or stopped.
  • the first torque Ci or the first force measured by the first motorization means 106 or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first measured torque Ci is positioned at different places outside the corridor, for example at the level of the points 318.
  • the points 318 outside the corridor extend over the whole of the marker II up to the intersection of the first measured couple Ci or of the datum C302 with the maximum threshold curve 306 positioned at the start of marker III.
  • the control means is therefore arranged to slow down or stop the first motorization means 106 in the succession of positions of the mobile support 102.
  • control means of the device 100 implements the method 200, in particular the off-set state phase 228 EXIT of the method 200.
  • the method 200 implements the off-set state phase 228.
  • the device 100 is therefore arranged to evaluate an OUTPUT off-set state of the first force or of the first couple Ci or of the data C302 calculated by the control means as a function of the first measured force or of the first torque Ci. This evaluation is typically implemented by the control means.
  • the method 100 passes to the step 230 of modifying the OUTPUT off-set state by incrementing the OUTPUT off-set state by 1.
  • control means can be arranged to slow down to a new value of a displacement speed or stop the first motorization means 106 in the succession of positions P of the mobile support 102, if the the state outside the OUTPUT setpoint is greater than the FLEXIBILITY level.
  • the second condition 232 for modifying the EXIT off-set state is fulfilled.
  • control means slows down the speed of movement of the first motorization means 106 when the method 200 performs the second update 234.
  • the OUTPUT off-set state is reset to a reference value, here to zero , each time the displacement speed of the first motorization means 106 is slowed down.
  • the control means stops the first motorization means 106 if the condition of the second analysis step 236 of the reading speed PAS is fulfilled.
  • control means is arranged and/or programmed to advance the mobile support 102 to a following position P + NOT in the succession of positions P of the mobile support 102 without slowing down the speed of movement of the first means. of motorization 106, if the EXIT off-setpoint state is lower, than the FLEXIBILITY level of flexibility.
  • the second condition 232 for modifying the state outside the OUTPUT setpoint is not fulfilled or satisfied.
  • Curve 336 represents the target angular velocity profile relative to the torque model curve.
  • the curve 338 represents the angular velocity profile relating to the torque curve of the first measured torque Ci or of the data item C302 calculated by the control means as a function of the first force or of the first measured torque Ci .
  • the angular speed of the first motorization means 106 decreases progressively to zero, which signifies the stopping of the first motorization means 106 (markers I to II).
  • the angular velocity remains zero (marks II to III).
  • the user 104 tries to return to the target couple corridor.
  • the speed curve of the first motorization means 106 gradually returns to the desired speed profile when the user 104 returns to the targeted torque corridor (reference marks III to IV).
  • the user 104 ends the test by remaining in the target couple corridor (ie corridor).
  • the speed profile of the first motorization means 106 again follows the desired profile.
  • the angular speed of the first motorization means 106 will decrease faster. The speed will be zero faster in the sense that the deceleration (when the speed decreases) of the first means of motorization 106 will be faster.
  • the device according to the invention 100, 400, 500 is arranged to evaluate an OUTPUT off-set state of the first force or the first torque Ci or data C302 calculated by the control means as a function of the first force or the first torque measured Ci and the control means is arranged and/or programmed to: slow down to a new value by a speed of moving or stopping the first motorization means 106 in the succession of positions of the mobile support (102), if the EXIT off-set state is higher (in a variant not shown, respectively lower), than a level of flexibility (FLEXIBILITY) , or advance the mobile support 102 to a next position in the succession of positions of the mobile support 102 without slowing down the speed of movement of the first motorization means 106, if the OUTPUT off-set state is lower, (in a variant not shown, respect tively higher), to the level of FLEXIBILITY, said level of FLEXIBILITY
  • the control means is arranged and/or programmed to cause the OUTPUT off-set state to change in the first direction when the first force or the first torque Ci measured or the datum C302 calculated by the control means in function of the first force or the first measured torque Ci is outside the force or torque setpoint and to change the state outside the OUTPUT setpoint in the second direction, opposite to the first direction, when the first force or the first measured torque Ci or the datum C302 calculated by the control means as a function of the first force or of the first measured torque Ci is equal to the force or torque setpoint.
  • the control means causes the OUTPUT off-set state to change in the first direction. In this case, the OUT setpoint state decreases.
  • the control means changes the OUTPUT off-set state in the second meaning. In this case, the OUT setpoint state increases.
  • the control means is arranged and/or programmed to reduce the speed of movement of the first motorization means 106 when the first force or the first torque Ci measured or the datum C302 calculated by the control means in function of the first force or the first torque measured Ci is outside the force or torque setpoint. This situation is encountered during the second update 234 of the method 200 which occurs when the OUTPUT off-set state is greater than or equal to the FLEXIBILITY level.
  • the control means is arranged and/or programmed to increase the speed of movement of the first motorization means 106 when the first force or the first measured torque Ci or the datum C302 calculated by the control means in function of the first force or the first torque measured Ci is equal to the force or torque setpoint. This situation is encountered during the first update 220 of the method 200.
  • the reading speed PAS depending on the speed of movement of the first motorization means 106, cannot exceed the initial value of the reading speed PAS configured at the initialization step 202 of method 200.
  • the control means is arranged and/or programmed for, when the first torque Ci or the first force measured by the first measuring means 108 or the datum C302 calculated by the control means according to the first force or of the first measured torque Ci is within the force or torque setpoint, modify, preferably increase, the speed of movement of the first motorization means 106 when the OUTPUT off-setpoint state is equal or lower, respectively equal or greater than the reference value, the EXIT off-set state being initialized at the FLEXIBILITY level.
  • the succession of positions P of the mobile support 102 is defined between an initial and final position of said mobile support 102, the control means is arranged and/or programmed to stop the first motorization means 106: if the mobile support 102 reaches the final position, or if the reading speed PAS reaches a stop value which is here equal to zero (i.e. when the first motorization means 106 has a zero speed).
  • the graphic zone 312 makes it possible: before the start of the test, to display the profiles of positions, speeds and the force or torque setpoint selected, during the performance of the test, to provide the user 104 with a feedback on its progress and current torque or force production “FEEDBACK”.
  • FEEDBACK current torque or force production
  • Device 400 will only be described for its differences from device 100.
  • the device 400 comprises all the elements of the device 100. In this way, the device 400 comprises the first motorization means 106.
  • the mobile support 102 is a longitudinal part comprising a direction of elongation and shortening.
  • the device 400 comprises all the elements of the device 100. However, the device 400 also comprises: a second motorization means 406 slaved in torque or in position by the control means and arranged to exert a second torque or a second force on the user 104 at the level of the contact surface 118 in the succession of positions of the mobile support 102 in its trajectory, a second force measurement means 408 arranged to measure the second force and/or a second torque C2 dependent the force exerted by the user 104 on the contact surface 118.
  • a second motorization means 406 slaved in torque or in position by the control means and arranged to exert a second torque or a second force on the user 104 at the level of the contact surface 118 in the succession of positions of the mobile support 102 in its trajectory
  • a second force measurement means 408 arranged to measure the second force and/or a second torque C2 dependent the force exerted by the user 104 on the contact surface 118.
  • the second means of motorization 406 is positioned below the first means of motorization 106.
  • the axis A of rotation of the mobile support 102 coincides with the axis of rotation of the first means of motorization 106.
  • the second motorization means 406 comprises an axis of rotation B.
  • the mobile support 102 is arranged to perform a lateral circular movement.
  • the contact surface 118 is not fixed to the mobile support 102, it is arranged to be moved by the second means of motorization 406 in the use of the device 400.
  • the contact surface 118 is arranged to be able to move in a longitudinal direction following the direction of elongation/shortening of the movable support 102.
  • Connection means 404 are arranged to connect the second motorization means 406 with the mobile support 102 the data C302 is calculated by the control means according to: the first force or the first torque Ci measured, and of the second force or of the second torque C2inesure(e), the control means being arranged to control the second motorization means 406 in torque: from a force setpoint F ux and the second torque C2 measured by the second means force measurement 408, and/or as a function of the datum C302 calculated by the control means.
  • the first means and second motorization means 106, 406 are connected by a first belt 404i (forming part of the means 404) at the level of the output axis of the flanges 116, 416 of the motorization means 106, 406.
  • connection means 404 also comprise three pulleys: a first idler pulley 418 (two-stage) positioned at the output of the axis of the first motorization means 106, that is to say on the axis A at the output of the first reducer 114 and on the axis A of rotation of the mobile support 102, a second pulley in engagement 420 positioned at the output of the axis of the second motorization means 406, that is to say on the axis B at the output of the second reducer 414 of the second drive means 406, a third idler pulley 422 positioned at one end of the mobile support 102 opposite that where the first drive means 106 is connected.
  • a first idler pulley 418 two-stage
  • the second measurement means 408 of the second motorization means 406 is similar to the first measurement means 108 of the first motorization means 106.
  • the second measuring means 408 is positioned on the second reducer 414 so that the axis of rotation of the second motorization means 406 is an axis of rotation B at the output of the reducer 414.
  • a second flange 416 is positioned above the second reducer 414.
  • the second measuring means 408 is arranged to measure a second torque C2 around the axis of rotation of the second motorization means 406, which in this case coincides with the axis of rotation B at the output of the second reducer 414 of the second motorization means 406.
  • the second motorization means 406 comprises a second modular robotic axis connected to the mobile support 102 by the connecting means 404.
  • the second modular robotic axis comprises a torque- or force-slaved motor 412 coupled to the second reducer 414 via a belt pulley transmission so that the axis of rotation of the second motorization means 406 is an axis of rotation B at the output of the second reducer 414.
  • the servo-control is in torque or in position.
  • this torque control in particular thanks to the use of the second motorization means 406, makes it possible to regulate a force via the intermediary of the transmission.
  • the second way of motorization 406 which via a torque control of the motor 412 makes it possible to control the force at the level of the contact surface 118.
  • the dynamic model is expressed according to the equations below.
  • simplifying assumptions were made on the mass and the inertia of the transmission (considered as negligible), and on the force of gravity which was not considered.
  • the kinematic model obtained is expressed by the following two equations:
  • the torque at the output of the first motorization means 106 Ci depends on both:
  • the torque C at the output of the first motorization means 106 is expressed as a function of the torque C 2 at the output of the second motorization means 406 and of the torque supplied by the user C302, such as [Math 4] rb
  • Ci - - - c 2 - c 302 ra
  • the torque provided by the user C302 depends both on the first Ci and second C2 torques respectively measured by the first force measurement means 108 or the second force measurement means 408. It is written as being a composition of the measure in 108 and in 408 according to the following relation:
  • the second means of motorization 406 is driven in torque from the force setpoint imposed: F ux such that
  • the second measured torque C2 depends directly on the longitudinal force F ux that it is desired to make the user 104 feel.
  • the second measuring means 408 makes it possible to perform torque regulation at the level of the second motor 412 with a feedback loop.
  • the second motorization means 406 is controlled by receiving a command which depends on the setpoint F ux and on the second measured torque C2, the feedback loop adjusting this command to best achieve the equality described by
  • This command is calculated by the control means.
  • the first motorization means 106 is arranged to control the position of the mobile support 102.
  • the first motor 112 only moves to the next position if the torque provided by the user C302 corresponds, for an angular position considered, to the desired torque, i.e. to a torque framed by the minimum 308 and maximum 306 torque curves.
  • the second motorization means 406 is arranged to control the longitudinal force exerted by the contact surface 118 on the user 104.
  • the second motor 412 exerts a torque producing the desired force on the user 104 for the position angular considered translating by the movement in translation of the contact surface 118, the tensile/compressive force component. Ideally, the user 104 must compensate for this movement, which leads him to produce the right force.
  • the torque imposed by the first means of motorization 106 is obtained, for example, by optimizing gymnastic acrobatics according to the anthropometry of the user.
  • the mode of interaction allows the subject to produce the same mechanical action at the level of the shoulder as that generated during the realization of the related gymnastic figure, but in a secure situation, favorable to learning .
  • the second torque C2 exerted by the second motorization means 406 (i.e. the second torque C2 measured by the second torque measurement means 408) makes it possible to re-contextualize the articular movement by making the subject 104 feel the forces of interactions that a gymnastic bar would have exerted on his hands in real conditions.
  • the mobile support 102 therefore moves when the user 104 produces the correct tangential force at the level of the contact surface 118, i.e. that is to say that he will produce the correct joint torque measured at the using the first means and the second torque measuring means 108, 408.
  • the connecting means 404 allow the translation of the contact surface 118 so as to force the user 104 to exert a traction/compression force identical to that which would be produced during the actual performance of the gesture (i.e. when not in use of the device 400).
  • the device 400 has the advantage of imposing on the user 104 a torque profile and an angular position profile in connection with a targeted performance, optimized with respect to the subject's physical abilities while allowing to feel the tensile / compressive forces exerted by the bar in real conditions.
  • control of the second means of motorization 406 is in torque.
  • a force control at the level of the second motorization means 406 is achieved via a linear actuator.
  • FIGURE 5 a second non-limiting example of a second embodiment of a device 500 for rehabilitation or learning sports according to the invention.
  • the device 500 comprises the same elements as the device 400 previously described.
  • the device 500 is a variant of the device 400 and more precisely the device 500 illustrates a reorientation of the device 400 in order to work, with the device 500, another movement.
  • the user 104 is lying on a table.
  • the contact surface 118 comprises a flat surface in contact with a foot of the user 104.
  • the torque thus imposed by the first means and second means of motorization 106, 406 is obtained by optimizing a walking movement taking into account the articular constraints (torque and amplitude) of the user 104 at a time t of his rehabilitation.
  • the device 500 allows the user 104 to produce the same force at the knee as when walking while remaining lying down, thus limiting the risk of falls and injuries.
  • the second torque C2 measured by the second measuring means 408 allows the restitution of the foot/ground contact forces felt during walking.
  • the device 500 has the advantage of imposing on the subject 104 both a torque profile and an angular position profile in connection with a real movement, as opposed to a movement carried out either at constant speed, or at constant, and to be able to take into account the capacities of the user 104 when generating the FEEDBACK profiles displayed on the graphic part 312 of the software interface 300.
  • the device 400 or 500 also implements the steps of the method 200.
  • the method 200 further comprises: servo-control in torque or in force or in position, by the control means, of the second motorization means 406 which exerts the second torque or the second force on the user 104 at the level of the contact surface 118 in the succession of positions P of the mobile support 102 in its trajectory, a measurement, by a second force measurement means 408, of the second force and / or a second torque C2 depending on the force exerted by the user 104 on the contact surface 118.
  • the method 200 comprises: a connection, by the connection means 404, of the second motorization means 406 with the mobile support 102 so that the data C302 is calculated by the control means and is a function:
  • the second motorization means 406 comprises the second modular robotic axis connected to the mobile support 102 by the connecting means 404.
  • the second modular robotic axis comprises the second motor 412 which is slaved in torque or in force coupled to the second reducer 414 via the belt pulley transmission, so that so that the axis of rotation of the second motorization means (406) is an axis of rotation at the output of the second reducer (414).

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (100) de rééducation ou d'entrainement comprenant : - un support mobile (102), - un premier moyen de motorisation (106) asservi en position et agencé pour déplacer le support mobile (102), - un premier moyen de mesure d'efforts (108) agencé pour mesurer un premier couple, - un moyen de commande, caractérisé en ce que le moyen de commande est agencé pour commander en position le premier moyen de motorisation (106) de manière à déplacer le support mobile (102) dans sa trajectoire tant que le premier couple mesuré est égal à une consigne de couple, et dans le cas contraire, le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour ralentir ou arrêter le premier moyen de motorisation (106) dans la succession de positions du support mobile (102) si le premier couple mesuré est en dehors de ladite consigne de couple.

Description

DESCRIPTION
Titre : Dispositif de rééducation, d’entrainement ou de préparation physique
Domaine technique
[001 ] La présente invention concerne un dispositif de rééducation, d’entrainement pour sportif ou de préparation physique.
[002] Le domaine de l’invention est le domaine des dispositifs de rééducation utilisés par exemple lors du recouvrement de la motricité ou des dispositifs d’entrainement sportif, utilisés par exemple pour l’apprentissage de gestes techniques complexes ou pour la préparation physique spécifique.
Etat de la technique antérieure
[003] On connaît des dispositifs utilisés pour la rééducation articulaire. Ces dispositifs aident au recouvrement de motricité en proposant de réaliser : soit un mouvement à vitesse constante en opposant une charge résistive variable s’opposant au mouvement, ou soit un mouvement à charge résistive constante et en ajustant la vitesse articulaire.
[004] Ces dispositifs de rééducations sont fonctionnels mais posent des problèmes d’efficacité car les utilisateurs mettent en œuvre par le biais de ces dispositifs des efforts articulaires différents de ceux qu’ils auraient à fournir dans la vie réelle, c’est-à-dire sans l’utilisation de dispositif.
[005] On connaît aussi des dispositifs pour l’apprentissage de gestes complexes pour l’entrainement sportif telles que des machines de musculation. Ces dispositifs d’entrainement ou d’aide à la préparation physique proposent de réaliser des mouvements articulaires ou guidés avec des charges résistives fixes
[006] Ces dispositifs pour l’apprentissage sont fonctionnels mais soulèvent des problèmes liés à T utilisation de charges résistives fixes. En effet, dans de tels dispositifs, il est très difficile, voire impossible d’ajuster la charge résistive offerte par l’intermédiaire du poids du corps ou de masses additionnelles associées au mouvement visé.
[007] Un but de l’invention est de remédier à au moins un des inconvénients précités, et/ou de proposer un dispositif simple d’utilisation qui peut : adapter sa charge résistive afin d’obtenir un effort articulaire associé au mouvement visé, et/ou personnaliser la cinématique articulaire et le couple articulaire vis-à-vis du geste technique ou mouvement de rééducation visé tout en prenant en compte les capacités physiques du sujet, et/ou personnaliser et adapter le niveau de difficulté du geste en fonction des progrès de l’utilisateur. [008] Un autre but de l’invention est de proposer un procédé permettant : d’adapter la charge résistive au cours du mouvement, et/ou de personnaliser la cinématique articulaire et le couple articulaire vis-à-vis du geste technique ou mouvement de rééducation visé tout en prenant en compte les capacités physiques du sujet, et/ou d’adapter et de personnaliser le niveau de difficulté du geste en fonction des progrès de l’utilisateur.
Exposé de l’invention
[009] L’invention permet d’atteindre au moins un des buts précités par un dispositif de rééducation ou d’entrainement comprenant : un support mobile, comprenant au moins une surface de contact agencée pour être au contact avec un utilisateur dudit dispositif, le support mobile étant agencé pour se déplacer suivant une trajectoire définie par une succession de positions du support mobile, ladite trajectoire étant imposée par ledit dispositif, un premier moyen de motorisation asservi en position et agencé pour déplacer le support mobile le long d’un axe de translation et /ou autour d’un axe de rotation du support mobile, un premier moyen de mesure d’efforts agencé pour mesurer une première force et/ou un premier couple dépendant d’une force exercée par l’utilisateur sur la surface de contact, un moyen de commande agencé et/ou programmé pour commander en position le premier moyen de motorisation.
Le moyen de commande est agencé pour commander en position le premier moyen de motorisation de manière à déplacer le support mobile dans sa trajectoire tant que : la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci, ou une donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci (le moyen de commande étant agencé et/ou programmé pour calculer la donnée C302 en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e)) est égal(e) à une consigne de force ou de couple, et dans le cas contraire, le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour ralentir ou arrêter le premier moyen de motorisation dans la succession de positions du support mobile si : la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci , ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de ladite consigne de force ou de couple, ladite consigne de force ou de couple étant définie comme une valeur de force ou de couple modèle qui dépend de chaque position du support mobile dans sa trajectoire.
[0010] Le premier moyen de motorisation du dispositif selon l’invention peut être agencé pour actionner en rotation une pièce autour d’un axe de rotation du premier moyen de motorisation de manière à déplacer le support mobile, le premier moyen de mesure pouvant être agencé pour mesurer le premier couple autour de l’axe de rotation du premier moyen de motorisation.
[0011] Le premier moyen de motorisation du dispositif selon l’invention peut comprendre un axe robotisé modulaire relié au support mobile et pouvant comprendre un moteur asservi en position couplé à un réducteur via une transmission poulie courroie, le premier moyen de mesure pouvant être positionné sur le réducteur de sorte que l’axe de rotation du premier moyen de motorisation soit un axe de rotation en sortie du réducteur.
[0012] L’axe de rotation du support mobile du dispositif selon l’invention peut être confondu avec l’axe de rotation du premier moyen de motorisation.
[0013] La consigne de couple ou de force, pour une succession de positions successives du support mobile du dispositif selon l’invention, peut être caractérisée comme: une courbe modèle d’un couple ou d’une force mesuré(e) ou simulé(e) variant en fonction de la position du support mobile dans sa trajectoire, ladite courbe modèle pouvant être : o inférieure ou égale à une courbe de couple ou de force de seuil maximum variant en fonction de la position du support mobile dans sa trajectoire, o supérieure ou égale à une courbe de couple ou de force de seuil minimum variant en fonction de la position du support mobile dans sa trajectoire.
Les courbes de couple ou de force de seuil minimum et de seuil maximum peuvent ainsi délimiter, en chaque position du support mobile dans sa trajectoire, un intervalle compris entre ces seuils de valeurs de couple ou de force pour lequel le premier moyen de motorisation n’est pas ralenti ou arrêté par le moyen de commande de manière à déplacer le support mobile lorsque : la première force ou premier couple Ci mesuré(e), ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est dans cet intervalle. [0014] La consigne de couple ou de force peut être, en chaque position du support mobile du dispositif selon l’invention dans sa trajectoire : inférieure ou égale à un seuil maximal de couple ou de force, et/ou supérieure ou égale à un seuil minimal de couple ou de force distinct du seuil maximal.
[0015] Le dispositif selon l’invention peut comprendre des premiers moyens pour ajuster le seuil maximal et/ou le seuil minimal de couple ou de force par un utilisateur.
[0016] Le dispositif selon l’invention peut comprendre en outre un dispositif de visualisation connecté au premier moyen de mesure d’efforts ou de couple et être agencé pour afficher simultanément d’une part : le premier couple Ci mesuré ou la première force mesurée, ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci et d’autre part la consigne de couple ou de force, au seuil défini précédemment, en chaque position du support mobile dans sa trajectoire.
[0017] Lorsque l’utilisateur est en dehors de la consigne de force ou de couple, le dispositif selon l’invention peut être agencé pour évaluer, par exemple incrémenter, un état hors consigne SORTIE de la première force ou du premier couple ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci et le moyen de commande peut être agencé pour : ralentir jusqu’à une nouvelle valeur d’une vitesse de déplacement ou arrêter le premier moyen de motorisation dans la succession de positions du support mobile, si l’état hors consigne SORTIE est supérieur, respectivement inférieur, à un niveau de souplesse SOUPLESSE, ou avancer le support mobile à une position suivante dans la succession de positions du support mobile sans ralentir la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation si l’état hors consigne SORTIE est inférieur, respectivement supérieur, au niveau de souplesse SOUPLESSE.
Ledit niveau de souplesse SOUPLESSE peut être programmé pour régler une décélération de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation affectant le déplacement du support mobile dans sa trajectoire lorsque l’utilisateur est en dehors de la consigne de force ou de couple, ledit état hors consigne SORTIE peut être initialisé à une valeur de référence, de préférence à zéro, à chaque ralentissement de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation. [0018] Le moyen de commande du dispositif selon l’invention peut être agencé et/ou programmé pour faire évoluer l’état hors consigne SORTIE dans un premier sens lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de la consigne de force ou de couple et pour faire évoluer l’état hors consigne SORTIE dans un second sens, opposé au premier sens, lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à la consigne de force ou de couple.
[0019] Le moyen de commande du dispositif selon l’invention peut être agencé et/ou programmé pour diminuer la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de la consigne de force ou de couple et pour augmenter la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation, de préférence jusqu’à une certaine valeur déterminée telle que 100 par exemple, lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à la consigne de force ou de couple.
[0020] Le moyen de commande peut être agencé et/ou programmé pour, lorsque le premier couple Ci ou la première force mesuré(e) par le premier moyen de mesure ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci du dispositif selon l’invention est dans la consigne de force ou de couple, modifier, de préférence augmenter, la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation lorsque l’état hors consigne SORTIE est dans une première variante égal ou inférieur, ou dans une deuxième variante égal ou supérieur, à la valeur de référence, l’état hors consigne SORTIE pouvant être initialisé au niveau de souplesse SOUPLESSE. Par exemple, dans le cas de la deuxième variante, l’état hors consigne ne peut être initialisé au niveau de souplesse SOUPLESSE et la vitesse de déplacement ne peut être incrémentée.
[0021] La succession de positions du support mobile du dispositif selon l’invention peut être définie entre une position initiale et finale dudit support mobile, le moyen de commande pouvant être agencé pour arrêter le premier moyen de motorisation : si le support mobile atteint la position finale, ou si la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation atteint une valeur d’arrêt, de préférence égale à zéro.
[0022] Le dispositif selon l’invention peut comprendre : un second moyen de motorisation asservi en couple ou en force ou en position par le moyen de commande et agencé pour exercer un second couple ou une seconde force sur l’utilisateur au niveau de la surface de contact dans la succession de positions du support mobile dans sa trajectoire, un second moyen de mesure d’efforts agencé pour mesurer la seconde force et/ou un second couple dépendant de la force exercée par l’utilisateur sur la surface de contact.
[0023] Le dispositif selon l’invention peut comprendre des moyens de liaisons agencés pour connecter le second moyen de motorisation avec le support mobile de sorte que le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour calculer la donnée C302 en fonction : de la première force ou du premier couple Ci mesuré(e), et de la seconde force ou du second couple C2 mesuré(e), le moyen de commande étant agencé et/ou programmé pour commander en couple le second moyen de motorisation : à partir d’une consigne en effort Fux et du second couple C2 mesuré par le second moyen de mesure d’efforts, et/ou en fonction de la donnée C302 calculée par le moyen de commande.
[0024] Le second moyen de motorisation peut comprendre un second axe robotisé modulaire relié au support mobile par le moyen de liaison, le second axe robotisé modulaire pouvant comprendre un moteur asservi en couple ou en force couplé à un second réducteur via une transmission poulie courroie de sorte que l’axe de rotation du second moyen de motorisation soit un axe de rotation en sortie du second réducteur.
[0025] Suivant un autre aspect de l’invention, il est proposé un procédé qui comprend : un asservissement en position d’un premier moyen de motorisation de manière à déplacer un support mobile le long d’un axe de translation et /ou autour d’un axe de rotation du support mobile, le déplacement du support mobile suivant une trajectoire imposée définie par une succession de positions du support mobile, le support mobile comprenant au moins une surface de contact au contact avec un utilisateur, une mesure, par un premier moyen de mesure d’efforts, d’une première force et/ou d’un premier couple Ci dépendant d’une force exercée par l’utilisateur sur la surface de contact, une commande en position, par un moyen de commande, du premier moyen de motorisation.
Le moyen de commande peut commander en position le premier moyen de motorisation de manière à déplacer le support mobile dans sa trajectoire tant que : la première force ou le premier couple Ci mesuré(e), ou une donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal à une consigne de force ou de couple, et dans le cas contraire, le moyen de commande ralentit ou arrête le premier moyen de motorisation dans la succession de positions du support mobile si: la première force ou le premier couple Ci mesuré(e), ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de ladite consigne de force ou de couple, ladite consigne de force ou de couple étant définie comme une valeur de force ou de couple modèle qui dépend de chaque position du support mobile dans sa trajectoire.
[0026] Le premier moyen de motorisation du procédé selon l’invention peut actionner en rotation une pièce autour d’un axe de rotation du premier moyen de motorisation de manière à déplacer le support mobile, le premier moyen de mesure peut mesurer le premier couple autour de l’axe de rotation du premier moyen de motorisation.
[0027] Le premier moyen de motorisation du procédé selon l’invention peut comprendre un axe robotisé modulaire relié au support mobile et peut comprendre un moteur asservi en position couplé à un réducteur via une transmission poulie courroie, le premier moyen de mesure peut être positionné sur le réducteur de sorte que l’axe de rotation du premier moyen de motorisation soit un axe de rotation en sortie du réducteur.
[0028] L’axe de rotation du support mobile du procédé selon l’invention peut être confondu avec l’axe de rotation du premier moyen de motorisation.
[0029] La consigne de couple ou de force du procédé selon l’invention, pour une succession de positions successives du support mobile, peut être caractérisée comme: une courbe modèle d’un couple ou d’une force mesuré(e) ou simulé(e) variant en fonction de la position du support mobile dans sa trajectoire, ladite courbe modèle peut être : o inférieure ou égale à une courbe de couple ou de force de seuil maximum variant en fonction de la position du support mobile dans sa trajectoire, o supérieure ou égale à une courbe de couple ou de force de seuil minimum variant en fonction de la position du support mobile dans sa trajectoire.
Les courbes de couple ou de force de seuil minimum et de seuil maximum peuvent délimiter ainsi, en chaque position du support mobile dans sa trajectoire, un intervalle compris entre ces seuils de valeurs de couple ou de force pour lequel le premier moyen de motorisation n’est pas ralenti ou arrêté par le moyen de commande lorsque : la première force ou premier couple mesuré(e), ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est dans cet intervalle.
[0030] La consigne de couple ou de force du procédé selon l’invention peut être, en chaque position du support mobile dans sa trajectoire : inférieure ou égale à un seuil maximal de couple ou de force, et/ou supérieure ou égale à un seuil minimal de couple ou de force distinct du seuil maximal.
[0031] Le procédé peut comprendre un ajustement, par des premiers moyens pour ajuster, du seuil maximal et/ou du seuil minimal de couple ou de force par l’utilisateur.
[0032] Le procédé selon l’invention peut comprendre outre un affichage simultané, par un dispositif de visualisation connecté au premier moyen de mesure d’efforts ou de couple, d’une part : de la première force mesurée ou du premier couple Ci mesuré, ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci et d’autre part de la consigne de couple ou de force, au seuil près défini dans le procédé selon l’invention, en chaque position du support mobile dans sa trajectoire.
[0033] Lorsque l’utilisateur est en dehors de la consigne de force ou de couple, le procédé selon l’invention peut comprendre une évaluation, par exemple incrémenter, par des moyens techniques, un état hors consigne SORTIE de la première force ou du premier couple Ci ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci et en ce que le moyen de commande : peut ralentir jusqu’à une nouvelle valeur d’une vitesse de déplacement ou arrêter le premier moyen de motorisation dans la succession de positions du support mobile, si l’état hors consigne SORTIE est supérieur, ou respectivement inférieur, à un niveau de souplesse SOUPLESSE, ou peut avancer le support mobile à une position suivante dans la succession de positions du support mobile sans ralentir la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation, si l’état hors consigne SORTIE est inférieur, ou respectivement supérieur, au niveau de souplesse SOUPLESSE.
Le niveau de souplesse SOUPLESSE peut être défini pour régler une décélération de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation affectant le déplacement du support mobile dans sa trajectoire lorsque l’utilisateur est en dehors de la consigne de force ou de couple.
Ledit état hors consigne SORTIE peut être initialisé à une valeur de référence, de préférence à zéro, à chaque ralentissement de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation.
[0034] Le moyen de commande du procédé selon l’invention peut faire évoluer l’état hors consigne SORTIE dans un premier sens lorsque la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de la consigne de force ou de couple et faire évoluer l’état hors consigne SORTIE dans un second sens, opposé au premier sens, lorsque la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à la consigne de force ou de couple.
[0035] Le moyen de commande du procédé selon l’invention peut diminuer la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation lorsque la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de la consigne de force ou de couple et augmenter la vitesse de déplacement, de préférence jusqu’à 100, du premier moyen de motorisation lorsque la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à la consigne de force ou de couple.
[0036] Le moyen de commande peut modifier, de préférence augmenter, lorsque la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) par le premier moyen de mesure du procédé selon l’invention ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci du procédé selon l’invention est dans la consigne de force ou de couple, la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation lorsque l’état hors consigne SORTIE est dans une première variante égal ou inférieur, ou dans une seconde variante égal ou supérieur, à la valeur de référence, l’état hors consigne SORTIE peut être initialisé au niveau de souplesse SOUPLESSE.
[0037] La succession de positions du support mobile du procédé selon l’invention peut être définie entre une position initiale et finale dudit support mobile, le moyen de commande peut arrêter le premier moyen de motorisation : si le support mobile atteint la position finale, ou si la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation atteint une valeur d’arrêt, de préférence à zéro.
[0038] Le procédé selon l’invention peut comprendre : un asservissement en couple ou en force ou en position, par le moyen de commande, d’un second moyen de motorisation qui exerce un second couple ou une seconde force sur l’utilisateur au niveau de la surface de contact dans la succession de positions du support mobile dans sa trajectoire, une mesure, par un second moyen de mesure d’efforts, de la seconde force et/ou un second couple C2 dépendant de la force exercée par l’utilisateur sur la surface de contact.
[0039] Le procédé selon l’invention peut comprendre : une connexion, par des moyens de liaisons, du second moyen de motorisation avec le support mobile de sorte que la donnée C302 est calculée par le moyen de commande est fonction : o de la première force ou du premier couple Ci mesuré(e), et o de la seconde force ou du second couple C2 mesuré(e), une commande en couple, par le moyen de commande, du second moyen de motorisation : o à partir d’une consigne en efforts Fux et du second couple C2 mesuré par le second moyen de mesure d’efforts, et/ou o en fonction de la donnée C302 calculée par le moyen de commande.
[0040] Le second moyen de motorisation selon l’invention peut comprendre un second axe robotisé modulaire relié au support mobile par le moyen de liaison, le second axe robotisé modulaire pouvant comprendre un moteur qui est asservi en couple ou en force couplé à un second réducteur via une transmission poulie courroie, de sorte que l’axe de rotation du second moyen de motorisation soit un axe de rotation en sortie du second réducteur.
Brève description des figures
[0041] D’autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l’examen de la description détaillée d’exemples nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels :
FIGURE 1 est une représentation schématique d’un premier exemple de réalisation non limitatif d’un premier mode de réalisation d’un dispositif de rééducation ou d’apprentissage sportif selon l’invention, FIGURE 2 est une représentation schématique d’un exemple d’un procédé selon l’invention non limitatif utilisé dans les différents modes de réalisation des dispositifs selon l’invention,
FIGURE 3A illustre un premier exemple d’une interface logicielle mise en œuvre par l’algorithme utilisé dans les différents modes de réalisation de dispositif selon l’invention,
FIGURE 3B illustre un second exemple d’une interface logicielle mise en œuvre par l’algorithme utilisé dans les différents modes de réalisation de dispositif selon l’invention,
FIGURE 4 est une représentation schématique d’un premier exemple non limitatif d’un second mode de réalisation d’un dispositif de rééducation ou d’apprentissage sportif selon l’invention, et
FIGURE 5 est une représentation schématique d’un deuxième exemple de réalisation non limitatif du second mode de réalisation d’un dispositif sportif ou d’apprentissage selon l’invention.
Description détaillée des figures
[0042] Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détail structurel, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure.
[0043] En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.
[0044] Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
[0045] Le terme courbe modèle définit une courbe idéale étant préalablement enregistrée et pouvant être le résultat d’une simulation de l’exercice ou le résultat d’un couple mesuré ou d’une force mesurée sur un professionnel (i.e. sportif) effectuant le mouvement avec le dispositif selon l’invention. Cette courbe modèle, peut aussi être enregistrée par des moyens de capture de mouvement classique tels que par motion capture par système optoélectronique, plateformes de forces, capteurs d’efforts.
[0046] Dans le cas de la rééducation, le mouvement pouvant être effectué avec le dispositif selon l’invention correspond à celui d’une personne de référence « saine », par opposition à « pathologique ». Dans un contexte d’apprentissage de mouvement autre que sportif (en ergonomie par exemple), le mouvement peut être celui réalisé par un professionnel considéré comme un mouvement de référence.
[0047] Dans la description, le terme « simulé » englobe le fait que les courbes modèles sont personnalisées (i.e. optimisées) au préalable en fonction de l’utilisation du dispositif, c’est-à-dire qu’elles sont générées en fonction du geste à apprendre, de l’anthropométrie des apprenants (i.e. utilisateurs) et de leurs capacités physiques.
[0048] La LIGURE 1 illustre un premier mode de réalisation d’un dispositif 100 de rééducation ou d’apprentissage sportif selon l’invention.
[0049] Le dispositif 100 est positionné sur un châssis 110.
[0050] Le dispositif 100 de rééducation ou d’entrainement comprend un support mobile 102, comprenant au moins une surface de contact 118 agencée pour être au contact avec un utilisateur 104 dudit dispositif 100.
[0051] Le support mobile 102 est agencé pour se déplacer suivant une trajectoire définie par une succession de positions du support mobile 102, ladite trajectoire étant imposée par ledit dispositif 100.
[0052] Le dispositif 100 comprend en outre : un premier moyen de motorisation 106 asservi en position et agencé pour déplacer le support mobile 102 le long d’un axe de translation et /ou autour d’un axe de rotation du support mobile 102, un premier moyen de mesure d’efforts 108 agencé pour mesurer une première force et/ou un premier couple Ci dépendant d’une force exercée par l’utilisateur 104 sur la surface de contact 118, un moyen de commande agencé et/ou programmé pour commander en position le premier moyen de motorisation.
[0053] La trajectoire est mémorisée dans le moyen de commande. Elle est fixée, et non modifiée au cours de son parcours.
[0054] Autrement dit, la succession de positions du support mobile 102 définissant la trajectoire est prédéfinie. Ces positions diffèrent entre elles au moins en partie (car certaines peuvent être identiques, en cas d’aller-retour dans la trajectoire par exemple). Mais le dispositif 100 est agencé pour que chacune de ces positions n’évolue pas dans le temps notamment au cours du déplacement du support mobile 102 le long de cette trajectoire. Il n’y a pas d’ajustement des différentes positions composant la trajectoire au fur et à mesure du parcours de cette trajectoire.
[0055] Le moyen de commande peut mémoriser plusieurs trajectoires possibles correspondant à plusieurs exercices distincts, mais le dispositif 100 est agencé pour que, une fois que le support mobile 102 démarre une trajectoire, les différentes positions définissant cette trajectoire sont imposées et non modifiables. Par contre, les instants auxquels ces différentes positions vont être atteintes par le support mobile 102 peuvent varier selon le succès de l’utilisateur 104 à pratiquer son exercice, comme cela sera expliqué par la suite.
[0056] Le moyen de commande du dispositif 100 est agencé pour commander en position le premier moyen de motorisation 106 de manière à déplacer le support mobile 102 dans sa trajectoire tant que : la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci, ou une donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à une consigne de force ou de couple, et dans le cas contraire, le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour ralentir ou arrêter le premier moyen de motorisation 106 dans la succession de positions du support mobile 102 si : la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci, ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de ladite consigne de force ou de couple, ladite consigne de force ou de couple étant définie comme une valeur de force ou de couple modèle qui dépend de chaque position du support mobile 102 dans sa trajectoire. [0057] Dans le cas dispositif 100, la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) est égal(e) à la donnée calculée C302 au signe près. La donnée calculée C302 s’appelle aussi le couple C302 ou la force fourni (e) par l’utilisateur 104 qui est notamment un couple dans le cas du dispositif 100 car l’utilisateur 104 réalise un mouvement de rotation.
[0058] En effet, le dispositif 100 comprend un seul moyen de motorisation 106. Ainsi, en appliquant des hypothèses de simplifications (i.e. masse et inertie de transmission négligeables, force de pesanteur non considérée), l’équation dynamique du dispositif 100 s’écrit sous l’équation suivante :
[Math 1]
Cl X ' FUy
[0059] Avec :
Ci le couple en sortie du premier moyen de motorisation 106, c’est-à-dire le couple mesuré directement par le premier moyen de mesure d’efforts 108, x la position de la surface de contact 118 (ici une poignée 418) par rapport à l’axe de rotation du premier moyen de motorisation 106, et
Fuy la force transversale exercée par l’utilisateur 104 sur le dispositif 400 au niveau de la surface de contact 118.
[0060] Ainsi, le terme x . Fuy correspond au couple fourni C302 par l’utilisateur 104.
[0061] Dans le dispositif 100, le premier couple mesuré Ci est donc égal au couple fourni par l’utilisateur C302 au signe près (Ci = - C302).
[0062] Ainsi, la mesure du premier couple Ci par le premier moyen de mesure d’efforts 108 donne directement (au signe près) le couple fourni par l’utilisateur C302, qui est la grandeur d’intérêt, c’est-à- dire celle qui est comparée à la consigne de couple. Le moyen de commande agit donc sur le premier moyen de motorisation 106 en fonction du premier couple mesuré Ci vis-à-vis de la consigne de force ou de couple. Si ce premier couple mesuré Ci est dans la consigne de force ou de couple, le moyen de commande ne ralentit pas ou n’arrête pas le premier moyen de motorisation 106, et dans ce cas contraire, le moyen de commande ralentit voire arrête le premier moyen de motorisation 106. L’utilisateur 104 est assis sur un siège du châssis 110.
[0063] Le support mobile 102 est un bras mobile 102. Le support mobile comprend dans le cas du dispositif 100 un degré de liberté en rotation. Ainsi, le support mobile est agencé pour pivoter sur un axe de rotation A.
[0064] Le support mobile 102 réalise ainsi un mouvement circulaire centré sur l’axe A. [0065] Dans une variante de dispositif 100, le support mobile 102 peut comprendre un degré de liberté en translation. Le degré de liberté du support mobile 102 est choisi en fonction du mouvement de rééducation et/ou d’entrainement que l’on veut faire pratiquer et/ou faire à l’utilisateur 104.
[0066] Le dispositif 100 couvre donc différents mouvements.
[0067] Le support mobile 102 comprend en outre, dans le cas du dispositif 100, une paroi supérieure 120 comprenant un support 124 sur lequel l’utilisateur 104, assis, peut reposer son avant-bras (dans l’exemple illustré).
[0068] Le support 124 est agencé pour aider l’utilisateur 104 à maintenir une co-axialité acceptable entre l’axe A du support mobile et celui de l’articulation dudit utilisateur 104.
[0069] La surface de contact 118 est fixée à cette paroi supérieure 120 du support mobile 102.
[0070] La surface de contact 118 est fixée au support mobile 102 par des moyens de fixation (non illustrés), par exemple avec des vis. Dans le cas du dispositif 100, la surface de contact 118 est une poignée ou une boule de saisie agencée pour être agrippée par la main de l’utilisateur 104.
[0071] Le support mobile 102 comprend au moins un orifice 122 positionné sur la paroi supérieure 120 du support mobile 102. L’orifice ou la pluralité d’orifices 122 est agencé pour fixer la surface de contact 118 au support mobile 102.
[0072] Le support mobile 102 comprend donc en FIGURE 1 une pluralité d’orifices 122 alignés successivement l’un derrière l’autre selon une direction longitudinale du support mobile 102.
[0073] Ainsi, la perforation du support mobile 102 selon la direction longitudinale du support mobile (i.e. sa longueur) permet de pouvoir fixer la surface de contact 118 à différentes distances de l’axe A et ainsi s’adapter à la morphologie de différents utilisateurs 104.
[0074] Le support mobile 102 est fixé au premier moyen de motorisation 106.
[0075] Le premier moyen de motorisation 106 comprend un axe robotisé modulaire relié au support mobile 102. Le moyen de motorisation 106 et le support mobile 102 sont reliés par encastrement du support mobile 102 au premier moyen de motorisation 106 via la bride 116.
[0076] Le premier moyen de motorisation 106 comprend un moteur 112 asservi en position couplé à un réducteur 114 via une transmission poulie courroie. La bride 116 est positionnée au-dessus du réducteur 114.
[0077] Le réducteur 114 fait aussi partie du premier moyen de motorisation 106.
[0078] Le premier moyen de mesure 108 est positionné sur le réducteur 114 de sorte que l’axe de rotation du premier moyen de motorisation 106 soit un axe de rotation en sortie du réducteur 114. [0079] Dans le dispositif 100, l’axe A de rotation du support mobile 102 est confondu avec l’axe de rotation du premier moyen de motorisation 106.
[0080] L’axe de rotation en sortie du réducteur 114 est colinéaire à l’axe A de rotation du support mobile 102. Ainsi, l’axe de sortie du réducteur 114 est confondu avec l’axe A de rotation du support mobile 102.
[0081] Le premier moyen de motorisation 106 est agencé pour actionner en rotation une pièce autour d’un axe de rotation du premier moyen de motorisation 106 de manière à déplacer le support mobile 102.
[0082] La force ou le couple mesuré(e) Ci ou la donnée C302 dépend de l’architecture du dispositif 100, notamment du mouvement du support mobile 102 tel que défini par l’action de l’utilisateur 104 sur la surface de contact 118 dans le dispositif 100.
[0083] Le premier moyen de mesure 108 est agencé pour mesurer le premier couple autour de l’axe de rotation du premier moyen de motorisation 106, qui dans ce cas-ci est confondu avec l’axe de rotation A du support mobile 102.
[0084] Le premier moyen de mesure 108 comprend au moins une jauge de déformation positionnée sur le réducteur 114. Dans le cas considéré, le premier moyen de mesure 108 comprend huit jauges de déformation.
[0085] La pluralité de jauges de déformation sont réparties sur la bride de sortie du réducteur 114 autour de l’axe de rotation A du support mobile 102 et/ou du premier moyen de motorisation 106.
[0086] Le choix du positionnement et du câblage de la pluralité de jauges de déformation permet d’obtenir un couple transitant sur la bride de sortie 116 du premier moyen de motorisation 106. Les compensations inter-jauges permettent une mesure indépendante des éventuelles perturbations appliquées sur le réducteur 114 tels que des efforts normaux et transverses, des moments transverses.
[0087] Le dispositif 100 peut posséder de manière symétrique, un second support mobile 1022, identique au premier support mobile 102 et associés à des moyens IO62, IO82, 1122, I M2, 1162, I I82, 1202, 1222, 1242 pas nécessairement illustrés et identiques aux moyens respectivement 106, 108, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124. De cette façon, le dispositif 100 peut comprendre l’ensemble des éléments décrits précédemment adaptés au second bras de l’utilisateur 104 du dispositif 100.
[0088] Ainsi, le dispositif 100 comprend un autre moyen de motorisation (non illustré) agencé pour actionner en rotation une pièce autour d’un axe de rotation de cet autre moyen de motorisation (non illustré) de manière à déplacer un second support mobile 1022. Un autre moyen de mesure (non illustré) est agencé pour mesurer un autre couple autour de l’axe de rotation de l’autre moyen de motorisation. [0089] L’autre moyen de motorisation comprend un axe robotisé modulaire relié au deuxième support mobile 1022 et comprenant un moteur asservi en position couplé à un réducteur via une transmission poulie courroie, l’autre moyen de mesure étant positionné sur le réducteur de sorte que l’axe de rotation de l’autre moyen de motorisation soit un axe de rotation en sortie du réducteur.
[0090] L’axe de rotation du second support mobile 1022 est confondu avec l’axe de rotation de l’autre moyen de motorisation.
[0091] De cette façon, le dispositif 100 offre la possibilité de travailler avec des utilisateurs 104 droitiers ou gauchers et/ou de travailler simultanément et/ou séparément les bras gauche et droit d’un utilisateur 104.
[0092] Le dispositif 100 comprend différentes fonctionnalités de réglages qui permettent d’adapter le dispositif 100 à la taille de différents utilisateurs, allant par exemple de 1,30 mètres (m) à 2,00 mètres.
[0093] Le dispositif 100 est agencé pour mettre en situation un mouvement de rotation interne / externe de l’épaule de l’utilisateur 104.
[0094] Le dispositif 100 est également conçu pour tester des mouvements de flexions/extension, abduction/adduction et rotation inteme/exteme par simple réorientation du dispositif 100 sur le châssis et ceci pour n’importe quelle articulation du sujet (coude, poignet, hanche, genou, cheville . . . ).
[0095] La FIGURE 2 est une représentation schématique non limitative d’un exemple de réalisation non limitatif d’un procédé 200 selon l’invention.
[0096] Le procédé 200 est mis en œuvre par le dispositif 100. Il est aussi mis en œuvre par les dispositifs 400 et 500 décrits, dans la suite, aux figures 4 et 5.
[0097] Le procédé 200 est mis en œuvre par ordinateur ou par tout moyen de commande comprenant au moins une carte de calcul telle qu’un processeur ou un ordinateur.
[0098] Le moyen de commande du dispositif 100 comprend au moins un ordinateur, une unité centrale ou de calcul, un circuit électronique analogique (de préférence dédié), un circuit électronique numérique (de préférence dédié), et/ou un microprocesseur (de préférence dédié), et/ou des moyens logiciels, et est agencé et/ou programmé pour commander les autres éléments du dispositif 100.
[0099] Le procédé 200 comprend au moins une itération d’une phase d’ajustement 210 de la position P du support mobile 102.
[00100] La phase d’ajustement 210 comprend une étape d’initialisation 202 des paramètres d’entrée.
[00101] Cette étape d’initialisation 202 consiste à rentrer et/ou définir les paramètres d’entrée. Les paramètres d’entrée comprennent : - un choix de mode de fonctionnement du dispositif 100,
- une consigne de force ou de couple comprenant au moins un seuil SEUIL,
- un niveau de souplesse SOUPLESSE,
- une position P initiale du support mobile 102,
- une vitesse de lecture PAS dont dépend la vitesse du premier moyen de motorisation 106,
- un état hors consigne SORTIE.
[00102] L’état hors consigne SORTIE est initialisé à zéro dans l’étape d’initialisation 202.
[00103] Le niveau de souplesse SOUPLESSE peut varier de 0 à 100.
[00104] Le procédé 200 mis en œuvre dans les dispositifs 100, 400 et 500, comprend deux modes de fonctionnement, un mode continu et un mode séquentiel. Ces deux modes de fonctionnement seront explicités dans la suite du présent texte.
[00105] Le dispositif selon l’invention peut prendre en compte soit la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 ou une vitesse de lecture PAS fonction de la vitesse du premier moyen de motorisation 106. La vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 varie proportionnellement et dans le même sens que la vitesse de lecture PAS.
[00106] Dans le cas illustré en Figure 2, la vitesse de lecture PAS fonction de la vitesse du premier moyen de motorisation 106 est considérée.
[00107] En particulier, la vitesse de lecture PAS est interprétée comme un paramètre de lecture d’un fichier de trajectoire, préalablement enregistré, correspondant à une courbe modèle d’un couple ou d’une force mesuré(e) ou simulé(e) et servant dans l’asservissement en position et/ou en couple ou en force du premier et second moyen de motorisation 106, 406 selon les dispositifs 100, 400 et 500.
[00108] Dans les dispositifs selon l’invention 100, 400, 500, la trajectoire de la courbe modèle est enregistrée à une fréquence Fa. Ce fichier est ensuite sur-échantillonné de manière à ce que la fréquence des points soit de F#fiie = K x Fa avec K étant une constante de sur-échantillonage. Ainsi, pour que le support mobile 102 se déplace à la fréquence Fa, il faut lire 1 point sur K dans le fichier de la courbe modèle préenregistrée.
[00109] Dans le mode de réalisation considéré, les opérations du déplacement du support mobile 102 s’exécutent toutes les 400 microsecondes. La courbe modèle a été sur-échantillonnée toutes les 4 microsecondes de façon à ce qu’en lisant une valeur sur 100 à chaque cycle du moyen de commande, le mouvement est réalisé à la vitesse « normale » (souhaitée). C’est pourquoi la vitesse de lecture PAS est initialisée à 100. La constante K de sur-échantillonnage vaut 100. Lorsque la vitesse de lecture PAS diminue, le moyen de commande parcourt moins vite le fichier se rapportant à la courbe modèle et déplace donc le support mobile 102 plus lentement. Ainsi, si la vitesse de lecture PAS vaut 100 alors le mouvement du support mobile 102 est réalisé à la vitesse de déplacement « normale » (souhaitée). A l’opposé, si la vitesse de lecture PAS diminue, par exemple de 1, il faut lire 1 point sur 99 et non 1 point sur 100 dans le fichier de la courbe modèle préenregistrée. Le support mobile 102 est donc ralenti.
[00110] La vitesse de lecture PAS est initialisée à 100 dans l’étape d’initialisation 202. Dans l’exemple considéré, lorsque la vitesse de lecture PAS est égale à 100, cela correspond à la vitesse « normale » désirée de lecture du fichier de la courbe modèle. Le premier moyen de motorisation 106 n’a donc pas été ralenti.
[00111] Toutes les opérations de la phase d’ajustement 210, correspondant aux opérations de déplacement du support mobile 102, s’effectuent toutes les 400 microsecondes. Si la vitesse de lecture PAS vaut 100, le support mobile 102 se déplace à la vitesse souhaitée. Si la vitesse de lecture PAS est comprise entre 0 et 100 alors le support mobile 102 se déplace moins vite que prévu, il est ralenti par le moyen de commande. Si la vitesse de lecture PAS est égale à 0 alors le support mobile 102 est arrêté.
[00112] Le niveau de souplesse SOUPLESSE est programmé ou défini pour régler une décélération de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 affectant le support mobile 102 dans sa trajectoire lorsque l’utilisateur 104 est en dehors de la consigne de force ou de couple. La valeur du niveau de souplesse SOUPLESSE permet de régler la difficulté de l’exercice. En effet, la valeur du niveau de souplesse SOUPLESSE fixe, d’une certaine manière, le temps que met le premier moyen de motorisation 106 pour s’arrêter. Plus le niveau de souplesse SOUPLESSE est grand, plus la vitesse du premier moyen de motorisation 106 décroîtra lentement. Dans le cas de la Figure 2, le dispositif selon l’invention doit réaliser une étape de modification 230 de la valeur hors seuil SORTIE et une seconde condition de modification 232 de l’état hors seuil SORTIE un plus grand nombre de fois avant de diminuer la vitesse de lecture PAS, par exemple de 1. A l’inverse, plus le niveau de souplesse SOUPLESSE est faible, plus la vitesse de lecture décroîtra rapidement.
[00113] Plus la vitesse de lecture est petite, plus on ralentit et ce jusqu’à ce que la vitesse de lecture PAS soit égale à, par exemple, zéro. Dans ce dernier cas, le dispositif 100 est, par exemple, arrêté. Dans le mode de réalisation considéré, quand la vitesse de lecture PAS est égale à 100, le premier moyen de motorisation 106 est à une vitesse de déplacement normale, souhaitée car programmée comme telle à l’étape d’initialisation 202.
[00114] Dans le cas du procédé 200, il est à noter qu’aucun paramètre de temps n’est entré et/ou paramétré. Dans une variante non illustrée, ce paramètre de temps peut être programmé et/ou entrer. Dans le procédé 200, illustré en figure 2, le temps nécessaire pour arrêter le premier moyen de motorisation 102 est réglé grâce au niveau de souplesse SOUPLESSE.
[00115] Le calcul du temps d’arrêt est
[Math 2] 1
T = K x (SOUPLESSE + 1) x —
[00116] Avec :
K : correspondant à la constante de sur-échantillonnage ,
SOUPLESSE : correspondant au niveau de souplesse, et
Fa : correspondant à la fréquence d’enregistrement des points de la courbe modèle.
[00117] Ainsi, avec le réglage plus dur, c’est-à-dire quand le niveau de souplesse SOUPLESSE est bas, par exemple s’il est égal à 0, l’essai s’arrête quasi-instantanément. Par exemple, l’utilisateur 104 n’a que 40 millisecondes pour tenter de revenir dans la consigne de couple ou de force.
[00118] Avec le réglage plus souple, c’est-à-dire quand le niveau de souplesse SOUPLESSE est élevé, par exemple lorsqu’il est compris entre 50 et 100, l’utilisateur 104 aura plus de temps pour fournir le couple souhaité (i.e. rentrer dans la consigne de force ou de couple). Par exemple, l’utilisateur 104 aura, par exemple 4.04 secondes pour corriger son geste avec le réglage le plus souple égal à 100.
[00119] Le procédé 200 comprend ensuite une phase de mesure 204 comprenant :
- une étape d’analyse 206 du couple nécessaire C(P+PAS) pour passer à la position P+PAS du support mobile 102 suivante, et
- une étape d’analyse 208 du couple ou de la force mesurée Ci ou de la donnée C302 (aussi appelée couple mesuré C302 correspondant à la force ou couple fourni par l’utilisateur 104) calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple me suré (e) Ci.
[00120] La phase d’ajustement comprend ensuite une vérification 212 d’une condition de la mesure de la consigne de force ou de couple. Dans ce cas, le procédé 200 vérifie si le couple ou force calculée C302 ou le premier couple Ci ou première force mesurée à la position P du support mobile 102 est égal(e) à la consigne de force ou de couple C(P+PAS) à la position suivante P+PAS à un seuil près. Le seuil près a été paramétré à l’étape d’initialisation 202 en entrant le paramètre de seuil SEUIL.
[00121] Le procédé 200 vérifie ainsi si le couple ou la force foumi(e) par l’utilisateur est adapté à la cinématique du mouvement notamment à toutes les positions P définissant le mouvement du support mobile 102.
[00122] Cette condition est réalisée quand la première force mesurée ou le premier couple mesuré Ci ou la donnée calculée C302 par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple Ci mesuré (e) est dans la consigne de force ou de couple, à un seuil près SEUIL.
[00123] Cette condition n’est pas réalisée quand la première force mesurée ou le premier couple mesuré Ci ou la donnée calculée C302 par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple Ci mesuré (e) est en dehors de la consigne de force ou de couple, à un seuil près SEUIL.
[00124] Dans le cas du dispositif 100, le support mobile 102 effectue un mouvement de rotation autour de l’axe A. Le premier moyen de mesure 108 mesure donc un couple au niveau de l’axe de rotation A du support mobile 102, confondu avec l’axe de rotation du premier moyen de motorisation 106.
[00125] Cas où la condition de vérification 212 est satisfaite :
[00126] Si cette condition de vérification 212 est satisfaite alors le procédé 200 comprend une phase d’état dans la consigne 214 comprenant une première étape d’analyse 224 de la valeur de la vitesse de lecture PAS.
[00127] La première étape d’analyse 224 de la vitesse de lecture PAS comprend une première condition sur la vitesse de lecture PAS.
• Si la vitesse de lecture PAS n’a pas été modifiée au cours du procédé 200, c’est-à-dire que la valeur de PAS est égale à sa valeur d’initialisation choisie à l’étape d’initialisation 202, alors l’étape d’analyse 224 comprend une étape d’attribution 216 de la position P du support mobile 102. Dans ce cas, l’étape d’attribution 216 de la position P consiste à commander en position, par le moyen de commande, le premier moyen de motorisation 106 de manière à déplacer le support mobile 102 dans sa trajectoire à la position P+PAS. Le support mobile 102 est avancé à la position suivante P+PAS dans sa trajectoire. La phase d’état dans la consigne 214 est terminée.
• Si cette première condition sur la vitesse de lecture PAS n’est pas satisfaite, alors le procédé 200 comprend une vérification d’une première condition de modification 218 de la valeur de l’état hors consigne SORTIE.
[00128] Cette première condition de modification 218 de la valeur état hors consigne SORTIE est réalisée lorsque l’état hors consigne SORTIE est supérieur ou égal à une valeur déterminée, par exemple si l’état hors consigne SORTIE est strictement supérieur à zéro. o Si la première condition de modification 218 de la valeur état hors consigne SORTIE est réalisée ou satisfaite, le procédé 200 réalise une mise à jour de la valeur hors consigne SORTIE en la décrémentant de 1. Ainsi, le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour faire évoluer l’état hors consigne SORTIE dans un sens, nommé second sens par opposition à un premier sens (décrit dans la suite), lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci ou la donnée calculée C302 par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple Ci mesuré (e) est égal(e) à la consigne de force ou de couple. La phase état dans la consigne 214 de phase d’ajustement 210 du procédé 200 passe ensuite à l’étape d’attribution 216 de la position P du support mobile 102. Le moyen de commande commande en position le premier moyen de motorisation 106 de manière à déplacer le support mobile 102 dans sa trajectoire. Le support mobile 102 est avancé à la position suivante P+PAS dans sa trajectoire. La phase d’état dans la consigne 214 est terminée. o Si la première condition de modification 218 de la valeur état hors consigne SORTIE n’est pas réalisée ou satisfaite, la phase d’ajustement réalise une première mise à jour 220 : de la vitesse de lecture PAS en l’incrémentant, par exemple de 1, et de la valeur hors consigne SORTIE, par exemple, en lui attribuant la valeur du niveau de souplesse SOUPLESSE.
[00129] La première mise à jour de 220 consiste à : modifier, dans ce cas augmenter, la vitesse de lecture PAS lorsque l’état hors consigne SORTIE est égal ou inférieur, à la valeur de référence, initialiser l’état hors consigne SORTIE au niveau de souplesse SOUPLESSE. La valeur de référence de l’état hors seuil SORTIE est zéro.
Après l’ajustement de la valeur hors consigne SORTIE, la phase état dans la consigne 214 de la phase d’ajustement 210 passe ensuite à l’étape d’attribution 216 de la position P du support mobile 102. Le moyen de commande commande en position le premier moyen de motorisation 106 de manière à déplacer le support mobile 102 dans sa trajectoire. Le support mobile 102 est avancé à la position suivante P+PAS dans sa trajectoire. La phase d’état dans la consigne 214 est terminée.
[00130] Lorsque la phase d’état dans la consigne 214 est terminée, la phase d’ajustement 210 comprend une condition de fin d’exercice 222. La condition de fin d’exercice 222 consiste à analyser si le support mobile 102 a atteint sa position finale. La position finale est définie comme étant la dernière position du mouvement prédéfini du support mobile 102.
• Si la condition de fin d’exercice 222 est réalisée alors la phase d’ajustement 210 est terminée. Le procédé 200 comprend alors une première étape d’arrêt 226 de l’exercice. La première étape d’arrêt consiste à arrêter le premier moyen de motorisation 106. Dans ce cas, cela signifie que l’exercice avec le support mobile 102 est terminé. Le support mobile a terminé son mouvement.
• Si la condition de fin d’exercice 222 n’est pas réalisée alors la phase d’ajustement 210 passe à l’itération suivante. Une nouvelle itération de la phase d’ajustement débute 210. On repart au niveau de la phase de mesure 204. [00131] Dans le cas où le mode de fonctionnement paramétré à l’étape d’initialisation 202 est le mode continu, alors la phase d’ajustement est réitérée jusqu’à tant que le support mobile 102 atteigne sa position finale.
[00132] Cas où la condition de vérification 212 n’est pas satisfaite :
[00133] Si cette condition de vérification 212 n’est pas satisfaite alors le procédé 200 comprend une phase d’état hors consigne 228. La phase d’état hors consigne 228 comprend une première étape de modification 230 de l’état hors consigne SORTIE, de préférence une augmentation de l’état hors consigne SORTIE. L’état hors consigne SORTIE est modifié, par exemple en étant incrémenté de 1.
[00134] L’état hors consigne SORTIE évolue ainsi dans un premier sens, par opposition au second sens détaillé plus haut. Dans le cas considéré, l’état hors consigne SORTIE augmente, lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci ou la donnée calculée C302 par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple Ci mesuré (e) est en dehors de la consigne de force ou de couple.
[00135] Après cette étape de modification 230 de l’état hors consigne SORTIE, la phase d’état hors consigne 228 comprend une seconde vérification d’une seconde condition de modification 232 de la valeur état hors consigne SORTIE. Cette seconde condition de modification 232 de la valeur état hors consigne SORTIE vise à comparer le niveau de souplesse SOUPLESSE avec l’état hors consigne SORTIE. Cette seconde condition de modification 232 de la valeur état hors consigne SORTIE est réalisée lorsque l’état hors consigne SORTIE est supérieur ou égal au niveau de souplesse SOUPLESSE.
• Si la seconde condition 232 de la valeur état hors consigne SORTIE n’est pas réalisée ou satisfaite, alors la phase d’ajustement 210 du procédé 200 revient dans la phase dans la consigne 214 en reprenant à l’étape d’attribution 216 de la position P du support mobile 102. Le support mobile 102 est avancé à une position suivante P+PAS dans la succession de positions du support mobile 102 sans ralentir la vitesse de lecture PAS. La phase d’état dans la consigne 214 est terminée. Le procédé 200 vérifie ensuite la condition de fin d’exercice 222.
• Si cette seconde condition de modification 232 de la valeur état hors consigne SORTIE est satisfaite alors le procédé 200 réalise une seconde mise à jour 234 :
- de la vitesse de lecture PAS. La vitesse de lecture PAS est diminuée en étant décrémentée de 1 par exemple, et
- de la valeur hors consigne SORTIE en lui attribuant une valeur déterminée, par exemple, en lui attribuant la valeur de zéro.
[00136] La seconde mise à jour de 234 consiste ainsi à : modifier, dans ce cas diminuer, la vitesse de lecture PAS lorsque l’état hors consigne SORTIE est supérieur ou égal au niveau de souplesse SOUPLESSE, initialiser l’état hors consigne SORTIE à une valeur déterminée, ici en lui attribuant la valeur de zéro. L’état hors consigne SORTIE est donc réinitialisé à chaque fois que la vitesse de lecture PAS diminue.
[00137] Ainsi, les opérations se rapportant à la première étape de modification 230, la seconde condition de modification 232 et la seconde mise à jour 234 ont pour but de faire baisser plus ou moins vite la vitesse de lecture PAS en fonction du niveau de souplesse SOUPLESSE.
[00138] Après l’étape de vérification de la seconde condition de modification 232, le procédé 200 comprend une seconde étape d’analyse 236 de la vitesse de lecture PAS.
[00139] La seconde étape d’analyse 236 de la vitesse de lecture PAS comprend une seconde condition sur la vitesse de lecture PAS.
• Si la seconde condition sur la vitesse de lecture PAS n’est pas réalisée ou satisfaite, c’est-à-dire quand la valeur de la vitesse de lecture PAS n’est pas égale à la valeur d’arrêt prédéterminée au moment de l’étape d’initialisation 202, par exemple si cette vitesse de lecture PAS n’est pas égale à zéro, alors la phase d’ajustement 210 du procédé 200 revient dans la phase dans la consigne 214 en reprenant à l’étape d’attribution 216 de la position P du support mobile 102. Le support mobile 102 est avancé à une position suivante P+PAS dans la succession de positions du support mobile 102 sans ralentir à nouveau la vitesse de lecture PAS. La phase d’état dans la consigne 214 est terminée. Le procédé 200 vérifie ensuite la condition de fin d’exercice 222.
• Si la seconde condition sur la vitesse de lecture PAS est réalisée, c’est-à-dire que la valeur de la vitesse de lecture PAS est égale à la valeur d’arrêt prédéterminée au moment de l’étape d’initialisation 202, alors le premier moyen de motorisation 106 est arrêté. Le support mobile 102 du dispositif selon l’invention ne peut bouger. La phase hors consigne 228 est terminée. Dans le procédé 200 illustré en LIGURE 2, la valeur d’arrêt est égale à zéro, soit quand la vitesse de lecture PAS, fonction de la vitesse du premier moyen de motorisation 106, est nulle.
[00140] Le procédé 200 comprend ensuite une condition sur le mode de fonctionnement 240.
• Si le mode de fonctionnement paramétré à l’étape d’initialisation 202 est le mode continu, alors la phase d’ajustement 210 passe en phase d’état dans la consigne 214 en reprenant à l’étape d’attribution 216 de la position P du support mobile 102. Le support mobile 102 n’est pas avancé à une position suivante car la vitesse de lecture PAS est égal à zéro (i.e. à l’étape d’attribution 216, P = P + PAS). La phase d’état dans la consigne 214 est terminée. Le procédé 200 vérifie ensuite la condition de fin d’exercice 222.
• Si le mode de fonctionnement paramétré à l’étape d’initialisation 202 est le mode séquentiel, alors la phase d’ajustement 210 du procédé 200 comprend une seconde étape d’arrêt 238. Le premier moyen de motorisation 106 est arrêté par le moyen de commande. La phase d’ajustement 210 est terminée et elle ne peut passer à une itération suivante. L’utilisateur 104 ne peut continuer l’exercice, il doit re-débuter le procédé 200 pour pouvoir s’entrainer ce qui consiste à recommencer le mouvement en partant de la position initiale prédéfinie du mouvement du support mobile 102.
[00141] Pour résumer, le procédé 200 comprend : un asservissement en position du premier moyen de motorisation 106 de manière à déplacer le support mobile 102 le long de l’axe de translation et /ou autour de l’axe de rotation du support mobile 102, le déplacement du support mobile 102 suivant la trajectoire imposée définie par une succession de positions P du support mobile 102, le support mobile 102 comprenant au moins la surface de contact 118 au contact avec l’utilisateur 104, la mesure, par le premier moyen de mesure d’efforts 108, de la première force et/ou du premier couple Ci dépendant de la force exercée par l’utilisateur 104 sur la surface de contact 118, la commande en position, par le moyen de commande, du premier moyen de motorisation 106.
[00142] Le moyen de commande commande en position le premier moyen de motorisation 106 de manière à déplacer le support mobile 102 dans sa trajectoire tant que : la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci, ou la donnée calculée C302 par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple Ci mesuré (e) est égal à une consigne de force ou de couple, et dans le cas contraire, le moyen de commande ralentit ou arrête le premier moyen de motorisation 106 dans la succession de positions P du support mobile 102 : si la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci , ou la donnée calculée C302 par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple Ci mesuré (e) est en dehors de ladite consigne de force ou de couple, ladite consigne de force ou de couple étant définie comme une valeur de force ou de couple modèle qui dépend de chaque position P du support mobile 102 dans sa trajectoire.
[00143] Le premier moyen de motorisation 106 du procédé 200 actionne en rotation une pièce autour de l’axe de rotation du premier moyen de motorisation 106 de manière à déplacer le support mobile 102, le premier moyen de mesure 108 mesure le premier couple Ci autour de l’axe de rotation du premier moyen de motorisation 106. [00144] Le premier moyen de motorisation 106 du procédé 200 comprend l’axe robotisé modulaire relié au support mobile 102 et comprend le premier moteur 112 asservi en position couplé au réducteur 114 via une transmission poulie courroie, le premier moyen de mesure 108 est positionné sur le réducteur 114 de sorte que l’axe de rotation du premier moyen de motorisation 106 soit un axe de rotation en sortie du réducteur 114.
[00145] L’axe de rotation du support mobile 102 du procédé 200 est confondu avec l’axe de rotation du premier moyen de motorisation 106.
[00146] La consigne de couple ou de force du procédé 200, pour une succession de positions P successives du support mobile 102, est caractérisée comme : une courbe modèle d’un couple ou d’une force mesuré(e) ou simulé(e) variant en fonction de la position P du support mobile dans sa trajectoire, ladite courbe modèle est o inférieure ou égale à une courbe de couple ou de force de seuil maximum variant en fonction de la position P du support mobile 102 dans sa trajectoire, o supérieure ou égale à une courbe de couple ou de force de seuil minimum variant en fonction de la position P du support mobile 102 dans sa trajectoire.
[00147] Les courbes de couple ou de force de seuil minimum et de seuil maximum délimitent ainsi, en chaque position P du support mobile 102 dans sa trajectoire, un intervalle compris entre ces seuils de valeurs de couple ou de force pour lequel le premier moyen de motorisation 106 n’est pas ralenti ou arrêté par le moyen de commande lorsque : la première force ou le premier couple Ci mesuré(e), ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est dans cet intervalle.
[00148] La consigne de couple ou de force du procédé 200 est, en chaque position P du support mobile 102 dans sa trajectoire : inférieure ou égale à un seuil maximal 306 de couple ou de force, et/ou supérieure ou égale à un seuil minimal 308 de couple ou de force distinct du seuil maximal 306.
[00149] Le procédé 200 comprend un ajustement, par des premiers moyens pour ajuster, du seuil maximal 306 et/ou du seuil minimal 308 de couple ou de force par l’utilisateur 104.
[00150] Le procédé 200 comprend outre un affichage simultané, par un dispositif de visualisation connecté au premier moyen de mesure d’efforts 108 ou de couple, d’une part : de la première force mesurée ou du premier couple mesuré Ci , ou de la donnée calculée C302 par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci, et d’autre part de la consigne de couple ou de force, au seuil près défini dans le procédé selon l’invention, en chaque position P du support mobile 102 dans sa trajectoire.
[00151] Lorsque l’utilisateur 104 est en dehors de la consigne de force ou de couple, le procédé 200 comprend une évaluation, par exemple incrémenter, par des moyens techniques, l’état hors consigne SORTIE de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci et en ce que le moyen de commande : ralentit jusqu’à une nouvelle valeur de la vitesse de déplacement ou arrête le premier moyen de motorisation 106 dans la succession de positions P du support mobile 102, si l’état hors consigne SORTIE est supérieur, (ou respectivement inférieur dans une variante non illustrée) au niveau de souplesse SOUPLESSE, ou avance le support mobile 102 à une position suivante P + PAS dans la succession de positions P du support mobile 102 sans ralentir la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106, si l’état hors consigne SORTIE est inférieur, (ou respectivement supérieur dans une variante non illustrée), au niveau de souplesse SOUPLESSE.
[00152] Le niveau de souplesse SOUPLESSE est défini pour régler une décélération ou diminution de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 affectant le déplacement du support mobile 102 dans sa trajectoire lorsque l’utilisateur 104 est en dehors de la consigne de force ou de couple.
[00153] Ledit état hors consigne SORTIE est initialisé à une valeur de référence, de préférence à zéro, à chaque ralentissement de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106.
[00154] Le moyen de commande du procédé 200 fait évoluer l’état hors consigne SORTIE dans le premier sens lorsque la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de la consigne de force ou de couple et fait évoluer l’état hors consigne SORTIE dans le second sens, opposé au premier sens, lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à la consigne de force ou de couple.
[00155] Le moyen de commande du procédé 200 diminue la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de la consigne de force ou de couple et augmente la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à la consigne de force ou de couple. La vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 ne peut pas dépasser la valeur de la constante de sur-échantillonnage qui est de 100 dans le cas considéré.
[00156] Le moyen de commande modifie, de préférence augmente, lorsque le premier couple Ci ou la première force mesuré(e) par le premier moyen de mesure 108 du procédé 200 ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est dans la consigne de force ou de couple, la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 lorsque l’état hors consigne SORTIE est égal ou inférieur, (ou dans une seconde variante non illustrée égal ou supérieur), à la valeur de référence, l’état hors consigne SORTIE est initialisé au niveau de souplesse SOUPLESSE.
[00157] La succession de positions P du support mobile 102 du procédé 200 est définie entre une position initiale et finale dudit support mobile 102, le moyen de commande arrête le premier moyen de motorisation 106 : si le support mobile 106 atteint la position finale, ou si la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 atteint une valeur d’arrêt, de préférence à zéro.
[00158] Nous allons maintenant décrire à l’aide des FIGURES 2 et 3A et 3B un exemple d’une interface logicielle 300 mettant en œuvre le procédé 200.
[00159] La FIGURE 3A illustre un dispositif de visualisation (non illustré) affichant l’interface logicielle 300 du procédé 200 pendant une utilisation du dispositif 100 par un utilisateur 104.
[00160] Bien entendu, l’interface logicielle 300 est aussi utilisable et/ou adaptable lors de l’utilisation, par un utilisateur 104, du dispositif 400 et du dispositif 500 décrits respectivement dans les figures 4 et 5.
[00161] L’interface logicielle 300 est une interface homme machine.
[00162] On considère que le premier couple mesuré Ci est égal au couple mesuré C302 fourni par l’utilisateur 104 (au signe près).
[00163] L’interface logicielle 300 selon l’invention comprend une partie 310 pour entrer des commandes permettant à l’utilisateur 104 d’entrer des données telles que des données utilisateurs, des données commandes de sauvegarde, des données commandes d’affichage et de marche/arrêt. [00164] Le dispositif 100 comprend en outre le dispositif de visualisation connecté au premier moyen de mesure 108 de force ou de couple. Le dispositif de visualisation est agencé pour afficher simultanément d’une part :
- le premier couple mesuré Ci ou la première force mesurée, ou le couple fourni par l’utilisateur C302 calculé par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci, et d’autre part la consigne de couple ou de force, à un seuil près 306, 308, en chaque position P du support mobile 102 dans sa trajectoire. En particulier, le premier couple mesuré Ci correspond au couple mesuré C302 fourni par l’utilisateur 104 lorsque le dispositif 100 comprend qu’un seul moyen de motorisation (au signe près).
[00165] Le dispositif 100 comprend ainsi des premiers moyens pour ajuster les seuils maximal 306 ou minimal 308 de couple ou de force par l’utilisateur 104.
[00166] La partie 310 pour entrer des commandes comprend :
- une première partie 310i agencée pour rentrer des données utilisateurs qui peuvent comprendre, par exemple, un nom, un login, une adresse IP, un mot de passe. Les paramètres rentrés sont utilisés pour se connecter au dispositif selon l’invention et lui envoyer des données liées au réglage (courbe modèle, SOUPLESSE, SEUIL, etc.) et recevoir des couples mesurés par le premier et un second moyen de mesure;
- une seconde partie 3102 agencée pour programmer et/ou modifier et/ou entrer des données d’affichage ou des données de commande telles que le paramètre de souplesse SOUPLESSE, les valeurs de seuils maximal 306 et minimal 308, le mode de fonctionnement dudit dispositif 100. Les données rentrées servent notamment à initialiser le moyen de commande et à démarrer l’exécution du procédé 200 ;
- une troisième partie 3 IO3 de commande de sauvegarde ; et
- une quatrième partie 3 IO4 agencée pour afficher des informations relatives à l’état du dispositif au regard du procédé 200.
[00167] La partie 310 pour entrer des commandes de l’interface utilisateur 300 ou interface logicielle 300 est donc agencée pour communiquer avec l’utilisateur 104 et suivre des ordres donnés par ledit utilisateur 104.
[00168] L’interface logicielle 300 selon l’invention comprend en outre une partie graphique 312 telle qu’une zone graphique 312.
[00169] Dans le cas illustré en FIGURE 3 A, la partie graphique 312 comprend quatre graphiques 314i, 3142, 3 W3, 314 tracés. [00170] Un premier graphique 314itrace le couple instantané exercé par l’utilisateur 104 et mesuré par le premier moyen de mesure 108 et affiche la consigne de force ou de couple en fonction du temps. Particulièrement, l’échelle sur l’axe des abscisses s’adapte à la durée du mouvement à réaliser et correspond à 1/10 de la durée totale initiale de chacune des opérations de déplacement dudit procédé 200. Quand l’essai se prolonge, elle s’adapte à la durée de l’essai et les graduations correspondent toujours à 1/10 de la durée.
[00171] Un second graphique 3142 trace la vitesse angulaire instantanée du premier moyen de motorisation 106 et affiche la vitesse cible en fonction du temps. Particulièrement, l’échelle sur l’axe des abscisses s’adapte à la durée du mouvement à réaliser et correspond à 1/10 de la durée totale initiale de chacune des opérations de déplacement dudit procédé 200. U’échelle sur l’axe des abscisses s’adapte comme celui du graphique 314i.
[00172] Dans le cas de la courbe 3142 de la FIGURE 3 A, la vitesse cible et la vitesse du premier moyen de motorisation 106 sont superposées.
[00173] Un troisième graphique 3 M3 trace une courbe couple de rétroaction instantané produit par l’utilisateur 104 et mesuré par le premier moyen de mesure 108 et affiche la consigne de force ou de couple en fonction de la position (P) dans le fichier de courbe modèle, à laquelle correspond une position du dispositif 102.
[00174] Un quatrième graphique 3144 affiche une rétroaction relative à la position angulaire instantanée du dispositif 102 et la position angulaire cible préalablement enregistrées en fonction de la position (P) dans le fichier de courbe modèle, à laquelle correspond une position du dispositif 102.
[00175] En outre, la courbe 314i des profils de couple affiche sur un même graphique la consigne de couple et le couple mesuré C302 ou Ci par les premiers moyens de mesure 108.
[00176] L’interface logicielle 300 est une interface utilisateur 300 graphique développée en C# sous Visual Studio 13.
[00177] L’interface utilisateur 300 permet la communication par « User Datagram Protocol » UDP avec le moyen de commande. L’utilisateur 104, par l’intermédiaire de l’interface 300 envoie des requêtes au moyen de commande du dispositif 100 qui lui retourne des informations demandées. Les requêtes concernent l’état du dispositif 100 : validation de la liaison UDP par un bouton « CONNEXION » 320 au niveau de la première partie 310i de la partie 310 pour entrer des commandes, démarrage du dispositif 100 et prise de position initiale par un bouton 322 positionné dans la seconde partie 3 IO2 de la partie 310 pour entrer des commandes, retour en position initiale par un bouton « REINITIALISER » 324 positionné dans la seconde partie 3 IO2 de la partie 310 pour entrer des commandes, lancement du procédé 200 (i.e. interaction homme/machine) par un bouton « DEPART » 326 positionné dans la seconde partie 3 IO2 de la partie 310 pour entrer des commandes.
[00178] Ainsi au lancement du procédé 200, différents réglages préalablement faits par l’utilisateur 104 au niveau de l’interface 300 sont transmis au moyen de commande. Les réglages peuvent comprendre : les profils de position et de couple à produire au cours du temps sous forme d’un fichier binaire transmis par « File Transfert Protocol » (FTP). Ces profils apparaissent dans un menu déroulant 328, constituant une librairie de mouvements cibles adaptés au dispositif 100, qui peut être facilement complétée.
Une valeur de seuil « SEUIL » 330 qui permet de définir un corridor autour de la consigne de force ou de couple, dans lequel l’utilisateur doit rester pour pouvoir progresser dans son mouvement (i.e. tolérance spatiale vis-à-vis des écarts entre la consigne de force ou de couple et le couple ou la force mesurée). Dans le cas considéré, le seuil choisi est de 5 N. m par rapport à la consigne de couple.
Un niveau de souplesse « SOUPLESSE » 332 permettant de définir la difficulté de la tâche, telle que la vitesse de ralentissement du dispositif vis-à-vis des écarts entre la consigne de force ou de couple et le premier couple mesuré Ci ou la première force mesurée ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci. Le niveau de souplesse SOUPLESSE est réglé à 50 dans le cas considéré sur une échelle allant de 0 à 100.
[00179] Dans le cas du programme selon l’invention, notamment dans la deuxième partie 3 IO2 de la partie 310 pour entrer des commandes, trois cases 334 peuvent être utilisées afin d’échanger les paramètres en abscisses et en ordonnées des graphiques et d’inverser le signe du couple cible. Cela permet d’intervenir sur la congruence entre les RETROACTIONS affichés et le mouvement/effort à produire.
[00180] Dans la quatrième partie 3104 de la partie 310 pour entrer des commandes, cette zone 3104 sert à l’affichage d’informations permettant de contrôler le bon fonctionnement de la communication entre le logiciel et le moyen de commande.
[00181] Au niveau de la partie graphique 312, la consigne de couple ou de force, pour une succession de positions P successives du support mobile 102, est caractérisée comme une courbe modèle 304 d’un couple ou d’une force mesuré(e) ou simulé(e) variant en fonction de la position P du support mobile 102 dans sa trajectoire.
[00182] La courbe modèle 304 est : o inférieure ou égale à la courbe de couple ou de force de seuil maximum 306 variant en fonction de la position P du support mobile 102 dans sa trajectoire, o supérieure ou égale à la courbe de couple ou de force de seuil minimum 308 variant en fonction de la position P du support mobile 102 dans sa trajectoire.
[00183] Ainsi, les courbes de couple ou de force de seuil minimum 308 et de seuil maximum 306 délimitent ainsi, en chaque position P du support mobile 102 dans sa trajectoire, un intervalle compris entre ces seuils valeurs de couple ou de force pour lesquels le premier moyen de motorisation 106 est agencé pour suivre le déplacement « souhaité » par le moyen de commande. Dans le cas où le premier couple mesuré Ci ou la première force mesurée ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de ces seuils, le premier moyen de motorisation 106 est ralenti ou arrêté.
[00184] La consigne de couple ou de force est, en chaque position P du support mobile 102 dans sa trajectoire : inférieure ou égale au seuil maximal 306 de couple ou de force, et/ou supérieure ou égale au seuil minimal 308 de couple ou de force distinct du seuil maximal 306.
[00185] Sur la courbe 314i, la courbe de seuil maximal 306 et minimal 308 forment un corridor délimitant ainsi les valeurs de couple ou de force pour lequel le premier moyen de motorisation 106 n’est pas ralenti ou arrêté par le moyen de commande lorsque :
- la première force ou premier couple Ci mesuré(e), ou
- la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple Ci mesuré est dans cet intervalle.
[00186] La consigne de force ou de couple est donc toujours positionnée dans le corridor, c’est-à- dire qu’elle est toujours encadrée par la courbe de seuil maximal 306 et minimal 308.
[00187] Pour que le premier moyen de motorisation 106 ne soit ni ralenti ni arrêté, il faut que la première force ou le premier couple mesuré Ci ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple Ci mesuré varie dans le corridor.
[00188] Dans le cas de la courbe 314i des profds de couple, la courbe de force ou couple mesurée C302 ou Ci est toujours positionnée entre la courbe de seuil maximal 306 et minimal 308. Ainsi, le premier moyen de motorisation 106 n’a pas été ralenti dans cette illustration. La cinématique du mouvement de l’utilisateur 104 suit strictement le profil de vitesse visé défini par la consigne de force ou de couple. La vitesse de lecture PAS est donc encore de 100. [00189] Lorsque le premier couple ou la première force mesuré(e) par le premier moyen de mesure 108 est dans la consigne de force ou de couple, le moyen de commande est agencé et/ou programmer pour modifier, ici augmenter, la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106, par exemple lorsque la vitesse de lecture PAS n’est pas égale à sa valeur d’initialisation, ici 100 ou jusqu’à ce que la vitesse de lecture PAS soit égale à 100. Dans ce cas, la vitesse de lecture PAS est augmentée (si la vitesse de lecture PAS n’est pas égale à 100) lorsque l’état hors consigne SORTIE est égal ou inférieur, à la valeur de référence. La valeur de référence est zéro. L’état hors consigne SORTIE est ensuite initialisé au niveau de souplesse SOUPLESSE.
[00190] Les seuils maximal 306 et minimal 308 sont variables et dépendent du paramètre SEUIL paramétré au niveau de l’étape d’initialisation du procédé 200. Ce paramètre peut être modifié avant le début du mouvement au niveau de la deuxième partie 3 IO2 de la partie 310 pour entrer des commandes par la valeur de consigne de force ou de couple « SEUIL » 330. De cette manière, l’utilisateur 104 peut gérer un niveau de difficulté de son mouvement en fonction de la largeur du corridor entourant la courbe cible, plus précisément l’écart entre le seuil maximal 306 et le seuil minimal 308. Par exemple, pour une première utilisation dudit dispositif 100, le corridor peut être réglé de manière assez large, par exemple en laissant un écart de 10 N.m entre le seuil maximal 306 et minimal 308. Dans cet exemple, SEUIL sera paramétré à 5 N.m afin d’obtenir un écart de +/- 5 N.m entre la courbe de force ou de couple modèle et le seuil maximal 306 ou le seuil minimal 308. Puis, lorsque l’utilisateur 104 a intégré le mouvement dudit dispositif 100, l’utilisateur 104 peut diminuer ce corridor en changeant ce paramètre de seuil SEUIL. L’apprentissage peut ainsi être progressif.
[00191] Le mode continu est un mode avec un ralentissement du mouvement (par rapport à la vitesse cible du premier moyen de motorisation 106) lorsque le couple mesuré C302 ou la force mesurée foumi(e) par l’utilisateur 104 est en dehors de la consigne de force ou de couple représentée par le corridor (que ce soit au-dessus du seuil maximal 306 ou en dessous du seuil minimal 308. Le ralentissement peut se poursuivre jusqu’à l’arrêt du mouvement si le temps passé en dehors du corridor se prolonge (i.e. la durée pour atteindre l’arrêt dépend du réglage du niveau de souplesse SOUPLESSE effectué au niveau de l’interface 300, par exemple entre 40 millisecondes et 4 secondes). Dans ce mode, le sujet 104 a la possibilité de rentrer à nouveau dans le corridor pour revenir au profil de vitesse cible ou au paramètre de vitesse de lecture PAS cible et peut donc poursuivre sa progression. Lors de T utilisation de ce mode, l’utilisateur 104 doit aller au bout du mouvement.
[00192] Le mode séquentiel est identique au mode continu mis à part le fait que si le temps passé en dehors du corridor de couple ou de force (i.e. quand l’utilisateur est en dehors de la consigne de couple ou de force) est suffisamment long pour arrêter le mouvement, l’essai est terminé. En particulier, si la vitesse de lecture PAS est égale à zéro, alors l’essai est terminé. [00193] Ce mode séquentiel s’apparente à un mode d’apprentissage fractionné où ce sont les capacités de l’utilisateur 104, qui déterminent le séquençage. Dans ce mode, l’atteinte de la fin de mouvement n’est pas garantie.
[00194] Dans le cas de la FIGURE 3A et la FIGURE 3B, le mode continu a été sélectionné.
[00195] La FIGURE 3B illustre une seconde courbe affichant le couple et la consigne de force ou de couple en fonction du temps. Le pas de temps correspond à 1/10 de la durée de l’essai.
[00196] Plus précisément, la courbe 314i de la FIGURE 3B illustre une expérimentation du dispositif 100 dans lequel le couple mesuré ou la force mesurée C302 par l’utilisateur 104 est parfois en dehors de la consigne de force ou de couple.
[00197] La FIGURE 3B comprend les mêmes éléments que la FIGURE 3A. Ainsi, seules les différences avec la FIGURE 3 A seront décrites.
[00198] Le niveau de souplesse SOUPLESSE est de 60.
[00199] Sur la courbe 314i de la figure 3B, la courbe de seuil maximal 306 et minimal 308 forment un corridor délimitant ainsi les valeurs de couple ou de force pour lequel le premier moyen de motorisation 106 n’est pas ralenti ou arrêté.
[00200] Dans le cas de la FIGURE 3B, au niveau de la courbe 314i, le couple mesuré C302 et/ou exercé par l’utilisateur 104 sort du corridor autorisé.
[00201] Le premier couple Ci ou la première force mesurée par le premier moyen de motorisation 106 ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est positionné(e) à différents endroits en dehors du corridor, par exemple au niveau des points 318. Dans le cas illustré, les points 318 en dehors du corridor s’étendent sur l’ensemble du repère II jusqu’à l’intersection du premier couple mesuré Ci ou de la donnée C302 avec la courbe de seuil maximal 306 positionné au début du repère III. Dans cette zone, cela signifie que la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci n’est donc pas égal à la consigne de force ou de couple délimitée dans le corridor formé par la courbe de seuil maximal 306 et minimal 308. Dans ce cas, le moyen de commande est donc agencé pour ralentir ou arrêter le premier moyen de motorisation 106 dans la succession de positions du support mobile 102.
[00202] Pour cela, au niveau des points 318, le moyen de commande du dispositif 100 met en œuvre le procédé 200, notamment la phase état hors consigne 228 SORTIE du procédé 200.
[00203] Lorsque l’utilisateur 102 est en dehors de la consigne de force ou de couple, le procédé 200 met en œuvre la phase état hors consigne 228. Le dispositif 100 est donc agencé pour évaluer un état hors consigne SORTIE de la première force ou du premier couple Ci ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci. Cette évaluation est typiquement mise en œuvre par le moyen de commande. Dans ce cas, le procédé 100 passe à l’étape de modification 230 de l’état hors consigne SORTIE en incrémentant l’état hors consigne SORTIE de 1.
[00204] Dans un premier cas, le moyen de commande peut être agencé pour ralentir jusqu’à une nouvelle valeur d’une vitesse de déplacement ou arrêter le premier moyen de motorisation 106 dans la succession de positions P du support mobile 102, si l’étathors consigne SORTIE est supérieur, au niveau de souplesse SOUPLESSE. Dans ce cas, la seconde condition de modification 232 de l’état hors consigne SORTIE est réalisée.
[00205] Plus précisément, le moyen de commande ralentit la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 lorsque le procédé 200 réalise la seconde mise à jour 234. L’état hors consigne SORTIE est réinitialisé à une valeur de référence, ici à zéro, à chaque ralentissement de vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106.
[00206] Le moyen de commande arrête le premier moyen de motorisation 106 si la condition de la seconde étape d’analyse 236 de la vitesse de lecture PAS est réalisée.
[00207] Dans un second cas, le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour avancer le support mobile 102 à une position suivante P + PAS dans la succession de positions P du support mobile 102 sans ralentir la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106, si l’état hors consigne SORTIE est inférieur, au niveau de souplesse SOUPLESSE. Dans ce cas, la seconde condition 232 de modification de l’état hors consigne SORTIE n’est pas réalisée ou satisfaite.
[00208] Le ralentissement ou l’arrêt du support mobile 102 est visible sur la courbe de vitesse angulaire 3142.
[00209] La courbe 336 représente le profil de vitesse angulaire cible se rapportant à la courbe modèle en couple.
[00210] La courbe 338 représente le profil de vitesse angulaire se rapportant à la courbe de couple du premier couple mesuré Ci ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci.
[00211] Au niveau de la courbe de vitesse 3142, la vitesse angulaire du premier moyen de motorisation 106 décroit progressivement jusqu’à zéro, ce qui signifie l’arrêt du premier moyen de motorisation 106 (repères I à II). La vitesse angulaire reste nulle (repères II à III). Dans cette partie, l’utilisateur 104 essaie de revenir dans le corridor de couple visé. Ensuite, la courbe de vitesse du premier moyen de motorisation 106 revient progressivement sur le profil de vitesse souhaité quand l’utilisateur 104 revient dans le corridor de couple visé (repères III à IV). L’utilisateur 104 termine l’essai en restant dans le corridor (i.e. couloir) de couple visé. Le profil de vitesse du premier moyen de motorisation 106 suit à nouveau le profil souhaité. [00212] Dans le cas où le réglage du niveau de souplesse SOUPLESSE est moins souple (i.e. si le niveau de souplesse SOUPLESSE est inférieur à celui choisi à la FIGURE 3B, soit inférieur à 60), alors la vitesse angulaire du premier moyen de motorisation 106 décroîtra plus vite. La vitesse sera nulle plus vite dans le sens où le ralentissement (lorsque la vitesse décroît) du premier moyen de motorisation 106 sera plus rapide.
[00213] Lorsque l’utilisateur 104 est en dehors de la consigne de force ou de couple, le dispositif selon l’invention 100, 400, 500 est agencé pour évaluer un état hors consigne SORTIE de la première force ou du premier couple Ci ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci et le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour : ralentir jusqu’à une nouvelle valeur d’une vitesse de déplacement ou arrêter le premier moyen de motorisation 106 dans la succession de positions du support mobile (102), si l’état hors consigne SORTIE est supérieur, (dans une variante non illustrée, respectivement inférieur), à un niveau de souplesse (SOUPLESSE), ou avancer le support mobile 102 à une position suivante dans la succession de positions du support mobile 102 sans ralentir la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106, si l’état hors consigne SORTIE est inférieur, (dans une variante non illustrée, respectivement supérieur), au niveau de souplesse SOUPLESSE, ledit niveau de souplesse SOUPLESSE étant défini pour régler une décélération de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation (106) affectant le déplacement du support mobile 102 dans sa trajectoire lorsque l’utilisateur 104 est en dehors de la consigne de force ou de couple, ledit état hors consigne SORTIE étant initialisé à une valeur de référence à chaque ralentissement de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106.
[00214] Le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour faire évoluer l’état hors consigne SORTIE dans le premier sens lorsque la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de la consigne de force ou de couple et pour faire évoluer l’état hors consigne SORTIE dans le second sens, opposé au premier sens, lorsque la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à la consigne de force ou de couple.
[00215] Ainsi, à la première condition de modification 218 de l’état hors consigne SORTIE du procédé 200, le moyen de commande fait évoluer l’état hors consigne SORTIE dans le premier sens. Dans ce cas, l’état hors consigne SORTIE diminue. [00216] De manière opposée, au début de la phase état hors consigne 228, au niveau de l’étape de modification 230 de l’état hors consigne SORTIE du procédé 200, le moyen de commande fait évoluer l’état hors consigne SORTIE dans le second sens. Dans ce cas, l’état hors consigne SORTIE augmente.
[00217] Le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour diminuer la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 lorsque la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de la consigne de force ou de couple. Cette situation est rencontrée lors de la seconde mise à jour 234 du procédé 200 qui intervient lorsque l’état hors consigne SORTIE est supérieur ou égal au niveau de souplesse SOUPLESSE.
[00218] Le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour augmenter la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à la consigne de force ou de couple. Cette situation est rencontrée lors de première mise à jour 220 du procédé 200. La vitesse de lecture PAS, fonction de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106, ne peut dépasser la valeur initiale de la vitesse de lecture PAS paramétrée à l’étape d’initialisation 202 du procédé 200.
[00219] Le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour, lorsque le premier couple Ci ou la première force mesuré(e) par le premier moyen de mesure 108 ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est dans la consigne de force ou de couple, modifier, de préférence augmenter, la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation 106 lorsque l’état hors consigne SORTIE est égal ou inférieur, respectivement égal ou supérieur, à la valeur de référence, l’état hors consigne SORTIE étant initialisé au niveau de souplesse SOUPLESSE.
[00220] La succession de positions P du support mobile 102 est définie entre une position initiale et finale dudit support mobile 102, le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour arrêter le premier moyen de motorisation 106 : si le support mobile 102 atteint la position finale, ou si la vitesse de lecture PAS atteint une valeur d’arrêt qui est ici égale à zéro (i.e. quand le premier moyen de motorisation 106 a une vitesse nulle).
Ainsi, la zone graphique 312 permet : avant le début de l’essai, de visualiser les profils de positions, vitesses et la consigne de force ou de couple sélectionnée, pendant la réalisation de l’essai, de fournir à l’utilisateur 104 un retour d’information sur sa progression et sa production de couple ou de force courante « RETROACTIONS ». [00221 ] On va maintenant décrire en référence de la FIGURE 4, un premier exemple non limitatif d’un second mode de réalisation d’un dispositif 400 de rééducation ou d’apprentissage sportif selon l’invention. Plus particulièrement, ce mode de réalisation se rapporte à un exemple d’utilisation du dispositif pour l’apprentissage d’un geste gymnique.
[00222] Le dispositif 400 ne sera décrit que pour ses différences par rapport au dispositif 100.
[00223] Le dispositif 400 comprend tous les éléments du dispositif 100. De cette manière, le dispositif 400 comprend le premier moyen de motorisation 106.
[00224] Le support mobile 102 est une pièce longitudinale comprenant une direction d’élongation et de raccourcissement.
[00225] Le dispositif 400 comprend tous les éléments du dispositif 100. Toutefois, le dispositif 400 comprend en plus : un second moyen de motorisation 406 asservi en couple ou en position par le moyen de commande et agencé pour exercer un second couple ou une seconde force sur l’utilisateur 104 au niveau de la surface de contact 118 dans la succession de positions du support mobile 102 dans sa trajectoire, un second moyen de mesure d’efforts 408 agencé pour mesurer la seconde force et/ou un second couple C2 dépendant de la force exercée par l’utilisateur 104 sur la surface de contact 118.
[00226] Dans le cas considéré, le second moyen de motorisation 406 est positionné en dessous du premier moyen de motorisation 106.
[00227] L’axe A de rotation du support mobile 102 est confondu avec l’axe de rotation du premier moyen de motorisation 106.
[00228] Le second moyen de motorisation 406 comprend un axe de rotation B.
[00229] Le support mobile 102 est agencé pour effectuer un mouvement circulaire latéral.
[00230] A la différence du dispositif 100, la surface de contact 118 n’est pas fixée au support mobile 102, elle est agencée pour être déplacée par le second moyen de motorisation 406 dans l’utilisation du dispositif 400.
[00231] La surface de contact 118 est agencée pour pouvoir se déplacer selon une direction longitudinale suivant la direction d’élongation / raccourcissement du support mobile 102.
[00232] Des moyens de liaisons 404 sont agencés pour connecter le second moyen de motorisation 406 avec le support mobile 102 la donnée C302 est calculée par le moyen de commande en fonction : de la première force ou du premier couple Ci mesuré(e), et de la seconde force ou du second couple C2inesuré(e), le moyen de commande étant agencé pour commander en couple le second moyen de motorisation 406 : à partir d’une consigne en effort Fux et du second couple C2 mesuré par le second moyen de mesure d’efforts 408, et/ou en fonction de la donnée C302 calculée par le moyen de commande.
[00233] Le premier moyen et deuxième moyen de motorisation 106, 406 sont connectés par une première courroie 404i (faisant partie des moyens 404) au niveau de l’axe de sortie des brides 116, 416 des moyens de motorisation 106, 406. Les moyens de liaisons 404 comprennent aussi trois poulies : une première poulie folle 418 (à deux étages) positionnée en sortie de l’axe du premier moyen de motorisation 106, c’est-à-dire sur l’axe A en sortie du premier réducteur 114 et sur l’axe A de rotation du support mobile 102, une seconde poulie en prise 420 positionnée en sortie de l’axe du second moyen de motorisation 406, c’est à dire sur l’axe B en sortie du second réducteur 414 du second moyen de motorisation 406, une troisième poulie folle 422 positionnée à une extrémité du support mobile 102 opposée à celle où le premier moyen de motorisation 106 est connecté.
[00234] Le second moyen de mesures 408 du second moyen de motorisation 406 est similaire au premier moyen de mesures 108 du premier moyen de motorisation 106.
[00235] Le second moyen de mesure 408 est positionné sur le second réducteur 414 de sorte que l’axe de rotation du second moyen de motorisation 406 soit un axe de rotation B en sortie du réducteur 414.
[00236] Une seconde bride 416 est positionnée au-dessus du second réducteur 414.
[00237] Le second moyen de mesure 408 est agencé pour mesurer un second couple C2 autour de l’axe de rotation du second moyen de motorisation 406, qui dans ce cas-ci est confondu avec l’axe de rotation B en sortie du second réducteur 414 du second moyen de motorisation 406.
[00238] Le second moyen de motorisation 406 comprend un second axe robotisé modulaire relié au support mobile 102 par le moyen de liaison 404.
[00239] Le second axe robotisé modulaire comprend un moteur 412 asservi en couple ou en force couplé(e) au second réducteur 414 via une transmission poulie courroie de sorte que l’axe de rotation du second moyen de motorisation 406 soit un axe de rotation B en sortie du second réducteur 414. Dans le cas de la figure 4, au niveau des moteurs 412 et 112, l’asservissement est en couple ou en position. Mais, cet asservissement en couple, notamment grâce à l’utilisation du second moyen de motorisation 406, permet de réguler une force via l’intermédiaire de la transmission. Notamment le second moyen de motorisation 406 qui via un asservissement en couple du moteur 412 permet de piloter la force au niveau de de la surface de contact 118.
[00240] Dans le dispositif 400, c’est-à-dire le dispositif qui comprend les deux moyens de motorisation 106 et 406, le modèle dynamique s’exprime suivant les équations ci-dessous. Pour obtenir les équations ci-dessous, des hypothèses simplificatrices ont été réalisées sur la masse et l’inertie de la transmission (considérées comme négligeables), et sur la force de pesanteur qui n’a pas été considérée. En faisant ces simplifications, le modèle cinématique obtenu s’exprime par les deux équations suivantes :
[Math 3]
[00241] Avec :
C2 le couple en sortie du second moyen de motorisation 406, c’est-à-dire le couple mesuré directement par le second moyen de mesure d’efforts 408,
C-L le couple en sortie du premier moyen de motorisation 106, c’est-à-dire le couple mesuré directement par le premier moyen de mesure d’efforts 108 ra, rb> rc les rayons de la poulie 420 (ra) et des poulies folles 418 (1er étage : rb et 2eme étage rc) et la poulie 422 (rc) x la position de la surface de contact 118 (ici une poignée 418) par rapport à l’axe de rotation du premier moyen de motorisation 106,
Fux la force longitudinale exercée par l’utilisateur 104 sur le dispositif 400 au niveau de la surface de contact 118, et
Fuy la force transversale exercée par l’utilisateur 104 sur le dispositif 400 au niveau de la surface de contact 118.
[00242] Dans le cas du dispositif 400, le couple en sortie du premier moyen de motorisation 106 Ci dépend à la fois :
- du terme x ■ Fuy qui correspond au couple fourni par l’utilisateur 104 et qui s’illustre sur la figure 3 par la référence C302. Le couple fourni par l’utilisateur C302 doit être le plus proche possible de la courbe modèle 304, et
- du terme du couple C2 en sortie du second moyen de motorisation 406.
[00243] Ainsi, le couple C en sortie du premier moyen de motorisation 106 s’exprime en fonction du couple C2 en sortie du second moyen de motorisation 406 et du couple fourni par l’utilisateur C302, tel que [Math 4] rb
Ci = - - - c2 - c302 ra
[00244] Le couple fourni par l’utilisateur C302 dépend à la fois du premier Ci et second C2 couples mesurés respectivement par le premier moyen de mesure d’efforts 108 ou le second moyen de mesure d’efforts 408. Il s’écrit comme étant une composition de la mesure en 108 et en 408 selon la relation suivante :
[Math 5] rb
C302 = - — ' C2 - C± ra
[00245] Le pilotage du dispositif 400 est donc analogue à celui du dispositif 100 pour le premier moyen de motorisation 106 qui est toujours piloté en position, sous la condition que le couple fourni par l’utilisateur C302 défini par l’équation Math. 5 : C302 = - rb/ra x C2 - Ci soit compris entre la courbe de couple maximum 306 et la courbe de couple minimum 308.
[00246] Le deuxième moyen de motorisation 406 est piloté en couple à partir de la consigne en effort imposée : Fux telle que
[Math 6] r - _ .
~ r v rç . F "ux -
' b
[00247] Ainsi, le second couple mesuré C2 dépend directement de la force longitudinale Fuxque l’on souhaite faire ressentir à l’utilisateur 104.
[00248] Le second moyen de mesure 408 permet d’effectuer une régulation en couple au niveau du second moteur 412 avec une boucle de rétroaction.
[00249] Ainsi, le deuxième moyen de motorisation 406 est piloté en recevant une commande qui dépend de la consigne Fux et du second couple mesuré C2, la boucle de rétroaction ajustant cette commande pour atteindre au mieux l’égalité décrite par
[Math 7]
[00250] Cette commande est calculée par le moyen de commande.
[00251] Le premier moyen de motorisation 106 est agencé pour contrôler en position le support mobile 102. Le premier moteur 112 ne se déplace qu à la position suivante que si le couple fourni par l’utilisateur C302 correspond, pour une position angulaire considérée, au couple souhaité, soit à un couple encadré par les courbes de couple minimum 308 et maximum 306.
[00252] Le second moyen de motorisation 406 est agencé pour contrôler la force longitudinale exercée par la surface de contact 118 sur l’utilisateur 104. Le second moteur 412 exerce un couple produisant, l’effort souhaité sur l’utilisateur 104 pour la position angulaire considérée traduisant par le mouvement en translation de la surface de contact 118, la composante de force de traction/compression. Idéalement, l’utilisateur 104 doit compenser ce mouvement, ce qui le conduit à produire la bonne force.
[00253] Le couple imposé par le premier moyen de motorisation 106 est obtenu par exemple, par optimisation d’une acrobatie gymnique en fonction de l’anthropométrie de l’utilisateur.
[00254] Le mode d’interaction permet au sujet de produire la même action mécanique au niveau de l’épaule que celle générée lors de la réalisation de la figure gymnique s’y rapportant, mais dans une situation sécurisée, favorable à l’apprentissage.
[00255] Le second couple C2 exercé par le second moyen de motorisation 406 (soit le second couple C2 mesuré par le second moyen de mesure de couple 408) permet de re-contextualiser le mouvement articulaire en faisant ressentir au sujet 104 les forces d’interactions qu’aurait exercées une barre de gymnastique sur ses mains en conditions réelles.
[00256] Le support mobile 102 se déplace donc lorsque l’utilisateur 104 produit le bon effort tangentiel au niveau de la surface de contact 118, i.e. c’est-à-dire qu’il va produire le bon couple articulaire mesuré à l’aide du premier moyen et du second moyen de mesure de couple 108, 408.
[00257] Les moyens de liaisons 404 permettent la translation de la surface de contact 118 de façon à contraindre l’utilisateur 104 à exercer une force de traction/compression identique à celle qui serait produite lors de la réalisation réelle du geste (i.e. hors utilisation du dispositif 400).
[00258] Ainsi le dispositif 400 présente l’avantage d’imposer à l’utilisateur 104 un profil de couple et un profil de position angulaire en lien avec une performance visée, optimisée vis-à-vis des capacités physiques du sujet tout en permettant de ressentir les efforts de traction / compression exercée par la barre en conditions réelles.
[00259] Dans le cas de la figure 4, l’asservissement du second moyen de motorisation 406 est en couple. Dans une variante de dispositif 400, un asservissement en force au niveau du second moyen de motorisation 406 est réalisé via un actionneur linéaire.
[00260] On va maintenant décrire en référence de la FIGURE 5, un deuxième exemple non limitatif d’un second mode de réalisation d’un dispositif 500 de rééducation ou d’apprentissage sportif selon l’invention. [00261] Le dispositif 500 comprend les mêmes éléments que le dispositif 400 précédemment décrit. Le dispositif 500 est une variante du dispositif 400 et plus précisément le dispositif 500 illustre une réorientation du dispositif 400 afin de travailler, avec le dispositif 500, un autre mouvement.
[00262] Dans le cas du dispositif 500, l’utilisateur 104 est allongé sur une table.
[00263] La surface de contact 118 comprend une surface plane en contact avec un pied de l’utilisateur 104.
[00264] Le couple ainsi imposé par le premier moyen et second moyen de motorisation 106, 406 est obtenu par optimisation d’un mouvement de marche en tenant compte des contraintes articulaires (couple et amplitude) de l’utilisateur 104 à un instant t de sa rééducation.
[00265] Le dispositif 500 permet à l’utilisateur 104 de produire le même effort au niveau du genou que lors d’une marche tout en restant allongé, limitant ainsi les risques de chutes et de blessures.
[00266] Le second couple mesuré C2 par le second moyen de mesure 408 permet la restitution des forces contact pieds/sol ressenties pendant la marche.
[00267] Le dispositif 500 présente l’avantage d’imposer au sujet 104 à la fois un profil de couple et un profil de position angulaire en lien avec un mouvement réel, par opposition avec un mouvement réalisé soit à vitesse constante, soit à couple constant, et de pouvoir prendre en compte les capacités de l’utilisateur 104 au moment de la génération des profils RETROACTIONS affichés sur la partie graphique 312 de l’interface logicielle 300.
[00268] On peut par exemple, envisager de générer les efforts articulaires à produire au genou et la force de contact pied/sol à ressentir pour une marche en réduisant le poids du sujet 104 de 50 %.
[00269] Le dispositif 400 ou 500 met aussi en œuvre les étapes du procédé 200.
[00270] Cependant, dans le cas spécifique du dispositif 400 ou 500, le procédé 200 comprend en outre : un asservissement en couple ou en force ou en position, par le moyen de commande, du second moyen de motorisation 406 qui exerce le second couple ou la seconde force sur l’utilisateur 104 au niveau de la surface de contact 118 dans la succession de positions P du support mobile 102 dans sa trajectoire, une mesure, par un second moyen de mesure d’efforts 408, de la seconde force et/ou un second couple C2 dépendant de la force exercée par l’utilisateur 104 sur la surface de contact 118.
[00271 ] Le procédé 200 comprend : une connexion, par les moyens de liaisons 404, du second moyen de motorisation 406 avec le support mobile 102 de sorte que la donnée C302 est calculée par le moyen de commande et est fonction :
• de la première force ou du premier couple Ci mesuré(e), et • de la seconde force ou du second couple C2 mesuré(e), une commande en couple, par le moyen de commande, du second moyen de motorisation 406 :
• à partir d’une consigne en efforts Fux et du second couple C2 mesuré par le second moyen de mesure d’efforts 408, et/ou • en fonction de la donnée C302 calculée par le moyen de commande.
[00272] Le second moyen de motorisation 406 comprend le second axe robotisé modulaire relié au support mobile 102 par le moyen de liaison 404. Le second axe robotisé modulaire comprend le second moteur 412 qui est asservi en couple ou en force couplé au second réducteur 414 via la transmission poulie courroie, de sorte que de sorte que l’axe de rotation du second moyen de motorisation (406) soit un axe de rotation en sortie du second réducteur (414).
[00273] Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (100, 400, 500) de rééducation ou d’entrainement comprenant :
- un support mobile (102), comprenant au moins une surface de contact (118) agencée pour être au contact avec un utilisateur (104) dudit dispositif (100, 400, 500), le support mobile (102) étant agencé pour se déplacer suivant une trajectoire définie par une succession de positions du support mobile (102), ladite trajectoire étant imposée par ledit dispositif (100, 400, 500),
- un premier moyen de motorisation (106) asservi en position et agencé pour déplacer le support mobile (102) le long d’un axe de translation et /ou autour d’un axe de rotation du support mobile (102),
- un premier moyen de mesure d’efforts (108) agencé pour mesurer une première force et/ou un premier couple Ci dépendant d’une force exercée par l’utilisateur (104) sur la surface de contact (118),
- un moyen de commande agencé et/ou programmé pour commander en position le premier moyen de motorisation (106), caractérisé en ce que le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour commander en position le premier moyen de motorisation (106) de manière à déplacer le support mobile (102) dans sa trajectoire tant que :
- la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci, ou
- une donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à une consigne de force ou de couple, et dans le cas contraire, le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour ralentir ou arrêter le premier moyen de motorisation (106) dans la succession de positions du support mobile (102) si :
- la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci, ou
- la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de ladite consigne de force ou de couple, ladite consigne de force ou de couple étant définie comme une valeur de force ou de couple modèle qui dépend de chaque position du support mobile (102) dans sa trajectoire.
2. Dispositif (100, 400, 500) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la consigne de couple ou de force, pour une succession de positions successives du support mobile (102), est caractérisée comme :
- une courbe modèle (304) d’un couple ou d’une force mesuré(e) ou simulé(e) variant en fonction de la position du support mobile (102) dans sa trajectoire, ladite courbe modèle (304) étant : o inférieure ou égale à une courbe de couple ou de force de seuil maximum (306) variant en fonction de la position du support mobile (102) dans sa trajectoire, o supérieure ou égale à une courbe de couple ou de force de seuil minimum (308) variant en fonction de la position du support mobile (102) dans sa trajectoire, lesdites courbes de couple ou de force de seuil minimum (308) et de seuil maximum (306) délimitant ainsi, en chaque position du support mobile (102) dans sa trajectoire, un intervalle compris entre ces seuils de valeurs de couple ou de force pour lequel le premier moyen de motorisation (106) n’est pas ralenti ou arrêté par le moyen de commande lorsque :
- la première force ou premier couple Ci mesuré(e), ou
- la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou le premier couple Ci mesuré(e) est dans cet intervalle.
3. Dispositif (100, 400, 500) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la consigne de couple ou de force est, en chaque position du support mobile (102) dans sa trajectoire :
- inférieure ou égale à un seuil maximal (306) de couple ou de force, et/ou
- supérieure ou égale à un seuil minimal (308) de couple ou de force distinct du seuil maximal (306).
4. Dispositif (100, 400, 500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend des premiers moyens pour ajuster le seuil maximal (306) et/ou le seuil minimal (308) de couple ou de force par un utilisateur (104).
5. Dispositif (100, 400, 500) selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de visualisation connecté au premier moyen de mesure d’efforts ou de couple (108) et agencé pour afficher simultanément d’une part :
- le premier couple mesuré ou la première force mesurée Ci ou
- la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci et d’autre part la consigne de couple ou de force, au seuil près (306, 308) défini dans la revendication 6, en chaque position du support mobile (102) dans sa trajectoire.
6. Dispositif (100, 400, 500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lorsque l’utilisateur (104) est en dehors de la consigne de force ou de couple, le dispositif est agencé pour évaluer un état hors consigne de la première force ou du premier couple Ci ou de la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci et le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour : - ralentir jusqu’à une nouvelle valeur d’une vitesse de déplacement ou arrêter le premier moyen de motorisation (106) dans la succession de positions du support mobile (102), si l’état hors consigne est supérieur, respectivement inférieur, à un niveau de souplesse, ou
- avancer le support mobile (102) à une position suivante dans la succession de positions du support mobile (102) sans ralentir la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation (106), si l’état hors consigne est inférieur, respectivement supérieur, au niveau de souplesse, ledit niveau de souplesse étant défini pour régler une décélération de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation (106) affectant le déplacement du support mobile (102) dans sa trajectoire lorsque l’utilisateur (104) est en dehors de la consigne de force ou de couple, ledit état hors consigne étant initialisé à une valeur de référence à chaque ralentissement de la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation (106).
7. Dispositif (100, 400, 500) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour faire évoluer l’état hors consigne dans un premier sens lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de la consigne de force ou de couple et pour faire évoluer l’état hors consigne dans un second sens, opposé au premier sens, lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à la consigne de force ou de couple.
8. Dispositif (100, 400, 500) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour diminuer la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation (106) lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de la consigne de force ou de couple et pour augmenter la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation (106) lorsque la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à la consigne de force ou de couple.
9. Dispositif (100, 400, 500) selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour, lorsque le premier couple Ci ou la première force mesuré(e) par le premier moyen de mesure (108) ou la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est dans la consigne de force ou de couple, modifier, de préférence augmenter, la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation (106) lorsque l’état hors consigne est égal ou inférieur, respectivement égal ou supérieur, à la valeur de référence, l’état hors consigne étant initialisé au niveau de souplesse.
10. Dispositif (100, 400, 500) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la succession de positions du support mobile (102) est définie entre une position initiale et finale dudit support mobile (102), le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour arrêter le premier moyen de motorisation (106) :
- si le support mobile (102) atteint la position finale, ou
- si la vitesse de déplacement du premier moyen de motorisation (106) atteint une valeur d’arrêt.
11. Dispositif (400, 500) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend :
- un second moyen de motorisation (406) asservi en couple ou en force ou en position par le moyen de commande et agencé pour exercer un second couple ou une seconde force sur l’utilisateur (104) au niveau de la surface de contact (118) dans la succession de positions du support mobile (102) dans sa trajectoire,
- un second moyen de mesure d’efforts (408) agencé pour mesurer une seconde force et/ou un second couple C2 dépendant de la force exercée par l’utilisateur (104) sur la surface de contact (118).
12. Dispositif (400, 500) selon la revendication 11, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de liaisons (404) agencés pour connecter le second moyen de motorisation (406) avec le support mobile (102) de sorte que le moyen de commande est agencé et/ou programmé pour calculer la donnée C302 en fonction :
- de la première force ou du premier couple Ci mesuré(e), et
- de la seconde force ou du second couple C2 mesuré(e), le moyen de commande étant agencé et/ou programmé pour commander en couple le second moyen de motorisation (406) :
- à partir d’une consigne en effort Fux et du second couple C2 mesuré par le second moyen de mesure d’efforts (408), et/ou
- en fonction de la donnée C302 calculée par le moyen de commande.
13. Dispositif (400, 500) selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le second moyen de motorisation (406) comprend un second axe robotisé modulaire relié au support mobile (102) par le moyen de liaison (404), le second axe robotisé modulaire comprenant un moteur (412) asservi en couple ou en force couplé à un second réducteur (414) via une transmission poulie courroie de sorte que l’axe de rotation du second moyen de motorisation (406) soit un axe de rotation en sortie du second réducteur (414).
14. Procédé (100, 400, 500) comprenant : un asservissement en position d’un premier moyen de motorisation (106) de manière à déplacer un support mobile (102) le long d’un axe de translation et /ou autour d’un axe de rotation du support mobile (102), le déplacement du support mobile (102) suivant une trajectoire imposée définie par une succession de positions du support mobile (102), le support mobile (102) comprenant au moins une surface de contact (118) au contact avec un utilisateur (104),
- une mesure, par un premier moyen de mesure d’efforts (108), d’une première force et/ou d’un premier couple Ci dépendant d’une force exercée par l’utilisateur (104) sur la surface de contact (118),
- une commande en position, par un moyen de commande, du premier moyen de motorisation (106), caractérisé en ce que le moyen de commande commande en position le premier moyen de motorisation (106) de manière à déplacer le support mobile (102) dans sa trajectoire tant que :
- la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci, ou
- une donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est égal(e) à une consigne de force ou de couple, et dans le cas contraire, le moyen de commande ralentit ou arrête le premier moyen de motorisation (106) dans la succession de positions du support mobile (102) si :
- la première force ou le premier couple mesuré(e) Ci, ou
- la donnée C302 calculée par le moyen de commande en fonction de la première force ou du premier couple mesuré(e) Ci est en dehors de ladite consigne de force ou de couple, ladite consigne de force ou de couple étant définie comme une valeur de force ou de couple modèle qui dépend de chaque position du support mobile (102) dans sa trajectoire.
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