FR3046743A1 - Exosquelette avec jambes a articulation telescopique. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un exosquelette de membres inférieurs comportant deux jambes (2) agencées pour être couplées aux membres inférieurs d'un utilisateur, un organe de liaison (3) entre les extrémités supérieures des jambes destiné à être solidarisé à la partie supérieure du corps de l'utilisateur, chaque jambe (2) comportant un premier segment (20) relié par une articulation à l'organe de liaison, un deuxième segment (21) destiné à venir en appui sur le sol en cours d'utilisation et des moyens de connexion (22) entre les deux segments pour permettre une flexion ou une extension du premier segment et du deuxième segment. Les moyens de connexion (22) entre les deux segments sont du type télescopique.

Description

EXOSQUELETTE AVEC JAMBES A ARTICULATION TELESCOPIQUE

La présente invention concerne le domaine des exosquelettes et plus particulièrement un exosquelette de membres inférieurs destiné à être porté par un utilisateur.

De façon générale, un exosquelette est conçu pour permettre le transfert au sol d'une charge, normalement supportée par un utilisateur, sans passer par le corps de celui-ci. L'exosquelette permet donc de limiter la fatigue de l'utilisateur ainsi que de mauvaises postures pouvant entraîner des troubles musculo-squelettiques.

Un tel exosquelette peut être utilisé avec des outils à forte pénibilité, notamment du fait des efforts importants à fournir au niveau de l'outil lui-même ou encore avec des charges portées par un utilisateur sur son dos ou de manière frontale. L'invention s'intéresse au dernier type d'exosquelettes de membres inférieurs.

On peut notamment citer le document EP 2 556 010 qui décrit un exosquelette de membres inférieurs associé à un exosquelette de torse pour réaliser un système de levage de charges. L'exosquelette de membres inférieurs comprend une paire de jambes pseudo-anthropomorphiques qui est couplée à un module de hanche. Chaque jambe comporte un premier segment relié au module de hanche au moyen d'une première articulation et à un deuxième segment par une articulation de genou. Ce deuxième segment est par ailleurs relié à une semelle par une articulation de cheville.

Un vérin motorisé est également prévu entre la région supérieure du premier segment et la région supérieure du deuxième segment de façon à assurer le déplacement de la jambe de 1' exosquelette en fonction des mouvements de l'utilisateur.

Cet exosquelette de membres inférieurs est relié aux jambes de l'utilisateur au moyen d'un système d'attaches.

Il a également été commercialisé, sous la dénomination Fortis® un exosquelette de structure similaire mais ne comportant pas de semelle, le pied de l'utilisateur étant directement en contact avec le sol lorsque l'utilisateur est équipé de 1'exosquelette. L'extrémité inférieure de chaque jambe articulée est alors munie d'une surface incurvée dont la concavité est tournée vers l'articulation du genou lorsque la jambe est droite. Cette surface est destinée à venir en contact avec le sol. L'articulation de cheville est alors prévue entre l'extrémité inférieure de la jambe et cette surface incurvée.

Un tel exosquelette de membres inférieurs permet de transférer le poids des outils portés par l'utilisateur vers le sol au travers du squelette mécanique et il permet donc aux utilisateurs de manipuler des outils lourds comme s'ils étaient très légers.

Ainsi, cet exosquelette est entièrement passif. Le transfert du poids de l'outil au sol n'est possible que lorsque les membres inférieurs sont dans une position statique donnée, soit jambes tendues, soit un genou à terre.

Il ne permet donc pas une assistance continue dans toutes les postures et notamment, il ne peut pas assister l'utilisateur lorsqu'il marche.

Bien entendu, un tel exosquelette de membres inférieurs comporte des moyens pour régler la longueur de chaque segment de jambe articulée, de façon à adapter 1'exosquelette à la morphologie de 1'utilisateur.

Cette adaptation peut être réalisée par des moyens différents. Il peut s'agir d'un système de réglage par brides, permettant un réglage continu ou d'un système de réglage par goupillage, permettant un réglage entre différentes positions discrètes.

Cette opération de réglage se révèle relativement fastidieuse et longue pour l'utilisateur. Ceci présente un inconvénient notable et rend difficile l'utilisation d'un même exosquelette par plusieurs utilisateurs.

Par ailleurs, ce type d'exosquelette présente bien un encombrement limité dans le plan sagittal, l'articulation de genou de 1'exosquelette coïncidant sensiblement avec le genou de l'homme. Cependant, l'épaisseur de 1'exosquelette dans le plan frontal peut être problématique lorsque l'on veut saisir une charge au sol, les genoux pliés.

On peut également citer le document FR 3 016 821 qui décrit un exosquelette de membres inférieurs non anthropomorphique.

Ainsi, chaque jambe de 1'exosquelette comporte une cuisse et un tibia. La cuisse est reliée au tibia par une articulation de genou qui est agencée pour permettre une f lexion/extension de la cuisse et du tibia.

La cuisse et le tibia ont des longueurs déterminées et fixes. L'adaptation de 1'exosquelette à la morphologie de l'utilisateur est réalisée en ajustant l'angle entre la cuisse et le tibia, grâce à l'articulation du genou.

Un tel exosquelette permet d'adapter facilement et rapidement 1'exosquelette à toute morphologie particulière.

Il présente cependant l'inconvénient de générer un encombrement important à l'avant des genoux de l'utilisateur ainsi que dans un plan frontal.

Du fait de cet encombrement, un utilisateur muni d'un tel exosquelette ne peut pas s'approcher aisément et au plus près d'un objet et ne peut pas non plus facilement saisir des objets au sol. L'invention a donc pour objet de proposer un exosquelette de membres inférieurs facilitant son adaptation biomécanique à l'utilisateur et en limitant les risques d'interaction des jambes de l'exosquelette avec l'environnement de l'utilisateur et/ou les membres supérieurs de 1'exosquelette.

Ainsi, l'invention concerne un exosquelette de membres inférieurs comportant deux jambes agencées pour être couplées aux membres inférieurs d'un utilisateur, un organe de liaison entre les extrémités supérieures des jambes destiné à être solidarisé à la partie supérieure du corps de l'utilisateur, chaque jambe comportant un premier segment relié par une articulation à l'organe de liaison, un deuxième segment destiné à venir en appui sur le sol en cours d'utilisation et des moyens de connexion entre les deux segments pour permettre une flexion ou une extension du premier segment et du deuxième segment, 1'exosquelette comportant également des moyens d'actionnement des jambes, caractérisé en ce que les moyens de connexion entre les deux segments sont du type télescopique.

Ainsi, la longueur de la jambe peut être facilement adaptée à la morphologie de l'utilisateur grâce à ces moyens de liaison du type télescopique.

Par ailleurs, du fait de l'absence d'articulation entre les deux segments, les deux segments sont dans le prolongement l'un de l'autre, quelle que soit la position de l'utilisateur.

De ce fait, 1'exosquelette présente un encombrement limité par rapport à l'opérateur. En particulier, il permet à l'utilisateur de s'approcher d'un objet sans que 1'exosquelette constitue un obstacle entre l'utilisateur et cet objet.

De même, lorsque l'utilisateur est en position accroupie, 1'exosquelette ne présente aucun élément en saillie par rapport au corps de l'utilisateur.

Ces moyens de liaison présentent également l'avantage de rendre 1'exosquelette très compact, en vue de son rangement ou de son stockage.

Dans des modes de réalisation avantageux, on a par ailleurs et/ou de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - le deuxième segment d'une jambe est relié, à son extrémité opposée à l'organe de liaison, à un élément d'appui sur le sol comportant une semelle destinée à recevoir un pied de l'utilisateur, par l'intermédiaire d'une articulation ; - le deuxième segment d'une jambe est relié, à son extrémité opposée à l'organe de liaison, à un élément d'appui sur le sol comportant une surface de forme arrondie et dépourvu d'articulation avec la jambe ; - chaque élément d'appui comporte une partie mobile par rapport à la semelle et un système de fixation avec le pied d'un utilisateur, relié à la partie mobile ; - 1'exosquelette comporte un système de fixation avec le pied d'un utilisateur, relié à l'élément d'appui par l'intermédiaire d'éléments élastiques ou d'articulations mécaniques ; des moyens d'actionnement des jambes sont positionnés dans l'organe de liaison ; - 1'exosquelette comprend des moyens de détection des mouvements de l'utilisateur, destinés à commander les moyens d'actionnement des jambes ; - l'organe de liaison est positionné en avant de l'opérateur dans le sens de la marche, en cours d'utilisation ; - l'organe de liaison est positionné en arrière de l'opérateur dans le sens de la marche, en cours d'utilisation ; - 1' exosquelette comprend des moyens équilibreurs des hanches ; ces moyens équilibreurs comprennent un moto-réducteur placé dans l'organe de liaison. 1/ invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemples non limitatifs et qui sera faite au regard des dessins annexés suivants dans lesquels :

Les figures IA à IC sont des vues de côté d'un exosquelette selon un mode de réalisation de l'invention, illustrant son utilisation par un opérateur.

Les figures 2A et 2B sont des vues de côté illustrant un élément d'appui sur le sol comportant une semelle.

Les figures 3A à 3C sont des vues de côté illustrant un élément d'appui sur le sol pourvu d'une surface de forme arrondie.

Les figures 4A à 4C sont des vues de côté illustrant les différentes étapes de la marche d'un utilisateur, équipé de 1'exosquelette avec un élément de liaison du type illustré aux figures 3A à 3C.

Les figures 5A à 5C illustrent une variante de réalisation de l'élément d'appui sur le sol illustrée aux figures 3A à 3C.

Dans la suite de la description, on utilisera les mêmes références numériques pour désigner les éléments identiques ou similaires.

Il est tout d'abord fait référence aux figures IA à IC qui illustrent un exosquelette selon un mode de réalisation de l'invention.

Cet exosquelette 1 comporte deux jambes 2, 2a et un organe de liaison 3, les jambes 2, 2a étant sensiblement symétriques par rapport à un plan sagittal.

Comme l'illustrent les figures IA à IC, l'organe de liaison 3 est destiné à être solidarisé à la partie supérieure du corps de l'utilisateur et notamment, au niveau de ses hanches. Cette solidarisation est réalisée par des moyens appropriés qui ne sont pas illustrés sur les figures.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures IA à IC, chaque jambe comporte deux segments 20 et 21 qui s'emboîtent et coulissent l'un dans l'autre.

Ainsi, les moyens de connexion entre les deux segments 20 et 21 sont du type télescopique. L'invention n'est bien sûr pas limitée à ce mode de réalisation et les jambes 2, 2a pourraient comporter plus de deux segments. Cependant, dans tous les cas, les segments formant la jambe sont agencés de telle sorte que les moyens de connexion 22 entre les segments supérieur 20 et inférieur 21 sont du type télescopique.

Le premier segment ou segment supérieur 20 est relié par une articulation (non illustrée) à l'organe de liaison 3, tandis que l'autre extrémité du premier segment 20 est reliée au moyen de connexion 22 avec le deuxième segment ou segment inférieur 21. A son autre extrémité, le deuxième segment est destiné à venir en appui sur le sol, lorsque 1'exosquelette est utilisé.

Pour cela, le deuxième segment 21 est relié, à son extrémité opposée à l'organe de liaison 3, à un élément 4 d'appui sur le sol.

Ce dernier comporte une semelle 40 destinée à recevoir un pied de l'utilisateur. De plus, la liaison entre l'élément d'appui 4 et le deuxième segment 21 est réalisée au moyen d'une articulation 41.

Cet élément d'appui 4 sera décrit plus en détail en référence aux figures 2A et 2B.

Les figures IA à IC montrent que l'élément d'appui 4 est conçu pour recevoir l'articulation 41 sur le côté de 1'exosquelette, de telle sorte que chaque jambe est située sur un côté extérieur de l'opérateur en cours d'utilisation. L'invention n'est cependant pas limitée à ce mode de réalisation et les jambes de l'exosquelette ne sont pas nécessairement situées sur les côtés de 1'utilisateur.

De manière plus précise, la figure IA illustre un opérateur muni de 1'exosquelette en position debout et pieds serrés.

On comprend que, grâce au moyen de connexion 22, la longueur des jambes 2 peut être facilement adaptée à la morphologie de l'opérateur et ce, de façon automatique.

La figure IB illustre 1'exosquelette lorsque l'utilisateur est en position accroupie.

Dans cette position, le second segment 21 est ici entièrement emboîté dans le premier segment 20.

Bien entendu, la longueur des segments 2 0 et 21 est choisie pour s'adapter à toutes les morphologies d'opérateurs dans cette position repliée, de façon à ne pas limiter leur mobilité.

Les figures IA et IB montrent que, quelle que soit la position de l'utilisateur, les deux segments 20 et 21 des jambes 2 sont dans le prolongement l'une de 1'autre.

Ainsi, contrairement aux exosquelettes classiques comportant une articulation angulée au niveau du genou, 1 ' exosquelette selon l'invention ne génère aucun encombrement à l'avant de l'utilisateur.

De manière générale, cet exosquelette présente un encombrement limité par rapport à l'utilisateur.

La figure IC illustre 1'exosquelette selon l'invention lorsque l'utilisateur monte un escalier.

Les mouvements de l'utilisateur sont permis grâce aux moyens d'actionnement des jambes qui sont classiquement prévus dans l'organe de liaison 3.

De manière également classique, ces moyens d'actionnement sont commandés par des moyens de détection des mouvements de l'utilisateur et qui sont situés au niveau des éléments d'appui 4, des moyens de mesure des positions de 1'exosquelette et des moyens de détection du contact au sol.

Ainsi, ces moyens de détection sont reliés par l'intermédiaire d'une connectique WiFi et/ou câblée passant à l'intérieur des jambes, à un dispositif de contrôle-commande relié aux moyens d'actionnement des jambes et comprenant de façon connue un microprocesseur, des moyens de stockage et des moyens de calcul agencés pour réagir aux indications obtenues par les moyens de détection.

Ce dispositif de contrôle-commande permet donc de commander les moyens d'actionnement des jambes télescopiques et de permettre à l'utilisateur de marcher avec 1'exosquelette et notamment, de monter des marches.

Il est maintenant fait référence aux figures 2A et 2B et aux figures 3A à 3C pour décrire deux modes de réalisation de l'élément d'appui sur le sol de 1'exosquelette.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 2A et 2B, l'élément d'appui comporte une semelle. Le pied de l'utilisateur n'est donc pas en contact direct avec le sol. L'élément d'appui 4 comporte une partie fixe 43 et une partie mobile 42.

La partie fixe 43 comporte une semelle 430 destinée à être en contact avec le sol, lorsque 1'exosquelette est en cours d'utilisation. Cette semelle s'étend donc dans un plan parallèle au plan transversal.

La partie fixe 43 comporte également une branche 431 qui est sensiblement perpendiculaire à la semelle 430 et qui s'étend donc dans un plan sensiblement parallèle au plan sagittal.

Cette branche 431 est fixée sur le côté extérieur de la semelle 430.

Elle porte l'articulation 41 avec la jambe 2 de 1'exosquelette. Il peut s'agir d'une articulation du type rotule.

Ainsi, la jambe 2, 2a de 1 ' exosquelette sera positionnée sur le côté extérieur de l'utilisateur. A l'avant de l'élément d'appui 4, dans le sens de la marche, la semelle 430 porte un autre élément fixe 432 qui supporte une articulation 433 avec la partie mobile 42 de l'élément d'appui. L'articulation 433 est située sensiblement au niveau de l'articulation métatarso-phalangienne du pied d'un utilisateur.

Par ailleurs, des moyens de fixation 420 sont solidarisés sur la partie mobile 42. Ces moyens 420 permettent de maintenir le pied de l'utilisateur fixe par rapport à la partie mobile 42.

La figure 2A montre que, lorsque le pied de l'utilisateur est au sol, la partie mobile 42 repose sur la semelle 430 de la partie fixe 43.

La figure 2B montre que, lorsque l'utilisateur soulève son pied, la partie mobile 42, tourne autour de l'articulation 433.

La partie mobile 42 s'écarte alors de la semelle 430.

Dans ce mode de réalisation, les moyens de détection des mouvements de l'utilisateur comprennent par exemple deux capteurs d'effort placés dans la semelle 430 de la partie fixe 43, pour mesurer le report de charge de l'utilisateur sur le pied.

Ces moyens de détection comportent également un potentiomètre permettant de détecter l'angle de décollement du talon de l'utilisateur.

Ces informations sont traitées de façon classique pour commander les moyens d'actionnement des jambes, situés dans l'organe de liaison 3, de façon à suivre les mouvements de l'utilisateur.

Du fait de la présence d'une semelle sous le pied de l'utilisateur, ce dernier perd une partie de l'information concernant l'état du sol sur lequel il se déplace. C'est pourquoi l'invention prévoit également un autre mode de réalisation de l'élément d'appui, dans lequel celui-ci ne comporte pas de semelle, le pied de l'utilisateur venant directement en contact avec le sol.

Cet autre mode de réalisation va maintenant être décrit en référence aux figures 3A à 3C.

Au regard de la figure 3B, l'élément d'appui 5 présente une forme générale de sabot avec une surface d'appui sur le sol 50 de forme arrondie et, du côté opposé à cette surface 50, une zone de liaison 51 avec la jambe 2, dépourvue d'articulation. Cette zone de liaison 51 est dans le prolongement du segment inférieur 21 de la jambe ou parallèle à celui-ci.

En d'autres termes, la jambe 2, 2a est reliée rigidement à l'élément d'appui 5.

De façon plus précise, la surface d'appui 50 comporte trois zones successives 50A à 50C.

La zone 50A est située vers l'arrière dans le sens de la marche, et présente une concavité tournée vers la partie 51. Il s'agit d'une concavité à faible rayon, par exemple situé dans la gamme de 25 à 50 mm.

La deuxième partie 50B est une zone sensiblement plate et la troisième zone 50C présente une forme concave, dont la concavité est également tournée vers la partie 51, et présente un plus grand rayon que la première zone 50A, par exemple compris entre 100 et 400 mm.

Cette troisième zone 50C est donc située à l'avant, dans le sens de la marche.

La figure 3B illustre la forme de la surface d'appui dans le plan sagittal, avec ses deux zones concaves 50A et 50C. Cependant, cette surface d'appui peut également présenter des zones concaves dans le plan transverse, de façon à avoir un point de contact de l'élément d'appui avec le sol, quel que soit l'angle d'abduction de la jambe télescopique.

La figure 3B illustre également un système de fixation 52 avec le pied de l'utilisateur.

Pour permettre un mouvement relatif du pied par rapport à l'élément d'appui 5, la liaison entre le système de fixation 52 et l'élément d'appui 5 est réalisé au moyen d'éléments élastiques 53, 54.

Ces éléments élastiques peuvent notamment consister en des rotules élastiques, par exemple de type silentbloc, c'est-à-dire une pièce constituée d'un matériau du type élastomère et d'une structure support.

Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3B, deux éléments 53 sont prévus, l'un du côté arrière de l'élément d'appui 5 (dans le sens de la marche), sensiblement au niveau de l'appui postérieur du pied et un autre à l'avant du pied, sensiblement au niveau de l'appui antéro-externe du pied.

La fonction des différentes zones de la surface d'appui 50 va maintenant être expliquée plus en détail en référence aux figures 3A à 3B et aux figures 4A à 4C.

Il est tout d'abord fait référence aux figures 3A et 4A.

La figure 4A illustre le déroulé du pied lors de l'impact sur le sol du talon du pied de la jambe avant 2 dans le sens de la marche (position de la jambe indiquée par des traits pointillés). C'est la zone 50A de la surface 50 qui permet l'accostage de l'élément d'appui 5 sur le sol, au moment de l'impact de la partie arrière de l'élément d'appui 5 sur le sol.

La figure 3A montre que, dans cette phase de la marche, le système de fixation 52 tourne autour de l'articulation 54 située à l'arrière de l'élément d'appui 5.

Après ce premier contact sur le sol, la force correspondant au transfert de la charge depuis l'organe de liaison 3 vers l'élément d'appui 5 fait rouler l'élément d'appui 5 sur la surface 50, ce qui accompagne le déroulé du pied.

Cette phase d'impact de la partie arrière de l'élément d'appui dure environ 10% du cycle de la marche.

Pendant cette phase, la jambe 2 de 1 'exosquelette a un faible débattement, par exemple compris entre 10 et 15°.

Ainsi, un rayon de courbure relativement faible permet d'atteindre rapidement la position suivante illustrée aux figures 3B et 4B.

Cette position correspond à la phase durant laquelle la jambe 2 qui est venue en contact avec le sol par le talon, repose sur le sol au moyen de la surface sensiblement plane 50B (position de la jambe indiquée par les traits pointillés sur la figure 4B).

Cette zone sensiblement plane 50B assure une position de stabilité lorsque la jambe 2 est droite.

Cette phase dure environ 30% du cycle de marche. C'est pendant cette phase que la jambe 2a initialement située à l'arrière vient se placer à l'avant et vient en contact avec le sol par la partie arrière de l'élément d'appui 5.

Il est maintenant fait référence aux figures 3C et 4C qui illustrent la phase de décollement du talon de la jambe 2 maintenant située à l'arrière (position de la jambe indiquée par des traits pointillés sur la figure 4C).

La portion 50C permet le passage sur la pointe avant (dans le sens de la marche) de l'élément d'appui 5 au moment où l'arrière de l'élément d'appui décolle du sol, en vue de la phase aérienne.

La figure 3C montre que, dans cette phase de la marche, le système de fixation 52 tourne autour de l'articulation 53 située à l'avant de l'élément d'appui 5.

Dans ce mode de réalisation, les moyens de détection des mouvements de l'utilisateur comprennent par exemple un potentiomètre rotatif positionné au niveau de l'articulation 53 pour détecter l'angle entre le système de fixation 52 et la zone de liaison 51.

Ils comprennent également des capteurs de détection de la position de 1'exosquelette et de détection de contact au sol, mais pas de capteurs d'effort.

Le reste du cycle de marche correspond à la phase aérienne de l'élément d'appui 5 de la jambe 2 et dure environ 40 % du cycle.

Il est maintenant fait référence aux figures 5A à 5C qui décrivent une variante de réalisation de l'élément d'appui illustré aux figures 3A à 3C.

Dans cette variante de réalisation, la liaison entre le système de fixation 52 du pied et l'élément d'appui 5 n'est pas réalisée aux moyens d'éléments élastiques mais par des articulations mécaniques.

Dans l'exemple illustré aux figures 5A à 5C, deux articulations 55 et 56 sont prévues, respectivement à l'avant de l'élément d'appui 5 (dans le sens de la marche) et à l'arrière.

Ces articulations 55 et 56 sont conçues pour permettre deux degrés de liberté.

Chacune d'elle comprend un axe 550, 560 qui est fixe par rapport à l'élément d'appui 5 et qui est sensiblement parallèle à la zone de liaison 51 avec le segment inférieur de la jambe 2, 2a.

Une pièce 551, 561 est susceptible de glisser sur 1'axe 550, 560.

Cette pièce 551, 561 est fixée sur le système de fixation 52, lequel est articulé par rapport à cette pièce 551, 561 grâce à une articulation pivot dont l'axe est orthogonal à celui des axes 550 et 560 et également orthogonal à l'axe longitudinal de l'élément d'appui 5 ou du pied.

La figure 5A illustre la position de l'élément d'appui 5 lors de l'impact de l'arrière de l'élément d'appui sur le sol, au moyen de la surface 50A (figure 4A) .

Le système de fixation 52 a alors glissé au moyen des pièces 551, 561 sur les tiges 550, 560 de façon à ce que la pièce 551 soit plus haute que la pièce 561 par rapport au sol.

Dans la position illustrée à la figure 5B, l'élément d'appui est en appui sur le sol au moyen de sa surface sensiblement plane 50B.

Cette position correspond à la phase dans laquelle le pied avant est plat au cours de la marche (figure 4B ) .

Enfin, la figure 5C illustre l'élément d'appui 5 lorsqu' il est dans la phase de décollement de sa partie arrière, phase correspondant à la figure 4C.

Dans cette position, les parties 551, 561 ont glissé sur les tiges 550, 560 de telle sorte que la pièce 561 se trouve surélevée par rapport à la pièce 551, ce qui permet au pied de l'utilisateur d'accompagner le passage de l'élément d'appui 5 sur sa surface avant 50C.

Dans ce mode de réalisation, les moyens de détection des mouvements de l'utilisateur comprennent par exemple un potentiomètre linéaire placé au niveau de chaque axe 550, 561.

Chaque potentiomètre permet de mesurer le déplacement de la pièce 551, 561 le long de l'axe 550, 560.

Ainsi, en comparant les mesures obtenues par les deux potentiomètres, il est possible de déterminer si l'utilisateur pose son pied, décolle son talon ou encore décolle l'ensemble du pied.

Ces moyens de détection comprennent également un dispositif de détection du contact au sol permettant de vérifier que le contact de l'élément d'appui au sol est réalisé avant que la charge ne soit transférée sur la jambe correspondante.

Ce système de détection contact au sol peut par exemple prendre la forme d'un bord sensible positionné sous la surface d'appui arrondie 50 de l'élément d'appui 5.

Dans les exemples illustrés sur les figures, l'organe de liaison 3 est situé à l'avant de 1'utilisateur.

Ce positionnement à l'avant est adapté à un usage industriel de 1'exosquelette, notamment pour le port et la manipulation de charges à l'avant de 1'utilisateur.

Grâce à ce positionnement, il est possible de réaliser un support de charge avec une reprise directe sur l'organe de liaison. Par ailleurs, l'utilisateur n'est alors pas coincé entre le support de charge à l'avant et 1'exosquelette, à l'arrière, ce qui facilite la mise en place de 1 ' exosquelette sur l'utilisateur et évite de créer un sentiment d'emprisonnement.

Le positionnement de l'organe de liaison à l'arrière est adapté à un usage militaire, pour le transport de charges à l'arrière, par exemple un sac à dos sur de longues distances et sur un terrain escarpé. Ce positionnement permet de dégager les membres supérieurs et d'ainsi faciliter par exemple le maniement d'armes.

Il convient encore de noter que l'utilisateur peut facilement s'équiper de 1'exosquelette en procédant de la façon suivante ; L'exosquelette est retiré de sa caisse de rangement où il se trouve dans une position repliée, les segments formant les jambes 2, 2a étant entièrement emboîtés les uns dans les autres. L'exosquelette est alors posé sur le sol, l'organe de liaison 3 prenant appui sur le sol à l'avant pour atteindre une position stable. L'utilisateur s'équipe alors de 1'exosquelette en commençant par fixer chaque pied à un élément d'appui, à l'aide des systèmes de fixation. L'utilisateur saisit ensuite l'organe de liaison 3 pour le positionner au niveau de son bassin. Les moyens d'actionnement des jambes sont commandés par l'utilisateur, par exemple en appuyant sur un bouton, pour maintenir 1'exosquelette dans cette position. Ainsi, tout au long de cette phase d'ajustement, les moyens d'actionnement des jambes et les éventuels moyens équilibreurs des hanches permettent de reprendre le poids de 1'exosquelette et éventuellement celui des charges supportées par 1'exosquelette. 1/ exosquelette étant ainsi maintenu en position, l'utilisateur peut s'équiper du harnais (non illustré) permettant de fixer 1 ' exosquelette sur son corps.

Une fois que l'utilisateur est équipé sur 1'exosquelette, il désactive le bouton et les moyens d'actionnement des jambes sont alors commandés par les moyens de détection des mouvements de l'utilisateur, pour permettre à ce dernier de se déplacer avec 1'exosquelette.

Par ailleurs, des moyens équilibreurs des hanches peuvent être prévus.

Ils sont rendus nécessaires lorsqu'un porte-à-faux est généré entre le centre de gravité de la charge (par exemple situé au niveau des mains de l'utilisateur) et l'articulation des jambes au niveau de l'organe de liaison 3.

Ce porte-à-faux peut notamment se produire dans le cas où la charge est positionnée à l'avant de l'utilisateur, alors que l'axe passant par l'articulation des jambes au niveau de l'organe de liaison coïncide sensiblement avec celui des hanches de l'utilisateur.

Ces moyens équilibreurs de hanches peuvent présenter différentes formes.

Il peut notamment s'agir d'un moto-réducteur placé au niveau de l'organe de liaison 3.

Ces moyens peuvent également prendre la forme d'un treuil composé d'un tambour supporté par l'organe de liaison 3, autour duquel est enroulé un câble.

Ce tambour est alors situé dans le plan de l'organe de liaison et à distance de l'articulation des jambes 2, 2a sur l'organe de liaison.

Par ailleurs, l'extrémité libre du câble est fixée au niveau des éléments d'appui. A titre d'exemple, pour le mode de réalisation illustré aux figures 2A et 2B, l'extrémité libre du câble peut être fixée sur le côté du pied, à l'arrière de la semelle 430.

Pour le mode de réalisation illustré aux figures 3A à 3C et 5A à 5C, elle peut être fixée sur la zone de liaison 51.

Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   1. Exosquelette de membres inférieurs comportant deux jambes (2) agencées pour être couplées aux membres inférieurs d'un utilisateur, un organe de liaison (3) entre les extrémités supérieures des jambes destiné à être solidarisé à la partie supérieure du corps de l'utilisateur, chaque jambe (2) comportant un premier segment (20) relié par une articulation à l'organe de liaison, un deuxième segment (21) destiné à venir en appui sur le sol en cours d'utilisation et des moyens de connexion (22) entre les deux segments pour permettre une flexion ou une extension du premier segment et du deuxième segment, caractérisé en ce que les moyens de connexion (22) entre les deux segments sont du type télescopique.
2. 2. Exosquelette selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième segment (21) d'une jambe est relié, à son extrémité opposée à l'organe de liaison (3), à un élément (4) d'appui sur le sol comportant une semelle (40, 430) destinée à recevoir un pied de l'utilisateur, par l'intermédiaire d'une articulation (41).
3. 3. Exosquelette selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième segment (21) d'une jambe est relié, à son extrémité opposée à l'organe de liaison (3), à un élément (5) d'appui sur le sol comportant une surface (50) de forme arrondie et dépourvu d'articulation avec la jambe.
4. 4. Exosquelette selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque élément d'appui (4) comporte une partie (42) mobile par rapport à la semelle (430) et un système de fixation (420) avec le pied d'un utilisateur, relié à la partie mobile (42).
5. 5. Exosquelette selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un système de fixation (52) avec le pied d'un utilisateur, relié à l'élément d'appui (5) par l'intermédiaire d'éléments élastiques (53, 54) ou d'articulations mécaniques (55, 56).
6. 6. Exosquelette selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des moyens d'actionnement des jambes sont positionnés dans l'organe de liaison.
7. 7. Exosquelette selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection des mouvements de l'utilisateur, destinés à commander les moyens d'actionnement des jambes.
8. 8. Exosquelette selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe de liaison (3) est positionné en avant de l'opérateur dans le sens de la marche, en cours d'utilisation.
9. 9. Exosquelette selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe de liaison (3) est positionné en arrière de l'opérateur dans le sens de la marche, en cours d'utilisation.
10. 10. Exosquelette selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens équilibreurs des hanches.
11. 11. Exosquelette selon la revendication 10, caractérisé en ce que ces moyens équilibreurs comprennent un moto-réducteur placé dans l'organe de liaison.