FR3056434A1 - Robot mobile d'assistance comprenant au moins un systeme d'appui pivotant - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet un robot mobile comprenant une base mobile (12) et un système d'appui (30) configuré pour être saisi par une personne, caractérisé en ce que le système d'appui (30) est configuré pour pivoter librement par rapport à la base mobile (12) selon un axe de rotation (A22) vertical.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 056 434 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 16 59321
COURBEVOIE © Int Cl8 : B 25 J 5/00 (2017.01), A 61 H 3/04
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 29.09.16. (© Demandeur(s) : KOMPAI ROBOTICS Société par
(© Priorité : actions simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : DUPOURQUE VINCENT.
©) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 30.03.18 Bulletin 18/13.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ©) Titulaire(s) : KOMPAI ROBOTICS Société par actions
apparentés : simplifiée.
©) Demande(s) d’extension : © Mandataire(s) : CABINET ALLICI.
154/ ROBOT MOBILE D'ASSISTANCE COMPRENANT AU MOINS UN SYSTEME D'APPUI PIVOTANT.
_ L'invention a pour objet un robot mobile comprenant une base mobile (12) et un système d'appui (30) configuré pour être saisi par une personne, caractérisé en ce que le système d'appui (30) est configuré pour pivoter librement par rapport à la base mobile (12) selon un axe de rotation (A22) vertical.
FR 3 056 434 - A1
Figure FR3056434A1_D0001
Figure FR3056434A1_D0002
Figure FR3056434A1_D0003
Figure FR3056434A1_D0004
ROBOT MOBILE D'ASSISTANCE COMPRENANT AU MOINS UN SYSTEME D'APPUI PIVOTANT
La présente demande se rapporte à un robot mobile d'assistance comprenant au moins un système d'appui pivotant.
Le document WO-2008/149018 décrit un robot polyvalent plus particulièrement adapté pour l'assistance d'une personne. Ce robot comprend une base mobile qui comporte en partie inférieure des roues et un système de contrôle comprenant des motorisations, des capteurs et des commandes permettant de contrôler les déplacements de la base mobile. Le robot polyvalent décrit dans ce document WO-2008/149018 est ainsi pleinement performant pour se déplacer dans un environnement domestique par exemple.
Selon un mode de réalisation décrit sur la figure 8, le robot est plus particulièrement adapté pour l'assistance d'une personne et il peut être équipé d'accessoires. Selon ce document, le robot polyvalent peut tracter un dispositif de déambulation qui comprend une base roulante attelée au robot polyvalent. Dans ce cas, le robot suit une trajectoire qu'il a déterminée et la personne en appui sur le dispositif de déambulation suit la trajectoire imposée par le robot. Dans certaines circonstances, par exemple lorsque le robot suit une trajectoire courbe, la trajectoire suivie par le robot et imposée à la personne n'est pas forcément la trajectoire idéale pour la personne. Dans la mesure où la trajectoire idéale varie d'une personne à l'autre, il est difficile de configurer le système de contrôle pour que les trajectoires de chaque robot soient adaptées aux trajectoires de chaque personne.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur.
A cet effet, l'invention a pour objet un robot mobile comprenant une base mobile et un système d'appui configuré pour être saisi par une personne, caractérisé en ce que le système d'appui est configuré pour pivoter librement par rapport à la base mobile selon un axe de rotation vertical.
Ainsi, la personne peut choisir une trajectoire indépendante de celle de la base mobile. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l'invention qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 est une vue latérale d'un robot équipé d'un dispositif de déambulation qui illustre un mode de réalisation de l'invention,
La figure 2 est une vue en perspective du robot équipé d'un dispositif de déambulation visible sur la figure 1,
La figure 3 est une vue en perspective du dispositif de déambulation visible sur la figure 1 qui illustre un mode de réalisation de l'invention,
La figure 4 est une vue en perspective d'un robot équipé d'un dispositif de déambulation qui illustre un autre mode de réalisation de l'invention,
Les figures 5A et 5B sont des schémas d'un robot équipé d'un dispositif de déambulation qui illustrent le passage d'une position assise à une position debout d'une personne en appui sur le dispositif de déambulation, la figure 6 est une vue de dessus d'un robot équipé d'un dispositif de déambulation et d'une personne qui illustre une première configuration de trajectoires suivies par le robot et la personne, la figure 7 est une vue de dessus d'un robot équipé d'un dispositif de déambulation et d'une personne qui illustre une deuxième configuration de trajectoires suivies par le robot et la personne, la figure 8 est une vue de dessus d'un robot équipé d'un dispositif de déambulation et d'une personne qui illustre une troisième configuration de trajectoires suivies par le robot et la personne.
Sur les différentes figures, on a représentée en 10 un robot mobile. Ce robot est plus particulièrement adapté pour l'assistance d'une personne.
Ce robot 10 comprend une base mobile 12.
Selon un mode de réalisation, la base mobile 12 est identique à celle décrite dans le document WO-2008/149018. La base mobile 12 n'est pas plus décrite. De manière générale, cette base mobile 12 permet au robot 10 de se déplacer de manière autonome dans un environnement, comme par exemple l'intérieur d'une habitation ou d'une construction.
La base mobile 12 comprend au moins trois roues 16. Selon un mode de réalisation visible notamment sur les figures 1 et 2, la base mobile 12 comprend quatre roues, à savoir deux roues latérales 16 motrices, avec des axes perpendiculaires à une direction d'avance et deux roues folles 16' configurées pour pivoter selon un axe vertical, positionnées à l'avant et à l'arrière selon la direction d'avance par rapport aux roues latérales 16.
Selon un mode de réalisation, les roues latérales 16 motrices sont configurées pour fonctionner en mode différentiel. Ainsi, la base mobile 12 suit une trajectoire courbe en imposant aux roues latérales 16 motrices des vitesses de rotation différentes. La base mobile 12 est configurée pour pouvoir pivoter sur elle-même selon un axe de pivotement 18 perpendiculaire au sol (par conséquent vertical si le sol est horizontal) et positionné au milieu des deux roues latérales 16 motrices.
La base mobile 12 comprend un système de contrôle 14 permettant notamment de contrôler le sens de rotation et la vitesse de chaque roue latérale 16 motrice.
Le robot est équipé d'un dispositif de déambulation 20.
Le robot 10 ou le dispositif de déambulation 20 comprend un corps 22 mobile en rotation par rapport à la base mobile 12 selon un axe de rotation A22 parallèle à l'axe de pivotement 18 de la base mobile 12 et de préférence confondu avec ledit axe de pivotement 18.
Selon un mode de réalisation, le robot comprend une colonne 24 verticale dont une extrémité inférieure est reliée à la base roulante 12 et dont une extrémité supérieure 26 supporte le corps 22.
Selon une première variante, le dispositif de déambulation 20 est solidaire du robot 10 et indémontable, comme illustré sur la figure 4.
Selon une deuxième variante, le dispositif de déambulation 20 est accouplé au robot 10 par un système d'accouplement 28 permettant de relier ou de dissocier le dispositif de déambulation 20 du robot 10, comme illustré sur les figures 2 et 3.
Selon un mode de réalisation visible sur les figures 2 et 3, le corps 22 est solidaire du robot 10 et le système d'accouplement 28 est prévu entre le corps 22 et le dispositif de déambulation 20.
Selon un autre mode de réalisation, le corps est solidaire du dispositif de déambulation 20 et le système d'accouplement 28 est prévu entre le corps 22 et la colonne 24.
Le dispositif de déambulation 20 comprend au moins un système d'appui 30 préhensible, relié au corps 22 et configuré pour servir d'appui à une personne. Selon un mode de réalisation, le système d'appui 30 comprend au moins une main courante 32 sous la forme d'un tube qui suit, dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation A22, un profil en U. De préférence, la main courante 32 en U comprend deux branches 34, 34' parallèles à la direction d'avance, avec des extrémités 34E recourbées vers le bas.
On entend par système d'appui préhensible un élément du robot qu'une personne peut saisir avec au moins une de ses mains et sur lequel la personne peut exercer un effort avec une composante orientée vers le sol.
Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de déambulation peut ne comprendre qu'un système d'appui 30 configuré pour pivoter librement par rapport à la base mobile 12 selon un axe de rotation A22 vertical. Ainsi, la personne peut choisir une trajectoire indépendante de celle de la base mobile. Ainsi, le rayon de courbure de la trajectoire Cl de la personne peut être plus grand que celui de la trajectoire C2 de la base mobile 12 comme illustré sur la figure 6 ou le rayon de courbure de la trajectoire Cl de la personne peut être plus petit que celui de la trajectoire C2 de la base mobile 12 comme illustré sur la figure 7. Comme illustré sur la figure 8, dans la mesure où le pivotement du système d'appui 30 est indépendant de celui de la base mobile 12, cette dernière peut pivoter sur elle-même sans que la personne n'ait à bouger. Ainsi, il est possible d'assister des mouvements latéraux de la personne.
Selon un mode de réalisation visible sur les figures 2 et 3, le corps 22 et la main courante 32 ont des formes qui coopèrent. Selon un mode de réalisation, le corps 22 a la forme d'un plateau circulaire et la base 36 du U formé par la main courante 32 décrit un arc ce cercle dont le diamètre est proportionnel à celui du plateau. Comme illustré sur la figure 2, la base 36 du U a un diamètre légèrement supérieur à celui du plateau de manière à laisser un espacement entre la main courante 32 et le corps 22 pour permettre la préhension de la main courante 32 par une personne.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de déambulation 20 comprend au moins deux raccords 38 qui relient la main courante 32 au corps 22. Ces raccords 38 sont disposés autour du corps 22 et sont de préférence diamétralement opposés. Selon une configuration, un système d'accouplement 28 est positionné entre chaque raccord 38 et le corps 22.
Selon une caractéristique, le dispositif de déambulation 20 comprend, pour chaque branche 34, 34' de la main courante 32, une jambe 40, 40' verticale, positionnées sous la branche 34, 34', dont une extrémité inférieure repose sur le sol et dont une extrémité supérieure est reliée de manière rigide à la branche. L'extrémité inférieure de chaque jambe 40, 40' comprend une roue folle 42, 42'.
Comme illustré sur les figures 5A et 5B, les jambes 40, 40' assurent la reprise des efforts vers le bas générés lors de l'appui d'une personne sur le dispositif de déambulation 20, notamment lors d'un changement de posture (assis/debout).
Selon un mode de réalisation, le système d'appui 30 comprend deux cadres tubulaire 44, 44' avec chacun deux montants verticaux disposés dans les mêmes plans verticaux que les branches 34, 34' de la main courante 32, pour chacun d'eux l'une des branches 34, 34' de la main courante 32 formant le côté supérieur du cadre 44, 44'. Selon ce mode de réalisation, chaque jambe 40, 40' est reliée au côté inférieur 46, 46' du cadre tubulaire 44, 44' correspondant.
Le dispositif de déambulation est configuré de sorte que l'écartement entre les roues folles 42, 42' des jambes 40, 40' soit sensiblement égal à l'écartement entre les roues latérales 16, 16' motrices de la base mobile 12.
Selon une configuration, lorsque le robot 10 avance en ligne droite, les branches 34, 34' et les jambes 40, 40' sont disposées dans les mêmes plans que les roues latérales 16, 16' motrices de la base mobile 12, les roues folles 42, 42' étant positionnées décalées vers l'arrière par rapport aux roues latérales 16 motrices de la base mobile 12.
Selon une variante simplifiée, le système d'appui 30 comprend deux montants verticaux disposés sous chaque branche 34, 34'.
Les montants verticaux permettent d'offrir plusieurs niveaux de prise en main.
Le dispositif de déambulation peut comprendre au moins un support de canne 48, au moins un panier 50 et/ou au moins un écran 52.
Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de déambulation 20 comprend au moins une commande configurée pour transmettre au moins un signal au système de contrôle 14 de la base mobile 12 afin de contrôler les déplacements de la base mobile 12. Selon une première variante, le dispositif de déambulation 20 comprend au moins une commande manuelle actionnable directement par la personne.
Selon cette première variante, le dispositif de déambulation 20 comprend une première commande 54, positionnée sur la branche 34 droite, configurée pour commander un changement de direction du robot vers la droite et une deuxième commande 56, positionnée sur la branche 34' gauche, configurée pour commander un changement de direction du robot vers la gauche. De manière optionnelle, le dispositif de déambulation 20 comprend une troisième commande 58 configurée pour commander un changement de vitesse de la base mobile 12.
Selon une deuxième variante, le dispositif de déambulation 20 comprend au moins une commande automatique. Selon cette deuxième variante, le robot ou le dispositif de déambulation comprend au moins un capteur 60 permettant de détecter au moins une caractéristique d'un mouvement de rotation du système d'appui 30 par rapport à la base mobile 12. Selon un mode de réalisation, ce capteur 60 est configuré pour détecter le sens de rotation du système d'appui 30 par rapport à la base 12. Ainsi, la rotation du système d'appui 30 selon un premier sens génère un changement de direction vers la droite de la base mobile 12 et la rotation du corps 22 selon un deuxième sens génère un changement de direction vers la gauche.
Selon un autre mode de réalisation, en plus de la détection du sens de rotation, le capteur 60 est configuré pour déterminer un angle de rotation du mouvement de rotation du système d'appui 30 par rapport à la base mobile 12, le rayon de braquage de la base mobile 12 étant inversement proportionnel à l'angle de rotation du système d'appui 30 par rapport à base mobile 22.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de déambulation comprend un dispositif d'affichage comme l'écran 52 pour afficher des informations relatives aux mouvements du robot comme par exemple le sens d'avance du robot (sens avant/ arrière), la vitesse du robot (lente/modérée/rapide), un futur changement de direction (changement de direction vers la droite/changement de direction vers la gauche) ou la destination. Ces informations relatives aux mouvements du robot peuvent être communiquées à la personne par le biais de message sonores.
Selon l'invention, le robot peut fonctionner selon plusieurs modes.
Selon un premier mode dit manuel, la personne en appui sur le dispositif de déambulation peut contrôler les changements de direction du robot en faisant pivoter le système d'appui 30 autour de l'axe de rotation A22. En complément, le robot comprend des capteurs configurés pour détecter la vitesse, la direction et le sens d'avance de la personne et une commande pour contrôler la vitesse, la direction et le sens d'avance de la base mobile 22 à partir des données détectées par les capteurs.
Selon un deuxième mode dit automatique, la base mobile 12 se déplace de manière autonome et le pivotement du système d'appui 30 par rapport à la base mobile 12 n'a aucune influence sur la trajectoire de la base mobile 12. Dans ce cas, le robot adapte sa vitesse d'avance à celle de la personne en appui sur le dispositif de déambulation 20.
Le robot équipé du dispositif de déambulation peut permettre de faire faire à la personne en appui sur le dispositif de déambulation des exercices physiques. Ainsi, une succession de mouvements peut être programmée et réalisée de manière automatique par la base mobile 12.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Robot mobile comprenant une base mobile (12) et un système d'appui (30) configuré pour être saisi par une personne, caractérisé en ce que le système d'appui (30) est configuré pour pivoter librement par rapport à la base mobile (12) selon un axe de rotation (A22) vertical.
  2. 2. Robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de rotation (A22) du système d'appui est confondu avec un axe de pivotement (18) de la base mobile (12) positionné entre deux roues latérales (16) motrices de ladite base mobile (12).
  3. 3. Robot selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système d'appui (30) comprend au moins une main courante (32) qui comprend deux branches (34, 34') parallèles à la direction d'avance de la base mobile (12).
  4. 4. Robot selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque branche (34, 34') une jambe (40, 40') verticale, positionnée sous la branche (34, 34') et dont une extrémité inférieure repose sur le sol et dont une extrémité supérieure est reliée de manière rigide à la branche (34, 34').
  5. 5. Robot selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de chaque jambe (40, 40') comprend une roue folle (42, 42').
  6. 6. Robot selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur (60) permettant de détecter au moins une caractéristique d'un mouvement de rotation du système d'appui (30) par rapport à la base mobile (12) et un système de contrôle (14) des déplacements du robot configuré pour modifier la trajectoire du robot en fonction de la caractéristique du mouvement de rotation du système d'appui (30) détectée par le capteur (60).
  7. 7. Robot selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le capteur (60) est configuré pour détecter le sens de rotation du système d'appui (30) par rapport à la base (12).
  8. 8. Robot selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le capteur (60) est configuré pour déterminer un angle de rotation du mouvement de rotation du système d'appui (30) par rapport à la base mobile (12).
  9. 9. Robot selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système d'appui (30) comprend deux montants verticaux.
  10. 10. Robot selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'affichage (52) pour afficher des informations relatives aux mouvements du robot.
  11. 11. Robot selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend 5 des capteurs configurés pour détecter la vitesse, la direction et le sens d'avance de la personne et une commande pour contrôler la vitesse, la direction et le sens d'avance de la base mobile 22 à partir des données détectées par les capteurs.
    16' FIG . 4
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