FR3074078A1 - Membre inferieur d’exosquelette - Google Patents

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FR3074078A1
FR3074078A1 FR1761268A FR1761268A FR3074078A1 FR 3074078 A1 FR3074078 A1 FR 3074078A1 FR 1761268 A FR1761268 A FR 1761268A FR 1761268 A FR1761268 A FR 1761268A FR 3074078 A1 FR3074078 A1 FR 3074078A1
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    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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Abstract

Membre inférieur (1) d'exosquelette (2) sur lequel est articulé au moins un premier segment de jambe (20), le membre inférieur (1) d'exosquelette (2) comprenant un premier bloqueur articulaire (50) agencé pour sélectivement bloquer une rotation du premier segment de jambe autour du premier axe, le premier bloqueur articulaire (50) comprenant : - un premier tambour (51) pourvu de moyens de sa liaison fonctionnelle au segment de jambe (20) ; - un premier lien souple (53) relié d'une part à un premier point fixe (55) de l'exosquelette (2) et d'autre part à des premiers moyens de mise en tension (56), le premier lien souple (53) s'étendant au moins partiellement autour du premier tambour (51), les premiers moyens de mise en tension (56) pouvant sélectivement adopter un premier état détendu dans lequel la rotation du premier tambour (51) dans un premier sens (R1) est libre et un deuxième état tendu dans lequel la rotation du premier tambour (51) dans le premier sens (R1) est freinée.

Description

L'invention concerne le domaine des exosquelettes et plus particulièrement les membres inférieurs d ' : e xosqüelett e amb ulatoire.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Classiquement, un membre inférieur d'exosquelette ambulatoire comprend un segment de bassin sur lequel est articulée une première extrémité d'un segment de jambe et un segment de pied articulé au moyen d'une cheville à une deuxième extrémité du segment de jambe·.
comprend également des moyens de sa
L·'exosquelëtte liaison à un utilisateur.
Gênérâlement, le mouvement d'adduction/abduction du segment de jambe (rotation autour d'un axe compris dans le plan sagittal) par rapport· au segment de bassin est laissé libre.La marche humaine est essentiellement une succession d'appuis unipodes instables entrecoupés d'une très courte· phase d'appui bipode. L'état instable· est caractérisé par le fait que le centre gravité de 1'utilisateur n'est pas situé à la verticale de son pied d'appui. Le moment' de basculement qui en résulté se traduit par an mouvement accéléré appelé pendule inversé. Le mouvement de la marche est donc· une série de basculements - s'effectuant a la fois dans les plans sagittal et frontal - séparés par des transitions entre un appui bipode et appui unipode.
En outre, lorsque l'utilisateur de 1'exosquelette passe:
de 1'arrêt (posture bipode stable) à la marche le moment de basculement est encore plus intense du fait que ses jambes sont plus écartées:
qu'après établissement de la marche régulière (1/homme tend généralement à rapprocher ses jambes dans le plan frontal au cours de la. marche).
Dans les phases de basculement et aussi pour· anticiper la transition bipode vers unipode, 1'Utilisâtéur rigidifie son corps< qui tend alors à basculer autour de sa cheville ou 'bien d'une arête délimitant le bord de son pied (ou de sa semelle).
Pour un exosquelette dont l'axe d'abduction-adduction est laissé libre, le moment de basculement sur cet axe va 10 produire autour de cet axe Une accélération angulaire du bassin (pelvisj /segment dorsal et de tout ce gui y est fixé comme par exemple la charge utile. Ce mouvement va être arrêté par des réactions de l'utilisateur transmises •par les moyens de liaison de l'utilisateur à
15 1’exosquelette et qui sont synonymes de choc brutal.. Une
telle situation est inc on fortab1e pour 1'ut11isa teu r et
crée une sensation d'insécurité ce qui freine· le
développement des exos que 1 et t es ambulatoires·
OBJET DE L'INVENTION
20 L 'invention a< pour objet d'améliorer le confort
d'un utilisateur d' exosquelette ambulatoire· lors des
passages d'une situation bipode à unipode.
RESUME DE L·1INVENTION
A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un.
membre inférieur d'exosquelette ambulatoire comprenant au moins· un segment de bassin sur lequel est articulé; au moins un premier segment de jambe autour d'un premier axe parallèle à un plan sagittal. Le membre· inférieur d·'exosquelette comprend üh premier bloqueur articulaire agencé pour sélectivement bloquer une rotation du premier segment de jambe autour du premier axe. Le premier blo queur articulaire comprend un premier tambour pourvu de moyens de sa liaison fonctionnelle au segment de jambe, un premier lien souple relié d'une part à un premier point fixe de 1 ’exosquelette et d'autre part à des pre5 miers moyens· de mise en tension, le premier lien souple s ' étendant au moins partiellement autour du premier' tambour. Les premiers moyens de mise en tension peuvent sélectivement adopter un premier état détendu dans lequel la rotation du premier tambour dans un premier sens est 10 libre et un deuxième état tendu dans lequel la rotation du premier tambour dans le premier sens est freinée.
On obtient alors un système de blocage compact et léger qui permet un blocage rapide de l'articulation sans ajout significatif d'inertie au segment de gambe.
15· Une bonne compacité du dispositif est obtenue· lorsque les premiers moyens de mise en tension comprennent un premier actionneur linéaire. Le blocage est particulièrement rapide lorsque le premier actionneur linéaire comprend un électroaimant,
Avantageusement, les·· premiers· moyens de mise en tension comprennent avantageusement un levier.
La rapidité du freinage est améliorée lorsque le premier lien souple réalise au moins une spire d'enroulement autour du premier tambour,
Les frottements· parasites dans 1'articulation du membre inférieur' sont grandement réduits lorsque la rigidité· en flexion du premier lien souple est sélectionnée de manière a ce que, lorsque les premiers moyens de mise en tension sont dans' le premier état détendu, le premier 30 lien souple s'étend à une distance non nulle du premier tambour.
Les premiers moyens de mise en tension sont, avantageusement dimensionnés lorsque le sens d'enroulement du premier lien souple autour du premier tambour est tel que lors du passage des premiers moyens de mise en tension de 5 leur premier état détendu à leur deuxième état tendu, la tension exercée· par le premier tambour sur le premier lien souple est orientée dans le même sens que la. tension exercée par les premiers moyens: de mise en tension sur le premier lien souple.
La fiabilité du dispositif est améliorée lorsque le premier tambour comprend des moyens de désaccouplement du premier tambour désolidarisant le premier tambour du segment de jambe lorsque le segment de jambe applique sur le premier tambour un couple orienté: dans un deuxième:
sens opposé: au premier sens de rotation du premier tambour.
On obtient un blocage bidirectionnel lorsque le membre inférieur comprend un deuxième lien souple relié d'une part à un deuxième point fixe de l'exosquelette et 20 d'autre part à des deuxièmes moyens de mise en tension, le deuxième lien souple s'étendant au moins partiellement autour du premier tambour, les deuxième moyens de mise en tension pouvant sélectivement adopter un premier état détendu dans lequel la rotation du: premier tambour dans un 25 deuxième sens opposé· au premier sens est libre- et un deuxième: état tendu dans lequel la rotation du premier tambour dans: le deuxième sens est freinée.
Une bonne compacité du dispositif est obtenue lorsque les deuxièmes moyens de mise en tension comprennent 30 un deuxième actionneur linéaire:.
La rapidité du freinage est améliorée lorsque le deuxième actionneur linéaire comprend un électroaimant.
Avantageusement, les deuxièmes moyens de mise en tension comprennent avantageusement un levier.
La rapidité du freinage est· améliorée lorsque le deuxième lien souple réalise au moins· une spire d'enroulement autour du premier tambour.
Les frottements parasites dans 1'articulation du membre inférieur sont grandement- réduits lorsque la rigidité en flexion du deuxième lien souple- est sélectionnée 10 de manière à ce que, lorsque les deuxièmes moyens· de mise en tension sont dans le premier état détendu, le deuxième lien souple s'étend à une distance non nulle du premier tambour.
Les deuxièmes moyens de mise en tension sont avan15 tageusement dimensionnés lorsque le sens d'enroulement du deuxième lien souple autour du premier tambour est tel que lors du passage des deuxièmes moyens de mise en tension de leur- premier état détendu à leur deuxième état tendu, la tension exercée par le premier tambour sur le 20 deuxième· lien souple est orientée dans le même sens que la tension exercée par les deuxièmes moyens de mise en tension sur le deuxième lien souple.
Il est possible de disposer le tambour centralement sur 1'exosquelette et ainsi équilibrer ce dernier lorsque 2 5 les moyens de la: liaison fonctionnelle en rotation du premier tambour au segment de jambe comprennent une première bielle.
Au sens· de la présente demande un lien est considéré souple s'il dispose de la flexibilité nécessaire pour 30 s'enrouler autour du premier tambour, sans se déformer plast i quement.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Il sera fait référence aux figures annexées parmi lesquelles t
- la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un utilisateur portant un exosqueletté selon un premier mode de réalisation dé 1'invention ;
- la figure 2 est une représentation schématique de face de l'eiosquelette de la figure· 1;
- la figure 3 est une vue de détail partielle de
1'exosquelette dé la figure 1 dans un ] premier état
détendu ;
- la figure 4 est une vue de détail partielle de
1'exosquelette de la figure 1 dans un deuxième état
tendu ;
- la figure 5 est une vue de détail partielle de
1 ' exosquelettë selon un deuxième mode de réalisation
1'invention ;
- la figure 6 est une vue de détail partielle de
1'exosquelette selon un troisième mode de réalisation
1'invention ;
- la figure 7 est une vue de détail partielle de
1'exosquelette selon un quatrième mode de réalisation
1'invention y
- la figure & est une vue de détail partielle de
1 ' exo squèl e t t e) s e l o n un cinquième mode de réalisation
1'invention ;
- la figure 9 est une vue de détail partielle de
'exosquelette selon un sixième mode de réalisation l'invention ;
Ί
- la figure 10 est une vue de détail partielle de
1'exosquelette selon un septième mode de réalisation l'invention ;
- la figure- 11 est une- vue.
schématique de
1'exos que le t te- selon, un huitième mode de réalisation
1'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L' INVENTION
En xéférence aux figures 1 à 4, le membre inférieur, généralement désigné 1, d'exosquelette 2 arnbula10 toire est porté par un utilisateur 100. Le membre inférieur 1 comprend un 'segment de bassin 10 sut lequel est librement articulé autour d'un premier axe d'abduction/adduction parallèle a un plan sagittal Ps, la première- extrémité) 21 d'un premier segment de jambe 20 gauche à l'aide d'une première articulation 11, ici une rotule. Le premier segment de jambe 20 est egalement articulé sur le segment de bassin 10 autour d'un axe compris dans un plan frontal Pf par une deuxième articulation 12 actionnée par un premier motoréducteur 13. Le 20 segment de jambe 20 comprend un segment de cuisse 22 articulé sut un segment de tibia 23- par une troisième articulation 24 actionnée· par un deuxième motoréducteur 25.
Un -segment de- pied 40 est librement articulé en une deuxième extrémité 26 du segment de jambe- 20 sur le segment 25 de tibia 23. Le segment de bassin 10 et le segment de pied 40 sont respectivement reliés au bassin 110 et au pied 140 de l'utilisateur 100 par des sangles. Optionnellement, les segments de cuisse 21 et de tibia· 22 peuvent être respectivement -reliés à la cuisse 121 et au tibia 30 122 de la jambe 120 de 1'utilisateur 100 par des sangles.
Comme visible en figure 2, le premier segment de jambe 20 comprend une portion supérieure 27 qui vient en prolongement du segment de cuisse 22. La portion supérieure 27 est située d'un côté de la première articulation 11 opposé au segment de cuisse 22. La portion supé5 rieure 27 comprend une extrémité distale 28 sur laquelle est articulée une prëmière bielle 29 à l'aide d'une rotule 30. Le premier motôréducteur 13 et le deuxième motoréductëur 25^ sont reliés à une unité 70 de contrôle et de commande portée par le segment de bassin 10 qui porte 10 également une batterie 71. L·'exosquelette 2 comprend également 72 un capteur 72 de pression situé dans le segment de pied 4 0 et capable à minima de détecter un appui au sol. Avantageusement, la première bielle 29 est en matériau composite afin d'en limiter le poids.
Le membre inférieur 1 d'exosquelette 2 ambulatoire comprend un premier bloqueur articulaire 50 monté sur le segment de bassin 10. Le premier bloqueur articulaire 50 comprend un premier tambour 51 monté à rotation autour d'un axe compris dans le plan sagittal Ps. Le premier 20 tambour 51 est. relié par une articulation 52 à la première bielle 2 9. Ici, la première bielle 29 est articulée sur une des flasques 51.1 du premier tambour 51.
A des fins de clarté, la flasque 51.1 du premier tambour 51 n'a pas été· représentée· sur lés' figures 3 à 5'> 25 Le premier bloqueur articulaire 50 comprend également un premier câble 53 qui réalise une spire- et demi d'enroulement 54 autour du premier tambour 51. Le premier câble 53 est relié d'une part à un premier point fixe 55 de l’exosquelette 2 -ici le segment de bassin 10- et 30 d'autre part à un premier électroaimant 56. Le premier électroaimant 56 comprend un noyau 56.1 ferromagnétique coulissant au sein d'une bobine 56.2 lorsqu’elle est alimentée. La bobine 56.2 est électriquement reliée à l'unité 70 de contrôle et de commande. En l'absence de tension de commande: imposée aux bornes de la bobine 56.2, le premier électroaimant 56 est dans: un premier état détendu dans lequel aucune tension n'est appliquée au premier câble 53 (figure 3). 'Lorsque· l'unité 70 impose une tension de commande aux bornes de la bobine 56.2, le noyau 5 6.1 du premier électro-aimant 56 se déplace vers le deuxième état tendu du premier électro-aimant 56 dans lequel le premier câble 53 est tendu et vient serrer le premier: tambour 51 (figure 4 ) .
Le premier câble 53; est, ici, un câble métallique de 2.4 millimètre de diamètre qui décrit une spire et demi 54 autour du premier tambour 51 de cinquante millimètres; de diamètre, La rigidité en flexion du premier câble 53 est alors telle que, lorsque le premier électroaimant 56 est dans son premier état détendu, le premier câble 53 s'étend à une distance d non nulle du premier tambour 51 (figure 3), permettant une rotation du premier tambour 51 sans· friction· entre· le premier tambour 51 et le premier câble 53.
En fonctionnement, lorsque 1'utilisateur 100· souhaite marcher, il prend appuisur son pied droit en décollant son pied 130 gauche ce qui active le capteur 72 qui transmet la mesure à 1'unité 7 OL'unité 70 détecte alors l'intention de 1'utilisateur 100 de quitter la phase bipode pour marcher et commande l’application d’une tension aux bornes du premier électroaimant 56 pour qu'il passe de s-on premier état détendu (figure 3) à son deuxième tendu (figure 4) . Le premier câble· 53 serre le pre10 mier tambour 51 et bloque la rotation du premier tambour selon un premier sens de rotation Rg. L'immobilisation du premier tambour 51 est transmise par la première
bielle: 29 à la portion supérieure 27 du segment dé jambe
5 22 ce qui a pour effet de bloquer la rôtaiion de la pre-
mière articula t i on 11 du segment de jambe 22 autour de
l'axe d'addüction/abduction dans un sens d'abduction (rotation du segment de bassin 10 relativement au membre inférieur 20 vers le: bas) .
Comme visible en figure 4, le sens d'enroulement du premier câble 53 autour du premier tambour 51 est tel que lors· du passage de le premier électroaimant 56 de son premier état détendu à son deuxième état tendu, la tension Ti exercée par le premier tambour 51 lors de sa ro15 tation dans le sens Ri sur le premier câble 53 est orientée dans le· même sens que la tension Tg exercée par le premier électro-aimant 56 sur le premier câble 53.
On obtient ainsi un membre inférieur 1 d'exosquelette 2 dont la rotation d'un segment de jambe 20 20 autour de son axe d'adduction/abduction peut être bloquée: et débloquée dynamiquement rapidement quelle que: soit la position du segment de jambe 20. Ainsi le segment de bassin 10 de 1'exosquelette 2 et le segment de jambe 20 se trouvent rigidifiés dans le plan frontal Pf. Le mo25 ment induit par le poids de 1'exosquelette 20 lors de son passage d'une situation bipode à unipode se traduit par un basculement de l'ensemble de 1'exosquelette 20 autour de l'articulation du pied 40 à l'instar du mouvement suivi par 1 'utilisateur 100. Geci réduit donc considérable30 ment le choc transmis â l'utilisateur par les liaisons avec 1'exosquelette 2. Enfin, l'élasticité du premier
Il câble 53 permet également d’obtenir un effet d'amortissement du blocage du premier tambour 51 qui ajoute encore au conf ort de l'utilisateur 100.
les éléments identiques ou analogues à ceux précé5 demment décrits porteront une référence numérique· identique dans la description qui suit des deuxième, troisième quatrième, cinquième et sixième modes de réalisation de l'invention.
Selon un deuxième· mode de réalisation et en réfé10 rence à la figure· 5, le premier câble 53 réalise deux spires· et demie autour du premier tambour 51. Le premier câble 53 est relié d'une part à un premier point fixe 55 de 1 ' exosquelette 2 -ici le segment de bassin 10- et d'autre part à une première- extrémité 60 d'un premier le15 vier 61 articulé en un point de pivot 62 sur le: segment de bassin 10. Le noyau 56.1 de l'électroaimant 56 est relié à la deuxième extrémité 63 du premier levier· 61.
Selon un troisième mode de réalisation et en référence à la figure 6, la première bielle 29 est solidaire 20 de la périphérie d'une roue 57 reliée par un arbre 58 au premier tambour 51. Une roue à rochets 59 est interposée entre- l'arbre 58 et le premier tambour 51 de manière à désolidariser le premier tambour 51 du segment de jambe 20 lorsque le segment de jambe 20 applique sur le premier 25 tambour 51 un couple orienté dans un deuxième -sens Rz opposé au premier' .sens Ri de; rotation du premier tambour 51. Un tel agencement permet d'éviter que l’application au premier tambour 51 par le segment de jambe 20 d’un couple orienté dans le deuxième- sens R2 alors que le pre30 mier électro-aimant 56 est dans son deuxième état tendu provoque une éjection du noyau 56.1 hors de l’entrefer de la bobine 56.2.
Selon un quatrième mode de réalisation représenté en figure 7, le premier tambour 51 lie en rotation le premier motoréducteur 13 et la première extrémité 21 du 5 segment de· jambe 20.
Selon un cinquième mode de réalisation représenté en figure 8, le premier tambour 51 lie en rotation le premier motoréducteur 13 et la première extrémité 21 du segment de jambe 20. Le premier bloqueur articulaire 50 10 comprend un deuxième câble 73 relié d'une part à un deuxième point fixe 75 de 1'exosquelette 2 et d'autre part à un deuxième électroaimant 76. Le deuxième câble 73 réalise deux spires et demie autour du premier tambour' 51.
Le: deuxième électroaimant 76 comprend un deuxième noyau 15: 7 6.1 ferromagnétique coulissant au sein d'une deuxièmebobine· 7 6.2 lorsqu1 elle est alimentée. La deuxième bobine 76.2 est électriquement reliée à l'unité 70 de contrôle et de commande. En 1'absence de tension de commande imposée aux bornes de la deuxième bobine 7 6.2, le deuxième 20 électroaimant 76 est dans un premier état détendu dans lequel aucune tension n'est appliquée· au deuxième câble
73. Lorsque l'unité 70 impose une tension de commande aux bornes de la: deuxième bobine 76;. 2, lé deuxième noyau 76:. 1 du deuxième électro-aimant 76 se déplace vers le deuxième 2:5 état tendu du deuxième électro-aimant 76· dans lequel le deuxième câble 73 est tendu et vient serrer le premier tambour 51.
Comme visible· sur la figure 8, le sens d'enroulement du premier câble 53 autour du premier tarri30 Pour 51 es t tel que lor s: du passage de 1 ’ é lect ro-aimant 5 6 de: son premier état détendu a son deuxième état: tendu, la tension Τχ exercée par le premier tambour 51 lors de sa rotation dans le sens Κχ sur le premier câble 53 est orientée dans le même sens -que la tension T2 exercée par l'premier électro-aimant 56 sur le premier câble'· 53.
Le sens d'enroulement du deuxième cable· 73 autour du premier' tambour 51 est tel que lors du passage du deuxième électro-aimant' 76 de son premier état détendu à son •deuxième état tendu, la tension T3: exercée par le premier tambour 51 lors de sa rotation dans le sens Ry: sur le deuxième câble 73 est orientée dans le même sens- que la tension T4 exercée: par le deuxième électroaimant 76 sur le deuxième câble 73.
On obtient ainsi un membre inférieur; 1 d'exôsquelette 2 pourvu d'un premier bloqueur articulaire 50 pouvant bloquer rapidement une: rotation du segment de jambe 20 dans deux sens opposés de rotation gi et Rg.
La figure 9 représente un sixième mode de réalisation de l'invention qui est une variante du cinquième mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, le premier câble 53 et le deuxième câble 73 réalisent chacun trois spires autour du premier tambour 51. Ainsi, le premier point fixe 55 et le premier électroaimant 56 se trouvent à des positions: diamétralement opposées par rapport au premier tambour 51. Le deuxième point fixe: 75 et Le deuxième électroaimant 56 se trouvent également à des positions diamétralement opposées par rapport au premier tambour 51.
•Selon un septième mode de réalisation et en référence à la figure 1O, le deuxième câble 73 est relié d'une part à un premier point fixe 75 de 11 exosquelette 2 -ica lé segment de bassin 10- et d'autre part à une pre mière extrémité 80 d'un deuxième levier 81 articulé en un point de pivot 82 sur le segment de bassin 10. Le noyau 7 6.1 du deuxième électroaimant 7 6 est· relié à la deuxième extrémité 83 du deuxième levier 81.
Tout comme pour le premier câble 53, la rigidité en flexion du deuxième câble 73 est sélectionnée de manière à ce quë, le deuxième électroaimant 76 est dans son premier état détendu, le deuxième câble 73 s'étend à une distance non nulle du deuxième premier tambour 51.
En référence à la figure 11, 1'exosquelette 2 comprend un deuxième segment de jambe 220 droit· similaire au premier segment de jambe 20 et articulé sur le .segment de bassin 10 autour d'un deuxième· axé compris dans un plan sagittal Es l'aide d'une quatrième articulation 111. Un 15 deuxième· capteur de pression· 272 est situé sous le segment de pied 240 du deuxième segment de jambe 220.
Pour des raisons de clarté, le premier bloqueur articulaire 50 n'a été que partiellement représenté. Le membre inférieur 1 d'exosquelette 2 ambulatoire comprend 20 un deuxième bloqueur articulaire 150 monté· sur le segment de bassin 10. De manière· homologue au premier bloqueur articulaire 50, le deuxième bloqueur articulaire 150 comprend un deuxième tambour 151 monté à rotation autour d ' un axe compris dans le plan sagittal Es. Le deuxième 25 tambour 151 est relié par une· articulation 152 à une deuxième bielle· 129. Ici, la deuxième bielle 129 est articulée· sur une des flasques 151.1 du deuxième tambour 151.
Le deuxième bloqueur articulaire 150· comprend également un troisième câble 153 qui réalise une spire et 30 demi d'enroulement 154 autour du deuxième tambour 151. Le troisième· câble 153 est relié d'une part à un troisième point fixe 155 de 11 exo squelette 2 -ici le segment de bassin 10- et d'autre part à un troisième électroaimant 156. Le troisième électroaimant 156 comprend un noyau
156.1 ferromagnétique coulissant au sein d'une bobine
156.2 lorsqu’elle est alimentée. La bobine 1'56.2 est: électr iqueinent reliée à l'unité 70 de contrôle et de commande. En l'absence de tension de commande imposée aux bornes de la bobine 156.2, le troisième électroaimant 156 est dans un premier état détendu dans lequel aucune tension n'est appliquée au troisième cable 153. Lorsque l'unité 70 impose une tension de commande aux bornes de la bobine 156.2, le noyau 156.1 du troisième électroaimant 156 se déplace vers: le deuxième état tendu du troisième électro-aimant 156 dans lequel le troisième: câble 153· est tendu et vient serrer le deuxième tambour 151.
Bien- entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de 1'invention telle que définie par les revendications.
En particulier,
- bien qu'ici le membre inférieur d'exosquelette comprenne un ou deux bloqueur ârticulaire, 1'invention s'applique également à un membre inférieur comprenant plus dé deux bloqueurs articulaires, comme par exemple trois ou plus ;
- bien qu'ici le segment de pied soit librement articulé sur un segment de tibia actionné, l'invention s'applique également à d'autres configurâtions d'actionnement des différents: segments de 1'exosquelette comme: par exemple un segment de pied actionné sur le seg ment de tibia ou un segment de tibia librement articulé sur le segment de cuisse ;
- bien qu'ici le tambour soit fonctionnellement relié à une portion supérieure du segment de cuisse, l'invention s'applique à d'autres moyens de· liaison fonctionnelle· du tambour au segment de jambe comme par exemple une- liaison directe en rotation, une bielle reliée à une partie inférieure du segment de cuisse-, une chaîne ou une courroie coopérant avec une poulie soli10 daire en rotation du segment de jambe ;
- bien qu'ici 1'exosquelette- comprenne des batteries, l'invention s'applique également à d'autres; moyens d'alimentation en énergie de 1'exosquelette coitime par exemple- une alimentation électrique filaire, pneumatique bu hydraulique ;
- bien qu'ici 1'exosquelette comprenne un capteur de pression situé- sous le segment de pied de 1'exosquelette, l'invention s'applique également à d'autres moyens de détection d'attitude de 1'exosquelette ou de passage d'une situation bipode à unipode de 1'exosquelette comme par exemple une centrale; inërtiëlle situé dans- le segment de bassin, un contacteur placé sous le segment de pied; de l'ëxosquelëtte ou sous le- pied; de l'Utilisateur, des gyroscopës, des capteurs· myoélec25 triques ;
- bien qu'ici le bloqueur articulaire soit monté sur le segment de bassin, l'invention s'applique également à d'autres implantations· du bloqueur articulaire dans l'exosquelette comme par; •exemple un bloqueur articu- laire relié à une portion dorsale de l'exosquelette ;
- bien qu'ici le premier tambour soit monté à rota tion autour d'un axe· compris dans le plan sagittal ou dans un plan frontal, l'invention s'applique également à d'autres orientations de l'axe de rotation du tambour ;
- bien qu'ici les première, deuxième ou troisième bielles soient reliées au tambour par une· articulation, l'invention s'applique également à d'autres moyens de de liaison de la bielle au tambour comme par exemple un pivot ou une liaison à un levier solidaire en rotation du tambour ;
- bien qu'ici le bloqueur articulaire comprenne un câble métallique réalisant entre une et trois· spires d'enroulement autour du tambour, l'invention s'applique également à d'autres types de· liens souples comme par exemple une courroie éventuellement crantée ou un câble en matière synthétique. Le lien souple peut s'étendre au moins partiellement, autour du tambour pour réaliser moins d'une; spire ou plus de trois autour du tambour ;
- bien qu'ici le bloqueur articulaire comprenne un câble métallique de 2.4 millimètres de diamètre s'étendant au moins partiellement autour d'un tambour de cinquante millimètres de diamètre, 1'invention s'applique à d'autres types de cable métallique -dont le diamètre est préférentiellement choisi entre· 1.6 et cinq millimètres- et s ' enroulant autour d'autres types de tambour , dont le diamètre; est préférentiellement choisi entre vingt et cent millimètres. Très préférentiellement, le diamètre du tambour correspond à seize fois le diamètre du câble bien qu'ici le câble soit relié à un électroaimant, l'invention s'applique également à d'autres moyens de mise en tension du câble comme par exemple des actiohneurs linéaire du type vérin pneumatique, crémail18
1ère ou un actionneur notâti f tel qu'un moteur ;
— bien qu'ici le tambour comprenne une roue à rochets, l'invention s'applique également à d'autres moyens de désaccouplement désolidarisant le premier tambour du segment de jambe comme par exemple une roue à cames; ou une roue libre à surface de friction, — bien qu’ici le segment de jambe comprenne un segment de tibia actionné sur un segment de cuisse, l'invention s'applique également â d'autres schémas d'actionnement comme par exemple un segment de jambe dépourvu d'actionnëurs ;
— bien qu'ici, le premier câble et le deuxième câble s'étendent· autour d'un même tambour, l'invention s'applique également à d'autres configurations d'enroulement comme par exemple deux tambours· distincts solidaire en rotation ;
— bien qu'ici le membre inférieur comprenne un segment de bassin relié au bassin de 1'utilisateur et sur lequel sont articulés les segments de jambe·, i'iïwention s'applique également â d'autres types de segment de bassin poU’vant par exemple être relié au pelvis ou au dos de l'utilisateur ;*
-bien qu'ici la première extrémité du premier segment de jambe gauche soit articulée sur le segment de bassin par une rotule, l'invention s'applique également à d'autres types d'articulation telle qu'une liaison à trois axes agencés de manière· cxnématiquement équivalente.

Claims (4)

1. Membre inférieur (1) d'exosquelette (2) ambulatoire comprenant au moins un segment de bassin (10) sur lequel est articulé au moins un premier segment de jambe
5 (20) autour d'un axe parallèle à un plan sagittal, le membre inférieur (1) d'exosquelette (2) comprenant un premier bloqueur articulaire (50) agencé pour sélectivement bloquer une rotation du premier segment de jambe autour du premier axe, le premier bloqueur articulaire (50) 10 comprenant:
- un premier tambour (51) pourvu de moyens de sa liaison fonctionnelle au segment de jambe (20) ;
- un premier lien souple (53) relié d'une part à un premier point fixe (55) de 1'exosquelette (2) et d'autre
15 part à des premiers moyens de mise en tension (56) , le premier lien souple (53) s'étendant au moins partiellement autour du premier tambour (51), les premiers moyens de mise en tension (56) pouvant sélectivement adopter un premier état détendu dans lequel 20 la rotation du premier tambour (51) dans un premier sens (Rx) est libre et un deuxième état tendu dans lequel la rotation du premier tambour (51) dans le premier sens (Ri) est freinée.
2. Membre inférieur (1) selon la revendication 1,
25 dans lequel les premiers moyens de mise en tension comprennent un premier actionneur linéaire (56).
3. Membre inférieur (1) selon la revendication 2, dans lequel le premier actionneur linéaire comprend un électroaimant (56).
30 4 Membre inférieur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premiers moyens de mise en tension (56) comprennent un levier (61, 81) .
5. Membre inférieur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier lien
5 souple (53) réalise au moins une spire d'enroulement (54) autour du premier tambour (51).
6. Membre inférieur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la rigidité en flexion du premier lien souple (53) est sélectionnée de
10 manière à ce que, lorsque les premiers moyens de mise en tension (56) sont dans le premier état détendu, le premier lien souple (53) s'étend à une distance (d) non nulle du premier tambour (51).
7. Membre inférieur (1) selon l'une quelconque des 15 revendications précédentes, dans lequel le sens d'enroulement du premier lien souple (53) autour du premier tambour (51) est tel que lors du passage des premiers moyens de mise en tension (56) de leur premier état détendu à leur deuxième état tendu, la tension (Ti) 20 exercée par le premier tambour (51): sur le premier lien souple (53) est orientée dans le même sens que la tension (T2) exercée par les premiers moyens de mise en tension (56) sur le premier lien souple (53).
8. Membre inférieur (1) selon l'une quelconque des
25 revendications précédentes, dans lequel le premier tambour (51) comprend des moyens de désaccouplement (59) du premier tambour (51) désolidarisant le premier tambour (51) du segment de jambe (20) lorsque le segment de jambe (20) applique sur le premier tambour (51) un couple 30 orienté dans un deuxième sens (R2) opposé au premier sens (Ri)de rotation du premier tambour (51).
9. Membre inférieur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un deuxième lien souple (73) relié d'une part à un deuxième point fixe (75) de l'exosquelette (2) et d'autre part à des deuxièmes moyens de mise en tension (76), le deuxième lien souple (7 3) s'étendant au moins partiellement autour du premier tambour (51) ,
Les deuxièmes moyens de mise en tension (76) pouvant sélectivement adopter un premier état détendu dans lequel la rotation du premier tambour (51) dans un deuxième sens (Rz) opposé au premier sens (Ri) est libre et un deuxième état tendu dans lequel la rotation du premier tambour (51) dans le deuxième sens (R2) est freinée.
10. Membre inférieur (1) selon la revendication 9, dans lequel les deuxièmes moyens de mise en tension comprennent un deuxième actionneur linéaire (76).
11. Membre inférieur (1) selon la revendication 10, dans lequel le deuxième actionneur linéaire comprend un électroaimant (76).
12. Membre inférieur (1) selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel les deuxièmes moyens de mise en tension comprennent un levier (81).
13. Membre inférieur (1) selon l'une des revendications: 9 à 12, dans lequel le deuxième lien souple (73) réalise au moins une spire d'enroulement autour du premier tambour (51) .
14. Membre inférieur (1) selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel la rigidité en flexion du deuxième lien souple (73) est sélectionnée de manière à ce que, lorsque les deuxièmes moyens, de mise en tension (7 6) sont dans le premier état détendu, le deuxième lien souple (73) s'étend à une distance (d) non nulle du premier tambour (51).
15. Membre inférieur (1) selon l'une des revendica-
5 fions 9 à 14, dans lequel le sens d'enroulement du deuxième lien souple (73) autour du premier tambour (51) est tel que lors du passage des deuxièmes moyens de mise en tension (76) de leur premier état détendu à leur deuxième état tendu, la tension (T3) exercée par le premier 10 tambour (51) sur le deuxième lien souple (73) est orientée dans le même sens que la tension (T»j exercée par les deuxièmes moyens de mise en tension (76) sur le deuxième lien souple (73).
16. Membre inférieur (1) selon l'une quelconque des
15 revendications précédentes, dans lequel les moyens de la liaison fonctionnelle en rotation du premier tambour (51) au segment de jambe (20) comprennent une bielle (29).
1/7
Ps^,
40 72
3/7
4/7 ri
Fig. 7
Fig.11
RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
N° d'enregistrement national
FA 846855
FR 1761268 irai — I INSTITUT NATIONAL
DE LA PROPRIÉTÉ
INDUSTRIELLE
RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE établi sur la base des dernières revendications déposées avant le commencement de la recherche
EPO FORM 1503 12.99 (P04C14)
DOCUMENTS CONSIDÉRÉS COMME PERTINENTS Revend ication(s) concernée(s) Classement attribué à l'invention par ΙΊΝΡΙ Catégorie Citation du document avec indication, en cas de besoin, des parties pertinentes A A A A WO 2014/093470 Al (EKSO BIONICS INC [US]) 19 juin 2014 (2014-06-19) * alinéa [0028]; figure 4 * US 2017/182654 Al (PATOGLU VOLKAN [TR]) 29 juin 2017 (2017-06-29) * alinéa [0043]; figure 10 * WO 2012/044621 Al (UNIV VANDERBILT [US]; FARRIS RYAN J; QUINTERO HUGO A [US]; GOLDFARB MI) 5 avril 2012 (2012-04-05) * alinéa [0052]; figure 5A * WO 2017/026943 Al (UNIV NANYANG TECH [SG]; UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI GENOVA [IT]; FOND S) 16 février 2017 (2017-02-16) * abrégé; figures 3,5 * 1-16 1-16 1-16 1-16 B25J9/00 DOMAINES TECHNIQUES RECHERCHÉS (IPC) B25J Date d'achèvement de la recherche Examinateur 30 août 2018 Wanders, Christoffer CATÉGORIE DES DOCUMENTS CITÉS T : théorie ou principe à la base de l'invention E : document de brevet bénéficiant d'une date antérieure X : particulièrement pertinent à lui seul à la date de dépôt et qui n'a été publié qu'à cette date Y : particulièrement pertinent en combinaison avec un de dépôt ou qu'à une date postérieure. autre document de la même catégorie D ; cité dans la demande A : arrière-plan technologique L : cité pour d'autres raisons O : divulaation non-écrite P : document intercalaire & : membre de la même famille, document correspondant
ANNEXE AU RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE
RELATIF A LA DEMANDE DE BREVET FRANÇAIS NO. FR 1761268 FA 846855
EPO FORM P0465
La présente annexe indique les membres de la famille de brevets relatifs aux documents brevets cités dans le rapport de recherche préliminaire visé ci-dessus.
Les dits membres sont contenus au fichier informatique de l'Office européen des brevets à la date du30 -08 -2ü 18
Les renseignements fournis sont donnés à titre indicatif et n'engagent pas la responsabilité de l'Office européen des brevets, ni de l'Administration française
Document brevet cité au rapport de recherche Date de publication Membre(s) de la famille de brevet(s) Date de publication WO 2014093470 Al 19-06-2014 AU 2013359408 Al 19-06-2014 CA 2894171 Al 19-06-2014 CN 104869970 A 26-08-2015 EP 2931204 Al 21-10-2015 US 2015351995 Al 10-12-2015 WO 2014093470 Al 19-06-2014 us 2017182654 Al 29-06-2017 CN 103717356 A 09-04-2014 EP 2723536 Al 30-04-2014 ES 2669602 T3 28-05-2018 JP 6112567 B2 12-04-2017 JP 2014519932 A 21-08-2014 US 2012330198 Al 27-12-2012 US 2017182654 Al 29-06-2017 WO 2012175211 Al 27-12-2012 wo 2012044621 Al 05-04-2012 CA 2811593 Al 05-04-2012 CN 103200909 A 10-07-2013 EP 2621416 Al 07-08-2013 ES 2636946 T3 10-10-2017 US 2013197408 Al 01-08-2013 WO 2012044621 Al 05-04-2012 wo 2017026943 Al 16-02-2017 CN 107921628 A 17-04-2018 EP 3334572 Al 20-06-2018 WO 2017026943 Al 16-02-2017
Pour tout renseignement concernant cette annexe : voir Journal Officiel de l'Office européen des brevets, No.12/82
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