FR3142332A1 - Sac à dos exosquelette à portée mixte - Google Patents

Abstract

Dispositif de transport de charge pour marcheur équipé d’un harnais (1) basculant d’une position de transport de charge sur le dos, à une position de transport en trainée à l’arrière du marcheur d’un châssis de portage (3) reposant au sol sur une roue (4) caractérisé en ce qu’un exosquelette (2) constitué d’une plaque rachis lombaire (24) courbe épousant le sacrum du marcheur solidarisée à deux colonnes de portée (21a, 21b) parallèles à la colonne vertébrale du marcheur est harnaché au harnais (1), en haut de chaque colonne de portée gauche (21a) et droite (21b) se trouve solidarisée sur chacune la partie femelle d’une rotule (25) ou viennent respectivement pivoter les extrémités males d’une tringle de souplesse gauche (22a) et d’une tringle de souplesse droite (22b) qui soutiennent un récepteur (23) qui en position de trainée reprend la charge du châssis de portage (3), le récepteur (23) étant également contraint en plaquage glissement contre la plaque de rachis lombaire (24) par un câble souple (28). Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Sac à dos exosquelette à portée mixte

La présente invention concerne un dispositif mixte de transport de charge pour marcheur au moyen d’un exosquelette souple. Le transport de charge se portant soit sur le dos, soit étant trainée dans un chariot à l’arrière du marcheur.

Il existe déjà des dispositifs mixtes de transport de charge pour marcheur, qui alternent un portage soit en portée sur le dos, soit en trainée à l’arrière du marcheur. L’invention vise à améliorer les systèmes existants en apportant à la fois du confort d’utilisation au marcheur, une amélioration de la maniabilité pour passer les endroits difficiles, et une facilité d’utilisation pour permettre au marcheur de passer facilement d’un système de portage à un autre.

Il existe notamment le brevet US 10808605 qui décrit un chariot derrière un harnais. Un défaut de cette solution est que la maniabilité est fastidieuse et qu’il est très difficile pour le marcheur de tourner dans des terrains difficiles. Cette solution est lourde, laborieuse et peu ergonomique.

Il existe le brevet DE 4202135. Cette solution apporte un degré de souplesse en rotation horizontale. Cette solution peut fonctionner sur un terrain plat mais est totalement inadaptée pour un terrain escarpé.

Un objet principal de l’invention est donc de proposer un système de transport de charge mixte adapté pour des conditions de terrain irrégulières, escarpées, qui permette de basculer très facilement et avec une grande dextérité depuis une position de portage de charge, et vice et versa, à une position de trainer la charge tout en gardant les mains libres. Les solutions de l’art antérieur sont rigides et fastidieuses à basculer d’une position à l’autre, elles nécessitent bien souvent la dépose des charges portées pour passer d’une position de porter à trainer et vice-versa ainsi que l’utilisation des mains du marcheur dans la configuration de trainer de la charge.

L’invention propose une solution hybride et souple supportant les conditions de terrain les plus rudes, les plus irrégulières, les plus escarpées, les plus étroites. Tandis que les solutions antérieures proposaient une solution de bascule dans des terrains faciles avec une disponibilité de temps pour passer d’une solution à une autre.

Il est donc bien compris que notre invention est adaptée à des personnes sportives, rapides qui ont besoin de se mouvoir avec des charges lourdes dans des terrains difficiles.

Dans un aspect principal, l’invention innove en apportant un exosquelette souple à multiple degrés de libertés, les libertés étant encadrées dans des contraintes de limite. Cet exosquelette a la particularité de savoir à la fois épouser les différents mouvements du corps, mais aussi de s’adapter aux différentes aspérités du terrain. Il était très difficile de trouver une solution qui soit un système intermédiaire qui puisse absorber en même temps, plusieurs degrés de liberté de mouvement du corps, et de l’autre, plusieurs aspérités de dénivelés du sol. Au final l’invention doit pouvoir absorber trois types de mouvement relatifs de la roue vis-à-vis du marcheur. Premier mouvement une rotation du bassin du marcheur qui modifie sa direction de marche. Second mouvement une inclinaison relative verticale qui change soit parce que le terrain devient pentu, soit parce que le marcheur s’incline vers l’avant ou vers l’arrière. Troisième mouvement, un mouvement latéral de la roue qui glisse sur le sol, par exemple lorsqu’elle passe un obstacle.

La particularité de l’invention est donc bien que par la souplesse de son exosquelette, elle encaisse les trois chocs de mouvements relatifs décrits précédemment sans gêner l’utilisateur ni nuire au matériel.

Il n’était absolument pas évident de penser à de la souplesse pour un exosquelette ; couramment un exosquelette n’apporte que de la rigidité. Ici notre exosquelette apporte à la fois de la rigidité dans les efforts de charge, mais aussi de la souplesse dans les aléas de la marche pour absorber les variations relatives du mouvement du marcheur et de la roue de portée.

Par ailleurs l’exosquelette est pensé pour permettre un passage d’une position à l’autre de portée ou de trainée qui soit facile, intuitive et rapide, sans dépose de la charge au sol.

L’invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées sur lesquelles :

décompose l’invention avec ses organes fonctionnels principaux représentés schématiquement côte à côte, à savoir un harnais, un exosquelette, un châssis de portage, une roue de trainée.

décrit en vue de côté l’assemblage de l’ensemble en situation de portage et en situation de trainée.

, , , détaillent le principe de l’exosquelette en vue de face, de dessus, et vue de détail

détaille le principe du châssis de portage avant et après coulisse télescopique

détaille le principe de maintien de la roue de trainée sur le châssis de portage

décompose l’invention avec ses organes fonctionnels principaux représentés schématiquement côte à côte. Les détails particuliers de chacun de ces organes étant ultérieurement décrits dans chacune des figures qui suivent. L’invention comporte un harnais (1) textile de type connu. Ce harnais (1) vient s’accrocher par des moyens connus au cœur de l’invention qui est un exosquelette de portage (2). Cet exosquelette reprend astucieusement les efforts de portage tout en permettant une mobilité optimum qui permet de réaliser toutes les contorsions utiles pour notre marcheur. Sur cet exosquelette (2) de portage vient se fixer un châssis de portage (3) avec sa roue (4). L’invention propose un système de fixation (31) du châssis de portage (3) sur l’exosquelette (2) particulièrement inventif qui offre à l’utilisateur un confort d’utilisation optimisé et qui lui permet avec dextérité et un minimum de mouvement de passer d’une position de portage à une autre sans dépose de la charge au sol. L’invention propose aussi un système d’amortissement (46) de la roue (4) particulièrement inventif, ultérieurement décrit.

représente un marcheur équipé de la présente invention avec successivement une charge portée, puis une charge tractée. La présente invention offrant de nouvelles fonctionnalités qui sont respectivement (A), une possibilité pour le marcheur de pivoter et de tourner son bassin avec le chariot qui en souplesse, sans à-coups, va accompagner les mouvements du marcheur. (B) une possibilité de pouvoir sans difficulté alterner le système de portage sur le dos ou en trainée avec une grande facilité, ceci étant notamment réalisée par des moyens télescopiques ici représentés avec une structure de portage qui s’allonge ou pas selon les cas de figures. (C) une possibilité pour la roue d’épouser les aspérités du terrain sans que le marcheur souffre d’un contre choc. La marche étant souple et facile avec l’invention, même dans des terrains difficiles et dans des conditions de marche rapides.

représente une vue de face de l’exosquelette (2) qui est composé d’une plaque rachis lombaire (24) qui est une plaque lisse épousant le sacrum du marcheur. Sur cette plaque rachis lombaire (24) sont solidarisées deux colonnes de portée (21a, 21b). Les colonnes de portée (21a, 21b) vont soulager la colonne vertébrale de l’utilisateur. Elles sont rigides symétriquement disposées de part et d’autre de la colonne vertébrale du marcheur et séparées d’une vingtaine de centimètres environ. Ces colonnes de portées ont la particularité d’avoir deux fonctions. 1 - Comme expliqué précédemment, elles reprennent les efforts verticaux de charge. Ces efforts de charge sont notamment directement repris en situation de portage sur le dos 2 – en situation de trainée, elles servent de support au système de souplesse de l’exosquelette que nous allons maintenant décrire. En haut de chaque colonne de portée gauche (21a) et droite (21b) se trouve solidarisée la partie femelle d’une rotule (25). Dans ces rotules (25) viennent pivoter respectivement les extrémités males d’une tringle de souplesse gauche (22a) et d’une tringle de souplesse droite (22b). Les tringles de souplesse (22a, 22b) soutiennent un récepteur (23) de châssis de portage (3) qui comme expliqué ultérieurement a pour fonction de reprendre la charge du châssis de portage (3) qui vient s’accrocher sur le récepteur (23).

montre un mouvement relatif du récepteur (23) vis-à-vis vis de la plaque rachis lombaire (24). Au moyen du pivot offert par deux billes creuses à gauche et à droite (27a, 27b) solidarisées au récepteur (23) dans lesquelles passent et pivotent les deux tringles de souplesse (22a, 22b), il apparaît comment le récepteur (23) dissocie sa direction de celle du rachis de l’utilisateur tout en gardant son horizontalité. Cette dissociation se fait sur un angle acceptable, bien sûr est intégrée une butée mécanique qui ensuite empêche que les deux directions ne se dissocient pas trop. Disons que le système amortit de façon indolore pour le marcheur toutes les petites rotations, et que si les rotations sont plus importantes, alors par la souplesse des tringles de souplesses (22a, 22b), le système reprend progressivement les efforts qu’il applique sur le récepteur (23) et empêche le récepteur (23) et le châssis de portage (3) de basculer.

décrit une stabilisation par plaquage du récepteur (23) sur la plaque de rachis lombaire (24). Cela se réalise au moyen d’un second système ingénieux de tringlerie ci-après décrit. Le récepteur (23) est maintenu plaqué contre la plaque de rachis lombaire (24) par un câble (28) souple qui est maintenu par deux rotules solidarisées (26a, 26b) à la plaque de rachis lombaire (24), avec une rotule gauche (26a) sur la gauche de la plaque, et une rotule droite (26b) sur la droite de la plaque. Le câble (28) applique un effort contre le récepteur (23) qui va glisser au moyen d’un système plaquant glissant gauche (29a) par une prise gauche du câble (28), et par un système plaquant glissant droit (29b) par une prise droite du câble (28). Favorablement, le système plaquant glissant (29a, 29b) peut être réalisé par la combinaison d’une poulie et d’une roulette. Le système plaquant glissant est solidarisé en butée basse des tringles de souplesse (22a, 22b). Grâce aux billes droite et gauche (27a, 27b) dans lesquelles passent les tringles de souplesse (22a, 22b), le récepteur (23) peut effecteur une rotation autour de la plaque de rachis lombaire (24) sans tordre les tringles de souplesse (22a, 22b). D’autres moyens équivalents sont possibles. Il est donc maintenant clair que lorsque le récepteur (23) réalise un mouvement relatif par rapport à la plaque de rachis lombaire (24), les moyens de plaquage associés aux billes droite et gauche (27a, 27b), par la tension de la tringle qui a juste une légère souplesse, permettent le glissement tout en contraignant le chariot à rester dans l’horizontalité au plus près de la plaque de rachis lombaire (24). Ce système offre une grande souplesse qui protège l’utilisateur provenant de chocs issus d’irrégularités du sol sur laquelle la roue de trainée passe.

représente une vue du châssis de portage (3) qui est un châssis de type connu réalisé par la soudure de barre rigide, avec deux colonnes verticales (33) qui sont tenues par une traverse haute (37), au moins une traverse médium (38) et une traverse basse (39). Le haut du châssis, comprend des moyens de fixations (31) pour se fixer sur le récepteur (23) sur la structure de l’exosquelette (2) de façon à pouvoir facilement passer d’une position de portage à une position de trainée. Les moyens de fixations (31) permettent aussi de désolidariser le récepteur (23) de l’exosquelette (2) si nécessaire. Également, les colonnes (33), à la fois la gauche (33a) et la droite (33b) sont télescopiques de façon à pouvoir étendre la longueur du chariot de portage qui doit être compact derrière le dos de l’utilisateur en situation de portage sur le dos et allongé pour porter la charge en situation de trainée. Le bas du châssis comporte un panier réalisé par la traverse basse (39) qui est un panier (P) de forme connue réalisé lui aussi avec des barres soudées qui vient retenir la charge dans un plan perpendiculaire au plan inscrit dans celui des colonnes (33) et des traverses (37, 38, 39).

détaille le principe de maintien de la roue de trainée (4) sur le châssis de portage (3). La roue (4) est maintenue au châssis de portage (3) et au panier (P) par une tringlerie de maintien (41,42). La tringlerie de maintien (41, 42) est composée de la branche (42), amovible, intégrant la potence qui solidarise le bas du panier (P) à la roue (4) et de la branche (41), détachable, qui permet le repli de la roue (4) contre le châssis de portage (3). La tringlerie de maintient (41, 42) est solidarisée de manière amovible au chariot de portage et permet le repli et la rotation de la roue (4) en position portée pour ne pas gêner le marcheur et pour gagner en compacité du dispositif. La branche (41) a comme fonction le passage d’obstacle par la roue (4) en évitant que les obstacles ne viennent se bloquer entre la roue (4) et le châssis de portage (3). La branche (41) est montée sur un double système d’amortissement en série (46a, 46b) qui comprend successivement dans le cas présent un ressort et un vérin. Ce double système d’amortissement en série offre un amortissement beaucoup plus efficace que celui d’un simple amortissement, et particulièrement adapté à notre cas d’espèce pour marcheur en terrain difficile. Cette configuration de double amortissement série n’étant pas courante, elle n’était donc pas du tout évidente pour l’homme du métier. Selon un autre mode de réalisation, la roue de trainée (4) peut être remplacée par tout moyen de trainage tel qu’un patin. Selon un autre mode de réalisation, le patin peut être accroché en complément sous la roue de trainée (4).

La présente invention concerne donc un dispositif de transport de charge pour marcheur équipé d’un harnais (1) basculant d’une position de transport de charge sur le dos, à une position de transport en trainée à l’arrière du marcheur d’un châssis de portage (3) reposant au sol sur une roue (4) caractérisé en ce qu’un exosquelette (2) constitué d’une plaque rachis lombaire (24) courbe épousant le sacrum du marcheur solidarisée à deux colonnes de portée (21a, 21b) parallèles à la colonne vertébrale du marcheur est harnaché au harnais (1), en haut de chaque colonne de portée gauche (21a) et droite (21b) se trouve solidarisée sur chacune la partie femelle d’une rotule (25) ou viennent respectivement pivoter les extrémités males d’une tringle de souplesse gauche (22a) et d’une tringle de souplesse droite (22b) qui soutiennent un récepteur (23) qui en position de trainée reprend la charge du châssis de portage (3), le récepteur (23) étant également contraint en plaquage glissement contre la plaque de rachis lombaire (24) par un câble souple (28).

La présente invention concerne donc un dispositif de transport de charge pour marcheur caractérisé en ce que la reprise de charge par le récepteur (23) se fait sur la traverse supérieure (37) du châssis de portage (3) maintenue entre deux colonnes (33a, 33b) télescopiques maintenues par au moins une traverse intermédiaire (38) et une traverse inférieure (39).

La présente invention concerne donc un dispositif de transport de charge pour marcheur caractérisé en ce que le récepteur (23) pivote au moyen de deux billes creuses à gauche et à droite (27a, 27b) solidarisées au récepteur (23) dans lesquelles passent et pivotent les deux tringles de souplesse gauche et droite (22a, 22b).

La présente invention concerne donc un dispositif de transport de charge pour marcheur caractérisé en ce que le récepteur (23) est maintenu plaqué horizontal contre la plaque de rachis lombaire (24) par un câble souple (28) qui est maintenu par deux rotules solidarisées à la plaque de rachis lombaire (24), avec une rotule gauche (26a) sur la gauche de la plaque, et une rotule droite (26b) sur la droite de la plaque, le câble souple (28) applique un effort contre le récepteur (23) qui va glisser au moyen d’un système plaquant glissant gauche (29a) pris dans la tringle de souplesse gauche (22a), et par un système plaquant glissant droit (29b) pris dans la tringle de souplesse droite (22b), les systèmes plaquant glissant sont réalisés par la combinaison d’une poulie dans laquelle passe le câble (28) et d’une roulette, solidarisées en butée basse des tringles de souplesse (22a, 22b).

La présente invention concerne donc un dispositif de transport de charge pour marcheur caractérisé en ce que la roue de trainée (4) est maintenue au châssis de portage (3) et à un panier (P) par la tringlerie de maintien (41,42), la tringlerie de maintien (41, 42) est maintenue par ses branches (41, 42), la branche (41) est montée sur un système de double amortissement en série (46a, 46b) qui comprend successivement un ressort et un vérin.

La présente invention concerne un dispositif de transport de charge pour marcheur caractérisé en ce que la tringlerie de maintient (41, 42) est solidarisée de manière amovible et détachable au chariot de portage (3) et au panier (P) et permet le repli et la rotation de la roue de trainée (4) en position portée.

La présente invention concerne un dispositif de transport de charge pour marcheur caractérisé en ce que la branche (41) a comme fonction le passage d’obstacle par la roue de trainée (4) en évitant que les obstacles ne viennent se bloquer entre la roue (4) et le châssis de portage (3).

Claims (6)

1. Dispositif de transport de charge pour marcheur équipé d’un harnais (1) basculant d’une position de transport de charge sur le dos, à une position de transport en trainée à l’arrière du marcheur d’un châssis de portage (3) reposant au sol sur une roue (4) caractérisé en ce qu’un exosquelette (2) constitué d’une plaque rachis lombaire (24) courbe épousant le sacrum du marcheur solidarisée à deux colonnes de portée (21a, 21b) parallèles à la colonne vertébrale du marcheur est harnaché au harnais (1), en haut de chaque colonne de portée gauche (21a) et droite (21b) se trouve solidarisée sur chacune la partie femelle d’une rotule (25) ou viennent respectivement pivoter les extrémités males d’une tringle de souplesse gauche (22a) et d’une tringle de souplesse droite (22b) qui soutiennent un récepteur (23) qui en position de trainée reprend la charge du châssis de portage (3), le récepteur (23) étant également contraint en plaquage glissement contre la plaque de rachis lombaire (24) par un câble souple (28).
2. Dispositif de transport de charge pour marcheur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la traverse supérieure (37) du châssis de portage (3) maintenue entre deux colonnes (33a, 33b) télescopiques maintenues par au moins une traverse intermédiaire (38) et une traverse inférieure (39), sont configurés pour reprendre la charge du récepteur (23).
3. Dispositif de transport de charge pour marcheur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le récepteur (23) pivote au moyen de deux billes creuses à gauche et à droite (27a, 27b) solidarisées au récepteur (23) dans lesquelles passent et pivotent les deux tringles de souplesse gauche et droite (22a, 22b).
4. Dispositif de transport de charge pour marcheur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le récepteur (23) est maintenu plaqué horizontal contre la plaque de rachis lombaire (24) par un câble souple (28) qui est maintenu par deux rotules solidarisées à la plaque de rachis lombaire (24), avec une rotule gauche (26a) sur la gauche de la plaque, et une rotule droite (26b) sur la droite de la plaque, le câble souple (28) applique un effort contre le récepteur (23) qui va glisser au moyen d’un système plaquant glissant gauche (29a) pris dans la tringle de souplesse gauche (22a), et par un système plaquant glissant droit (29b) pris dans la tringle de souplesse droite (22b), les systèmes plaquant glissant sont réalisés par la combinaison d’une poulie dans laquelle passe le câble (28) et d’une roulette, solidarisées en butée basse des tringles de souplesse (22a, 22b).
5. Dispositif de transport de charge pour marcheur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la roue de trainée (4) est maintenue au châssis de portage (3) et à un panier (P) par une tringlerie de maintien (41,42), la tringlerie de maintien (41, 42) est maintenue par ses branches (41, 42), la branche (41) est montée sur un système de double amortissement en série (46a, 46b) qui comprend successivement un ressort et un vérin.
6. Dispositif de transport de charge pour marcheur selon la revendication 5 caractérisé en ce que la tringlerie de maintient (41, 42) est solidarisée de manière amovible et détachable au châssis de portage (3) et au panier (P) et permet le repli et la rotation de la roue de trainée (4) en position portée.