WO2011013100A1 - Manipulateur a tenue manuelle et prehension symetrique - Google Patents

Manipulateur a tenue manuelle et prehension symetrique Download PDF

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WO2011013100A1
WO2011013100A1 PCT/IB2010/053473 IB2010053473W WO2011013100A1 WO 2011013100 A1 WO2011013100 A1 WO 2011013100A1 IB 2010053473 W IB2010053473 W IB 2010053473W WO 2011013100 A1 WO2011013100 A1 WO 2011013100A1
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handle
longitudinal axis
control
manipulator according
tool
Prior art date
Application number
PCT/IB2010/053473
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Pascal Barrier
Jérémy OLLAGNIER
Rémi ROSSET-LANCHET
Original Assignee
Dexterite Surgical
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Publication date
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T408/65—Means to drive tool
    • Y10T408/675—Means to drive tool including means to move Tool along tool-axis
    • Y10T408/6764—Laterally adjustable Tool

Definitions

  • the present invention relates to handling devices for controlling, from outside an intervention zone, the movements of a handling instrument located inside the intervention zone.
  • these handling devices make it possible to place and control a surgical tool in minimally invasive surgery applications performed under endoscopy.
  • the invention relates to portable, manipulative surgical manipulation devices in which a surgical tool is placed at the end of a portable manipulator having essentially a proximal and distal end link arm.
  • a proximal end of the link arm carries a control unit having a handle adapted to be held by a hand.
  • a work unit is mounted on the distal end of the link arm and has a tool support adapted to support a tool or carrying the tool.
  • the simple portable articulated surgical instruments comprise, in the control unit, a control member whose bias causes the inclination of the tool support and the tool with a degree of freedom of distal orientation around an axis. transverse.
  • the operations to be performed generally require the tool to be described as the whole of the solid angle constituted by a cone covering the distal end of the connecting arm, so as to orient the tool in the right position for the operation, or to drive the tool during this operation.
  • the operator can not change the grip of his hand on the handle, and the rotational capacity of the handle is then limited to a value of a few tens of degrees corresponding to the range of possible movements of the handle.
  • wrist joint of the hand holding the manipulator The range of motion of the wrist joint is also dependent on the initial position of the wrist that holds the manipulator. This movement capacity is clearly insufficient for the tool to execute at the end of the manipulator all the operations generally envisaged.
  • control unit having a handle that can be held by a hand
  • At least one control member mounted on the handle and capable of being urged by at least one finger of the hand holding the handle
  • a link arm extending along a longitudinal axis of the arm, having a proximal end in which the handle control unit is mounted, and having a distal end,
  • a working unit mounted on the distal end of the link arm, comprising a tool support bearing a clamp-type tool, and actuable by said at least one control member for opening and closing the clamp,
  • the handle comprises a gripping section having a gripping surface, about a longitudinal axis of handle, shaped so as to allow the same grip by the hand in all angular orientations around the longitudinal axis of the handle and to allow a regular rotation of the handle in the hand or between the fingers,
  • the handle is fixed on the proximal end of the link arm
  • the longitudinal axis of the handle is collinear with the longitudinal axis of the arm
  • said at least one control member is shaped to be accessible around the handle according to an annular zone of continuous control close to the distal end of the gripping section, whatever the orientation of the hand around the longitudinal axis of the handle.
  • the operator can move his hand on the handle, take his palm off the handle, and roll the manipulator in his palm or between his thumb and his other fingers, so as to apply to the manipulator a movement of relative axial rotation along the longitudinal axis of the linkage arm.
  • the operator can permanently solicit the control member or bodies to cause the opening and closing of the clamp.
  • This device however has the disadvantage of not being able to orient the clamp away from the longitudinal axis, nor to be able to apply to the clamp a clean rotation about its axis when it is inclined away from the longitudinal axis of the manipulator.
  • the problem proposed by the present invention is to design a manipulator in which the operator can easily and manually apply to the manipulator a relative axial rotational movement about the longitudinal axis of the link arm relative to the hand holding the manipulator, without losing the permanent capacity for holding the tool in position and biasing the control member or controls mounted on the handle to allow controlling relative movements of the tool holder and / or the tool to the distal end of the link arm.
  • the tool support and the tool are actuable by the control members in at least one self-rotational movement of the tool around the inclination direction, for example rotation type "screwdriver". It is thus easy to perform all the necessary movements of the tool for the operations envisaged.
  • the actuation of a control member urges a clean rotation actuator housed in the control body, which drives the work unit to give the tool the own rotational movement.
  • the tool support and the tool are also actuable by the control members in at least one adjustable lateral inclination movement towards a direction of inclination.
  • This is a very useful movement capability for the planned operations.
  • the actuation of another control member urges a tilt actuator housed in a control body, which drives the tool support in a tilting motion.
  • the gripping section has a cylindrical shape of revolution. This is the simplest form, easily achievable, and suitable for all sizes of operator's hand.
  • the gripping section has a shape of a pear revolution, the diameter of the gripping section being progressively increasing from the distal end towards the proximal end, with a rounded proximal end. This improves the gripping, and the increase in diameter also increases the accuracy of the angular positioning of the manipulator around the longitudinal axis of the link arm.
  • the gripping surface of the handle may have a polygonal cross section with sufficient number of sides for regular gripping, and / or may have surface irregularities such as anti-slip knurling, splines, etc.
  • the gripping surface is contained in a casing having a shape of revolution about the longitudinal axis of the handle.
  • said at least one control member comprises a ring that can be urged in rotation about the longitudinal grip axis and / or in axial translation along the longitudinal axis of the handle.
  • said at least one control member comprises a series of buttons distributed annularly and regularly around the longitudinal axis of the handle and functionally coupled to each other to produce the same actuation of the work unit.
  • control members there may be several control members, offset from each other along the longitudinal axis of the handle, in the vicinity of the distal end of the gripping section.
  • control members having respective annular envelopes whose respective diameters are increasing in the direction of the distal end of the handle.
  • the manipulator further comprises a control member adapted to control the opening and closing of the tool.
  • the manipulator may further comprise, on the peripheral surface of the control unit, an angular position mark around the longitudinal axis of the link arm.
  • the angular position mark is a surface irregularity of the grip peripheral surface, perceptible by the hand holding the handle. In this way, the operator can locate the orientation of the tool in the operating area, and check the information he receives from the endoscope.
  • FIG. 1 is a perspective view of a manipulator according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a front view of the manipulator of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a side view of the manipulator of FIG. 1;
  • FIG. 4 is an end view of the manipulator of FIG. 1;
  • FIG. 5 is a perspective view of a manipulator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a front view of the manipulator of FIG. 5;
  • FIG. 7 is a side view of the manipulator of FIG. 5;
  • FIG. 8 is an end view of the manipulator of FIG. 5;
  • Fig. 9 is a schematic side view of a manipulator according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of a variant of the manipulator of FIG. 9.
  • FIG. 11 illustrates the cross section of a manipulator handle according to three variants of the invention.
  • a manipulator in the embodiments illustrated in the figures, comprises a control unit 1, having a handle 4 adapted to be held by a hand.
  • the handle 4 carries at least one control member, for example three control members 4a, 4b and 4c, the control members being structured and arranged so as to be able to be stressed by at least one finger of the hand holding the handle 4.
  • the manipulator includes a link arm 2, extending along a longitudinal axis of arm I 1 having a proximal end 2a and a distal end 2b.
  • the control unit 1 is mounted in the proximal end 2a of the link arm 2, and the handle 4 forms the proximal end of the manipulator.
  • the manipulator is illustrated in the use position.
  • the connecting arm 2 passes in a trocar 7 ensuring the connection and the passage through an opening 8 made in the body wall 9 of a patient.
  • a working unit 3 is mounted on the distal end 2b of the connecting arm 2, and comprises a tool support 5 carrying or adapted to receive a tool 6, and actuable by said at least one control member 4a-4c according to at least one degree of freedom of movement.
  • the handle 4 comprises a gripping section 4e having a gripping surface around a longitudinal handle axis III.
  • the gripping section 4e has a pear-shaped revolution, the diameter D of the gripping section 4e being progressively increasing from the distal end 4f to the proximal end 4g.
  • the proximal end 4g is itself rounded, for example spherical cap.
  • the gripping section 4e has a cylindrical shape of revolution.
  • the gripping section has a hexagonal cross section in the left view, or an octagonal cross section in the middle view, or a circular cross section. fluted on the right view, and each time the envelope 40 is shown in dashed lines.
  • the gripping surface of the gripping section 4e has a shape contained in an envelope, such as the envelope 40 shown in dashed lines, which itself has a shape of revolution about the longitudinal axis of handle III. This allows the same grip by the hand or the fingers in all angular orientations around the longitudinal axis of handle III, and allows a smooth rotation of the handle 4 in the hand of the operator or between his fingers.
  • the handle 4 is fixed on the proximal end 2a of the link arm 2, and the longitudinal axis of the handle III is collinear with the longitudinal axis of the arm I.
  • control members 4a-4c each comprise a ring which can be urged in rotation about the longitudinal axis of the handle III or in axial translation along the longitudinal axis of handle III.
  • control members are arranged in an annular zone of continuous control close to the distal end 4f of the gripping section 4e. In this way, the portion of hand that carries the manipulator is on the gripping portion 4e, away from the control members, the latter being able to be solicited by a finger that does not participate in gripping the handle.
  • control members 4a-4c each comprise a series of buttons distributed annularly and regularly around the longitudinal handle axis III and functionally coupled to each other to produce the same actuation of the working unit 3.
  • the control members 4a-4c with buttons are also arranged in the vicinity of the distal end 4f of the gripping section 4e.
  • the set of buttons of each control member is contained in a respective annular envelope.
  • control members are accessible around the handle 4 regardless of the orientation of the hand around the longitudinal axis of handle III.
  • control members 4a-4c are offset from one another along the longitudinal axis of the handle III, while remaining in the vicinity of the distal end. 4f of the gripping section 4e.
  • the respective envelopes of the control members 4a-4c have different respective diameters, for example respective diameters which are increasing in the direction of the distal end of the handle 4, as illustrated in the figures.
  • control members can be given a distinctive shape or surface state that the operator can recognize by touch: smooth surface, grooved surface in length, striated surface in width, wide surface, narrow surface,. ..
  • the tool support 5 and the tool 6 can be actuated by the control members 4a-4c in at least one lateral inclination movement 12 of adjustable amplitude towards a direction of inclination II, and a clean rotational movement 14 of the tool 6 around the inclination direction II, by rotation type "screwdriver".
  • the biasing of the first control member 4a of the handle 4 controls an inclination actuator housed in the control body 10 which itself drives the tool support 5 in a tilting movement 12 around a transverse inclination axis 11.
  • the tool support 5 and the tool 6 can take an inclination in which they are oriented in a direction of inclination IL
  • a clean rotation actuator housed in the control body 10 is actuated, which drives the tool support 5 or the tool in a clean rotational movement 14 around it. the inclination direction II.
  • a gripper actuator is actuated to obtain either the opening or the closing of the gripper 6.
  • Each of the actuators may be of the electric motor type, hydraulic or pneumatic cylinder, mechanical transmission for example.
  • the operator can easily apply to the manipulator axial rotational movement about the longitudinal axis I of the connecting arm 2 by rotation of the handle 4 in the hand of the user, for example between the thumb and the other fingers, like a screwdriver.
  • This axial rotation movement makes it possible to orient the inclination direction II around the longitudinal axis of arm I at will, so that the tool 6 can easily be given all orientations in the cone which covers the distal end 2b of the longitudinal arm 2.
  • the third control member 4c can advantageously control the opening and closing of the clamp.
  • the opening and closing of the clamp can be controlled by the actuation of a longitudinal lever hinged to the handle, which is retracted in clamp clamping position while allowing the rotation capacity of the handle in the hand or between the fingers of the operator.
  • the angular position mark is a surface irregularity of the peripheral surface of the handle 4, perceptible by the hand holding the handle.
  • this surface irregularity may be a longitudinal rib 4h, or a clamping lever.

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Abstract

Un manipulateur à tenue manuelle selon l'invention comprend une poignée (4) montée fixe en bout d'un bras de liaison (2) dont l'extrémité distale (2b) porte une unité de travail (3). La poignée (4) comporte un tronçon de préhension (4e) ayant une surface de révolution autour d'un axe longitudinal de poignée (III) aligné sur l'axe longitudinal de bras (I). Des organes de commande (4a-4c) sont conformés en structure annulaire proche de l'extrémité distale (4f) du tronçon de préhension (4e) pour être accessibles en toute orientation angulaire de la main tenant la poignée.

Description

MANIPULATEUR A TENUE MANUELLE ET
PREHENSION SYMETRIQUE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne les dispositifs de manipulation permettant de commander, depuis l'extérieur d'une zone d'intervention, ies mouvements d'un instrument de manipulation situé à l'intérieur de la zone d'intervention.
En particulier, ces dispositifs de manipulation permettent de placer et commander un outil chirurgical dans ies applications de chirurgie mini-invasive pratiquées sous endoscopie.
Dans ces applications, il est nécessaire de pouvoir déplacer et commander un outil chirurgical pour effectuer diverses opérations telles qu'une suture, le serrage d'un nœud, une fine dissection de tissus. Il s'agit alors d'opérations délicates, précises, dans lesquelles les mouvements à réaliser sont complexes.
L'invention concerne plus spécialement les dispositifs chirurgicaux articulés portables de manipulation, dans lesquels un outil chirurgical est placé en bout d'un manipulateur portable ayant essentiellement un bras de liaison à extrémité proximale et extrémité distale. Une extrémité proximale de bras de liaison porte une unité de commande ayant une poignée apte à être tenue par une main. Une unité de travail est montée sur l'extrémité distale du bras de liaison et comporte un support d'outils apte à supporter un outil ou portant l'outil.
Les instruments chirurgicaux articulés portables simples comportent, dans l'unité de commande, un organe de commande dont la sollicitation provoque l'inclinaison du support d'outils et de l'outil selon un degré de liberté d'orientation distale autour d'un axe transversal. Or, les opérations à exécuter nécessitent généralement de faire décrire à l'outil l'ensemble de l'angle solide constitué par un cône coiffant l'extrémité distale du bras de liaison, afin d'orienter l'outil dans la bonne position pour l'opération à exécuter, ou d'entraîner l'outil pendant cette opération.
Dans la plupart des manipulateurs articulés portables existants, la position de la main de l'opérateur est fixe sur la poignée du manipulateur, et on prévoit généralement plusieurs moyens mécaniques ou motorisés pour commander l'inclinaison de l'outil par rapport à l'axe longitudinal du bras de liaison et l'orientation de la direction de cette inclinaison autour de l'axe longitudinal du bras de liaison. Cela nécessite toutefois de compliquer le dispositif, en prévoyant un moteur ou autre système mécanique, des moyens de liaison mécanique, des articulations.
Avec les poignées existantes, l'opérateur ne peut pas modifier la préhension de sa main sur la poignée, et la capacité de rotation de la poignée est alors limitée à une valeur de quelques dizaines de degrés correspondant à l'amplitude de mouvements possibles de l'articulation du poignet de la main tenant le manipulateur. L'amplitude du mouvement de l'articulation du poignet est d'ailleurs dépendante de la position initiale du poignet qui tient le manipulateur. Cette capacité de mouvement est nettement insuffisante pour que l'outil exécute en bout du manipulateur toutes les opérations généralement envisagées.
Le document US 6,187,026 B1 décrit un manipulateur comprenant :
- une unité de commande, ayant une poignée apte à être tenue par une main,
- au moins un organe de commande, monté sur la poignée, et apte à être sollicité par au moins un doigt de la main tenant la poignée,
- un bras de liaison, se développant le long d'un axe longitudinal de bras, ayant une extrémité proximale dans laquelle est montée l'unité de commande à poignée, et ayant une extrémité distale,
- une unité de travail, montée sur l'extrémité distale du bras de liaison, comportant un support d'outils portant un outil de type pince, et actionnable par ledit au moins un organe de commande pour ouvrir et fermer la pince,
et dans lequel :
- la poignée comporte un tronçon de préhension ayant une surface de préhension, autour d'un axe longitudinal de poignée, conformée de façon à autoriser une même préhension par la main selon toutes orientations angulaires autour de l'axe longitudinal de poignée et à autoriser une rotation régulière de la poignée dans la main ou entre les doigts,
- la poignée est fixe sur l'extrémité proximale du bras de liaison,
- l'axe longitudinal de poignée est colinéaire avec l'axe longitudinal de bras,
- ledit au moins un organe de commande est conformé pour être accessible autour de la poignée selon une zone annulaire de commande continue proche de l'extrémité distale du tronçon de préhension, quelle que soit l'orientation de la main autour de l'axe longitudinal de la poignée.
Grâce à cette disposition, l'opérateur peut déplacer sa main sur la poignée, décoller sa paume de la poignée, et faire rouler le manipulateur dans sa paume de main ou entre son pouce et ses autres doigts, de façon à appliquer au manipulateur un mouvement de rotation axiale relative le long de l'axe longitudinal du bras de liaison. Simultanément, par la disposition particulière du ou des organes de commande qui restent accessibles selon une zone annulaire de commande, l'opérateur peut solliciter en permanence le ou les organes de commande pour provoquer l'ouverture et la fermeture de la pince.
Ce dispositif présente toutefois l'inconvénient de ne pas pouvoir orienter la pince à l'écart de l'axe longitudinal, ni de pouvoir appliquer à la pince une rotation propre autour de son axe lorsque celui-ci est incliné à l'écart de l'axe longitudinal du manipulateur.
EXPOSE DE L'INVENTION
Le problème proposé par la présente invention est de concevoir un manipulateur dans lequel l'opérateur peut aisément et manuellement appliquer au manipulateur un mouvement de rotation axiale relative autour de l'axe longitudinal du bras de liaison par rapport à la main qui tient le manipulateur, sans pour autant perdre la capacité permanente de maintien en position de l'outil et de sollicitation du ou des organes de commande montés sur la poignée pour permettre de commander des mouvements relatifs du support d'outils et/ou de l'outil à l'extrémité distale du bras de liaison.
Pour atteindre ces buts ainsi que d'autres, on prévoit que le support d'outils et l'outil sont actionnables par les organes de commande selon au moins un mouvement de rotation propre de l'outil autour de la direction d'inclinaison, par rotation de type « tournevis ». On peut ainsi aisément réaliser l'ensemble des mouvements nécessaires de l'outil pour les opérations envisagées.
De préférence, l'actionnement d'un organe de commande sollicite un actionneur de rotation propre logé dans le corps de commande, qui entraîne l'unité de travail pour donner à l'outil le mouvement de rotation propre.
Selon un mode de réalisation avantageux, le support d'outils et l'outil sont également actionnables par les organes de commande selon au moins un mouvement d'inclinaison latérale d'amplitude réglable vers une direction d'inclinaison. Il s'agit d'une capacité de mouvement très utile pour les opérations envisagées. En pratique, on peut prévoir que l'actionnement d'un autre organe de commande sollicite un actionneur d'inclinaison logé dans un corps de commande, qui entraîne le support d'outils en un mouvement d'inclinaison.
Selon un premier mode de réalisation, le tronçon de préhension a une forme cylindrique de révolution. Il s'agit de la forme la plus simple, aisément réalisable, et adaptée à toutes les tailles de main d'opérateur.
Selon un autre mode de réalisation, le tronçon de préhension a une forme de révolution en poire, le diamètre du tronçon de préhension étant progressivement croissant depuis l'extrémité distale vers l'extrémité proximale, avec une extrémité proximale arrondie. On améliore ainsi la préhension, et l'augmentation de diamètre permet d'augmenter également la précision de positionnement angulaire du manipulateur autour de l'axe longitudinal du bras de liaison.
En alternative, la surface de préhension de la poignée peut présenter une section transversale polygonale à nombre de côtés suffisant pour une préhension régulière, et/ou peut présenter des irrégularités de surface telles qu'un moletage anti-glissement, des cannelures, ...
Dans tous les cas, la surface de préhension est contenue dans une enveloppe ayant une forme de révolution autour de l'axe longitudinal de poignée.
Selon un mode de réalisation, ledit au moins un organe de commande comprend un anneau que l'on peut solliciter en rotation autour de Taxe longitudinal de poignée et/ou en translation axiale le long de l'axe longitudinal de poignée.
En alternative, ledit au moins un organe de commande comprend une série de boutons répartis annulairement et régulièrement autour de l'axe longitudinal de poignée et couplés fonctionnellement les uns aux autres pour produire un même actionnement de l'unité de travail.
Selon l'une et l'autre des alternatives, on peut prévoir plusieurs organes de commande, décalés les uns des autres le long de l'axe longitudinal de poignée, au voisinage de l'extrémité distale du tronçon de préhension.
De préférence, les organes de commande présentant des enveloppes annulaires respectives dont les diamètres respectifs vont en croissant en direction de l'extrémité distale de la poignée.
De préférence, dans le cas d'un outil de type pince, le manipulateur comprend en outre un organe de commande apte à commander l'ouverture et la fermeture de l'outil.
Selon un mode de réalisation avantageux, le manipulateur peut comprendre en outre, sur la surface périphérique de l'unité de commande, un repère de position angulaire autour de l'axe longitudinal du bras de liaison.
Par exemple, le repère de position angulaire est une irrégularité de surface de la surface périphérique de poignée, perceptible par la main tenant la poignée. De la sorte, l'opérateur peut repérer l'orientation de l'outil dans la zone opératoire, et vérifier l'information qu'il reçoit de l'endoscope.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un manipulateur selon un premier mode de réalisation de la présente invention ;
- la figure 2 est une vue de face du manipulateur de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue de côté du manipulateur de la figure 1 ;
- la figure 4 est une vue en bout du manipulateur de la figure 1 ;
- la figure 5 est une vue en perspective d'un manipulateur selon un second mode de réalisation de la présente invention ;
- la figure 6 est une vue de face du manipulateur de la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue de côté du manipulateur de la figure 5 ;
- la figure 8 est une vue en bout du manipulateur de la figure 5 ;
- la figure 9 est une vue schématique de côté d'un manipulateur selon un autre mode de réalisation de la présente invention ;
- la figure 10 est une vue en perspective d'une variante du manipulateur de la figure 9 ; et
- la figure 11 illustre la section transversale d'une poignée de manipulateur selon trois variantes de l'invention.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES
Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures, un manipulateur selon l'invention comprend une unité de commande 1 , ayant une poignée 4 apte à être tenue par une main.
La poignée 4 porte au moins un organe de commande, par exemple trois organes de commande 4a, 4b et 4c, les organes de commande étant structurés et disposés de façon à pouvoir être sollicités par au moins un doigt de la main tenant la poignée 4.
Le manipulateur comprend un bras de liaison 2, se développant le long d'un axe longitudinal de bras I1 ayant une extrémité proximale 2a et une extrémité distale 2b.
L'unité de commande 1 est montée dans l'extrémité proximale 2a du bras de liaison 2, et la poignée 4 forme l'extrémité proximale du manipulateur.
Sur la figure 9, le manipulateur est illustré en position d'utilisation. Comme dans les dispositifs connus, le bras de liaison 2 passe dans un trocart 7 assurant la liaison et le passage dans une ouverture 8 pratiquée dans la paroi corporelle 9 d'un patient.
Une unité de travail 3 est montée sur l'extrémité distale 2b du bras de liaison 2, et comporte un support d'outils 5 portant ou apte à recevoir un outil 6, et actionnable par ledit au moins un organe de commande 4a-4c selon au moins un degré de liberté de mouvement. La poignée 4 comporte un tronçon de préhension 4e ayant une surface de préhension autour d'un axe longitudinal de poignée III.
Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures 1 à 8, le tronçon de préhension 4e a une forme de révolution en poire, le diamètre D du tronçon de préhension 4e étant progressivement croissant depuis l'extrémité distale 4f vers l'extrémité proximale 4g. L'extrémité proximale 4g est elle-même arrondie, par exemple en calotte sphérique.
Dans le mode de réalisation des figures 9 et 10, le tronçon de préhension 4e a une forme cylindrique de révolution.
Dans les modes de réalisation illustrés à titre d'exemple en coupe transversale sur la figure 11 , le tronçon de préhension a une section transversale hexagonale sur la vue de gauche, ou une section transversale octogonale sur la vue du milieu, ou une section transversale circulaire cannelée sur la vue de droite, et on a représenté à chaque fois l'enveloppe 40 en pointillés.
Dans tous les modes de réalisation, la surface de préhension du tronçon de préhension 4e a une forme contenue dans une enveloppe, telle que l'enveloppe 40 illustrée en pointillés, qui elle-même présente une forme de révolution autour de l'axe longitudinal de poignée III. Cela autorise une même préhension par la main ou les doigts selon toutes orientations angulaires autour de l'axe longitudinal de poignée III, et autorise une rotation régulière de la poignée 4 dans la main de l'opérateur ou entre ses doigts.
Dans tous les modes de réalisation, la poignée 4 est fixe sur l'extrémité proximale 2a du bras de liaison 2, et l'axe longitudinal de poignée III est colinéaire avec l'axe longitudinal de bras I.
On considère maintenant la structure des organes de commande 4a-4c.
Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, 9 et 10, les organes de commande 4a-4c comprennent chacun un anneau que l'on peut solliciter en rotation autour de l'axe longitudinal de poignée III ou en translation axiale le long de l'axe longitudinal de poignée III.
Les organes de commande sont disposés selon une zone annulaire de commande continue proche de l'extrémité distale 4f du tronçon de préhension 4e. De la sorte, la portion de main qui porte le manipulateur est sur le tronçon de préhension 4e, à l'écart des organes de commande, ces derniers étant aptes à être sollicités par un doigt de main qui ne participe pas à la préhension de la poignée.
Dans le mode de réalisation des figures 5 à 8, les organes de commande 4a-4c comprennent chacun une série de boutons répartis annulairement et régulièrement autour de l'axe longitudinal de poignée III et couplés fonctionnellement les uns aux autres pour produire un même actionnement de l'unité de travail 3. Les organes de commande 4a-4c à boutons sont également disposés au voisinage de l'extrémité distale 4f du tronçon de préhension 4e. L'ensemble des boutons de chaque organe de commande est contenu dans une enveloppe annulaire respective.
Par cette conformation et cette disposition, les organes de commande sont accessibles autour de la poignée 4 quelle que soit l'orientation de la main autour de l'axe longitudinal de poignée III.
Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures, comportant trois organes de commande, les organes de commande 4a-4c sont décalés les uns des autres le long de l'axe longitudinal de poignée III, tout en restant au voisinage de l'extrémité distale 4f du tronçon de préhension 4e.
Pour faciliter la discrimination des organes de commande l'un par rapport à l'autre, afin que l'opérateur puisse actionner de façon distincte l'un ou l'autre des organes de commande, les enveloppes respectives des organes de commande 4a-4c présentent des diamètres respectifs différents, par exemple des diamètres respectifs qui vont en croissant en direction de l'extrémité distale de la poignée 4, comme illustré sur les figures.
En alternative ou en complément, on peut donner aux organes de commande une forme ou un état de surface distinctif que l'opérateur pourra reconnaître au toucher : surface lisse, surface striée en longueur, surface striée en largeur, surface large, surface étroite, ...
On considère maintenant la figure 9, qui illustre de façon plus complète une structure de manipulateur selon un mode de réalisation de la présente invention.
Dans ce mode de réalisation, le support d'outils 5 et l'outil 6 sont actionnables par les organes de commande 4a-4c selon au moins un mouvement d'inclinaison latérale 12 d'amplitude réglable vers une direction d'inclinaison II, et un mouvement de rotation propre 14 de l'outil 6 autour de la direction d'inclinaison II, par rotation de type « tournevis ».
Par exemple, la sollicitation du premier organe de commande 4a de la poignée 4 commande un actionneur d'inclinaison logé dans le corps de commande 10 qui lui-même entraîne le support d'outils 5 en un mouvement d'inclinaison 12 autour d'un axe transversal d'inclinaison 11. Ainsi, le support d'outils 5 et l'outil 6 peuvent prendre une inclinaison dans laquelle ils sont orientés selon une direction d'inclinaison IL Par la sollicitation du second organe de commande 4b de la poignée 4, on commande un actionneur de rotation propre logé dans le corps de commande 10, qui entraîne le support d'outils 5 ou l'outil en un mouvement de rotation propre 14 autour de la direction d'inclinaison II.
Par l'actionnement de l'organe de commande de pince 4c de la poignée 4, on pilote un actionneur de pince pour obtenir soit l'ouverture soit la fermeture de la pince 6.
Chacun des actionneurs peut être de type moteur électrique, vérin hydraulique ou pneumatique, transmission mécanique par exemple.
On notera que, selon l'invention, l'opérateur peut aisément appliquer au manipulateur un mouvement de rotation axiale autour de l'axe longitudinal I du bras de liaison 2 par rotation de la poignée 4 dans la main de l'utilisateur, par exemple entre le pouce et les autres doigts, à la manière d'un tournevis. Ce mouvement de rotation axiale permet d'orienter à volonté la direction d'inclinaison II autour de l'axe longitudinal de bras I, de sorte que l'on peut aisément donner à l'outil 6 toutes orientations dans le cône qui coiffe l'extrémité distale 2b du bras longitudinal 2.
Dans le cas où l'outil 6 est une pince, le troisième organe de commande 4c peut avantageusement commander l'ouverture et la fermeture de la pince.
En alternative, l'ouverture et la fermeture de la pince peuvent être commandées par l'actionnement d'un levier longitudinal articulé sur la poignée, qui est escamoté en position de serrage de pince en permettant alors la capacité de rotation de la poignée dans la main ou entre les doigts de l'opérateur.
Du fait de la capacité de rotation autour de l'axe longitudinal I d'un tel manipulateur, il peut s'avérer avantageux de donner à l'opérateur un moyen de repérer la position angulaire du manipulateur. Pour cela, comme illustré sur les figures 6 à 8, on peut prévoir un repère de position angulaire autour de l'axe longitudinal I du bras de liaison 2.
En pratique, dans le mode de réalisation illustré, le repère de position angulaire est une irrégularité de surface de la surface périphérique de poignée 4, perceptible par la main tenant la poignée. Par exemple, cette irrégularité de surface peut être une nervure longitudinale 4h, ou un levier de serrage de pince.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Manipulateur comprenant :
- une unité de commande (1), ayant une poignée (4) apte à être tenue par une main,
- au moins un organe de commande (4a-4c), monté sur la poignée (4), et apte à être sollicité par au moins un doigt de la main tenant la poignée (4),
- un bras de liaison (2), se développant le long d'un axe longitudinal de bras (I), ayant une extrémité proximale (2a) dans laquelle est montée l'unité de commande (1 ) à poignée (4), et ayant une extrémité distale (2b),
- une unité de travail (3), montée sur l'extrémité distale (2b) du bras de liaison (2), comportant un support d'outils (5) portant ou apte à recevoir un outil (6), et actionnable par ledit au moins un organe de commande (4a-4c) selon au moins un degré de liberté de mouvement,
dans lequel :
- la poignée (4) comporte un tronçon de préhension (4e) ayant une surface de préhension, autour d'un axe longitudinal de poignée (III), conformée de façon à autoriser une même préhension par la main selon toutes orientations angulaires autour de l'axe longitudinal de poignée (III) et à autoriser une rotation régulière de la poignée (4) dans la main ou entre les doigts,
- la poignée (4) est fixe sur l'extrémité proximale (2b) du bras de liaison (2),
- l'axe longitudinal de poignée (III) est colinéaire avec l'axe longitudinal de bras (I),
- ledit au moins un organe de commande (4a-4c) est conformé pour être accessible autour de la poignée (4) selon une zone annulaire de commande proche d'une extrémité (4f) du tronçon de préhension (4e), quelle que soit l'orientation de la main autour de l'axe longitudinal (III) de la poignée (4),
caractérisé en ce que l'unité de travail (3) est actionnable par au moins un des organes de commande (4a-4c) selon au moins un mouvement de rotation propre (14) de l'outil (6).
2 - Manipulateur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'actionnement d'un organe de commande (4a, 4c) sollicite un actionneur de rotation propre logé dans le corps de commande (10), qui entraîne l'unité de travail (3) pour donner à l'outil (6) le mouvement de rotation propre (14).
3 - Manipulateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité de travail (3) est actionnable par les organes de commande (4a-4c) selon au moins un mouvement d'inclinaison latérale (12) d'amplitude réglable vers une direction d'inclinaison (II). 4 - Manipulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'actionnement d'un premier organe de commande (4a) commande un actionneur d'inclinaison logé dans un corps de commande (10), qui entraîne l'unité de travail (3) pour donner à l'outil (6) le mouvement d'inclinaison (12).
5 - Manipulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tronçon de préhension (4e) a une forme cylindrique de révolution.
6 - Manipulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tronçon de préhension (4e) a une forme de révolution en poire, le diamètre (D) du tronçon de préhension (4e) étant progressivement croissant depuis l'extrémité distale (4f) vers l'extrémité proximale (4g), avec une extrémité proximale (4g) arrondie.
7 - Manipulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit au moins un organe de commande (4a-4c) comprend un anneau que l'on peut solliciter en rotation autour de l'axe longitudinal de poignée (III) et/ou en translation axiale le long de l'axe longitudinal de poignée (III).
8 - Manipulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit au moins un organe de commande (4a-4c) comprend une série de boutons répartis annulairement et régulièrement autour de l'axe longitudinal de poignée (III) et couplés fonctionnellement les uns aux autres pour produire un même actionnement de l'unité de travail (3).
9 - Manipulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs organes de commande (4a-4c) décalés les uns des autres le long de l'axe longitudinal de poignée (III), au voisinage de l'extrémité distale (4f) du tronçon de préhension (4e).
10 - Manipulateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les organes de commande (4a-4c) présentent des enveloppes annulaires respectives dont les diamètres respectifs vont en croissant en direction de l'extrémité distale (4f) de la poignée (4).
11 - Manipulateur selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que les organes de commande (4a-4c) ont une forme ou un état de surface distinctif que l'opérateur pourra reconnaître au toucher.
12 - Manipulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce qu'il comprend un organe de commande (4c) apte à commander l'ouverture et la fermeture d'un outil (6) de type pince.
13 - Manipulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, sur la surface périphérique de l'unité de commande (1), un repère de position angulaire (4h) autour de l'axe longitudinal (I) du bras de liaison.
14 - Manipulateur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le repère de position angulaire (4h) est une irrégularité de surface de la surface périphérique de poignée, perceptible par la main tenant la poignée (4).
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