WO2016012480A1 - Dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main - Google Patents

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WO2016012480A1
WO2016012480A1 PCT/EP2015/066718 EP2015066718W WO2016012480A1 WO 2016012480 A1 WO2016012480 A1 WO 2016012480A1 EP 2015066718 W EP2015066718 W EP 2015066718W WO 2016012480 A1 WO2016012480 A1 WO 2016012480A1
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thumb
hand
flexible connecting
actuator
forming
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PCT/EP2015/066718
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Nicolas TARRIN
Arthur TREMEAU
Adrien LESPINASSE
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Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to the general field of apparatus designed to allow assistance in gripping, or even the return of the grip capacity, for persons with a disability affecting the hand grasping functions, and in particular grasping made between thumb and forefinger. She is particularly interested in the field of such devices using robotics techniques. More specifically, the invention is concerned with the field of hand orthoses, able to compensate for deficit functions of the hand to allow movement of the fingers, and in particular of the thumb towards the index.
  • the invention finds multiple applications for persons suffering from a hand handicap, temporary or permanent. It can in particular be applied to cases of paralysis of the tetraplegia or hemiplegia type, or in the context of rehabilitation after a stroke or cerebral palsy (cerebral palsy).
  • the invention thus proposes a device for assisting the gripping of the thumb of a handicapped person's hand, an assembly comprising such a device and a positioning pedestal allowing in particular the setting up or removal of the device, as well as a method of using such a device.
  • US Pat. No. 4,875,469 A describes the attachment of an electrical box to the inside of the forearm from which four traction / extension rods connected to the ends of the arm index, middle finger, ring finger and little finger of the hand;
  • European Patent Application EP 2 417 941 A1 which discloses the use of a glove threaded on the hand and the handle of a disabled person, comprising linear elements extending along the five fingers and the back of the hand to a control device on the forearm, so as to allow grasping of an object in the palm of the hand;
  • international application WO 2011/117901 A1 which describes another embodiment of a pull-on orthosis on the wrist and forearm of a handicapped person and comprising actuating rods between the ends of the fingers and an actuating device on the outside of the forearm.
  • the invention is however particularly concerned with the gripping movement of the hand which consists of moving the thumb towards the index finger, so that it comes into contact with the face of the index finger facing the thumb, and in particular in contact with the middle phalanx (P2) of the index.
  • a gripping movement is known by the name of "key grip” in English, that is to say “key entry”, or even “key pinch” in English, in other words “pinch a key” .
  • Figure 1 illustrates such a natural grip of the hand type "key grip”.
  • the thumb 2 of the hand 3 is supported on the average phalanx 4a of the index 4 to allow the gripping of a key K.
  • the international application WO 2013/036925 A2 discloses an orthosis for the actuation of the thumb.
  • the orthosis is placed on the hand, wrist and forearm of the disabled person, and includes a control device associated with a user interface for controlling thumb movement with an actuator.
  • the orthosis allows the movement of the trapezio-metacarpal joint (TMC) of the handicapped person's hand.
  • TMC trapezio-metacarpal joint
  • the management of the operation of the orthosis is done through the presence of sensors of muscle activity.
  • the international application WO 2008/027002 A1 discloses a glove threaded on the fingers of the hand of a disabled person, incorporating cables extending on the palm of the hand and connected to the fingers, the actuation allows the restitution of hand grasping functions.
  • the cables are particularly similar to artificial tendons placed in guide ducts. They are connected to an electrical control device that allows to exert traction or extension of these cables to allow strengthening of the grip of an object.
  • the international application WO 2006/137748 A1 teaches the realization of a mechanical orthosis intended to allow the restitution of the movement of the thumb towards the index of the hand for the seizure of an object.
  • a cable extending along the palm of the hand, connects a ring placed around the thumb and a mechanical control device placed on the inside of the forearm.
  • the mechanical control device comprises a control pad which is placed in different notches depending on the desired force for gripping the thumb.
  • the orthosis may comprise an electrical control device comprising an actuation button to enable the disabled person to exert traction of the cable connected to the thumb and to the electrical control device.
  • devices known from the prior art for assisting the movement of the thumb of the hand for gripping an object are not entirely satisfactory. They have several disadvantages and do not meet some of the needs of people with disabilities who have hand-grip disabilities.
  • the object of the invention is to remedy at least partially the needs mentioned above and the drawbacks relating to the embodiments of the prior art.
  • the invention thus has, according to one of its aspects, a device for assisting the grasping of the thumb of the hand, comprising at least:
  • a first portion forming an orthosis of the hand comprising a recess for the insertion of the thumb, this recess being delimited by at least a rigid part of the first part, which extends at least partially substantially around the base of the thumb; and which is configured to allow thumb movement in flexion / extension and limit other thumb movements,
  • first and second flexible connecting elements connecting the first part to the second part, each having a first end fixed to the second part, the first end of the first flexible connecting element being fixed on the outer face of the thumb, oriented to the first part; opposite the palm of the hand, and the first end of the second flexible connecting element being fixed on the inner face of the thumb, facing the palm of the hand,
  • At least one actuator fixed on the first part, comprising at least one rotation shaft for actuating the first and second flexible connecting elements by winding / unfolding the first and second flexible connecting elements around said at least one shaft; rotation to respectively allow the extension of the thumb, for example away from the index finger of the hand or the palm of the hand, and the sagging of the thumb, for example towards the index of the hand or the palm of the hand the first and second flexible connecting elements each having a second end fixed to said at least one rotation shaft of said at least one actuator,
  • At least one guide member located on the first part, for constraining the path of each of the first and second flexible connecting elements between their first and second ends, the second flexible connecting element extending at least in part substantially the same. along the base of the thumb, between the palm of the hand and the proximal phalanx of the thumb, so as to leave the palm of the hand free.
  • palm also refers to the metacarpal of the hand.
  • base of the thumb means the proximal end of the thumb, or more precisely the proximal end of the proximal phalanx (PI) of the thumb.
  • said at least one rigid portion of the first portion is capable of locking the trapezoid joint.
  • TMC metacarpal
  • MCP metacarpophalangeal joint
  • the invention it may be possible to provide a grip aid, or even restore the grip capacity of the thumb of the hand of a disabled person against the index finger.
  • the device according to the invention can allow maximum clearance of the inside of the hand, including the palm of the hand and the lower part of the forearm, thus facilitating the use of this internal part for d other features, and for example to act on the wheel of a wheelchair.
  • the actuation of the movement of the thumb can be simplified to the extent that the device can allow blockage of the trapezio-metacarpal (TMC) and distal interphalangeal (IPD) joints.
  • the device according to the invention may further comprise one or more of the following characteristics taken separately or in any possible technical combination.
  • the actuator (s) may include one or more geared motors. Said at least one rigid part of the first part can be configured to allow only the movement of the thumb in flexion / extension, particularly in the direction of the index.
  • the device according to the invention can allow the articular or muscular assistance of the thumb, so that it can move in the direction of the index, and in particular so as to come into contact with the face of the index located opposite thumb.
  • the device according to the invention can be used for the rehabilitation of the movement of the thumb towards the index, but preferentially for functional replacement to the thumb grasping functions in case of partial or total loss of the thumb's mobility capacity. a disabled person.
  • the device according to the invention does not include a sensor to enable its operation.
  • it may be devoid of a torque, force, pressure or speed sensor.
  • the constituent elements of the device according to the invention may be designed, especially dimensioned, so as to prevent any injury to the disabled person.
  • the tensile force exerted by the actuator (s) on the first flexible element or the second flexible connecting element may be limited so as not to cause the inversion of the thumb.
  • the second flexible connecting element has a curvature configured to substantially conform to the contour of the base of the thumb, between the palm of the hand and the proximal phalanx of the thumb.
  • the first end of the first flexible connecting element and the first end of the second flexible element of connections may advantageously be fixed on the thumb substantially diametrically opposite.
  • the second part forming the attachment element advantageously extends over the distal phalanx (P2) and the proximal phalanx (PI) of the thumb.
  • the first part preferably comprises attachment means to allow its attachment to the hand, and possibly the wrist and / or forearm.
  • attachment means may for example extend all around a portion of the hand, and possibly the wrist and / or the forearm. They may for example be in the form of self-gripping fastening strips, including the Velcro type.
  • These attachment means may for example extend around the palm and the back of the hand and / or around the wrist of the hand.
  • the first part forming the orthosis of the hand can be made of a thermoformable material.
  • the first part may include a holding plate in the position of the hand and / or wrist. It can be custom made for the disabled person to use the device according to the invention. The first part can provide comfort and adaptability to the disabled person.
  • the first portion forming the orthosis of the hand may advantageously be designed to maintain a functional position of the wrist of the disabled person, particularly provided so that the disabled person can position his thumb screwed his index finger, or in opposite the palm of his hand, so that he can seize an object.
  • the first portion forming the orthosis may be provided to hold the wrist in a position so as to have a natural thumb approach towards the index finger.
  • the first part forming the orthosis of the hand can in particular be configured to maintain the wrist in extended position, with an extension angle of between 10 and 30 °, preferably of the order of 20 °.
  • the extension of the wrist corresponds to a dorsal flexion of the wrist. It marks the movement of the wrist towards the outside of the forearm. It is thus opposed to the flexion of the wrist, or palmar flexion.
  • the extension angle is defined substantially by the angle between the longitudinal direction of the arm of the handicapped person and the direction of the metacarpal of the hand, measured in a plane perpendicular to the lateral plane of the hand.
  • the first portion forming the orthosis of the hand may further be configured to maintain the wrist in the adduction position.
  • the adduction position may be light, and for example be characterized by an angle of adduction less than 5 °.
  • This angle of adduction is defined substantially by the angle between the longitudinal direction of the arm of the handicapped person and the direction of the metacarpal of the hand, measured in the lateral plane of the hand.
  • the position of adduction corresponds to an ulnar inclination qualifying a movement of laterality of the wrist approaching the median plane of the body. It opposes the abduction relating to a radial inclination.
  • the use of a first portion forming the orthosis of the hand capable of providing a locking position in the extended position and the adduction position of the wrist can facilitate the movement of the thumb towards the index, or towards the palm of the hand, for the handicapped person. More particularly, the first part can thus block the trapezo-metacarpal joint (TMC) and leave the metacarpophalangeal joint (MCP) free, so that the thumb is only guided in flexion / extension, especially towards the index or the palm of the hand, the other degrees of freedom being blocked.
  • TMC trapezo-metacarpal joint
  • MCP metacarpophalangeal joint
  • the first part forming the orthosis of the hand may allow freedom of movement of the wrist.
  • the first part forming the orthosis of the hand can extend only on the hand so as to allow any movement of the wrist.
  • This embodiment may especially be useful for a disabled person who has kept the freedom of movement of his wrist.
  • first and second flexible connecting elements may be constituted by flexible wires.
  • These flexible son may for example be protected by guide sleeves, for example made of polytetrafluoroethylene (PTFE) or Teflon.
  • guide sleeves for example made of polytetrafluoroethylene (PTFE) or Teflon.
  • the flexible wires and any guiding sheaths surrounding them, may be provided so as to minimize the friction of the son during their movements to allow the extension or the deflection of the thumb.
  • the flexible wires may be arranged to extend substantially linearly, with a reduced or zero number of curvatures.
  • the flexible connecting elements can be flexible and light, and in particular designed to break under a certain force applied to them, especially beyond a load of about 8 kg, this load being adapted to each case.
  • the mechanical breaking of the flexible connecting elements beyond this value can help to protect the hand from too much traction, for example.
  • the second portion forming a fastener element to be placed around the thumb may be in the form of a ring. Fixing the first and second flexible connecting elements on this second part can be performed so as to substantially immobilize the distal interphalangeal joint (IPD) of the thumb in slight flexion. Thus, it may be possible to obtain a certain distribution of the pressure on the thumb to limit or prevent the appearance of pressure ulcers.
  • the second portion forming a fastening element to be placed around the thumb may be in the form of a continuous piece, arranged around the thumb.
  • the first and second flexible connecting elements are attached to the second part, possibly reversibly.
  • the fact of being able to easily detach the first and second flexible connecting elements of the second part makes it easy to remove an assembly comprising the first part and the flexible connecting elements.
  • Each flexible connecting element is attached to the second part by an attachment point.
  • the attachment points associated respectively with the first flexible connecting element and the second flexible connecting element are preferably diametrically opposed.
  • the attachment point associated with the first flexible connecting element is able to be disposed on the outer face of the thumb, while the attachment point associated with the second flexible connecting element is adapted to be disposed on the inner face of the thumb, that is, adjacent to the palm of the hand.
  • the continuous part forming the second part may for example be made of a thermoformable material. It may comprise a plurality of orifices allowing aeration in contact with the thumb.
  • the second portion forming a fastener element to be placed around the thumb may be in the form of at least two rings extending around the thumb, including a first ring extending all the way around the thumb.
  • the first and second rings may be made of fabric, for example thermoformable fabric.
  • Fixing the first and second flexible connecting elements can be carried out on the first ring, while the second ring can make it possible to ensure the guiding, for example by means of a guiding means present on the second ring, elements flexible connecting so that they are held closer to the thumb.
  • the use of a second part forming a fastener element in the form of at least two separate rings may allow to exert a greater force than by the use of a continuous part.
  • Said at least one guide member may be in the form of an insert on the first part forming the orthosis of the hand, in the form of a passage bridge under which are positioned the first and second flexible elements of liaison to help guide and constrain their journey.
  • the device may also comprise at least one fixing housing of said at least one actuator on the first part forming the orthosis of the hand, in which at least one actuator is at least partially introduced.
  • the actuator may comprise one or more geared motors, in particular electric geared motors.
  • the electric gearmotor (s) of the device according to the invention may be designed so as to be able to generate, on the first and / or second flexible connecting elements, a traction force necessary and sufficient to move the thumb, without, however, generating a risk of Injury to the thumb.
  • the intensity of this force is for example less than 20 N. They may for example correspond to electric DC motors of Maxon ® type, for example with a diameter of 6 mm and power of 0.3 W. They can also be used with a reducer.
  • the housing or the housing of the actuator (s) may include orifices to allow their attachment, for example by screws, on the first part forming the orthosis of the hand.
  • the one or more fixing housings are disposed on said first part, adjacent to the outer face of the hand.
  • outer face of the hand is meant the face opposite to the palm of the hand, in other words the back of the hand. Having the mounting housings adjacent to this outer face releases the palm of the hand of any bulky item.
  • the first part comprises an upper section, adjacent to the outer face of the hand, and, at the level of the recess allowing the thumb to pass, a lower section, adjacent to the palm of the hand. It is important that the housings are disposed on said upper portion.
  • the fixing case or cases may for example be made of brass.
  • the use of brass can limit the friction between the rotation shaft of the actuator and the fixing housing.
  • Each fixing housing can be fixed on the first part by a fixing means, for example screws.
  • the fixing means is preferably reversible.
  • they may be Velcro type strips. Indeed, it has emerged that this type of adhesive has a sufficient resistance to shear.
  • the use of such reversible adhesive tapes, or their equivalents, allows the easy removal of the housings, which facilitates the cleaning of the first part.
  • the first and second flexible connecting elements are detachable either from the first part or, preferably, from the second part as already indicated.
  • the fixing casing (s) may allow mechanical reinforcement of the actuator (s). In particular, they can prevent the rotation shafts of the actuators from bending during the winding / unfolding of the flexible connecting elements.
  • said at least one fixing housing may in particular comprise a reinforcing shell provided with a contact orifice in which the rotation shaft of said at least one actuator is inserted.
  • the reinforcing shell may include a lateral passage opening for the first and / or second flexible connecting elements.
  • the lateral passage orifice of the reinforcing shell may be formed on the lateral part of the shell, so as to allow a tangential positioning of the first and / or second flexible connecting elements with respect to the rotation shaft of said at least an actuator.
  • the positioning of the actuator (s) on the first part can be realized so that the first and second flexible connecting elements extend substantially perpendicular to the shaft or the rotation shafts of the actuator (s).
  • the winding / unfolding of the first and second flexible connecting elements is advantageously achieved by the rotation shaft of the actuator (s).
  • Fixing the flexible connecting elements on the rotation shaft of the actuator or actuators can for example be achieved by the use of a washer, for example aluminum, placed on the rotation shaft, which allows to maximize the force for a given engine torque.
  • the device according to the invention may comprise a first actuator and a second actuator, fixed on the first part, in particular at the forearm and / or the hand, respectively comprising first and second rotation shafts. , respectively for the actuation of the first and second flexible connecting elements, the rotation shafts of the first and second actuators extending in particular substantially parallel and / or perpendicular manner.
  • the device according to the invention may comprise a single actuator, fixed on the first part, comprising a single rotation shaft having at least a first portion and a second portion of different diameters, the first portion having in particular a diameter greater than diameter of the second portion, one of the first and second flexible connecting elements, in particular the first flexible connecting element, being fixed on the first portion of the rotation shaft and the other of the first and second flexible connecting elements.
  • the second flexible connecting element being fixed on the second portion of the rotation shaft, the first and second flexible connecting elements being wound on the first and second portions of the rotation shaft in different directions of rotation. , so that the winding of one causes the unfolding of the other, and vice versa.
  • first and second flexible connecting members can be mounted relative to the actuator rotation shaft in a "crossed” manner.
  • the difference in winding length between the first and second flexible connecting elements is a few centimeters.
  • the length of second flexible connecting element is of the order of 5 cm while the length of the first flexible connecting element is of the order of 7 cm.
  • This difference in winding length can thus be managed by the difference in the diameters between the first and second portions of the rotation shaft.
  • the upper diameter of the first portion may for example be obtained by adding a pulley on the rotation shaft of the actuator at which is wound the first flexible connecting element.
  • the invention can therefore make it possible to obtain a winding of the flexible flexor connection element and of the flexible extensor connection element in opposite directions of rotation on the same rotation shaft of an actuator, thanks to with the use of different diameters of the rotation shaft.
  • the device may comprise a single actuator, fixed on the first part, possibly formed by the juxtaposition and the assembly of two distinct actuators, comprising a first rotation shaft and a second rotation shaft for respectively actuating the actuators.
  • first and second flexible connecting elements, the first and second rotation shafts extending substantially parallel to each other, the device comprising a deflection element, in particular in the form of a pulley, fixed on the first part; , to make it possible to constrain the path of the first flexible connecting element of an elongation substantially perpendicular to the first rotation shaft to an elongation substantially parallel to the first rotation shaft in the direction of the second part forming a fastening element.
  • the device may further include an onboard power source.
  • the power source may for example comprise a rechargeable battery, for example via the supply source of the positioning base described below.
  • the device may also include an electronic control system to enable control of the operation of the device.
  • the electronic control system may for example be an integrated circuit, for example that known as iOS Nano.
  • the device may comprise a user interface element to allow a disabled person to act on the device, in particular by means of control pushbuttons.
  • the user interface element may for example be located on the forearm of the disabled person.
  • the second portion forming a fastener element to be placed around the thumb may have substantially a frustoconical shape.
  • the second part forming a fastening element can be made of a flexible material, cutable for adjustment to the thumb of the user.
  • the second part forming a fastening element may comprise means for securing the first and second flexible elements, in particular notches and / or racks.
  • the user interface element may include at least one pair of pressure control sensors for controlling the movement of the thumb.
  • the user interface element can then include a potentiometer for adjusting the sensitivity of the pressure control sensors.
  • the user interface element may comprise a joystick for controlling the device, comprising a handle on a base.
  • the joystick can be configured to be moved in a single direction to allow flexion and / or thumb extension.
  • the user interface element may comprise an elastic fabric support comprising surface electromyography electrodes for detecting muscle contractions of the user and controlling the device accordingly.
  • the electrodes can be configured to measure the contractions of the upper beams of the user's trapezoids.
  • the user interface element may comprise voice control means of the device.
  • the user interface element may comprise a piezoelectric receiver for laryngophone voice control.
  • the user interface element may comprise one or more self-gripping strips, including the Velcro type, to allow its positioning in different places.
  • the user interface element may comprise wireless communication means with the rest of the device, in particular the electronic control system of the device.
  • the device may comprise an embedded box, fixed on the first part forming an orthosis of the hand, in which is integrated at least said at least one actuator.
  • the embedded box may include a connector, including a "jack" type jack, for its connection to a user interface element.
  • Said at least one actuator, the power source and the electronic control system can be integrated into the on-board housing.
  • the second part forming a fastening element to be placed around the thumb may comprise self-gripping fastening strips, in particular of the Velcro type.
  • the first ends of the first and second flexible connecting elements may also comprise self-gripping fastening strips, in particular of the Velcro type, cooperating with the self-gripping fastening strips of the second part to allow the attachment of the first ends.
  • first and second flexible connecting elements on the second part may comprise self-gripping fastening strips, in particular of the Velcro type.
  • the second portion forming a fastener element to be placed around the thumb may further comprise a pressure sensor element.
  • the second portion forming a fastener element to be placed around the thumb may also include a temperature sensing element.
  • the pressure sensor element and / or the temperature sensor element may be connected to one or more connection wires, additional to the first and second flexible elements.
  • the pressure sensor element and / or temperature sensor may also be wireless communication.
  • the subject of the invention is, according to another of its aspects, a set comprising:
  • a positioning base to receive the device in case of non-use for assistance in gripping the thumb of the hand.
  • the positioning base may comprise fixing means to a support on which it is placed, for example a table.
  • These fixing means may for example comprise adhesive fixing suction cups.
  • the positioning base can allow the disabled person to facilitate donning and removal of the device itself.
  • the positioning base may comprise at least two threading tabs, able to come into contact with the second part on either side thereof and to allow the position of the second part to be maintained when a handicapped person introduces his thumb in the second part.
  • the positioning base can also comprise at least two tear-off tabs, able to come into contact with the second part on either side of the latter and to hold the second part on the positioning base when a person disabled takes off his thumb from the second part.
  • Said at least two threading tabs and two tear-off tabs can be designed to fit the dimensions of the second part of the device according to the invention.
  • the second part of the device may also include a lug adapted to be threaded between said at least two threading tabs and two tear tabs.
  • the positioning base may include a power source capable of reloading the device when it is in place on the positioning base.
  • the subject of the invention is a method of using a device as defined above or of an assembly as defined above, in which a disabled person performs a movement of movement of the inch of the hand to the index or palm of the hand, or vice versa, by the biasing / unwinding of the first and second flexible connecting elements around said at least one rotation shaft of said at least one actuator.
  • the method may also comprise the step in which the disabled person puts on the device placed on the positioning base of the assembly by insertion of the hand in the first part of the device and the thumb in the second part of the device, and / or removes the device by positioning it on the positioning base and removing the thumb from the second part and the hand from the first part.
  • the device, the assembly and the method of use according to the invention may comprise any of the features set forth in the description, taken individually or in any technically possible combination with other characteristics.
  • FIG. 1 illustrates a natural gripping movement of the hand of the "key grip” type, to allow grasping between the thumb and the index finger of the hand of a key-type object
  • FIG. 2 illustrates, in perspective, a first exemplary embodiment of a device for assisting the grasping of the thumb of the hand according to the invention, placed on the forearm, the wrist and the hand of 'a person,
  • FIG. 3 illustrates, in perspective, the device of FIG. 2 in a non-use configuration
  • FIGS. 4 and 5 illustrate the device of FIG. 2 according to different viewing angles making it possible to see the palm of the hand
  • FIG. 6 illustrates, in perspective, a second exemplary embodiment of a device for assisting the grasping of the thumb of the hand according to the invention, placed on the wrist and the hand of a handicapped person
  • FIGS. 7 and 8 illustrate the device of FIG. 6 according to different viewing angles allowing respectively to see the palm and the back of the hand
  • FIG. 9 illustrates an alternative embodiment of the second part forming a fastening element of a device for assisting the gripping of the thumb of the hand according to the invention
  • FIG. 10 illustrates an exemplary assembly comprising a device for assisting the gripping of the thumb of the hand according to the invention and a positioning base,
  • FIG. 11 represents, in plan view, a detail of embodiment of the first part of the device of FIG. 2,
  • FIGS. 12A and 12B illustrate, respectively in front view and in side view, an alternative embodiment of a rotation shaft of an actuator of a device for assisting the grasping of the thumb of the compliant hand.
  • FIG. 13 illustrates, in plan view, another variant embodiment of an actuator of a device for assisting the grasping of the thumb of the hand according to the invention
  • FIG. 14 illustrates, in perspective, an alternative embodiment of a device for assisting the grasping of the thumb of the hand according to the invention, comprising a box embedded on the first part forming an orthosis of the hand,
  • FIG. 15 illustrates, in perspective, the inside of the on-board box of FIG. 14,
  • FIG. 16 illustrates, in perspective and in an isolated manner, the electronic control system and the power source contained in the on-board box of FIG. 15,
  • FIG. 17 represents, in perspective, an alternative embodiment of a second part forming a fastener element to be placed around the thumb of a device for assisting the gripping of the thumb of the hand according to the invention
  • FIG. 18 represents, in perspective, the second part forming an attachment element to be placed around the thumb of FIG. 17, positioned around the thumb of a user
  • FIGS. 19 and 20 further illustrate, in perspective, variant embodiments of a second part forming a fastening element to be placed around the thumb of a device for assisting the gripping of the thumb of the hand, in accordance with FIG. the invention
  • FIGS. 21 to 25B illustrate, in perspective, various alternative embodiments of a user interface element to enable a handicapped person to act on a device for assisting the gripping of the thumb of the hand in accordance with FIG. 'invention.
  • FIG. 2 to 5 there is illustrated, in perspective, a first embodiment of a device 1 for assistance in gripping the thumb 2 of the hand 3 according to the invention.
  • Figure 2 illustrates the device 1 placed on the forearm 15, the wrist 16 and the hand 3 of a disabled person.
  • FIG. 3 illustrates the device 1 in a non-use configuration
  • FIGS. 4 and 5 illustrate the device 1 according to different viewing angles making it possible to see the palm 9 of the hand 3.
  • the device 1 thus comprises a first part 5 forming an orthosis of the hand 3 and a second part 6 forming a fastening element to be placed around the thumb 2.
  • the orthosis 5 has a recess 12 for the insertion of the thumb 2. This recess 12 is delimited by a rigid portion 5a of the orthosis 5 which, in this example, extends around the base 2a of the thumb 2 and which is configured to allow only thumb movement 2 in flexion / extension towards the index 4.
  • the orthosis 5 further comprises two self-gripping fastening strips 32 of the Velcro type to enable the device 1 to be secured to the hand 3, to the wrist 16 and to the forearm 15 of the handicapped person, in particular of the Velcro type. . These two Velcro strips 32 extend respectively around the palm 9 and the back 17 of the hand 3 and around the wrist 16 of the hand 3.
  • the orthosis is in the form of a holding plate made of a thermoformable material. It is also made to measure for the disabled person.
  • the fastening element 6 is placed around the thumb 2. It advantageously extends on the distal phalanx (P2) and the proximal phalanx (PI) of the thumb 2.
  • the device 1 comprises first 7 and second 8 flexible connecting elements, in the form of flexible son 7 and 8, connecting the orthosis 5 to the fastening element 6.
  • These flexible son 7 and 8 are protected by means of polytetrafluoroethylene (PTFE) guide sleeves, and allow an anthropomorphic reproduction of the actuation of the hand 3.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the flexible yarns of extension 7 and bending 8 each comprise a first end 7a and 8a fixed on the fastening element 6 diametrically opposite.
  • the first end 7a of the first flexible connecting element 7 is fixed on the outer face 2e of the thumb 2, via the fastening element 6.
  • the outer face 2 of the thumb 2 is oriented opposite the palm 9 of the hand 3.
  • the first end 8a of the second flexible connecting wire 8 is fixed on the inner face 2i of the thumb 2, facing the palm 9 of the hand 3.
  • the device 1 comprises two actuators 10 and 11 fixed on the orthosis 5.
  • the first 7 and second 8 flexible wires each comprise a second end 7b, 8b fixed respectively to the rotation shafts 10a and 11a of the two actuators 10 and 11.
  • Each actuator 10, 11 comprises a rotation shaft 10a, 11a for actuating the first 7 and second 8 flexible wires by winding / unwinding the first 7 and second 8 flexible wires around the rotation shaft 10a, 11a. corresponding.
  • the first 7 and second 8 flexible son respectively allow the extension of the thumb 2 away from the index 4 of the hand 3 and the deflection of the thumb 2 to the index 4 of the hand 3.
  • the rotation shafts 10a, 11a of the first 10 and second 11 actuators extend substantially parallel, which makes it possible to gain compactness.
  • the device 1 also comprises two guide members 13 and 14, located on the orthosis 5, to constrain the path of each of the first 7 and second 8 flexible son between their first 7a, 8a and their second 7b, 8b ends.
  • the guide members 13 and 14 are in the form of inserts forming passage bridges under which are positioned the first 7 and second 8 flexible son to allow to guide and constrain their path.
  • the second flexible wire 8 extends in part substantially along the base 2a of the thumb 2, between the palm 9 of the hand 3 and the proximal phalanx 2b of the thumb 2, so as to leave the 9 palm of the hand 3 free.
  • the orthosis 5 is provided to confer a natural positioning of the wrist 15 to perform the movement of the type "key grip” by approximation of the inch 2 to the index 4.
  • the orthosis 5 is configured to maintain the wrist 16 in the extended position with an extension angle ⁇ of the order of 20 °.
  • the extension of the wrist 15 corresponds to a dorsal flexion of the wrist 15.
  • the orthosis 5 is configured to maintain the wrist 16 in the adduction position.
  • This embodiment thus makes it possible to ensure a locking in the extended position and in the adduction position of the wrist 15 facilitating the movement of the thumb 2 towards the index finger 4 for the handicapped person. More particularly, the orthosis 5 ensures a blockage of trapezo-metacarpal joint (TMC) and leave the metacarpophalangeal joint (MCP) free.
  • TMC trapezo-metacarpal joint
  • MCP metacarpophalangeal joint
  • the device 1 also comprises an onboard power supply 28 comprising a rechargeable battery via the power source 27 of the positioning base 23 described below. It also includes an electronic control system 29 to allow the control of the operation of the device 1, and a user interface element 30 to allow a disabled person to act on the device 1 by means of control push buttons 31
  • This user interface element is for example intended to be located on the forearm of the handicapped person.
  • FIGS. 6 to 8 a second exemplary embodiment of a device 1 for assisting in grasping the thumb 2 of the hand 3 according to the invention has been illustrated in perspective.
  • FIG. 6 illustrates the device 1 placed on the hand 3 of a handicapped person
  • FIGS. 7 and 8 illustrate the device 1 according to different viewing angles allowing respectively to see the palm 9 and the back 17 of the hand 3.
  • the orthosis 5 of the hand 3 extends only on the hand 3 so as to allow any movement of the wrist 16. In this way, if the disabled person does not suffer from an incapacity of movement from her wrist 16, she can preserve all freedom in the way of moving it.
  • the actuators 10 and 11 are then placed on the orthosis 5, at the level of the hand 3.
  • the orthosis 5 comprises attachment means 32 in the form of a single self-gripping band 32 to allow its attachment to the hand 3, extending around the wrist 16.
  • the rotation shafts 10a, 11a of the first 10 and second 11 actuators extend substantially perpendicularly.
  • the fastening element 6 is in the form of a continuous piece, arranged all around the 2. This part is made of a thermoformable material and has a plurality of orifices for aeration in contact with the thumb 2.
  • the orthosis 5 can also be performed in a similar manner.
  • FIG. 9 illustrates an alternative embodiment of the fastening element 6 of a device 1 according to the invention, for example of the type of FIG. 2 or the type of FIG. 6.
  • the fastening element 6 is in the form of a first ring 6a extending all around the distal phalanx (P2) of the thumb 2 and a second ring 6b extending all around. the proximal phalanx PI thumb 2.
  • first 6a and second 6b rings are made of thermoformable fabric.
  • the fixing of the first 7 and second 8 flexible son is performed on the first ring 6a, while the second ring 6b makes it possible to guide the flexible son 7 and 8 so that they are held closer to the thumb 2.
  • FIG. 10 an exemplary assembly 24 having a device 1 according to the invention, for example of the type shown in FIG. 2 or FIG. 6, and a positioning base 23 is illustrated.
  • the positioning base 23 is intended to receive the device 1 in the event of non-use for assistance in gripping the thumb 2 of the hand 3.
  • the positioning base 23 allows the disabled person to facilitate the threading and removal of the device 1 by itself.
  • It comprises at least four tabs, including at least two threading tabs 25, adapted to come into contact with the fastening element 6 on either side of the latter and to allow this element to be held in position. 6 when a person with a disability places a thumb into the person.
  • It also comprises at least two tear-off tabs 26, able to come into contact with the fastening element 6 on either side of the latter and to retain the fastening element 6 on the positioning base. 23 when a disabled person removes his thumb from it.
  • the fastening element 6 could comprise a lug adapted to be threaded between the threading tabs 25 and the tear tabs 26.
  • the positioning base 23 comprises a power source 27 able to allow recharging of the device 1 when it is in place on the positioning base23.
  • FIG. 11 is a top view of a detail of the first part 5 of the device 1 of FIG. 2.
  • the device 1 comprises two brass fixing casings 10b and 11b of the two actuators 10 and 11 on the orthosis 5, in which the actuators 10 and 11 are respectively partially inserted. .
  • the two fixing housings 10b and 11b are arranged on the orthosis 5 adjacent the back 17 of the hand 3.
  • the fact of arranging the fixing housings 10b and 11b adjacent to the back 17 hand 3 allows to release the palm 9 of the hand 3 of any bulky item.
  • the orthosis 5 has an upper section, adjacent to the back 17 of the hand 3, and a lower section, at the recess 12 allowing the thumb 2 to pass, and it is important that the housings 10b and 11b are arranged on this upper section.
  • fixing cases 10b and 11b have orifices for fixing them with screws on the orthosis 5. They allow mechanical reinforcement of the actuators 10 and 11 and can prevent twisting of the rotation shafts 10a and 11a.
  • at least one of the fixing housings 10b and 11b, here the housing 10b comprises a reinforcing shell 10c provided with a contact opening 19 in which the rotation shaft 10a is inserted.
  • the radial forces that can be exerted on the rotation shaft 10a are compensated by the contact opening 19 of the reinforcing shell 10c.
  • this reinforcing shell 10c also comprises a lateral passage opening 20 for the first flexible wire 7.
  • This lateral passage orifice 20 allows a tangential positioning of the first flexible wire 7 relative to the rotation shaft 10a.
  • FIGS. 12A and 12B illustrate, respectively in front view and in side view, an alternative embodiment of a rotation shaft 10a for an actuator 10 of a device 1 according to the invention.
  • the rotation shaft 10a has a first portion 21a and a second portion 21b of different diameters.
  • the first portion 21a has a diameter Da greater than the diameter Db of the second portion 21b.
  • first flexible wire 7 is fixed on the first portion 21a of the rotation shaft 10a
  • second flexible wire 8 is fixed on the second portion 21b of the rotation shaft 10a
  • first 7 and second 8 flexible son being wound on the first 21a and second 21b portions in different directions of rotation, so that the winding of one causes the unwinding of the other, and vice versa.
  • first 7 and second 8 flexible connection wires may be mounted relatively to the rotation shaft 10a in a "crossed" manner.
  • FIG. 13 illustrates, in view from above, another variant embodiment of a single actuator 10 for a device 1 according to the invention.
  • the device 1 comprises a single actuator 10, fixed on the orthosis 5, possibly formed by the juxtaposition and the coupling of two separate actuators.
  • This actuator 10 comprises a first rotation shaft 10a and a second rotation shaft 11a for respectively the actuation of the first 7 and second 8 flexible son.
  • first 10a and second 11a rotation shafts extend substantially parallel to each other.
  • the device 1 comprises a deflection pulley 22, fixed on the orthosis 5, for to make it possible to constrain the path of the first flexible wire 7 by an elongation substantially perpendicular to the first rotation shaft 10a towards an elongation substantially parallel to the first rotation shaft 10a in the direction of the attachment element 6.
  • a disabled person can perform a movement of movement of the thumb 2 of the hand 3 towards the index 4, or vice versa, through the winding and or unwinding the first 7 and second 8 flexible connecting son around the or rotation shafts 10a and 10b of the actuator (s) 10 and 11.
  • the device 1 To put the device 1, it is placed on the base 23 and the disabled person passes his thumb 2 in the orthosis 5 by the recess 12, then in the fastener 6. The threading tabs 25 then allow to resist the push. The handicapped person then raises the device 1 to remove it from the base 23, and closes the fastening strip 32 of the Velcro type.
  • the disabled person places it on the base 23 which holds the fastening element 6. It removes the fastening strips 32 of the Velcro type, and removes its thumb 2 from the fastening element 6 and of the orthosis 5.
  • the tear tabs 26 can retain the fastening element 6 during these operations.
  • the installation of the device 1 on the base 23 also makes it possible to recharge the on-board power supply 28 of the device 1.
  • FIG. 14 illustrates, in perspective, an alternative embodiment of a device 1 for assistance in gripping the thumb 2 of the hand 3 according to the invention, comprising an embedded box 43 on the first part 5.
  • FIG. 15 illustrates, in perspective, the inside of the embedded box 43
  • FIG. 16 illustrates, in perspective and in an isolated manner, the electronic control system 29 and the source of the 28 power supply in the embedded box 43.
  • a device 1 which is of reduced size and weight, and therefore easily transportable.
  • the device 1 it is possible for the device 1 to have an embedded box 43 fixed to the first part 5 forming an orthosis of the hand 3.
  • this embedded box 43 may comprise the actuator (s) 10, 11 of the device 1, as well as a power source 28 and an electronic control system 29.
  • the embedded box 43 may comprise a connector 44. including a jack type jack for connection to a user interface element or control element.
  • the embedded box 43 may comprise two adjacent compartments C1 and C2.
  • the first compartment C1 comprises both the electronic card 29 and its battery 28 which powers it.
  • the battery 28 is connected to the electronic card 29 by means of a power supply connector 45.
  • the electronic card 29 comprises the connector 44, of the "jack" type, for example of size 2.5 mm, and a connection port 46, for example of the micro-USB type. This connection port 46 allows for example to recharge the battery 28.
  • the electronic card 29 is of reduced size, for example 2.5 cm x 3.5 cm.
  • the second compartment C2 makes it possible to position the actuator or actuators 10, 11, which are then contained in a motor casing 47 making it possible to protect them.
  • the embedded box 43 may be fixed in different ways on the first part 5 forming an orthosis of the hand 3, and for example by a system of self-gripping fastening strips, in particular of the Velcro type.
  • the embedded box 43 provides optimum protection for the actuator or actuators 10, 11, of the battery 28 and of the electronic card 29.
  • FIG. 17 there is shown in FIG. 17, in perspective, an alternative embodiment of a second part 6 forming a fastener element to be placed around the thumb 2 of a device 1 for assisting the grip of the thumb. 2 of the hand 3 according to the invention, and in Figure 18, in perspective, this fastener 6 positioned in use around the thumb 2 of a user.
  • the fastening element 6 has a generally frustoconical shape, designed to fit on the thumb of any user.
  • the fastening element 6 has substantially a conical ring shape.
  • the fastening element 6 is advantageously made of a flexible material and can thus be cut to fit the size of the thumb 2 of the user.
  • This attachment element 6 may for example be derived from a three-dimensional (3D) printing. It may for example have a height of about 5 cm, a thickness of about 3 mm and / or a diameter of, for example, between 2 and 3 cm.
  • the fastening element 6 comprises a hollow body 40, with lower surfaces 401 and upper 40S recessed so as to create a through opening 41 for the passage of the thumb 2.
  • the fastening element 6 comprises, on its lateral surface 40L, securing means 42 of the first 7 and second 8 flexible elements, in particular notches and / or racks, on either side of the fastening element.
  • the first 7 and second 8 flexible elements comprise balls which fit into the respective rack of the fastening element 6 and which thus remain integral with the one -this.
  • such an attachment element 6 can be provided to each new user of a device 1 according to the invention. In this way, this new user only has to cut the right portion of attachment element 6 to obtain a ring adapted to the size of his thumb.
  • this type of fastening element 6 can be easily detached from the first 7 and second 8 flexible elements. Then, the block formed by the actuator (s) 10, 11 and the electronic part, in particular a power source 28 and an electronic control system 29, can be easily transposed from one user to another.
  • FIG. 19 illustrates, in perspective, another variant embodiment of a second part forming a fastening element 6 to be placed around the thumb 2 of a device 1 for assistance in gripping the thumb 2 of the hand 3 according to the invention.
  • the solution of FIG. 19 aims to make the fastening element 6 independent of the electronic part of the device 1.
  • the fastening element 6 comprises self-gripping fastening strips 48a and 48b of the Velcro type.
  • the first ends 7a and 8a of the first 7 and second 8 flexible connecting elements comprise hook-and-loop fastening strips 49a and 49b of the Velcro type.
  • These self-gripping fastening strips 48a, 48b and 49a, 49b cooperate together to allow the attachment of the first ends 7a and 8a of the first 7 and second 8 flexible connecting elements to the fastening element 6.
  • the flexible elements 7 and 8 can be sewn on Velcro elements 49a and 49b, and two Velcro elements 48a and 48b can be fixed, in particular glued, on the fastening element 6.
  • one Velcro elements are chosen to be velvet while the other is chosen to be hooked so as not to make any mistakes when positioning.
  • the fastening element 6 may be of any type, for example of thermoformed plastic or of a frustoconical flexible material as described above with reference to FIGS. 17 and 18.
  • FIG. 20 further illustrates, in perspective, another variant embodiment of a second part forming a fastening element 6 to be placed around the thumb 2 of a device 1 for assisting the grasping of the thumb 2 of the hand 3 according to the invention.
  • the fastening element 6, for example made of thermoformable fabric, advantageously comprises a pressure sensor element 50 and a temperature sensor element 51.
  • the pressure sensor 50 may for example consist of a polymer sheet , in particular of the velostat type with a resistance decreasing with the pressure received, taken between two sheets of copper.
  • the target users of the device 1 according to the invention having a priori little or no sensitivity in their hand, it may be advantageous to provide the device 1 such temperature sensors 51 and pressure 50 to overcome to this lack of sensitivity.
  • the temperature sensor 51 prevents the user from getting burnt by handling an object that is too hot, for example.
  • the temperature sensor 51 is advantageously chosen to have a very short response time so that the user can test the temperature of an object by approaching his hand, to know whether he can enter it or not.
  • the pressure sensor 50 plays a dual role: on the one hand, it allows the user to know the force it exerts and adjust the fineness of its grip; on the other hand, it prevents the user from getting hurt by remaining unconsciously in a tight position, because then a risk of pressure ulcers can occur.
  • a light-emitting diode (LED) system may be provided on the second part 5, the user naturally having the view towards the hand 3. he uses.
  • an LED can light if the measured temperature exceeds a predefined threshold.
  • Another LED can also light up to inform the user of the pressure exerted by the thumb: for example, it can flash at a frequency proportional to the pressure measured.
  • FIGS. 21 to 25B to various variants of embodiment and operation of a user interface element 30 to enable a disabled person to act on a device 1 for assistance with grasping the thumb 2 of the hand 3 according to the invention.
  • control of the device 1 through the user interface element 30 must be both simple to use, very robust and discrete. In addition, it must also be analog to allow the user to choose the force to apply.
  • two control modes can be used in particular, namely: pressure control sensors, as described hereinafter with reference to FIG. 21, and “joystick” type sensors (or else of the handle type placed on a base), described below with reference to Figure 22.
  • pressure control sensors as described hereinafter with reference to FIG. 21, and “joystick” type sensors (or else of the handle type placed on a base), described below with reference to Figure 22.
  • sensors must be able to be easily placed in different parts of the body of a user, according to its capabilities.
  • EMG electromyography
  • FIG. 21 first illustrates, in perspective, a user interface element 30 in the form of a pair of pressure control sensors 52a, 52b.
  • the two pressure control sensors 52a, 52b are in the form of flat squares about 5 cm apart. They can be manufactured on the same principle as the pressure sensor 50 described with reference to FIG. 20, namely by a polymer sheet, in particular of the velostat type, taken between two sheets of copper.
  • the two pressure control sensors 52a and 52b are connected to each other by means of a cable 53, in particular of the 3.5 mm jack type, and to the electronic card 29 of the device 1 via a plug 55, including jack type also.
  • the number of pressure control sensors can be variable and greater than two. However, such pressure control sensors always go in pairs: in fact, one of the sensors 52a, 52b will make it possible to control the flexion of the thumb 2, while the other of the sensors 52a, 52b will make it possible to control the thumb extension 2.
  • the force exerted by the activation system is proportional to the pressure applied to a sensor.
  • the target users of the device 1 can not contract their triceps, they can not press down with their hands. Then, they rest their hand on the pressure control sensor 52a or 52b and more or less hold their arms by contracting the biceps. However, each user having a different arm weight, there is provided a potentiometer 54 for adjusting the sensitivity of the device 1.
  • FIG. 22 illustrates, in perspective, the possibility of having the user interface element 30 in the form of a joystick 56, ie a computing device comprising a handle 57 articulated on a base 58.
  • the joystick 56 is a potentiometer, also used with a voltage divider mounting.
  • the handle 57 of the joystick 56 is approximately 2 cm.
  • the joystick 56 When released, the joystick 56 returns to the center. It is used in a single direction, the inclination of one side controlling the flexion of the thumb 2 and the inclination of the other side controlling the extension of the thumb 2.
  • the force exerted by the activation system is proportional to the inclination of the joystick 56.
  • the actuator (s) 10, 11 are stopped.
  • the size of the joystick 56 can be chosen to constitute a compromise between discretion and ease of use.
  • the joystick 56 also includes a socket type jack 59 for its connection to the electronic card 29 of the device 1.
  • a user interface element 30 using the principle of surface electromyography (sEMG), which consists in placing electrodes on the surface, is now shown in a view from above. skin of the user to detect the contraction of the underlying muscles. A contraction or a combination of contractions can therefore control the actuator (s) 10, 11 of the device 1. In the control mode envisaged here, the intensity of the contraction, possibly coupled with another triggering signal, can make it possible to control the speed of the actuator (s) 10, 11.
  • SEMG surface electromyography
  • Electrodes used in sEMG may leave marks and cause irritation in the long term, they require external assistance to be positioned on a quadriplegic person.
  • electrodes in the form of fabric strips 61 are used on which a pressure button 62 is sewn with conductive thread.
  • These strips 61 can be used on a cuff, being sewn on an elastic fabric support 60 facilitating the introduction by a quadriplegic person.
  • the device 1 can then measure the electrical activity of the muscle.
  • the fabric support 60 may also comprise notches and / or self-gripping Velcro type strips to allow tightening the cuff.
  • the measurement of the contractions of the upper bundles of the trapezius is preferred, one of these two muscles controlling the flexion and the other the extension of the thumb 2.
  • a piezoelectric receiver 64 is placed against the trachea of the user.
  • the mechanical vibrations of his throat are then transformed electrical current through the receiver 64.
  • This current is then amplified and filtered before being sampled by a microcontroller 65.
  • This microcontroller 65 may include a connection 67, for example to a Bluetooth communication module, and may be associated with a circuit power supply, amplification and filtering 66.
  • the actuator or actuators 10, 11 are controlled not by pronunciation of words but by singing notes, for example on the basis of a two-note command. Indeed, the user interface element 30 detects and interprets voice frequencies, when they are maintained. One frequency range corresponds to the extension of the thumb 2, while another frequency range corresponds to the flexion of the thumb 2. The height of the frequency within these ranges controls the speed of movement. However, any type of voice command can be adapted, and for example a command from words, such as "open" and "close”.
  • Calibration of the threshold frequencies is quick and can be done at any time.
  • the frequency to be maintained to activate the user interface element 30, the actuator (s) 10, 11 are not likely to rotate unintentionally if the user speaks at normal speed.
  • the vibrations of the air do not affect the piezoelectric receiver 64, and thus the user interface element 30 is insensitive to external noise.
  • the commands of the joystick type 56 and pressure control sensors 52a, 52b, described above with reference to FIGS. 21 and 22, may be interchangeable, in a manner that is transparent to the user. In a wired version, it is then sufficient to connect the jack of the device 1 to the jack command of the user interface element 30, joystick 56 or pressure control sensors 52a, 52b, so that the device 1 is ready to work.
  • the joystick has two outputs (that is to say it contains two potentiometers and only the resistance of one of the two is modified when one inclines the handle on one side, and vice versa), then one manufactures pressure control sensors so that the values they return correspond to the values returned by the joystick, in playing on the conductive material surface and on the resistance of the potentiometer connected to the pressure control sensors; we can then use the same code without difficulty;
  • the joystick has only one output (that is to say that it contains a single potentiometer, whose value increases when one leans the joystick on one side, and decreases on the other), then one directly connects the second channel (the one that would have been connected to the second pressure control sensor) to ground; the program then detects this configuration and interprets the value read on the first channel differently.
  • the possibility for the pressure control sensors 52a, 52b and the joystick 56 to include self-gripping strips 70, in particular of the Velcro type, for perspective, respectively, has been illustrated in perspective. to be positioned where the user wishes.
  • the Velcro type strips 70 may be positioned beneath the user interface elements 30 to allow the user to place them wherever he wishes. This makes it possible to respond to a request from patients to have a modular order, adaptable to the constraints related to their disability.
  • a user interface element 30 provided with wireless communication means with the electronic card 29 of the device 1.
  • a module consisting of a microcontroller and a radio frequency transceiver can be integrated with each user interface element 30, which can then sample the value of a sensor and transmit it to the same module integrated on the electronic card 29 of the device 1.
  • the electronic card 29 of the device 1 could then interpret this value to activate or not the actuator (s) 10, 11.
  • the device 1 could retain connections, including the jack type, so that the user can connect a cable and disable wireless communication if desired.

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Abstract

L'objet principal de l'invention est un dispositif (1) pour l'assistance à la préhension du pouce (2) de la main (3), comportant une orthèse (5) avec un évidement (12) pour l'insertion du pouce (2) délimité par au moins une partie rigide (5a) de l'orthèse (5), s'étendant autour de la base (2a) du pouce (2) et configurée pour autoriser le mouvement du pouce (2) en flexion/extension et limiter les autres mouvements du pouce (2), un élément d'attache (6) à placer autour du pouce (2), des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison reliant la première partie (5) à la deuxième partie (6), comportant chacun une première extrémité (7a, 8a) fixée sur la deuxième partie (6), la première extrémité (7a) du premier élément flexible de liaison (7) étant fixée sur la face externe (2e) du pouce (2) et la première extrémité (8a) du deuxième élément flexible de liaison (8) étant fixée sur la face interne (2i) du pouce (2), au moins un actionneur (10, 11), fixé sur la première partie (5), comportant au moins un arbre de rotation (10a, lia) pour l'actionnement des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison par enroulement/déroulement des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison pour respectivement permettre l'extension et le fléchissement du pouce (2), et au moins un organe de guidage (13, 14), situé sur la première partie (5), pour contraindre le cheminement de chacun des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison entre leur première (7a, 8a) et deuxième (7b, 8b) extrémités, le deuxième élément flexible de liaison (8) s'étendant au moins en partie sensiblement le long de la base (2a) du pouce (2) de sorte à laisser la paume (9) de la main (3) libre.

Description

DISPOSITIF POUR L'ASSISTANCE À LA PRÉHENSION DU POUCE DE LA MAIN
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine général des appareillages conçus pour permettre l'assistance à la préhension, voire la restitution de la capacité de préhension, pour des personnes présentant un handicap affectant les fonctions de préhension de la main, et notamment la préhension réalisée entre le pouce et l'index. Elle s'intéresse en particulier au domaine de tels appareillages mettant en œuvre des techniques de robotique. Plus spécifiquement, l'invention est concernée par le domaine des orthèses pour main, aptes à compenser des fonctions déficitaires de la main pour permettre le mouvement des doigts, et notamment du pouce vers l'index.
L'invention trouve de multiples applications pour des personnes souffrant d'un handicap de la main, temporaire ou définitif. Elle peut notamment être appliquée à des cas de paralysie du type tétraplégie ou hémiplégie, ou encore dans le cadre d'une rééducation suite à un accident vasculaire cérébral (AVC) ou une infirmité motrice cérébrale (IMC).
L'invention propose ainsi un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main d'une personne handicapée, un ensemble comportant un tel dispositif et un socle de positionnement permettant notamment la mise en place ou le retrait du dispositif, ainsi qu'un procédé d'utilisation d'un tel dispositif.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Plusieurs facteurs peuvent être à l'origine de l'apparition d'un handicap sur la main d'une personne, affectant les fonctions de préhension de celle-ci. Un tel handicap peut par exemple survenir à la suite de la perte de la fonction de mobilité de son poignet et/ou de ses doigts, notamment du pouce.
Les personnes ainsi handicapées peuvent alors avoir une capacité de préhension peu efficace au niveau de leur main, insuffisamment efficace, voire totalement inefficace. Il est donc souhaitable de pouvoir les assister par la conception d'appareillages spécifiques prévus pour retrouver au moins partiellement les fonctions de préhension perdues de la main.
Plusieurs solutions ont déjà été envisagées dans l'art antérieur pour permettre la restitution d'au moins une partie des fonctions perdues de préhension de la main d'une personne handicapée.
La plupart de ces solutions met en œuvre l'utilisation d'orthèses de la main, qui correspondent à des éléments attachés sur la main, le poignet et/ou sur l'avant-bras pour permettre de fournir un soutien et/ou d'aider le mouvement d'un membre, et en particulier d'un ou plusieurs doigts de la main.
On peut ainsi citer, à titres d'exemples : le brevet américain US 4,875,469 A qui décrit la fixation d'un boîtier électrique sur l'intérieur de l'avant-bras duquel partent quatre tiges de traction/extension reliées aux extrémités de l'index, du majeur, de l'annulaire et de l'auriculaire de la main ; la demande de brevet européen EP 2 417 941 Al qui divulgue l'utilisation d'un gant enfilable sur la main et le poignée d'une personne handicapée, comportant des éléments linéaires s'étendant le long des cinq doigts et du dos de la main jusqu'à un dispositif de commande sur l'avant-bras, de façon à permettre la préhension d'un objet dans la paume de la main ; la demande internationale WO 2011/117901 Al qui décrit une autre réalisation d'une orthèse enfilable sur le poignet et l'avant-bras d'une personne handicapée et comportant des tiges d'actionnement entre les extrémités des doigts et un dispositif d'actionnement sur la face extérieure de l'avant- bras.
L'invention est cependant tout particulièrement concernée par le mouvement de préhension de la main qui consiste à mouvoir le pouce en direction de l'index, de telle sorte qu'il vienne au contact de la face de l'index en regard du pouce, et notamment au contact de la phalange moyenne (P2) de l'index. Un tel mouvement de préhension est connu sous l'appellation de « key grip » en anglais, autrement dit de « saisie d'une clé », voire également de « key pinch » en anglais, autrement dit de « pincement d'une clé ». La figure 1 illustre une telle préhension naturelle de la main du type « key grip ». Le pouce 2 de la main 3 est en appui sur la phalange moyenne 4a de l'index 4 pour permettre la préhension d'une clé K.
Afin de permettre la réalisation d'un tel mouvement de préhension entre le pouce et l'index de la main d'une personne handicapée, des solutions ont également été décrites dans l'art antérieur.
Ainsi, par exemple, la demande internationale WO 2013/036925 A2 divulgue une orthèse pour l'actionnement du pouce. L'orthèse est placée sur la main, le poignet et l'avant-bras de la personne handicapée, et comporte un dispositif de contrôle associé à une interface utilisateur pour commander le mouvement du pouce à l'aide d'un actionneur. L'orthèse autorise le mouvement de l'articulation trapézo-métacarpienne (TMC) de la main de la personne handicapée. De plus, le pilotage du fonctionnement de l'orthèse se fait grâce à la présence de capteurs de l'activité musculaire.
Par ailleurs, la demande internationale WO 2008/027002 Al décrit un gant enfilable sur les doigts de la main d'une personne handicapée, intégrant des câbles s'étendant sur la paume de la main et reliés aux doigts, dont l'actionnement permet la restitution des fonctions de préhension de la main. Les câbles s'apparentent particulièrement à des tendons artificiels placés dans des conduits de guidage. Ils sont reliés à un dispositif de contrôle électrique qui permet d'exercer une traction ou une extension de ces câbles pour permettre le renforcement de la préhension d'un objet.
En outre, la demande internationale WO 2006/137748 Al enseigne la réalisation d'une orthèse mécanique destinée à permettre la restitution du mouvement du pouce vers l'index de la main pour la saisie d'un objet. Un câble, s'étendant le long de la paume de la main, relie un anneau placé autour du pouce et un dispositif de commande mécanique placé sur l'intérieur de l'avant-bras. Le dispositif de commande mécanique comporte un plot de commande que l'on place dans différentes encoches en fonction de la force souhaitée pour la préhension du pouce. Selon une variante, l'orthèse peut comporter un dispositif de commande électrique comprenant un bouton d'actionnement pour permettre à la personne handicapée d'exercer une traction du câble relié au pouce et au dispositif de commande électrique. Néanmoins, les dispositifs connus de l'art antérieur destinés à l'assistance du mouvement du pouce de la main pour la préhension d'un objet ne sont pas entièrement satisfaisants. Ils présentent plusieurs inconvénients et ne répondent pas à certains besoins des personnes handicapées ayant un handicap des fonctions de préhension de la main.
En effet, la plupart de ces dispositifs n'est pas conçue pour permettre de libérer l'intérieur de la main, notamment la paume de la main. Or, cela peut constituer une gêne lors de la préhension d'un objet et également complexifier l'usage de la paume de la main pour pousser un fauteuil roulant, par exemple. Par ailleurs, ces dispositifs ne permettent généralement pas de réaliser un blocage des doigts, et en particulier un blocage de l'articulation trapézo-métacarpienne (TMC) et de l'articulation interphalangienne distale (IPD), ce qui peut être à l'origine d'une difficulté de réalisation d'un mouvement correct du pouce vers l'index de la main. De plus, la majorité de ces dispositifs ne convient pas en termes de simplicité de réalisation et d'utilisation, de coût de production et d'encombrement global autour de la main de la personne handicapée.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
Il existe par conséquent un besoin pour proposer une solution alternative de dispositif du type orthèse, permettant l'assistance à la préhension du pouce de la main.
L'invention a pour but de remédier au moins partiellement aux besoins mentionnés ci-dessus et aux inconvénients relatifs aux réalisations de l'art antérieur.
L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main, comportant au moins :
- une première partie formant une orthèse de la main, comportant un évidement pour l'insertion du pouce, cet évidement étant délimité par au moins une partie rigide de la première partie, qui s'étend au moins partiellement sensiblement autour de la base du pouce et qui est configurée pour autoriser le mouvement du pouce en flexion/extension et limiter les autres mouvements du pouce,
- une deuxième partie formant un élément d'attache à placer autour du pouce, - des premier et deuxième éléments flexibles de liaison reliant la première partie à la deuxième partie, comportant chacun une première extrémité fixée sur la deuxième partie, la première extrémité du premier élément flexible de liaison étant fixée sur la face externe du pouce, orientée à l'opposé de la paume de la main, et la première extrémité du deuxième élément flexible de liaison étant fixée sur la face interne du pouce, orientée vers la paume de la main,
- au moins un actionneur, fixé sur la première partie, comportant au moins un arbre de rotation pour l'actionnement des premier et deuxième éléments flexibles de liaison par enroulement/déroulement des premier et deuxième éléments flexibles de liaison autour dudit au moins un arbre de rotation pour respectivement permettre l'extension du pouce, par exemple en éloignement de l'index de la main ou de la paume de la main, et le fléchissement du pouce, par exemple vers l'index de la main ou la paume de la main, les premier et deuxième éléments flexibles de liaison comportant chacun une deuxième extrémité fixée sur ledit au moins un arbre de rotation dudit au moins un actionneur,
- au moins un organe de guidage, situé sur la première partie, pour contraindre le cheminement de chacun des premier et deuxième éléments flexibles de liaison entre leur première et deuxième extrémités, le deuxième élément flexible de liaison s'étendant au moins en partie sensiblement le long de la base du pouce, entre la paume de la main et la phalange proximale du pouce, de sorte à laisser la paume de la main libre.
Dans toute la description, le terme « paume » désigne également le métacarpe de la main.
De plus, par « base » du pouce, on entend l'extrémité proximale du pouce, ou plus précisément encore l'extrémité proximale de la phalange proximale (PI) du pouce.
En outre, par « configurée pour autoriser le mouvement du pouce en flexion/extension et limiter les autres mouvements du pouce », on entend que ladite au moins une partie rigide de la première partie est apte à assurer un blocage de l'articulation trapézo-métacarpienne (TMC) et à laisser libre l'articulation métacarpo- phalangienne (MCP). De cette façon, un guidage peut être assuré en flexion/extension, notamment uniquement du pouce vers l'index, les autres degrés de liberté étant bloqués. Autrement dit encore, le mouvement du pouce peut notamment être essentiellement possible dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal du pouce, contenant le pouce.
Grâce à l'invention, il peut être possible d'apporter une aide à la préhension, voire de restituer la capacité de préhension, du pouce de la main d'une personne handicapée contre l'index. Le dispositif selon l'invention peut permettre un dégagement maximum de l'intérieur de la main, notamment de la paume de la main et de la partie inférieure de l'avant-bras, pouvant ainsi faciliter l'usage de cette partie interne pour d'autres fonctionnalités, et par exemple pour agir sur la roue d'un fauteuil roulant. De plus, l'actionnement du mouvement du pouce peut être simplifié dans la mesure où le dispositif peut permettre un blocage des articulations trapézo-métacarpienne (TMC) et interphalangienne distale (IPD).
Le dispositif selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles.
Le ou les actionneurs peuvent comporter un ou plusieurs motoréducteurs. Ladite au moins une partie rigide de la première partie peut être configurée pour autoriser uniquement le mouvement du pouce en flexion/extension, notamment en direction de l'index.
Le dispositif selon l'invention peut permettre l'assistance articulaire ou musculaire du pouce, de sorte qu'il puisse se mouvoir en direction de l'index, et notamment de sorte à venir au contact de la face de l'index située en regard du pouce.
Le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour la rééducation du mouvement du pouce vers l'index, mais préférentiellement pour de la suppléance fonctionnelle aux fonctions de préhension du pouce en cas de perte partielle ou totale de la capacité de mobilité du pouce d'une personne handicapée.
De façon avantageuse, le dispositif selon l'invention ne comporte pas de capteur pour permettre son fonctionnement. En particulier, il peut être dépourvu d'un capteur de couple, de force, de pression ou de vitesse. Les éléments constitutifs du dispositif selon l'invention peuvent être conçus, notamment dimensionnés, de sorte à empêcher toute blessure de la personne handicapée. En particulier, la force de traction exercée par le ou les actionneurs sur le premier élément flexible ou le deuxième élément flexible de liaison peut être limitée de sorte à ne pas entraîner le retournement du pouce.
De façon avantageuse, le deuxième élément flexible de liaison présente une courbure configurée pour épouser sensiblement le contour de la base du pouce, entre la paume de la main et la phalange proximale du pouce.
La première extrémité du premier élément flexible de liaison et la première extrémité du deuxième élément flexible de liaisons peuvent avantageusement être fixées sur le pouce de façon sensiblement diamétralement opposée.
La deuxième partie formant l'élément d'attache s'étend avantageusement sur la phalange distale (P2) et la phalange proximale (PI) du pouce.
La première partie comporte préférentiellement des moyens d'attache pour permettre sa solidarisation à la main, et éventuellement au poignet et/ou à l'avant-bras. De tels moyens d'attache peuvent par exemple s'étendre tout autour d'une partie de la main, et éventuellement du poignet et/ou de l'avant-bras. Ils peuvent par exemple se présenter sous la forme de bandes de fixation auto-agrippantes, notamment du type Velcro. Ces moyens d'attache peuvent par exemple s'étendre autour de la paume et du dos de la main et/ou autour du poignet de la main.
La première partie formant l'orthèse de la main peut être réalisée en un matériau thermo-formable.
La première partie peut comporter une plaque de maintien en position de la main et/ou du poignet. Elle peut être réalisée sur mesure pour la personne handicapée destinées à utiliser le dispositif selon l'invention. La première partie peut permettre de conférer confort et adaptabilité à la personne handicapée.
Selon un mode de réalisation, la première partie formant l'orthèse de la main peut avantageusement être conçue pour permettre de maintenir une position fonctionnelle du poignet de la personne handicapée, en particulier prévue de telle façon que la personne handicapée puisse positionner son pouce en vis-à-vis de son index, ou en vis-à-vis de la paume de sa main, de manière à pouvoir saisir un objet. Par exemple, la première partie formant l'orthèse peut être prévue pour maintenir le poignet en position de telle sorte à avoir une approche naturelle du pouce en direction de l'index.
La première partie formant l'orthèse de la main peut notamment être configurée pour maintenir le poignet en position d'extension, avec un angle d'extension compris entre 10 et 30°, de préférence de l'ordre de 20°.
L'extension du poignet correspond à une flexion dorsale du poignet. Elle marque le mouvement du poignet vers l'extérieur de l'avant-bras. Elle s'oppose ainsi à la flexion du poignet, ou flexion palmaire. L'angle d'extension est défini sensiblement par l'angle entre la direction longitudinale du bras de la personne handicapée et la direction du métacarpe de la main, mesuré dans un plan perpendiculaire au plan latéral de la main.
L'utilisation d'une telle orthèse de la main permettant un maintien en position d'extension du poignet peut particulièrement trouver son utilité pour les personnes handicapées souffrant d'une incapacité à mouvoir leur poignet.
La première partie formant l'orthèse de la main peut en outre être configurée pour maintenir le poignet en position d'adduction.
La position d'adduction peut être légère, et par exemple être caractérisée par un angle d'adduction inférieur à 5°. Cet angle d'adduction est défini sensiblement par l'angle entre la direction longitudinale du bras de la personne handicapée et la direction du métacarpe de la main, mesuré dans le plan latéral de la main. La position d'adduction correspond à une inclinaison ulnaire qualifiant un mouvement de latéralité du poignet se rapprochant du plan médian du corps. Elle s'oppose à l'abduction se rapportant à une inclinaison radiale.
De façon avantageuse, l'utilisation d'une première partie formant l'orthèse de la main apte à assurer un blocage en position d'extension et en position d'adduction du poignet peut permettre de faciliter le mouvement du pouce vers l'index, ou vers la paume de la main, pour la personne handicapée. Plus particulièrement, la première partie peut ainsi assurer un blocage de l'articulation trapézo-métacarpienne (TMC) et laisser libre l'articulation métacarpo-phalangienne (MCP), de sorte que le pouce est uniquement guidé en flexion/extension, notamment vers l'index ou la paume de la main, les autres degrés de liberté étant bloqués.
Selon encore un autre mode de réalisation, la première partie formant l'orthèse de la main peut autoriser une liberté de mouvement du poignet.
En particulier, la première partie formant l'orthèse de la main peut s'étendre uniquement sur la main de sorte à permettre tout mouvement du poignet.
Cette réalisation peut notamment être utile pour une personne handicapée ayant conservé la liberté de mouvement de son poignet.
Par ailleurs, les premier et deuxième éléments flexibles de liaison peuvent être constitués par des fils flexibles.
Ces fils flexibles peuvent par exemple être protégés par des gaines de guidage, par exemple réalisées en polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou Téflon.
Ils peuvent permettre une reproduction anthropomorphique de l'actionnement de la main. En particulier, ils peuvent être assimilés à des tendons anthropomorphiques. De plus, les fils flexibles, et les éventuelles gaines de guidage les entourant, peuvent être prévus de sorte à minimiser les frottements des fils lors de leurs mouvements pour permettre l'extension ou le fléchissement du pouce. En particulier, les fils flexibles peuvent être disposés de sorte à s'étendre sensiblement linéairement, avec un nombre réduit ou nul de courbures.
Par ailleurs, les éléments flexibles de liaison peuvent être souples et légers, et notamment prévus pour rompre sous une certaine force qui leur est appliquée, notamment au-delà d'une charge de 8 kg environ, cette charge étant adaptée à chaque cas. La rupture mécanique des éléments flexibles de liaison au-delà de cette valeur peut permettre de protéger la main d'une traction trop importante, par exemple.
La deuxième partie formant un élément d'attache à placer autour du pouce peut se présenter sous la forme d'une bague. La fixation des premier et deuxième éléments flexibles de liaison sur cette deuxième partie peut être réalisée de sorte à immobiliser sensiblement l'articulation interphalangienne distale (IPD) du pouce en légère flexion. Ainsi, il peut être possible d'obtenir une certaine répartition de la pression sur le pouce permettant de limiter, voire d'éviter, l'apparition d'escarres. La deuxième partie formant un élément d'attache à placer autour du pouce peut se présenter sous la forme d'une pièce continue, disposée tout autour du pouce.
Les premier et deuxième éléments flexibles de liaison sont rattachés à la deuxième partie, éventuellement de manière réversible. Le fait de pouvoir aisément détacher les premier et deuxième éléments flexibles de liaison de la deuxième partie permet de retirer aisément un ensemble comportant la première partie et les éléments flexibles de liaison.
Chaque élément flexible de liaison est rattaché à la deuxième partie par un point d'attache. Les points d'attache associés respectivement au premier élément flexible de liaison et au deuxième élément flexible de liaison sont de préférence diamétralement opposés. Le point d'attache associé au premier élément flexible de liaison est apte à être disposé sur la face externe du pouce, tandis que le point d'attache associé au deuxième élément flexible de liaison est apte à être disposé sur la face interne du pouce, c'est-à- dire de façon adjacente à la paume de la main.
La pièce continue formant la deuxième partie peut par exemple être réalisée dans un matériau thermo-formable. Elle peut comporter une pluralité d'orifices permettant une aération au contact du pouce.
En variante, la deuxième partie formant un élément d'attache à placer autour du pouce peut se présenter sous la forme d'au moins deux bagues s'étendant tout autour du pouce, notamment d'une première bague s'étendant tout autour de la phalange distale (P2) du pouce et d'une deuxième bague s'étendant tout autour de la phalange proximale (PI) du pouce.
Les première et deuxième bagues peuvent être réalisées en tissu, par exemple en tissu thermoformable.
La fixation des premier et deuxième éléments flexibles de liaison peut être réalisée sur la première bague, tandis que la deuxième bague peut permettre d'assurer le guidage, par exemple par le biais d'un moyen de guidage présent sur la deuxième bague, des éléments flexibles de liaison de sorte qu'ils soient maintenus en rapprochement du pouce. De façon avantageuse, l'utilisation d'une deuxième partie formant un élément d'attache sous la forme d'au moins deux bagues distinctes peut permettre d'exercer une force plus importante que par l'utilisation d'une pièce continue.
Ledit au moins un organe de guidage peut se présenter sous la forme d'une pièce rapportée sur la première partie formant l'orthèse de la main, sous la forme d'un pont de passage sous lequel sont positionnés les premier et deuxième éléments flexibles de liaison pour permettre de guider et de contraindre leur cheminement.
Le dispositif peut par ailleurs comporter au moins un carter de fixation dudit au moins un actionneur sur la première partie formant l'orthèse de la main, dans lequel est introduit au moins partiellement ledit au moins un actionneur.
Comme indiqué précédemment, l'actionneur peut comporter un ou plusieurs motoréducteurs, en particulier des motoréducteurs électriques. Le ou les motoréducteurs électriques du dispositif selon l'invention peuvent être conçus de sorte à pouvoir générer, sur les premier et/ou deuxième éléments flexibles de liaison, une force de traction nécessaire et suffisante pour mouvoir le pouce, sans toutefois générer un risque de blessure pour le pouce. L'intensité de cette force est par exemple inférieure à 20 N. Ils peuvent par exemple correspondre à des moteurs électriques à courant continu du type Maxon®, par exemple de diamètre égal à 6 mm et de puissance égale à 0,3 W. Ils peuvent également être utilisés avec un réducteur.
Le ou les carters de fixation du ou des actionneurs peuvent comporter des orifices pour permettre leur fixation, par exemple par vis, sur la première partie formant l'orthèse de la main.
De façon avantageuse, le ou les carters de fixation sont disposés, sur ladite première partie, de façon adjacente à la face extérieure de la main. Par « face extérieure de la main », on entend la face opposée à la paume de la main, autrement dit le dos de la main. Le fait de disposer les carters de fixation de façon adjacente à cette face extérieure permet de libérer la paume de la main de tout élément encombrant. D'une façon générale, la première partie comporte une section supérieure, adjacente de la face extérieure de la main, ainsi que, au niveau de l'évidement laissant passer le pouce, une section inférieure, adjacente de la paume de la main. Il est important que les carters soient disposés sur ladite portion supérieure.
Le ou les carters de fixation peuvent par exemple être réalisés en laiton. Avantageusement, l'utilisation du laiton peut permettre de limiter les frottements entre l'arbre de rotation de l'actionneur et le carter de fixation.
Chaque carter de fixation peut être fixé sur la première partie par un moyen de fixation, par exemple des vis. Le moyen de fixation est de préférence réversible. En particulier, il peut s'agir de bandes du type Velcro. En effet, il est apparu que ce type d'adhésif présente une résistance suffisante au cisaillement. L'usage de telles bandes adhésives réversibles, ou de leurs équivalents, permet le retrait aisé des carters, ce qui facilite le nettoyage de la première partie. Dans un tel cas, les premier et deuxième éléments flexibles de liaison sont détachables soit de la première partie, soit, et de préférence, de la deuxième partie comme déjà indiqué.
Le ou les carters de fixation peuvent permettre un renforcement mécanique du ou des actionneurs. En particulier, ils peuvent empêcher les arbres de rotation des actionneurs de se tordre lors de l'enroulement/déroulement des éléments flexibles de liaison. Pour ce faire, ledit au moins un carter de fixation peut notamment comporter une coque de renforcement pourvue d'un orifice de contact dans lequel l'arbre de rotation dudit au moins un actionneur est inséré. Ainsi, les forces radiales pouvant s'exercer sur le ou les arbres de rotation du ou des actionneurs peuvent être compensées par l'orifice de contact de la coque de renforcement.
La coque de renforcement peut comporter un orifice latéral de passage pour le premier et/ou le deuxième éléments flexibles de liaison.
L'orifice latéral de passage de la coque de renforcement peut être formé sur la partie latérale de la coque, de sorte à permettre un positionnement tangent du premier et/ou deuxième éléments flexibles de liaison par rapport à l'arbre de rotation dudit au moins un actionneur.
Le positionnement du ou des actionneurs sur la première partie peut être réalisé de sorte que les premier et deuxième éléments flexibles de liaison s'étendent sensiblement perpendiculairement à l'arbre ou aux arbres de rotation du ou des actionneurs.
L'enroulement/déroulement des premier et deuxième éléments flexibles de liaison est avantageusement réalisé par l'arbre de rotation du ou des actionneurs. La fixation des éléments flexibles de liaison sur l'arbre de rotation du ou des actionneurs peut par exemple être réalisée par l'utilisation d'une rondelle, par exemple en aluminium, placée sur l'arbre de rotation, ce qui permet de maximiser la force pour un couple moteur donné.
Par ailleurs, le dispositif selon l'invention peut comporter un premier actionneur et un deuxième actionneur, fixés sur la première partie, notamment au niveau de l'avant-bras et/ou de la main, comportant respectivement des premier et deuxième arbres de rotation, respectivement pour l'actionnement des premier et deuxième éléments flexibles de liaison, les arbres de rotation des premier et deuxième actionneurs s'étendant notamment de façon sensiblement parallèle et/ou perpendiculaire.
En variante, le dispositif selon l'invention peut comporter un unique actionneur, fixé sur la première partie, comportant un unique arbre de rotation présentant au moins une première portion et une deuxième portion de diamètres différents, la première portion ayant notamment un diamètre supérieur au diamètre de la deuxième portion, l'un des premier et deuxième éléments flexibles de liaison, notamment le premier élément flexible de liaison, étant fixé sur la première portion de l'arbre de rotation et l'autre des premier et deuxième éléments flexibles de liaison, notamment le deuxième élément flexible de liaison, étant fixé sur la deuxième portion de l'arbre de rotation, les premier et deuxième éléments flexibles de liaison étant enroulés sur les première et deuxième portions de l'arbre de rotation selon des sens de rotation différents, de telle sorte que l'enroulement de l'un provoque le déroulement de l'autre, et réciproquement.
De cette façon, les premier et deuxième éléments flexibles de liaison peuvent être montés relativement à l'arbre de rotation de l'actionneur de façon « croisée ».
La différence de longueur d'enroulement entre les premier et deuxième éléments flexibles de liaison est de quelques centimètres. Par exemple, la longueur du deuxième élément flexible de liaison est de l'ordre de 5 cm tandis que la longueur du premier élément flexible de liaison est de l'ordre de 7 cm. Cette différence de longueur d'enroulement peut ainsi être gérée par la différence des diamètres entre les première et deuxième portions de l'arbre de rotation. Le diamètre supérieur de la première portion peut par exemple être obtenu par l'ajout d'une poulie sur l'arbre de rotation de l'actionneur au niveau de laquelle se fait l'enroulement du premier élément flexible de liaison.
Selon cette variante, l'invention peut donc permettre d'obtenir un enroulement de l'élément flexible de liaison fléchisseur et de l'élément flexible de liaison extenseur selon des sens de rotation opposés sur un même arbre de rotation d'un actionneur, grâce à l'usage de diamètres différents de l'arbre de rotation.
En variante encore, le dispositif peut comporter un unique actionneur, fixé sur la première partie, éventuellement formé par la juxtaposition et l'assemblage de deux actionneurs distincts, comportant un premier arbre de rotation et un deuxième arbre de rotation pour respectivement l'actionnement des premier et deuxième éléments flexibles de liaison, les premier et deuxième arbres de rotation s'étendant de façon sensiblement parallèle entre eux, le dispositif comportant un élément de renvoi d'angle, notamment sous la forme d'une poulie, fixé sur la première partie, pour permettre de contraindre le cheminement du premier élément flexible de liaison d'une élongation sensiblement perpendiculaire au premier arbre de rotation vers une élongation sensiblement parallèle au premier arbre de rotation en direction de la deuxième partie formant un élément d'attache.
Le dispositif peut en outre comporter une source d'alimentation embarquée. La source d'alimentation peut par exemple comporter une batterie rechargeable, par exemple par l'intermédiaire de la source d'alimentation du socle de positionnement décrit par la suite.
Le dispositif peut également comporter un système de contrôle électronique pour permettre le contrôle du fonctionnement du dispositif.
Le système de contrôle électronique peut par exemple être un circuit intégré, par exemple celui connu sous l'appellation Arduino Nano. De plus, le dispositif peut comporter un élément d'interface utilisateur pour permettre à une personne handicapée d'agir sur le dispositif, notamment par l'intermédiaire de boutons poussoirs de contrôle.
L'élément d'interface utilisateur peut par exemple être situé sur l'avant-bras de la personne handicapée.
Selon une variante, la deuxième partie formant un élément d'attache à placer autour du pouce peut présenter sensiblement une forme tronconique.
En particulier, la deuxième partie formant un élément d'attache peut être réalisée en un matériau souple, découpable pour ajustement au pouce de l'utilisateur.
La deuxième partie formant un élément d'attache peut comporter des moyens de solidarisation des premier et deuxième éléments flexibles, notamment des encoches et/ou des crémaillères.
Selon une variante, l'élément d'interface utilisateur peut comporter au moins une paire de capteurs de commande à pression pour commander le mouvement du pouce.
L'élément d'interface utilisateur peut alors comporter un potentiomètre permettant d'ajuster la sensibilité des capteurs de commande à pression.
Selon encore une variante, l'élément d'interface utilisateur peut comporter un joystick pour la commande du dispositif, comprenant un manche sur un socle.
Le joystick peut être configuré pour être déplacé selon une unique direction pour permettre la flexion et/ou l'extension du pouce.
Selon une autre variante, l'élément d'interface utilisateur peut comporter un support en tissu élastique comprenant des électrodes d'électromyographie de surface pour détecter des contractions de muscles de l'utilisateur et commander le dispositif en conséquence.
Les électrodes peuvent être configurées pour mesurer les contractions des faisceaux supérieurs des trapèzes de l'utilisateur.
Selon une autre variante, l'élément d'interface utilisateur peut comporter des moyens de commande vocale du dispositif. En particulier, l'élément d'interface utilisateur peut comporter un récepteur piézo-électrique pour la commande vocale par laryngophone.
Par ailleurs, l'élément d'interface utilisateur peut comporter une ou plusieurs bandes auto-agrippantes, notamment du type Velcro, pour permettre son positionnement à différents endroits.
De plus, l'élément d'interface utilisateur peut comporter des moyens de communication sans fil avec le reste du dispositif, notamment le système de contrôle électronique du dispositif.
En outre, le dispositif peut comporter un boîtier embarqué, fixé sur la première partie formant une orthèse de la main, dans lequel est intégré au moins ledit au moins un actionneur.
Le boîtier embarqué peut comporter un connecteur, notamment une prise du type « jack », pour sa connexion à un élément d'interface utilisateur.
Ledit au moins un actionneur, la source d'alimentation et le système de contrôle électronique peuvent être intégrés dans le boîtier embarqué.
Par ailleurs, la deuxième partie formant un élément d'attache à placer autour du pouce peut comporter des bandes de fixation auto-agrippantes, notamment du type Velcro. De même, les premières extrémités des premier et deuxième éléments flexibles de liaison peuvent comporter également des bandes de fixation auto-agrippantes, notamment du type Velcro, coopérant avec les bandes de fixation auto-agrippantes de la deuxième partie pour permettre la fixation des premières extrémités des premier et deuxième éléments flexibles de liaison sur la deuxième partie.
La deuxième partie formant un élément d'attache à placer autour du pouce peut encore comporter un élément capteur de pression.
La deuxième partie formant un élément d'attache à placer autour du pouce peut également comporter un élément capteur de température.
L'élément capteur de pression et/ou l'élément capteur de température peuvent être connectés à un ou plusieurs fils de connexion, supplémentaires par rapport aux premier et deuxième éléments flexibles. De façon privilégiée, l'élément capteur de pression et/ou capteur de température peuvent aussi être à communication sans fil. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un ensemble comportant :
- un dispositif tel que défini précédemment, et
- un socle de positionnement pour recevoir le dispositif en cas de non utilisation pour l'assistance à la préhension du pouce de la main.
Le socle de positionnement peut comporter des moyens de fixation à un support sur lequel il est posé, par exemple une table. Ces moyens de fixation peuvent par exemple comporter des ventouses de fixation adhésives.
De façon avantageuse, le socle de positionnement peut permettre à la personne handicapée de faciliter l'enfilage et la dépose du dispositif par elle-même.
Le socle de positionnement peut comporter au moins deux pattes d'enfilage, aptes à venir au contact de la deuxième partie de part et d'autre de celle-ci et à permettre un maintien en position de la deuxième partie lorsqu'une personne handicapée introduit son pouce dans la deuxième partie.
Le socle de positionnement peut de plus comporter au moins deux pattes d'arrachage, aptes à venir au contact de la deuxième partie de part et d'autre de celle-ci et à retenir la deuxième partie sur le socle de positionnement lorsqu'une personne handicapée enlève son pouce de la deuxième partie.
Lesdites au moins deux pattes d'enfilage et deux pattes d'arrachage peuvent être conçues de sorte à s'ajuster aux dimensions de la deuxième partie du dispositif selon l'invention.
La deuxième partie du dispositif peut également comporter un ergot apte à être enfilé entre lesdites au moins deux pattes d'enfilage et deux pattes d'arrachage.
Par ailleurs, le socle de positionnement peut comporter une source d'alimentation apte à permettre un rechargement du dispositif lorsqu'il est en place sur le socle de positionnement.
L'invention a en outre pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé d'utilisation d'un dispositif tel que défini précédemment ou d'un ensemble tel que défini précédemment, dans lequel une personne handicapée réalise un mouvement de déplacement du pouce de la main vers l'index ou la paume de la main, ou l'inverse, par le biais de renroulement/déroulement des premier et deuxième éléments flexibles de liaison autour dudit au moins un arbre de rotation dudit au moins un actionneur.
Le procédé peut comporter également l'étape selon laquelle la personne handicapée enfile le dispositif placé sur le socle de positionnement de l'ensemble par insertion de la main dans la première partie du dispositif et du pouce dans la deuxième partie du dispositif, et/ou enlève le dispositif par positionnement de celui-ci sur le socle de positionnement et enlèvement du pouce depuis la deuxième partie et de la main depuis la première partie.
Le dispositif, l'ensemble et le procédé d'utilisation selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques énoncées dans la description, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 illustre un mouvement naturel de préhension de la main du type « key grip », pour permettre la préhension entre le pouce et l'index de la main d'un objet du type clé,
- la figure 2 illustre, en perspective, un premier exemple de réalisation d'un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main conforme à l'invention, placé sur l'avant-bras, le poignet et la main d'une personne,
- la figure 3 illustre, en perspective, le dispositif de la figure 2 dans une configuration de non utilisation,
- les figures 4 et 5 illustrent le dispositif de la figure 2 selon des angles de vue différents permettant de voir la paume de la main,
- la figure 6 illustre, en perspective, un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main conforme à l'invention, placé sur le poignet et la main d'une personne handicapée, - les figures 7 et 8 illustrent le dispositif de la figure 6 selon des angles de vue différents permettant respectivement de voir la paume et le dos de la main,
- la figure 9 illustre une variante de réalisation de la deuxième partie formant un élément d'attache d'un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main conforme à l'invention,
- la figure 10 illustre un exemple d'ensemble comportant un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main conforme à l'invention et un socle de positionnement,
- la figure 11 représente, en vue de dessus, un détail de réalisation de la première partie du dispositif de la figure 2,
- les figures 12A et 12B illustrent, respectivement en vue de face et en vue de côté, une variante de réalisation d'un arbre de rotation d'un actionneur d'un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main conforme à l'invention,
- la figure 13 illustre, en vue du dessus, une autre variante de réalisation d'un actionneur d'un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main conforme à l'invention,
- la figure 14 illustre, en perspective, une variante de réalisation d'un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main conforme à l'invention, comportant un boîtier embarqué sur la première partie formant une orthèse de la main,
- la figure 15 illustre, en perspective, l'intérieur du boîtier embarqué de la figure 14,
- la figure 16 illustre, en perspective et de façon isolée, le système de contrôle électronique et la source d'alimentation contenus dans le boîtier embarqué de la figure 15,
- la figure 17 représente, en perspective, une variante de réalisation d'une deuxième partie formant un élément d'attache à placer autour du pouce d'un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main conforme à l'invention,
- la figure 18 représente, en perspective, la deuxième partie formant un élément d'attache à placer autour du pouce de la figure 17, positionnée autour du pouce d'un utilisateur, - les figures 19 et 20 illustrent encore, en perspective, des variantes de réalisation d'une deuxième partie formant un élément d'attache à placer autour du pouce d'un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main conforme à l'invention, et
- les figures 21 à 25B illustrent, en perspective, différentes variantes de réalisation d'un élément d'interface utilisateur pour permettre à une personne handicapée d'agir sur un dispositif pour l'assistance à la préhension du pouce de la main conforme à l'invention.
Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues.
De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La figure 1 a déjà été décrite dans la partie relative à l'état de la technique antérieure.
En référence aux figures 2 à 5, on a illustré, en perspective, un premier exemple de réalisation d'un dispositif 1 pour l'assistance à la préhension du pouce 2 de la main 3 conforme à l'invention.
Plus précisément, la figure 2 illustre le dispositif 1 placé sur l'avant-bras 15, le poignet 16 et la main 3 d'une personne handicapée. La figure 3 illustre le dispositif 1 dans une configuration de non utilisation, et les figures 4 et 5 illustrent le dispositif 1 selon des angles de vue différents permettant de voir la paume 9 de la main 3.
Le dispositif 1 comporte ainsi une première partie 5 formant une orthèse de la main 3 et une deuxième partie 6 formant un élément d'attache à placer autour du pouce 2.
L'orthèse 5 comporte un évidement 12 pour l'insertion du pouce 2. Cet évidement 12 est délimité par une partie rigide 5a de l'orthèse 5 qui, dans cet exemple, s'étend autour de la base 2a du pouce 2 et qui est configurée pour autoriser uniquement le mouvement du pouce 2 en flexion/extension en direction de l'index 4. L'orthèse 5 comporte de plus deux bandes de fixation auto-agrippantes 32 du type Velcro pour permettre la solidarisation du dispositif 1 à la main 3, au poignet 16 et à l'avant-bras 15 de la personne handicapée, notamment du type Velcro. Ces deux bandes Velcro 32 s'étendent respectivement autour de la paume 9 et du dos 17 de la main 3 et autour du poignet 16 de la main 3.
Par ailleurs, dans cet exemple et dans ceux qui suivent, l'orthèse se présente sous la forme d'une plaque de maintien réalisée en un matériau thermo-formable. Elle est de plus réalisée sur mesure pour la personne handicapée.
L'élément d'attache 6 est quant à lui placé autour du pouce 2. Il s'étend avantageusement sur la phalange distale (P2) et la phalange proximale (PI) du pouce 2.
Par ailleurs, le dispositif 1 comporte des premier 7 et deuxième 8 éléments flexibles de liaison, sous la forme de fils flexibles 7 et 8, reliant l'orthèse 5 à l'élément d'attache 6. Ces fils flexibles 7 et 8 sont protégés par des gaines de guidage en polytétrafluoroéthylène (PTFE), et permettent une reproduction anthropomorphique de l'actionnement de la main 3.
Les fils flexibles d'extension 7 et de flexion 8 comportent chacun une première extrémité 7a et 8a fixée sur l'élément d'attache 6 de façon diamétralement opposée.
La première extrémité 7a du premier élément flexible de liaison 7 est fixée sur la face externe 2e du pouce 2, par l'intermédiaire de l'élément d'attache 6. La face externe 2e du pouce 2 est orientée à l'opposé de la paume 9 de la main 3. La première extrémité 8a du deuxième fil flexible de liaison 8 est fixée sur la face interne 2i du pouce 2, orientée vers la paume 9 de la main 3.
De plus, le dispositif 1 comporte deux actionneurs 10 et 11 fixés sur l'orthèse 5. Les premier 7 et deuxième 8 fils flexibles comportent chacun une deuxième extrémité 7b, 8b fixée sur respectivement sur les arbres de rotation 10a et lia des deux actionneurs 10 et 11.
Chaque actionneur 10, 11 comporte un arbre de rotation 10a, lia pour l'actionnement des premier 7 et deuxième 8 fils flexibles par enroulement/déroulement des premier 7 et deuxième 8 fils flexibles autour de l'arbre de rotation 10a, lia correspondant. De cette façon, les premier 7 et deuxième 8 fils flexibles permettent respectivement l'extension du pouce 2 en éloignement de l'index 4 de la main 3 et le fléchissement du pouce 2 vers l'index 4 de la main 3. De plus, les arbres de rotation 10a, lia des premier 10 et deuxième 11 actionneurs s'étendent de façon sensiblement parallèle, ce qui permet de gagner en compacité.
Le dispositif 1 comporte également deux organes de guidage 13 et 14, situés sur l'orthèse 5, pour contraindre le cheminement de chacun des premier 7 et deuxième 8 fils flexibles entre leur première 7a, 8a et leur deuxième 7b, 8b extrémités. Les organes de guidage 13 et 14 se présentent sous la forme de pièces rapportées formant des ponts de passage sous lesquels sont positionnés les premier 7 et deuxième 8 fils flexibles pour permettre de guider et de contraindre leur cheminement.
En outre, de façon avantageuse, le deuxième fil flexible 8 s'étend en partie sensiblement le long de la base 2a du pouce 2, entre la paume 9 de la main 3 et la phalange proximale 2b du pouce 2, de sorte à laisser la paume 9 de la main 3 libre.
Dans ce premier exemple de réalisation de dispositif 1 conforme à l'invention des figures 2 à 5, l'orthèse 5 est prévue pour conférer un positionnement naturel du poignet 15 en vue d'effectuer le mouvement du type « key grip » par rapprochement du pouce 2 vers l'index 4.
Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 4, l'orthèse 5 est configurée pour maintenir le poignet 16 en position d'extension avec un angle d'extension a de l'ordre de 20°. L'extension du poignet 15 correspond à une flexion dorsale du poignet 15.
L'utilisation d'une telle orthèse 5 permettant un maintien en position d'extension du poignet 15 trouve son utilité pour les personnes handicapées souffrant d'une incapacité à mouvoir leur poignet 15.
De plus, l'orthèse 5 est configurée pour maintenir le poignet 16 en position d'adduction.
Cette réalisation permet ainsi d'assurer un blocage en position d'extension et en position d'adduction du poignet 15 facilitant le mouvement du pouce 2 vers l'index 4 pour la personne handicapée. Plus particulièrement, l'orthèse 5 assure un blocage de l'articulation trapézo-métacarpienne (TMC) et laisser libre l'articulation métacarpo- phalangienne (MCP).
En outre, le dispositif 1 comporte également une source d'alimentation 28 embarquée comportant une batterie rechargeable par l'intermédiaire de la source d'alimentation 27 du socle de positionnement 23 décrit par la suite. Il comporte aussi un système de contrôle électronique 29 pour permettre le contrôle du fonctionnement du dispositif 1, et un élément d'interface utilisateur 30 pour permettre à une personne handicapée d'agir sur le dispositif 1 par l'intermédiaire de boutons poussoirs de contrôle 31. Cet élément d'interface utilisateur est par exemple destiné à être situé sur l'avant- bras de la personne handicapée.
Par ailleurs, en référence aux figures 6 à 8, on a illustré, en perspective, un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif 1 pour l'assistance à la préhension du pouce 2 de la main 3 conforme à l'invention.
Plus précisément, la figure 6 illustre le dispositif 1 placé sur la main 3 d'une personne handicapée, et les figures 7 et 8 illustrent le dispositif 1 selon des angles de vue différents permettant respectivement de voir la paume 9 et le dos 17 de la main 3.
Dans ce deuxième exemple de réalisation, l'orthèse 5 de la main 3 s'étend uniquement sur la main 3 de sorte à permettre tout mouvement du poignet 16. De la sorte, si la personne handicapée ne souffre pas d'une incapacité de mouvement de son poignet 16, elle peut conserver toute liberté dans la façon de le mouvoir.
Dans ce cas, les actionneurs 10 et 11 sont alors placés sur l'orthèse 5, au niveau de la main 3.
De plus, l'orthèse 5 comporte des moyens d'attache 32 sous la forme d'une seule bande auto-agrippante 32 pour permettre sa solidarisation à la main 3, s'étendant autour du poignet 16.
Dans ce deuxième exemple également, les arbres de rotation 10a, lia des premier 10 et deuxième 11 actionneurs s'étendent de façon sensiblement perpendiculaire.
Dans les premier et deuxième exemples des figures 1 à 5 et 6 à 8, l'élément d'attache 6 se présente sous la forme d'une pièce continue, disposée tout autour du pouce 2. Cette pièce est réalisée dans un matériau thermo-formable et comporte une pluralité d'orifices permettant une aération au contact du pouce 2. L'orthèse 5 peut également être réalisée de façon analogue.
La figure 9 illustre une variante de réalisation de l'élément d'attache 6 d'un dispositif 1 conforme à l'invention, par exemple du type de la figure 2 ou du type de la figure 6.
Selon cette variante, l'élément d'attache 6 se présente sous la forme d'une première bague 6a s'étendant tout autour de la phalange distale (P2) du pouce 2 et d'une deuxième bague 6b s'étendant tout autour de la phalange proximale PI du pouce 2. Ces première 6a et deuxième 6b bagues sont réalisées en tissu thermoformable.
La fixation des premier 7 et deuxième 8 fils flexibles est réalisée sur la première bague 6a, tandis que la deuxième bague 6b permet d'assurer le guidage des fils flexibles 7 et 8 de sorte qu'ils soient maintenus en rapprochement du pouce 2.
En référence à la figure 10, on a par ailleurs illustré un exemple d'ensemble 24 comportant un dispositif 1 conforme à l'invention, par exemple du type de la figure 2 ou de la figure 6, et un socle de positionnement 23.
Le socle de positionnement 23 est destiné à recevoir le dispositif 1 en cas de non utilisation pour l'assistance à la préhension du pouce 2 de la main 3.
De façon avantageuse, le socle de positionnement 23 permet à la personne handicapée de faciliter l'enfilage et la dépose du dispositif 1 par elle-même.
Il comporte au moins quatre pattes, dont au moins deux pattes d'enfilage 25, aptes à venir au contact de l'élément d'attache 6 de part et d'autre de celui-ci et à permettre un maintien en position de cet élément d'attache 6 lorsqu'une personne handicapée introduit son pouce dans celui-ci.
II comporte également au moins deux pattes d'arrachage 26, aptes à venir au contact de l'élément d'attache 6 de part et d'autre de celui-ci et à retenir l'élément d'attache 6 sur le socle de positionnement 23 lorsqu'une personne handicapée enlève son pouce de celui-ci.
Bien que non représenté, l'élément d'attache 6 pourrait comporter un ergot apte à être enfilé entre les pattes d'enfilage 25 et les pattes d'arrachage 26. Par ailleurs, le socle de positionnement 23 comporte une source d'alimentation 27 apte à permettre un rechargement du dispositif 1 lorsqu'il est en place sur le socle de positionnement23.
La figure 11 représente en outre, en vue de dessus, un détail de réalisation de la première partie 5 du dispositif 1 de la figure 2.
Comme on peut le voir plus facilement sur cette figure 11, le dispositif 1 comporte deux carters de fixation 10b et 11b, en laiton, des deux actionneurs 10 et 11 sur l'orthèse 5, dans lesquels sont respectivement introduits partiellement les actionneurs 10 et 11.
De façon avantageuse, les deux carters de fixation 10b et 11b sont disposés sur l'orthèse 5 de façon adjacente au dos 17 de la main 3. En effet, le fait de disposer les carters de fixation 10b et 11b de façon adjacente au dos 17 de la main 3 permet de libérer la paume 9 de la main 3 de tout élément encombrant. De façon générale, l'orthèse 5 comporte une section supérieure, adjacente au dos 17 de la main 3, et une section inférieure, au niveau de l'évidement 12 laissant passer le pouce 2, et il est important que les carters 10b et 11b soient disposés sur cette section supérieure.
Ces carters de fixation 10b et 11b comportent des orifices pour permettre leur fixation à l'aide de vis sur l'orthèse 5. Ils permettent un renforcement mécanique des actionneurs 10 et 11 et peuvent empêcher une torsion des arbres de rotation 10a et lia. En effet, au moins l'un des carters de fixation 10b et 11b, ici le carter 10b, comporte une coque de renforcement 10c pourvue d'un orifice de contact 19 dans lequel l'arbre de rotation 10a est inséré. Ainsi, les forces radiales pouvant s'exercer sur l'arbre de rotation 10a sont compensées par l'orifice de contact 19 de la coque de renforcement 10c.
Par ailleurs, cette coque de renforcement 10c comporte aussi un orifice latéral de passage 20 pour le premier fil flexible 7. Cet orifice latéral de passage 20 permet un positionnement tangent du premier fil flexible 7 par rapport à l'arbre de rotation 10a.
Dans les premier et deuxième exemples de réalisation d'un dispositif 1 conforme à l'invention selon les figures 2 et 6, on a envisagé l'utilisation de deux actionneurs distincts 10 et 11, placés sur l'orthèse 5 de la main 3. Toutefois, il est également possible d'envisager l'utilisation d'un unique actionneur 10.
Ainsi, les figures 12A et 12B illustrent, respectivement en vue de face et en vue de côté, une variante de réalisation d'un arbre de rotation 10a pour un actionneur 10 d'un dispositif 1 conforme à l'invention.
L'arbre de rotation 10a présente une première portion 21a et une deuxième portion 21b de diamètres différents. En particulier, la première portion 21a a un diamètre Da supérieur au diamètre Db de la deuxième portion 21b.
De plus, le premier fil flexible 7 est fixé sur la première portion 21a de l'arbre de rotation 10a, et le deuxième fil flexible 8 est fixé sur la deuxième portion 21b de l'arbre de rotation 10a, les premier 7 et deuxième 8 fils flexibles étant enroulés sur les première 21a et deuxième 21b portions selon des sens de rotation différents, de telle sorte que l'enroulement de l'un provoque le déroulement de l'autre, et réciproquement.
De cette façon, les premier 7 et deuxième 8 fils flexibles de liaison peuvent être montés relativement à l'arbre de rotation 10a de façon « croisée ».
Selon cette variante, il est donc possible d'obtenir un enroulement du fil fléchisseur 8 et du fil extenseur 7 selon des sens de rotation opposés sur un même arbre de rotation 10a d'un actionneur 10.
Par ailleurs, la figure 13 illustre, en vue du dessus, une autre variante de réalisation d'un actionneur 10 unique pour un dispositif 1 conforme à l'invention.
Selon cette variante, le dispositif 1 comporte un unique actionneur 10, fixé sur l'orthèse 5, formé éventuellement par la juxtaposition et le couplement de deux actionneurs distincts.
Cet actionneur 10 comporte un premier arbre de rotation 10a et un deuxième arbre de rotation lia pour respectivement l'actionnement des premier 7 et deuxième 8 fils flexibles.
Ces premier 10a et deuxième lia arbres de rotation s'étendent de façon sensiblement parallèle entre eux.
Afin de permettre le cheminement du fil flexible 7 vers l'élément d'attache 6, le dispositif 1 comporte une poulie de renvoi d'angle 22, fixée sur l'orthèse 5, pour permettre de contraindre le cheminement du premier fil flexible 7 d'une élongation sensiblement perpendiculaire au premier arbre de rotation 10a vers une élongation sensiblement parallèle au premier arbre de rotation 10a en direction de l'élément d'attache 6.
Pour l'utilisation d'un dispositif 1 conforme à l'invention, une personne handicapée peut réaliser un mouvement de déplacement du pouce 2 de la main 3 vers l'index 4, ou l'inverse, par le biais de l'enroulement et/ou déroulement des premier 7 et deuxième 8 fils flexibles de liaison autour du ou arbres de rotation 10a et 10b du ou des actionneurs 10 et 11.
Le socle de positionnement 23 de l'ensemble 24 décrit en référence à la figure
10 peut être utilisé de la manière suivante.
Pour enfiler le dispositif 1, celui-ci est posé sur le socle 23 et la personne handicapée passe son pouce 2 dans l'orthèse 5 par l'évidement 12, puis dans la pièce de fixation 6. Les pattes d'enfilage 25 permettent alors de résister à la poussée. La personne handicapée soulève ensuite le dispositif 1 pour le retirer du socle 23, et referme la bande de fixation 32 du type Velcro.
Pour retirer le dispositif 1, la personne handicapée le pose sur le socle 23 qui maintient l'élément d'attache 6. Elle retire les bandes de fixation 32 du type Velcro, et retire son pouce 2 de l'élément d'attache 6 puis de l'orthèse 5. Les pattes d'arrachage 26 permettent de retenir l'élément d'attache 6 lors de ces opérations.
La pose du dispositif 1 sur le socle 23 permet également de recharger la source d'alimentation 28 embarquée du dispositif 1.
En outre, la figure 14 illustre, en perspective, une variante de réalisation d'un dispositif 1 pour l'assistance à la préhension du pouce 2 de la main 3 conforme à l'invention, comportant un boîtier embarqué 43 sur la première partie 5 formant une orthèse de la main 3. De plus, la figure 15 illustre, en perspective, l'intérieur du boîtier embarqué 43 et la figure 16 illustre, en perspective et de façon isolée, le système de contrôle électronique 29 et la source d'alimentation 28 contenus dans le boîtier embarqué 43. Afin de pouvoir être facilement utilisable au quotidien, durant toutes les activités de l'utilisateur, il peut être souhaitable de disposer d'un dispositif 1 qui soit de taille et de poids réduits, et donc facilement transportable.
Pour cela, on peut prévoir que le dispositif 1 comporte un boîtier embarqué 43, fixé sur la première partie 5 formant une orthèse de la main 3.
De façon avantageuse, ce boîtier embarqué 43 peut comporter le ou les actionneurs 10, 11 du dispositif 1, ainsi qu'une source d'alimentation 28 et un système de contrôle électronique 29. De plus, le boîtier embarqué 43 peut comporter un connecteur 44, notamment une prise du type « jack », pour sa connexion à un élément d'interface utilisateur 30 ou élément de commande.
Ainsi, par exemple, comme représenté sur les figures 15 et 16, le boîtier embarqué 43 peut comporter deux compartiments Cl et C2 adjacents.
Le premier compartiment Cl comporte à la fois la carte électronique 29 et sa batterie 28 qui l'alimente. Comme on peut le voir sur la figure 16, la batterie 28 est reliée à la carte électronique 29 par le biais d'un connecteur d'alimentation 45. De plus, la carte électronique 29 comporte le connecteur 44, du type « jack », par exemple de taille 2,5 mm, et un port de connexion 46, par exemple du type micro-USB. Ce port de connexion 46 permet par exemple de recharger la batterie 28. La carte électronique 29 est de taille réduite, par exemple de 2,5 cm x 3,5 cm.
Comme il résulte de la figure 15, la carte électronique 29 et la batterie 28 sont superposées l'une sur l'autre au sein du premier compartiment Cl du boîtier embarqué 43.
Par ailleurs, le deuxième compartiment C2 permet de positionner le ou les actionneurs 10, 11, qui sont alors contenus dans un carter moteur 47 permettant de les protéger.
Le boîtier embarqué 43 peut être fixé de différentes manières sur la première partie 5 formant une orthèse de la main 3, et par exemple par un système de bandes de fixation auto-agrippantes, notamment du type Velcro. De façon avantageuse, le boîtier embarqué 43 permet une protection optimale du ou des actionneurs 10, 11, de la batterie 28 et de la carte électronique 29. Par ailleurs, on a représenté sur la figure 17, en perspective, une variante de réalisation d'une deuxième partie 6 formant un élément d'attache à placer autour du pouce 2 d'un dispositif 1 pour l'assistance à la préhension du pouce 2 de la main 3 conforme à l'invention, et sur la figure 18, en perspective, cet élément d'attache 6 positionné en utilisation autour du pouce 2 d'un utilisateur.
Selon cette variante, l'élément d'attache 6 présente une forme générale tronconique, prévue pour pouvoir s'adapter sur le pouce d'un utilisateur quelconque. Ainsi, l'élément d'attache 6 présente sensiblement une forme de bague en cône.
En particulier, l'élément d'attache 6 est avantageusement réalisé en un matériau souple et peut ainsi être découpé pour être ajusté à la taille du pouce 2 de l'utilisateur. Cet élément d'attache 6 peut par exemple être issu d'une impression tridimensionnelle (3D). Il peut par exemple présenter une hauteur d'environ 5 cm, une épaisseur d'environ 3 mm et/ou un diamètre compris par exemple entre 2 et 3 cm.
L'élément d'attache 6 comprend un corps creux 40, avec des surfaces inférieure 401 et supérieure 40S évidées de sorte à créer une ouverture traversante 41 pour le passage du pouce 2.
Par ailleurs, l'élément d'attache 6 comporte, sur sa surface latérale 40L, des moyens de solidarisation 42 des premier 7 et deuxième 8 éléments flexibles, notamment des encoches et/ou des crémaillères, de part et d'autre de l'élément d'attache.
Ainsi, dans le cas d'un système de crémaillères comme représenté par exemple, les premier 7 et deuxième 8 éléments flexibles comprennent des billes qui s'encastrent dans la crémaillère respective de l'élément d'attache 6 et qui restent ainsi solidaires de celui-ci.
De façon avantageuse, un tel élément d'attache 6 peut être fourni à chaque nouvel utilisateur d'un dispositif 1 selon l'invention. De cette façon, ce nouvel utilisateur n'a plus qu'à découper la bonne portion d'élément d'attache 6 pour obtenir une bague adaptée à la taille de son pouce.
Par ailleurs, ce type d'élément d'attache 6 peut être facilement désolidarisé des premier 7 et deuxième 8 éléments flexibles. Alors, le bloc formé par le ou les actionneurs 10, 11 et la partie électronique, notamment une source d'alimentation 28 et un système de contrôle électronique 29, peut être facilement transposé d'un utilisateur à l'autre.
La figure 19 illustre quant à elle, en perspective, une autre variante de réalisation d'une deuxième partie formant un élément d'attache 6 à placer autour du pouce 2 d'un dispositif 1 pour l'assistance à la préhension du pouce 2 de la main 3 conforme à l'invention.
Tout comme pour les moyens de solidarisation 42 de l'élément d'attache 6 décrits en référence à la figure 17, la solution de la figure 19 vise à rendre l'élément d'attache 6 indépendant de la partie électronique du dispositif 1.
De plus, cette solution apporte une sécurité supplémentaire dans la mesure où en cas de tension excessive des éléments flexibles 7, 8, la fixation va se désolidariser (« se déscratcher ») de sorte à ne pas blesser l'utilisateur.
Ainsi, l'élément d'attache 6 comporte des bandes de fixation auto-agrippantes 48a et 48b du type Velcro. De même, les premières extrémités 7a et 8a des premier 7 et deuxième 8 éléments flexibles de liaison comportent des bandes de fixation auto- agrippantes 49a et 49b du type Velcro. Ces bandes de fixation auto-agrippantes 48a, 48b et 49a, 49b coopèrent ensemble pour permettre la fixation des premières extrémités 7a et 8a des premier 7 et deuxième 8 éléments flexibles de liaison sur l'élément d'attache 6.
Pour ce faire, les éléments flexibles 7 et 8 peuvent être cousus sur des éléments Velcro 49a et 49b, et deux éléments Velcro 48a et 48b peuvent être fixés, notamment collés, sur l'élément d'attache 6. De préférence, l'un des éléments Velcro est choisi pour être velours tandis que l'autre est choisi pour être crochets de sorte à ne pas se tromper de sens lors du positionnement.
L'élément d'attache 6 peut être de tout type, et par exemple en plastique thermoformé ou encore en un matériau souple de forme tronconique comme décrit précédemment en référence aux figures 17 et 18.
De plus, de façon avantageuse, l'élément Velcro 49a à l'extrémité 8a de l'élément flexible 8 peut être recouvert d'un antidérapant sur sa face d'utilisation pour éviter qu'un objet ne glisse entre les doigts de l'utilisateur. La figure 20 illustre encore, en perspective, une autre variante de réalisation d'une deuxième partie formant un élément d'attache 6 à placer autour du pouce 2 d'un dispositif 1 pour l'assistance à la préhension du pouce 2 de la main 3 conforme à l'invention.
Dans cet exemple, l'élément d'attache 6, par exemple réalisé en tissu thermoformable, comporte avantageusement un élément capteur de pression 50 et un élément capteur de température 51. Le capteur de pression 50 peut par exemple être constitué d'une feuille polymère, notamment du type velostat avec une résistance diminuant avec la pression reçue, prise entre deux feuilles de cuivre.
En effet, les utilisateurs cibles du dispositif 1 selon l'invention n'ayant a priori peu ou pas de sensibilité au niveau de leur main, il peut être intéressant de munir le dispositif 1 de tels capteurs de température 51 et de pression 50 pour pallier à ce manque de sensibilité.
Ainsi, le capteur de température 51 permet d'éviter que l'utilisateur ne se brûle en manipulant un objet trop chaud, par exemple. De plus, le capteur de température 51 est avantageusement choisi pour avoir un temps de réponse très court pour que l'utilisateur puisse tester la température d'un objet en approchant sa main, afin de savoir s'il peut le saisir ou non.
Le capteur de pression 50 joue quant à lui un double rôle : d'une part, il permet à l'utilisateur de connaître la force qu'il exerce et d'ajuster la finesse de sa prise ; d'autre part, il évite que l'utilisateur ne se blesse en restant inconsciemment en position serrée, car alors un risque d'escarres peut se manifester.
Afin d'obtenir un retour d'informations des capteurs de pression 50 et de température 51, un système de diodes électroluminescentes (LED) peut être prévu sur la deuxième partie 5, l'utilisateur ayant naturellement le regard porté vers la main 3 qu'il utilise. Ainsi, une LED peut par exemple s'allumer si la température mesurée dépasse un seuil prédéfini. Une autre LED peut en outre s'allumer pour informer l'utilisateur de la pression exercée par le pouce : par exemple, elle peut clignoter à une fréquence proportionnelle à la pression mesurée. En outre, on va maintenant décrire, en référence aux figures 21 à 25B, diverses variantes de réalisation et de fonctionnement d'un élément d'interface utilisateur 30 pour permettre à une personne handicapée d'agir sur un dispositif 1 pour l'assistance à la préhension du pouce 2 de la main 3 conforme à l'invention.
En effet, pour pouvoir fonctionner efficacement, la commande du dispositif 1 par le biais de l'élément d'interface utilisateur 30 doit être à la fois simple d'utilisation, très robuste et discrète. De plus, celle-ci doit aussi être analogique pour permettre à l'utilisateur de choisir la force à appliquer.
Ainsi, deux modes de commande peuvent notamment être utilisés, à savoir : des capteurs de commande à pression, tels que décrits ci-après en référence à la figure 21, et des capteurs du type « joystick » (ou encore du type manche posé sur un socle), décrits ci-après en référence à la figure 22. Ces capteurs doivent pouvoir se placer facilement à différents endroits du corps d'un utilisateur, en fonction de ses capacités.
Par ailleurs, deux autres modes de commande ont aussi été envisagés, à savoir du type électromyographie (EMG) par l'interprétation de l'activité électrique des muscles, décrit par la suite en référence aux figures 23A et 23B, et du type laryngophone, décrit par la suite en référence à la figure 24. Ces commandes sont alors placées sur les muscles encore innervés pour l'EMG, et sur le cou pour le laryngophone.
Ainsi, la figure 21 illustre tout d'abord, en perspective, un élément d'interface utilisateur 30 se présentant sous la forme d'une paire de capteurs de commande à pression 52a, 52b.
Dans cet exemple, les deux capteurs de commande à pression 52a, 52b se présentent sous la forme de carrés plats d'environ 5 cm de côté. Ils peuvent être fabriqués sur le même principe que le capteur de pression 50 décrit en référence à la figure 20, à savoir par une feuille polymère, notamment du type velostat, prise entre deux feuilles de cuivre.
Les deux capteurs de commande à pression 52a et 52b sont connectés entre eux par le biais d'un câble 53, notamment du type jack de taille 3,5 mm, et à la carte électronique 29 du dispositif 1 par le biais d'une prise 55, notamment de type jack également. Le nombre de capteurs de commande à pression peut être variable et supérieur à deux. Toutefois, de tels capteurs de commande à pression vont toujours par paire : en effet, l'un des capteurs 52a, 52b va permettre de commander la flexion du pouce 2, tandis que l'autre des capteurs 52a, 52b va permettre de commander l'extension du pouce 2. La force exercée par le système d'activation est proportionnelle à la pression appliquée sur un capteur.
Les utilisateurs cibles du dispositif 1 ne pouvant pas contracter leurs triceps, ils ne peuvent pas appuyer vers le bas avec leurs mains. Alors, ils reposent leur main sur le capteur de commande à pression 52a ou 52b et retiennent plus ou moins leur bras en contractant le biceps. Toutefois, chaque utilisateur ayant un poids de bras différent, il est prévu un potentiomètre 54 permettant d'ajuster la sensibilité du dispositif 1.
Par ailleurs, la figure 22 illustre, en perspective, la possibilité d'avoir l'élément d'interface utilisateur 30 se présentant sous la forme d'un joystick 56, soit un périphérique informatique comprenant un manche 57 articulé sur un socle 58.
De façon avantageuse, le joystick 56 est à potentiomètre, utilisé également avec un montage diviseur de tension. Le manche 57 du joystick 56 mesure environ 2 cm.
Lorsque relâché, le joystick 56 revient au centre. Il est utilisé selon une direction unique, l'inclinaison d'un côté commandant la flexion du pouce 2 et l'inclinaison de l'autre côté commandant l'extension du pouce 2.
De plus, la force exercée par le système d'activation est proportionnelle à l'inclinaison du joystick 56. Lorsque le joystick 56 est en position centrale, le ou les actionneurs 10, 11 sont arrêtés. La taille du joystick 56 peut être choisie pour constituer un compromis entre discrétion et facilité d'utilisation. Le joystick 56 comprend également une prise du type jack 59 pour sa connexion à la carte électronique 29 du dispositif 1.
En référence aux figures 23A et 23B, on illustre maintenant, en vue du dessus, l'utilisation d'un élément d'interface utilisateur 30 utilisant le principe de l'électromyographie de surface (sEMG), qui consiste à placer des électrodes sur la peau de l'utilisateur afin de détecter la contraction des muscles sous-jacents. Une contraction ou une combinaison de contractions peuvent donc commander le ou les actionneurs 10, 11 du dispositif 1. Dans le mode de commande envisagé ici, l'intensité de la contraction, éventuellement couplée à un autre signal déclencheur, peut permettre de commander la vitesse du ou des actionneurs 10, 11.
En outre, les électrodes médicales utilisées en sEMG pouvant laisser des marques et causer des irritations à terme, elles nécessitent une aide extérieure pour être positionnées sur une personne tétraplégique. Pour ce faire, on utilise donc des électrodes sous forme de bandes en tissu 61 sur lesquelles un bouton à pression 62 est cousu avec du fil conductif.
Ces bandes 61 peuvent être utilisées sur un brassard, étant cousues sur un support en tissu 60 élastique facilitant la mise en place par une personne tétraplégique.
En se branchant sur les boutons à pression 62, le dispositif 1 peut alors mesurer l'activité électrique du muscle.
Par ailleurs, le support en tissu 60 peut également comporter des encoches et/ou bandes auto-agrippantes du type Velcro pour permettre de serrer le brassard.
De façon avantageuse, la mesure des contractions des faisceaux supérieurs des trapèzes est privilégiée, l'un de ces deux muscles commandant la flexion et l'autre l'extension du pouce 2.
Grâce à une telle réalisation de l'élément d'interface utilisateur 30, il est possible d'obtenir une commande discrète, le brassard étant caché sous les vêtements, même lorsqu'ils sont à manches courtes ou légèrement décolletées. De plus, ce principe présente une certaine universalité puisque tous les utilisateurs cibles (personnes tétraplégiques de niveau C5 ou C6) peuvent contracter le faisceau supérieur du trapèze.
En outre, il permet l'utilisation simultanée puisque contracter ce muscle ne modifie que très légèrement la position de l'avant-bras et ne gêne donc que très peu l'utilisation du dispositif 1.
Par ailleurs, en référence à la figure 24, on a illustré, en perspective, la possibilité d'avoir un élément d'interface utilisateur 30 reposant sur le principe d'une commande vocale.
Ainsi, un récepteur piézo-électrique 64 est placé contre la trachée de l'utilisateur. Lorsqu'il parle, les vibrations mécaniques de sa gorge sont alors transformées en courant électrique par le récepteur 64. Ce courant est alors amplifié et filtré avant d'être échantillonné par un microcontrôleur 65. Ce microcontrôleur 65 peut comporter une connexion 67, par exemple vers un module de communication Bluetooth, et peut être associé à un circuit d'alimentation, d'amplification et de filtrage 66.
Le ou les actionneurs 10, 11 sont commandés non pas par prononciation de mots mais en chantant des notes, par exemple sur la base d'une commande à deux notes. En effet, l'élément d'interface utilisateur 30 détecte et interprète des fréquences vocales, lorsqu'elles sont maintenues. Une plage de fréquence correspond à l'extension du pouce 2, tandis qu'une autre plage de fréquence correspond à la flexion du pouce 2. La hauteur de la fréquence au sein de ces plages commande la vitesse du mouvement. Toutefois, tout type de commande vocale peut être adapté, et par exemple une commande à partir de mots, tels que « ouvrir » et « fermer ».
Le calibrage des fréquences seuils est par ailleurs rapide et peut être effectué à tout moment. La fréquence devant être maintenue pour activer l'élément d'interface utilisateur 30, le ou les actionneurs 10, 11 ne risquent pas de tourner involontairement si l'utilisateur parle à vitesse normale. De plus, les vibrations de l'air n'affectent pas le récepteur piézo-électrique 64, et donc l'élément d'interface utilisateur 30 est insensible au bruit extérieur.
Les commandes du type joystick 56 et capteurs de commande à pression 52a, 52b, décrits précédemment en référence aux figures 21 et 22, peuvent être interchangeables, de manière transparente pour l'utilisateur. Dans une version filaire, il suffit alors de brancher la prise jack du dispositif 1 à la commande jack de l'élément d'interface utilisateur 30, joystick 56 ou capteurs de commande à pression 52a, 52b, de sorte que le dispositif 1 soit prêt à l'emploi.
Cette modularité peut être obtenue de deux manières différentes, selon le type de joystick :
- si le joystick a deux sorties (c'est-à-dire qu'il contient deux potentiomètres et que seule la résistance d'un des deux est modifiée quand on incline le manche d'un côté, et inversement), alors on fabrique des capteurs de commande à pression de telle sorte que les valeurs qu'ils retournent correspondent aux valeurs retournées par le joystick, en jouant sur la surface de matériau conducteur et sur la résistance du potentiomètre raccordé aux capteurs de commande à pression ; on peut alors utiliser le même code sans difficulté ;
- si le joystick a une seule sortie (c'est-à-dire qu'il contient un seul potentiomètre, dont la valeur augmente lorsque l'on penche le joystick d'un côté, et diminue de l'autre), alors on relie directement la deuxième voie (celle qui aurait été reliée au deuxième capteur de commande à pression) à la masse ; le programme détecte alors cette configuration et interprète différemment la valeur lue sur la première voie.
Par ailleurs, en référence aux figures 25A et 25B, on a respectivement illustré en perspective la possibilité pour les capteurs de commande à pression 52a, 52b et le joystick 56 de comporter des bandes auto-agrippantes 70, notamment du type Velcro, pour leur permettre d'être positionnés où l'utilisateur le souhaite.
En particulier, les bandes du type Velcro 70 peuvent être positionnées sous les éléments d'interface utilisateur 30 pour permettre à l'utilisateur de les placer où bon lui semble. Cela permet de répondre à une demande des patients de pouvoir avoir une commande modulaire, adaptable aux contraintes liées à leur handicap.
En outre, il peut être prévu d'avoir un élément d'interface utilisateur 30 pourvu de moyens de communication sans fil avec la carte électronique 29 du dispositif 1. Ainsi, un module constitué d'un microcontrôleur et d'un émetteur-récepteur radiofréquence peut être intégré à chaque élément d'interface utilisateur 30, qui peut alors échantillonner la valeur d'un capteur et la transmettre à un même module intégré sur la carte électronique 29 du dispositif 1. La carte électronique 29 du dispositif 1 pourrait alors interpréter cette valeur pour activer ou non le ou les actionneurs 10, 11.
Toutefois, le dispositif 1 pourrait conserver des connexions, notamment du type jack, pour que l'utilisateur puisse brancher un câble et désactiver la communication sans fil s'il le souhaite.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. Diverses modifications peuvent y être apportées par l'homme du métier. L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) pour l'assistance à la préhension du pouce (2) de la main (3), comportant au moins :
- une première partie (5) formant une orthèse de la main (3), comportant un évidement (12) pour l'insertion du pouce (2), cet évidement (12) étant délimité par au moins une partie rigide (5a) de la première partie (5), qui s'étend au moins partiellement sensiblement autour de la base (2a) du pouce (2) et qui est configurée pour autoriser le mouvement du pouce (2) en flexion/extension et limiter les autres mouvements du pouce (2),
- une deuxième partie (6) formant un élément d'attache à placer autour du pouce (2),
- des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison reliant la première partie (5) à la deuxième partie (6), comportant chacun une première extrémité (7a, 8a) fixée sur la deuxième partie (6), la première extrémité (7a) du premier élément flexible de liaison (7) étant fixée sur la face externe (2e) du pouce (2), orientée à l'opposé de la paume (9) de la main (3), et la première extrémité (8a) du deuxième élément flexible de liaison (8) étant fixée sur la face interne (2i) du pouce (2), orientée vers la paume (9) de la main (3),
- au moins un actionneur (10, 11), fixé sur la première partie (5), comportant au moins un arbre de rotation (10a, lia) pour l'actionnement des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison par enroulement/déroulement des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison autour dudit au moins un arbre de rotation (10a, lia) pour respectivement permettre l'extension du pouce (2) et le fléchissement du pouce (2), les premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison comportant chacun une deuxième extrémité (7b, 8b) fixée sur ledit au moins un arbre de rotation (10a, lia) dudit au moins un actionneur (10, 11),
- au moins un organe de guidage (13, 14), situé sur la première partie (5), pour contraindre le cheminement de chacun des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison entre leur première (7a, 8a) et deuxième (7b, 8b) extrémités, le deuxième élément flexible de liaison (8) s'étendant au moins en partie sensiblement le long de la base (2a) du pouce (2), entre la paume (9) de la main (3) et la phalange proximale (2b) du pouce (2), de sorte à laisser la paume (9) de la main (3) libre.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (5) formant l'orthèse de la main (3) est réalisée en un matériau thermo-formable.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première partie (5) formant l'orthèse de la main (3) est configurée pour maintenir le poignet (16) en position d'extension, avec un angle d'extension (a) compris entre 10 et 30°, de préférence de l'ordre de 20°.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison sont constitués par des fils flexibles.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie (6) formant un élément d'attache à placer autour du pouce (2) se présente sous la forme d'une pièce continue, disposée tout autour du pouce (2).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la deuxième partie (6) formant un élément d'attache à placer autour du pouce (2) se présente sous la forme d'au moins deux bagues (6a, 6b) s'étendant tout autour du pouce (2), notamment d'une première bague (6a) s'étendant tout autour de la phalange distale (P2) du pouce (2) et d'une deuxième bague (6b) s'étendant tout autour de la phalange proximale (PI) du pouce (2).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la deuxième partie (6) formant un élément d'attache à placer autour du pouce (2) présente sensiblement une forme tronconique.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la deuxième partie (6) formant un élément d'attache est réalisée en un matériau souple, découpable pour ajustement au pouce (2) de l'utilisateur.
9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la deuxième partie (6) formant un élément d'attache comporte des moyens de solidarisation (42) des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles, notamment des encoches et/ou des crémaillères.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un organe de guidage (13, 14) se présente sous la forme d'une pièce rapportée (13, 14) sur la première partie (5) formant l'orthèse de la main (3), sous la forme d'un pont de passage sous lequel sont positionnés les premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison pour permettre de guider et de contraindre leur cheminement.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un carter de fixation (10b, 11b) dudit au moins un actionneur (10, 11) sur la première partie (5) formant l'orthèse de la main (3), dans lequel est introduit au moins partiellement ledit au moins un actionneur (10, 11).
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit au moins un carter de fixation (10b) comporte une coque de renforcement (10c) pourvue d'un orifice de contact (19) dans lequel l'arbre de rotation (10a) dudit au moins un actionneur (10) est inséré.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la coque de renforcement (10c) comporte un orifice latéral de passage (20) pour le premier (7) et/ou le deuxième (8) éléments flexibles de liaison.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un premier actionneur (10) et un deuxième actionneur (11), fixés sur la première partie (5), notamment au niveau de l'avant-bras (15) et/ou de la main (3), comportant respectivement des premier (10a) et deuxième (lia) arbres de rotation, respectivement pour l'actionnement des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison, les arbres de rotation (10a, lia) des premier (10) et deuxième (11) actionneurs s'étendant notamment de façon sensiblement parallèle et/ou perpendiculaire.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte un unique actionneur (10), fixé sur la première partie (5), comportant un unique arbre de rotation (10a) présentant au moins une première portion (21a) et une deuxième portion (21b) de diamètres différents, la première portion (21a) ayant notamment un diamètre (Da) supérieur au diamètre (Db) de la deuxième portion (21b), l'un des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison, notamment le premier élément flexible de liaison (7), étant fixé sur la première portion (21a) de l'arbre de rotation (10a) et l'autre des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison, notamment le deuxième élément flexible de liaison (8), étant fixé sur la deuxième portion (21b) de l'arbre de rotation (10a), les premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison étant enroulés sur les première (21a) et deuxième (21b) portions de l'arbre de rotation (10a) selon des sens de rotation différents, de telle sorte que l'enroulement de l'un provoque le déroulement de l'autre, et réciproquement.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte un unique actionneur (10), fixé sur la première partie (5), éventuellement formé par la juxtaposition et l'assemblage de deux actionneurs distincts, comportant un premier arbre de rotation (10a) et un deuxième arbre de rotation (lia) pour respectivement l'actionnement des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison, les premier (10a) et deuxième (lia) arbres de rotation s'étendant de façon sensiblement parallèle entre eux, le dispositif (1) comportant un élément de renvoi d'angle (22), notamment sous la forme d'une poulie (22), fixé sur la première partie (5), pour permettre de contraindre le cheminement du premier élément flexible de liaison (7) d'une élongation sensiblement perpendiculaire au premier arbre de rotation (10a) vers une élongation sensiblement parallèle au premier arbre de rotation (10a) en direction de la deuxième partie (6) formant un élément d'attache.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une source d'alimentation (28) embarquée.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système de contrôle électronique (29) pour permettre le contrôle du fonctionnement du dispositif (1).
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un élément d'interface utilisateur (30) pour permettre à une personne handicapée d'agir sur le dispositif (1), notamment par l'intermédiaire de boutons poussoirs de contrôle (31).
20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'élément d'interface utilisateur (30) comporte au moins une paire de capteurs de commande à pression (52a, 52b) pour commander le mouvement du pouce (2).
21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'élément d'interface utilisateur (30) comporte un potentiomètre (54) permettant d'ajuster la sensibilité des capteurs de commande à pression (52a, 52b).
22. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'élément d'interface utilisateur (30) comporte un joystick (56) pour la commande du dispositif (1), comprenant un manche (57) sur un socle (58).
23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que le joystick
(56) est configuré pour être déplacé selon une unique direction pour permettre la flexion et/ou l'extension du pouce (2).
24. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'élément d'interface utilisateur (30) comporte un support en tissu (60) élastique comprenant des électrodes d'électromyographie de surface (sEMG) pour détecter des contractions de muscles de l'utilisateur et commander le dispositif (1) en conséquence.
25. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que les électrodes sont configurées pour mesurer les contractions des faisceaux supérieurs des trapèzes de l'utilisateur.
26. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'élément d'interface utilisateur (30) comporte des moyens de commande vocale du dispositif (1).
27. Dispositif selon la revendication 26, caractérisé en ce que l'élément d'interface utilisateur (30) comporte un récepteur piézo-électrique (64) pour la commande vocale par laryngophone.
28. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 27, caractérisé en ce que l'élément d'interface utilisateur (30) comporte une ou plusieurs bandes auto-agrippantes (70), notamment du type Velcro, pour permettre son positionnement à différents endroits.
29. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 28, caractérisé en ce que l'élément d'interface utilisateur (30) comporte des moyens de communication sans fil avec le reste du dispositif (1), notamment le système de contrôle électronique (29) du dispositif (1).
30. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier embarqué (43), fixé sur la première partie (5) formant une orthèse de la main (3), dans lequel est intégré au moins ledit au moins un actionneur (10, 11).
31. Dispositif selon la revendication 30, caractérisé en ce que le boîtier embarqué (43) comporte un connecteur (44), notamment une prise du type « jack », pour sa connexion à un élément d'interface utilisateur (30).
32. Dispositif selon la revendication 30 ou 31 et selon les revendications
17 et 18, caractérisé en ce que ledit au moins un actionneur (10, 11), la source d'alimentation (28) et le système de contrôle électronique (29) sont intégrés dans le boîtier embarqué (43).
33. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie (6) formant un élément d'attache à placer autour du pouce (2) comporte des bandes de fixation auto-agrippantes (48a, 48b), notamment du type Velcro, et en ce que les premières extrémités (7a, 8a) des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison comportent également des bandes de fixation auto-agrippantes (49a, 49b), notamment du type Velcro, coopérant avec les bandes de fixation auto-agrippantes (48a, 48b) de la deuxième partie (6) pour permettre la fixation des premières extrémités (7a, 8a) des premier (7) et deuxième (8) éléments flexibles de liaison sur la deuxième partie (6).
34. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie (6) formant un élément d'attache à placer autour du pouce (2) comporte un élément capteur de pression (50).
35. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie (6) formant un élément d'attache à placer autour du pouce (2) comporte un élément capteur de température (51).
36. Ensemble (24) comportant :
- un dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et
- un socle de positionnement (23) pour recevoir le dispositif (1) en cas de non utilisation pour l'assistance à la préhension du pouce (2) de la main (3).
37. Ensemble selon la revendication 36, caractérisé en ce que le socle de positionnement (23) comporte au moins deux pattes d'enfilage (25), aptes à venir au contact de la deuxième partie (6) de part et d'autre de celle-ci et à permettre un maintien en position de la deuxième partie (6) lorsqu'une personne handicapée introduit son pouce dans la deuxième partie (6).
38. Ensemble selon la revendication 36 ou 37, caractérisé en ce que le socle de positionnement (23) comporte au moins deux pattes d'arrachage (26), aptes à venir au contact de la deuxième partie (6) de part et d'autre de celle-ci et à retenir la deuxième partie (6) sur le socle de positionnement (23) lorsqu'une personne handicapée enlève son pouce de la deuxième partie (6).
39. Ensemble selon les revendications 37 et 38, caractérisé en ce que la deuxième partie (6) du dispositif (1) comporte un ergot apte à être enfilé entre lesdites au moins deux pattes d'enfilage (25) et deux pattes d'arrachage (26).
40. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 36 à 39, caractérisé en ce que le socle de positionnement (23) comporte une source d'alimentation (27) apte à permettre un rechargement du dispositif (1) lorsqu'il est en place sur le socle de positionnement (23).
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