WO2017114648A1 - Capteur de seuil d'effort - Google Patents

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WO2017114648A1
WO2017114648A1 PCT/EP2016/080436 EP2016080436W WO2017114648A1 WO 2017114648 A1 WO2017114648 A1 WO 2017114648A1 EP 2016080436 W EP2016080436 W EP 2016080436W WO 2017114648 A1 WO2017114648 A1 WO 2017114648A1
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support
force
switch
elastically deformable
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PCT/EP2016/080436
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Philippe Garrec
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Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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Definitions

  • the present invention relates to the field of ambulatory exos ⁇ and more particularly that of the ground support of such exoskeletons.
  • An exoskeleton is a device intended to be worn by a user whose function is to sup ⁇ ple, accompany or amplify the efforts exerted by this user on his environment.
  • An exoskeleton typically comprises segments hinged together by controlled actuators, the segments being connected to at least one support element on the ground for the resumption of com ponents ⁇ vertical forces applied on the whole exoskeleton + user. These segments are linked to user members and transmit the forces ⁇ then the user to the actuators (com efforts ⁇ mand) and from the actuators to the user.
  • An exoskeleton is said to be ambulatory when it assists the user's walk.
  • the transition from a static phase to a dynamic phase of walking implies that the user gets off the feet and therefore cancels the support efforts applied. under this one.
  • the detection of the uplift of the foot can be done by me ⁇ suring a vertical support force under the foot of the user of the exoskeleton.
  • the measurement of effort is generally performed under the entire surface of the foot in order to also measure the efforts when the supports are mainly performed on the heel or under the tip of the foot (also called "bowl").
  • the force sensors used must be able to withstand high loads (user weight + inertia) and also measure the low forces corresponding to the transient phases of de ⁇ ⁇ bonding or making contact with the foot.
  • high loads user weight + inertia
  • An object of the invention is to reduce drift and increase the sensitivity of a ground support member for exoskeleton.
  • the invention also relates to a cap ⁇ tor bringing these improvements.
  • a ground support element of an exoskeleton comprising a threshold contact sensor for detecting a bearing force applied to the support element, according to the invention, the con ⁇ sensor.
  • threshold tact comprises a first high precision switch and an elastically deformable element arranged to exert a force actuator for passing the first high precision switch from a first electrical state to a second electrical state when the said elastically deformable element ⁇ is subjected to a strong ef ⁇ support to a first predetermined threshold, the elastically deformable element and the first inter ⁇ switch of high precision being arranged so that the pre ⁇ switch high precision switch from the second to the first electrical state when the support force is in ⁇ férieur the first predetermined threshold.
  • the elastically deformable element comprises a membrane intended to be directly subjected to the support force and arranged to come deform an elastic member when the membrane is subjected to a strong ef ⁇ support above the first determined threshold.
  • the composite elastic element thus obtained is then easier to size and manufacture.
  • party ⁇ cularly advantageous in which the diaphragm and the elastic member are in simple support allows slides ⁇ of the membrane on the elastic member, which per ⁇ puts make the sensor insensitive to a substantially normal force component to plane of the membrane.
  • the threshold contact sensor comprises a second high Préci switch ⁇ sion arranged so that the second switch changes from a first power state to a second state ⁇ elec tric when the elastically deformable element is subjected to a force of greater support at second predetermined threshold, the elastically deformable element and the second high precision switch being arranged so that the second high precision switch goes from the second to the first electrical state when the bearing force is less than the second threshold détermi ⁇ born.
  • the threshold contact sensor is arranged so that the direction of the actuating force is in a plane substantially orthogonal to the direction of the support force. This puts per ⁇ to obtain an extremely compact sensor being housed in the sole of a shoe or in an element supporting plane x.
  • the support element comprises a second threshold contact sensor, one of the sensors being positioned so as to be located substantially above the foot bowl of a user of 1 '. exoskeleton, the other sensor being positioned to be substantially in line with the heel of the foot of the user of the exoskeleton.
  • a second threshold contact sensor one of the sensors being positioned so as to be located substantially above the foot bowl of a user of 1 '. exoskeleton, the other sensor being positioned to be substantially in line with the heel of the foot of the user of the exoskeleton.
  • the support element further comprises an analog pressure sensor arranged to measure a bearing pressure of the support element on the ground.
  • the analog sensor provides measures just overlap those of heading ⁇ threshold contact tors and refines the estimated ⁇ tions about the evolution of the support force.
  • the invention also relates to a sensor for support element.
  • FIG. 1 is a schematic view in perspec tive ⁇ an exoskeleton
  • FIG. 2 is a view in longitudinal section of a support element according to the invention.
  • FIG. 3 is a schematic view in perspec tive ⁇ partially broken away of a first embodiment realized ⁇ a sensor according to the invention
  • Figure 4 is a longitudinal sectional view of the sensor of Figure 3;
  • FIG. 5 is a view from above of a second embodiment of a sensor according to the invention.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the sensor of Figure 5 in a first electrical state
  • FIG. 7 is a view identical to FIG. 6 of the sensor in a second electrical state
  • FIG. 8 is a view in longitudinal section of a third embodiment of the support element according to the invention.
  • - Figure 9 is a longitudinal sectional view of a fourth embodiment of the support element according to the invention.
  • an exoskeleton, Gene ⁇ rattle designated 1 is carried by an operator 100 repre ⁇ sented here in phantom.
  • the exoskeleton 1 comprises one basin 10 located substantially at the height of the operator's basin 100 and connected thereto by a belt 2.
  • a payload can also be suppor ted ⁇ by the basin member 10.
  • Two lower limbs 20 and 30 of the exoskeleton 1 are respectively articulated on two ends 11 and 12 of the pelvic element 10 and extend substantially parallel to the lower limbs 120 and 130 of the operator 100.
  • the lower left limb 20 1 exoskeletal 1 includes a thigh segment 21 articu ⁇ a leg segment 22 itself hinged to a support ele ⁇ ment 23.
  • the support member 23 of the left lower member 20 comprises a planar interface 24 on which rests the left foot 123 of the operator.
  • the right leg 30 of one exoskeletal 1 includes a thigh segment 31 hinged to a leg member 32 itself hinged to a support element 33.
  • the bearing element 33 of the member lower right 30 com ⁇ takes a flat interface 34 on which rests the right foot 133 of the operator.
  • a first embodiment of the support element 23 of the lower left limb 20 will now be described with reference to FIGS. 2 to 4.
  • the support element 33 of the right lower limb is identical to the element 23.
  • the support member 23 is a sole 40 of a shoe 41 (shown in dotted lines) and comprises a first threshold contact sensor 50 positioned to be substantially in line with the bowl of the foot 123, a second sensor 51 iden ⁇ tick to the sensor 50 and positioned to be substantially in line with the heel of the foot 123.
  • Two sensors 52.1 and 52.2 of analog pressure are respectively located under the sensors 50 and 51. This assembly in series involves 52.1 and 52.2 that sensors are subjected to the same pres ⁇ sion that bearing 50 and 51 sensors.
  • the sensor 50 com ⁇ takes a substantially parallelepipedal housing 53 which encloses a spring steel curved blade 54 occupying the entire width of the housing 53 and a switch 55 of high precision extending parallel to a bottom 56
  • the blade 54 comprises a first end 57 screwed to the bottom 56 of the housing 53 and a second free end 58 provided with a flap 59 extending facing a contactor 60 of the switch 55 while being separated from it ⁇ him by a first distance di.
  • the switch 55 is connected to a control unit 9 of the exoskeleton 10 via a cable 61.
  • a shim 62 extends projecting from the bottom 56 in line with the curved portion 54.1 of the blade 54.
  • the upper portion 54.2 of the curved portion 54.1 of the blade 54 is flush with a plane P comprising the upper edges 63 of the housing 53.
  • a res ⁇ membrane 64 extending parallel to the bottom 56 of the housing 53 closes it .
  • the diaphragm spring 64 is integral with only one of the edges of the housing 53 and can rest freely on the other edges of the housing 53.
  • the spring diaphragm 64 is secured to the housing 53 along an edge located directly above the first end 57 of the blade 54.
  • the diaphragm spring 64 is thus supported simple on the blade 54 and allows the sliding of the spring membrane 64 on the elastic member.
  • the sensor 50 is then insensitive to a force component sensi ⁇ normally normal to the plane of the diaphragm spring 64.
  • the term "simple support" means that the elements can freely move relative to each other. to the other in directions lying in a plane substantially tangential to the fulcrum.
  • a high-precision switch is a switch whose interlocking repeatability is less than 0.1 millimeter.
  • these switches those whose interlocking repeatability corresponds to 1 / 2000th of the value of the total stroke are preferred. Those whose interlocking repeatability is between 0.001 and 0.01 millimeter will be preferred.
  • the support force F comprises a normal component F N and a tangential component F T at the bottom 56 of the housing 53.
  • the components F N and F T extend according to respectively substantially vertical and substantially horizontal directions when the foot comes into contact with a horizontal ground.
  • the diaphragm spring 64 performs a filtration of the tangential component F T and thus subjects the blade 54 to a force resulting exclusively from the normal component F N of the bearing force F.
  • the diaphragm spring 64 is deformed and applies a control force F c proportional to the normal component F N of the bearing force F on the upper portion 54.2 of the blade 54.
  • the blade 54 is deformed until the flap 59 comes to exert an actuating force F a on the switch 60 of the switch 55 after having traveled the first distance di.
  • the switch 55 goes from a first electrical state (open switch) to a second electrical state (closed switch).
  • the support force F exceeds a maximum value F max , the lower face of the curved portion 54.1 comes into contact with the wedge 62 which blocks the deformation to preserve the integrity of the blade 54 and the switch 55.
  • the respective stiffnesses of the spring diaphragm 64 and of the blade 54 are defined so that the switch 55 changes its electrical state when the support force F is greater than a predetermined first threshold S i, ideal ⁇ between five and fifty Newtons. It remar ⁇ Quera that the direction of the force actuator F is included in a plane substantially orthogonal to the direc ⁇ of the bearing force F.
  • the support force F decreases, passes through the value F max , and decreases further to become lower than the first threshold S i.
  • the control force F C is insufficient for the flap 59 continues to exert a force actuation F main- ing the switch 55 in its second electrical state, and it goes from the second electrical state (interrup ⁇ tor closed) to the first electrical state (switch or ⁇ green).
  • a sensor 50 for detecting a bearing force F comprising a switch 55 which switches from a first to a second electrical state when the support force F to which it is subjected is greater than a first threshold Yes .
  • the switch 55 returns the xth ⁇ deu to the first electrical state when the bearing force F to which it is subjected is smaller than the first threshold S i.
  • the housing 53 of the sensor 70 comprises a second high-precision switch 71 extending parallel to the switch 55 and comprising a contactor 72.
  • the blade 54 here has a shape of I according to FIG. Figure 5.
  • the first end 57 (the base of the I) is screwed to the bottom 56 of the housing 53 and the second free end 58 of the curved blade (the top of the I) extends parallel to a short side 73 of the housing 53 so that the flap 59 extends towards the contactors 60 and 72 respectively of the switch 55 and the second switch 71.
  • 54.2 upper portion of the curved portion 54.1 of the blade 54 projecting from a plane P comprising the upper edges of the housing 53 and extends perpendicular to a shim 62.
  • the flap 59 is here in contact with contactors 60 and 72 and shall, in the absence of app support force ⁇ cated on the sensor 50, an F p preload effort ⁇ hand holds the contactors 60 and 72 embedded in the inter ⁇ switches 55 70. In this configuration, the interr ⁇ switches 55 and 70 adopt a closed electrical state in the absence of support force applied to the sensor 50.
  • the switches 55 and 71 are respectively connected to terminals 74 and 75 to transmit their state ⁇ elec tric to the control unit 9 via wires 61 and 76.
  • the housing 53 is here closed by a diaphragm spring 77 fixed convex along an upper edge 78 of the housing 53 at the base of which the blade 54 is screwed.
  • the curved portion 54.1 of the blade 54 abuts against the underside of the curved spring membrane 77.
  • the respective position of switches 55 and 71- and thus their contactors 60 and 72 is defined respectifs- ⁇ wedged by a distance d 2 so that, in case of placement ⁇ flap 59 tending to reduce the effort of pre ⁇ load Fp applied to the contactors 60 and 72, the con- tacteur 60 of the switch 55 comes into stroke (as well by passing the switch 55 to the elec tric ⁇ open state) to an intermediate value not zero of the preload force F p before the switch 72 of the second switch 71 is at the end of travel, the latter remaining in its overtravel range.
  • the second in- terrupteur 71 passes from the closed electric state to open when the preload force F p is substantially zero.
  • the switch 55 then changes from the closed electrical state to the élec ⁇ tric open (figure 7).
  • the resultant (F p -F a) which is applied to the contactors 60 and 72 will pass under their ⁇ F pl threshold when the pressing force F becomes higher NCI ⁇ the first threshold S i.
  • the support force F increases and the actuation force F a is such that the resultant (F p -F a ) is applied to the contactor 72 then passes below the threshold value F p2 > 0.
  • the ra ⁇ bat 59 was then carried out a movement which causes the con ⁇ tacteur 72 at an end.
  • the switch 71 then goes from the closed electrical state to the open electrical state.
  • the respective stiffness of the domed membrane 77 with the blade 54 and the offset value of ⁇ posi tions on switches 55 and 71 are chosen so that the transition from F preload force F p subthreshold pl corresponds to a support force F which becomes lower than the first threshold S i and that the passage the precharge force F p under the threshold F p2 corresponds to a support force F which becomes smaller than a second predetermined threshold S 2 .
  • the support force F decreases to deve ⁇ ne less than the second threshold S 2 while remaining Suselling laughing ⁇ If the first threshold.
  • the resulting (F p -F a ) then becomes greater than 0 (threshold F p2 ) and the flap 59 comes into contact with the switch 72 and switches the switch 72 from an open electrical state to a closed electrical state.
  • the support force F decreases to go under the first threshold Si.
  • the resulting (F p -F a) becomes greater than the threshold F pi .
  • the flap 59 comes into contact with the switch 60 and switches the switch 55 from an open electrical state to a closed electrical state.
  • a sensor 50 for detecting a bearing force F comprising a first switch 55 which goes from a first to a second electrical state when the support force F to which it is subjected is greater than a first one. If the switch 55 re ⁇ passes from the second to the first electrical state when the support force F to which it is subjected is lower than the first threshold Si.
  • the sensor 50 also comprises a second switch 71 which passes a first to xth deu ⁇ electrical state when the bearing force F which it is subjected is greater than a second threshold S 2.
  • the switch 71 returns from the second to the first electrical state when the support force F to which it is sou ⁇ put is lower than the second threshold S 2 .
  • the difference between the first predetermined threshold Si and the second predetermined threshold S 2 is between 0.5 Newton and 2 Newtons.
  • register ⁇ mal 40 comprises a plate 80 concentration extending substantially parallel to the planar surface 24.
  • the plate 80 converts the pressing pressure field P into two support forces Fi and F 2 substantially punctual applied to the sensors 50 and 51. The measurements made by the sensors 50 and 51 are then insensitive the distribution of the bearing pressure P on the sole 40.
  • FIG. 9 A fourth embodiment of the supporting element according to the invention is shown in Figure 9.
  • This fourth embodiment of the bearing element is identical to the third embodiment to the difference ⁇ No. except that the plate 80 of concentration has an articulated portion 87 relative to the rest of the plate 80 of concentration (the movement of the articulated portion 87 being symbolized by a double arrow in Figure 9) while in the third embodiment the plate 80 of concentration is in one piece.
  • this articulated portion 87 is arranged so that in a first end position, the articulated portion 87 comes to rest against the rest of the plate 80 of con ⁇ centration and so that in a second position end, the hinged portion 87 is raised from the rest of the plate 80 concentration.
  • Arti ⁇ abutment portion 87 is also arranged so that in the pre ⁇ Mière end position, the hinged portion 87 is arranged to rest on the portion of the plate 80 concentration from which extend the one of the two elements 82.
  • the articulated portion 87 is arranged to rest on the portion of the plate 80 of concentration from which extends the element 82 which is located above the sensor 51 posi ⁇ at the heel of the foot 123 of the user.
  • the articulated portion 87 makes it possible to follow the natural movement of articulation of the foot 123 during, for example, a walking movement where the foot bowl 123 is first placed and then the heel of the foot 123.
  • the invention also applies to other types of support elements such as an insole slip in a shoe, a point support , or several sub-elements articulated between them;
  • the support element comprises two cap ⁇ threshold contact tors and an analog sensor
  • the invention also applies to a support element comprising a threshold accompanied contact sensor or not an analog pressure sensor, or even more than two threshold contact sensors;
  • the invention also applies to sensors support placed at other points of the support element;
  • the curved spring blade comprises a single portion of curve
  • the invention also applies to other types of elastic members, such as a blade comprising several curve portions, an elastomeric block or a spring in rolls;
  • the invention also applies to an elastically deformable element comprising a membrane rai ⁇ insignificant deur and an elastic member which ensures most of the elasticity. More generally, the rationale the spring of the elastically deformable element can be ré ⁇ part between the membrane and the elastic member;
  • the elastically deformable membrane comprises a spring and a blade spring element com ⁇ carrying a curve segment
  • the invention also applies to other types of elastically formable elements ⁇ such an element elastically ⁇ formable constituted by a blade spring exclusively com ⁇ carrying a curved portion or a mother elastomeric block, or an airbag;
  • the elastic member and the spring diaphragm are spring steel
  • the invention is also applicable to other types of material to form the elastic elements of the invention such as an elastomer, a composite, a synthetic material;
  • the curved spring blade occupies the entire width of the housing or adopts a shape of I, the invention also applies to other spring blade geometry such as for example blades H, T or of Z;
  • the invention is also applicable to other means for fixing the elastic member such as a fastening by riveting, bolting, brazing, welding, bonding, hooping or snap.
  • the elastic member may be fixed to the housing on other elements than the bottom thereof;
  • the invention also applies to switches actuated by different elastic members; - well that here the pre triggers ⁇ Mier and second switches are established by a die ⁇ timing in the relative position of switches, the invention also applies to other means of establishing a threshold difference trigger for switches such as contactors of different lengths or made offset in the flap, two flaps or implanted at positions say ⁇ tinct;
  • the membrane is elastic and of rectangular shape in application to a parallelepiped lensefugdique case
  • the invention also applies to other types of membrane such as a membrane dépour ⁇ for stiffness, elasticity the elastic member de- formable then being provided exclusively by the elastic member, the membrane can also have a different geo ⁇ metry such as a circular, triangular or any and be fixed to the housing on one side thereof, a plurality of sides or its peri ⁇ phérie;
  • the concentration plate comprises two substantially conical elements for converting the bearing pressure into substantially punctual efforts
  • the invention also applies to a concen ⁇ tion plate comprising a different number of elements, such as example a plate comprising a single element or more than two of which may not be conical and adopt any type of shape capable of applying substantially punctual force such as a cylin form ⁇ drique, spherical or hemispherical or a form which ⁇ conch ;
  • the concentration plate has an articulated portion, the concentration plate can be directly composed of at least two portions arti ⁇ abut to each other. The concentration plate can thus be articulated for example at its center.

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Abstract

Elément d'appui (23,40) au sol d'un exosquelette (1), comprenant un capteur de contact à seuil (50, 51) pour détecter un effort d'appui appliqué sur l'élément d'appui, le capteur de contact à seuil (50,51) comprenant un premier interrupteur de haute précision (55) et un élément élastiquement déformable (64, 54) agencé pour faire passer le premier interrupteur de haute précision (55) d'un premier état électrique à un deuxième état électrique lorsque ledit élément élastiquement déformable (54,64) est soumis à un effort d'appui supérieur à un premier seuil prédéterminé, l'élément élastiquement déformable (54,64) et le premier interrupteur de haute précision (55) étant agencés pour que le premier interrupteur de haute précision (55) passe du deuxième au premier état électrique lorsque l'effort d'appui est inférieur au premier seuil déterminé. Capteur de contact à seuil (50,51).

Description

Capteur de seuil d'effort
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine des exos¬ quelettes ambulatoires et plus particulièrement celui des appuis au sol de tels exosquelettes.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Un exosquelette est un dispositif destiné à être porté par un utilisateur est dont la fonction est de sup¬ pléer, accompagner ou amplifier les efforts exercés par cet utilisateur sur son environnement. Un exosquelette comprend typiquement des segments articulés entre eux par des actionneurs commandés, les segments étant reliés à au moins un élément d'appui au sol pour la reprise des com¬ posantes verticales des efforts appliqués sur l'ensemble exosquelette + utilisateur. Ces segments sont liés aux membres de l'utilisateur et transmettent les efforts de¬ puis l'utilisateur vers les actionneurs (efforts de com¬ mande) et depuis les actionneurs vers l'utilisateur. Un exosquelette est dit ambulatoire lorsqu' il assiste la marche de l'utilisateur.
On distingue deux classes principales de phases dans la commande d'un exosquelette ambulatoire : les phases d'équilibre stable dans lesquelles l'utilisateur ne cherche pas à se déplacer et les phases d'équilibre instable permettant une marche dynamique et dans laquelle l'utilisateur réalise des pas. Afin de commander finement un exosquelette ambulatoire, il est important de pouvoir distinguer ces deux phases et l'intention de l'utilisateur de passer de l'une à l'autre de ces phases.
Classiquement, le passage d'une phase statique à une phase de marche dynamique implique que l'utilisateur lève le pied et annule donc les efforts d'appui appliqués sous celui-ci. Dans le cas d'un exosquelette ambulatoire, la détection du soulèvement du pied peut se faire en me¬ surant un effort d'appui vertical sous le pied de l'utilisateur de 1 ' exosquelette . La mesure de l'effort est généralement réalisée sous toute la surface du pied afin de pouvoir également mesurer les efforts lorsque les appuis sont principalement effectués sur le talon ou sous la pointe du pied (aussi appelée « bol ») .
Les capteurs d'efforts utilisés doivent pouvoir supporter des sollicitations importantes (poids de l'utilisateur + inertie) et aussi mesurer les efforts faibles correspondant aux phases transitoires de de dé¬ collement ou de prise de contact du pied. En outre, il est important de pouvoir connaître ce moment afin de com- mander les actionneurs qui contrôle l'application ou la cessation de l'effort d'appui de la jambe de manière syn¬ chrone avec ceux de l'utilisateur. Ceci requiert donc une haute sensibilité ainsi qu'une haute reproductibilité et une absence de dérive des mesures réalisées par le cap- teur.
Il est connu d'utiliser des éléments d'appuis au sol intégrant un capteur matriciel analogique souple cou¬ vrant l'intégralité de la surface d'appui et permettant d'enregistrer le champ de pression. Un tel capteur s'avère sensible à la déformation et les mesures sont fortement bruitées sur la plage basse de valeurs ce qui limite sa sensibilité. Enfin, un tel capteur analogique présente une dérive importante et requiert des moyens de calcul conséquents pour obtenir la valeur de la résul- tante verticale issue du champ de pression mesuré.
OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de réduire la dérive et d'augmenter la sensibilité d'un élément d'appui au sol pour exosquelette . L'invention concerne également un cap¬ teur apportant ces améliorations.
RESUME DE L'INVENTION
A cet effet, on prévoit un élément d'appui au sol d'un exosquelette comprenant un capteur de contact à seuil pour détecter un effort d'appui appliqué sur l'élément d'appui, selon l'invention, le capteur de con¬ tact à seuil comprend un premier interrupteur de haute précision et un élément élastiquement déformable agencé pour exercer un effort d' actionnement pour faire passer le premier interrupteur de haute précision d'un premier état électrique à un deuxième état électrique lorsque le¬ dit élément élastiquement déformable est soumis à un ef¬ fort d'appui supérieur à un premier seuil prédéterminé, l'élément élastiquement déformable et le premier inter¬ rupteur de haute précision étant agencés pour que le pre¬ mier interrupteur de haute précision passe du deuxième au premier état électrique lorsque l'effort d'appui est in¬ férieur au premier seuil déterminé.
L'utilisation d'un interrupteur de haute précision et/ou à très faible hystérésis permet une détection nette du franchissement du seuil et ce dans les deux sens de déclenchement. Un tel interrupteur présente également une dérive quasi nulle tout comme les autres éléments de la chaîne de détection (élément élastiquement déformable) et l'élément d'appui ainsi obtenu présente des caractéris¬ tiques de sensibilité et de dérive bien supérieures aux capteurs de l'art antérieur.
Avantageusement, l'élément élastiquement déformable comprend une membrane destinée à être directement soumise à l'effort d'appui et agencée pour venir déformer un membre élastique lorsque la membrane est soumise à un ef¬ fort d'appui supérieur au premier seuil déterminé. L'élément élastique composite ainsi obtenu est alors plus facile à dimensionner et à fabriquer. Une variante parti¬ culièrement intéressante dans laquelle la membrane et le membre élastique sont en appui simple autorise le glisse¬ ment de la membrane sur le membre élastique, ce qui per¬ met de rendre le capteur insensible à une composante d'effort sensiblement normale au plan de la membrane.
Avantageusement encore, le capteur de contact à seuil comprend un deuxième interrupteur de haute préci¬ sion agencé de sorte que le deuxième interrupteur passe d'un premier état électrique à un deuxième état élec¬ trique lorsque l'élément élastiquement déformable est soumis à un effort d'appui supérieur à deuxième seuil prédéterminé, l'élément élastiquement déformable et le deuxième interrupteur de haute précision étant agencés pour que le deuxième interrupteur de haute précision passe du deuxième au premier état électrique lorsque l'effort d'appui est inférieur au deuxième seuil détermi¬ né. Ceci permet de calculer une vitesse de l'évolution de l'effort d'appui exercé sur l'élément d'appui par le pied de l'utilisateur et ainsi d'anticiper finement le moment où il y aura soit cessation effective de l'effort appli¬ qué à l'élément d'appui par 1 ' exosquelette (juste avant la fin du contact de celui-ci avec le sol) soit gérer fi¬ nement l'application de l'effort d'appui sur l'élément d'appui lors d'une prise de contact. Ces deux moments sont en effet très importants dans la commande des ac- tionneurs d'un exosquelette car ils correspondent à la transition entre deux état d'équilibre de l'ensemble uti¬ lisateur + exosquelette (simple support à double support et vice versa) .
Avantageusement encore, le capteur de contact à seuil est agencé pour que la direction de l'effort d' actionnement soit comprise dans un plan sensiblement orthogonal à la direction de l'effort d'appui. Ceci per¬ met d' obtenir un capteur extrêmement compact pouvant être logé dans la semelle d'une chaussure ou dans un élément dxappui plan.
Selon un mode de réalisation particulier, l'élément d'appui comprend un deuxième capteur de contact à seuil, l'un des capteurs étant positionné pour se trouver sen- siblement à l'aplomb du bol du pied d'un utilisateur de 1' exosquelette, l'autre capteur étant positionné pour se trouver sensiblement à l'aplomb du talon du pied de l'utilisateur de 1 ' exosquelette . Une telle configuration permet d'estimer le type d'allure (course, marche vers l'avant, vers l'arrière) adoptée par l'utilisateur et de permettre l'application d'effort d'appui de
1 ' exosquelette même dans des situations particulières telles que la montée d'escalier (appui essentiellement sur le bol) , la descente d'escalier (appui essentielle- ment sur le talon) , ou une posture de travail comprenant une position agenouillée, dans laquelle les talons ne sont pas en appui sur le sol.
Selon un mode de réalisation préféré, l'élément d'appui comprend en outre un capteur de pression analo- gique agencé pour mesurer une pression d'appui de l'élément d'appui sur le sol. Le capteur analogique fournit des mesures qui viennent recouper celles des cap¬ teurs de contact à seuil et permet d'affiner les estima¬ tions relatives à l'évolution de l'effort d'appui.
L' invention concerne également un capteur pour élé- ment d' appui .
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limita¬ tifs de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Il sera fait référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique en perspec¬ tive d'un exosquelette ;
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un élément d'appui selon l'invention ;
- la figure 3 est une vue schématique en perspec¬ tive partiellement écorchée d'un premier mode de réalisa¬ tion d'un capteur selon l'invention ;
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale du capteur de la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue de dessus d'un deuxième mode de réalisation d 'un capteur selon l'invention ;
- la figure 6 est une vue en coupe longitudinale du capteur de la figure 5 dans un premier état électrique;
- la figure 7 est une vue identique à la figure 6 du capteur dans un deuxième état électrique ;
- la figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'un troisième mode de réalisation de l'élément d'appui selon l'invention ; - la figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'un quatrième mode de réalisation de l'élément d'appui selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence à la figure 1, un exosquelette, géné¬ ralement désigné 1, est porté par un opérateur 100 repré¬ senté ici en pointillés. L' exosquelette 1 comprend un élément de bassin 10 situé sensiblement à la hauteur du bassin de l'opérateur 100 et relié à celui-ci par une ceinture 2. Une charge utile peut également être suppor¬ tée par l'élément de bassin 10.
Deux membres inférieurs 20 et 30 de 1 ' exosquelette 1 sont respectivement articulés sur deux extrémités 11 et 12 de l'élément de bassin 10 et s'étendent sensiblement parallèlement aux membres inférieurs 120 et 130 de l'opérateur 100. Le membre inférieur gauche 20 de 1 ' exosquelette 1 comporte un segment de cuisse 21 articu¬ lé à un segment de jambe 22 lui-même articulé à un élé¬ ment d'appui 23. L'élément d'appui 23 du membre inférieur gauche 20 comprend une interface plane 24 sur laquelle repose le pied gauche 123 de l'opérateur. De manière sy¬ métrique, le membre inférieur droit 30 de 1 ' exosquelette 1 comporte un segment de cuisse 31 articulé à un segment de jambe 32 lui-même articulé à un élément d'appui 33. L'élément d'appui 33 du membre inférieur droit 30 com¬ prend une interface plane 34 sur laquelle repose le pied droit 133 de l'opérateur.
Un premier mode de réalisation de l'élément d'appui 23 du membre inférieur gauche 20 va maintenant être dé- crit en référence aux figures 2 à 4. L'élément d'appui 33 du membre inférieur droit est identique à l'élément d'appui 23.
En référence à la figure 2, l'élément d'appui 23 est une semelle 40 d'une chaussure 41 (représentée en pointillés) et comprend un premier capteur 50 de contact à seuil positionné pour se trouver sensiblement à l'aplomb du bol du pied 123, un deuxième capteur 51 iden¬ tique au capteur 50 et positionné pour être sensiblement à l'aplomb du talon du pied 123. Deux capteurs 52.1 et 52.2 de pression analogique sont respectivement situés sous les capteurs 50et 51. Ce montage en série implique que les capteurs 52.1 et 52.2 sont soumis à la même pres¬ sion d'appui que les capteurs 50 et 51.
En référence aux figures 3 et 4, le capteur 50 com¬ prend un boitier 53 sensiblement parallélépipédique qui renferme une lame 54 incurvée en acier ressort occupant toute la largeur du boitier 53 et un interrupteur 55 de haute précision s' étendant parallèlement à un fond 56 du boitier 53. La lame 54 comprend une première extrémité 57 vissée au fond 56 du boitier 53 et une deuxième extrémi- té 58 libre pourvue d'un rabat 59 s' étendant face à un contacteur 60 de l'interrupteur 55 en étant séparé de ce¬ lui-ci par une première distance di . L'interrupteur 55 est relié à une unité de commande 9 de 1 ' exosquelette 10 via un câble 61. Une cale 62 s'étend en saillie du fond 56 à l'aplomb de la portion incurvée 54.1 de la lame 54.
La partie supérieure 54.2 de la portion incurvée 54.1 de la lame 54 affleure avec un plan P comprenant les bords supérieur 63 du boitier 53. En outre, une membrane res¬ sort 64 s' étendant parallèlement au fond 56 du boitier 53 ferme celui-ci. La membrane ressort 64 est solidaire d'un seul des bords du boitier 53 et peut reposer librement sur les autres bords du boitier 53. Préfèrentiellement , la membrane ressort 64 est solidaire du boitier 53 le long d'un bord situé à l'aplomb de la première extrémité 57 de la lame 54. La membrane ressort 64 est donc en ap- pui simple sur la lame 54 et autorise le glissement de la membrane ressort 64 sur le membre élastique. Le capteur 50 est alors insensible à une composante d'effort sensi¬ blement normale au plan de la membrane ressort 64. AU sens de la présente demande, le terme « appui simple » signifie que les éléments peuvent librement se déplacer l'un par rapport à l'autre dans des directions comprises dans un plan sensiblement tangentiel au point d'appui.
Au sens de la présente demande, un interrupteur de haute précision est un interrupteur dont la répétabilité d'enclenchement est inférieure à 0.1 millimètre. Parmi ces interrupteurs, ceux dont la répétabilité d'enclenchement correspond à l/2000eme de la valeur de la course totale sont préférés. Ceux dont la répétabilité d'enclenchement est comprise entre 0,001 et 0.01 milli- mètre seront privilégiés.
Le fonctionnement de l'interrupteur 50 va mainte¬ nant être décrit en référence aux figures 2 à 4.
Lorsque l'utilisateur 100 pose son pied gauche 123 au sol (et donc la semelle 40), la portion de la semelle 40 comprenant le capteur 50 situé sensiblement à l'aplomb du bol du pied 123 vient au contact du sol. Au fur et à mesure que l'utilisateur prend appui sur le bol de son pied gauche 123, il exerce une force d'appui F sur le capteur 50. L'effort d'appui F comprend une composante normale FN et une composante tangentielle FT au fond 56 du boitier 53. Les composantes FN et FT s'étendent selon des directions respectivement sensiblement verticale et sensiblement horizontale quand le pied vient au contact d'un sol horizontal. La membrane ressort 64 opère une filtration de la composante tangentielle FT et soumet ain- si la lame 54 à un effort résultant exclusivement de la composante normale FN de l'effort d'appui F. Sous l'effet de la composante normale FN, la membrane ressort 64 se dé¬ forme et applique un effort de commande Fc proportionnel à la composante normale FN de l'effort d'appui F sur la partie supérieure 54.2 de la lame 54. Sous l'effet de l'effort de commande Fc, la lame 54 se déforme jusqu'à ce que le rabat 59 vienne exercer un effort d' actionnement Fa sur le contacteur 60 de l'interrupteur 55 après avoir parcouru la première distance di . Sous l'effet de l'effort d' actionnement Fa, l'interrupteur 55 passe d'un premier état électrique (interrupteur ouvert) à un deuxième état électrique (interrupteur fermé) . Lorsque l'effort d'appui F dépasse une valeur maximale Fmax, la face inférieure de la partie incurvée 54.1 vient au contact de la cale 62 qui en bloque la déformation afin de préserver l'intégrité de la lame 54 et de l'interrupteur 55. Les raideurs respectives de la membrane ressort 64 et de la lame 54 sont définies de manière à ce que l'interrupteur 55 change d'état électrique lorsque l'effort d'appui F est supérieur à un premier seuil S i prédéterminé, idéale¬ ment compris entre cinq et cinquante Newtons. On remar¬ quera que la direction de l'effort d' actionnement Fa est comprise dans un plan sensiblement orthogonal à la direc¬ tion de l'effort d'appui F. Lorsque l'utilisateur 100 souhaite décoller son pied gauche 123, l'effort d'appui F diminue, passe par la valeur Fmax, et diminue encore jusqu'à devenir inférieur au premier seuil S i . Lorsque l'effort d'appui F passe sous le premier seuil S i , l'effort de commande Fc est insuffisant pour que le rabat 59 continue à exercer un effort d' actionnement Fa mainte- nant l'interrupteur 55 dans son deuxième état électrique, et celui-ci passe du deuxième état électrique (interrup¬ teur fermé) au premier état électrique (interrupteur ou¬ vert) .
On obtient ainsi un capteur 50 de détection d'un effort d'appui F comprenant un interrupteur 55 qui passe d'un premier à un deuxième état électrique lorsque l'effort d'appui F à laquelle il est soumis est supérieur à un premier seuil S i . L'interrupteur 55 repasse du deu¬ xième au premier état électrique lorsque l'effort d'appui F à laquelle il est soumis est inférieur au premier seuil S i .
Les éléments identiques ou analogues à ceux précé¬ demment décrits porteront une référence numérique iden¬ tique à ceux-ci dans la description qui suit des deuxième et troisième modes de réalisation de l'invention.
En référence aux figures 5 à 7, le boitier 53 du capteur 70 comprend un deuxième interrupteur 71 de haute précision s' étendant parallèlement à l'interrupteur 55 et comprenant un contacteur 72. La lame 54 a, ici, une forme de I selon la vue de dessus de la figure 5. La première extrémité 57 (la base du I) est vissée au fond 56 du boitier 53 et la deuxième extrémité libre 58 de la lame incurvée (le sommet du I) s'étend parallèlement à un petit côté 73 du boitier 53 de manière à ce que le rabat 59 s'étende face aux contacteurs 60 et 72 respectivement de l'interrupteur 55 et du deuxième interrupteur 71. La par- tie supérieure 54.2 de la portion incurvée 54.1 de la lame 54 vient en saillie d'un plan P comprenant les bords supérieurs du boitier 53 et s'étend à l'aplomb d'une cale 62. Le rabat 59 est, ici, en contact avec les contacteurs 60 et 72 et exerce, en l'absence d'effort d'appui appli¬ qué sur le capteur 50, un effort de précharge Fp qui main¬ tient les contacteurs 60 et 72 enfoncés dans les inter¬ rupteurs 55 et 70. Dans cette configuration, les inter¬ rupteurs 55 et 70 adoptent un état électrique fermé en l'absence d'effort d'appui appliqué sur le capteur 50.
Les interrupteurs 55 et 71 sont respectivement reliés à des borniers 74 et 75 pour transmettre leur état élec¬ trique à l'unité de commande 9 via des câbles 61 et 76. Le boitier 53 est, ici, fermé par une membrane ressort 77 bombée fixée le long d'un bord supérieur 78 du boitier 53 à l'aplomb duquel la lame 54 est vissée. La portion incurvée 54.1 de la lame 54 vient en appui contre la face inférieure de la membrane ressort 77 bombée.
La position respective des interrupteurs 55 et 71- et donc de leurs contacteurs 60 et 72 respectifs- est dé¬ calée d'une distance d2 de telle sorte que, en cas de dé¬ placement du rabat 59 tendant à réduire l'effort de pré¬ charge Fp appliqué sur les contacteurs 60 et 72, le con- tacteur 60 de l'interrupteur 55 vienne en fin de course (faisant ainsi passer l'interrupteur 55 à l'état élec¬ trique ouvert) pour une valeur intermédiaire non nulle de l'effort de précharge Fp avant que le contacteur 72 du deuxième interrupteur 71 ne soit en fin de course, celui- ci demeurant dans sa plage de surcourse. Le deuxième in- terrupteur 71 passe de l'état électrique fermé à ouvert lorsque l'effort de précharge Fp est sensiblement nul. En fonctionnement, lorsque l'utilisateur 100 pose le pied 123 au sol, il applique un effort d'appui F sur la membrane 77 (figure 6) qui se déforme. La membrane 77 applique un effort de commande Fc proportionnel à la com- posante normale FN de l'effort d'appui F sur la partie supérieure 54.2 de la lame 54. L'effort d' actionnement Fa résultant de l'effort de commande Fc appliqué sur la lame 54 s'oppose alors à l'effort de précharge Fp et la résul¬ tante (Fp-Fa) qui s'applique sur les contacteurs 60 et 72 passe en dessous d'une valeur seuil non nulle Fpl entraî¬ nant un déplacement du rabat 59 qui correspond à une ve¬ nue en fin de course du contacteur 60. L'interrupteur 55 passe alors de l'état électrique fermé à l'état élec¬ trique ouvert (figurer 7) . La résultante (Fp-Fa) qui s'applique sur les contacteurs 60 et 72 passe sous la va¬ leur seuil Fpl lorsque la force d'appui F devient infé¬ rieure au premier seuil S i . Lorsque l'utilisateur continue à transférer son poids sur le bol du pied 123, la force d'appui F augmente et l'effort d' actionnement Fa est tel que la résultante (Fp-Fa) s' appliquant sur le contacteur 72 passe alors en dessous de la valeur seuil Fp2>0. Le ra¬ bat 59 a alors effectué un déplacement qui amène le con¬ tacteur 72 en bout de course. L'interrupteur 71 passe alors de l'état électrique fermé à l'état électrique ou- vert.
Les raideurs respectives de la membrane bombée 77, de la lame 54 ainsi que la valeur du décalage des posi¬ tions relatives des interrupteurs 55 et 71 sont choisies de manière à ce que le passage de l'effort de précharge Fp sous le seuil Fpl correspond à une force d'appui F qui devient inférieure au premier seuil S i et que le passage de l'effort de précharge Fp sous le seuil Fp2 correspond à une force d' appui F qui devient inférieure à un deuxième seuil S2 prédéterminé.
Lorsque l'utilisateur 100 souhaite décoller son pied gauche 123, l'effort d'appui F diminue jusqu'à deve¬ nir inférieur au deuxième seuil S2 tout en demeurant supé¬ rieur au premier seuil Si. La résultante (Fp-Fa) devient alors supérieur à 0 (seuil Fp2) et le rabat 59 vient au contact du contacteur 72 et fait passer l'interrupteur 72 d'un état électrique ouvert à un état électrique fermé.
Lorsque l'utilisateur 100 poursuit son mouvement de dé¬ collement du pied gauche 123, l'effort d'appui F diminue jusqu'à passer sous le premier seuil Si. La résultante (Fp-Fa) devient alors supérieure au seuil Fpi . Le rabat 59 vient au contact du contacteur 60 et fait passer l'interrupteur 55 d'un état électrique ouvert à un état électrique fermé.
On obtient ainsi un capteur 50 de détection d'un effort d'appui F comprenant un premier interrupteur 55 qui passe d'un premier à un deuxième état électrique lorsque l'effort d'appui F à laquelle il est soumis est supérieure à un premier seuil Si. L'interrupteur 55 re¬ passe du deuxième au premier état électrique lorsque l'effort d'appui F à laquelle il est soumis est inférieur au premier seuil Si. Le capteur 50 comprend également un deuxième interrupteur 71 qui passe d'un premier à un deu¬ xième état électrique lorsque l'effort d'appui F auquel il est soumis est supérieur à un deuxième seuil S2. L'interrupteur 71 repasse du deuxième au premier état électrique lorsque l'effort d'appui F auquel il est sou¬ mis est inférieur au deuxième seuil S2. Préfèrentiellement , la différence entre le premier seuil Si prédéterminé et le deuxième seuil S2 prédéterminé est comprise entre 0.5 Newton et 2 Newtons.
Selon un troisième mode de réalisation de l'élément d'appui selon l'invention représenté en figure8, la se¬ melle 40 comprend une plaque 80 de concentration s' étendant sensiblement parallèlement à la surface plane 24. Deux éléments 81 et 82 sensiblement coniques viennent en saillie de la face inférieure 83 de la plaque 80 et ont leurs sommets respectifs 84 et 85 à l'aplomb des cap¬ teurs 50 et 51. Lorsqu'un champ de pression d'appui P est appliqué sur la face supérieure 86 de la plaque 80, la plaque 80 convertit le champ de pression d'appui P en deux efforts d'appui Fi et F2 sensiblement ponctuels ap- pliqués sur les capteurs 50 et 51. Les mesures effectuées par les capteurs 50 et 51 sont alors insensibles à la distribution de la pression d'appui P sur la semelle 40.
Un quatrième mode de réalisation de l'élément d'appui selon l'invention est représenté en figure 9. Ce quatrième mode de réalisation de l'élément d'appui est identique au troisième mode de réalisation à la diffé¬ rence près que la plaque 80 de concentration comporte une portion articulée 87 relativement au reste de la plaque 80 de concentration (le mouvement de la portion articulée 87 étant symbolisé par une double flèche à la figure 9) alors que dans le troisième mode de réalisation la plaque 80 de concentration est d'un seul tenant. De préférence, cette portion articulée 87 est agencée de sorte que dans une première position d'extrémité, la portion articulée 87 vient reposer contre le reste de la plaque 80 de con¬ centration et de sorte que dans une deuxième position d'extrémité, la portion articulée 87 soit soulevée du reste de la plaque 80 de concentration. La portion arti¬ culée 87 est également agencée de sorte que dans la pre¬ mière position d'extrémité, la portion articulée 87 est agencée de sorte à reposer sur la portion de la plaque 80 de concentration à partir de laquelle s'étend l'un des deux éléments 82. De préférence, la portion articulée 87 est agencée de sorte à reposer sur la portion de la plaque 80 de concentration à partir de laquelle s'étend l'élément 82 qui est situé au-dessus du capteur 51 posi¬ tionné au niveau du talon du pied 123 de l'utilisateur.
Ainsi, la portion articulée 87 permet de suivre le mouvement naturel d'articulation du pied 123 lors par exemple d'un mouvement de marche où le bol du pied 123 est d'abord posé puis le talon du pied 123.
On peut ainsi mesurer d'abord un seul effort d'appui Fi au niveau du capteur 50 positionné au niveau du bol du pied lorsque seul le bol du pied est posé (comme illustrée à la figure 9) avant de mesurer deux ef- forts d'appui au niveau des deux capteurs 50, 51 lorsque tout le pied 153 repose au sol (ce qui revient alors à la situation du troisième mode de réalisation illustré à la figure 8 ) .
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications.
En particulier,
- bien qu'ici l'invention soit décrite dans son ap- plication à un exosquelette inférieur à deux membres, l'invention s'applique également à d'autres types d' exosquelettes ambulatoires comme par exemple des exos¬ quelettes complet (inférieur et supérieur) ou partiels (un seul membre inférieur) ;
- bien qu' ici les capteurs soient compris dans une semelle d'une chaussure, l'invention s'applique également à d'autres types d'éléments d'appui comme par exemple une semelle intérieure à glisser dans une chaussure, un appui ponctuel, ou plusieurs sous-éléments articulés entre eux ;
- bien qu'ici l'élément d'appui comprenne deux cap¬ teurs de contact à seuil et un capteur analogique, l'invention s'applique également à un élément d'appui comprenant un capteur de contact à seuil accompagné ou non d'un capteur analogique de pression, ou encore plus de deux capteurs de contact à seuil ;
- bien qu' ici les capteurs soient placés sensible¬ ment à l'aplomb du bol d'un pied de l'utilisateur et à l'aplomb du talon du pied de l'utilisateur, l'invention s'applique également à des capteurs d'appui placés à d'autres endroits de l'élément d'appui ;
- bien qu' ici la lame ressort incurvée comporte une seule portion de courbe, l'invention s'applique également à d'autres types de membres élastiques, comme par exemple une lame comprenant plusieurs portions de courbe, un bloc élastomère ou encore un ressort à boudins ;
- bien qu' ici la membrane possède une raideur qui contribue à l'élasticité de l'élément élastiquement dé- formable, l'invention s'applique également à un élément élastiquement déformable comprenant une membrane de rai¬ deur insignifiante et un membre élastique qui assure l'essentiel de l'élasticité. Plus généralement, la rai- deur de l'élément élastiquement déformable peut être ré¬ partie entre la membrane et le membre élastique ;
bien qu'ici l'élément élastiquement déformable comprenne une membrane ressort et une lame ressort com¬ portant une portion de courbe, l'invention s'applique également à d'autres types d'éléments élastiquement dé¬ formable comme par exemple un élément élastiquement dé¬ formable constitué exclusivement d'une lame ressort com¬ portant une portion de courbe ou encore un bloc élasto- mère, ou un coussin gonflable;
- bien qu' ici le membre élastique et la membrane ressort soient en acier ressort, l'invention s'applique également à d'autres types de matière pour constituer les éléments élastiques de l'invention comme par exemple un élastomère, un composite, une matière synthétique ;
- bien qu' ici la lame ressort incurvée occupe toute la largeur du boitier ou adopte une forme de I, l'invention s'applique également à d'autres géométrie de lame ressort comme par exemple des lames en forme de H, de T ou de Z ;
- bien qu' ici la lame ressort soit vissée sur le fond du boitier, l'invention s'applique également à d'autres moyens de fixation du membre élastique comme par exemple une fixation par rivetage, boulonnage, brasage, soudage, collage, frettage ou encore encliquetage . Le membre élastique peut être fixé au boitier sur d'autres éléments que le fond de celui-ci ;
- bien qu' ici les deux interrupteurs du capteur soit actionnés par un même membre élastique, l'invention s'applique également à des interrupteurs actionnés par des membres élastiques différents ; - bien qu' ici les seuils de déclenchement des pre¬ mier et deuxième interrupteurs soient établis par un dé¬ calage dans la position relative des interrupteurs, l'invention s'applique également à d'autres moyens d'établir une différence de seuil de déclenchement pour les interrupteurs comme par exemple des contacteurs de longueurs différentes ou un déport réalisé dans le rabat, ou encore deux rabats implantés à des positions dis¬ tinctes ;
bien qu' ici la membrane soit élastique et de forme rectangulaire en application à un boitier parallé- lépipédique, l'invention s'applique également à d'autres types de membranes comme par exemple une membrane dépour¬ vue de raideur, l'élasticité de l'élément élastique dé- formable étant alors assuré exclusivement par le membre élastique, la membrane peut également présenter une géo¬ métrie différente comme par exemple une forme circulaire, triangulaire ou quelconque et être fixée au boitier sur un seul de ses côtés, plusieurs côtés ou toute sa péri¬ phérie ;
- bien qu' ici la plaque de concentration comprenne deux éléments sensiblement coniques pour convertir la pression d'appui en efforts sensiblement ponctuels, l'invention s'applique également à une plaque de concen¬ tration comprenant un nombre différents d'éléments, comme par exemple une plaque comprenant un unique élément ou plus de deux, ces éléments pouvant ne pas être coniques et adopter tout type de forme apte à appliquer un effort sensiblement ponctuel comme par exemple une forme cylin¬ drique, sphérique ou hémisphérique ou une forme quel¬ conque ; - bien qu' ici la plaque de concentration comporte une portion articulée, la plaque de concentration pourra directement être composée d'au moins deux portions arti¬ culées l'une à l'autre. La plaque de concentration pourra ainsi être par exemple articulée en son centre.

Claims

REVENDICATIONS
1. Elément d'appui (23,40) au sol d'un exosque- lette (1), comprenant un capteur de contact à seuil (50, 51) pour détecter un effort d'appui appliqué sur l'élément d'appui, caractérisé en ce le capteur de con¬ tact à seuil (50,51) comprend un premier interrupteur de haute précision (55) et un élément élastiquement défor- mable (64, 54) agencé pour faire passer le premier inter¬ rupteur de haute précision (55) d'un premier état élec- trique à un deuxième état électrique lorsque ledit élé¬ ment élastiquement déformable (54,64) est soumis à un ef¬ fort d'appui supérieur à un premier seuil prédéterminé, l'élément élastiquement déformable (54,64) et le premier interrupteur de haute précision (55) étant agencés pour que le premier interrupteur de haute précision (55) passe du deuxième au premier état électrique lorsque l'effort d'appui est inférieur au premier seuil déterminé.
2. Elément d'appui (23,40) selon la revendication 1, dans lequel l'élément élastiquement déformable (54,64) comprend une membrane (64) destinée à être directement soumise à l'effort d'appui et agencée pour venir déformer un membre élastique (54) lorsque la membrane (64) est soumise à un effort d'appui supérieur au premier seuil déterminé .
3. Elément d'appui (23,40) selon la revendication
1, dans lequel le capteur de contact à seuil (50,51) com¬ prend un deuxième interrupteur de haute précision (71) agencé de sorte que le deuxième interrupteur de haute précision (71) passe d'un premier état électrique à un deuxième état électrique lorsque l'élément élastiquement déformable (54,64) est soumis à un effort d'appui supérieur à deuxième seuil prédéterminé, l'élément élastiquement déformable (54,64) et le deuxième interrupteur de haute précision (71) étant agencés pour que le deuxième interrupteur de haute précision (71) passe du deuxième au premier état électrique lorsque l'effort d'appui est inférieur au deuxième seuil détermi¬ né .
4. Elément d'appui (23,40) selon la revendication 1, dans lequel le capteur de contact à seuil (50,51) est agencé pour que la direction d'un effort d' actionnement faisant passer le premier interrupteur d'un premier état électrique à un deuxième état électrique soit comprise dans un plan sensiblement orthogonal à la direction de l'effort d'appui.
5. Elément d'appui (23,40) selon la revendication
3, dans lequel la différence entre le premier et le deu¬ xième seuil est comprise entre 0.5 Newton et 2 Newtons.
6. Elément d'appui (23,40) selon la revendication 1, comprenant une plaque de concentration (80) pour con- vertir une pression d'appui en au moins un effort sensi¬ blement ponctuel.
7. Elément d'appui (23,40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un deuxième capteur de contact à seuil (51), l'un des capteurs (50,51) étant positionné pour se trouver sensiblement à l'aplomb du bol du pied (123) d'un utilisateur (100) de 1 ' exosquelette (1), l'autre capteur (50,51) étant posi¬ tionné pour se trouver sensiblement à l'aplomb du talon du pied (123) de l'utilisateur (100) de 1 ' exosquelette (1) .
8. Elément d'appui (23,40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément d'appui est une semelle (40) .
9. Elément d'appui (23, 40) selon la revendication 1, comprenant une cale (62) pour bloquer la déformation de l'élément élastiquement déformable (54, 64) lorsque l'effort d'appui est supérieur à une valeur maximale.
10. Elément d'appui (23, 40) selon la revendication 1, dans lequel l'élément élastiquement déformable (54, 64) comprend une lame (54) comportant une portion de courbe (54.1) .
11. Elément d'appui selon la revendication 11, dans lequel une des deux extrémités (58) de la lame (54) com¬ prend un rabat (59) .
12. Capteur de contact à seuil (50, 51) pour détec¬ ter un effort d'appui appliqué sur un élément d'appui (23, 40) au sol d'un exosquelette (1), comprenant :
- un interrupteur de haute précision (50,51) pourvu d'un contacteur (60,72) ; et
- un élément élastiquement déformable (54,64); l'élément élastiquement déformable (54,64) étant agencé pour faire passer l'interrupteur de haute précision (50,51) d'un premier état électrique à un deuxième état électrique lorsque ledit élément élastiquement déformable (54,64) est soumis à un effort d'appui supérieur à un premier seuil prédéterminé, l'élément élastiquement déformable (54, 64) et l'interrupteur de haute précision (50,51) étant agencés pour que l'interrupteur de haute précision (50,51) passe du deuxième au premier état électrique lorsque l'effort d'appui est inférieur au premier seuil déterminé.
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