WO2026068652A1 - Dispositif passif d'assistance à des mouvements d'un utilisateur - Google Patents

Abstract

Le dispositif d'assistance physique passif pour appliquer une force de rappel sur une partie du corps d'un utilisateur comporte: - au moins une première sangle (25) configurée pour être attachée à cette partie du corps de cet utilisateur, - au moins une deuxième sangle (28, 29), et - un boîtier (24) comportant une première platine (41) mécaniquement liée à chaque première sangle et une deuxième platine (34) mécaniquement liée à chaque deuxième sangle, et, entre ces platines mécaniques, qui forment une liaison glissière, au moins une lame ou tige flexible (37, 38), dont la déformation élastique varie en fonction de l'écartement entre les platines.

Description

DESCRIPTION

TITRE DE L’INVENTION : DISPOSITIF PASSIF D’ASSISTANCE À DES MOUVEMENTS D’UN UTILISATEUR

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

La présente invention vise un dispositif passif d’assistance à des mouvements d’un utilisateur. Elle s’applique, en particulier, au domaine de l’assistance aux mouvements d’un professionnel, par exemple un manutentionnaire ou un ouvrier. Elle s’applique à soulager les personnes réalisant des mouvements répétitifs ou soumis à des efforts importants.

La présente invention s’applique, par exemple, au domaine de l’assistance aux personnes souffrant de maux à la colonne vertébrale ou de douleurs dorsales, que ce soit au repos ou au cours d’un effort, ou en thérapie ambulatoire.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Les approches décrites dans cette section sont des approches qui pourraient être poursuivies, mais pas nécessairement des approches qui ont été conçues ou poursuivies précédemment. Par conséquent, sauf indication contraire, il convient de ne pas supposer que l'une ou l'autre des approches décrites dans cette section constitue un art antérieur du seul fait de son inclusion dans cette section.

Les traumatismes au niveau des bras et du dos sont toujours présents malgré l'allègement des produits à manipuler. Dans les domaines du BTP ou de l'agriculture, 80% des travailleurs sont concernés par les troubles musculo-squelettiques (TMS) ; ils souffrent du dos et des bras, notamment.

Il existe principalement deux types d’exosquelettes destinés à soulager les articulations et/ou les muscles des utilisateurs, l’exosquelette robotisé ou « actif » et l’exosquelette « passif ». L’exosquelette robotisé vise à augmenter considérablement la force de l’opérateur qui le porte, mais il présente l’inconvénient de nécessiter une source d’énergie et au moins un actionneur, ce qui augmente le poids de l’exosquelette ou, dans le cas où il est relié à une source d’énergie externe, limite la capacité de mouvement de l’utilisateur.

L’exosquelette passif a pour objectif de diminuer les efforts que fournit l’opérateur et ne consomme pas d’énergie. En particulier, l’exosquelette passif s’inscrit dans une démarche de diminution de la pénibilité lors de la réalisation de travaux répétitifs et/ou contraignants tout en prévenant l’apparition de troubles musculo-squelettiques (TMS).

Les exosquelettes connus comportent des éléments rigides ou élastiques exerçant une action parallèlement à des os et des articulations de l’utilisateur. Ces éléments présentent un encombrement et un poids qui réduisent la mobilité de l’utilisateur.

On connaît les demandes de brevet américain US 2008/228121 et US 201 1/184 325 qui divulguent des dispositifs comportant des tiges en flexion pour supporter une partie du corps d’un utilisateur.

RÉSUMÉ DE L’INVENTION

Au lieu de se baser sur une armature rigide ou souple, comme dans un exosquelette classique, le dispositif passif d’assistance aux mouvements objet de l’invention se comporte comme un jeu d’au moins un muscle et de tendons reliant chaque tel muscle à des parties du corps de part et d’autre des muscles de l’utilisateur à soulager.

L’objectif de ce dispositif passif d’assistance est d’augmenter la force des muscles de l’utilisateur, notamment lors de retour de l’utilisateur vers une position de repos, par exemple debout.

Le muscle prend la forme d’un boîtier renfermant au moins une tige ou une lame oeuvrant comme un ressort, préférentiellement complétée par une sangle ou une corde traversant une succession de poulies ou de paliers lisses permettant de diminuer l'effort sur cette sangle ou corde pour une même déformation de ce ressort ou de diminuer la déformation de ce ressort pour un même effort sur les sangles. On réduit ainsi les dimensions du boîtier et l’inconfort que peut ressentir l’utilisateur.

PRÉSENTATION DE L’INVENTION

La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de l’art.

À cet effet, la présente invention vise un dispositif d’assistance physique passif pour appliquer une force de rappel sur une partie du corps d’un utilisateur, qui comporte :

- au moins une première sangle configurée pour être attachée à cette partie du corps de cet utilisateur, - au moins une deuxième sangle, et

- un boîtier comportant une première platine mécaniquement liée à chaque première sangle et une deuxième platine mécaniquement liée à chaque deuxième sangle, et, entre ces platines mécaniques, qui forment une liaison glissière, au moins une lame ou tige flexible, dont la déformation élastique varie en fonction de l’écartement entre les platines.

Grâce à la mise en oeuvre d’au moins une lame ou une tige flexible, l’effort peut, au cours du mouvement relatif des platines, être croissant, constant ou décroissant lors de la déformation de chaque lame ou tige flexible. Le profil de la courbe d’effort en fonction du déplacement relatif des platines varie, notamment, en fonction du déport de l’axe d’application de la force exercée par une platine sur une lame ou une tige flexible, par rapport à l’axe entre les extrémités de la lame ou tige flexible, d’une part, et de la disposition géométrique des extrémités de chaque lame ou tige, par exemple de l’angle entre l’axe d’application de la force exercée par une platine sur la tige ou lame flexible et l’axe entre les extrémités de la tige ou de la lame flexible, d’autre part. On note que le dispositif objet de l’invention peut être rattaché, par une partie de ses sangles, à un support fixe, par exemple un meuble et, plus particulièrement, à une assise sur laquelle l’utilisateur peut s’asseoir.

De plus, la liaison glissière formée entre les deux platines mécaniques permet de d’assurer d’une bonne répartition des efforts sur les différentes parties du cops de l’utilisateur. Également, cette liaison glissière permet d’assurer une répétabilité du mouvement des platines l’une par rapport à l’autre.

Dans des modes de réalisation, les sangles sont attachées à deux parties du corps de l’utilisateur, de part et d’autre d’au moins une articulation.

Par exemple, une telle articulation est une articulation de hanche, de genoux, d’épaule, de coude. Selon un autre exemple, il s’agit d’un ensemble d’articulations, de la colonne vertébrale, du poignet ou du talon. La présente invention s’applique ainsi à l’assistance à un mouvement d’un grand nombre d’articulations du corps humain.

Dans des modes de réalisation, chaque première sangle est reliée à un harnais pectoral et chaque deuxième sangle est reliée à un manchon de jambe de l’utilisateur.

La présente invention s’applique ainsi particulièrement au soulagement des muscles du dos de l’utilisateur lorsqu’il se penche en avant.

Dans des modes de réalisation, l’une des platines est fixe par rapport au boîtier.

Par exemple, une partie du carter du boîtier sert de platine. Dans des modes de réalisation, le dispositif d’assistance objet de l’invention comporte, sur au moins une platine, un moyen de changement de la direction de l'effort exercé par une sangle unique constituant chaque première sangle ou une sangle unique constituant chaque deuxième sangle.

Typiquement, ce moyen de changement de direction de l’effort est une poulie ou un palier lisse. Ainsi, la sangle unique peut être liée à deux parties du corps de l’utilisateur, par exemple ses deux épaules ou ses deux jambes, le passage de cette sangle autour du moyen de changement de direction assurant une compensation des mouvements asymétriques de ces deux parties du corps en limitant le déplacement de la platine qui porte ce moyen. Par exemple, lorsque la sangle unique est reliée, à chacune de ses extrémités, à une jambe de l’utilisateur, un pas correspond à une élongation de la partie de la sangle unique entre la jambe qui avance et le boîtier du dispositif et à un raccourcissement de l’autre partie de la sangle unique entre la jambe restant en appui sur le sol et ce boîtier. Le même effet se produit lors d’une torsion ou d’une flexion de la colonne vertébrale sans modification de son inclinaison vers l’avant de l’utilisateur.

Dans des modes de réalisation, le dispositif d’assistance objet de l’invention comporte, sur au moins une platine, au moins deux moyens de changement de direction de l’effort, chaque platine portant au moins un dit moyen.

On obtient ainsi, sur le corps de l’utilisateur, une démultiplication de l’effort appliqué par chaque tige ou lame flexible sur cette platine.

Dans des modes de réalisation, le dispositif d’assistance objet de l’invention comporte, sur au moins une platine, au moins deux moyens de changement de direction de l’effort exercé par la sangle unique, cette sangle passant par un dit moyen monté sur une platine et par un dit moyen monté sur l’autre platine.

On obtient ainsi, sur le corps de l’utilisateur, une démultiplication de l’effort appliqué par chaque tige ou lame flexible sur chacune des platines.

Dans des modes de réalisation, la déformation d’au moins une tige ou lame flexible est une flexion dans un plan parallèle à un plan comportant un chemin de passage de sangles.

Ainsi, le boîtier du dispositif peut être assez très fin.

Dans des modes de réalisation, la déformation d’au moins une tige ou lame flexible est une flexion en dans un plan perpendiculaire à un plan comportant un chemin de passage de sangles. Cette tige ou lame flexible peut alors appuyer sur une partie du corps humain, par exemple au niveau des vertèbres lombaires, pour améliorer le confort de l’utilisateur.

Dans des modes de réalisation, au moins une tige ou lame flexible comporte un matériau composite.

Ce type de tige ou lame flexible présente des avantages en termes de poids, de résistance à la fatigue due à sa déformation répétée, et de durabilité.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif passif d’assistance aux mouvements objet de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :

La figure 1 représente, schématiquement et en vue de dos, un premier mode de réalisation du dispositif passif d’assistance objet de l’invention,

La figure 2 représente, schématiquement et en vue de côté, un utilisateur muni du dispositif passif d’assistance illustré en [Fig. 1 ] réalisant un effort pour soulever une charge ou pour se relever,

La figure 3 représente, schématiquement en en vue de dos, le contenu d’un boîtier du dispositif passif d’assistance illustré en [Fig. 1 ], en configuration au repos,

La figure 4 représente, schématiquement en en vue de dos, le contenu d’un boîtier du dispositif passif d’assistance illustré en [Fig. 1], en configuration sous tension,

La figure 5 représente, schématiquement en en vue de dos, le contenu d’un boîtier d’un deuxième mode de réalisation du dispositif passif d’assistance objet de l’invention, en configuration au repos,

La figure 6 représente, schématiquement en en vue de dos, le contenu du boîtier illustré en 5, en configuration sous tension,

La figure 7 représente, schématiquement en en vue de dos, le contenu d’un boîtier d’un troisième mode de réalisation du dispositif passif d’assistance objet de l’invention, en configuration semi-fléchie,

La figure 8 représente, schématiquement en en vue de côté, un boîtier d’un quatrième mode de réalisation du dispositif passif d’assistance objet de l’invention, en configuration semi-fléchie, et La figure 9 représente, schématiquement et en vue de côté, un utilisateur muni du dispositif passif d’assistance illustré en [Fig. 8] réalisant un effort pour soulever une charge ou pour se relever.

DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION

La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.

On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l’échelle.

Comme on le comprend à la lecture de la présente description, divers concepts inventifs peuvent être mis en oeuvre par une ou plusieurs méthodes ou dispositifs décrits ci-après, dont plusieurs exemples sont ici fournis. Les actions ou étapes réalisées dans le cadre de la réalisation du procédé ou du dispositif peuvent être ordonnées de toute manière appropriée. En conséquence, il est possible de construire des modes de réalisation dans lesquels les actions ou étapes sont exécutées dans un ordre différent de celui illustré, ce qui peut inclure l'exécution de certains actes simultanément, même s'ils sont présentés comme des actes séquentiels dans les modes de réalisation illustrés.

Les articles indéfinis "un" et "une", tels qu'ils sont utilisés dans la description, doivent être compris comme signifiant "au moins un", sauf indication claire du contraire.

L'expression "et/ou", telle qu'elle est utilisée dans le présent document, doit être comprise comme signifiant Tun ou l'autre ou les deux" des éléments ainsi conjoints, c'est-à-dire des éléments qui sont présents de manière conjonctive dans certains cas et de manière disjonctive dans d'autres cas. Les éléments multiples énumérés avec "et/ou" doivent être interprétés de la même manière, c'est-à-dire "un ou plusieurs" des éléments ainsi conjoints. D'autres éléments peuvent éventuellement être présents, autres que les éléments spécifiquement identifiés par la clause "et/ou", qu'ils soient liés ou non à ces éléments spécifiquement identifiés. Ainsi, à titre d'exemple non limitatif, une référence à "A et/ou B", lorsqu'elle est utilisée conjointement avec un langage ouvert tel que "comprenant" peut se référer, dans un mode de réalisation, à A seulement (incluant éventuellement des éléments autres que B) ; dans un autre mode de réalisation, à B seulement (incluant éventuellement des éléments autres que A) ; dans un autre mode de réalisation encore, à A et B (incluant éventuellement d'autres éléments) ; etc.

Tel qu'utilisé ici dans la description, "ou" doit être compris de manière inclusive.

Telle qu'elle est utilisée dans la présente description, l'expression "au moins un", en référence à une liste d'un ou de plusieurs éléments, doit être comprise comme signifiant au moins un élément choisi parmi un ou plusieurs éléments de la liste d'éléments, mais n'incluant pas nécessairement au moins un de chaque élément spécifiquement énuméré dans la liste d'éléments et n'excluant pas toute combinaison d'éléments dans la liste d'éléments. Cette définition permet également la présence facultative d'éléments autres que les éléments spécifiquement identifiés dans la liste des éléments auxquels l'expression "au moins un" fait référence, qu'ils soient liés ou non à ces éléments spécifiquement identifiés. Ainsi, à titre d'exemple non limitatif, "au moins l'un de A et B" (ou, de manière équivalente, "au moins l'un de A ou B", ou, de manière équivalente, "au moins l'un de A et/ou B") peut se référer, dans un mode de réalisation, à au moins un, incluant éventuellement plus d'un, A, sans B présent (et incluant éventuellement des éléments autres que B) ; dans un autre mode de réalisation, à au moins un, comprenant éventuellement plus d'un, B, sans A présent (et comprenant éventuellement des éléments autres que A) ; dans encore un autre mode de réalisation, à au moins un, comprenant éventuellement plus d'un, A, et au moins un, comprenant éventuellement plus d'un, B (et comprenant éventuellement d'autres éléments) ; etc.

Dans la description ci-dessous, toutes les expressions transitoires telles que "comprenant", "incluant", "portant", "ayant", "contenant", "impliquant", "tenant", "composé de", et autres, doivent être comprises comme étant ouvertes, c'est-à-dire comme signifiant incluant mais non limité à. Seules les expressions transitoires "consistant en" et "consistant essentiellement en" doivent être comprises comme des expressions transitoires fermées ou semi-fermées, respectivement.

Dans toute la description, on appelle « supérieur » ou « haut » ce qui est en haut lorsqu’un utilisateur debout ou assis porte l’exosquelette objet de l’invention et dans les figures, et « inférieur » ou « bas » ce qui est en bas lorsqu’un utilisateur debout ou assis porte l’exosquelette objet de l’invention et dans ces figures. Les figures représentent ainsi l’orientation normale de l’exosquelette en cours d’utilisation par un utilisateur debout ou assis. Les « hauteurs » découlent de ces définitions. Les « largeurs » sont définies de droite à gauche dans les figures 1 et 3 à 7, donc aussi de droite à gauche du corps de l’utilisateur. Il s’agit des dimensions dans la direction allant d’une épaule à l’autre de l’utilisateur. On appelle « avant », « devant >>, « face >> ou « ventral >> ce qui se trouve du côté du ventre de l’utilisateur pendant l’utilisation de l’exosquelette et « arrière >> ou « dorsal >>, ce qui se trouve du côté du dos de cet utilisateur pendant l’utilisation de l’exosquelette. On appelle « interne >> ou « intérieur >> ce qui est proche ou tourné vers le tronc de l’utilisateur et « externe >> ou « extérieur >>, ce qui est éloigné de ce tronc ou est tourné vers ce qui est éloigné de ce tronc. On appelle « harnais pectoral >>, un ensemble composé de sangles, assemblées par un bouclage aisément détachable, destiné à entourer le torse d’une personne. Un tel harnais peut prendre la forme d’une ceinture pectorale ou thoracique constituée d’une seule sangle. Cette ceinture peut, éventuellement, être complétée par des bretelles passant au-dessus des épaules et/ou en dessous du bassin de cette personne.

Dans toute la description, le terme de « sangle >> ne se limite pas à une bande large et plate, mais couvre aussi les bandes, bretelles, ceintures, manchons, lanières, courroies, cordes ou cordelettes et, plus généralement, les éléments souples en flexion et pratiquement inextensibles en longueur.

On note, dès à présent, que les dimensions du dispositif passif d’assistance sont adaptées à un utilisateur prédéterminé, par exemple un homme ou une femme, européens de morphologie moyenne, telle que définie par les études statistiques de cette population.

Le dispositif passif d’assistance objet de l’invention vise à lutter contre les douleurs musculaires ou squelettiques et permet l’amélioration des conditions de travail, en réduisant la pénibilité du maintien en position debout, penchée, accroupie ou assise, et ses conséquences physiques et mentales sur son utilisateur.

Ce dispositif passif d’assistance est léger et intuitif à l’usage. Il est particulièrement adapté pour tous travaux nécessitant de se pencher ou de plier une articulation. L’utilisateur conserve une grande liberté de mouvement. Il n’est pas entravé dans l’exécution des tâches ne nécessitant pas d’assistance mécanique.

Dans les figures, il est représenté une application de l’invention au soulagement des muscles du dos lorsque l’utilisateur se penche en avant, notamment pour soulever une charge. Bien entendu, la présente invention s’applique aussi bien à tout autre type de soulagement musculaire autour d’articulations, par exemple de l’épaule, du genou, du coude, de la main ou du pied. On observe, en [Fig. 1 ], un dispositif passif d’assistance aux mouvements 20 objet de l’invention. Ce dispositif passif d’assistance 20 comporte un harnais pectoral 21 , de manchons 22 et 23 destinés, chacun, à entourer l’une des jambes de l’utilisateur et d’un boîtier 24. En variante (non représentée), un seul manchon entoure les deux jambes de l’utilisateur. Ce boîtier 24 est relié au harnais pectoral 21 par une sangle supérieure centrale 25 et par des sangles latérales supérieures 26 et 27. Le boîtier 24 est relié aux manchons 22 et 23 par des sangles inférieures 28 et 29, respectivement.

Le boîtier 24 est configuré pour appliquer une force de rappel entre la sangle supérieure centrale 25 et les sangles inférieures 28 et 29 lorsqu’elles s’éloignent pendant un mouvement de l’utilisateur 30. La [Fig. 2] illustre schématiquement cette situation.

Le boîtier 24 comporte au moins une lame ou une tige déformée formant un ressort pour appliquer cette force de rappel. Préférentiellement, cette lame ou tige est en matériau composite.

Dans le premier mode de réalisation illustré en [Fig. 3], la sangle supérieure centrale 25 est fixée sur le carter 41 du boîtier 24 et donc immobile par rapport à ce boîtier 24. Le carter 41 du boîtier 24 forme ainsi une platine liée mécaniquement à la sangle centrale supérieure 25. En revanche, les sangles inférieures 28 et 29 sont formées de la même sangle qui passe par au moins un moyen de changement de la direction de l'effort exercé par la sangle, qui permet aussi de diminuer la déformation de la lame ou tige pour un même déplacement de la sangle sous l’effet des mouvements de l’utilisateur. Ce moyen de changement de direction de l'effort est, typiquement, constitué d’une poulie ou d’un palier lisse, la sangle suivant une partie de sa circonférence. En combinant de tels moyens, on constitue un palan. Dans un but de clarté, dans la suite de la description, on utilise le terme de « poulie » pour désigner, de manière générique, tout moyen de changement de direction de l’effort exercé par une sangle.

Dans le premier mode de réalisation illustré en [Fig. 3], trois poulies 31 , 32 et 33 constituent un palan.

Au moins une dite poulie, ici les poulies 31 et 32, est montée sur une platine mobile 34 guidée en translation verticale sur une coulisse 35, par le biais de coulisseaux 36. La poulie 33 est montée fixe dans le boîtier 24. Deux lames ou tiges 37 et 38 sont montées entre la platine mobile 34 et la partie inférieure du boîtier 24. À l’extrémité supérieure de ces lames ou tiges 37 et 38, des liaisons pivots 39 permettent la rotation de cette extrémité par rapport à la platine mobile 34. À l’extrémité inférieure de ces lames ou tiges 37 et 38, des liaisons pivots 40 permettent la rotation de cette extrémité par rapport au boîtier 24.

En d’autres termes, la platine mobile 34 et le carter 41 forment une liaison glissière.

Comme illustré en [Fig. 4], lors d’un écartement de la sangle centrale supérieure 25 par rapport aux sangles inférieures 28 et 29, la platine mobile 34 se déplace en translation le long de la coulisse 35 pour se rapprocher de la partie inférieure du boîtier 24. Dans ce mouvement, les lames ou tiges flexibles 37 et 38 fléchissent. Elles exercent donc une force de rappel antagoniste à ce mouvement relatif des sangles 25, 28 et 29.

On note qu’une pluralité de poulies 31 , 32 et 33 permet, tel un palan, de réduire, à l’intérieur du boîtier 24, l’amplitude du mouvement relatif de la platine mobile 34 et du carter 41 du boîtier 24 par rapport à l’amplitude du mouvement relatif des sangles supérieure 25 et inférieures 28 et 29.

De plus, la présence d’au moins une poulie 31 reliant les sangles inférieures 28 et 29 permet une compensation entre les mouvements de ces sangles par rapport au boîtier 24. Le déplacement de la platine mobile 34 dépend ainsi de la moyenne des déplacements des sangles inférieures. Lorsque ces sangles inférieures 28 et 29 sont reliées aux membres inférieurs de l’utilisateur, la marche de cet utilisateur ne provoque donc aucune application de force par le boîtier 24 sur les sangles 25, 28 et 29, les sangles 28 et 29 faisant simplement tourner les poulies 31 à 33.

On note que, lorsqu’une platine est immobile par rapport au boîtier, elle peut être confondue avec au moins une partie du carter de ce boîtier, comme c’est le cas pour les deux premiers modes de réalisation du dispositif objet de l’invention.

Dans le deuxième mode de réalisation illustré en [Fig. 5], la sangle supérieure centrale 25 est fixée sur un boîtier 44 et donc immobile par rapport à ce boîtier 44. Le carter 42 du boîtier 44 forme ainsi une platine liée mécaniquement à la sangle centrale supérieure 25. En revanche, les sangles inférieures 28 et 29 sont formées de la même sangle qui passe par au moins une poulie 51 , précisément trois poulies 51 , 52 et 53, dans le deuxième mode de réalisation.

Au moins une dite poulie, ici les poulies 51 et 52, est montée sur une platine mobile 54 guidée en translation verticale sur deux coulisses 55, par le biais de coulisseaux 56. La poulie 53 est montée fixe dans le boîtier 44. Deux lames ou tiges 57 et 58 sont montées entre la platine mobile 54 et la partie inférieure du boîtier 44. À l’extrémité supérieure de ces lames ou tiges 57 et 58, des liaisons pivots 59 permettent la rotation de cette extrémité par rapport à la platine mobile 54. À l’extrémité inférieure de ces lames ou tiges 57 et 58, des liaisons pivots 60 permettent la rotation de cette extrémité par rapport au boîtier 44.

En d’autres termes, la platine mobile 54 et le carter 42 forment une liaison glissière.

Comme illustré en [Fig. 6], lors d’un écartement de la sangle centrale supérieure 25 par rapport aux sangles inférieures 28 et 29, la platine mobile 54 se déplace en translation le long des coulisses 55 pour se rapprocher de la partie inférieure du boîtier 44. Dans ce mouvement, les lames ou tiges flexibles 57 et 58 fléchissent. Elles exercent donc une force de rappel antagoniste à ce mouvement relatif des sangles 25, 28 et 29. De nouveau, une pluralité de poulies 51 , 52 et 53 permet, tel un palan, de réduire, à l’intérieur du boîtier 44, l’amplitude du mouvement relatif de la platine mobile 54 et du carter 42 du boîtier 44, par rapport à l’amplitude du mouvement relatif des sangles supérieure et inférieures.

De plus, la présence d’au moins une poulie 51 reliant les sangles inférieures 28 et 29 permet une compensation entre les mouvements de ces sangles par rapport au boîtier 44. Le déplacement de la platine mobile 54 dépend ainsi de la moyenne des déplacements des sangles inférieures. Lorsque ces sangles inférieures 28 et 29 sont reliées aux membres inférieurs de l’utilisateur, la marche de cet utilisateur ne provoque donc aucune application de force par le boîtier 44 sur les sangles 25, 28 et 29, les sangles 28 et 29 faisant simplement tourner les poulies 51 à 53.

Bien entendu, dans des variantes des deux premiers modes de réalisation, le contenu du boîtier, 24 ou 44, est retourné de haut en bas, si bien que la sangle supérieure 25 est reliée à la platine mobile, 34 ou 54, et que les sangles inférieures 28 et 29 sont reliées de manière fixe au boîtier, 24 ou 44.

Dans d’autres variantes des deux premiers modes de réalisation, le nombre de poulies est limité à une ou est augmenté à un nombre impair de poulies supérieur à trois. Plus ce nombre est important, plus le ratio de l’amplitude du mouvement relatif de la platine mobile, 34 ou 54, par rapport au carter, 41 ou 42, du boîtier, 24 ou 44, sur l’amplitude du mouvement relatif de la sangle supérieure centrale 25 par rapport aux sangles inférieures 28 et 29 est faible. On peut ainsi, en augmentant ce nombre, réduire les dimensions du boîtier, 24 ou 44, sous réserve d’augmenter la raideur des lames ou tiges flexibles 37 et 38 ou 57 et 58 pour que la même amplitude de mouvement de l’utilisateur corresponde à la même force de rappel.

La [Fig. 7] ne représente que partiellement le contenu d’un boîtier 64 d’un troisième mode de réalisation. Par exemple, aucun carter, aucune coulisse et aucun coulisseau n’y sont représentés. Dans ce boîtier 64, deux platines 65 et 66 mobiles l’une par rapport à l’autre, portent des poulies 71 à 73 et 74 à 76, respectivement. La sangle qui constitue les sangles inférieures 28 et 29 passe successivement par les poulies 71 , 75 et 73. La sangle centrale supérieure 25 se décompose en deux parties formant une boucle 67 qui passe successivement par les poulies 74, 72 et 76. Deux lames ou tiges flexibles 77 et 78 sont montées, par des liaisons pivots 79 et 80 sur les platines mobiles 65 et 66, respectivement.

En d’autres termes, les platines mobiles 65 et 66 forment une liaison glissière.

Lors d’un écartement de la sangle centrale supérieure 25 par rapport aux sangles inférieures 28 et 29, les platines 65 et 66 se déplacent en translation verticale l’une vers l’autre. Dans ce mouvement, les lames ou tiges flexibles 77 et 78 fléchissent. Elles exercent donc une force de rappel antagoniste à ce mouvement relatif des sangles 25, 28 et 29.

On note que l’une des platines, 65 ou 66, peut être intégrée à un carter du boîtier 64.

Pour garantir que la déformation des lames se fait du côté désiré, on prévoit un certain déport dans les liaisons pivots 39 et 40 pour que la force appliquée par la tige ou lame possède un moment par rapport à la liaison pivot. Alternativement, les tiges ou lames flexibles sont soumises à une précontrainte ou sont légèrement courbées au repos, le centre de courbure étant alors de même côté de la lame ou la tige que le centre de courbure visé lorsque cette lame est complètement repliée.

Dans des variantes du troisième mode de réalisation, le nombre de poulies est un nombre pair différent de six. Plus ce nombre est important, plus le ratio de l’amplitude du mouvement relatif des platines 65 et 66 sur l’amplitude du mouvement relatif de la sangle supérieure centrale 25 par rapport aux sangles inférieures 28 et 29 est faible. De nouveau, on peut, en augmentant ce nombre, réduire les dimensions du boîtier 64, sous réserve d’augmenter la raideur des lames ou tiges flexibles 77 et 78 pour que la même amplitude de mouvement de l’utilisateur corresponde à la même force de rappel. Dans des variantes des trois premiers modes de réalisation, les tiges ou lames flexibles ne se trouvent pas dans un plan parallèle au plan du chemin des sangles, mais se trouvent dans des plans obliques ou perpendiculaires au plan du chemin des sangles. Dans des variantes des trois premiers modes de réalisation, des lames ou tiges flexibles sont disposées dans le plan du chemin des sangles et dans au moins un plan perpendiculaire ou oblique par rapport à ce plan du chemin des sangles.

Le boîtier 84 du quatrième mode de réalisation du dispositif passif d’assistance illustré en [Fig. 8] comporte au moins une lame ou tige flexible 88 qui se déforme dans un plan perpendiculaire au plan des chemins des sangles. Chaque lame ou tige flexible 88 est supportée par des liaisons pivots 80 montées sur des platines, de la même manière que dans le troisième mode de réalisation. Chaque lame ou tige flexible 88 peut, en configuration repliée, dépasser la surface du carter 81 du boîtier 84.

Ainsi, comme illustré en [Fig. 9], chaque lame ou tige flexible 88 peut venir en appui du dos de l’utilisateur au niveau de ses vertèbres lombaires lorsque l’utilisateur est penché en avant.

En variante de chacun des modes de réalisation du dispositif objet de l’invention, au moins une sangle supérieure et au moins une sangle inférieure constituent, ensemble, une sangle unique. Par exemple, en partant du mode de réalisation illustré en [Fig. 7], la sangle 29 passe successivement dans la poulie 73 et la poulie 76, puis rejoint la sangle 25 dont un autre brin 29 passe par la poulie 74 puis la poulie 71 .

La présente invention s’applique au domaine technique des équipements qui apportent une aide et un soulagement à leur utilisateur, notamment dans le cas de travaux de manutention de charges, quelles qu'elles soient, mais aussi dans le cas de travaux impliquant une position durablement inclinée du tronc et, en particulier, lors de travaux manuels répétitifs réalisés, par exemple, par des manutentionnaires.

Comme cela apparaît en [Fig. 2], sur la figure 4, lorsque l’utilisateur se penche en avant, les cuisses et les épaules font un mouvement vers l'avant tandis que le bassin fait un mouvement vers l’arrière. Ces mouvements exercent sur la sangle centrale supérieure 25 et sur les sangles inférieures 28 et 29, une traction progressive qui provoque, dans le boîtier du dispositif passif d’assistance, une flexion des lames ou tiges flexibles en matériau composite. Celles-ci accumulent ainsi de l'énergie mécanique, qui est restituée lorsque l’utilisateur se redresse. L’utilisateur est donc soulagé et aidé lorsqu’il se redresse, ce qui réduit ses efforts et sa fatigue.

Claims

REVENDICATIONS

1 . Dispositif (20) d’assistance physique passif pour appliquer une force de rappel sur une partie du corps d’un utilisateur (30), qui comporte :

- au moins une première sangle (25) configurée pour être attachée à cette partie du corps de cet utilisateur, et

- au moins une deuxième sangle (28, 29), caractérisé en ce qu’il comporte, de plus, un boîtier (24, 44, 64, 84) comportant une première platine (41 , 42, 66) mécaniquement liée à chaque première sangle et une deuxième platine (34, 54, 65) mécaniquement liée à chaque deuxième sangle, et, entre ces platines mécaniques, qui forment une liaison glissière, au moins une lame ou tige flexible (37, 38, 57, 58, 77, 78, 88), dont la déformation élastique varie en fonction de l’écartement entre les platines.

2. Dispositif (20) d’assistance selon la revendication 1 , dans lequel les sangles (25, 28, 29) sont attachées à deux parties du corps de l’utilisateur (30), de part et d’autre d’au moins une articulation.

3. Dispositif (20) d’assistance selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel chaque première sangle (25) est reliée à un harnais pectoral (21 ) et chaque deuxième sangle (28, 29) est reliée à un manchon (22, 23) de jambe de l’utilisateur (30).

4. Dispositif (20) d’assistance selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel l’une des platines (41 , 42) est fixe par rapport au boîtier (24, 44).

5. Dispositif (20) d’assistance selon l’une des revendications 1 à 4, qui comporte, sur au moins une platine (34, 41 , 42, 54, 65, 66), un moyen (31 , 32, 33, 51 , 52, 53, 71 à 76) de changement de la direction de l'effort exercé par une sangle unique (67) constituant chaque première sangle (25) ou une sangle unique constituant chaque deuxième sangle (28, 29).

6. Dispositif (20) d’assistance selon la revendication 5, qui comporte, sur au moins une platine (34, 41 , 42, 54, 65, 66), au moins deux moyens (31 , 32, 33, 51 , 52, 53, 71 à 76) de changement de direction, chaque platine portant au moins un dit moyen.

7. Dispositif (20) d’assistance selon la revendication 5, qui comporte, sur au moins une platine (34, 41 , 42, 54, 65, 66), au moins deux moyens (31 , 32, 33, 51 , 52, 53, 71 à 76) de changement de direction de l’effort exercé par la sangle unique, cette sangle passant par un dit moyen monté sur une platine et par un dit moyen monté sur l’autre platine.

8. Dispositif (20) d’assistance selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la déformation d’au moins une tige ou lame flexible (37, 28, 57, 58, 77, 78, 88) est une flexion dans un plan parallèle à un plan comportant un chemin de passage de sangles (25, 28, 29).

9. Dispositif (20) d’assistance selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la déformation d’au moins une tige ou lame flexible (37, 28, 57, 58, 77, 78, 88) est une flexion en dans un plan perpendiculaire à un plan comportant un chemin de passage de sangles (25, 28, 29).

10. Dispositif (20) d’assistance selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel au moins une tige ou lame flexible (37, 28, 57, 58, 77, 78, 88) comporte un matériau composite.

11. Dispositif (20) d’assistance selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel la liaison glissière est formée par un coulisseau se déplaçant en translation dans une coulisse.