Brevet FR2578418A1 — publié le 19860912

Dispositif d'affichage et de contrôle de la force appliquée sur le bras d'extension d'une table orthopédique. La présente invention a pour objet un dispositif d'affichage et de contrôle de la force appliquée sur le bras d'exten- sion d'une table orthopédique, permettant la lecture directe de la force appliquée sur le bras d'extension et le maintien constant de cette force quelle que soit la position angulaire dans l'espace de ce bras d'extension, ou la manoeuvre dynamique entraînant la modification angulaire de la position du bras. Les tables d'orthopédie sont généralement cons- tituées d'une table horizontale ou inclinable sur laquelle repose le patient, et de bras articulés extensibles sur lesquels sont fixés ses pieds. Les bras articulés sont généralement constitués d'un système à parallélogramme déformable permettant une modifica- tion angulaire dans les plans horizontaux et verticaux. L'extension est assurée par un tube télesco- pique manoeuvré par un système vis-écrou et une manivelle. Toutefois ce dispositif présente des inconvé- nients qui résident dans sa fonction essentiellement manuelle, l'absence de contrôle de l'intensité de la force qui conduit à un réglage subjectif manuel. Par ailleurs, il se produit une variation de l'intensité de la force en plus ou en moins lors de la manoeuvre angulaire du bras dans les plans horizontaux ou verticaux, cela étant dû au fait que l'axe d'articulation du dispositif mécanique à parallélogramme déformable ne coïncide pas avec l'axe d'articulation de la hanche du patient. Le dispositif suivant l'invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. Conformément à la présente invention, un organe capteur de force est interposé entre la vis de commande du tube et un point fixe du bras, ledit organe capteur étant relié à un circuit électronique comparateur de deux forces dont l'une est la force F enregistrée par l'organe capteur et l'autre est une force Fo de référence affichée, ledit circuit électronique émettant des impulsions qui sont transmises à un moteur électrique entraînant en rotation la vis sans fin dans un sens ou dans l'autre pour 2578 4 18 provoquer une variation de longueur L du tube télescopique suivant le sens du déséquilibre entre les deux forces F et Fo. Avec le dispositif suivant l'invention la fonction est rendue automatique et un capteur mesure l'intensité de la force qui est affichée en lecture directe permettant ainsi un réglage objectif de la force désirée. L'intensité de la force mesurée par le capteur est asservie à une force de référence prédéterminée telle que le moteur de commande du système visécrou du tube télescopique du bras d'extension est sollicité dans un sens de rotation ou dans l'autre suivant la comparaison de la force indiquée par le capteur et la force prédéterminée. De cette façon, l'intensité de la force appliquée reste constante quelle que soit la manoeuvre du bras dans l'espace, le système régulant automatiquement la longueur du tube télesco- pique à la longueur nécessaire du maintien de la force, et rattrape ainsi la variation de parallaxe entre l'articulation du bras d'extension et l'articulation du patient pendant la manoeuvre du bras d'extension. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique du dispositif d'affichage et de contrôle de force suivant l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe du boîtier de l'appareil, - la figure 4 est une vue d'un schéma du circuit électronique d'asservissement du moteur de commande, - la figure 5 est une vue d'un autre schéma du circuit électronique. A la figure 1 on a représenté-un dispositif d'affichage et de contrôle de force appliquée sur le bras d'exten- sion d'une table orthopédique, ledit bras comportant un tube 2578 4 18 télescopique 2 qui est actionné par une vis sans fin 3 qui est engagée dans un écrou 8 de l'une des parties 2a du tube téles- copique qui est reliée en 9 au pied du patient sur lequel s'exerce une force F. A l'une des extrémités de la vis sans fin.3 est fixée l'une des extrémités d'un organe capteur de force 1 ou jauge de contrainte dont l'autre extrémité est fixée sur un point fixe 10 du bras d'extension. L'organe capteur de force 1 transmet une infor- mation correspondant à l'intensité de la force F à un organe d'enregistrement 6 relié d'une part à un organe d'affichage 11 de la force réelle et d'autre part à un circuit électronique com- parateur 7 qui est relié à un organe de contrôle 5 de l'affichage d'une force de référence qui est lisible sur l'organe d'affichage 12. Par ailleurs le circuit électronique 7 contr8ôle l'alimentation d'un moteur électrique 4 au moyen de conducteurs 13 et 14 pour l'entraînement dudit moteur dans un sens ou dans l'autre, ledit moteur 4 portant sur son arbre de sortie un pignon 15 qui engrène avec un pignon 16 calé sur un prolongement de la vis sans fin 3. L'organe capteur de pressial enregistre l'intensité de la force F agissant sur le membre du patient-; ladite intensité de la force qui apparaît sur l'organe d'affichage 11 est transmise au circuit électronique 7 qui la compare avec une valeur d'une force de référence affichée en 12. Suivant le déséquilibre enre- gistré entre la force réelle et la force de référence, le circuit transmet une information au circuit d'alimentation du moteur 4 afin que celui-ci soit entraîné en rotation dans un sens ou dans l'autre. Le moteur 4 entraîne en rotationpar les pignons 15 et 16, la vis 3 qui, en agissant par l'intermédiaire de l'écrou 8, provoque le raccourcissement ou l'allongement du tube télescopique 2, c'est-à-dire qu'en faisant varier la longueur L du bras d'extension on augmente ou on diminue la force réelle exercée en 9 sur le membre du patient. Si la force réelle est supérieure en référence à la force de référence affichée en 12, le circuit électronique 7 donne une information conduisant à une rotation du moteur entraînant une rotation de la vis 3 de commande dans un sens ou dans l'autre telle que la longueur L est augmentée ou réduite dans le sens o la force réelle F tend à devenir égale à la force de référence Fo. A la figure 2 on a représenté un mode de réali- sation qui comprend un bottier 17 en aluminium coulé sur lequel est fixé, par emboîtement en 18 et par des vis de blocage 19, un élément fixe du tube télescopique 2. A l'intérieur du bottier est disposé l'organe capteur de pression 1 dont l'une des extrémités est fixée par une goupille 20 dans deux logements 21, 21a d'une rondelle 22 solidaire du bottier. A son autre extrémité l'organe capteur 1 est muni d'une tige 23 qui comporte une t8te 23a en appui contre deux butées à billes 24, 24a séparées par une entre- toise 25 et maintenues serrées par un écrou 26 vissé sur la partie filetée 23b de la tige 23, les butées 24, 24a étant ainsi rendues solidaires d'un manchon intérieur 27 solidaire en rotation d'un manchon extérieur 28 par une clavette 29 permettant le coulissement axial du manchon 27 dans le manchon 28. Le manchon extérieur 28 est monté rotatif au moyen d'un roulement à billes 30 et d'un roulement à aiguilles 31 dans le bottier 17. A l'extrémité opposée à l'organe capteur de pression, le manchon intérieur 27 est rendu solidaire en rotation du prolongement 3a de la vis 3 par une clavette 32, ladite vis 3 étant engagée dans un palier 33 emboîté à l'une des extrémités de l'élément fixe du tube télescopique 2. Sur une partie extérieure du manchon 28 est monté coulissant axialement un pignon 34 qui est solidaire en rota- tion dudit manchon notamment par une clavette, ledit pignon étant soumis à l'action d'un ressort hélicoïdal 35 en appui contre un épaulement du manchon 28 et étant susceptible de coulisser contre l'action du ressort sous l'action d'un doigt 36 d'un sélecteur monté rotatif sur l'un des couvercles 38, 38a fermant le bottier 17. Le sélecteur 36 est actionné de l'extérieur par un levier 37. De cette manière le pignon est susceptible d'engrener soit avec un pignon 39 claveté sur l'arbre de sortie 40 du moteur 4 fixé à l'intérieur du bottier 17 par l'intermédiaire d'une équerre de fixation 41, soit avec un pignon 42 fixé à l'extré- mité d'un arbre 43 monté rotatif dans le bottier 17 et muni à l'une de ses extrémités d'un volant de manoeuvre 44. Sur l'un des couvercles 38a sont montés le circuit électrique de commande d'asservissement du moteur 4 ou moto-réducteur et le circuit électronique 7 de mesure d'intensité de la force. Le circuit électronique 7 représenté à la figure 4 comprend l'organe capteur de force ou jauge 1 qui est relié sur un amplificateur 45 à l'une des entrées 46 d'un compa- rateur 47, dont l'autre entrée 48 est reliée à un potentiomètre de réglage 49. La sortie 50 du comparateur 47 est reliée à la base d'un transistor 51 et d'un transistor 52 qui commandent respec- tivement des relais 53 et 54 alimentant sélectivement le moteur électrique 4 dans un sens ou dans l'autre. L'organe capteur de force ou jauge 1 donne par son amplificateur 45 une tension proportionnelle à l'effort qui est appliquée sur la première entrée 46 du comparateur 47 dont la deuxième entrée est reliée au potentiomètre 49. Après l'obtention manuelle de l'effort demandé, le potentiomètre 49 est réglé de manière à indiquer 0 sur le vue- mètre 55 et à obtenir ainsi l'équilibre entre les deux tensions. Lorsque l'effort de traction change,l'organe capteur de force 1 indique une nouvelle tension telle que l'équi- libre est rompu entre les deux tensions sur le vuemètre 55. Ce déséquilibre modifie la sortie de tension au comparateur 47 qui fournit une tension par basculement soit sur le transistor 51, soit sur le transistor 52 entraînant une alimentation du moteur 4 par le relais 53 ou 54 et une rotation du moteur dans un sens ou dans l'autre. Le sens de rotation du moteur est tel que la tension enregistrée par la jauge 1 a tendance à revenir dans sa position initiale telle que le vuemètre 55 revienne en équilibre 0. Suivant un autre mode de réalisation représenté à la figure 5, on utilise un dispositif électrique de réglage de la vitesse de réaction tel que des transistors 56 et 57 oscillent à des fréquences prédéterminées par un circuit comprenant une résistance 58 et des condensateurs 61, 62, et qui est connecté sur des octocoupleurs 59, 60 donnant un découpage de la tension qui reconnecté aux points CD et EF du circuit principal de la figure 4, modifie les temps de réaction des transistors 51 et 52. Bien entendu, l'invention n'est pas limitative et l'homme de l'art pourra y apporter des modifications sans sortir pour cela du domaine de l'invention. R E VE N D I C AT I Q N $ 1. Dispositif d'affichage et de contrele de la force appliquée sur le bras d'extension d'une table or- thopédique, ledit bras comportant un tube télescopique actionné par un système à vie et écrou caractérisé en ce qu'un organe capteut de force (1) est interposé entre la vis de commande (3) du tube (2) et un point fixe (10) du bras, ledit organe capteur (1) étant relié à un circuit électronique comparateur (7) de deux forces dont l'une est la force F enregistrée par l'organe capteur (1) et l'autre est une force Fo de référence affichée, ledit circuit élec- tronique (7) émettant des impulsions qui sont transmises à un moteur électrique (4) entraînant en rotation la vis sans fin (3) dans un sens ou dans l'autre pour provoquer une variation de longueur L du tube telescopique (2) sui- vant le sens du déséquilibre entre les deux forces F et Fo. 2. Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le circuit électronique (7) est relié à un moyen d'affichage (5, 12) d'une force de référence Fo et à un moyen d'affichage (6, 11) de la force réelle F enregistrée par l'organe capteur de force réelle(l). 3. DIspositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le dispositif comprend un boîtier (17) sur lequel est fixé, à l'une de ses extrémités un élément du tube télescopique (2) et dans lequel est montée rotative l'une des extrémités de la vis sans fin (3) qui est reliée à un manchon intérieur (27) étant relié par des butées à roulement à l'une des extrémités de l'organe capteur de force (1) dont l'autre extrémité est fixée sur le boîtier (17), ledit manchon extérieur (28) étant monté rotatif dans le boîtier (17) et solidaire en rotation d'un pignon (34) monté coulissant axialement sur ledit manchon extérieur (28) afin d'engrener sélectivement avec un pignon (39) entraîné en rotation par le moteur électrique (4) et avec un pignon (42) entraîné en rotation par un organe de commande manuel- le (44). 4. Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le circuit électronique comprend un comparateur (47) dont l'une des entrées (46) est reliée par un amplificateur (45) & l'organe capteur de force (1) ou jauge de contrainte et dont l'autre entrée (48) est reliée à un potentiomètre de réglage (49), ledit comparateur (47) ayant sa sortie (50) reliée à un vuemètre (55) et à la base de deux transistors (51, 52) qui alimentent respecti- vement deux bobines de relais (53, 54) qui alimentent sélectivement le moteur électrique (4) pour sa rotation dans un sens ou dans l'autre. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les deux transistors (56, 57) oscillent à des fréquences prédéterminées par un réglage connecté sur des octocoupleurs (59, 60) donnant un découpage de la tension qui reconnecté en CD et EF sur le circuit principal modifie le temps de réaction des transistors (51, 52).