Brevet FR2670118A1 — publié le 19920612

DESCRItTION Cette invention concerne un système d'assistance dynamique de la jambe, plus particulièrement lors de contraintes répétées de flexions-extensions, par l'absorption des chocs et le maintien axial du genou, au moyen d'une genouillère composée d'un mécanisme d'amortissement et d'un dispositif anatomique de tenue du genou. Cette genouillère est conçue pour limiter les contraintes musculaires et articulaires de la jambe de l'utilisateur, lors d'une flexion imposée (passage d'accidents de terrain, par exemple sur des pistes de sports d'hiver ou pistes de tout-terrain, passage de vagues), au moyen d'un mécanisme d'amortissement, et pour accompagner un retour à la posture initiale, en évitant une détente non maîtrisée. Cette invention est utilisable dans le cadre d'activités sportives ou récréatives obligeant à de telles contraintes (sports de glisse sur neige, sur eau, sports motocyclistes tout-terrain, rallyesraids moto), par paire ou simple (unijambiste, protection ou rééducation d'un genou après traumatisme). Le brevet US 3.928.872 (Johnson) présente un système de soutien de jambe pour skieur, composé de supports supérieur et inférieur reliés par des barres de torsion latérales ; le brevet WO 87/06820 (Zaltenbach) décrit un dispositif pour le maintien du genou destiné en particulier aux skieurs, composé d'éléments à ressort liés aux jambes. Dans les deux cas les éléments choisis pour le soutien de la jambe et la résistance au pliage sont à réponse constante, ce qui signifie qu'ils restituent la totalité du choc encaissé lors du retour à la posture précédente, avec les inconvénients de perte de contrôle et de désynchronisation des mouvements (plus de possibilité d'anticipation). Il en est de même des brevets WO 84100898 (Waddel, Renzetti) et EP 0 039 578 (Davis) qui présentent des systèmes de soutien de jambe, earticulLèrement pour skieur, utilisant des moyens de compensation à barres de torsion ou ressorts pris dans des appareils allant de la cheville aux fessiers. En outre, les quatre brevets précités ne permettent guère l'utilisation des remontées mécaniques de type télésièges dans des conditions de confort et de sécurité, leurs éléments de flexion étant en tension lors d'une posture assise, jambes pliées à environ 900. Le système d'assistance dynamique, suivant l'invention, se compose préférentiellement d'une partie supérieure se positionnant sur la cuisse de l'utilisateur, au dessus du genou, ladite partie comprenant une coque anatomique dont le dessin comprend deux ergots latéraux de limitation d'extension, munie de plaques de confort, de sangles réglables de maintien et d'une sangle de positionnement du genou, ladite coque supportant le mécanisme d'amortissement, ledit mécanisme d'amortissement fonctionnant pour éviter une flexion brutale de la jambe, sans limitation d'amplitude de fléchissement, et une détente non maîtrisée (effet-rebond) lors du retour à la posture précédente, et étant composé d'un ensemble vérin-poulies-câbles, d'une partie inférieure se positionnant sur la jambe de l'utilisateur, au dessous du genou, composée d'une coque anatomique dont le dessin comprend un galbe de protection de l'articulation, munie de sangles réglables de maintien, ladite coque supportant l'encrage dudit mécanisme d'amortissement, lesdites parties supérieure et inférieure étant solidaires l'une de l'autre et articulées par deux axes situés de part et d'autre du genou, en son point de flexion. Les figures (1) à (7) représentent des vues d'une genouillère de jambe droite, réalisée conformément à l'invention, dans un mode de réalisation nullement limitatif. La figure (1) est une vue latérale interne de la jambe de l'utilisateur, équipée de la genouillère. Les figures (2) et (3) présentent le système mécanique ; la figure (2) est une vue latérale interne ; la figure (3) est une vue de face. Les figures (4) et (5) présentent le mécanisme d'amortissement dans une phase de maintien postural de la jambe en position droite; la figure (4) est une vue latérale interne de la genouillère ; la figure (5) est une vue de face de la cinématique du mécanisme d'amortissement en phase passive. Les figures (6) et (7) présentent le mécanisme d'amortissement dans une phase de flexion de la jambe ; la figure (6) est une vue latérale interne de la genouillère ; la figure (7) est une vue de face de la cinématique du mécanisme d'amortissement en phase de compression. Les figures (8a) à (13) représentent les éléments constitutifs du mécanisme d'amortissement (vérin, poulies, câbles). Dans la figure (1) la jambe droite d'un utilisateur (3) est montrée équipée de la genouillère. Une coque anatomique (1) est positionnée sur la face antérieure de la cuisse maintenue par des plaques de confort antérieure (4) et postérieure (6) et ajustée par des sangles réglables (8) et une sangle (26) de positionnement du genou permettant un centrage articulaire optimal. La forme de la coque (1) comprend deux ergots latéraux de limitation d'extension destinés à éviter le risque d'une hyperextension du genou lors d'un retour à la position droite. La coque (1) est recouverte d'une pièce imperméable (10c) de protection du mécanisme d'amortissement fixée à la coque par des bandes velcro (10a et 10b); la figure (lob) présente une variante dans laquelle la coque (1) est thermo-injectée ou thermo-moulée, le mécanisme d'amortissement étant captif et l'articulation protégée par des coussinets compressibles. Une coque anatomique (2) est positionnée sur la face antérieure du tibia, maintenue par des plaques de confort antérieure (5) et postérieure (7) #et ajustée par des sangles réglables (8). Les deux coques (1) et (2) sont articulées par deux axes (18) solidaires de la coque (2). Dans la figure (2), le mécanisme d'amortissement, présenté de profil, se compose d'un guide fixe (11) sur la face antérieure de la coque (1), dans lequel est placé un vérin (23) fixé en son extrémité supérieure par un axe (12). Ce vérin est constitué d'un cylindre de pression (13) et d'une biellette de poussée (24) à l'extrémité de laquelle est vissée une chape (19) traversée par un axe (15) servant de pivot à la poulie (14) (voir figure 11). Une poulie (16) à axe décentré (17) est fixée sur la face antérieure de la coque (1) (voir figure 10). Un câble (9) (voir figure 12) est maintenu en son extrémité supérieure (9x) dans un logement fixe (21) (voir figure 13) sur la coque (1), et en son extrémité inférieure dans un logement fixe (22) sur la coque (2). Dans la figure (3), la vue de face fait apparaître le circuit du câble (9) : maintenu par son extrémité supérieure (9x) dans le logement (21) fixé sur la coque (1), il est guidé par la poulie (14) puis la poulie (16) passe entre deux guides de trajectoire (20)et est maintenue par son extrémité inférieure (9v) dans le logement (22) inséré dans la coque (2). La figure (5) représente le shéma de la cinématique du mécanisme d'amortissement en phase passive, la genouillère étant en position droite (voir figure 4). Les extrémités du câble (9x) et (9v) sont dans leur position maximum de rapprochement. La biellette (24) en bout de course maintient la poulie (14) en position de tension sur le câble par la pression détendue du cylindre (13). La poulie (16) est en position basse par rapport à son axe (17). La figure (7) représente le shéma de la cinématique du mécanisme d'amortissement en phase de compression, la genouillère étant en position fléchie (voir figure 6). Lors d'une flexion imposée (cf.supra), les extrémités (9x) et (9v) du câble (9), solidaires respectivement des coques (1) et (2), s'éloignent. Le câble impose des contraintes de tension en sa surface de contact avec la poulie (16), la faisant pivoter autour de son axe décentré (17), ce qui crée une résistance cinétique (vl), et en sa surface de contact avec la poulie (14), ce qui crée une réaction de compression proportionnelle à la résistance cinétique (V1), ladite poulie (14) étant solidaire du vérin (23). L'absence de contraintes latérales parasites du câble est assurée par les guides de trajectoire (20).L'ensemble de ces actions-réactions minimise les sollicitations articulaires, ligamentaires et musculaires du genou. Lors du retour à la position droite (voir figure 5), les extrémités (9x) et (9V) du câble (9) se rapprochent. La tension du câble (9) diminue, provoquant une détente de la biellette de poussée (14) du vérin (23), la détente de pression dans le cylindre (13) étant compensée par le jeu de la poulie (16) à axe décentré (17), proportionnellement à la résistance cinétique (V2). L'ensemble de ces actions-réactions supprime tout effet-rebond au profit d'une assistance dynamique. Les résistances cinétiques (V1 figure 7, V2 figure 8) sont créées par l'action de la poulie (16) à axe décentré (17). Le mouvement rotatif de la poulie permet, lors d'une flexion imposée, d'amplifier la valeur de compression de 150 %, le verin (23) amortissant de ce fait une valeur supérieure de 150 % à celle du choc encaissé par la jambe de l'utilisateur, éliminant tout risque de surprise, de perte de contrôle et de traumatisme. Inversement, lors du retour à la position précédente, la détente du vérin (23) sera compensée par la rotation en sens contraire de la poulie précitée ; la restitution sera donc de 150 % plus faible,l'utilisateur maîtrisant ainsi son action musculaire, sans risque deperte de contrôle ou de désynchronisation des mouvements lors d'actions flexion-restitution répétées. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assistance dynamique qui se compose d'une partie supérieure se positionnant sur la cuisse de l'utilisateur, au dessus du genou, ladite partie comprenant une coque anatomique (1) dont le dessin comprend deux ergots latéraux de limitation d'extension (25), munie de plaques de confort antérieure (4) et postérieure (6), de sangles réglables de maintien (8) et d'une sangle de positionnement du genou (26), ladite coque supportant le mécanisme d'amortissement, ledit mécanisme d'amortissement fonctionnant pour éviter une flexion brutale de la jambe, sans limitation d'amplitude de fléchissement, et une détente non maîtrisée (effet-rebond) lors du retour à la posture précédente, et étant composé d'un ensemble vérin (23)-poulies (16, 14) -câble (9), d'une partie inférieure se positionnant sur la jambe de l'utilisateur, au dessous du genou, composée d'une coque anatomique (2) dont le dessin comprend un galbe (27) de protection de l'articulation, munie de plaques de confort antérieure (5) et postérieure (7) et de sangles réglables de maintien (8), ladite coque supportant l'encrage dudit système d'amortissement (22), lesdites parties supérieure et inférieure étant solidaires l'une de l'autre et articulées par deux axes (18) situés de part et d'autre du genou, en son point de flexion. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite partie supérieure comprend un ensemble anatomique de maintien coque (1) plaques de confort (4) (6) - sangles réglables de maintien (8). 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que deux ergots de limitation d'extension du genou font partie de la forme anatomique de la coque (1). 4. Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que la coque (1) comporte une sangle (26) de positionnement du genou. 5. 5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite partie inférieure comprend un ensemble anatomique de maintien coque (2) - plaques de confort (5) (7) - sangles réglables de maintien (8). 6. Dispositif selon les revendications 1 et 5 caractérisé en ce que le dessin de la coque (2) comprend un galbe de protection du genou. 7. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites parties supérieure et inférieure sont solidaires et articulées de part et d'autre du genou, en son point de flexion, par des axes (18). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 4, ou 5 caractérisé en ce qu'il comprend un câble de tension (9) dont les extrémités (9X) et (9V) sont fixées respectivement sur lesdites coques (1) (2). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 7 caractérisé en ce qu'une chaîne cinématique composée de moyens d'amortissement et de résistance cinétique agit sur ledit câble lors d'une flexion (tension) et d'une restitution (détente). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 7 ou 8 caractérisé en ce que ledit moyen d'amortissement se compose d'un vérin (23) solidaire par des moyens adaptés (19, 15) d'une poulie en contact avec le câble (9). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 7 ou 8 caractérisé en ce que le moyen de compensation de tension est constitué d'une poulie à axe décentré (16) en contact avec le câble (9).