Brevet FR2670381A1 — publié le 19920619

GROUPE PROPULSEUR D'ASSISTANCE A L'AVANCEMENT D'UN FAUTEUIL MANUEL POUR HANDICAPE La présente invention concerne un groupe propulseur autonome et amovible particulièrement adapté à l'entraînement d'un fauteuil roulant manuel ou pour l'assistance à l'avancement facilitant l'utilisation d'un tel fauteuil pour handicapé, ainsi qu'un procédé de commande automatique dudit groupe propulseur. L'observation des besoins de tous les handicapés qui utilisent des roues pour se déplacer met en évidence que la division entre utilisation de fauteuil manuel et utilisation de fauteuil électrique n'est pas aussi évidente qu'on pourrait le penser à priori ; à cet égard par exemple une personne au handicap évolutif qui passe du fauteuil manuel au fauteuil électrique l'amenant à subitement ne plus utiliser du tout les muscles qu'elle possède pourtant encore, est incontestablement affectée fonctionnellement mais aussi psychologiquement.On comprend bien aussi qu'une personne ayant un certain degré d'handicap et qui est obligée d'utiliser un fauteuil électrique pour ses déplacements extérieurs souhaite utiliser pour des déplacements plus réduits, un simple fauteuil manuel momentanément assisté et ce, d'autant plus dans tous les cas nécessitant un embarquement en voiture qui est toujours un problème délicat en raison de l'encombrement et du poids des fauteuils. On peut encore noter le cas d'un utilisateur permanent de fauteuil électrique qui pourrait utiliser pour certain de ses déplacements, un simple fauteuil manuel, plus maniable et plus léger, muni d'une assistance à l'avancement, permettant à tout accompagnateur de limiter ses efforts de poussée.On sait enfin que les personnes très handicapées ou très âgées qui ne peuvent ni faire avancer un fauteuil manuel, ni conduire un fauteuil électrique, trouveraient avantage en un fauteuil manuel équipé d'une simple assistance à l'avancement pouvant, sans apprentissage ni appréhension, être utilisé par toute personne occasionnellement accompagnante qui n'aurait alors aucune difficulté à manier un tel fauteuil muni de son dispositif. Dans ce sens, on connaît déjà certaines réalisations anciennes tendant à motoriser des fauteuils pour handicapé ; les exécutions les plus classiques de motorisation consistent généralement à entraîner les roues arrières du fauteuil par un moteur électrique alimenté par un jeu de batteries généralement disposées sous le fauteuil, entre l'assise du fauteuil et sa triangulation inférieure et piloté par le moyen d'un boîtier de commande, généralement disposé sur les accoudoirs du fauteuil à bonne portée de main de l'utilisateur. Une autre réalisation bien connue quoique moins classique consiste à rapporter par des moyens de fixation adéquats un ensemble propulseur directement couplé à une roue unique d'entraînement au sol, l'ensemble moteur-roue se trouvant dans le plan médian du fauteuil de telle manière que l'entraînement se fasse, soit en poussant le fauteuil, soit en le tirant ; naturellement, des organes de fixation et de commandes complètent la motorisation en question, et tout comme dans le cas des fauteuils électriques, un boîtier de commande est situé à demeure sur l'accoudoir du fauteuil. Tous ces dispositifs constituant l'art antérieur le plus proche de l'invention, présentent les mêmes inconvénients de devoir apporter des modifications définitives sur le fauteuil que l'on entend motoriser en effet, de telles solutions impliquent un montage à demeure des moyens propulseurs et lorsque ceux-ci sont démontables, il reste pour le moins tous les cadres ou supports ou encore les boîtiers de commande qui ne laissent aucun doute sur la possible conversion du fauteuil en fauteuil électrique. Par ailleurs, de telles exécutions, lorsqu'elles sont en version propulsée, représentent un encombrement et un poids souvent très important venant encore aggravé le manque d'autonomie de l'handicapé.Enfin, une motorisation extérieure telle qu'on la connaît aujourd'hui constitue une gêne psychologique traumatisante pour la population d'handicapés qui n'utilise habituellement que le fauteuil manuel : paraplégique ou tétraplégique autonome ou encore polio. Pour ces utilisateurs, en effet, il est tout d'abord important de maintenir sinon augmenter leur performance musculaire en activant eux-mêmes le fauteuil dans le plus grand nombre de situations possibles.Il importe aussi que ces personnes, dès lors qu'elles ont momentanément ou même définitivement besoin d'un surcroît d'aide pour l'entraînement de leur fauteuil, puissent conserver le plus longtemps possible le fauteuil manuel d'origine et s'il devient nécessaire d'adjoindre audit fauteuil manuel un système d'assistance à l'avancement, il est alors néfaste fonctionnellement et psychologiquement pour l'handicapé que cette assistance puisse apparaître à l'observateur comme une nouvelle prothèse ou seulement accentuer le côté prothèse de son fauteuil initial. La présente invention remédie précisément à tous ces inconvénients en ce qu'elle propose un groupe propulseur d'assistance à l'avancement facilitant l'utilisation d'un fauteuil manuel, caractérisé d'une part en ce que ce groupe propulseur, à commande avantageusement automatique, est autonome et aisément amovible par l'utilisateur lui-même et, d'autre part, en ce qu'il est avantageusement enfermé dans une enveloppe du type d'un sac, ou d'une valise, ne laissant pour l'observateur extérieur aucune impression aggravante sur le handicap de l'utilisateur. Le groupe propulseur suivant l'invention muni avantageusement de son sac de protection à la fois contre les agents extérieurs, les intempéries et accessoirement les regards, a été conçu en tenant compte du fait que la puissance développée par des bras, mêmes relativement musclés, est généralement faible ; dans ces conditions, une assistance, même legère, peut alors devenir déterminante dans la facilité de déplacement. On sait bien par exemple que, lorsqu'une personne valide aide un utilisateur de fauteuil manuel, elle n'a pas l'impression de déployer un grand effort lorsque l'utilisateur fournit lui-même un effort sur les roues ; en revanche, si l'handicapé cesse de contribuer à l'effort, alors l'accompagnant a immédiatement l'impression d'une augmentation considérable de l'effort qu'il doit fournir. Inversement d'ailleurs, l'utilisateur qui fait avancer seul son fauteuil manuel se trouve considérablement soulagé dès qu'il est aidé, même très légèrement, par une personne qui, elle, n'aura pas l'impression de forcer. Le groupe propulseur suivant l'invention consiste donc à aider le mouvement qui fait avancer un fauteuil manuel. Le groupe propulseur se présente sous une forme très compacte comprenant généralement deux petits moteurs électriques montés tête-bêche, un jeu de batteries préférentiellement rechargeables et une électronique de commande. Cet ensemble, avantageusement disposé à l'intérieur de son enveloppe protection, s'installe préférentiellement derrière le dossier du fauteuil manuel, au-dessus des roues arrières dudit fauteuil. La propulsion sera alors procurée par de simples galets, en bout de chaque moteur, venant appuyer sur les pneus arrières. On comprend que dans ces conditions chaque moteur entraîne une roue du fauteuil de façon indépendante, procurant ainsi au groupe propulseur son système différentiel sous réserve d'une commande électronique des moteurs qui va maintenant être exposée. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif automatique de commande du groupe propulseur, est tel que lorsque l'utilisateur du fauteuil manuel fait avancer les roues du fauteuil, ladite commande électronique enregistre le mouvement et déclenche la mise en route de chaque moteur qui se met à fonctionner pendant une durée à peu près égale au mouvement des bras de l'utilisateur qui continue naturellement à actionner les roues du fauteuil au moyen de ses mains courantes. Dans ces conditions, le mouvement suivant déclenchera une nouvelle mise en marche de la propulsion.Il est en outre proposé une autre variante du dispositif de commande automatique du groupe propulseur suivant l'invention consistant en une mise en route de chaque moteur, dès lors que celui-ci enregistre un couple d'entraînement dû au premier mouvement de l'utilisateur du fauteuil, le même moteur cessant d'être alimenté dès lors que le couple résistant dépasse une certaine valeur de consigne pouvant être programmée. I1 est tout-à-fait évident que le résultat de l'invention pourrait être partiellement atteint en utilisant un moteur unique muni par exemple d'un différentiel mécanique classique actionnant de part et d'autre un jeu de galets venant en appui sur les roues arrières du fauteuil manuel. Selon une dernière caractéristique importante de l'invention, l'enveloppe de protection du groupe propulseur conforme à l'invention, outre son apport en ce qui concerne la banalisation de la motorisation en la cachant au regard des observateurs, peut être avantageusement utilisée pour fixer l'ensemble propulseur par exemple au dossier du fauteuil de telle manière que les éléments d'entraînement et de commande, émergeant du même sac, puissent assurer leur fonction tout en conservant à l'ensemble une grande maniabilité et surtout son caractère très provisoire.Dans cette variante particulière, il est à noter que la solidarisation du groupe propulseur par l'intermédiaire du sac est relativement précaire, c'est pourquoi il sera préféré d'adjoindre un système de fixation rigide entre le châssis du fauteuil manuel et le cadre supportant la motorisation avec ses organes de transmission et de commande ; il est évident que ces moyens de fixation, par ailleurs universels, seront tels qu'ils permettent un montage et un démontage très facile du groupe propulseur sur tout fauteuil manuel. On comprend bien dès lors que le groupe propulseur suivant l'invention constitue un progrès décisif dans le domaine de l'aide à la mobilité des handicapés circulant en fauteuil, dans la mesure où l'adjonction très provisoire d'une motorisation à priori peu visible contribue au confort de l'handicapé et de son entourage tout en maintenant l'handicapé dans son fauteuil d'origine, évitant ainsi les traumatismes physiques et psychologiques du passage d'un fauteuil manuel à un fauteuil lourd et souvent peu esthétique motorisé d'une manière connue. On décrira ci-après une forme préférée d'un groupe propulseur conforme à l'invention et ce, à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une représentation en perspective d'un fauteuil manuel équipé d'un groupe propulseur conforme à l'invention suivant la variante préférée comportant une enveloppe souple de protection, la figure 2 représente une vue schématique du groupe propulseur suivant l'invention montrant une distribution particulière des divers éléments composant le groupe moto-propulseur, représentés en perspective avec son enveloppe de protection, - la figure 3a est une vue partielle d'un fauteuil manuel montrant un élément de fixation rapide du groupe propulseur mis en place sur une armature verticale de son dossier, - la figure 3b est une vue de dessus agrandie d'un élément de fixation rapide permettant d'adapter le groupe propulseur sur n'importe quelle armature du dossier d'un fauteuil manuel. Conformément à la figure 1, le groupe propulseur 1 suivant l'invention destiné à l'assistance à l'avancement d'un fauteuil manuel 2 pour handicapé sera décrit suivant une variante particulièrement avantageuse en ce que le groupe propulseur 1 est fixé aux deux montants verticaux 3 du dossier 4 du fauteuil 2 de telle sorte que le groupe propulseur 1 repose par ses galets d'entraînement 5 sur les roues arrières 6 du fauteuil 2. En principe, il sera toujours préféré une telle disposition, en raison d'une part de la place disponible à l'arrière du dossier pour disposer avantageusement le groupe propulseur 1, et en raison du fait que généralement les grandes roues motrices du même fauteuil procurent au groupe propulseur 1 une bonne démultiplication de son couple. Suivant une caractéristique essentielle de l'invention le groupe propulseur 1 est représenté sur la figure 1 à l'intérieur d'une enveloppe souple 7 jouant en fait le rôle de carrosserie protégeant ledit groupe ; en effet, l'enveloppe souple 7 ne laissant émerger que les galets d'entraînement 5 et les éléments de fixation 8 (figure 2), ainsi que le cas échéant, les leviers de commande permettant un double fonctionnement du procédé de commande automatique du groupe propulseur 1, tient lieu de protection dudit groupe contre les agressions extérieures telles que poussières ou intempéries, tout en constituant un habillage agréable pour l'ensemble ainsi constitué en ne laissant apparaître pour l'observateur que la forme banale d'un sac du type sac à dos ou, dans une variante particulière, la forme d'une valise par exemple. Conformément à la figure 2, le groupe propulseur 1, conforme à la variante préférée de l'invention, se compose de deux moteurs 9 disposés axialement et montés tête-bêche de telle sorte que leur bout d'axe 10 soit tourné vers l'extérieur ; les deux moteurs 9 sont avantageusement identiques et du type électriques à courant continu développant une puissance efficace de cent watts sous une tension continue de 12 volts ; entre les deux moteurs 9, disposés de telle manière que les galets d'entraînement 5, dont les bouts d'axe 10 sont alignés, viennent en appui sensiblement vertical sur les grandes roues 6 du fauteuil 2 ; l'espace compris entre les deux moteurs 9 ainsi calé est avantageusement utilisé pour disposer une ou deux batteries 11 montées en parallèle, assurant l'alimentation des deux moteurs 9 grâce à des moyens électroniques de commande 12, schématiquement représenté sur la figure 2 sous la référence 12, le tout étant piloté et régulé par des organes de commandes et de réglage schématiquement représentés sur la figure 2 sous la référence 13.Il convient de noter que les batteries 11 peuvent être de n'importe quel type mais sont avantageusement rechargeables par le moyen classique (et non représenté sur les figures) d'un connecteur permettant de réaliser l'opération soit par un chargeur sur secteur, soit par l'allume-cigare d'une voiture. I1 est tout-à-fait important de remarquer que les batteries 11 sont en fait très peu encombrantes dans la mesure où l'énergie nécessitée par les moteurs 9 est relativement faible en raison de ce qu'ils ne contribuent, en principe, qu'à une assistance à l'avancement et non pas à un entraînement permanent, du moins pour un fonctionnement habituel. Les organes de commande et de régulation 13 sont en fait constitués dans une variante simplifiée du groupe propulseur 1 par de simples interrupteurs pour la mise sous tension des batteries. Dans une variante plus élaborée du groupe propulseur 1 suivant l'invention l'organe 13 est en outre muni d'un système permettant de choisir, en plus de la mise en route générale, le type de propulsion souhaitée à savoir - fonctionnement en assistance à l'avancement lorsque l'utilisateur fait avancer les roues 6 du fauteuil 2 au moyen des mains courantes 14, ces moyens de commande électronique 12 enregistrent le mouvement et déclenchent la mise en route de chaque moteur 9 qui se met à fonctionner pendant une durée à peu près égale au mouvement des bras dudit utilisateur. Le mouvement suivant déclenchera une nouvelle mise en marche de la propulsion. - fonctionnement semi-permanent du fauteuil lorsque l'utilisateur souhaite une assistance sans interruption cadencée, il peut comme dans le cas précédent déclencher les moyens de commande électronique 12 dès qu'il agit sur les mains courantes 14 du fauteuil 2 ; par la suite le groupe propulseur 1 fonctionnera de manière continue tant qu'un couple résistant prédéterminé par une valeur de consigne ne sera pas atteint, ce qui entraîne l'arrêt immédiat de l'alimentation ; il est clair que le couple résistant maximum peut être obtenu naturellement en raison d'un effort trop important à produire, ou par rétro-action volontaire de l'utilisateur sur les mains-courantes 14 du fauteuil manuel 2. Le boîtier électronique comportant les moyens de commande 12, représenté de manière schématique sur la figure 2 des dessins est prévue pour mettre en oeuvre l'un ou l'autre des procédés d'avancement ci-dessus rappelés ; ces moyens de commande sont constitués d'une combinaison de fonctions connues à la portée de l'électronicien moyen. Suivant la variante préférée de l'invention, le groupe propulseur 1 est organisé suivant une implantation sensiblement identique à celle représentée sur la figure 2, c'est-à-dire d'une manière très compacte, les deux moteurs 9 étant alignés et montés tête-bêche ; les batteries 11 sont disposées dans l'espace intercalaire entre les deux moteurs et les deux boîtiers de commande et de régulation 12 & 13 sont disposés dans les espaces intercalaires. L'ensemble de ces éléments est disposé à l'intérieur d'un cadre rigide 15 permettant leur solidarisation. Le cadre rigide 15 est avantageusement muni de deux poignées de transport 16 facilitant la mise en place du groupe propulseur 1 sur le fauteuil manuel 2, et son enlèvement. On notera à cet égard que le groupe propulseur 1, protégé ou non par son enveloppe extérieure souple 7, est, suivant une première variante de l'invention solidariser de manière rapide au dossier 4 du fauteuil 2 par le moyen de glissières sensiblement verticales 8 venant coulisser sur des ergots 17 solidaires d'un système de fixation rapide 18, bloqué par vis à oreille 19 au montant vertical 3 du dossier 4 du fauteuil 2, conformément aux figures 3 ; le système de fixation rapide 18 représenté en figure 3b est réalisé à partir d'une pièce cylindrique moulée, préférentiellement en un matériau composite ayant une certaine élasticité, la partie cylindrique 20 présentant une ouverture verticale suffisante pour venir se clipper sur une armature verticale 3 du dossier 4 du fauteuil 2. L'ensemble du système de fixation rapide 18 est ensuite réglé et maintenu à bonne hauteur par le système classique d'une vis à oreille 19 (figure 3a). Il est évident que l'écartement des deux glissières 8 solidaires du cadre rigide 15 du groupe propulseur 1 est réglable de façon à pouvoir s'adapter à tous les dossiers de fauteuil manuel 2 ; on observera que le montage des glissières 8 coulissant sur le cadre rigide 15 n'a pas été représenté en détail sur les figures dans la mesure où l'homme de l'art connaît bien ce type de montage. On observera de même que l'écartement des deux moteurs 9 peut être lui-même réglable de manière à obtenir des zones de friction maximale entre les galets d'entraînement 5 et les roues 6 de tout fauteuil manuel 2 ; ici encore, les dispositifs permettant de régler l'écartement des moteurs 9 est bien connu de l'homme de l'art, c'est pourquoi ceux-ci ne font l'objet d'aucune précision complémentaire. Dans une variante spécifique du groupe propulseur 1 suivant l'invention, celui-ci est obligatoirement muni de son enveloppe de protection 7 avantageusement obtenue à partir d'un sac à dos dont on utilise les brides ou les sangles pour obtenir la fixation mécanique du groupe propulseur 1 en appui sur les roues arrières 6. L'utilisateur du fauteuil n'a pas, dans ce cas à utiliser les glissières 8 (qu'il peut être peu aisé pour un handicapé d'ajuster sur les ergots 17), se contentant d'entourer le dossier par la bride du sac de manière à le maintenir le plus rigidement possible au dossier 4. Il est tout-à-fait certain qu'une telle solution ne peut être que très provisoire, mais peut ponctuellement rendre certains services. Enfin, il est également prévu pour la protection du groupe propulseur 1 conforme à l'invention une variante dans laquelle l'enveloppe souple 7 est remplacée par une enveloppe rigide ou semi-rigide telle qu'une valise d'où n'émergent que les organes de fixation 8, les organes d'entraînement 5 et eventuellement les organes de commande 13. La valise comportant interieurement le groupe moto-propulseur est ensuite disposée de la même manière qu'il a été indique pour la version plus classique comportant un sac 7 par l'intermédiaire de sa poigne d'une ceinture ou d'une sangle venant entourer la valise avec le dossier 4 de manière à assurer une fixation temporaire.Plus généralement enfin, on ne sortirait pas de l'invention en utilisant pour remplacer le sac du type sac à dos ou la valise rigide ou semirigide destinés à proteger le groupe propulseur 1 en utilisant une autre forme particulière d'enveloppe souple, semi-rigide ou rigide assurant les mêmes fonctions de protection contre les intempéries et de banalisation contre les regards indiscrets. Enfin dans une dernière caractéristique secondaire de l'invention, il est prévu de doter les organes de régulation et de commande 13 d'un levier rigide permettant leur manipulation à partir du mouvement proximal du coude de l'utilisateur assis afin d'assurer les diverses commandes detaillées ci-avant. Ce dispositif (non représente sur les figures) doit être ajusté à la morphologie de l'utilisateur moyen de telle manière n'ait pas à changer ses habitudes d'entraînement du fauteuil manuel par les mains courantes 14 ; la commande par les coudes présentant bien sûr l'avantage d'être pratiquement invisible pour l'observateur extérieur, ce qui répond à la préoccupation génerale de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Groupe propulseur pour l'entraînement ou pour l'assistance à l'avancement d'un fauteuil roulant manuel pour handicapés, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un ensemble autonome et amovible comprenant au moins un moteur coopérant avec des moyens de commande avantageusement automatique et de transmission qui viennent solliciter tangentiellement les roues (6) du fauteuil (2). 2 - Groupe propulseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transmission comprennent un système différentiel actionnant un jeu d'organes à friction (5) pour l'entraînement des roues (6) du fauteuil (2), de préférence les grandes roues. 3 - Groupe propulseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système différentiel est obtenu par la commande adéquate (12) de deux moteurs (9), préférentiellement identiques, actionnant chacun et de façon autonome un organe à friction (5) venant en appui sur une roue (6) du fauteuil (2). 4 - Groupe propulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les moteurs (9) sont du type électrique à courant continu, alimentés par au moins une batterie (11) de préférence rechargeable. 5 - Groupe propulseur selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'alimentation des deux moteurs (9) est disposée entre lesdits moteurs (9) qui sont montés axialement, tetë- bêche, les bouts d'axes (10) tournés vers l'extérieur de manière à réaliser un ensemble aligné compact. 6 - Groupe propulseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ensemble autonome et amovible est solidaire d'un cadre rigide (15) avantageusement muni d'au moins une poignée (16) de transport comportant des moyens adéquats de fixation rapide (8) au châssis du fauteuil (2), et plus particulièrement aux armatures (3) du dossier (4) dudit fauteuil (2). 7 - Groupe propulseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation au fauteuil (2) sont obtenus par la coopération d'éléments, par exemple mâles (17) adaptés par colliers (18) à vis (19) à chaque armature latérale (3) du dossier (4) avec des éléments par exemple femelles (8) du type glissières, solidaires du cadre rigide (15) dont l'écartement peut être facilement réglé pour correspondre aux eléments mâles (17) du dossier (4). 8 - Groupe propulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le groupe est entièrement enferme à l'intérieur d'une enveloppe de protection (7), préférentiellement du type d'un sac à dos ou d'une valise, d'où n'émergent que les organes à friction (10, 5), les moyens de fixation (8) et de commande, le cas échéant. 9 - Groupe propulseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes de commande dudit groupe sont prévus pour une manipulation par le mouvement proximal d'au moins un coude de l'handicapé sans autre recours. 10 - Groupe propulseur selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation de l'ensemble au châssis du fauteuil (2) sont obtenus par la seule collaboration d'un élément de l'enveloppe (7) tel que sangle, ceinture, brides du sac ou poignée de la valise par exemple, avec le dossier (4) du fauteuil (2). 11 - Procédé pour la commande automatique d'un groupe propulseur, equipant un fauteuil manuel (2), conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alimentation électrique dont l'intensité est par ailleurs réglée au niveau requis, n'est fournie au moteur (9) que lorsque celui-ci reçoit préalablement un couple entraînant procure par le premier mouvement, soit de l'handicape sur la main courante (14) de la roue (6), soit de l'accompagnant poussant ou tirant le fauteuil, et que ladite alimentation est automatiquement coupée dès que le moteur (9) est soumis à un couple maximum pré-réglé. 12 - Procédé pour la commande automatique d'un groupe propulseur, equipant un fauteuil manuel (2), conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'alimentation électrique dont l'intensité est par ailleurs réglée au niveau requis, n'est fournie au moteur (9) que lorsque celui-ci reçoit préalablement un couple entraînant procuré par le premier mouvement, soit de l'handicapé sur la main courante (14) de la roue (6), soit de l'accompagnant poussant ou tirant le fauteuil, et que ladite alimentation est automatiquement coupée après un temps de fonctionnement sensiblement égal au mouvement d'entraînement par les bras de l'utilisateur du fauteuil (2).