Brevet FR2841771A1 — publié le 20040109

La présente invention concerne un accoudoir de fauteuil pour handicapé constitué d'une coque intégrant un télescope et une pince à son extrémité. Cet équipement permet à des personnes handicapées des membres supérieurs de saisir des objets hors de portée ou trop lourd. Cet équipement s'intègre dans la famille des systèmes mécatroniques d'assistance aux personnes handicapées tétraplégiques dans le but d'augmenter leur autonomie. L'unique système existant pour la préhension d'objets, qui soit embarqué sur fauteuil roulant, est un robot 5 axes développé par le Commissariat à l'Energie Atomique (CEA). Ce robot, très peu commercialisé en raison de son cot élevé, est encombrant et difficile d'utilisation. L'équipement faisant l'objet de ce brevet est un système qui se veut discret, facile d'utilisation et au moindre cot. L'accoudoir comprend une interface au fauteuil de l'utilisateur par le biais d'un support mécanique. Ce support est réalisé par 2 pivots séparés par un chariot mobile coulissant sur 2 glissières afin d'obtenir une course de 1OOmm. Ce support permet une mobilité de l'accoudoir dans un plan horizontal entraîné par un mouvement du bras de l'utilisateur. Le premier pivot est assemblé avec des bagues en nylon; son débattement est de 45 . Ce pivot est escamotable de sorte qu'une tierce personne puisse désolidariser l'ensemble de l'accoudoir du fauteuil par un mouvement vertical vers le haut. Sur la partie inférieure du pivot se situe la connexion électrique du système: elle est réalisée par un ensemble de 2 pistes en cuivre ainsi que 2 contacts. Ce sous-ensemble permet la déconnexion électrique automatique de l'accoudoir lorsque celui-ci est retiré de son support. La glissière séparant les 2 pivots est constituée de 2 tiges en aciers sur lesquelles coulissent 2 douilles à billes. L'ensemble de la glissière est protégée par des soufflets. Le deuxième pivot du support mécanique faisant la liaison de l'accoudoir au fauteuil, permet à l'accoudoir de s'orienter vers l'intérieur ou l'extérieur du fauteuil toujours entraîné par un mouvement du bras de l'utilisateur. Ce pivot est réalisé par une chape pivotant autour de son support par l'intermédiaire de 2 roulements. L'accoudoir, relié au support mécanique ci-dessus, est composé de 2 parties: le support bras et le support avant-bras. Les 2 parties sont articulées par un axe simulant la rotation du coude. L'articulation du support avant-bras par rapport au support bras est motorisée par un ensemble moto-réducteur entraînant un pignon en plastique. La couronne en contact avec le pignon est solidaire du support bras. En tournant dans le sens horaire, le moteur oriente le support avant-bras vers le bas et vice versa. Ce support avant-bras contient une platine en aluminium servant de base de fixation aux éléments du télescope. Cette platine constitue le fond de l'accoudoir; elle est coiffée d'une coque en matériau composite. La coque intègre le télescope ainsi que la pince terminale. D'autre part sa forme est conçue pour épouser les contours de l'avant5 bras de l'utilisateur: en logeant son bras il pourra commander l'ensemble de l'équipement. Par une rotation de l'épaule, l'accoudoir, mobile sur son support mécanique, se déplace dans un plan horizontal. Le mouvement de rotation de l'accoudoir est commandé par un capteur actionné par un mouvement d'extension du poignet de l'utilisateur. Ce capteur est logé dans la coque de l'accoudoir et permet de commander les différentes fonctions motorisées de l'accoudoir via une électronique de commande. Intégré dans la coque de l'accoudoir se trouve le télescope qui contient à son extrémité la pince servant à saisir des objets. Ce télescope est muni de plusieurs pistons coulissants l'un dans l'autre afin d'obtenir une course totale de 500mm. L'ensemble est motorisé de sorte que le mouvement d'entrée et de sortie de la pince terminale par rapport à l'accoudoir est commandé par un capteur placé sur l'accoudoir. Enfin le dernier organe de cet équipement est la pince de préhension. Cette pince est constituée de 2 griffes articulées sur des axes indépendants. La griffe supérieure comprend un secteur denté qui, actionné par un moto-réducteur pivotera dans un sens ou dans l'autre. Les 2 griffes sont reliées par une bielle de sorte qu'elles aient un mouvement d'ouverture ou de fermeture simultané. L'amplitude d'ouverture maximale de la pince est de 90mm de sorte que l'utilisateur puisse saisir par exemple une bouteille d'eau ayant une contenance de 1.5 litres. Les dessins annexés illustrent l'invention: la figure 1 représente une vue d'ensemble de l'équipement installé sur le fauteuil roulant avec pince au repos. Sur la figure 2 l'accoudoir a été orienté sur l'extérieur du fauteuil représentant ainsi un cas d'utilisation. La figure 3 représente le support mécanique en vue éclatée. La figure 4 est une vue éclatée de l'accoudoir complet afin de mettre en évidence l'articulation du support avant-bras par rapport au support bras, ainsi que la coque du support avant-bras coiffant la platine équipée. La figure 5 est une vue de dessus ainsi qu'une vue de face en coupe de l'accoudoir complet afin de montrer l'entraînement de l'articulation du support avant-bras. Enfin, la figure 6 est une vue éclatée du mécanisme de la pince. - 3 En référence à ces dessins l'équipement est constitué d'un accoudoir (1) relié au fauteuil roulant (2) de l'utilisateur par le biais d'un support mécanique (3). La description suivante a pour but de montrer la manipulation permettant de saisir un objet tombé à terre. Par un mouvement de rotation de l'épaule, l'utilisateur fait pivoter l'accoudoir sur la droite. Le mouvement est réalisé par les pivots (4) et (5) du support mécanique. Un mouvement du poignet actionne ensuite un capteur (6) logé dans l'accoudoir pour commander la fonction d'abaissement du support avant-bras (10). Ce support avantbras (10) est articulé par rapport au support bras (11) par le biais de l'axe (30), axe horizontal placé au niveau du coude de l'utilisateur. Le capteur (6) actionne le moteur (8) fixé sur la platine (9) coiffée par la coque en composite (10) du support avant-bras. Par le biais du pignon moteur (12) et de la couronne dentée (13) le support avant-bras (10) pivote autour de l'axe (30) pour abaisser l'avantbras. Lorsque l'accoudoir est abaissé une autre action sur le capteur (6) sélectionnera la fonction de sortie du télescope (14). Lorsque le télescope est sorti, il suffit de manoeuvrer la pince (15) pour saisir l'objet à ramasser. Pour cela, une action sur un capteur de l'accoudoir commandera l'ouverture de la pince par un actionnement du moteur (16). Ce moteur entraîne un secteur denté (17) solidaire de la griffe supérieure (18) qui pivote autour de l'axe (19). Une bielle (22) reliant la griffe supérieure à la griffe inférieure (23) actionne l'ouverture de cette dernière. La pince est alors ouverte. La manipulation inverse permet de refermer la pince et de ramener l'objet ramassé dans le champs d'action de l'utilisateur. L'alimentation électrique nécessaire à la motorisation de l'accoudoir provient des batteries du fauteuil roulant via le support mécanique (3). 2 contacts (20) placés dans la partie fixe du pivot (4) transmettent le courant sur 2 pistes (21) intégrées dans la partie mobile du pivot (4). Cet équipement a été conçu pour être utilisé par des personnes handicapées tétraplégiques dans le but d'augmenter leur autonomie. Sa réalisation fait appel à l'utilisation de composants électro-mécaniques standards. -4 REVENDICATIONS 1) Accoudoir de fauteuil pour handicapé caractérisé en ce qu'il est constitué d'un support avant bras (10), intégrant une pince télescopique, le-dit support avantbras étant muni d'un axe de rotation horizontal (30) placé au niveau de l'articulation du coude de l'utilisateur pour pivoter autour du support bras (11), lequel est relié au support mécanique (3) faisant la liaison avec le bâti du fauteuil (2). 2) Accoudoir selon la revendication 1 caractérisé en ce que le support avant-bras (10) est constitué d'une coque coiffant une platine (9) servant de support à un axe télescopique motorisé (14) muni d'une pince (15) à son extrémité. 3) Accoudoir selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la coque du support avant-bras (10) intègre des capteurs (6) permettant la commande des fonctions motorisées de l'accoudoir par une action manuelle. 4) Accoudoir selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'axe de rotation (30) du support avant-bras (10) par rapport au support bras (11) est entraîné par un moto-réducteur (8) fixé sur la platine (9) à l'arrière du télescope et actionnant un pignon moteur (12) engrainant sur une couronne dentée (13) laquelle est solidaire du support bras (11). ) Accoudoir selon la revendication 1 caractérisé en ce que le support mécanique (3) est composé d'une part d'une liaison pivot glissante (4) en contact avec le support lié au bâti du fauteuil, d'autre part d'un chariot mobile en translation par rapport au pivot (4) et enfin d'un pivot (5) traversant le chariot mobile et faisant la liaison avec le support-bras (11). 6) Accoudoir selon la revendication 5 caractérisé en ce que la liaison pivot glissante (4) du support mécanique est escamotable afin de pouvoir déssolidariser l'accoudoir du fauteuil par un mouvement vertical vers le haut. 7) Accoudoir selon les revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que la liaison pivot glissant (4) possède 2 pistes conductrices reliées à 2 contacts (20) afin de transmettre l'énergie électrique provenant des batteries du fauteuil vers l'accoudoir. 8) Accoudoir selon les revendications 1 ou 5 caractérisé en ce que le chariot 30 mobile du support mécanique (3) est équipé de 2 douilles à billes circulant sur 2 glissières afin de permettre une translation de l'accoudoir de 1 OOmm par rapport au fauteuil. 9) Accoudoir selon les revendications 1, 5 ou 8 caractérisé en ce que le chariot mobile du support mécanique (3) est équipé d'un axe (5) monté sur roulement et traversant une chape soudée sur le support bras, permettant une rotation de l'accoudoir dans le plan horizontal