Brevet FR2864890A1 — publié le 20050715

Prothèse de coude mécanique à transmission, débrayage et compensateur La présente invention se rapporte à une prothèse de coude, comportant une première partie formant avant-bras, une deuxième partie formant bras, la première partie formant avant-bras étant montée pivotante par rapport à la deuxième partie formant bras, suivant un axe de rotation de l'avant- bras, et un moteur électrique monté de manière à entraîner en rotation l'avant-bras par rapport au bras. Ce dispositif de l'art antérieur présente plusieurs inconvénients. En particulier, pour permettre une commande aisée de la rotation de l'avantbras, il est nécessaire de prévoir un motoréducteur à grande réduction, de sorte que le système dans son ensemble, et notamment l'avant-bras, peut se bloquer par rapport au bras sans que le porteur de la prothèse puisse faire quoi que ce soit, sinon retourner voir la personne ayant installé la prothèse pour que celui-ci la "débloque". La présente invention vise à surmonter les inconvénients de l'art antérieur en proposant une prothèse de coude qui permet au porteur de la prothèse de commander le positionnement du coude, c'est-à-dire la position de l'avant- bras par rapport au bras, aussi bien par un système de commande électrique que manuellement en cas de besoin. Suivant l'invention, une prothèse de coude, comportant une première partie formant avant-bras et une deuxième partie formant bras, la première partie formant avant-bras étant montée rotative par rapport à la deuxième partie formant bras par rapport à un axe de rotation, et comportant un moteur pour entraîner en rotation l'avant-bras par rapport au bras et un système de commande électrique du moteur est caractérisée en ce qu'il est prévu un système d'embrayage/débrayage mécanique. Ainsi, le porteur de la prothèse peut déplacer manuellement l'avant-bras de la prothèse par rapport au bras pour les mettre dans la position qu'il souhaite, notamment dans le cas d'un blocage en raison d'un dysfonctionnement du moteur électrique ou de la commande électrique. Suivant un perfectionnement de l'invention, le moteur est disposé dans l'avant-bras de sorte que l'arbre du moteur soit parallèle à l'axe longitudinal de l'avant-bras et il est monté un boîtier de renvoi d'angle qui permet de transformer la rotation de l'arbre du moteur en une rotation de l'avant- bras par rapport au bras suivant l'axe de rotation de l'avant-bras, axe de rotation qui fait un angle, notamment de 90 , par rapport à l'axe longitudinal de l'avant- bras. Suivant un perfectionnement de l'invention, le système de débrayage/embrayage est constitué d'une roue dentée montée axialement par rapport à l'axe de rotation, d'un doigt et d'un disque de débrayage, le disque étant monté rotatif par rapport à l'axe du moteur, le doigt étant fixé rotatif à l'une de ses extrémités, l'autre extrémité mobile du doigt comportant un ergot qui engrène dans les engrenages de la roue dentée, pour bloquer la rotation de l'avant-bras, le disque étant constitué de deux secteurs de disque, un secteur de disque de grand diamètre s'étendant notamment sur environ 250 et un secteur de plus petit diamètre s'étendant sur le reste de la périphérie du disque de sorte que lorsque l'ergot de l'extrémité mobile du doigt est en contact avec le bord du secteur de petit diamètre du disque, l'ergot engrène dans la roue dentée, tandis que lorsqu'il est en contact avec la partie de plus grand diamètre du disque, l'ergot est sorti de son engrènement avec les engrenages de la roue dentée, de sorte que la rotation de l'avant-bras par rapport au bras est libre, pour permettre au porteur de la prothèse d'effectuer une commande manuelle. Suivant un perfectionnement de l'invention, le système de 25 débrayage/embrayage est monté sur un côté du boîtier de renvoi d'angle. Suivant un perfectionnement de l'invention, il est prévu un système de compensation du poids constitué d'un ressort plat enroulé autour de l'axe de rotation. Le ressort est réglé de manière à aider à la remontée de l'avant-bras (pliage du bras), en diminuant la force que doit exercer le porteur de la prothèse lorsqu'il souhaite plier le bras. De préférence, on choisit une raideur du ressort telle que la force du ressort est sensiblement égale à la force créée par le poids de la main du porteur de la prothèse. Aux figures, il est représenté un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple uniquement. la figure 1 est une vue en perspective d'une partie formant avant-bras de la prothèse suivant l'invention la figure 2 est une vue d'ensemble du système d'embrayage, la figure 3 est une vue du système d'embrayage dans la position de blocage, tandis que la figure 4 est une vue du même système d'embrayage dans la position libérée; la figure 5 est une vue en perspective d'un disque d'embrayage du système d'embrayage suivant les figures 2 à 4; la figure 6 est une vue en perspective d'un doigt d'un système d'embrayage suivant l'une des figures 2 à 4; la figure 7 est une vue en perspective d'un ressort d'un système d'embrayage suivant les figures 2 à 4; la figure 8 est une vue perspective de la roue dentée du système de la figure 3; la figure 9 représente le système de commande par transmission du système d'embrayage de la figure 3; la figure 10 est une vue d'ensemble du système de compensation du poids tandis que la figure 11 est une vue du support de ressort du système de la figure 10; la figure 12 est une vue en perspective d'une pièce de réglage du ressort du système de compensation de poids de la figure 10; la figure 13 représente le ressort du système de la figure 10; et la figure 14 représente le couplage de l'arbre moteur et du boîtier de renvoi d'angle. A la figure 1, il est représenté une partie formant avant-bras d'une prothèse de coude. La partie avant-bras comporte un corps 1 et un étrier 2. Dans le corps 1, il est monté un moteur 3 dont l'arbre 4 est parallèle à l'axe longitudinal du corps 1 du coude. L'arbre 4 du moteur est couplé par un accouplement 5 à un boîtier 6 de renvoi d'angle qui est encastré dans l'étrier 2. Sur une des faces 7 du boîtier 6 de renvoi d'angle, il est monté un système d'embrayage. Le système d'embrayage est constitué d'une roue dentée 8, d'un disque 9, d'un doigt 10 et d'un ressort 11. La roue dentée est montée axialement par rapport à l'axe de rotation 13 de l'avant-bras par rapport à un bras (non représenté). Le disque 9 est monté également axialement par rapport à l'axe de rotation en étant contigu à la roue 8 dentée. Le disque 9 est constitué de deux secteurs de disques, un premier secteur de disque d'un premier rayon, le secteur 14 de disque de premier rayon s'étendant sur environ 250 , et d'un deuxième secteur 15 d'un deuxième rayon, plus petit que le premier rayon et s'étendant sur un angle d'environ 110 . II est ainsi formé à la périphérie du disque deux bossages 16 à distance l'un de l'autre le long de la périphérie du disque. La partie de plus petit rayon du disque a à un rayon de plus petite dimension ou de dimension sensiblement égale au rayon de la roue dentée, tandis que la partie de plus grand rayon du disque a un rayon plus grand que le rayon de la roue dentée. Le doigt est fixé rotatif par rapport au boîtier à une première extrémité 20, sa deuxième extrémité 21 comportant un ergot 22 qui peut engrener dans les engrenages de la roue dentée. Le doigt comporte également une saillie latérale 23. Le positionnement de la roue dentée du disque et du doigt est réalisé de sorte que lorsque la saillie 23 est en contact avec le bord périphérique de la partie du disque de petit diamètre, l'ergot 22 pénètre dans les engrenages de la roue dentée tandis que lorsque la partie en saillie est en contact avec le bord périphérique de la partie du disque de plus grand rayon ou diamètre, l'ergot est sorti des engrenages. Ainsi, en fonction de la position du disque par rapport à l'ergot, il y a soit blocage de la rotation de la roue dentée par l'ergot, soit rotation libre de celle-ci. Lorsqu'il y a rotation libre, cela signifie qu'une rotation manuelle par le porteur de la prothèse peut être effectuée de l'avant-bras par rapport au bras. Quant au ressort 11, il est monté de manière à rappeler élastiquement le doigt contre la roue dentée. Le système est actionné à l'aide d'un bouton d'embrayage qui, par une transmission, fait tourner le disque d'embrayage pour l'amener dans la position dans laquelle la roue dentée est libre ou dans la position de blocage. En outre, le bouton peut prendre deux positions, une position de débrayage dans laquelle la roue dentée est libre et une position d'embrayage dans laquelle la roue dentée n'est plus libre, auquel cas la rotation de l'avant-bras s'effectue par une commande myoélectrique bien connue (par des électrodes commandées) par des impulsions musculaires d'un muscle sain du porteur de la prothèse par exemple Aux figures 8 à 10, il est décrit le système de compensation du poids de l'avant-bras par la présence d'un ressort 25 de torsion monté de manière à s'opposer à la descente (ou extension) de l'avant-bras. La raideur du ressort 25 est choisie de sorte que la force de rappel du ressort annule sensiblement la force du poids de la main et de l'avant-bras, de sorte que lorsque le porteur de la prothèse souhaite replier le bras manuellement, cela lui est très facile, puisqu'il n'a plus à surmonter le poids de l'avant-bras de la main. L'extrémité du ressort 25 est fixée sur la partie mobile du bras, en étant maintenue à l'aide de deux pièces 26, 27, l'une 26 maintenant le ressort en position et fixée au corps, la deuxième 27 permettant de tendre le ressort et faisant la liaison avec l'étrier, 2 du corps 1. La pièce 27 de support du ressort 25 comporte un doigt 28 sur lequel vient se positionner le crochet 29 extérieur du ressort, tandis que la partie plate 30 du ressort est introduite dans la fente 31 de la pièces de réglage. Les quatre excroissances 32 permettent le maintien du ressort en position lors du démontage. REVENDICATIONS 1. Prothèse de coude, comportant une première partie formant avant-bras et une deuxième partie formant bras, la première partie formant avant- bras étant montée rotative par rapport à la deuxième partie formant bras par rapport à un axe de rotation, et comportant un moteur (3) pour entraîner en rotation l'avant-bras par rapport au bras et un système de commande électrique du moteur caractérisée en ce qu'il est prévu un système d'embrayage/débrayage (8, 9, 10) mécanique. 2. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur est disposé dans l'avant-bras de sorte que l'arbre (4) du moteur soit parallèle à l'axe longitudinal de l'avant-bras et il est monté un boîtier (6) de renvoi d'angle qui permet de transformer la rotation de l'arbre du moteur en une rotation de l'avant-bras par rapport au bras suivant l'axe de rotation de l'avant-bras, axe de rotation qui fait un angle, notamment de 90 , par rapport à l'axe longitudinal de l'avant-bras. 3. Prothèse suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le système de débrayage/embrayage est constitué d'une roue (8) dentée montée axialement par rapport à l'axe de rotation, d'un doigt (9) et d'un disque (10) de débrayage, le disque étant monté rotatif par rapport à l'axe du moteur, le doigt étant fixé rotatif à l'une de ses extrémités, l'autre extrémité mobile du doigt comportant un ergot qui engrène dans les engrenages de la roue dentée, pour bloquer la rotation de l'avant-bras, le disque (10) étant constitué de deux secteurs de disque, un secteur de disque (14) de grand diamètre s'étendant notamment sur environ 250 et un secteur (15) de plus petit diamètre s'étendant sur le reste de la périphérie du disque de sorte que lorsque l'ergot de l'extrémité mobile du doigt est en contact avec le bord du secteur de petit diamètre du disque, l'ergot engrène dans la roue dentée, tandis que lorsqu'il est en contact avec la partie de plus grand diamètre du disque, l'ergot (22) est sorti de son engrènement avec les engrenages de la roue dentée, de sorte que la rotation de l'avant-bras par rapport au bras est libre, pour permettre au porteur de la prothèse d'effectuer une commande manuelle. 4. Prothèse suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'il est prévu un système de compensation du poids comportant un ressort (25) plat enroulé autour de l'axe de rotation. 5. Prothèse suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que le système de débrayage/embrayage est monté sur un côté du boîtier de renvoi d'angle. 6. Prothèse suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que il est prévu un ressort (11) monté de manière à rappeler élastiquement le doigt (10) contre la roue dentée (8). 7. Prothèse suivant la revendication 4, 5, ou 6, caractérisée en ce que le système de compensation du poids comporte une pièce de support (26) du ressort fixée au corps (1) et une pièce (27) de réglage pour tendre le ressort et faisant la liaison avec le corps (1).