Brevet FR3048596A1 — publié le 20170915

- 1 - DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif permettant de supporter une partie du poids du corps humain. Ce dispositif se porte sur les deux jambes et comprends une assise, le portage du dispositif ne perturbe nullement les mobilités des jambes, il permet à l'utilisateur de pouvoir à un moment souhaité de bloquer le système afin de bénéficier d'une assise à une posture désirée. Il existe des dispositifs antérieurs à celui-ci. Toutefois, certains de ces dispositifs sont limités en nombre de positions assises. C'est le cas notamment pour le brevet US3538512A avec une seule position possible. La limitation pour d'autres provient du fait d'une stabilité au sol réduite (seulement deux appuis au sol) et l'absence d'un organe pour la récupération du poids au niveau des hanches. C'est le cas notamment pour les brevets W02015/028373A1 et US 4 138156. D'autres dispositifs permettent d'accomplir la valeur ajoutée de cette invention mais qui ne sont pas portatifs (brevet US2009/0058151). Le dispositif selon l'invention permet de supporter une partie du poids du corps humain avec plusieurs possibilités de postures différentes. Ce dispositif peut être aussi porté tout en marchant. Avec son mode support, il peut être contrôlé pour se bloquer sur une position souhaitée parmi les multitudes de positions possibles et former ainsi un support pour l'utilisateur. Il peut ou non déployer des bras supplémentaires pour stabiliser le dispositif au sol en cas de besoin (figure 17 & 18). Le port du dispositif ne modifie nullement la liberté de mouvements et ne requiert pas d'efforts supplémentaires. L'énergie extérieure fournie sert uniquement à passer du mode libre au mode support et vice versa. Le lecteur averti comprend ainsi que 3048596 - 2 - 5 l'énergie nécessaire pour changer d'état du dispositif est minime comparée à l'énergie nécessaire au fonctionnement des autres dispositifs d'aide au mouvement. Cette invention est composée de plusieurs éléments : 10 Par souci de compréhension des différents éléments du support, on rappelle que le membre inférieur d'une personne comprend la cuisse, la jambe et le pied. La cuisse est la partie située entre la hanche et le genou, la jambe est la partie située entre le genou et la cheville. 15 Assise : Sa fonction est de supporter le poids de l'utilisateur en mode support, notamment dans les positions proches de la position « debout ». L'angle d'orientation de l'assise reste inchangé (figure 14) indépendamment de la posture choisie afin de bénéficier du meilleur confort d'utilisation. L'assise est reliée 20 aux supports supérieurs droit et gauche par une liaison rotule. L'orientation de l'assise est contrôlée à partir de quatre câbles métalliques de longueur fixe qui relient l'assise aux supports inférieurs droit et gauche. Cette fonction est assurée par un câble métallique souple (acier torsadé) dont l'extrémité est 25 reliée à l'assise et l'autre est reliée au support inférieur droit/gauche. Une gaine souple (composée d'un ressort à spires jointives enveloppé d'une gaine en plastique) est utilisée pour guider le câble. Cette gaine a les deux extrémités fixées dans des butées (solidaires aux supports supérieurs) percées pour permettre 30 le coulissement du câble. Support supérieur droit/gauche : il est fixé à la cuisse via une bande agrippante, sa fonction est de supporter le poids de l'utilisateur dans les positions proches de la position « assise » et les positions intermédiaires (moitié entre assis et debout) et 35 d'acheminer l'effort de l'assise jusqu'au support inférieur droit/gauche. Il est connecté à l'assise via une liaison rotule et aux supports inférieurs droit/gauche via une liaison pivot commandé. 3048596 - 3 - 5 Support inférieur droit/gauche : il est fixé à la jambe via une bande agrippante. Il est aussi fixé au pied via une liaison rotule. Sa fonction est d'acheminer l'effort de l'assise et du support supérieur jusqu'au sol. Il est lié au support supérieur via une liaison pivot commandé. Il est lié aussi au bras articulé 10 via une liaison pivot commandé-motorisé. A son extrémité (contact avec le sol), il possède un système coulissant pour amortir le contact avec le sol. Le bras articulé est lié au support inférieur via une liaison pivot commandé-motorisée. Sa fonction est de stabiliser le 15 dispositif et d'acheminer une partie du poids au sol grâce aux troisième et quatrième points d'appui. La liaison pivot commandé : Elle lie les deux supports inférieur et supérieur par une liaison pivot. En mode libre, les deux supports sont toujours libres de tourner l'un par rapport l'autre. 20 En mode support, un sens de rotation est toujours libre alors que l'autre sens est bloqué. Le sens « toujours libre » correspond au passage de la position assise à la position debout. Le contrôle de cette liaison pourra être fait par un servomoteur ou un solénoïde. La liaison pivot commandé-motorisé : Elle lie le bras articulé au 25 support inférieur par une liaison pivot. Elle est constituée par une liaison pivot commandé (décrite dans le paragraphe précédent) et d'un moteur pour permettre le repli ou le déploiement du bras articulé pour passer du mode support au mode libre et vice-versa. 30 Un avantage essentiel de ce mécanisme par rapport à la plupart des autres solutions actuellement disponibles est la stabilité qu'il fournit à l'utilisateur. Cette stabilité est due à la présence de quatre points d'appui au sol contrairement aux autres qui n'ont que deux points d'appui au sol, il élimine ainsi la contrainte de 35 devoir fournir les efforts nécessaires afin d'être en équilibre. L'autre avantage de ce système est de pouvoir supporter le poids de l'utilisateur même en position debout (voir figure 17). Cette 3048596 - 4 - 5 fonction est assurée grâce à l'utilisation de l'assise qui récupère la majorité du poids à cette posture. Un autre avantage essentiel de ce système est la multitude de positions assises possibles selon le besoin, contrairement aux autres systèmes qui sont restreints en nombre de positions. 10 Finalement, une autre caractéristique de ce système est qu'il ne nécessite qu'une faible quantité d'énergie extérieure. En effet, le système ne requiert seulement de l'énergie que pour changer le mode de fonctionnement (libre ou support). 15 La figure 1 illustre une personne portant le dispositif en mode libre. La figure 2 illustre le dispositif en mode blocage porté par une personne dans une position assise. La figure 3 illustre une vue rapprochée du dispositif en mode 20 libre porté par une personne en position debout. La figure 4 représente une vue détaillée de la connexion des câbles métalliques et leur gaines au support inférieur. La figure 5 illustre une vue détaillée de l'assise et sa connexion au reste du système. 25 Les figures 6 et 7 montrent une vue rapprochée de la jonction entre le support supérieur et inférieur et notamment de la liaison pivot contrôlée. La figure 8 illustre la liaison pivot commandée en mode support. La figure 9 illustre la liaison pivot commandée en mode libre. 30 La figure 10 montre le mécanisme permettant le blocage de la liaison pivot commandée (pour le mode support). La figure 11 montre une vue détaillée de la partie basse du système notamment le mécanisme servant à déployer ou à replier le(s) bras articulé(s). 35 La figure 12 montre le mécanisme de blocage de la liaison pivot commandée motorisé avec une vue détaillée. La figure 13 illustre le mécanisme d'amortissement du système avec le sol. 3048596 - 5 - 5 La figure 14 montre l'orientation fixe de l'assise dans plusieurs positions et les câbles métalliques qui la retiennent. La figure 15 montre le système d'attache au niveau du pied. La figure 16 montre le système d'attache au niveau de la jambe et de la cuisse. 10 La figure 17 montre une position du support ou il n y a pas nécessité de déployer le bras articulé. La figure 18 illustre une position assise du support avec les principaux composants du dispositif. 15 Le mode de réalisation décrit dans ce brevet en se référant aux vues en plans, montre une illustration idéale de la présente invention. Sur les dessins, les épaisseurs des formes et de certaines zones sont exagérées pour une description efficace du contenu technique. En conséquence, les formes des dessins 20 illustrés peuvent varier selon les technologies de fabrications et les contraintes d'esthétisme. Cette invention est composé principalement de 4 parties: assise (10), support supérieur (20), support inférieur (30) et bras articulés (40) (voir figure 3). 25 Dans la figure 5, l'assise (10) est connectée au support supérieur (20) via une liaison rotule (12) à travers les deux pièces de raccordement (13 et 14) et l'axe (11) qui lui est solidaire. Les deux pièces (13 et 14) sont solidaires au support supérieur (20). Une liaison rotule est utilisée et non pas une liaison pivot pour 30 donner plus de liberté de mouvement à son porteur. La rotule est encastrée dans la pièce de raccordement (13). Suivant la position désirée, l'assise doit toujours garder la même orientation (voir figure 14). Cette fonction est assurée par les câbles métalliques (15) et les gaines (16). L'extrémité des 35 câbles (15a) est fixée à l'assise (10). Les deux autres extrémités (15b) sont fixées au support inférieur (figure 4 & 5). Ainsi la direction de l'assise change avec le changement de l'angle entre le support supérieur (20) et le support inférieur (30). Les butées 3048596 - 6 - 5 (17 & 18) solidaires au support supérieur (20), sont utilisées pour maintenir la gaine. Deux câbles métalliques sont utilisés pour permettre une stabilisation continue de l'assise (le câble métallique ne travaille qu'en tension, il en faut alors deux au minimum pour fixer l'assise). 10 Le support supérieur (20) est relié au support inférieur (30) via une liaison pivot commandée (50) (voir figure 3). Le but de cette liaison est d'assurer la rotation des deux éléments tout en ayant la possibilité de bloquer la rotation pour le mode support. Dans ce système, un sens de rotation est toujours libre alors que 15 l'autre sens peut être bloqué. Pour assurer cette fonction, une roue dentée (31) est fixée au support inférieur (30) (figure 6, 7, 8 & 9). Du coté du support supérieur, un cliquet (21) monté avec jeu, permet le blocage de la rotation (figure 7). En mode libre, la roue et le cliquet sont dissociés (figure 9). En mode support 20 (figure 8), pour un sens de rotation, le cliquet bloque la rotation de la roue (31). Pour l'autre sens de rotation, les dents de la roue (31) poussent le cliquet (21). La liaison pivot entre les deux supports (supérieur et inférieur) est assurée par l'axe (32). Le basculement entre les deux modes de fonctionnement se 25 fait grâce à un servomoteur (23) qui fait tourner un bras d'entrainement (24) qui lui-même entraine la rotation du cliquet (21) (voir figure 10). Dans la figure 3, le bras articulé (40) est relié au support inférieur (30) par une liaison pivot commandé-motorisé (60). Cette 30 liaison assure le même fonctionnement que la liaison pivot commandée (50) (décrite dans le paragraphe précédant), en plus elle assure le déploiement ou le repli des bras articulés (40). Dans la figure 11, un moteur (61) est monté sur le bâti (64) qui est solidaire au support inférieur (30). Ce moteur fait tourner 35 une roue dentée (62). Cette dernière fait tourner une autre roue dentée (63) qui elle-même est solidaire au bras articulée (40). Ainsi le moteur pourra déployer ou replier le bras articulé. Le mécanisme de blocage de cette liaison est montré dans la figure 12. Un servomoteur (65) qui fait tourner un cliquet (67) à travers le bras d'entrainement (66). L'ensemble est fixé sur le bâti (64). 3048596 - 7 - 5 Au bout du support inférieur (30), un amortisseur est intégré à la structure pour amortir le choc entre le dispositif et le sol quand l'utilisateur est en train de marcher (mode libre du système) (voir figure 13). Les deux pièces (33 & 34) sont reliées par des vis et peuvent glisser tout au long de la partie basse du support 10 inférieur (30). Deux ressorts (36) servent d'amortisseur pour le système. La vis (35) sert de butée pour que l'amortisseur ne se dissocie pas du reste du système. Les pièces (38) et (41) servent de patin antidérapant pour le bras articulé (40) et le support inférieur (30) (voir figure 13 et 12). 15 Dans la figure 15, le pied de l'utilisateur est connecté au dispositif via une liaison rotule (70) à travers la monture (72) et la pièce (71). Cette liaison assure une certaine liberté de mouvement pour le pied. Des bandes agrippantes (73) servent pour serrer le pied à la pièce (72) qui elle-même est reliée au support 20 inférieur via la liaison rotule (70). Dans la figure 16, on observe comment le dispositif est fixé à son porteur au niveau de la cuisse et de la jambe. Ceci est accompli grâce aux pièces (composées de matières assez rigides) (75 et 74). Aux extrémités des ces pièces il y a des trous oblong (78) pour 25 permettre le passage de bandes agrippantes (77 et 76) pour le serrage. L'activation du mode support pourra être réalisée moyennant un bouton poussoir ou bien d'autres méthodes de contrôle plus sophistiqués en cas de main prise tels que la détection de 30 mouvements préenregistrés par un ou plusieurs accéléromètres. L'un des avantages de cette invention quand il est porté par des salariés/ouvriers, est de diminuer les risques des troubles musculo-squelettiques et par conséquent la baisse de productivité due aux jours d'absentéisme pour cause d'arrêt maladie. Ce 35 dispositif peut aussi bien être utilisé dans d'autres domaines que celui de l'industrie, tel que la réhabilitation des personnes handicapées. Ce dispositif permettra de soulager le poids du corps sur les jambes de l'utilisateur. Il pourra reprendre jusqu'à 2/3 du poids (tout le poids du corps hormis les membres inférieurs) 3048596 - 8 - 5 permettant ainsi la réduction de la fatigue musculaire, d'avoir les jambes lourdes et d'éviter les varices. Avec sa fonction de mode support en position debout (figure 17), il confère à son utilisateur une bonne mobilité des membres supérieurs et une grande zone d'atteinte. Son utilisation pourra trouver profit dans 10 les métiers ou il y a une nécessité d'être debout, notamment dans les usines, les chaines de montage (voitures, avion...), les centres de tri, les restaurants ou même dans les hôpitaux. Notamment pour les chirurgiens qui passent des heures entières dans les salles d'opération ainsi que le staff médical. Son 15 application pourra s'étendre même au domaine des particuliers. Par exemple pour les tâches ménagères qui nécessitent d'être debout comme faire la lessive, cuisiner, faire du ménage... Avec son système de commande très intuitifs, il pourra basculer facilement entre mode libre et mode support (même en cas de mains prises) 20 pour suivre la nécessité de son utilisateur de se déplacer et de s'arrêter selon le besoin. REVENDICATIONS1) Dispositif d'aide de posture caractérisé en ce qu'il comporte : - Une assise (10) pour permettre de supporter l'utilisateur. - Un support supérieur (20) attaché à la cuisse et connecté à 10 l'assise (10) par une liaison rotule (pour bénéficier des trois libertés de rotation pour le confort de l'utilisateur. - Un support inférieur (30) attaché à la jambe et connecté au support supérieur (20) par une liaison pivot commandée (50). - Deux bras articulés (40) reliés au support inférieur par une 15 liaison pivot commandée-motorisée (60). Les bras articulés pourront se replier ou se déployer afin de stabiliser le système. 2) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que les liaisons pivot commandée (50 & 60) pourront avoir deux modes de 20 fonctionnement : un mode libre et un mode support. Le mode support correspond dispose d'un sens toujours libre (extension de la jambe ou déploiement des bras articulés) et d'un sens bloqué (flexion de la jambe ou repli des bras articulés). Dans le mode libre, les deux sens de rotation sont toujours libres. 25 3) Dispositif selon revendication 1 et 2 caractérisé en ce que les deux liaisons (50 & 60) comportent une roue denté (31 & 63) solidaires respectivement au support inférieur (30) et au bras articulé (40) et un cliquet(21 & 67). En mode support, le cliquet s'insère afin de bloquer les roues (31 & 63). En mode 30 libre, le cliquet est désolidarisé de la roue dentée et permets ainsi la rotation de façon libre. 4) Dispositif selon revendication 3 caractérisé en ce qu'un servomoteur (23 & 65) enclenche le cliquet (21 & 67). 5) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que le bras 35 articulé (40) peut se déployer ou se replier grâce à un moteur (61). En mode libre, le bras articulé est replié pour permettre le mouvement libre de l'utilisateur. En mode support, le bras peut alors être déployé afin que son extrémité (41) touche le 3048596 -10- sol pour former un appui supplémentaire et stabiliser le système. 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que la liaison commandée et motorisé (60) comporte un engrenage (62) pour transmettre le mouvement entre le moteur (61) et le bras articulé (40) à travers la roue dentée (63). 7) Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que l'assise est connectée au support supérieur par une liaison rotule. Pour guider cette liaison et assurer sa fonction de maintien, 4 câbles métalliques de longueur fixe sont fixés d'une part à l'assise et de l'autre coté au support inférieur. Ainsi l'orientation de l'assise est directement dépendante de l'angle entre le support inférieur et supérieur. En tendant les deux cotes de l'assise, le système de câbles métalliques (15) empêche le basculement de celle-ci. 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le support inférieur (30) comporte un système d'amortissement composé de ressorts (36) et deux pièces coulissantes (33 et 34) pour amortir le choc entre le dispositif et le sol en mode libre (déplacement de l'utilisateur). 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que des bandes agrippantes/lacets rattachent le support supérieur (20), le support inférieur (30) et la monture (72) respectivement à la cuisse, à la jambe et au pied de l'utilisateur. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les supports supérieur (20) et inférieur (30) sont ajustables par rapport à leur longueur pour s'adapter confortablement à des personnes de mensuration différente.35