FR3104940A1 - Articulation de genou actionnée - Google Patents

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Abstract

Ensemble articulé (20) actionné comprenant : - un segment de fémur (21) articulé sur un segment de tibia (22) ; - un premier support (42) ; - un deuxième support (44) ; - une première surface de base (43) en contact avec une deuxième surface roulante (45) ; - un premier élément de liaison (46) et un deuxième élément de liaison (50). Orthèse comprenant un ensemble articulé. Exosquelette comprenant un ensemble articulé. FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 2

Description

Articulation de genou actionnée
L’invention concerne le domaine des articulations actionnées ou non d’exosquelette ou de robot, plus particulièrement le domaine des articulations de genou, dont le mouvement est similaire à celle d’une articulation anatomique.
ARRIERE PLAN DE L’INVENTION
Classiquement, une orthèse de genou comprend un segment de fémur articulé sur un segment de tibia. Le segment de fémur et le segment de tibia sont pourvus de moyens de leur solidarisation à un fémur et un tibia d’un utilisateur. Le segment de fémur et le segment de tibia sont articulés à l’aide d’un pivot dont l’axe s’étend sensiblement orthogonalement au plan sagittal. Une telle articulation est aisée à actionner en motorisant l’axe du pivot. Cependant, l’articulation entre le fémur et le tibia d’un être humain (ou d’un animal) établit un mouvement plus complexe qu’une simple rotation et qui comprend notamment du roulement. Ainsi, les articulations de genou destinées à être intégrées dans des orthèses, qu’elles soient actionnées ou non, réalisent des mouvements qui peuvent occasionner un inconfort chez l’utilisateur voire une luxation du genou, ce qui rend les articulations de genou actuelles peu adaptées morphologiquement.
OBJET DE L’INVENTION
L’invention a pour objet d’améliorer la compatibilité morphologique d’une articulation d’exosquelette ou de robot avec celle d‘un genou.
A cet effet, on prévoit un ensemble articulé actionné comprenant:
- un segment de fémur articulé sur un segment de tibia ;
- un premier support relié au segment de fémur et qui comporte une première surface de base;
- un deuxième support relié au segment de tibiaet qui comporte une deuxième surface roulante ;
- la première surface de base étant en contact avec la deuxième surface roulante;
- un premier élément de liaison articulé en un premier point d’articulation solidaire du premier support et en un deuxième point d’articulation solidaire du deuxième support ;
- un deuxième élément de liaison articulé en un troisième point d’articulation solidaire du premier support et en un quatrième point d’articulation solidaire du deuxième support ;
Le mouvement relatif du segment de tibia et du segment de fémur est alors plus proche du mouvement relatif d’un tibia et d’un fémur. La présence de surfaces de contact permet d’actionner les éléments en respectant des contraintes de compacité qui rendent l’ensemble portable de manière confortable pour un utilisateur.
Avantageusement, l’ensemble articulé comprend un actionneur pour provoquer le déplacement relatif du segment de fémur et le segment de tibia
L’ensemble est particulièrement léger lorsque le premier élément de liaison comprend un premier câble et lorsque le deuxième élément de liaison comprend un deuxième câble.
Lorsque le premier câble et le deuxième câble sont préchargés, on réduit significativement le jeu entre le segment de tibia et le segment de fémur et on augmente la compacité en évitant de devoir dimensionner les éléments de liaison en compression et flambage, ces efforts étant alors supportés uniquement par les surfaces roulantes.
L’ensemble articulé réalise un mouvement compatible avec les surfaces roulant l’une sur l’autre lorsque le premier élément et le deuxième élément sont croisés en un point coïncidant avec leur point de contact
Avantageusement, la trajectoire du centre instantané de rotation, considéré dans un premier plan parallèle au plan sagittal, du segment de tibia relativement au segment de fémur est confondu avec la trajectoire de la projection orthogonale sur le premier plan du point de croisement.
L’ensemble articulé est plus sûr pour l’utilisateur lorsque la première surface de base et/ou la deuxième surface roulante comprennent des moyens de limiter le glissement pouvant apparaître entre la première surface de base relativement à la deuxième surface roulante en fonction du coefficient de frottement du couple de matériaux choisi. Une limitation efficace du glissement est obtenue lorsque les moyens de limiter le glissement de la première surface de base relativement à la deuxième surface roulante comprennent une première série de dentures solidaire du segment de fémur collaborant avec une deuxième série de dentures solidaire du segment de tibia.
L’ensemble articulé est particulièrement léger lorsque l’actionneur comprend un premier brin de câble comportant une première extrémité de premier brin de câble solidaire d’un élément parmi le segment de tibia et le segment de fémur et/ou que l’ensemble articulé comprend un premier renvoi de câble solidaire de l’autre élément parmi le segment de tibia et le segment de fémur, le premier brin de câble coopérant avec le premier renvoi de câble
Il est possible d’actionner un deuxième sens de mouvement lorsque l’actionneur comprend un deuxième brin de câble comportant une première extrémité de deuxième brin de câble solidaire d’un élément parmi le segment de tibia et le segment de fémur. L’actionnement est notablement compact lorsque l’ensemble articulé comprend un deuxième renvoi de câble solidaire de l’autre élément parmi le segment de tibia et le segment de fémur, le deuxième brin de câble coopérant avec le deuxième renvoi de câble.
L’ensemble articulé peut faire intervenir une unique motorisation lorsque l’actionneur comprend un tambour comportant une première gorge accueillant le premier brin de câble et une deuxième gorge accueillant le deuxième brin de câble, la première gorge ayant un premier profil considéré dans un deuxième plan orthogonal à un axe de rotation du tambour et la deuxième gorge ayant un deuxième profil considéré dans le deuxième plan, le premier profil et le deuxième profil étant différents et agencés pour dérouler une première longueur de premier brin de câble différente d’une deuxième longueur de deuxième brin de câble enroulée lors d’une rotation du deuxième tambour.
Selon un mode de réalisation préféré, l’actionneur comprend un ensemble vis-écrou dont la vis ou l’écrou est motorisé, le premier brin de câble étant relié à celui de la vis ou de l’écrou qui n’est pas motorisé.
Avantageusement encore, l’actionneur comprend un tambour motorisé solidaire d’une deuxième extrémité du premier brin de câble.
On obtient une réalisation compacte lorsqu’une motorisation de l’actionneur est solidaire de l’un des éléments de fémur ou de tibia.
L’invention concerne également une orthèse destinée à être placée sur un genou d’un utilisateur, l’orthèse comprenant un premier ensemble articulé et un deuxième ensemble articulé, le premier ensemble articulé et le deuxième ensemble articulé s’étendant de part et d’autre d’un plan sensiblement parallèle à un plan sagittal et passant par un centre d’un genou de l’utilisateur.
L’invention concerne également un exosquelette comprenant un ensemble articulé tel que défini ci-dessus.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l’invention.
la figure 1 est une vue schématique en perspective d’un exosquelette selon l’invention;
la figure 2 est une vue schématique en plan d’un ensemble articulé selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
la figure 3 est une vue schématique en plan d’un ensemble articulé selon un deuxième mode de réalisation ;
la figure 4 est une vue schématique en plan d’un ensemble articulé selon un troisième mode de réalisationde l’invention ;
la figure 5 est une vue schématique en plan d’un ensemble articulé selon un quatrième mode de réalisationde l’invention ;
la figure 6 est une vue schématique en plan d’un ensemble articulé selon un cinquième mode de réalisation de l’invention;
la figure 7 est une vue schématique de détail de la figure 6;
la figure 8 est une vue schématique de détail en plan d’un ensemble articulé selon un sixième mode de réalisationde l’invention ;
la figure 9 est une vue schématique en perspective d’un élément de la figure 8 ;
la figure 10 est une vue schématique en plan d’une orthèse selon un septième mode de réalisationde l’invention ;
la figure 11 est une vue schématique en plan de l’ensemble articulé de la figure 10 ;
la figure 12 est une vue schématique en plan d’une articulation selon un huitième mode de réalisation de l’invention.
En référence aux figures 1 et 2, un exosquelette, généralement désigné 10, est porté par un utilisateur 100 représenté ici en pointillés. L’exosquelette 10 comprend un ensemble articulé gauche 20 et un ensemble articulé droit 30 qui s’étendent sensiblement parallèlement aux membres inférieurs 120 et 130 de l’utilisateur 100. L’ensemble articulé gauche 20 de l’exosquelette 1 comprend un premier segment de fémur 21 gauche articulé à un segment de tibia 22 par une articulation 40 gauche de genou. De manière symétrique, l’ensemble articulé droit 30 de l’exosquelette 1 comprend un segment de fémur 31 droit articulé à un segment de tibia 32 droit par une articulation 41 droite de genou. Le premier segment de fémur 21 gauche et le segment de tibia 22 gauche sont respectivement reliés au fémur 121 et au tibia 122 de l’utilisateur 100 à l’aide d’une sangle supérieure gauche 2.1 et une sangle inférieure gauche 2.2. Le deuxième segment de fémur 31 droit et le segment de tibia 32 droit sont respectivement reliés au fémur 131 et au tibia 132 de l’utilisateur 100 à l’aide d’une sangle supérieure droite 3.1 et une sangle inférieure droite 3.2.
Dans la suite de cette description, seul le premier ensemble articulé 20 sera décrit, le deuxième ensemble articulé 30 étant une reproduction selon une symétrie spéculaire du premier ensemble articulé 20.
En référence à la figure 2, l’articulation 40 gauche comprend un premier support 42 relié au premier segment de fémur 21 gauche. Le premier support 42 comporte une première surface 43 de base convexe. L’articulation 40 gauche comprend également un deuxième support 44 en acier inoxydable relié au segment de tibia 22 gauche. Le deuxième support 44 comporte une deuxième surface 45 roulante concave en contact avec la première surface 43 au niveau d’un premier point de contact 80. Le premier profil de la première surface 43 et le deuxième profil de la deuxième surface 45 sont agencés pour que le mouvement relatif du premier segment de fémur 21 relativement au segment de tibia 22 soit un mouvement de rotation autour du premier point de contact 80, lorsque l’on considère ce mouvement dans un premier plan Ps’ sensiblement parallèle à un plan sagittal Ps lié à l’utilisateur 100. Autrement dit, la première surface 43 et la deuxième surface 45 sont agencées de manière à ce que le premier point de contact 80 corresponde au centre instantané de rotation du segment de tibia 22 relativement au premier segment de fémur 21 considéré dans le premier plan Ps, et ce, sur toute l’amplitude de leur mouvement relatif.
L’articulation 40 comprend un premier câble 46 dont une première extrémité 46.1 comprend un premier œillet 47.1 monté pivotant autour d’un premier axe d’articulation 48 solidaire du premier support 42. Une deuxième extrémité 46.2 du premier câble 46 comprend un deuxième œillet 47.2 monté pivotant autour d’un deuxième axe d’articulation 49 solidaire du deuxième support 44. Le premier câble 46 est préchargé lors de son montage selon des techniques connues.
L’articulation 40 comprend également un deuxième câble 50 dont une première extrémité 50.1 comprend un troisième œillet 51.1 monté pivotant autour d’un troisième axe d’articulation 52 solidaire du premier support 42. Une deuxième extrémité 50.2 du deuxième câble 50 comprend un deuxième œillet 51.2 monté pivotant autour d’un quatrième axe d’articulation 53 solidaire du deuxième support 44. Le deuxième câble 50 est préchargé lors de son montage selon des techniques connues.
Comme visible en figure 2, le premier câble 46 et le deuxième câble 50 sont implantés sur le premier support 42 et le deuxième support 44 de manière à ce que leurs projetés respectifs dans le premier plan Ps’ se croisent en un point de croisement 81. Le point de croisement 81 est, ici, confondu avec le premier point de contact 80.
Selon un premier mode de réalisation, l’ensemble articulé gauche 20 comprend également un actionneur 60 pour provoquer le déplacement relatif du premier segment de fémur 21 et du segment de tibia 22. L’actionneur 60 est relié à une unité de commande 4 de l’exosquelette 1 et comprend un premier brin de câble 61 comportant une première extrémité 61.1 sertie sur un premier plat 62 rapporté par soudage sur le segment de tibia 22. La deuxième extrémité 61.2 du premier brin de câble 61 est sertie sur un tambour 63 dont l’axe de rotation est solidaire d’un premier motoréducteur 64. Le premier motoréducteur 64 est électriquement relié à l’unité de commande 2. Le premier motoréducteur 64 est solidaire d’un bras 65 monté à rotation sur un deuxième plat 66 rapporté par soudage sur le premier segment de fémur 21.
En fonctionnement, le premier segment de fémur 21 gauche est fixé à l’aide de la sangle supérieure gauche 2.1 au fémur gauche de l’utilisateur 100. Le segment de tibia 22 gauche est fixé à l’aide de la sangle inférieure gauche 2.2 au tibia gauche de l’utilisateur 100. Lorsque l’unité de commande 4 détecte –selon des moyens connus- une intention de l’utilisateur 100 de déplacer son tibia 122 par rapport à son fémur 121 gauche, l’unité de commande envoie une instruction au premier motoréducteur 64. Sous l’effet du mouvement du premier motoréducteur 64, le tambour 63 enroule le premier brin de câble 61 et provoque le déplacement du segment de tibia 22 relativement au premier segment de fémur 21. Au cours de ce mouvement, la trajectoire du premier point de contact 80 – qui est confondu, par construction de première surface 43 et de la deuxième surface 45, avec le centre instantané de rotation du segment de tibia 22 relativement au premier segment de fémur 21- considéré dans le premier plan Ps’, du segment de tibia 22 relativement au premier segment de fémur 21 est confondu avec la trajectoire de la projection orthogonale sur le premier plan Ps’ du point de croisement 81. Le premier ensemble articulé gauche 20 permet un mouvement de roulement pur du segment de tibia 22 gauche relativement au premier segment de fémur 21 gauche. La combinaison de la première surface 43 et la deuxième surface 45 permet un comportement plus ergonomique du premier ensemble articulé gauche 20 et permet la transmission d’efforts importants ce qui peut se révéler utile dans les cas d’assistance aux personnes obèses.
Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits porteront une référence numérique identique à celle-ci dans la description qui suit des dix autres modes de réalisation de l’invention.
Selon un deuxième mode de réalisation représenté en figure 3, l’ensemble articulé 20 gauche comprend une première poulie 67 montée à rotation en l’extrémité d’un troisième plat 68 rapporté par soudage sur le premier segment de fémur 21 gauche. Le premier brin de câble 61 coopère avec la première poulie 67 avant de s’étendre vers le premier tambour 63 sur lequel il s’enroule. Le premier tambour 63 est ici monté à rotation sur l’extrémité du deuxième plat 66, sans bras 65.
Selon un troisième mode de réalisation représenté en figure 4, l’actionneur 60 comprend un premier ensemble vis-écrou 69 dont la première vis 69.1 coopère avec un premier écrou 69.2. La première vis 69.1 est entrainée en rotation par un deuxième motoréducteur 70 solidaire de l’extrémité du deuxième plat 66 et qui est relié à l’unité de commande 2. La deuxième extrémité 61.2 du premier brin de câble 61 est sertie au premier écrou 69.2.
Selon un quatrième mode de réalisation représenté en figure 5, l’actionneur 60 comprend un deuxième brin de câble 71 dont la première extrémité 71.1 de deuxième brin de câble 71 est sertie sur un quatrième plat 72 rapporté par soudage sur le segment de tibia 22. Un deuxième ensemble vis-écrou 73 est monté à l’extrémité d’un cinquième plat 74 rapporté par soudage sur le premier segment de fémur 21 gauche. La deuxième vis 73.1 du deuxième ensemble vis-écrou 73 coopère avec un deuxième écrou 73.2. La deuxième vis 73.1 est entrainée en rotation par un troisième motoréducteur 75 solidaire de l’extrémité du deuxième plat 66 et qui est relié à l’unité de commande 2. La deuxième extrémité 71.2 du deuxième brin de câble 71 est sertie au deuxième écrou 73.2.
Comme visible en figure 5, l’ensemble articulé 20 gauche comprend une deuxième poulie 76 montée à rotation en l’extrémité d’un sixième plat 77 rapporté par soudage sur le premier segment de fémur 21 gauche. Le deuxième brin de câble 71 coopère avec la deuxième poulie 76.
En fonctionnement, l’unité de commande 2 commande le deuxième motoréducteur 70 pour qu’il exerce une traction sur le premier brin de câble 61 et commande le troisième motoréducteur 75 pour qu’il laisse libre la rotation de la deuxième vis 73.1. Le segment de tibia 22 gauche réalise alors un déplacement relativement au premier segment de fémur 21 dans le sens horaire selon la représentation de la figure 5. Pour obtenir un déplacement dans un sens anti-horaire, l’unité de commande 2 commande le troisième motoréducteur 75 pour qu’il exerce une traction sur le deuxième brin de câble 71 et commande le deuxième motoréducteur 70 pour qu’il laisse libre la rotation de la première vis 69.1.
Selon un cinquième mode de réalisation représenté en figure 6, l’actionneur 60 comprend un deuxième tambour 90 montée à rotation autour d’un axe O90de rotation sur un septième plat 91 rapporté par soudage sur le premier segment de fémur 21 gauche.
Le premier brin de câble 61 est serti au premier écrou 69.2 en un point 61.3 situé entre la première extrémité 61.1 et la deuxième extrémité 61.2 du premier brin de câble 61. La deuxième extrémité 61.2 du premier brin de câble 61 est reliée par sertissage à une première gorge 92 de le deuxième tambour 90. La deuxième extrémité 71.2 du deuxième brin de câble 71 est reliée par sertissage à une deuxième gorge 93 de le deuxième tambour 90.
La première gorge 92 accueille le premier brin de câble 61 et possède un premier profil 94 considéré dans un deuxième plan P2 orthogonal à l’axe O90. La deuxième gorge 93 accueille le deuxième brin de câble 71 et possède un deuxième profil 95 considéré dans le deuxième plan P2.
Comme visible en figure 7, le premier profil 94 et le deuxième profil 95 sont différents et sont agencés de manière à ce que, lors d’une rotation du deuxième tambour 90, une première longueur de premier brin de câble 61 est déroulée de la première gorge 92, la première longueur est différente d’une deuxième longueur de deuxième brin de câble 71 qui est enroulée dans la deuxième gorge 93.
Il est alors possible de commander ou d’assister un déplacement du segment de tibia 22 relativement au premier segment de fémur 21 selon deux directions opposées en limitant ou annulant la variation de tension et en supprimant ou limitant les irrégularités de couple créé par des défauts d’équilibre locaux des moments, c’est-à-dire en garantissant l’équilibre.
En référence aux figures 8 et 9, et selon un sixième mode de réalisation, la première surface 43 du premier support 42 comporte des évidements 54 en forme de développante de cercle qui définissent une première denture 55. Le support 44 comporte des dents 56 en forme de développante de cercle qui viennent en saillie de la deuxième surface 45 et qui forment une deuxième denture 57. La première denture 55 collabore avec la deuxième denture 57 au cours du déplacement du mouvement du segment de tibia 22 relativement au premier segment de fémur 21, contribuant à limiter le glissement entre la première surface 43 de base et la deuxième surface 45 roulante.
Dans la description qui suit des quatre modes de réalisation de l’invention, les éléments identiques ou homologues à ceux précédemment décrits porteront une référence identique augmentée de deux, trois ou quatre centaines.
En référence aux figures 10 et 11, et selon un septième mode de réalisation de l’invention, une orthèse 150 de genou comprend un premier ensemble articulé 20 gauche et un deuxième ensemble articulé 30 droit positionné en symétrie spéculaire par rapport à untroisième plan de symétrie P1.
Un premier arceau supérieur 151 relie le premier segment de fémur 21 gauche et le deuxième segment de fémur 31 droit. Un deuxième arceau inférieur 33 relie le premier segment de tibia 22 droit et le deuxième segment de tibia 32 droit. Les premiers et deuxièmes actionneurs du premier ensemble articulé gauche 20 et du deuxième ensemble articulé 30 droit n’ont pas été représentés à des fins de simplification des dessins.
L’orthèse 150 peut accueillir un membre inférieur –ici le membre inférieur droit 130 de l‘utilisateur 100– et, une fois les sangles supérieures 2.1 et 2.2 bouclées, l’orthèse 150 peut apporter une assistance confortable et ergonomique au genou de l’utilisateur 100 en limitant les efforts d’interaction entre l’orthèse et l’utilisateur. Dans cette configuration, le premier ensemble articulé gauche 20 et le deuxième ensemble articulé droit 30 s’étendent de part et d’autre du plan P1 qui est sensiblement parallèle au plan sagittal Ps, le plan P1 passant alors sensiblement par un centre d’un genou de l’utilisateur 100.
En référence à la figure 12, et selon un huitième mode de réalisation de l’invention, une articulation 160 comprend un premier segment de fémur 21 gauche et un premier segment de tibia 22 gauche coopérant l’un avec l’autre via le premier support 42 et le deuxième support 44. L’articulation 160 comprend également un deuxième segment de fémur 31 gauche et un deuxième segment de tibia 32 gauche coopérant l’un avec l’autre via un troisième support 34 identique au premier support 42 et un quatrième support 35 identique au deuxième support 44. Selon ce huitième mode de réalisation, le premier câble 46 relie le premier support 42 et le quatrième support 35. Le deuxième câble 50 relie le deuxième support 44 et le troisième support 34. Le point 81 de croisement du premier câble 46 et du deuxième câble 50 se situe sur une première droite D1 qui passe par le premier point de contact 80 entre le premier support 42 et le deuxième support 44. La droite D1 passe également par un deuxième point de contact 82 entre le troisième support 34 et le quatrième support 35. Le premier câble 46 et le deuxième câble 50 s’étendent alors dans un quatrième plan P4 sécant avec le plan sagittal Ps.
Le terme câble désigne ici un composant flexible de section pleine ou tubulaire de forme circulaire, plate ou autre, pouvant être composés de sous éléments articulés entre eux, comme par exemple une chaîne ou une courroie.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie par les revendications.
En particulier,
- bien qu’ici l’élément articulé comprenne un actionneur, l’invention s’applique également à un élément articulé dépourvu d’actionneur, un tel élément permettant d’articuler un genou de robot ou de servir pour soulager un genou d’un utilisateur;
- bien qu’ici le premier support et le deuxième support soient en acier inoxydable, l’inventions ‘applique également à des supports en d’autres matériaux comme par exemple des matériaux ferreux ou synthétiques. Avantageusement, le matériau du premier support et du deuxième support sont sélectionnées et/ou traités pour assurer un coefficient de frottement supérieur à0.75
- bien qu’ici le premier élément de liaison et le deuxième élément de liaison comprennent respectivement un premier et un deuxième câble, l’invention s‘applique également à d’autres types d’élément de liaison comme par exemple une biellette, des ressorts à gaz, à boudin, des rondelles Belleville, une chaine ou une courroie;
- bien qu’ici le premier câble comprenne un premier œillet qui coopère avec un axe d’articulation du premier support, l’invention s’applique également à d’autres moyens d’articuler le premier élément sur le premier support et/ ou le deuxième support autour d’un premier point d’articulation comme par exemple une boucle, une bride, un palier ou une rotule;
- bien qu’ici les câbles soient préchargés, l’invention s‘applique également à des éléments de liaison qui ne sont pas préchargés;
- bien qu’ici l’actionneur soit solidaire de l’élément de fémur, l’invention s’applique également à un actionneur solidaire d’un autre élément de l’ensemble comme par exemple le segment de tibia ou un élément extérieur à l’ensemble articulé tel qu’un segment de bassin solidaire de l’utilisateur;
- bien qu’ici l’ensemble articulé comprenne des poulies de renvoi de câble, l’invention s’applique également à d’autres types de renvoi de câble comme par exemple un tube, un œillet métallique ou synthétique, des surfaces de déflexion fixes ou mobiles, un axe fixe en PTFE;
-bien qu’ici le vérin à câble soit décrit en lien avec une poulie de renvoi, l’invention s’applique également à un actionneur dépourvu de poulie de renvoi, comme par exemple un actionneur comprenant un vérin à câble articulé;
- bien qu’ici le premier brin de câble soit attelé à l’écrou de l’ensemble vis-écrou, l’invention s‘applique également à un câble attelé à la vis et dont l’écrou serait motorisé;
-bien qu’ici l’orthèse comprenne des arceaux pour relier le premier ensemble articulé et le deuxième ensemble articulé, l’invention s’applique également à d’autres moyens de relier le premier ensemble et le deuxième ensemble, voire à une orthèse dépourvue de moyens de liaison entre les ensembles articulés;
-bien qu’ici la commande des actionneurs soit effectuée par une unité de commande électronique, l’invention s’applique également à d’autres types d’unités de commande comme par exemple une vanne hydraulique ou pneumatique trois voies ou un variateur électrique;
- bien qu’ici les actionneurs comprennent chacun un motoréducteur pour mettre en rotation un tambour auquel est attaché un câble, l’invention s’applique également à d’autres types d’unités de motorisation rotatives comme par exemple un moteur pas à pas ou des moteurs linéaires tels qu’un vérin électrique ou pneumatique relié au câble;
- bien qu’ici l’ensemble articulé comprenne des dentures, l’inventions ‘applique également à d’autres types de moyens de limiter le glissement entre la première surface de base et la deuxième surface roulante, comme par exemple des traitements tribologiques particuliers ou une aimantation des surfaces.

Claims (17)

  1. Ensemble articulé (20, 30) actionné comprenant:
    - un segment de fémur (21, 31) articulé sur un segment de tibia (22, 32) ;
    - un premier support (42) relié au segment de fémur (21) et qui comporte une première surface de base (43);
    - un deuxième support (44) relié au segment de tibia (22) et qui comporte une deuxième surface roulante (45) ;
    - la première surface de base (43) étant en contact avec la deuxième surface roulante (45);
    - un premier élément de liaison (46) articulé en un premier point d’articulation (48) solidaire du premier support (42) et en un deuxième point d’articulation (49) solidaire du deuxième support (44) ;
    - un deuxième élément de liaison (50) articulé en un troisième point d’articulation (52) solidaire du premier support (42) et en un quatrième point d’articulation (53) solidaire du deuxième support (44).
  2. Ensemble articulé (20,30) selon la revendication 1, dans lequel le premier élément de liaison (46) comprend un premier câble et le deuxième élément de liaison (48) comprend un deuxième câble.
  3. Ensemble articulé (20, 30) selon la revendication 2, dans lequel le premier câble (46) et le deuxième câble (50) sont préchargés.
  4. Ensemble articulé (20, 30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier élément de liaison (46) et le deuxième élément de liaison (48) sont croisés en un point de croisement (81).
  5. Ensemble articulé (20, 30) selon la revendication 4, dans lequel la trajectoire du centre instantané de rotation, considéré dans un premier plan (Ps’) parallèle à un plan sagittal (Ps), du segment de tibia (22) relativement au segment de fémur (21) est confondu avec la trajectoire de la projection orthogonale sur le premier plan du point de croisement (81).
  6. Ensemble articulé (20, 30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première surface de base (43) et/ou la deuxième surface roulante (45) comprennent des moyens de limiter le glissement (55, 57) de la première surface de base (43) relativement à la deuxième surface roulante (45).
  7. Ensemble articulé (20, 30) selon la revendication 6, dans lequel les moyens de limiter le glissement de la première surface de base relativement à la deuxième surface roulante comprennent une première denture (55) solidaire du segment de fémur (21) collaborant avec une deuxième denture (57) solidaire du segment de tibia (22).
  8. Ensemble articulé (20, 30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un actionneur (60) pour provoquer le déplacement relatif du segment de fémur (21, 31) et le segment de tibia (22, 32).
  9. Ensemble articulé (20, 30) selon la revendication 8, dans lequel l’actionneur (60) comprend un premier brin de câble (61) comportant une première extrémité (61.1) de premier brin de câble (61) solidaire d’un élément parmi le segment de tibia (22) et le segment de fémur (21).
  10. Ensemble articulé selon la revendication 9, comprenant un premier renvoi de câble (67) solidaire de l’autre élément parmi le segment de tibia (22) et le segment de fémur (21), le premier brin de câble (61) coopérant avec le premier renvoi de câble (67).
  11. Ensemble articulé (20, 30) selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel l’actionneur (60) comprend un deuxième brin de câble (71) comportant une première extrémité (71.1) de deuxième brin de câble (71) solidaire d’un élément parmi le segment de tibia (22) et le segment de fémur (21).
  12. Ensemble articulé selon la revendication 11, comprenant un deuxième renvoi de câble (76) solidaire de l’autre élément parmi le segment de tibia (22) et le segment de fémur (21), le deuxième brin de câble coopérant avec le deuxième renvoi de câble.
  13. Ensemble articulé (20, 30) selon la revendication 11 ou 12, dans lequel l’actionneur (60) comprend un tambour (90) comportant une première gorge (92) accueillant le premier brin de câble (61) et une deuxième gorge (93) accueillant le deuxième brin de câble (71), la première gorge (92) ayant un premier profil (94) considéré dans un deuxième plan (P2) orthogonal à un axe de rotation (O90) du tambour et la deuxième gorge (93) ayant un deuxième profil (95) considéré dans le deuxième plan (P2), le premier profil (94) et le deuxième profil (95) étant différents et agencés pour dérouler une première longueur de premier brin de câble (61) différente d’une deuxième longueur de deuxième brin de câble (71) enroulée lors d’une rotation du tambour (90).
  14. Ensemble articulé (20, 30) selon l’une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel l’actionneur (60) comprend un ensemble vis-écrou (69, 73) dont la vis (69.1, 73.1) ou l’écrou (69.2, 73.2) est motorisé, le premier brin de câble (61) étant relié à celui de la vis (69.1, 73.1) ou de l’écrou (69.2, 73.2) qui n’est pas motorisé.
  15. Ensemble articulé (20, 30) selon l’une quelconque des revendications 8 à 14, dans lequel une motorisation de l’actionneur est solidaire du segment de fémur (21) ou de tibia (22).
  16. Orthèse (150) destinée à être placée sur un genou d’un utilisateur (100), l’orthèse (150) comprenant un premier ensemble articulé selon l’une quelconque des revendications 1 à 14 et un deuxième ensemble articulé selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, le premier ensemble articulé (20) et le deuxième ensemble articulé (30) s’étendant de part et d’autre d’un plan sensiblement parallèle à un plan sagittal (Ps) et passant par un centre d’un genou de l’utilisateur (100).
  17. Exosquelette (10, 1) comprenant un ensemble articulé (20, 30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14.
    .
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