FR3108030A1

FR3108030A1 - Harnais de posture

Info

Publication number: FR3108030A1
Application number: FR2002429A
Authority: FR
Inventors: Fabien Tourneux; Fabien JOUET-PASTRE; Kevin Lebel; Louis-David DYE; Maxence MONTIEL
Original assignee: Ergosante Tech; Ergosante Technologie
Current assignee: Ergosante Tech; Ergosante Technologie
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2021-09-17
Anticipated expiration: 2040-03-11
Also published as: FR3108030B1

Abstract

[Titre : Harnais de posture L’invention concerne un Harnais de posture (1) s’étendant longitudinalement de part et d’autre d’un plan sagittal médian (SM) et le harnais de posture (1) comportant : deux bras élastiques (2), chaque bras élastique (2) s’étend d’un côté du plan sagittal médian (SM) du harnais de posture (1) et comporte trois points d’attache (22a, 22b, 23a, 23b, 24) avec le harnais de posture (1) qui sont disposés d’un même côté du plan sagittal médian (SM), chaque bras élastique (2) possédant une tige ressort supérieure (20) et une tige ressort inférieure (21) qui sont respectivement aboutées par des moyens débrayables (3) via une première extrémité d’aboutement (200, 210), une interface de poitrine (5) configurée pour prendre appui sur la poitrine de l’opérateur, l’interface de poitrine (5), une interface de jambe (6) configurée pour prendre appui sur les membres inférieurs de l’opérateur, l’interface de jambe (6) étant constituée de deux attaches de jambe (60). Selon l’invention, le harnais de posture (1) comprend une ceinture (4) comprenant deux flancs (40a, 40b) qui s’étendent respectivement, de part et d’autre du plan médian sagittal (SM) du harnais de posture (1), chaque flanc (40a, 40b) comportant un point d’attache médian (22a, 22b) d’un bras élastique (2) au niveau de l’aboutement entre les deux tiges ressorts (20, 21), la ceinture (4) comprenant des moyens de réglage (7) configurés pour régler une distance entre un bras élastique (2) et son point d’attache médian (22a, 22b) disposé sur la ceinture (4). Figure pour l’abrégé : Fig.1]

Description

Harnais de posture

[La présente invention entre dans le domaine de l’assistance à l’effort humain, et notamment dans le cadre de l’assistance à la manutention tant pour des tâches ponctuelles que répétitives.

Dans cette optique, des exosquelettes ont été développés pour améliorer les conditions de travail d’un opérateur de service. Les exosquelettes trouvent une application dans une multitude de domaines d’activité tels que l’industrie, la maintenance mécanique (automobile, aéronautique, ferroviaire, navale etc.), la manutention, la santé, le bâtiment etc.

L’exosquelette est une structure mécanique qui double la structure du squelette humain et lui confère des capacités physiques qu’il n’a pas ou plus.

Pour l’heure, il existe principalement deux types d’exosquelette, l’exosquelette robotisé et l’exosquelette passif. L’exosquelette robotisé vise à augmenter considérablement la force de l’opérateur qui le porte. A l’inverse, l’exosquelette passif a pour objectif de diminuer les efforts que fournit l’opérateur. En particulier, l’exosquelette passif s’inscrit dans une démarche de diminution de la pénibilité lors de la réalisation de travaux répétitifs et/ou contraignants tout en prévenant l’apparition de troubles musculosquelettiques (TMS).

A ce titre, un exosquelette peut comporter un harnais de posture. La plupart du temps, le harnais de posture a pour objectif d’assister les muscles fléchisseurs du tronc de l’opérateur. Par exemple, lors d’un mouvement de flexion du tronc pour saisir un objet au sol ou réaliser une opération sur un élément en position basse.

Il existe plusieurs types de harnais de posture, les documents suivants US5,176,622, US4,829,989, WO2012/006087 WO2017/086946 et WO2019/017949 décrivent un harnais de posture qui comprend une ceinture à laquelle sont articulées, d’une part, au moins un bras supérieur portant un support de poitrine configuré pour prendre appui sur la poitrine de l’opérateur, d’autre part, deux bras inférieurs qui portent deux pièces d’appui qui sont respectivement configurés pour prendre appui sur la face avant d’une cuisse de l’opérateur. La ceinture porte ainsi une articulation qui liaisonne simultanément un bras inférieur et un bras supérieur du harnais de posture. L’articulation comprend en outre des moyens de rappel élastiques qui permettent de générer un couple de rappel lorsque l’opérateur incline son buste et/ou fléchit ses jambes. Le couple transmet un effort vers l’extrémité de chaque bras qui porte un support de buste ou de cuisse afin d’appliquer un effort qui tend au retour à une position droite de l’opérateur.

Ce type de harnais comporte des bras rigides qui sont encombrants, peu confortables, et qui n’assistent pas l’opérateur dans des mouvements de torsion et/ou d’inclinaison latérale du buste.

Le document WO2016/148566 décrit un harnais de posture amélioré qui comporte un support lombaire possédant, d’une part, deux bras supérieurs reliés à un support de poitrine, et d’autre part, deux bras inférieurs reliant le support lombaire à une pièce d’appui configurée pour reprendre appui sur la face avant de chaque cuisse de l’opérateur. De plus, le support de poitrine est relié au support lombaire au travers de sangles d’épaule qui sont configurées pour courir dans le dos de l’opérateur.

Les bras supérieurs de ce document sont constitués par une tige rigide préformée comportant trois courbes de façon à partir depuis le support de poitrine et longer le buste de l’utilisateur pour être engagée dans une articulation disposée sur un flanc latéral du support lombaire. Chaque articulation est équipée de ressort de compression ou de torsion de façon à appliquer un couple de rappel, d’une part, au bras supérieur, et d’autre part, au bras inférieur, lorsque l’opérateur incline son buste et/ou fléchit ses jambes. Le ressort de chaque articulation transfert un effort vers les extrémités opposées des bras inférieurs et supérieurs. De fait, les efforts de redressement sont appliqués au niveau du support de buste et des pièces d’appui de cuisse.

La demanderesse relève que le caractère rigide des tiges préformées constituant les bras inférieurs et supérieurs mais aussi l’encombrement généré par lesdites tiges contrevient à la mobilité de l’opérateur notamment en ce qui concerne les mouvements torsion ou d’inclinaison latérale du buste. Par ailleurs, la conception mécanique du harnais de posture est complexe au niveau des articulations qui reçoivent les tiges rigides préformées et comportent des ressorts de rappel intégrés à chaque articulation. Cette complexité réduit la longévité du harnais de posture et augmente son coût de fabrication.

Le document US443,113 propose un harnais posture possédant, d’une part, une interface de poitrine constituée de bretelles, et d’autre part, une interface de jambe constituée par deux attaches de jambes. Chaque attache de jambe est respectivement reliée à l’interface de poitrine au travers d’un bras élastique dorsal. En effet, le bras élastique dorsale cours depuis l’arrière d’une bretelle vers l’arrière d’une attache de jambe. Chaque bras élastique dorsal est constitué de deux bandes métalliques articulées entres par une liaison pivot, une bande supérieure est solidaire d’une bretelle alors qu’une bande inférieure est solidaire d’une attache de jambe. Chaque bras comprend une canule d’embrayage montée coulissante entre une position embrayée, dans laquelle la liaison pivot est désactivée, et au moins une débrayée dans laquelle la liaison pivot est activée. La canule de d’embrayage permet à l’utilisateur d’embrayer les ressorts lorsqu’il a besoin d’assistance à l’effort et de les débrayer pour libérer sa marche lorsqu’il n’a pas besoin d’assistance à l’effort. Les ressorts sont constitués par des bandes métalliques plates de section décroissante depuis leur milieu vers chaque extrémité.

Ce harnais de posture présente l’inconvénient de limiter l’assistance aux efforts en cas de torsion du buste et/ou d’inclinaison latérale. En effet, les bandes métalliques sont plates ce qui implique une rigidité latérale. Par ailleurs, les bras élastiques courent uniquement sur la partie dorsale, ce qui implique que le harnais ne fournit pas d’assistance sur les premiers degrés d’inclinaison du buste, l’assistance au redressement étant produite lorsque les bras élastiques sont mis en tension. Pour les mêmes raisons, lorsque l’opérateur incline son buste vers l’avant et conserve les jambes raides, l’assistance à l’effort n’est pas optimale.

Au regard de l’état de la technique, la présente invention se propose de fournir une solution technique permettant d’améliorer l’assistance à l’effort bilatérale d’un harnais de posture tout en limitant sa complexité mécanique.

Dans cette optique, la présente invention concerne un harnais de posture s’étendant longitudinalement de part et d’autre d’un plan sagittal médian. Le harnais de posture comporte deux bras élastiques, chaque bras élastique s’étend d’un côté du plan sagittal médian du harnais de posture et comporte trois points d’attache avec le harnais de posture qui sont disposés d’un même côté du plan sagittal médian, chaque bras élastique possédant une tige ressort supérieure et une tige ressort inférieure qui sont respectivement aboutées par des moyens débrayables via une première extrémité d’aboutement.

Le harnais de posture comprend également une interface de poitrine configurée pour prendre appui sur la poitrine de l’opérateur, l’interface de poitrine, d’une part, s’étend de part et d’autre du plan sagittal médian du harnais de posture, et d’autre part, supporte de chaque côté du plan sagittal médian, un point d’attache supérieur d’une seconde extrémité d’une tige ressort supérieure d’un bras élastique,

Le harnais de posture comprend encore une interface de jambe configurée pour prendre appui sur les membres inférieurs de l’opérateur, l’interface de jambe étant constituée de deux attaches de jambe qui s’étendent respectivement de part et d’autre du plan sagittal médian du harnais de posture, chaque attache de jambe possédant un point d’attache inférieur d’un bras élastique via une seconde extrémité de sa tige ressort inférieure,

Le harnais de posture selon l’invention se caractérise en ce qu’il comporte une ceinture comprenant deux flancs qui s’étendent respectivement, de part et d’autre du plan médian sagittal du harnais de posture, chaque flanc comportant un point d’attache médian d’un bras élastique au niveau de l’aboutement entre les deux tiges ressorts, la ceinture comprenant des moyens de réglage configurés pour régler une distance entre un bras élastique et son point d’attache médian disposé sur la ceinture.

Le harnais de posture selon l’invention fournit une assistance bilatérale à l’opérateur portant le harnais de posture. De plus, le caractère élastique des bras d’assistance permet à l’opérateur, au travers des moyens de réglage, d’ajuster la distance entre un bras élastique et le point d’attache médian disposé sur la ceinture. L’ajustement de cette distance permet à l’opérateur, d’une ajuster la position de chaque bras élastique en fonction de sa morphologie, et d’autre part, de précontraindre, s’il le souhaite, chaque bras élastique en réduisant la distance entre le bras élastique et le point d’attache médian.

Il est à noter que chaque bras élastique fournisse une aide aux mouvements de l’opérateur selon une flexion en trois points. En effet, chaque bras élastique opère une flexion à chacun de ses trois points d’attache avec le harnais de posture.

Selon une première caractéristique du harnais de posture, un moyen de réglage comporte:

une sangle de réglage de longueur déterminée qui est solidaire, d’une part, d’un point d’attache médian, et d’autre part, d’un bras élastique, et
une boucle de réglage permettant de faire varier la distance entre le point d’attache médian et le bras élastique.

Le système de sangle associé à une boucle de réglage est un système mécanique simple et peu couteux qui permet à l’opérateur d’effectuer un réglage rapide.

Il est à noter que chaque bras élastique comporte un passant amovible de la sangle de réglage. Le passant amovible assure le maintien en position de la sangle de réglage sur le bras élastique.

Selon une deuxième caractéristique du harnais de posture, les moyens de réglage sont configurés pour faire varier la distance entre un bras élastique et son point d’attache médian entre 0 et 20 cm.

Selon une troisième caractéristique du harnais de posture, un point d’attache supérieure comprend, d’une part, un œillet dans lequel est engagé la seconde extrémité de la tige ressort supérieure, et d’autre part, un organe de serrage coopérant avec l’œillet en vue de maintenir en position la tige ressort supérieure dans l’œillet. Ces caractéristiques donnent à l’opérateur la possibilité d’ajuster la longueur de chaque bras élastique à la morphologie de son buste, et en particulier, en ce qui concerne la longueur de son buste.

Selon une quatrième caractéristique du harnais de posture, l’interface de poitrine comprend deux sangles d’épaule s’étendant respectivement de part et d’autre du plan sagittal médian du harnais de posture, chaque sangle d’épaule supportant un point d’attache supérieur d’une seconde extrémité d’une tige ressort supérieure d’un bras élastique.

Selon une cinquième caractéristique du harnais de posture, les moyens débrayables comportent, d’une part, deux fourreaux aboutés et articulés entre eux selon un axe de rotation, et d’autre part, un mécanisme de verrouillage de l’articulation. Les moyens débrayables permettent à l’opérateur de libérer sa marche lorsqu’il le souhaite. Cette caractéristique contribue à augmenter le confort d’utilisation du harnais de posture.

En particulier, le mécanisme de verrouillage comporte une bague montée coulissante sur les fourreaux aboutés, la bague est mobile entre une position embrayée dans laquelle la rotation d’au moins un fourreau est verrouillée et une position débrayée dans laquelle au moins un fourreau est libre en rotation autour de l’axe de rotation. Cette bague mobile fournit une solution simple qui permet à l’opérateur de passer rapidement de la position embrayée à la position débrayée des bras élastiques.

Selon une sixième caractéristique, le harnais de posture comporte une sangle anti-torsion qui s’étend entre une attache de jambe et un point d’attache médian qui sont situées d’un même côté du plan sagittal médian. La sangle anti-torsion contribue au maintien en position de l’attache de jambe afin d’assurer l’appui sur la cuisse constant tout au long des mouvements de l’opérateur tels qu’un mouvement d’accroupissement.

Selon une septième caractéristique du harnais de posture, la seconde extrémité de chaque tige inférieure est encastrée dans une pièce de réception disposée sur un bord externe d’une attache de jambe.

Selon une huitième caractéristique du harnais de posture, chaque tige ressort est réalisée dans un matériau composite qui possède des fibres unidirectionnelles.

Selon une neuvième caractéristique du harnais de posture, chaque tige ressort possède un module d’élasticité de Young dont la valeur est comprise entre 30 GPa et 50 GPa.

Selon une dixième caractéristique du harnais de posture, chaque tige ressort possède une section transversale circulaire. Cette caractéristique confère une élasticité aux bras élastiques selon deux axes: un premier axe sagittal parallèle du plan sagittal médian et un second axe transversal du plan sagittal médian.

D’autres particularités et avantages apparaitront dans la description détaillée qui suit, d’un exemple de réalisation, non limitatif, de l’invention illustré par les figures 1 à 9 placées en annexe et dans lesquelles:

est une représentation en perspective d’un harnais de posture conforme d’un exemple de réalisation de l’invention.

est une représentation, vue de haut, du harnais de posture de la figure 1.

est une représentation arrière du harnais de posture de la figure 1.

est une représentation latérale du harnais de posture de la figure 1.

est une représentation des moyens débrayables des bras élastiques du harnais de posture de la figure 1, les moyens débrayables étant en position débrayée.

est une représentation des moyens débrayables de la figure 5, en position embrayée.

est une représentation schématique d’un opérateur prenant trois positions alors que les bras élastiques du harnais de posture ne sont pas précontraints.

est une représentation schématique d’un opérateur prenant les trois mêmes positions que la figure 7 alors que les bras élastiques du harnais de posture sont précontraints.

est une représentation d’un exemple de réalisation des moyens de réglage de contrainte et/ou d’ajustement du bras élastique par rapport à la ceinture du harnais de posture.

La présente invention illustrée aux figures 1 à 9 se rapporte à un harnais de posture 1 qui a pour objectif d’assister un opérateur dans ses opérations de manutention ou de travaux.

Comme illustré aux figures 1 à 4, le harnais de posture 1 s’étend longitudinalement de part et d’autre d’un plan sagittal médian SM. Le harnais de posture 1 comporte trois interfaces qui sont configurées pour interagir avec une partie de l’anatomie de l’opérateur en vue de maintenir le harnais de posture 1 en position et d’assister l’opérateur dans ses efforts. Dans cet optique, les trois interfaces du harnais de posture 1 sont reliées entre elles de part et d’autre du plan sagittal médian SM par deux structures élastiques. Une structure élastique comporte un bras élastique 2 qui s’étend d’un côté du plan sagittal médian SM. De préférence, les deux bras élastiques 2 sont symétriques par rapport au plan sagittal médian SM.

Chaque bras élastique 2 comporte trois points d’attache avec le harnais de posture 2. Les trois points d’attache d’un même bras élastique 2 sont disposés d’un même côté du plan sagittal médian SM. De surcroît, chaque interface porte un point d’attache de chaque bras élastique 2.

Plus spécifiquement, selon l’invention, chaque bras élastique 2 possède une tige ressort supérieure 20 et une tige ressort inférieure 21. Chaque tige ressort 20, 21 possède une section transversale circulaire. A titre indicatif, il est possible d’utiliser des tiges ressorts 20, 21 qui possèdent un diamètre compris entre 4 mm et 12 mm. La section transversale de chaque tige ressort 20, 21 peut être constante. Néanmoins, il est également possible d’utiliser une section transversale évolutive pour optimiser les contraintes. Selon cet exemple, la section transversale de chaque tige ressort 20, 21 peut posséder un diamètre décroissant depuis le milieu du bras élastique 2 vers chaque extrémité de ce dernier.

Le caractère circulaire de la section transversale autorise une déformation élastique de chaque tige ressort 20, 21 selon deux axes disposés respectivement dans le plan sagittal médian SM dans un plan transversal T au plan sagittal médian SM. La déformation élastique selon ces deux axes confère une plus grande liberté de mouvements à l’opérateur, notamment en cas de rotation ou d’inclinaison latérale du tronc. De surcroît, elle fournit également une réponse élastique qui tend au redressement de l’opérateur.

Selon l’invention, chaque tige ressort 20, 21 est réalisée dans un matériau composite. De préférence, le matériau composite possède uniquement des fibres unidirectionnelles. On entend par fibres unidirectionnelles, des fibres qui s’étendent selon l’axe longitudinal de la tige ressort 20, 21. Les fibres unidirectionnelles peuvent être constituées de fibres de verre ou de fibres de carbone. Les fibres unidirectionnelles permettent d’optimiser les propriétés de limite à la rupture du matériau composite. En effet, la demanderesse a observé que l’ajout de fibres orientées à +/- 45° par rapport à l’axe longitudinal d’une tige ressort 20, 21, fait chuter les propriétés de limite à la rupture du matériau composite.

De plus, les fibres unidirectionnelles sont noyées dans une résine. De préférence, la résine époxy est utilisée. Cependant, il est également possible d’utiliser une résine de type vinylester ou thermoplastique.

Selon l’invention, le matériau composite utilisé comprend entre 50% et 60% en volume de fibres par rapport au volume total du matériau. Le matériau composite peut présenter préférentiellement 55% de fibres en volume par rapport au volume total du matériau composite.

Le tableau 1 ci-dessous expose une étude comparative de différents types de matériaux utilisés pour réaliser des tiges ressorts 20, 21. Le tableau 1 compare les propriétés élastiques de l’acier avec celles de trois matériaux composites. Le premier matériau composite est constitué de fibres de verre et de résine époxy, le second matériau composite comprend des fibres de carbones également noyées dans une résine époxy, et le troisième matériau composite comprend des fibres de PPD-T ou poly(p-phénylènetéréphtalamide) un polymère thermoplastique connu sous la marque «Kevlar^®». Dans chacun des cas, le matériau composite comprend 60% en volume de fibres par rapport à son volume total.

Il est à noter que la contrainte à la rupture en traction et le module d’élasticité ou module de Young ont été mesurés pour une flexion en trois selon la norme Iso 14125.

Matériau pour tiges ressorts	Masse volumique (ρ) du matériau en kg/dm³	Contrainte à la rupture en traction (σ) en MPa	Module d’élasticité (E_l) en MPa	Energie Massique (Em) kJ/kg
Fibres de verre + résine époxy	2,08	1250	45 000	16,7
Fibres de carbone + résine époxy	1,53	1270	134000	7,9
Fibres de PPD-T + résine époxy	1,35	1250	85 000	17,3
Acier	7,5	1000	200 000	0,66

Dans le tableau 1, l’énergie massique de chaque matériau est obtenue selon la formule ci-après:

Avec Em = Energie massique en kj/kg,

σ = Contrainte à la rupture en traction qui est exprimée en MPa,

E_l= le module d’élasticité exprimé en MPa, et

ρ = masse volumique du matériau en kg/dm³.

Tout d’abord, notons que la limite élastique et la limite à la rupture des matériaux composites sont deux propriétés mécaniques de même valeur. En ce sens et contrairement à l’acier, il n’est pas possible de tordre un matériau composite.

Autre point à noter, l’énergie massique ici exprimée pour les matériaux composites correspond à l’énergie massique des matériaux composites dans le sens des fibres.

Le tableau 1 permet de constater que l’acier est cinq à six fois plus lourd que les matériaux composites et qu’il possède une énergie massique plus de dix fois inférieure à l’énergie massique du matériau fibres de carbone + époxy qui est le matériau composite testé possédant l’énergie massique la plus faible.

Les matériaux testés les plus avantageux sont les fibres de verre + résine époxy et les fibres de PPD-T + résine époxy. En effet, ces matériaux composites possèdent une énergie massique supérieure à 15 kJ/kg.

Néanmoins, le matériau composite à base de PPD-T est plus onéreux et plus difficile à travailler, en effet ses propriétés mécaniques le rende notamment difficilement coupable. Dans ce contexte, il est préférable d’utiliser un matériau composite à base de fibres de verre. Les fibres de carbone peuvent également être utilisées bien qu’elles aient une énergie massique inférieure à celle des fibres de verre.

Selon l’invention, chaque tige ressort 20, 21 possède, de préférence, un module d’élasticité de Young dont la valeur est comprise entre 30 GPa et 50 GPa. Comme illustré aux figures 7 et 8, cette valeur du module d’élasticité permet d’obtenir un angle θc entre chaque extrémité du bras élastique 2 dont la valeur correspond à 180° (illustré aux figures 7 et 8 en position accroupie).

En complément, de préférence, chaque tige ressort 20, 21 possède une limite à la rupture en flexion comprise entre 800 MPa et 1200 MPa.

Dans l’exemple illustré aux figures 4 à 6, la tige ressort supérieure 20 et la tige ressort inférieure 21 sont respectivement aboutées par des moyens débrayables 3. Cette caractéristique permet de fournir un bras élastique 2 dont le comportement élastique correspond à celui d’une structure élastique unique. Ainsi, selon l’invention, la tige ressort supérieure 20 comporte une extrémité d’aboutement 200 qui est aboutée à une extrémité d’aboutement 210 de la tige ressort inférieure 21. Dans ce document, les extrémités d’aboutement 200, 210 sont respectivement considérées comme la première extrémité de chaque tige ressort 20, 21. Au niveau de l’aboutement entre les deux tiges ressorts 20, 21, le bras élastique 2 comprend un point d’attache à une partie médiane du harnais de posture 1.

Les figures 5 et 6 illustrent un exemple de réalisation des moyens débrayables 3. Dans cet exemple, les moyens débrayables 3 comportent deux fourreaux 30 qui reçoivent respectivement une extrémité d’aboutement 200, 210 des tiges ressorts 20, 21 d’un bras élastique 2. Les deux fourreaux 30 sont aboutés et articulés entre eux selon un axe de rotation. Dans cet exemple, l’axe de rotation s’étend de manière transversale par rapport à l’axe longitudinal du bras élastique 2. Afin de former l’articulation, les moyens débrayables 3 comportent une pièce en étrier 31 portant un arbre 32 qui s’étend selon ledit axe de rotation. La pièce en étrier 31 est disposée à une extrémité d’aboutement d’un premier fourreau 30 alors que le second fourreau 30 comporte un anneau 33 engagé sur l’arbre 32 de la pièce en étrier 31. Il importe peu que la pièce en étrier 31 ou l’arbre 32 soit ménagé(e) sur le fourreau 30 qui reçoit la tige ressort inférieure 20 ou sur celui qui reçoit la tige ressort supérieure 21.

De fait, les deux fourreaux 30 sont mobiles entre une position embrayée et une position débrayée. En position embrayée, les deux fourreaux 30 sont aboutés l’un avec l’autre. A l’inverse, en position débrayée, les deux fourreaux 30 sont en libres rotation autour de l’axe de rotation de l’articulation.

En outre, les moyens débrayables 3 comportent un mécanisme de verrouillage 34 de l’articulation des deux fourreaux 30. Le mécanisme de verrouillage 34 permet maintenir la position embrayée mais aussi de contrôler le passage de la position embrayée à la position débrayée. A cet effet, les moyens débrayables 3 comportent une bague 35 montée coulissante sur les deux fourreaux 30 aboutés. La bague 35 est mobile entre une position embrayée dans laquelle la rotation d’au moins un fourreau 30 est verrouillée et une position débrayée dans laquelle au moins un fourreau est libre en rotation autour de l’axe de rotation. La bague 35 coopère avec les deux fourreaux 30 pour former le mécanisme de verrouillage 34. L’utilisation d’une bague 35 montée coulissante est un moyen débrayable peu couteux et simple à mettre en œuvre qui permet à l’opérateur de passer rapidement d’une position à l’autre.

Comme illustré aux figures 5 et 6, le mécanisme de verrouillage 34 comporte au moins une butée de verrouillage 37 qui permet de maintenir la bague 35 dans sa position embrayée et/ou dans sa position débrayée. La butée de verrouillage 37 est ménagée sur un fourreau 30 et coopère avec des moyens élastiques qui la maintiennent saillante du fourreau 30. Dans cet exemple, le fourreau 30 supportant l’anneau 33 est équipé deux butées de verrouillage 37. Les deux butées de verrouillage 37 sont disposées de part et d’autre du fourreau 30 à une distance déterminée de l’anneau 33. Pour passer d’une position à l’autre, l’opérateur, fait coulisser la bague 35 qui actionne la ou les butée(s) de verrouillage 37. Après le passage de bague 35 la ou les butées de verrouillage 37 revienne(nt) ensuite en saillit du fourreau 30. La figure 5 illustre la bague 35 en position débrayée alors que la figure 6 illustre la bague en position embrayée.

Il à noter que chaque fourreau 30 comporte un épaulement 36 qui fait office de butée de fin de course de la bague 35. L’épaulement 36 de chaque fourreau 30 est disposé à une seconde extrémité de chaque fourreau 30. La seconde extrémité est opposée de l’articulation des moyens de débrayages 3.

Avantageusement, les moyens débrayables 3 permettent à l’opérateur de mettre en tension les bras élastiques 2 lorsqu’il doit exécuter des opérations de manutention et de débrayer les bras élastiques 2 pour libérer sa marche et ses mouvements lorsqu’il n’a pas besoin d’assistance. De surcroît, les moyens débrayables 3 sont disposés de façon à être positionnés au niveau du pivot de la hanche de l’opérateur lorsque le harnais de posture 1 est porté. Cette configuration permet à l’opérateur de s’asseoir lorsque les bras élastiques 2 débrayés.

En pratique, la position des moyens débrayables 3 sera décalée par rapport au pivot de la hanche de l’opérateur en fonction de la précontrainte appliquée aux bras élastiques 2. Si une précontrainte est établie, la position des moyens débrayables 3 est disposée en arrière du pivot de la hanche. A l’inverse, si aucune précontrainte n’est appliquée, la position des moyens débrayables 3 est située en avant du pivot de la hanche. Dans les deux cas, le débrayage des bras élastiques 2, via les moyens débrayables 3, permet de libérer l’articulation de la hanche afin que l’opérateur puisse s’asseoir.

Le harnais de posture 1 comporte une ceinture 4 qui constitue une interface médiane du harnais de posture 1. La ceinture 4 est configurée pour maintenir le harnais de posture 1 sur les hanches d’un opérateur. A cet effet, la ceinture 4 comprend deux flancs 40a, 40b qui s’étendent respectivement, de part et d’autre du plan médian sagittal SM. Comme cela est illustré aux figures 1 et 4, la ceinture 4 possède un dossier 41 souple qui est configurée pour envelopper au moins en partie les lombaires de l’opérateur. Il est à noter que le dossier 41 peut éventuellement être matelassé pour procurer plus de confort à l’opérateur. Les flancs 40a, 40b s’étendent depuis une jonction 42 à un bord du dossier 41 en direction d’une extrémité de fermeture 43 (illustré au figures 1 à 4). L’extrémité de fermeture 43a d’un premier flanc 40a est configuré complémentaire de l’extrémité de fermeture 43b d’un second flanc 40b en vue d’ajuster la ceinture 4 à l’anatomie de l’opérateur. A cet effet, les extrémité de fermeture 43a, 43b peuvent être équipées des bandes adhérentes amovibles, par exemple, de type «Velcros^®».

Chaque flanc 40a, 40b comporte un point d’attache médian 22a, 22b d’un bras élastique 2. En ce qui concerne le bras élastique 2, le lien entre la ceinture 4 et le bras élastique 2 se situe au niveau de l’aboutement entre les deux tiges ressorts 20, 21.

D’un point de vue chaque flanc 40a, 40b, chaque point d’attache médiant 22a, 22b est disposé respectivement sur un flanc 40a, 40b selon un plan transversal T. Ici, le plan T est perpendiculaire au plan sagittal médian SM. Plus spécifiquement, chaque point d’attache médian 22a, 22b est disposé à la jonction 42 entre le dossier 41 et un flanc 40a, 40b de la ceinture 4.

Comme illustré aux figures 1 à 4, le harnais de posture 1 comprend une interface de poitrine 5 configurée pour prendre appui sur la poitrine de l’opérateur. Selon cet exemple, l’interface de poitrine 5 s’étend de part et d’autre du plan sagittal médian SM. L’interface de poitrine 5 supporte, de chaque côté du plan sagittal médian SM, un point d’attache supérieur 23a, 23b d’une seconde extrémité 201 d’une tige ressort supérieure 20 d’un bras élastique 2.

Dans l’exemple illustré aux figures 1, 2 et 4, le point d’attache supérieur 23a, 23b comprend un système d’ajustement de la longueur du bras élastique 2 en fonction de la morphologie du patient. Ici, le système d’ajustement comprend un œillet 50 et un organe de serrage. Dans cet exemple, l’œillet 50 reçoit la seconde extrémité 201 d’une tige ressort supérieure 20. La tige ressort supérieure 20 est par ailleurs montée coulissante dans l’œillet 50. En complément, l’organe de serrage coopère avec l’œillet 50 en vue de maintenir en position la tige ressort supérieur 20 dans l’œillet 50. A titre indicatif, l’organe de serrage peut être constitué par une vis ou une vis papillon coopérant avec un taraudage ménagé dans une paroi de l’œillet 50. La hauteur des bras élastiques 2 peut être ajustée en faisant coulisser la tige ressort supérieure 20 dans l’œillet 40. Lorsque la hauteur de bras élastique 2 adéquate est atteinte, l’opérateur verrouille cette hauteur de bras élastique 2 en resserrant l’organe de de serrage.

En outre, l’interface de poitrine 5 comprend deux sangles d’épaule 52a, 52b afin de maintenir le harnais de posture 1 en position sur l’opérateur. De plus, chaque sangle d’épaule 52a, 52b supporte un point d’attache supérieur 23a, 23b. Chaque point d’attache supérieur 23a, 23b constitue un point d’appui d’un bras élastique 2 sur la poitrine de l’opérateur. Dans cet exemple, les deux sangles d’épaule 52a, 52b s’étendent respectivement de part et d’autre du plan sagittal SM.

Dans les exemples des figures 1 à 4, l’interface de poitrine 5 comprend en sus une sangle de maintien 53. Cette sangle de maintien 53 s’étend entre chaque sangle d’épaule 52a, 52b selon un plan transversal au plan sagittal médian SM. La longueur de la sangle de maintien 52 peut être ajustée par exemple à l’aide d’une boucle de serrage. Cette sangle de maintien 53 assure le maintien en position des sangles d’épaule 52a, 52b, notamment lorsque l’opérateur incline son buste frontalement ou latéralement. De fait, elle permet un transfert optimal de la force de rappel de chaque bras élastique de part et d’autre de la poitrine de l’opérateur.

Dans cet exemple, les deux sangles d’épaule 52a, 52b sont jointes en une portion dorsale 54 du harnais de posture 1. La portion dorsale 54 comprend au moins une bande descendante 55 qui relie la portion dorsale à la ceinture 4. Plus spécifiquement, la liaison entre la bande descendante 55 et la ceinture 4 est opérée par l’intermédiaire du dossier 41.

Le harnais de posture 1 comprend également une interface de jambe 6 configurée pour prendre appui sur chaque cuisse de l’opérateur (illustré aux figures 7 et 8). Dans cette optique, l’interface de jambe 6 est constituée de deux attaches de jambe 60 s’étendant respectivement de part et d’autre du plan sagittal médian SM du harnais de posture 1. Chaque attache de jambe 60 comporte une coque de section transversale en U. La coque s’étend transversalement d’un bord externe 61 vers un bord interne 62. Une sangle élastique ou réglable s’étend entre chaque bord 61, 62 de la coque en vue de maintenir l’attache de jambe 6 en position sur la cuisse. Cette coque permet d’envelopper au moins partiellement la face avant de la cuisse de l’opérateur en vue de générer un point d’appui pour une extrémité d’un bras élastique 2.

Comme illustré aux figures 7 et 8, l’attache de jambe 6 est positionnée au-dessus du genou de l’opérateur. Lorsque l’opérateur se fléchit, le bras élastique 2 produit un effort au niveau de la face avant de la cuisse de l’opérateur assistant l’opérateur dans son effort et facilitant un redressement de l’opérateur. Chaque attache de jambe 6 possède un point d’attache inférieur 24 qui permet au bras élastique 2 d’interagir avec l’attache de jambe 6. En particulier, une seconde extrémité 211 de la tige ressort inférieure 21 est solidaire du point d’attache inférieur 24. Dans l’exemple illustré aux figures 1, 3 et 4, chaque tige ressort inférieure 21 est encastrée dans une pièce de réception 64 disposée sur le bord externe 61 d’une attache de jambe 6.

La demanderesse s’est aperçue que l’attache de jambe 6 avait tendance à tourner autour de la cuisse de l’opérateur lorsque celui-ci se fléchit ou s’accroupit tel qu’illustré aux figures 7 et 8. L’appui sur la cuisse se dérobant, l’assistance à l’effort devient moins efficiente et le confort de l’opérateur en pâtie également. De plus, la tige ressort inférieure 21 est susceptible d’entrer en torsion et ainsi de détériorer les fibres qui composent le matériau composite. Cette détérioration des fibres conduit à une réduction du caractère élastique de la tige ressort inférieure 21.

Pour pallier ces problématique, l’attache de jambe 6 est équipée d’une sangle anti-torsion 64. La sangle anti-torsion 64 constitue un moyen de maintien qui permet d’éviter la rotation de l’attache de jambe 6. Plus spécifiquement, chaque sangle anti-torsion 64 s’étend entre une attache de jambe 6 et un point d’attache médian 22 qui sont situées d’un même côté du plan sagittal médian SM. Comme illustré aux figures 1 et 3, chaque sangle anti-torsion 64 est solidaire, d’une part, d’un bord interne 62 de l’attache de jambe 6, et d’autre part, au point d’attache médian 22 qui est positionné sur la ceinture 2 comme décrit précédemment. Lorsque l’opérateur porte la ceinture 4, le point de fixation 65 sur un flanc 40a, 40b de la sangle anti-torsion 64 à la ceinture 4 correspond à la position de l’articulation de la hanche de l’opérateur.

Ainsi, lorsque l’opérateur porte le harnais de posture 1, la sangle anti-torsion 64 s’étend en diagonal entre le point d’attache médian 22a, 22b et le bord interne 62 d’une attache de jambe 6 en courant sur l’arrière de la cuisse de l’opérateur. De fait, lorsque l’opérateur fléchit, la rotation de l’attache de jambe 6 est stoppé par la sangle anti-torsion 64 qui maintien l’attache de jambe 6 dans position initiale.

Avantageusement, selon l’invention la ceinture 4 comprend des moyens de réglage 7 configurés pour régler une distance entre un bras élastique 2 et son point d’attache médian 22a, 22b à la ceinture 4.

En ce sens, les moyens de réglage 7 permettent d’ajuster la position d’un bras élastique 2 en fonction de la morphologie d’un opérateur. De surcroît, comme cela est illustré à la figure 8, les moyens de réglage 7 fournissent également lors de l’utilisation du harnais de posture 1, la possibilité à l’opérateur de précontraindre un bras élastique 2. En pratique, le bras élastique 2 applique un effort d’assistance dès le début du mouvement de l’opérateur.

Appliquer une précontrainte au bras élastique 2 permet de mettre les bras élastiques 2 sous tension alors même que l’opérateur est en position droite. Dans la figure 8, cette précontrainte est symbolisée, pour l’opérateur qui se tient droit, par la forme arquée du bras élastique 2. Appliquer une précontrainte, consiste à réduire, à l’aide des moyens de réglage 7, la distance entre le bras élastique 2et son point d’attache médian 22a, 22b. De plus, dans la position accroupie, le bras élastique 2 fournit une assistance supplémentaire au redressement en appliquant un effort sur les lombaires. On n’observe pas de production de cet effort lorsque le bras élastique 2 n’est pas précontraint (illustré à la figure 7).

De même, lorsque l’opérateur se tient droit dans le cas de la figure 7, le bras élastique 2 non précontraint est représenté droit. Dans ce cas, l’assistance à l’effort ne démarre qu’à partir d’un certain niveau de flexion du bras élastique 2.

Dans les exemples de figures 7 et 8, les efforts d’assistance sont symbolisés par des flèches dont la direction représente le vecteur de l’effort qu’applique le bras élastique 2 au corps de l’opérateur.

Comme illustré à la figure 9, un moyen de réglage 7 comporte une sangle de réglage 70 de longueur déterminée. A titre indicatif, la sangle de réglage 70 peut posséder une longueur comprise entre 15 cm et 50 cm, de préférence la longueur de la sangle de réglage 70 est comprise entre 30 et 40 cm, de préférence la longueur de la sangle de réglage 70 est de 35 cm.

La sangle de réglage 70 est solidaire, d’une part, du point d’attache médian 22a, 22b, et d’autre part, du bras élastique 2. En sus, un moyen de réglage 7 comporte une boucle de réglage 71 permettant de faire varier la distance entre le point d’attache médian 22a, 22b et le bras élastique 2. Selon l’invention, les moyens de réglage 7 sont configurés pour faire varier la distance entre un bras élastique 2 son point d’attache médian 22a, 22b entre 0 et 20 cm. En pratique, la boucle de réglage 71 contribue à faire varier une longueur utile de la sangle de réglage 71 entre 0 cm et 20 cm. On entend par longueur utile, la longueur de sangle qui maintient le bras élastique 2 à distance du point d’attache médian 22a, 22b.

Néanmoins, il est également possible de monter chaque bras élastique 2 sur une glissière, ou crémaillère de réglage disposée sur un flanc 40 de la ceinture 4. Une telle configuration présente les mêmes avantages que la sangle de réglage 71. Toutefois, pour des questions coûts de fabrication la sangle de réglage 71 sera préférée à ces solutions plus complexes d’un point de vue mécanique.

Dans l’exemple des figures 5 et 9, chaque bras élastique 2 comporte un passant amovible 25 de la sangle de réglage 71. Le passant amovible 25 assure le maintien en position, sur le bras élastique 2, de la liaison entre la sangle de réglage 71. Dans cet exemple, ce sont les moyens de réglage 7 qui constituent la liaison entre le bras élastique 2 et le point d’attache médian 22.

Le passant amovible 25 comporte un corps de sertissage 250 situé à une première extrémité du passant amovible 25. Le corps de sertissage 250 maintien la position du passant amovible 25 sur le bras élastique 2. Ici, le corps de sertissage 250 comprend une pièce en étrier maintenue en position par un élément de serrage 251 tel qu’une goupille. En outre, le passant amovible 25 comporte une extension 252 sous forme de languette qui prolonge le corps de sertissage 250 jusqu’à une extrémité libre 253. De préférence, la languette possède une section transversale de forme complémentaire de la tige ressort 20, 21 du bras élastique 2. Ici, la languette possède une section transversale en forme de U.

Dans cet exemple, le passant amovible 25 est positionné à la base de la tige ressort supérieure 20 à proximité immédiate de l’aboutement entre les deux tiges ressorts 20, 21. Plus spécifiquement, l’extrémité libre 253 du passant amovible 25 est disposé au contact du fourreau 30 dans lequel la tige ressort supérieure 20 est insérée ].

Claims

[Harnais de posture (1) s’étendant longitudinalement de part et d’autre d’un plan sagittal médian (SM) et le harnais de posture (1) comportant:
deux bras élastiques (2), chaque bras élastique (2) s’étend d’un côté du plan sagittal médian (SM) du harnais de posture (1) et comporte trois points d’attache (22a, 22b, 23a, 23b, 24) avec le harnais de posture (1) qui sont disposés d’un même côté du plan sagittal médian (SM), chaque bras élastique (2) possédant une tige ressort supérieure (20) et une tige ressort inférieure (21) qui sont respectivement aboutées par des moyens débrayables (3) via une première extrémité d’aboutement (200, 210),

une interface de poitrine (5) configurée pour prendre appui sur la poitrine de l’opérateur, l’interface de poitrine (5), d’une part, s’étend de part et d’autre du plan sagittal médian (SM) du harnais de posture (1), et d’autre part, supporte de chaque côté du plan sagittal médian (SM), un point d’attache supérieur (23a, 23b) d’une seconde extrémité (201) d’une tige ressort supérieure (20) d’un bras élastique (2),

une interface de jambe (6) configurée pour prendre appui sur les membres inférieurs de l’opérateur, l’interface de jambe (6) étant constituée de deux attaches de jambe (60) qui s’étendent respectivement de part et d’autre du plan sagittal médian (SM) du harnais de posture (1), chaque attache de jambe (6) possédant un point d’attache inférieur (24) d’un bras élastique (2) via une seconde extrémité (211) de sa tige ressort inférieure (21),
caractérisé en ce qu’il comporte une ceinture (4) comprenant deux flancs (40a, 40b) qui s’étendent respectivement, de part et d’autre du plan médian sagittal (SM) du harnais de posture (1), chaque flanc (40a, 40b) comportant un point d’attache médian (22a, 22b) d’un bras élastique (2) au niveau de l’aboutement entre les deux tiges ressorts (20, 21), la ceinture (4) comprenant des moyens de réglage (7) configurés pour régler une distance entre un bras élastique (2) et son point d’attache médian (22a, 22b) disposé sur la ceinture (4).
Harnais de posture (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que, un moyen de réglage (7) comporte:
une sangle de réglage (70) de longueur déterminée qui est solidaire, d’une part, d’un point d’attache médian (22a, 22b), et d’autre part, d’un bras élastique (2), et

une boucle de réglage (71) permettant de faire varier la distance entre le point d’attache médian (22a, 22b) et le bras élastique (2).
Harnais de posture (1) selon la revendication 2, chaque bras élastique (2) comportant un passant amovible (25) de la sangle de réglage (70).
Harnais de posture (1) selon l’une des revendications 1 à 3, les moyens de réglage (7) étant configurés pour faire varier la distance entre un bras élastique (2) et son point d’attache médian (22a, 22b) entre 0 et 20 cm.
Harnais de posture (1) selon l’une des revendications 1 à 4, un point d’attache supérieur (23a, 23b) comprenant, d’une part, un œillet (50) dans lequel est engagé la seconde extrémité (201) de la tige ressort supérieure (20), et d’autre part, un organe de serrage (51) coopérant avec l’œillet (50) en vue de maintenir en position la tige ressort supérieure (20) dans l’œillet (50).
Harnais de posture (1) selon l’une des revendications 1 à 5, l’interface de poitrine (5) comprenant deux sangles d’épaule (52a, 52b) s’étendant respectivement de part et d’autre du plan sagittal médian (SM) du harnais de posture (1), chaque sangle d’épaule (52a, 52b) supportant un point d’attache supérieur (23a, 23b) d’une seconde extrémité (201) d’une tige ressort supérieure (20) d’un bras élastique (2).
Harnais de posture (1) selon l’une des revendications 1 à 6, les moyens débrayables (3) comportant, d’une part, deux fourreaux (30) aboutés et articulés entre eux selon un axe de rotation, et d’autre part, un mécanisme de verrouillage (34) de l’articulation.
Harnais de posture selon la revendication 7, le mécanisme de verrouillage (34) comportant une bague (32) montée coulissante sur les fourreaux (30) aboutés, la bague (32) est mobile entre une position embrayée dans laquelle la rotation d’au moins un fourreau (30) est verrouillée et une position débrayée dans laquelle au moins un fourreau (30) est libre en rotation autour de l’axe de rotation.
Harnais de posture (1) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une sangle anti-torsion (64) qui s’étend entre une attache de jambe (6) et un point d’attache médian (22a, 22b) qui sont situés d’un même côté du plan sagittal médian (SM).
Harnais de posture (1) selon l’une des revendications 1 à 9, la seconde extrémité (211) de chaque tige inférieure (21) étant encastrée dans une pièce de réception (63) disposée sur un bord externe (61) d’une attache de jambe (6).
Harnais de posture (1) selon l’une des revendications 1 à 10, chaque tige ressort (20, 21) étant réalisée dans un matériau composite qui possède des fibres unidirectionnelles.
Harnais de posture (1) selon l’une des revendications 1 à 11, chaque tige ressort (20, 21) possédant une section transversale circulaire.]