IT202100007115A1 - TRANSMISSION WITH FLEXIBLE ELEMENTS AND SELF-ADJUSTING PULLEYS, AND PROSTHETIC DEVICE INCLUDING SUCH TRANSMISSION - Google Patents

Description

Descrizione di brevetto per invenzione industriale dal titolo: Patent description for industrial invention entitled:

?TRASMISSIONE A ELEMENTI FLESSIBILI E PULEGGE AUTOREGOLANTE, E DISPOSITIVO PROTESICO COMPRENDENTE TALE TRASMISSIONE? ?TRANSMISSION WITH FLEXIBLE ELEMENTS AND SELF-ADJUSTING PULLEYS, AND PROSTHETIC DEVICE INCLUDING THIS TRANSMISSION?

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce sotto un profilo generale, alle trasmissioni a flessibile e pulegge. The present invention relates, from a general point of view, to hose and pulley transmissions.

In molte applicazioni robotiche, uno dei maggiori problemi ? riuscire a progettare le trasmissioni meccaniche conciliando le prestazioni (in termini di coppia usufruibile, velocit? massima dell?attuatore e consumo energetico) con gli ingombri e il peso dello stesso. Inoltre, negli anni recenti, c?? stata una chiara intenzione di sviluppo di robot che possano interagire con l?ambiente, e che quindi possano misurare la forza di interazione con un?entit? terza. Tipicamente, tra motore e struttura del robot viene utilizzato un moto riduttore, il quale ha lo scopo di incrementare la coppia o forza che genera il motore, a scapito della sua velocit?. Nelle applicazioni che necessitano meccanismi ad alta densit? di forza/coppia, viene usato un motoriduttore con un valore alto di riduzione, tipicamente fisso, e questo ? sufficiente a garantire lo scopo richiesto in uno spazio limitato. Scegliendo una riduzione fissa alta si ottiene un attuatore che produce una alta forza/coppia ma bassa velocit?, viceversa scegliendo una riduzione bassa. In many robotic applications, one of the major problems? being able to design mechanical transmissions by reconciling performance (in terms of usable torque, maximum speed of the actuator and energy consumption) with the dimensions and weight of the same. Furthermore, in recent years, c?? was a clear intention to develop robots that can interact with the environment, and that therefore can measure the force of interaction with an entity? third. Typically, a gearmotor is used between the motor and the robot structure, which has the purpose of increasing the torque or force that the motor generates, to the detriment of its speed. In applications that require high density mechanisms? of force/torque, a gearmotor is used with a high reduction value, typically fixed, and this ? sufficient to ensure the required purpose in a limited space. Choosing a high fixed reduction you get an actuator that produces a high force/torque but low speed, conversely choosing a low reduction.

In molte applicazioni, per?, ? necessario poter erogare alta coppia (a bassa velocit?) oppure alta velocit? (a bassa coppia), in funzione della condizione specifica di funzionamento. Inoltre, talvolta il passaggio da una condizione all?altra deve essere eseguita in frazioni di secondo. Vi ? quindi la necessit? di un motoriduttore a riduzione variabile che possa sopperire a queste necessit?. In many applications, for?, ? is it necessary to be able to deliver high torque (at low speed?) or high speed? (at low torque), according to the specific operating condition. Also, sometimes switching from one condition to another has to be done in fractions of a second. there ? so the need? of a variable reduction gearmotor that can meet these needs.

Nel campo della robotica ed in altri settori meccanici, sono note le trasmissioni meccaniche a flessibile, le quali hanno buone caratteristiche di flessibilit? funzionale ma non sono adatte a trasmettere coppie elevate per via di slittamenti e del numero di giri piuttosto alto necessario per funzionare. In the field of robotics and in other mechanical sectors, flexible mechanical transmissions are known, which have good characteristics of flexibility? functional but are not suitable for transmitting high torques due to slippage and the rather high number of revolutions necessary to function.

Con la definizione di trasmissioni a flessibile si intendono normalmente indicare quelle trasmissioni meccaniche dove un elemento lineare flessibile, come una cinghia o una fune nel caso di contatto di forza, oppure come una catena, una cinghia dentata o similari nel caso di contatto di forma, si avvolge su delle pulegge per trasmettere il movimento da una (quella motrice) all?altra (quella condotta). The definition of flexible transmissions normally means those mechanical transmissions where a flexible linear element, such as a belt or a rope in the case of force contact, or such as a chain, a toothed belt or the like in the case of shape contact, it winds on pulleys to transmit the movement from one (the driving one) to the other (the driven one).

Il flessibile pu? essere realizzato con forme e materiali pi? differenti, a seconda del tipo e delle applicazioni delle trasmissioni. The hose can be made with shapes and materials more? different, depending on the type and applications of the transmissions.

Per esempio, sono note trasmissioni a cinghia con sezione rettangolare vale a dire cinghie piane, circolare oppure trapezoidale, trasmissioni con flessibile a fune costituite da trefoli uniti tra loro. For example, belt drives with a rectangular section are known, i.e. flat, circular or trapezoidal belts, drives with flexible ropes made up of strands joined together.

Per le trasmissioni a contatto di forma si usano catene formate da maglie collegate tra loro, come quelle delle biciclette che tutti conoscono, oppure anche cinghie dentate. For form contact transmissions, chains made up of linked links are used, such as those of bicycles that everyone knows, or even toothed belts.

Indipendentemente da queste considerazioni generali, un aspetto caratteristico delle trasmissioni a flessibile ? rappresentato dal loro rapporto di trasmissione, che ? determinato essenzialmente dal rapporto tra i diametri delle pulegge motrice e condotta. Regardless of these general considerations, a characteristic aspect of flexible transmissions ? represented by their transmission ratio, which ? essentially determined by the ratio between the diameters of the driving and driven pulleys.

Come si pu? comprendere, questo tipo di relazione rende difficile variare il rapporto della trasmissione senza cambiare le pulegge, soprattutto se si desidera operare una variazione in modo continuo. How can you? understand, this type of relationship makes it difficult to vary the transmission ratio without changing the pulleys, especially if it is desired to operate a variation continuously.

Per questo scopo sono noti variatori di tipo meccanico che prevedono, per esempio, l?uso di pulegge coniche lungo le quali la cinghia pu? spostarsi cos? da operare su circonferenze diverse, variando progressivamente il rapporto di trasmissione senza soluzione di continuit?. Altre soluzioni sono poi note per variare il rapporto di trasmissione, le quali comprendono dei meccanismi associati alle pulegge che hanno la controindicazione di aumentare la complessit? e le dimensioni della trasmissione rendendole poco adatte all?invenzione. Esempi di questo stato della tecnica sono rinvenibili nella domanda di brevetto internazionale pubblicata come WO 1997/034092, o nel brevetto americano US3,826,152. For this purpose, mechanical variators are known which provide, for example, the use of conical pulleys along which the belt can move cos? to operate on different circumferences, gradually varying the transmission ratio without solution of continuity?. Other solutions are also known for varying the transmission ratio, which include mechanisms associated with the pulleys which have the drawback of increasing the complexity of the transmission. and the dimensions of the transmission making them unsuitable for the invention. Examples of this state of the art can be found in the international patent application published as WO 1997/034092, or in the American patent US3,826,152.

Sotto un profilo pi? specifico, la presente invenzione ? destinata in particolare a dispositivi protesici, apparecchiature riabilitative o medicali robotiche e similari, vale a dire tutti quegli apparati che servono per l?assistenza fisica delle persone con problemi di mobilit? o menomazioni corporee, o che hanno bisogno di riacquistare una funzionalit? corporea attraverso dispositivi protesici artificiali. Under a more specific, the present invention ? intended in particular for prosthetic devices, robotic rehabilitation or medical equipment and the like, i.e. all those devices that are used for the physical assistance of people with mobility problems? or bodily impairments, or who need to regain a function? bodily through artificial prosthetic devices.

? questo per esempio il caso delle protesi degli arti superiori e inferiori, oppure dei cosiddetti esoscheletri vale a dire quelle strutture robotiche che consentono alle persone con problemi di deambulazione, di camminare e stare in piedi. ? this is the case, for example, of upper and lower limb prostheses, or of the so-called exoskeletons, i.e. those robotic structures that allow people with walking problems to walk and stand.

Gli esoscheletri sono peraltro utilizzati anche come sussidio fisico per le persone che svolgono lavori gravosi o fisicamente impegnativi, in modo da alleviarne la fatica e prevenire possibili infortuni. Exoskeletons are also used as a physical aid for people who carry out heavy or physically demanding jobs, in order to relieve their fatigue and prevent possible injuries.

Nel seguito di questa descrizione si far? pertanto riferimento prevalentemente a queste applicazioni, ma quanto esposto potr? trovare impiego anche in altri settori industriali, a cui si deve pertanto ritenere estesa l?invenzione. In the continuation of this description we will do? therefore, reference mainly to these applications, but what is exposed may? find use also in other industrial sectors, to which the invention must therefore be considered extended.

Come ? noto, il campo della riabilitazione e pi? in generale dell?assistenza del corpo umano ha subito negli ultimi anni sviluppi molto importanti, grazie alla introduzione di moderne tecnologie e conoscenze alle varie apparecchiature e materiali con cui sono realizzati dispositivi protesici. As ? known, the field of rehabilitation and pi? in general the assistance of the human body has undergone very important developments in recent years, thanks to the introduction of modern technologies and knowledge to the various equipment and materials with which prosthetic devices are made.

Tra i requisiti strutturali e funzionali solitamente richiesti ai dispositivi e apparecchiature protesiche o di assistenza corporea, vi sono quelli della leggerezza e delle prestazioni elevate in modo da agevolare i movimenti della persona riducendo al minimo il consumo della energia elettrica fornita dalle batterie, che alimentano i motori e gli attuatori necessari per il funzionamento. Among the structural and functional requirements usually required of prosthetic or body assistance devices and equipment, there are those of lightness and high performance in order to facilitate the movements of the person by minimizing the consumption of the electricity supplied by the batteries, which power the motors and actuators required for operation.

In questo contesto vi sono quindi diversi aspetti importanti dal punto di vista progettuale e realizzativo, come ad esempio la forma dei vari componenti (che devono adattarsi anatomicamente al corpo del paziente che indossa la protesi o l?esoscheletro), i materiali con cui sono realizzati, le forze in gioco (motrici e resistenti) applicate in seguito ai movimenti dell?arto artificiale impartiti dall?utilizzatore. In this context there are therefore various important aspects from a design and construction point of view, such as for example the shape of the various components (which must adapt anatomically to the body of the patient wearing the prosthesis or the exoskeleton), the materials with which they are made, the forces involved (motor and resistant) applied following the movements of the artificial limb given by the user.

Ad esempio, nel caso di protesi per gli arti inferiori che comprendono l?articolazione del ginocchio, il dispositivo protesico prevede due porzioni distinte ed articolate tra di loro: una prima applicata alla estremit? di una coscia amputata sopra il ginocchio, mentre la seconda riproduce il tratto tibiale della gamba, con la caviglia ed il piede. For example, in the case of prostheses for the lower limbs which include the knee joint, the prosthetic device has two distinct and mutually articulated portions: a first applied to the extremity? of a thigh amputated above the knee, while the second reproduces the tibial tract of the leg, with the ankle and the foot.

Il dispositivo protesico cos? costituito deve assecondare i passi dell?utilizzatore nelle varie fasi della camminata, che possono essere diverse a seconda delle circostanze: ad esempio, pi? o meno veloci o con falcate pi? o meno ampie, nel caso si cammini in salita oppure in discesa o in piano. What is the prosthetic device? constituted must support the steps of the user in the various phases of the walk, which can be different according to the circumstances: for example, more? or less fast or with strides more? or less wide, if you walk uphill or downhill or on the flat.

Per questo motivo i dispositivi protesici pi? avanzati dovrebbero fornire una risposta pi? o meno pronta, a seconda delle fasi operative di funzionamento, come nella flessione o estensione del ginocchio. For this reason, the most prosthetic devices? advanced should provide an answer pi? or less ready, depending on the operational phases of operation, such as in knee flexion or extension.

Considerazioni analoghe valgono, mutatis mutandis, per gli arti superiori e le articolazioni della spalla o del gomito. Similar considerations apply, mutatis mutandis, to the upper limbs and the shoulder or elbow joints.

Di norma, le articolazioni dei dispositivi protesici o degli esoscheletri noti comprendono dei perni o degli snodi ed altri organi meccanici, quali pulegge, cavi e tiranti, molle di richiamo, attuatori, ingranaggi, ecc., che consentono di funzionare in modo comandato o semicomandato, per compiere i movimenti richiesti. As a rule, the joints of known prosthetic devices or exoskeletons comprise pins or joints and other mechanical members, such as pulleys, cables and tie rods, return springs, actuators, gears, etc., which allow them to function in a controlled or semi-controlled manner , to perform the required movements.

Questi componenti meccanici hanno tuttavia un comportamento che ? sostanzialmente rigido, nel senso che ? lo stesso indipendentemente dalle circostanze in cui agisce la persona. However, these mechanical components have a behavior that ? substantially rigid, in the sense that ? the same regardless of the circumstances in which the person acts.

Ad esempio, se un dispositivo di assistenza protesica viene sollecitato maggiormente dalla persona che lo indossa, magari perch? solleva un peso oppure perch? cammina in salita, il comportamento non cambia rispetto ad una situazione di minore sollecitazione. For example, if a prosthetic assistive device is stressed more by the wearer, perhaps why? lift a weight or why? walks uphill, the behavior does not change compared to a situation of less stress.

Le eventuali correzioni al funzionamento del dispositivo, richieste per assistere i movimenti della persona, sono ottenute attivando motori elettrici e/o attuatori preposti al comando dei vari organi meccanici; per questo scopo sono previsti dei sensori e delle unit? elettroniche di controllo, che impartiscono i segnali di comando necessari ai motori e agli attuatori attraverso una rete di comunicazione via onde elettromagnetiche (es. Wi-Fi) oppure cablata. Any corrections to the operation of the device, required to assist the movements of the person, are obtained by activating electric motors and/or actuators responsible for controlling the various mechanical parts; for this purpose, sensors and units are foreseen? control electronics, which impart the necessary command signals to the motors and actuators through a communication network via electromagnetic waves (e.g. Wi-Fi) or wired.

Ci? comporta un certo dispendio di energia elettrica che viene fornita ai dispositivi protesici o agli esoscheletri dalle loro batterie, con conseguente riduzione della durata di queste ultime. Vi ? quindi un?esigenza di migliorare un simile stato della tecnica, al fine di ridurre il consumo di energia elettrica nei dispositivi protesici, esoscheletri e simili, aumentando di conseguenza la loro autonomia. There? it involves a certain expenditure of electrical energy which is supplied to the prosthetic devices or exoskeletons by their batteries, with a consequent reduction in the duration of the latter. there ? hence a need to improve such a state of the art, in order to reduce the consumption of electrical energy in prosthetic devices, exoskeletons and the like, consequently increasing their autonomy.

Alla luce di questa premessa si pu? pertanto affermare che un primo problema tecnico alla base della presente invenzione, sia quello mettere a disposizione un dispositivo protesico, o un?apparecchiatura riabilitativa o una di tipo robotico e similari, con caratteristiche di struttura e funzionamento tali da superare i limiti e gli inconvenienti sopra delineati con riferimento a quelle note. In the light of this premise, one can therefore to state that a first technical problem at the basis of the present invention is that of making available a prosthetic device, or a rehabilitation apparatus or one of the robotic type and the like, with structural and operating characteristics such as to overcome the above limits and drawbacks outlined with reference to those notes.

In questo ambito generale si pu? ritenere che un altro problema tecnico che l?invenzione intende risolvere, sia quello di predisporre un sistema di articolazione o di collegamento articolato di elementi, capace di operare in condizioni di carico differenti senza richiedere l?intervento di mezzi di regolazione elettromeccanici della trasmissione, quali attuatori, motori elettrici e simili. In this general context you can? believe that another technical problem that the invention intends to solve is that of providing a system of articulation or articulated connection of elements, capable of operating under different load conditions without requiring the intervention of electromechanical adjustment means of the transmission, such as actuators, electric motors and the like.

L?idea di soluzione di questi problemi ? quella di associare agli elementi dell?articolazione una trasmissione meccanica a flessibile autoregolante, ovvero capace di variare meccanicamente il proprio rapporto di trasmissione in maniera autonoma, in funzione della coppia di rotazione degli elementi dell?articolazione. The idea of solving these problems? that of associating the articulation elements with a mechanical transmission with a self-regulating flexible hose, i.e. capable of mechanically varying its transmission ratio independently, according to the rotation torque of the articulation elements.

In questo modo ? possibile ottenere un diverso comportamento dell?articolazione, a seconda della sollecitazione applicata su di essa. In this way ? It is possible to obtain a different behavior of the joint, depending on the stress applied to it.

Ulteriormente, l?invenzione consente di sottodimensionare il motore di associato all?articolazione, riducendo gli ingombri e favorendo la durata della batteria. Furthermore, the invention allows the motor associated with the articulation to be undersized, reducing the overall dimensions and favoring battery life.

Di preferenza, la trasmissione a flessibile ha un comportamento elastico in modo da ritornare ad una condizione operativa iniziale di riferimento. Preferably, the flexible transmission has an elastic behavior so as to return to an initial reference operating condition.

Le caratteristiche dell?invenzione sono enunciate pi? specificamente nelle rivendicazioni annesse alla presente descrizione. Are the characteristics of the invention stated more? specifically in the claims annexed to the present description.

Tali caratteristiche, gli effetti che ne risultano ed i vantaggi dell?invenzione, risulteranno maggiormente dalla descrizione che viene di seguito esposta di un esempio preferito e non esclusivo di realizzazione, illustrato nei disegni allegati nei quali: These characteristics, the resulting effects and the advantages of the invention will become clearer from the description given below of a preferred and non-exclusive embodiment, illustrated in the attached drawings in which:

- Fig.1 mostra una protesi di un arto inferiore, in accordo con l?invenzione; - Fig.1 shows a lower limb prosthesis, in accordance with the invention;

- Fig.2 mostra una vista ingrandita di un particolare della protesi di fig.1; - Fig.2 shows an enlarged view of a detail of the prosthesis of fig.1;

- Fig. 3 ? una vista isometrica di una trasmissione a flessibile associata alla protesi precedente, in una prima condizione di funzionamento; - Fig. 3 ? an isometric view of a hose transmission associated with the previous prosthesis, in a first operating condition;

- Fig.4 ? una vista in sezione lungo un piano mediano della trasmissione di Fig.3; - Fig.4 ? a sectional view along a median plane of the transmission of Fig.3;

- Fig. 5, 6 e 7 mostrano rispettivamente la trasmissione a flessibile precedente, in ulteriori condizioni di funzionamento; - Figs. 5, 6 and 7 respectively show the previous hose transmission, in further operating conditions;

- Fig.8 mostra la trasmissione a flessibile in una ulteriore condizione operativa. - Fig.8 shows the hose transmission in a further operating condition.

Con riferimento alle figure elencate, nella prima di esse ? mostrata una protesi di un arto inferiore indicata complessivamente con 1. With reference to the figures listed, in the first of them ? shown is a prosthesis of a lower limb indicated as a whole with 1.

In particolare la protesi 1 ? destinata a costituire la parte inferiore di una gamba, in un dispositivo protesico che comprende anche una parte superiore il cui profilo ? accennato nei disegni con linea tratteggiata, collegata alla protesi 1 mediante una articolazione 2. In particular the prosthesis 1 ? intended to form the lower part of a leg, in a prosthetic device which also includes an upper part whose profile ? mentioned in the drawings with a dashed line, connected to the prosthesis 1 by means of a joint 2.

Tra la protesi 1 e la parte superiore dell?arto artificiale le rotazioni relative hanno luogo rispetto ad un asse X-X. Between the prosthesis 1 and the upper part of the artificial limb the relative rotations take place with respect to an X-X axis.

La protesi 1 comprende una base di appoggio 3 configurata come un piede, da cui si estende uno stelo 4 preferibilmente articolato al piede 3 per mezzo di uno snodo 5 che riproduce la caviglia; lo stelo 4 sorregge superiormente un telaio a forcella 6 nel quale ? montata una trasmissione a flessibile 10 in accordo con l?invenzione. The prosthesis 1 comprises a support base 3 configured as a foot, from which a stem 4 extends, preferably articulated to the foot 3 by means of a joint 5 which reproduces the ankle; the stem 4 supports at the top a fork frame 6 in which ? mounted a hose transmission 10 in accordance with the invention.

La trasmissione 10, meglio visibile nelle figure successive alla prima, comprende una coppia di pulegge 11, 12, rispettivamente motrice quella inferiore e condotta quella superiore, collegate da un elemento lineare flessibile 13. The transmission 10, better visible in the figures following the first, comprises a pair of pulleys 11, 12, respectively driving the lower one and driven the upper one, connected by a flexible linear element 13.

Le pulegge 11, 12 sono supportate in modo girevole da una coppia di piastre 15, 16 fissate a rispettivi bracci 6a, 6b della forcella 6, per mezzo di perni 21, 22 e cuscinetti 17, 18, preferibilmente volventi e a basso attrito. The pulleys 11, 12 are rotatably supported by a pair of plates 15, 16 fixed to respective arms 6a, 6b of the fork 6, by means of pins 21, 22 and bearings 17, 18, preferably rolling and with low friction.

La puleggia inferiore motrice 11 ? messa in rotazione da un motore elettrico 9, atto ad azionarla per rotazioni inferiori di alcune decine di gradi, come risulter? meglio nel seguito. The lower driving pulley 11 ? put into rotation by an electric motor 9, capable of operating it for rotations lower than a few tens of degrees, how will it result? better later.

Sulla puleggia superiore 12 ? presente in alto un connettore piramidale 20, destinato ad essere fissato alla porzione di coscia dell?arto artificiale, di cui la protesi 1 ? parte; per semplicit? e chiarezza, in questa descrizione non si considerer? il resto dell?arto artificiale, ma ci si concentrer? sulla articolazione 2 del ginocchio realizzata con la trasmissione 10 dell?invenzione. On the upper pulley 12 ? a pyramidal connector 20 is present at the top, intended to be fixed to the thigh portion of the artificial limb, of which the prosthesis 1? part; for simplicity? and clarity, in this description will not consider? the rest of the artificial limb, but will we focus? on the knee joint 2 made with the transmission 10 of the invention.

Quest?ultima comprende un elemento lineare flessibile 13 (detto anche brevemente flessibile o cavo) accoppiato alle due pulegge 11, 12, cui ? fissato in corrispondenza delle sue estremit? libere 13a, 13b mediante piombatura autobloccante passante intorno ad una spina di acciaio 14; altri sistemi di fissaggio potranno comunque essere utilizzati per lo scopo, agevolmente realizzabili dalle persone esperte del ramo. The latter comprises a flexible linear element 13 (also briefly called flexible or hollow) coupled to the two pulleys 11, 12, which ? fixed at its ends? free 13a, 13b by means of self-locking plumbing passing around a steel pin 14; other fastening systems could in any case be used for the purpose, easily realizable by persons skilled in the art.

Ci? che ? comunque da osservare ? che in accordo con una forma di realizzazione preferita del trovato, l?estremit? di fissaggio 13b del cavo flessibile 13 sulla puleggia superiore 12 ? disposta in allineamento radiale (cio? lungo un medesimo raggio) con il connettore 20. There? That ? still worth watching? that in accordance with a preferred embodiment of the invention, the end? clamp 13b of the flexible cable 13 on the upper pulley 12 ? arranged in radial alignment (i.e. along the same radius) with the connector 20.

Il flessibile 13 ? costituito da un cavo sintetico ad elevata resistenza, in fibra, trefoli o altro, per poter reggere le altissime tensioni a cui pu? essere sottoposto (fino a 500 kg) e elevati numeri di cicli (3 milioni) di sollecitazione. The flexible 13 ? consisting of a high resistance synthetic cable, in fiber, strands or other, in order to be able to withstand the very high voltages to which it can? be subjected (up to 500 kg) to high numbers of cycles (3 million) of stress.

Cavi con queste propriet? sono disponibili commercialmente, ad esempio quelli fabbricati dalla societ? Dynamica Ropes ApS e chiamati Dyneema?. Cables with these properties? are commercially available, such as those manufactured by the company? Dynamica Ropes ApS and called Dyneema?.

Il flessibile 13 ? avvolto su una rispettiva gola 11a, 12a, delle pulegge 11, 12, con un angolo di avvolgimento ?1, ?2 di alcune decine di gradi che ? comunque inferiore a 360?; per angolo di avvolgimento ?1 e ?2 sulle rispettive pulegge 11 e 12 si intende l?angolo compreso tra i raggi R1 e R2, R3 e R4; i raggi R1-R4 sono estesi rispettivamente lungo la direzione congiungente l?asse di rotazione con l?estremit? 13a o 13b di fissaggio del flessibile 13, e l?asse di rotazione con il punto in cui il flessibile 13 lascia la rispettiva puleggia 11, 12, tangenzialmente verso l?altra. The flexible 13 ? wound on a respective groove 11a, 12a of the pulleys 11, 12, with a winding angle ?1, ?2 of a few tens of degrees which ? still less than 360?; by winding angle ?1 and ?2 on the respective pulleys 11 and 12 is meant the angle included between the radii R1 and R2, R3 and R4; the rays R1-R4 are extended respectively along the direction joining the axis of rotation with the extremity? 13a or 13b for fixing the hose 13, and the axis of rotation with the point where the hose 13 leaves the respective pulley 11, 12, tangentially towards the other.

L?angolo di avvolgimento ?1, ?2 sulle rispettive pulegge 11, 12 varia in funzione della loro rotazione, come si vedr? meglio dopo; preferibilmente, l?elemento lineare flessibile 13 ? fissato alle pulegge 11, 12 in modo che esse abbiano il medesimo verso di rotazione, orario o antiorario a seconda delle fasi di funzionamento. The wrap angle ?1, ?2 on the respective pulleys 11, 12 varies according to their rotation, as will be seen? better later; preferably, the flexible linear element 13 ? fixed to the pulleys 11, 12 so that they have the same direction of rotation, clockwise or counterclockwise according to the operating phases.

Ulteriormente, per quanto riguarda la puleggia di comando 11, il flessibile 13 non si avvolge solo parzialmente intorno alla gola 11a, ma anche su un galoppino 30 scorrevole, alloggiato all?interno della stessa puleggia 11. Furthermore, as regards the control pulley 11, the hose 13 not only wraps itself partially around the groove 11a, but also on a sliding pulley 30, housed inside the same pulley 11.

Quest?ultima ha infatti internamente almeno una sede cilindrica 25 disposta in senso diametrale rispetto alla forma circolare della puleggia 11, contenente una molla 26 sulla quale insiste un pattino 27 scorrevole dove ? montato il galoppino 30. In fact, the latter has internally at least one cylindrical seat 25 arranged diametrically with respect to the circular shape of the pulley 11, containing a spring 26 on which a sliding pad 27 rests where mounted the pulley 30.

Quando il cavo flessibile 13 viene applicato nella trasmissione 10 secondo l?invenzione, esso si sviluppa dall?estremit? di fissaggio 13a sulla puleggia inferiore 11 e passando lungo il galoppino 30 scorrevole, giunge fino alla spina di fissaggio 14 sulla puleggia superiore 12, associata all?altra estremit? libera 13b. When the flexible cable 13 is applied in the transmission 10 according to the invention, it develops from the end fixing pin 13a on the lower pulley 11 and passing along the sliding pulley 30, reaches the fixing pin 14 on the upper pulley 12, associated with the other end? free 13b.

Si noti che sul pattino scorrevole 27 possono essere disposti pi? di un galoppino 30; in tal caso, l?effetto di riduzione automatica della trasmissione 10 sar? utilizzabile per un intervallo angolare pi? ampio. It should be noted that on the sliding shoe 27 there can be arranged more? of a gallop 30; in this case, the?effect of automatic reduction of the transmission 10 sar? usable for an angular interval pi? ample.

La trasmissione a flessibile 10 finora descritta funziona di fatto come un variatore meccanico autoregolante, che consente di regolare autonomamente la coppia trasmessa variando il rapporto di trasmissione tra le pulegge 11, 12. The hose transmission 10 described up to now actually works as a self-regulating mechanical variator, which allows the transmitted torque to be independently adjusted by varying the transmission ratio between the pulleys 11, 12.

Per meglio comprendere questa affermazione conviene ricordare che nelle trasmissioni a flessibile con pulegge, il rapporto di trasmissione (o di riduzione) I tra organo movente ed organo condotto (I=?mov./?cond.) viene calcolato come il rapporto tra il raggio della puleggia condotta rispetto a quello della puleggia motrice. To better understand this statement, it should be remembered that in flexible transmissions with pulleys, the transmission (or reduction) ratio I between the driving member and the driven member (I=?mov./?cond.) is calculated as the ratio between the radius of the driven pulley with respect to that of the driving pulley.

Nel caso della trasmissione 10 dell?esempio mostrato nei disegni, questa relazione si pu? esprimere come il rapporto di trasmissione I10 dato dal rapporto del raggio R3 o R4 della puleggia condotta 12, con il raggio R1 o R2 della puleggia 11 di comando (vedi figure 5-7). Tuttavia, in questo caso l?organo movente, cio? la puleggia motrice o di comando 11, non ha un raggio costante in quanto la presenza del galoppino 30 scorrevole rende la dimensione radiale della gola 11a, variabile durante il funzionamento della trasmissione 1; in termini matematici si pu? scrivere che il raggio R non ? costante, cio?: R1?R2. In the case of the transmission 10 of the example shown in the drawings, this relation can be? express as the transmission ratio I10 given by the ratio of the radius R3 or R4 of the driven pulley 12, with the radius R1 or R2 of the control pulley 11 (see figures 5-7). However, in this case the driving organ, that is? the drive or control pulley 11 does not have a constant radius since the presence of the sliding pulley 30 makes the radial dimension of the groove 11a variable during operation of the transmission 1; in mathematical terms you can? write that the radius R is not ? constant, that is: R1?R2.

Pertanto, il raggio di riferimento della puleggia motrice 11 ? quello variabile R2, in quanto misurato ortogonalmente rispetto alla direzione della tensione T del flessibile 13. Therefore, the reference radius of the driving pulley 11 ? the variable one R2, as it is measured orthogonally with respect to the direction of tension T of the hose 13.

Quando viene applicata una coppia Mh alla puleggia di comando 11, , il cavo flessibile 13 va in tensione. When a torque Mh is applied to the drive pulley 11, the flexible cable 13 is tensioned.

La corrispondente tensione Th del cavo 13 ? proporzionale alla coppia Mh applicata e applicher? una forza sul galoppino 30 scorrevole vincendo l?azione di contrasto elastica della molla 26, facendolo rientrare radialmente nella sua sede 25. The corresponding voltage Th of cable 13 ? proportional to the applied Mh torque and will apply? a force on the sliding pulley 30 overcoming the elastic contrast action of the spring 26, making it return radially into its seat 25.

Questo effetto dar? luogo ad una riduzione effettiva del raggio della puleggia di comando 11, da R1 a R2, incrementando automaticamente il rapporto I10 di riduzione della trasmissione 10. This effect will give result in an effective reduction of the radius of the control pulley 11, from R1 to R2, automatically increasing the reduction ratio I10 of the transmission 10.

Questo funzionamento meccanico della trasmissione 10 con le pulegge 11, 12 deve essere inquadrato nel contesto della protesi 1 cui ? applicato, vale a dire per l?articolazione della parte inferiore dell?arto protesico con quella superiore. This mechanical operation of the transmission 10 with the pulleys 11, 12 must be seen in the context of the prosthesis 1 which? applied, i.e. for the articulation of the lower part of the prosthetic limb with the upper one.

La trasmissione 10 consente di riprodurre l?effetto del ginocchio di una gamba, in quanto la protesi 1 deve essere considerata in combinazione con la parte superiore dell?arto artificiale, che ? fissata in corrispondenza del connettore piramidale 20 e il cui profilo ? accennato con linea tratteggiata nelle figure. The transmission 10 allows to reproduce the effect of the knee of a leg, since the prosthesis 1 must be considered in combination with the upper part of the artificial limb, which is fixed in correspondence with the pyramidal connector 20 and whose profile ? hinted with a dotted line in the figures.

La flessione del ginocchio umano non ? superiore a 180? e normalmente, durante la camminata, non supera 30?-40? rispetto ad una direzione verticale V di allineamento tra coscia e tibia, indicata nelle figure come riferimento. Human knee flexion is not higher than 180? and normally, during the walk, it does not exceed 30?-40? with respect to a vertical direction V of alignment between the thigh and tibia, indicated in the figures as a reference.

Quando a partire da questa condizione di allineamento verticale (fig. 5) una persona che indossa la protesi 1 cammina, ad ogni passo si ha una rotazione relativa tra essa e la porzione di coscia fissata al connettore piramidale 20, intorno all?asse X-X dell?articolazione 2 coincidente con quello della puleggia condotta 12 (fig.6). When starting from this condition of vertical alignment (fig. 5) a person wearing the prosthesis 1 walks, at each step there is a relative rotation between it and the thigh portion fixed to the pyramidal connector 20, around the X-X axis of the ?joint 2 coincides with that of the driven pulley 12 (fig.6).

Questa rotazione relativa ? controllata dalla puleggia motrice 11, la quale esercitando una coppia (in senso orario con riferimento alle fig. 5-7) di avvolgimento sul flessibile 13 a seconda delle situazioni, ne aumenta la tensione T in modo da spingere il galoppino 30 in senso radiale verso l?interno vincendo l?azione di contrasto della molla 26. This relative rotation? controlled by the driving pulley 11, which by exerting a winding torque (clockwise with reference to Figs. 5-7) on the hose 13 depending on the situation, increases its tension T so as to push the pulley 30 in a radial direction towards the inside by overcoming the contrasting action of the spring 26.

Ci? fa variare il raggio R2 della puleggia e, di conseguenza, il rapporto di riduzione I10 della trasmissione 10. There? varies the radius R2 of the pulley and, consequently, the reduction ratio I10 of the transmission 10.

Si noti come la variazione avviene in maniera regolata dalla azione della molla 26, la quale esercita una forza elastica di contrasto proporzionalmente alla sua deformazione e quindi crescente; in altri termini, maggiore ? la tensione del flessibile 13, maggiore ? l?azione di contrasto della molla sul galoppino 30. It should be noted how the variation takes place in a manner regulated by the action of the spring 26, which exerts a contrasting elastic force proportionally to its deformation and therefore increasing; in other words, major ? the tension of the hose 13, greater ? the contrasting action of the spring on the pulley 30.

La contro rotazione o comunque la messa in folle della puleggia motrice 11 consente di ottenere un de tensionamento del flessibile 13 e, di conseguenza, il ritorno elastico della molla 26, che riporta il sistema nella condizione iniziale di allineamento della protesi 1 con la porzione di coscia dell?arto artificiale. The counter-rotation or in any case the setting in neutral of the driving pulley 11 allows to obtain a tension release of the hose 13 and, consequently, the elastic return of the spring 26, which brings the system back to the initial condition of alignment of the prosthesis 1 with the portion of thigh of the artificial limb.

Anche in questa fase si verifica una variazione del raggio R1-R2 della puleggia motrice 11, in quanto il galoppino 30 sospinto dalla molla 26 si riporta radialmente verso l?esterno con conseguente variazione del rapporto di trasmissione I10. Also in this phase there is a variation of the radius R1-R2 of the driving pulley 11, since the pulley 30 pushed by the spring 26 returns radially outwards with a consequent variation of the transmission ratio I10.

Alla luce di quanto descritto ? possibile comprendere come la trasmissione a flessibile 10 risolva i problemi tecnici che sono alla base dell?invenzione. In the light of what has been described ? It is possible to understand how the flexible transmission 10 solves the technical problems which form the basis of the invention.

Infatti, essa ? in grado di fornire una variazione nel rapporto di trasmissione in maniera continua ed autonoma, ovvero progressivamente e senza la necessit? di organi o meccanismi esterni di regolazione. Indeed, it? able to provide a variation in the transmission ratio in a continuous and autonomous way, or progressively and without the need? of organs or external mechanisms of regulation.

Da un punto di vista meccanico la soluzione con pulegge 11, 12 e flessibile 13 ? di dimensioni ridotte e leggera, cos? da poter essere impiegata vantaggiosamente su protesi anatomiche o comunque per applicazioni dove sono richieste elevate prestazioni, quali rapporti di trasmissione e coppie di sollecitazione elevate, con pesi ed ingombri limitati. From a mechanical point of view, the solution with pulleys 11, 12 and hose 13 ? small in size and light, cos? to be used advantageously on anatomical prostheses or in any case for applications where high performance is required, such as transmission ratios and high stress couples, with limited weights and dimensions.

A questo risultato, oltre alle pulegge 11, 12 ed al flessibile 13, contribuisce favorevolmente la molla 26 montata radialmente al centro della puleggia di comando 11, alla quale ? associato il pattino 27 che supporta scorrevolmente il galoppino 30, ovvero un?altra puleggia folle. In addition to the pulleys 11, 12 and the hose 13, the spring 26 mounted radially at the center of the control pulley 11, to which it is connected, favorably contributes to this result. associated with the shoe 27 which slidably supports the pulley 30, or another idle pulley.

La progettazione/impostazione del rapporto di coppia o riduzione ? data dalla scelta della rigidezza della molla. Ad esempio, con una molla di rigidezza di 220N/mm, quando il connettore piramidale 20 ? posizionato a 60? rispetto alla verticale V, si avr? un incremento di rapporto di riduzione di una volta e mezzo qualora venga applicata una coppia superiore agli 80Nm sulla puleggia di uscita 12. The design/setting of the torque or reduction ratio? given by the choice of spring stiffness. For example, with a spring stiffness of 220N/mm, when the pyramidal connector 20 ? positioned at 60? compared to the vertical V, you will have? an increase in the reduction ratio of one and a half times if a torque greater than 80Nm is applied to the output pulley 12.

Il meccanismo della trasmissione 10 genera anche un effetto di attuatore con elasticit? in serie (in inglese noto come series-elastic actuator o SEA). The mechanism of the transmission 10 also generates an actuator effect with elasticity? in series (in English known as series-elastic actuator or SEA).

Quando la trasmissione 10 ? soggetta ad impulsi di coppia esterni, come nella fase di impostazione della camminata, la molla 26 si comprime garantendo un movimento del connettore a piramide 20, proporzionale al carico applicato. Questo riduce lo spostamento che deve produrre il motore 9 di comando della puleggia di comando 11, riducendone quindi il consumo energetico e i picchi di potenza necessari. When the broadcast 10 ? subject to external torque impulses, as in the gait setting phase, the spring 26 compresses thus ensuring a movement of the pyramid connector 20, proportional to the applied load. This reduces the displacement that the driving motor 9 of the driving pulley 11 must produce, thus reducing its energy consumption and the necessary power peaks.

Il meccanismo con pulegge 11, 12 e flessibile 13 costituisce un attuatore morbido, cio? non rigido, che rispecchia le caratteristiche biomeccaniche del ginocchio umano, agendo come ammortizzatore e dunque riducendo gli shock al resto del moncone dell?arto. The mechanism with pulleys 11, 12 and flexible 13 constitutes a soft actuator, i.e. non-rigid, which mirrors the biomechanical characteristics of the human knee, acting as a shock absorber and therefore reducing shocks to the rest of the limb stump.

Il meccanismo pu? inoltre essere usato anche come sensore di coppia, montando ad esempio un encoder lineare per registrare la compressione della molla 26 e quindi la forza applicata al sistema. The mechanism can moreover, it can also be used as a torque sensor, for example by mounting a linear encoder to record the compression of the spring 26 and therefore the force applied to the system.

Un ulteriore risultato vantaggioso conseguito dalla trasmissione a flessibile secondo l?invenzione, ? dato dalla possibilit? di personalizzazione ovvero di un suo adattamento ad uno specifico ciclo di lavoro. A further advantageous result achieved by the hose transmission according to the invention is given by the possibility customization or its adaptation to a specific work cycle.

Le geometrie delle pulegge 11, 12 e quelle del loro montaggio possono essere modificate in funzione del comportamento dinamico del meccanismo desiderato. Ad esempio, nel caso di utilizzo del meccanismo di trasmissione 10 in una protesi di ginocchio, l?asse di traslazione del galoppino 30, quando l?angolo di uscita equivale a zero e il cavo flessibile 13 di trasmissione ? in tensione, sar? disposto vantaggiosamente ad un angolo beta, dove ? = 30? ? 5? rispetto la verticale (fig. 5). The geometries of the pulleys 11, 12 and their assembly can be modified according to the dynamic behavior of the desired mechanism. For example, in the case of use of the transmission mechanism 10 in a knee prosthesis, the axis of translation of the pulley 30, when the exit angle is equal to zero and the flexible transmission cable 13 ? in tension, sar? advantageously disposed at an angle beta, where ? = 30? ? 5? with respect to the vertical (fig. 5).

Ci? conferir? al meccanismo le seguenti caratteristiche: There? confer? the mechanism has the following characteristics:

i) Con la trasmissione 10 in posizione allineata verticale come mostrato nelle fig. 3 e 5, ovvero con la puleggia di uscita 12 a zero gradi rispetto all?asse V ed il connettore 20 allineato con esso, viene massimizzato l?effetto elastico e annullato l?effetto di cambio di rapporto di riduzione I10. Questo crea un vantaggio visto che intorno ai 0? di flessione dell?arto protesico 1 non si hanno mai alte velocit?, e quindi per il risparmio energetico ? sempre meglio avere il rapporto I10 pi? alto possibile; i) With the transmission 10 in a vertical aligned position as shown in figs. 3 and 5, ie with the output pulley 12 at zero degrees with respect to the V axis and the connector 20 aligned with it, the elastic effect is maximized and the reduction ratio change effect I10 canceled. This creates an advantage since around 0? of flexion of the prosthetic limb 1 there are never high speeds?, and therefore for energy saving ? always better to have the ratio I10 pi? high as possible;

ii) Quando il meccanismo della trasmissione 10 viene attuato (cio? ruotato) a 40? rispetto alla verticale V, come in figura 4, l?effetto SEA sar? minimizzato (l?equivalente di percepire una molla pi? rigida) mentre l?effetto di modifica di rapporto di riduzione I10 sar? massimizzato. Infatti, intorno ai 40? dell?angolo di uscita non ? tanto utile l?effetto di smorzamento (il quale ? pi? utile a gamba stesa, ossia intorno ai 0?), mentre ? invece necessario aver la massima modifica del rapporto di riduzione I10 dato il carico applicato, visto che intorno a queste angolazioni si ha sia velocit? massima a bassa coppia (durante lo slancio della gamba), sia alta coppia a bassa velocit? (ad esempio nella fase si stasi nella salita o discesa di scale); iii) Tra gli angoli di uscita di 60? e 130?, il galoppino 30 scarrellante non verr? pi? innescato dal cavo 13 e quindi si annuller? completamente l?effetto SEA (fig. 8). Questa disposizione ? particolarmente utile per una protesi di ginocchio perch? oltre i 60? non si ha mai un ciclo di lavoro ad alta velocit?, bens? solo ad alta coppia come nella fase di seduta e negli accovacciamenti (squat). Pertanto, in queste condizioni operative il meccanismo di trasmissione 10 secondo l?invenzione fornisce la massima riduzione ed un?alta rigidezza, ovvero le prestazioni pi? utili in questo ciclo di lavoro. ii) When is the transmission mechanism 10 actuated (i.e. rotated) to 40? compared to the vertical V, as in figure 4, the effect SEA sar? minimized (the equivalent of perceiving a stiffer spring) while the effect of modification of the reduction ratio I10 will be? maximized. In fact, around 40? of the exit angle not ? the damping effect is so useful (which is more useful with the leg stretched out, i.e. around 0?), while it is? instead, it is necessary to have the maximum modification of the reduction ratio I10 given the applied load, given that around these angles there is both speed? maximum low torque (during the momentum of the leg), both high torque at low speed? (for example in the stasis phase when going up or down stairs); iii) Between exit angles of 60? and 130?, the jockey 30 blowback will not come? more triggered by cable 13 and then cancel? completely the SEA effect (fig. 8). This arrangement? particularly useful for a knee prosthesis why? over 60? you never have a work cycle at high speed?, but? only at high torque such as sitting and squatting. Therefore, under these operating conditions, the transmission mechanism 10 according to the invention provides the maximum reduction and high stiffness, i.e. the best performance. useful in this work cycle.

Un altro effetto vantaggioso conseguito dalla trasmissione 10 secondo l?invenzione ? quello dell?accoppiamento monodirezionale. Another advantageous effect achieved by the transmission 10 according to the invention is that of the one-way coupling.

Quando necessario, il motore 9 collegato alla puleggia di comando 11 pu? essere controllato in modo da muovere quest?ultima per rilasciare tensione dal cavo 13. Incrementando ulteriormente l?angolo di ingresso, cio? la rotazione della puleggia di comando 11, si verr? a generare una sovrabbondanza di cavo lasco tra le due pulegge 11 e 12. When necessary, the motor 9 connected to the control pulley 11 can be controlled in order to move the latter to release tension from the cable 13. Further increasing the input angle, that is? the rotation of the control pulley 11, will you come? to generate an overabundance of slack cable between the two pulleys 11 and 12.

Questo generer? il disinnesco della puleggia di comando 11 da quella condotta 12. This will generate the disengagement of the control pulley 11 from the driven one 12.

In questo modo la puleggia condotta 12 si potr? muovere liberamente, raggiungendo, ad esempio, velocit? le quali non avrebbero potuto essere gestite dal motore collegato alla puleggia di comando 11, qualora questa fosse ancora innescata. In this way the driven pulley 12 can be move freely, reaching, for example, speed? which could not have been managed by the motor connected to the control pulley 11, if this was still triggered.

Ci? ? particolarmente funzionale per utilizzi con motori elettrici aventi limitate capacit? dinamiche. ? altres? vantaggioso se la puleggia di uscita 11 sia configurata per gestire con efficacia le alte velocit? a bassa coppia, ad esempio utilizzando un freno semi-attivo, passivo o uno smorzatore idraulico. There? ? particularly functional for use with electric motors having limited capacity? dynamics. ? otherwise? advantageous if the output pulley 11 is configured to effectively handle the high speeds? at low torque, for example by using a semi-active, passive brake or a hydraulic damper.

Da quanto sinora esposto si pu? dunque comprendere come la trasmissione 10 dell?invenzione abbia delle caratteristiche che ne ampliano le prestazioni e le possibilit? d?impiego, oltre quelle delle trasmissioni a pulegge e flessibili note. From what has been exposed so far, you can? therefore understand how the transmission 10 of the invention has characteristics that expand its performance and possibilities? of use, in addition to those of known pulley and flexible transmissions.

In primo luogo ? da evidenziare la capacit? di variare progressivamente il rapporto di trasmissione I10 durante il funzionamento e in maniera autonoma, cio? senza bisogno di interventi esterni o senza dover interrompere il funzionamento. In the first place ? to highlight the ability? to gradually vary the transmission ratio I10 during operation and independently, the cio? without the need for external intervention or without having to interrupt operation.

Questa capacit? si combina inoltre col fatto che il sistema ? reversibile, cio? in grado sia di ritornare da solo in condizioni iniziali, sia di poter invertire le modalit? di funzionamento, con la puleggia condotta 12 che diventa motrice e viceversa con la puleggia di comando 11. This ability? is also combined with the fact that the system ? reversible, that is? able both to return by itself to initial conditions, and to be able to reverse the modalities? of operation, with the driven pulley 12 which becomes the drive and vice versa with the control pulley 11.

Infine, a conoscenza dei richiedenti, non sono note applicazioni di trasmissioni a flessibile come quella dell?invenzione, per variare la coppia trasmessa in una protesi 1 di un arto artificiale. Finally, to the knowledge of the Applicants, there are no known applications of flexible transmissions such as that of the invention, for varying the torque transmitted in a prosthesis 1 of an artificial limb.

Infatti, solitamente per queste applicazioni sono usati ingranaggi riduttori o meccanismi comunque di tipo rigido eventualmente integrati con frizioni e simili organi, che risultano quindi pi? ingombranti e pesanti oltre che funzionalmente poco flessibili. In fact, reduction gears or mechanisms of the rigid type are usually used for these applications, possibly integrated with clutches and similar members, which are therefore more? bulky and heavy as well as functionally inflexible.

Naturalmente sono possibili varianti dell?invenzione rispetto a quanto descritto ed illustrato finora. Naturally, variations of the invention with respect to what has been described and illustrated so far are possible.

Cos?, ad esempio, oltre alle varianti ottenute impiegando due o pi? galoppini 30 associati alla puleggia di comando 11, ? da segnalare la possibilit? di avere altri galoppini o rulli deviatori disposti tra le pulegge 11, 12 mobili elasticamente per modificare l?angolo di avvolgimento sulle pulegge, in funzione di condizioni di carico o di tensione del flessibile 13. So, for example, in addition to the variants obtained by using two or more? gallops 30 associated with the drive pulley 11, ? to point out the possibility? to have other idlers or deflector rollers arranged between the pulleys 11, 12 that can move elastically to change the angle of wrap on the pulleys, according to the load or tension conditions of the hose 13.

La trasmissione 10 potr? inoltre essere utilizzata anche su altre protesi diverse da quella della gamba qui considerata, come per gli arti superiori (braccia, spalle) oppure per esoscheletri ed altre apparecchiature di assistenza o robotiche. Transmission 10 could? moreover, it can also be used on other prostheses other than that of the leg considered here, such as for the upper limbs (arms, shoulders) or for exoskeletons and other assistance or robotic equipment.

Le caratteristiche dell?invenzione e delle sue varianti rientrano comunque nell?ambito delle rivendicazioni che seguono. However, the characteristics of the invention and of its variants fall within the scope of the following claims.

L?invenzione riguarda una protesi dotata di una trasmissione a flessibile (10) con una puleggia motrice (11), una puleggia condotta (12) ed un cavo flessibile (13) che le collega in maniera da poter effettuare rotazioni relative intorno ad un asse (X-X) di articolazione della protesi. The invention relates to a prosthesis equipped with a flexible transmission (10) with a driving pulley (11), a driven pulley (12) and a flexible cable (13) which connects them so as to be able to perform relative rotations around an axis (X-X) of prosthetic joint.

L?elemento lineare flessibile (13) ha le estremit? libere (13a, 13b) fissate rispettivamente alle pulegge (11, 12). The flexible linear element (13) has the ends? free (13a, 13b) fixed respectively to the pulleys (11, 12).

Un galoppino (30) associato ad almeno una delle pulegge (11, 12) ? scorrevole in senso sostanzialmente radiale rispetto ad essa, tra una posizione rientrata rispetto alla gola (11a, 12a) della puleggia (11, 12) su cui si avvolge il cavo (13), ed una posizione avanzata in cui sporge dalla gola (11a, 12a) in contrasto all?azione elastica di una molla (26). A pulley (30) associated with at least one of the pulleys (11, 12) ? sliding in a substantially radial direction with respect to it, between a recessed position with respect to the groove (11a, 12a) of the pulley (11, 12) on which the cable (13) winds, and an advanced position in which it protrudes from the groove (11a, 12a) in contrast to the elastic action of a spring (26).

La trasmissione (10) cos? realizzata consente di variare il rapporto di trasmissione tra le pulegge (11, 12), in maniera autonoma e regolata. The transmission (10) cos? realized allows to vary the transmission ratio between the pulleys (11, 12), in an autonomous and regulated manner.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Protesi per l?assistenza del corpo umano, comprendente una articolazione (2) di collegamento ad un?altra porzione (20) protesica in maniera da poter effettuare rotazioni relative intorno ad un asse (X-X), caratterizzata dal fatto di comprendere una trasmissione (10) in cui un elemento lineare flessibile (13) ? associato ad almeno una coppia di pulegge (11, 12), e dal fatto che una di tali pulegge (12) ? disposta in corrispondenza dell?asse di rotazione (X-X) della protesi.1. Prosthesis for assisting the human body, comprising an articulation (2) for connection to another prosthetic portion (20) so as to be able to perform relative rotations around an axis (X-X), characterized in that it comprises a transmission (10) in which a flexible linear element (13) ? associated with at least one pair of pulleys (11, 12), and by the fact that one of these pulleys (12) ? arranged in correspondence with the rotation axis (X-X) of the prosthesis. 2. Protesi secondo la rivendicazione 1, in cui una delle pulegge (11) ? associata ad un motore (9) di azionamento per la messa in rotazione.2. Prosthesis according to claim 1, wherein one of the pulleys (11) is associated with a drive motor (9) for turning. 3. Protesi secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui l?elemento lineare flessibile (13) comprende due estremit? libere (13a, 13b) fissate rispettivamente alle pulegge (11, 12).3. Prosthesis according to claims 1 or 2, wherein the flexible linear element (13) comprises two ends? free (13a, 13b) fixed respectively to the pulleys (11, 12). 4. Protesi secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui le rotazioni delle pulegge sono inferiori a 360?.4. Prosthesis according to any one of the preceding claims, wherein the rotations of the pulleys are less than 360?. 5. Protesi secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno un galoppino (30) associato ad almeno una delle pulegge (11, 12), scorrevole in senso sostanzialmente radiale rispetto alla medesima puleggia (11, 12), tra una posizione rientrata rispetto alla gola (11a, 12a) della puleggia (11, 12) ed una posizione avanzata in cui sporge dalla gola (11a, 12a) della puleggia (11, 12), in contrasto all?azione elastica di una molla (26).5. Prosthesis according to any one of the preceding claims, comprising at least one pulley (30) associated with at least one of the pulleys (11, 12), sliding in a substantially radial direction with respect to the same pulley (11, 12), between a recessed position with respect to groove (11a, 12a) of the pulley (11, 12) and an advanced position in which it protrudes from the groove (11a, 12a) of the pulley (11, 12), in contrast to the elastic action of a spring (26). 6. Protesi secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, comprendente una base d?appoggio (3) dalla quale si estende uno stelo (14), un telaio (6) di supporto della trasmissione a flessibile (10).6. Prosthesis according to any one of the preceding claims, comprising a support base (3) from which a stem (14) extends, a frame (6) for supporting the flexible transmission (10). 7. Protesi secondo la rivendicazione 6, destinata a costituire parte di un arto inferiore.7. Prosthesis according to claim 6, intended to form part of a lower limb. 8. Trasmissione a flessibile (10) per dispositivi protesici, apparecchiature riabilitative o medicali, meccanismi robotici e similari, comprendente almeno una coppia di pulegge (11, 12), un elemento lineare flessibile (13) associato alle pulegge (11, 12) per la trasmissione di una coppia di rotazione da una all?altra, mezzi motore (9) di azionamento di almeno una delle pulegge (11, 12), caratterizzata dal fatto che l?elemento lineare flessibile (13) comprende due estremit? libere (13a, 13b) fissate rispettivamente alle pulegge (11, 12).8. Flexible transmission (10) for prosthetic devices, rehabilitation or medical equipment, robotic mechanisms and the like, comprising at least one pair of pulleys (11, 12), a flexible linear element (13) associated with the pulleys (11, 12) for the transmission of a rotational torque from one to the other, motor means (9) for driving at least one of the pulleys (11, 12), characterized in that the flexible linear element (13) comprises two ends? free (13a, 13b) fixed respectively to the pulleys (11, 12). 9. Trasmissione secondo la rivendicazione 8, in cui le rotazioni delle pulegge (11, 12) sono equiverse e inferiori a 360?.9. Transmission according to claim 8, wherein the rotations of the pulleys (11, 12) are equal and less than 360?. 10. Trasmissione secondo le rivendicazioni 8 o 9, comprendente almeno un galoppino (30) associato ad almeno una delle pulegge (11, 12), scorrevole in senso sostanzialmente radiale alla medesima puleggia (11, 12), tra una posizione rientrata rispetto gola (11a, 12a) della puleggia (11, 12) ed una posizione avanzata in cui sporge dalla gola (11a, 12a) della puleggia (11, 12), in contrasto all?azione elastica di una molla (26). 10. Transmission according to claims 8 or 9, comprising at least one pulley (30) associated with at least one of the pulleys (11, 12), sliding in a substantially radial direction to the same pulley (11, 12), between a recessed position with respect to the groove ( 11a, 12a) of the pulley (11, 12) and an advanced position in which it protrudes from the groove (11a, 12a) of the pulley (11, 12), in contrast to the elastic action of a spring (26).