[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

EP3099451A1 - Exosquelette à port frontal et procédé d'utilisation d'un tel exosquelette - Google Patents

Exosquelette à port frontal et procédé d'utilisation d'un tel exosquelette

Info

Publication number
EP3099451A1
EP3099451A1 EP15705665.6A EP15705665A EP3099451A1 EP 3099451 A1 EP3099451 A1 EP 3099451A1 EP 15705665 A EP15705665 A EP 15705665A EP 3099451 A1 EP3099451 A1 EP 3099451A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
exoskeleton
user
legs
connecting member
articulated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15705665.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Serge Grygorowicz
Aurélie RIGLET
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ROBOTIQUES 3 DIMENSIONS
Original Assignee
ROBOTIQUES 3 DIMENSIONS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ROBOTIQUES 3 DIMENSIONS filed Critical ROBOTIQUES 3 DIMENSIONS
Publication of EP3099451A1 publication Critical patent/EP3099451A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure

Definitions

  • the present invention relates to an exoskeleton of lower limbs comprising two articulated legs arranged to be coupled to the lower limbs of a user, a connecting member between the upper ends of the legs to which it is articulated, adapted to be positioned at the level of the pelvis. 'user.
  • WO 2010/101595 or US 2011/0266323 discloses a rear side-bar exoskeleton comprising straps fixed on said bar and returning forward over the user's shoulders to support a suspended tablet.
  • Document JP 2007 130234 provides meanwhile a system glued to the operator, provided with two articulated arms which are connected by a V structure, two articulated legs.
  • the load taken by the arms of the user is relayed to the legs thereof by a V-shaped structure, assisted in this by a control unit placed on the chest of the user.
  • the assembly can not be conceived without the upper part of the exoskeleton located above the belt (chest and arms in particular) and a central connecting bar between the hips in the same plane.
  • the invention is part of an idea contrary to the practice of exoskeletons including (but not exclusively) accepting a cantilever on the front taken only or mainly at the hips or the size of the user and / or the lower part of the exoskeleton and this advantageously calculated and permanently cropped.
  • the present invention aims at providing an exoskeleton and a method of using such an exoskeleton that better responds than those previously known to the requirements of the practice, in particular in that it is limited to the lower part of the human body. , and will allow handling of loads by the user in front and in his field of vision, leaving the arms of the latter completely free of their movements, without feeling of suffocation for the user while allowing great ease and speed to coat and remove, which further increases the safety for the user.
  • the invention allows a better understanding of the space by the user.
  • the invention also allows greater safety, the load is not likely to fall and / or crumble on the user when moving with 1 exoskeleton.
  • the exoskeleton is not indeed anthropomorphic, the knee angle being simply adaptable automatically or by a simple adjustment to the height of the legs, which represents an important advantage.
  • the invention proposes in particular a lower limb exoskeleton comprising two articulated legs arranged to be coupled to the lower limbs of a user and a connecting member between the upper end portions of the legs to which it is articulated, suitable for be positioned at the user's pelvis characterized in that it comprises means for actuating the legs articulated according to the movements of the user and in that the connecting member is entirely located at the front of the portions upper extremities of the legs articulated in the direction of the march.
  • located entirely in front of the upper ends of the articulated legs is meant located in a space placed in front of the joints of said ends of legs articulated with the connecting member.
  • one or more of the following provisions are also and / or in addition:
  • the connecting member comprises a transverse connecting branch between the upper end portions of the legs and taking up the U-shaped or substantially U-shaped loading forces, the end portions of the lateral portions of the U are respectively articulated to the portions of upper ends of the legs.
  • the transverse branch comprises a portion or central bar of the U located entirely in front of the articulations with said portions of upper extremities of the legs in the horizontal plane, for example at a distance D from the axes of articulation of the upper end portions.
  • legs for example between 10 cm and 1 m, for example between 20 cm and 40 cm, for example 25 cm.
  • the exoskeleton thus completely frees a user 's E - vacuum while generating a cantilever.
  • the transverse link branch is thus arranged to be horizontal or substantially horizontal in operation
  • said member is arranged to press or cooperate with the user's belly in the operating position.
  • the connecting member is perforated in its central part. This allows the user to see the ground between his legs and more particularly to better see his feet and where he puts them when he walks (in operation);
  • the connecting member comprises a flexible blade arranged to cooperate directly or indirectly and / or in support of the belly of the user, for example by means of a lap belt passed by the user which is secured to the flexible blade ;
  • the flexible blade support on the belly is, at rest, at a distance d from the branch, for example greater than 30 mm.
  • d a distance from the branch, for example greater than 30 mm.
  • the legs each comprise a thigh and a tibia connected by a so-called knee articulation arranged to allow flexion / extension of the thigh and tibia, the thighs being connected to the upper part by the connecting member by the hip joints, and the actuating means having actuators at the thighs for actuating the knee joints and at the connecting member for actuating the hinges at the hip;
  • the legs of the exoskeleton have in the rest position at the knee joint an angle ⁇ (between femoral part and part tibial), advantageously between 140 ° and 170 °, for example 160 °.
  • This flexible angulation advantageously adjustable, allows the use of the same exoskeleton for different sizes of user.
  • the exoskeleton further comprises flexible means and removable solidarisâtion with the upper body of the user, for example via a strap system;
  • the exoskeleton comprises a load port system arranged to carry a load vertically and / or at the front of the connecting member, comprising weight detection sensors arranged to transmit information to the means of actuation and calculating means for generating via said actuating means a torque opposite the weight of the load and / or the device comprises passive elements arranged to generate a torque between the pelvis and the support leg or legs, opposite the torque generated by the determined weight of the load;
  • the support is adaptable to one or more loads of different weights.
  • the support is for example a horizontal plate;
  • the exoskeleton comprises a system of tools adapted to be manipulated by the user in the upper part, for example removably attached to the connecting member. Because of the threadable nature of the back of the exoskeleton, adapted only to vis-à-vis the lower part of the body of the user, it will indeed also be able, and independently, to use tools easily accessible by its upper limbs, leveraging the strength of the whole;
  • the tool system comprises at least one articulated exoskeleton arm attached to the connecting member to the right of the upper end of one and / or the other of the two legs;
  • the tool system comprises a video camera;
  • the connecting member having lateral ends
  • the exoskeleton further comprises a complementary rigid or semi-rigid back support belt having a domed central support plate, and whose ends of the belt are arranged to be removably attached. on said lateral ends of the connecting member;
  • the exoskeleton comprises energy generating means placed at the rear, with respect to the direction of travel, the upper end of the thigh and / or the connecting member;
  • the exoskeleton comprises means for calculating, controlling and / or determining its displacement from the position of its various parts, its movements and the overhang due to the member and the loads supported.
  • the invention also provides a method of using an exoskeleton of lower limbs to move one or more objects, said exoskeleton comprising two articulated legs arranged to be coupled to the lower limbs a user, a connecting member between the upper ends of the legs to which it is articulated, adapted to be positioned at the user's pelvis, characterized in that the system comprising means for actuating the legs articulated in function movements of the user, and the connecting member being entirely located at the front of the end portions of the legs articulated in the direction of travel, the user
  • the user leaves
  • the exoskeleton before descending the connecting member provided with the charge or charges.
  • the transverse branch of the connecting member is arranged to be horizontal or substantially horizontal during the entire movement of the exoskeleton, at a distance D ⁇ 10 cm, for example ⁇ 20 cm from the hinge pins of the upper end portions of the legs.
  • the distance D is that measured between the axis of articulation of the upper portions of the legs with the member, and the central and / or axial or central line of the central bar.
  • the exoskeleton comprising a tool and / or an articulated arm mounted on the connecting member and generating a cantilever
  • the authorization is for example that of the movement of the arm. Indeed, we understand that the authorization will be given only if the leg is advanced enough to cash the couple. Otherwise the value will be limited or the offset limited.
  • Figure 1 is a schematic view of an exoskeleton and its user according to one embodiment of the invention.
  • Figure 2 shows a front perspective view of another embodiment of an exoskeleton according to the invention.
  • FIG. 3 is a rear perspective view of the exoskeleton of FIG. 2.
  • Figure 4 is a front view of the exoskeleton of Figure 2 with strap and removable back support belt.
  • Figure 5 is a schematic view of a user provided with an exoskeleton according to another embodiment of the invention, provided for the hooking of a load (a bucket for example).
  • FIGS. 6A and 6B show diagrammatic side views illustrating the first two stages of use of an exoskeleton of the type of FIG. 1, with the connecting bar respectively lowered for taking the load and then taken up, before threading for moving by the user.
  • FIGS. 7A and 7B schematically show an embodiment of an exoskeleton provided with an articulated arm, with both legs at the same level and the arm folded (FIG. 7A) and with one leg forward and the arm extended to a larger door on the other hand (Figure 7B).
  • FIG. 8 gives a possible parameterization of an exoskeleton according to the invention.
  • FIG. 9 shows an embodiment of a logic diagram of the development of control laws of the operation of an exoskeleton according to the invention, from the parameterization of FIG. 8.
  • Figure 1 shows schematically a user 1 coated with an exoskeleton 2 adapted to its lower limbs 3, 4.
  • It comprises two articulated legs 5, 6 arranged to be each respectively coupled to the lower limbs of the user by means of straps-type means (not shown) at the feet and the waist and a connecting member 7 between the upper ends 8 and 9 of the legs 5, 6 to which it is hingedly articulated 10, 11 formed in a manner known per se on the one hand by horizontal transverse axes 12 parallel or substantially parallel to the connecting member, for allow the flexion / extension of the corresponding leg and secondly by sagittal axes 12 '(horizontal and perpendicular to the transverse axes 12) to allow passive abduction / adduction of the hips.
  • the connecting member 7 is adapted to be positioned at the pelvis 14 of the user and is entirely located at the front of the legs articulated in the direction of travel.
  • It comprises a substantially U-shaped branch 15 whose end portions or bars 16 are connected to the hinge pins 12 and whose central bar 17 is located in front of the user's belly.
  • the bar 17 is horizontal and is here provided with a plate 18 also horizontal, cantilever with respect to the lifting polygon of the body of the user which coincides substantially with that determined by the articulated legs and feet of the exoskeleton.
  • the plate 18 is arranged to carry the load either on top with means (not shown) for holding (strap for example), or by hooks 19, lateral or centered with respect to the bar 17.
  • the exoskeleton also has articulations 20 at the knees of the user, for example formed in a manner similar to the hinges 10, 11 at the hips (horizontal axes) and means 21 for actuating the articulated legs according to the movements of the the user, shown schematically in phantom in the figure, which will be detailed below with reference to the embodiment of Figures 2 to 4.
  • Each leg has a thigh 22 and a tibia 23 identical in pairs.
  • the thigh 22 comprises an internal metal tubing 24 (broken lines in the figure), for example titanium, on which is fixed a first cover 25 for example of plastic.
  • the first cover 25 elongate of substantially trapezoidal longitudinal section in the form of human thigh, provides an interior space around the tubing 24, space in which will be housed at least in part the actuating means.
  • the thigh is connected to the tibia by the so-called knee joint, which is arranged to allow flexion / extension of the thigh and tibia.
  • a portion of the knee is for example included within the interior of the first cache.
  • the knee joint 20 is for example of the type formed by a horizontal axis 26.
  • the thigh and the tibia form an angle ⁇ greater than 140 ° for example 160 ° .
  • the actuating means 21 comprise the means 27 for actuating the knees (in phantom in the figure), for example, housed inside the first corresponding cover 25 and are each respectively formed by an electric motor 28 with direct current supplied. by a corresponding removable battery 28 'located on each side on the rear part of the connecting member 7 and / or the upper part of the thighs 22.
  • the motor is of a power adapted to generate a torque greater than 100 N.m. It is connected to a piston 29 of actuation (broken line in the figure) known in itself, fixed on one side to the tubing 24 of the thigh and the other to a blade 30 (mixed line) forming the corresponding tibia.
  • the tibia 23 has a slightly curved elongated shape (for example a radius of curvature of between 1 m and 2 m). It is formed by an inner blade 30, rigid enough to resume the load but also flexible enough to play the role of a damping spring, attached to its proximal end to the lower part of the tubing 24 by the hinge formed by the axis 26 and at its distal end to the foot described below.
  • the tibia comprises a cover 31 of the blade, for example in the form of an open sheath with a U-shaped cross section and a lateral profile adapted to the respect of the aesthetic.
  • the upper part of the cover 31 of the tibia collaborates with the inner face of the first cover during the rotation of the knee.
  • the tubes 24 of the thigh and the blades 30 of the shins are for example made of titanium or any suitable material and sized to withstand moments greater than 400 Newton meters, for example 1,000 N.m.
  • the lower end of the curved blade 30 is connected in an articulated manner 32 to a slipper 33 fit to be threaded.
  • the hinge 32 is of the bi-axis type for flexion / extension and abduction / adduction, in a manner known per se.
  • the shoe 33 comprises for example a spatula 34 for supporting the assembly and a strap 35 for retaining the foot of the user forming a stirrup with the spatula.
  • Each leg of the exoskeleton further includes a hinge 36 at the upper end of each thigh, hingedly attached to the connecting member 7, of the type described with reference to Figure 1.
  • Each leg further comprises an actuating motor 37 of the type of actuating motors 28 of the knee, for actuating the joints at the hip, respectively placed at the end and fixed on the lateral bars of the U of the organ. 7 link.
  • the actuating motors 28 and 37 are powered leg by leg, by electric batteries 28 ', for example respectively fixed at the rear of the upper end of the corresponding thigh relative to the direction of travel. .
  • the batteries are partially inserted into the first cover 24 and protrude from said cover in its upper part, where they are protected from moisture and shock by a battery cover 38 inserted partially into the first cover. hidden.
  • the protrusion of the batteries is adapted so that when the thigh is at a maximum angulation it does not abut on the connecting member.
  • Each battery has a mass between 3.5kg and 10kg.
  • the transverse branch of the connecting member 7 is again globally U-shaped.
  • the horizontal beam is arranged to be provided with a horizontal plate (not shown) for example removable, or load bearing hooks (not shown), and is adaptable to one or more loads of different weights.
  • the entire organ forms a user E space.
  • the transverse bar 40 is the attachment element of the objects to be transported and is at a distance D forward with respect to the second articulation, between 50 cm and 1 m, for example 80 cm.
  • the cantilever thus constituted is notably compensated by the actions of the motors 28 and 37, combined with the angulation of the thighs and shins, and with the dimensions of the spatulas 34.
  • the transverse bar 40 takes the efforts of the loads and comes, in operation, directly or indirectly in contact with the belly of the user.
  • It also includes one or more not shown through openings, allowing the user to partially see the positioning of slippers and possible imminent obstacles when walking.
  • a blade 41 rounded, flexible, flexible but nevertheless rigid enough to consolidate the bar and leave a space 42 of visibility for the user down, is interposed between the user's stomach and the transverse branch 40 and each of its ends 43 is fixed to the connecting bar, rigidly.
  • the blade 41 has a concavity vis-à-vis the user to roughly marry the physiognomy of the belly.
  • the distance d between the apex 44 of the curve defined by the blade 41 and the transverse branch 40 is greater than 30 mm, for example greater than 50 mm.
  • the blade 41 makes it possible to drive the walking movement forward and its distance provides a window for viewing the user's feet.
  • FIG. 4 shows the exoskeleton 1 with means 45 of solidarity with the upper part of the body of the user, for example formed by two parallel straps 46 fixed to the connecting member 7.
  • the straps 46 are secured by a transverse closure 47 clipping, in a manner known per se.
  • the exoskeleton 2 is also and for example, but not necessarily secured to the user by a horizontal back support 48, formed of a strap vis-à-vis the crossbar 40, and allows back support of the user, further comprising a substantially parallelepipedal backrest 49 slightly curved in the two transverse directions of the biker shell type 49 back along the column.
  • Fixing means 50 for example by clipping on corresponding male or female parts 51, are provided, to surround the back of the body of the user.
  • the exoskeleton 2 is simply secured to the user by a U-shaped back support and clipable at the end of its branches on the rear parts of the connecting member.
  • the strap is adjustable to adapt to the face of the user.
  • Figure 5 shows an exoskeleton 2 having a load port system 52, consisting of two hooks 53 facing upwards.
  • the hooks 53 are for example formed by a V-shaped notch in the side bars 54 of the member 7 here again U-shaped or substantially U-shaped.
  • the hooks thus constitute a support base of the handles 55 of a seal 56.
  • the exoskeleton 2 comprises weight detection sensors 57, which are known to those skilled in the art.
  • the detection sensors are, for example, piezometric sensors housed in the hooks with their sensitive detection component at the tip of the V.
  • the calculating means 58 then generate a command based on the information received from the sensors and simultaneously transmit it almost simultaneously to the actuating means to compensate the load.
  • the actuating means generate from this information a torque opposite to the weight of the load.
  • the actuating means comprise passive elements, arranged to generate a torque between the pelvis and the support leg or legs, opposite the torque generated by said determined weight of the load.
  • the exoskeleton 2 comprises a plate 59 of horizontal support, in the extension of the horizontal bar 40.
  • the connecting member 7 comprises means 60 for controlling actuating means.
  • buttons (not shown) known in themselves to those skilled in the art and connected to the means 58 of calculations.
  • buttons are for example positioned in the rear part of the connecting member 7 or on its outer lateral faces.
  • the user 61 being behind the exoskeleton 1, he grasps it and actuates the control means.
  • the actuating means then instruct the motors of the knee and the abdomen to rotate so as to reduce the angles between, on the one hand, the connecting member and the thigh, and on the other hand , the thigh and the connecting organ.
  • the user 61 controls the actuating means so that the motors of the knee and of the abdomen rotate in the opposite direction to the preceding one, ie to raise the organ connecting with the object or objects in a position suitable for walking.
  • the user 61 can then and without difficulty, place his feet 62 in the stirrups 63 of the slippers, by simply threading and close the belt strap or the back support to thread the exoskeleton 2 by the rear legs 56 hinged.
  • the user 61 exerts a movement by a normal step.
  • the exoskeleton 2 further comprises means 64 for detecting movement of the user, and in particular angle detection means.
  • These detection means comprise, in a manner known per se, and for example one or more gyroscopes for determining the value of the angle at a given instant, coupled to one or three-direction accelerometers to determine the speed and the angular acceleration.
  • the detecting means also comprise a magnetometer thus making it possible to deduce from the measurements of the Earth's magnetic field the direction of the gravitational field.
  • the angle detectors are adapted to continuously acquire the angles between the thighs and shins of the legs of the user as well as between the thigh and the hip, this detection being performed at a determined frequency.
  • the detection means 64 also comprise a pressure sensor, known per se, for acquiring the belly pressure exerted on the transverse bar and / or on the flexible blade.
  • a concomitant reduction on each leg of the angles between the thigh and the shin of the user is analyzed by the calculating means 58 as being a descent control of the cross bar and a reduction of one of the angles abdomen / thigh or thigh / tibia on one of the legs and the detection of a belly pressure greater than a determined threshold is analyzed by the calculation means as a gait command.
  • This information transmitted to the calculation means 58 allows the regulation of the motors.
  • the user can stoop, and then being accompanied by the exoskeleton, he can unload / reload and can get up again being accompanied by the exoskeleton.
  • the user can also unload / reload with his arms while standing.
  • the descent or raising operations of the exoskeleton 2 can be done without the user 61 being coated, the user can leave the exoskeleton 2 before descending the connecting member 7 with the object or objects.
  • FIGS. 7A and 7B show an exoskeleton provided with an articulated arm 65.
  • the arm 65 is mounted on the connecting member 7, right 66 of the upper end 9 of one of the two legs 5,6.
  • the arm 65 is connected to the exoskeleton 2 by a motorized ball joint 67, above the end 9 of the leg 6, close to the hinge 11.
  • the arm 65 is itself hinged, passively or not and is for example formed in a manner known per se to those skilled in the art.
  • the horizontality of the connecting member 7 during operation allows a stable reference and a reduction of the cantilever.
  • the horizontal maintenance of the connecting member 7 allows a fixed reference position for tools or articulated arms 65 attached thereto. This thus makes it possible to remain in a given position at equilibrium (for example empty) due to the stiffness of springs, the presence of counter torque, inertia and / or bonding friction.
  • fixity and horizontality of the member 7 with respect to the direction of the gravitational field thus allow a good balancing, with compensation the mass of the tool, and this for all operating conditions thereof.
  • the exoskeleton 2 comprises the means 58 for calculating and controlling, fixed on the transverse bar 40 of the connecting member 7.
  • the means 58 hereinafter also called calculator, determine a control law from, in particular, the position of the different parts of the exoskeleton 2, the actions of the user 1, the cantilever and possible disturbances.
  • This control law when the torque generated by the cantilever accentuated by the arm 65, is greater than a certain threshold and involves a risk of tilting of the exoskeleton 2, then determines the distance e between the leg 6 whose upper end 9 is located to the right of mounting the arm 65 and the other leg 5, the advance of a shoe 33 relative to the other.
  • the calculation means 58 integrate the distance e, the model of the exoskeleton 2 and the direction of the gravitational field and determine whether the distance e is sufficient to ensure the equilibrium of the exoskeleton 2 calculated as a function of the torque generated by the gate. -to overhang.
  • the distance e must be sufficient so that the force and / or the displacement of the arm 65 do not generate a torque greater than that of the balance that the exoskeleton can support for the distance considered.
  • the calculating means 58 generates an authorization instruction and the load can be installed and / or the arm can perform the movement. More specifically, the means 60 for controlling the arm 65 are not limited for the position of the arm 65 considered.
  • control means 60 are blocked, i.e. do not transmit the movement instruction to the arm 65 and / or to the legs 5,6.
  • a siren (not shown) is for example a horn function for such a situation and is controlled by the absence of an authorization instruction.
  • This advance of one shoe 33 relative to the other is equal to a distance e calculated by the computer and proportional to the torque generated by the cantilever.
  • the computer 58 comprises a non-volatile memory (not shown). This memory includes structural parameter values of the exoskeleton 2.
  • the parameters taken into account are the dimensional parameters (length, mass, position of the centers of gravity, relative angles, etc.) of the various elements of the exoskeleton and in particular the dimensions of the thighs (m 6 , 1 6 , m 9 , 19 ) shins (m 8 , ls; mu, lu), branches of the connecting member (m 1 ( li; m 2 , I 2 , m 3 , 1 3 ), joints (m 4 , m 5 , m 7, m), and the spatulas (m i4, i4 l; 15: 1 15).
  • the calculator also includes a virtual repository with its associated coordinate system whose origin A is for example in the middle of the segment connecting the joints 11, 12 or 36 to the upper end of each tube 24 thigh.
  • the calculator also acquires the angles between hip and thigh l, ⁇ , thigh and tibia ⁇ 2, ⁇ 2, tibia and lambda ⁇ 3, ⁇ 3, as well as the direction in the virtual repository of the gravitational field.
  • the computer reconstructs the location of the centers of gravity of the connecting member CDG1, thighs CDG2, CDG3 , shins CDG4, CDG5.
  • the computer thus obtains a continuous or almost continuous dynamic model of the geometry and the forces, moments and forces applied to the exoskeleton 2 (acceleration yi in particular) for example by barycentric calculation for a total mass M referred to the general center of gravity GMPCC.
  • the computer determines from these data and those of the weight of the loads and / or the tools or arms 65 and the geometry of their cantilever, on the one hand the controls of the motors of recovery of efforts and displacement legs and secondly and in particular the threshold torque and thus the distance d of advance of one leg relative to the other.
  • the exoskeleton 2 operates a first acquisition (step 70) of parameters direction of the gravitational field, i, ⁇ ; x A , Y A , ZA; CDGi yi etc. and deduces therefrom (step 2) a geometric and dynamic model of the exoskeleton with calculation (step 71) of the total mass M referred to the general center of gravity (CDG M ).
  • actuating means 21 are then controlled (step 73) to exert the necessary counter-couples in advance of the leg 5,6 of the distance d calculated.
  • step 74 the computer makes a new acquisition (step 74) of the parameters, with the deduction of a new geometrical and dynamic model of the exoskeleton with updated re-calculation of the total mass M 'referred to the general center of gravity CDG M (step 75 ).
  • the control law then integrates the correction elements for equilibrium and instructs the actuating means 21 accordingly (step 76).
  • Steps 72 to 76 are repeated (line 77) as long as the motion or stability of the exoskeleton is not complete or assured.
  • the present invention is not limited to the embodiments more particularly described. On the contrary, it embraces all the variants and in particular those where the energies used are hydraulic and / or pneumatic rather than electric.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Il s'agit d'un exosquelette (2) de membres inférieurs et d'un procédé de déplacement d'un objet par un utilisateur (1) muni d'un tel exosquelette, ledit exosquelette comprenant deux jambes (5, 6) articulées agencées pour être couplées aux membres inférieurs (3, 4) d'un utilisateur (1), et un organe de liaison (7) entre les portions d'extrémité supérieure (8, 9) des jambes (5, 6) auxquelles il est articulé, propre à être positionné au niveau du bassin (14) de l'utilisateur (1). L ' exosquelette comporte également des moyens (21) d ' actionnement des jambes articulées (5, 6) en fonction des mouvements de l'utilisateur (1), et un organe de liaison (7) entièrement situé à l'avant des portions d'extrémité supérieure des jambes (5, 6) articulées dans le sens de la marche.

Description

EXOSQUELETTE A PORT FRONTAL ET PROCEDE D'UTILISATION D'UN TEL EXOSQUELETTE
La présente invention concerne un exosquelette de membres inférieurs comprenant deux jambes articulées agencées pour être couplées aux membres inférieurs d'un utilisateur, un organe de liaison entre les extrémités supérieures des jambes auxquelles il est articulé, propre à être positionné au niveau du bassin de l'utilisateur.
Elle concerne également un procédé d'utilisation d'un exosquelette du type décrit ci-dessus.
Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine de la manutention sur de courtes distances (quelques dizaines de mètres), d'un premier emplacement à un second emplacement, de charges lourdes, c'est à dire supérieure à 20 kg, par exemple supérieure à 40 kg.
Elle peut être utilisée avantageusement dans les secteurs du BTP (Bâtiments et Travaux Publics), de la construction automobile, de l'aéronautique ou de tout autres types d'industrie nécessitant de tels déplacements ponctuels.
Actuellement, quand il s'agit de déplacer une charge de plus de 50 kg, a fortiori quand elle pèse 75 ou 100 kg, sur de courtes distances, on utilise des équipes de plusieurs personnes ou des engins de levage (chariot élévateur, grue, etc ...) .
Ces moyens présentent des inconvénients. Lorsqu'elles sont manuelles de telles manipulations posent des problèmes de santé pour les opérateurs qui risquent des troubles musculo-squelettiques . Avec des engins de levage, outre que ceux-ci nécessitent en général la présence de deux opérateurs, un pour lever la charge et l'autre pour la guider, se posent des problèmes d'encombrements, empêchant leur mise en œuvre dans des endroits étroits .
On connaît aussi (WO 2006/078871) des dispositifs d'assistance individualisés au transport de charge de type exosquelettes .
Si de tels dispositifs permettent de palier en partie les inconvénients des moyens décrits ci- dessus, ils ne sont pas vraiment satisfaisants.
En effet, ils ne permettent pas des fonctionnements souples autorisant la prise et l'abandon faciles d'une charge lourde.
Prévus au départ pour des applications militaires (fantassins devant parcourir de longues distances par exemple), ils sont conçus pour un port dorsal en permettant de reprendre la charge parallèlement au dos de l'utilisateur, et sensiblement à l'aplomb de sa colonne vertébrale, tout en libérant l'avant du corps de l'utilisateur (pour maniement d'une arme à feu par exemple) .
Ils nécessitent de plus et en général l'intervention d'un tiers pour le harnachement des charges dans le dos de l'utilisateur et/ou le maniement de 1 ' exosquelette .
On connaît également un dispositif avec extension du châssis latéralement et vers l'avant parallèlement aux hanches de l'utilisateur. Il s'agit là d'un dispositif du type précédent avec les mêmes inconvénients . On connaît (WO 2010/101595 ou US 2011/0266323) un exosquelette à barre latérale arrière comprenant des bretelles fixées sur ladite barre et revenant vers l'avant par-dessus les épaules de l'utilisateur, pour soutenir une tablette suspendue.
Bien que plus stable, ce dispositif présente encore des inconvénients.
Il nécessite en effet des contres-poids ou des éléments de répartition des forces à l'arrière de l'utilisateur.
Celui-ci est alors emprisonné à l'avant et à l'arrière par l 'exosquelette, ce qui est d'une part pré udiciable à la vitesse d'enfilement (habillement) et d'autre part crée un sentiment d'emprisonnement pour l'utilisateur, nocif en situation de stress ou de combats.
Enfin, il est connu des exosquelettes cherchant à préserver l'utilisateur de troubles vertébraux et/ou musculaires en cas de levage de charge par devant. Le document WO 2013/106532 décrit ainsi une structure mécanique à barre frontale avec piston compensateur.
Le document JP 2007 130234 prévoit quant à lui un système collé à l'opérateur, muni de deux bras articulés qui sont reliés par une structure en V, à deux jambes articulées.
Dans ce cas, la charge prise par les bras de l'utilisateur est relayée aux jambes de celui-ci par une structure en V, aidée en cela par une unité de commande placée sur la poitrine de l'utilisateur.
On comprend ici que l'ensemble ne peut se concevoir sans la partie supérieure de 1 ' exosquelette située au-dessus de la ceinture (poitrine et bras notamment) et une barre centrale de liaison entre les hanches dans le même plan.
L'invention part entre autre d'une idée à l'opposé de la pratique des exosquelettes notamment (mais non exclusivement) en acceptant un porte-à-faux sur l'avant repris uniquement ou essentiellement au niveau des hanches ou de la taille de l'utilisateur et/ou en partie basse de 1 ' exosquelette et ce avantageusement de façon calculée et recadrée en permanence.
Dans ce but, la présente invention vise à fournir un exosquelette et un procédé d'utilisation d'un tel exosquelette répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle est limitée à la partie inférieure du corps humain, et va permettre une manipulation de charges par l'utilisateur à l'avant et dans son champs de vision, en laissant les bras de ce dernier entièrement libres de leur mouvements, sans sentiment de suffocation pour l'utilisateur tout en permettant une grande facilité et rapidité pour le revêtir et l'enlever, ce qui accroît de surcroit la sécurité pour l'utilisateur.
Avec l'invention, aucune structure dorsale n'est nécessaire, ce qui permet une excellente respiration du dos de l'utilisateur, qui ne transpire plus de ce côté-là .
Elle permet notamment, une charge/décharge d'un objet par l'utilisateur du type « pick and drop » (« prendre et laisser » en langue anglosaxonne ) grâce au port frontal qu'elle autorise.
Il va également être possible d'enfiler, désenfiler 1 ' exosquelette déjà muni de charges, à partir de l'arrière de celui-ci, de façon simple et rapide .
Bien que réduisant le champ de vision vers l'avant de l'utilisateur, l'invention permet une meilleure appréhension de l'espace par l'utilisateur.
La perception et les efforts de l'utilisateur ne sont ainsi que très peu différents de ceux qu'il éprouve lors de la marche sans équipement.
L'invention permet également une plus grande sécurité, la charge ne risquant pas de tomber et/ou de s'écrouler sur l'utilisateur en cas de déplacement avec 1 ' exosquelette .
Enfin, avec l'invention, il n'est plus nécessaire de réajuster obligatoirement la taille de 1 ' exosquelette à celle de l'utilisateur.
L ' exosquelette n'est pas en effet anthropomorphique, l'angle des genoux étant simplement adaptable automatiquement ou par un simple réglage à la hauteur des jambes, ce qui représente un avantage important.
Dans ce but, l'invention propose notamment un exosquelette de membres inférieurs comprenant deux jambes articulées agencées pour être couplées aux membres inférieurs d'un utilisateur et un organe de liaison entre les portions d'extrémité supérieure des jambes auxquelles il est articulé, propre à être positionné au niveau du bassin de l'utilisateur caractérisé en ce que il comporte des moyens d ' actionnement des jambes articulées en fonction des mouvements de l'utilisateur et en ce que l'organe de liaison est entièrement situé à l'avant des portions d'extrémités supérieures des jambes articulées dans le sens de la marche. Par situé entièrement en avant des extrémités supérieures des jambes articulées, il faut entendre situé dans un espace placé devant les articulations desdites extrémités de jambes articulées avec l'organe de liaison.
Dans des modes de réalisation avantageux, on a par ailleurs et/ou de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
l'organe de liaison comprend une branche transversale de liaison entre les portions d'extrémité supérieure des jambes et de reprise des efforts de charge en forme de U ou sensiblement en forme de U dont les portions d'extrémités des parties latérales du U sont respectivement articulées aux portions d'extrémités supérieures des jambes.
Pour ce faire la branche transversale comporte une partie ou barre centrale du U située entièrement devant les articulations avec lesdites portions d'extrémités supérieures des jambes dans le plan horizontal, par exemple à une distance D des axes d'articulation des portions d'extrémité supérieure des jambes, par exemple entre 10 cm et 1 m, par exemple entre 20 cm et 40 cm, par exemple 25 cm.
L ' exosquelette libère ainsi entièrement un vide E d'accueil de l'utilisateur tout en générant un porte à faux.
La branche transversale de liaison est ainsi agencée pour être horizontale ou sensiblement horizontale en fonctionnement ;
Avantageusement ledit organe est agencé pour appuyer sur ou coopérer avec le ventre de l'utilisateur en position de fonctionnement. Egalement avantageusement l'organe de liaison est ajouré en sa partie centrale. Cela permet à l'utilisateur de voir le sol entre ses jambes et plus particulièrement de mieux voir ses pieds et là où il les pose lorsqu'il marche (en fonctionnement) ;
l'organe de liaison comporte une lame flexible agencée pour coopérer directement ou indirectement et/ou en appui avec le ventre de l'utilisateur par exemple par le biais d'une ceinture ventrale passée par l'utilisateur qui est rendue solidaire de la lame flexible ;
- la lame flexible d'appui sur le ventre est, au repos, à une distance d de la branche, par exemple supérieure à 30 mm. Par au repos on entend lorsque 1 ' exosquelette n'est pas utilisé ou en fonctionnement. Le respect de cette distance forme alors au moins en partie le dégagement visuel permettant à l'utilisateur de voir le sol à ses pieds ;
- les jambes comportent chacune une cuisse et un tibia reliés par une articulation dite de genoux agencée pour permettre une flexion/extension de la cuisse et du tibia, les cuisses étant quant-à-elles reliées en parties supérieures à l'organe de liaison par les articulations au niveau de la hanche, et les moyens d ' actionnement comportent des moteurs d ' actionnement au niveau des cuisses pour actionner les articulations de genoux et au niveau de l'organe de liaison pour actionner les articulations au niveau de la hanche;
les jambes de 1 ' exosquelette présentent en position de repos au niveau de l'articulation du genou un angle a (entre partie fémorale et partie tibiale) , avantageusement compris entre 140° et 170°, par exemple 160°.
Cette angulation souple avantageusement réglable, permet l'utilisation du même exosquelette pour des tailles différentes d'utilisateur.
Elle autorise aussi de limiter ou éliminer le porte à faux de l'organe de liaison, de façon à recentrer le centre de gravité dudit organe à l'aplomb du polygone de sustentation de 1 ' exosquelette ou sensiblement de ce dernier ;
1 ' exosquelette comporte de plus des moyens souples et amovibles de solidarisâtion avec la partie supérieure du corps de l'utilisateur, par exemple via un système de bretelles;
- 1 ' exosquelette comporte un système de port de charge agencé pour porter une charge à l'aplomb et /ou à l'avant de l'organe de liaison, comportant des capteurs de détection de poids agencés pour transmettre des informations aux moyens d ' actionnement et des moyens de calculs pour générer via lesdits moyens d ' actionnement un couple opposé au poids de la charge et/ou le dispositif comporte des éléments passifs agencés pour générer un couple entre le bassin et la ou les jambes d'appui, opposé au couple généré par le poids déterminé de la charge;
- le support est adaptable à une ou plusieurs charges de poids différents. Le support est par exemple une plaque horizontale ;
1 ' exosquelette comporte un système d'outils propres à être manipulé par l'utilisateur en partie supérieure par exemple fixés de façon amovible à l'organe de liaison. Du fait du caractère enfilable par l'arrière de 1 'exosquelette, adapté uniquement en vis à vis de la partie inférieure du corps de l'utilisateur, celui-ci va en effet pouvoir également, et indépendamment, utiliser des outils facilement accessibles par ses membres supérieurs, démultipliant la force de l'ensemble;
- le système d'outil comprend au moins un bras exosquelette articulé fixé sur l'organe de liaison au droit de l'extrémité supérieure de l'une et/ou de l'autre des deux jambes ;
- le système d'outil comprend une caméra vidéo ; l'organe de liaison ayant des extrémités latérales, 1 ' exosquelette comporte de plus une ceinture de soutien dorsal rigide ou semi-rigide complémentaire présentant une plaque bombée centrale de soutien, et dont les extrémités de la ceinture sont agencées pour être fixées de façon amovible sur lesdites extrémités latérales de l'organe de liaison ;
- 1 ' exosquelette comporte des moyens générateurs d'énergie placée à l'arrière, par rapport au sens de la marche, de l'extrémité supérieure de la cuisse et/ou de l'organe de liaison ;
- l'outil est articulé.
- 1 ' exosquelette comprend des moyens de calcul, de commande et/ou de détermination de son déplacement à partir de la position de ses différentes parties, de ses mouvements et du porte à faux dû à l'organe et aux charges supportées.
L'invention propose également un procédé d'utilisation d'un exosquelette de membres inférieurs, pour déplacer un ou plusieurs objets, ledit exosquelette comprenant deux jambes articulées agencées pour être couplées aux membres inférieurs d'un utilisateur, un organe de liaison entre les extrémités supérieures des jambes auxquelles il est articulé, propre à être positionné au niveau du bassin de l'utilisateur, caractérisé en ce que le système comprenant des moyens d ' actionnement des jambes articulées en fonction des mouvements de l'utilisateur, et l'organe de liaison étant entièrement situé à l'avant des portions d'extrémité des jambes articulées dans le sens de la marche, l'utilisateur
commande les moyens d ' actionnement pour descendre l'organe de liaison,
charge et/ou accroche le ou les objets à déplacer à la barre de liaison,
- commande les moyens d ' actionnement pour remonter l'organe de liaison avec le ou les objets dans une position adaptée pour la marche,
- enfile 1 ' exosquelette par l'arrière des jambes articulées dans le sens de la marche,
- fixe 1 ' exosquelette à sa taille,
- se déplace avec 1 ' exosquelette chargé du ou des objets,
et commande les moyens d ' actionnement pour descendre l'organe de liaison et décharger le ou les objets, avant de ranger 1 ' exosquelette .
Avantageusement, l'utilisateur quitte
1 ' exosquelette avant de descendre l'organe de liaison muni de la ou des charges.
Egalement avantageusement, la branche transversale de l'organe de liaison est agencée pour être horizontale ou sensiblement horizontale pendant tout le mouvement de 1 'exosquelette, à une distance D ≥ 10 cm, par exemple ≥ 20 cm des axes d'articulation des portions d'extrémité supérieure des jambes.
La distance D est celle mesurée entre l'axe d'articulation des portions supérieures des jambes avec l'organe, et la ligne centrale et/ou axiale ou médiane de la barre centrale.
Dans un mode de réalisation avantageux, 1 ' exosquelette comprenant un outil et/ou un bras articulé monté sur l'organe de liaison et générant un porte-à-faux,
- on détermine le couple généré par ledit porte-à- faux sur 1 ' exosquelette ,
on acquiert la distance e de la jambe dont l'extrémité supérieure est située au droit du montage dudit outil et/ou bras en avant, par rapport à l'autre jambe,
- on détermine si la distance e de ladite jambe est suffisante pour assurer l'équilibre de 1 ' exosquelette calculée en fonction dudit couple, et - on génère une instruction d'autorisation de déplacement de l'autre jambe si la distance e est suffisante .
L'autorisation est par exemple celle du déplacement du bras. En effet, on comprend que l'autorisation ne va être donnée que si la jambe est suffisamment avancée pour encaisser le couple. Sinon la valeur sera limitée ou le déport limité.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemples non limitatifs.
La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique d'un exosquelette et de son utilisateur selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 montre une vue en perspective avant d'un autre mode de réalisation d'un exosquelette selon l'invention.
La figure 3 est une vue de dessus en perspective arrière de 1 ' exosquelette de la figure 2.
La figure 4 est une vue de face de 1 ' exosquelette de la figure 2 avec sangle et ceinture amovible de soutien du dos.
La figure 5 est une vue schématique d'un utilisateur muni d'un exosquelette selon un autre mode de réalisation de l'invention, prévu pour le portage par crochet d'une charge (un seau par exemple) .
Les figures 6A et 6B présentent des vues latérales schématiques illustrant les deux premières étapes d'utilisation d'un exosquelette du type de celui de la figure 1, avec barre de liaison respectivement baissée pour la prise de la charge et relevée ensuite, avant enfilage pour le déplacement par l 'utilisateur .
Les figures 7A et7B montrent schématiquement un mode de réalisation d'un exosquelette muni d'un bras articulé, avec les deux jambes au même niveau et le bras replié (figure 7A) et avec une jambe en avant et le bras déplié en plus grand porte-à-faux (figure 7B) .
La figure 8 donne un paramétrage possible d'un exosquelette selon l'invention.
La figure 9 montre un mode de réalisation d'un logigramme d'élaboration de lois de commande du fonctionnement d'un exosquelette selon l'invention, à partir du paramétrage de la figure 8.
La figure 1 montre schématiquement un utilisateur 1 revêtu d'un exosquelette 2 adapté à ses membres inférieurs 3, 4.
Il comprend deux jambes articulées 5, 6 agencées pour être chacune respectivement couplée aux membres inférieurs de l'utilisateur par des moyens du type sangles (non représentées) au niveau des pieds et de la taille et un organe 7 de liaison entre les extrémités supérieures 8 et 9 des jambes 5, 6 auxquelles il est articulé par le biais d'articulation 10, 11 formées de façon connue en elle-même d'une part par des axes transverses 12 horizontaux parallèles ou sensiblement parallèles à l'organe de liaison, pour permettre la flexion/extension de la jambe correspondante et d'autre part par des axes sagittaux 12' (horizontaux et perpendiculaires aux axes transverses 12) pour permettre l'abduction/adduction passive des hanches.
L'organe 7 de liaison est propre à être positionné au niveau du bassin 14 de l'utilisateur et est entièrement situé à l'avant des jambes articulées dans le sens de la marche.
II comprend une branche 15 sensiblement en forme de U dont les parties ou barres d'extrémités 16 sont reliées aux axes 12 d'articulation et dont la barre centrale 17 est située devant le ventre de l 'utilisateur .
La barre 17 est horizontale et est ici munie d'un plateau 18 également horizontal, en porte à faux par rapport au polygone de sustentation du corps de l'utilisateur qui coïncide sensiblement avec celui déterminé par les jambes et pieds articulés de 1 ' exosquelette .
Le plateau 18 est agencé pour porter la charge soit par-dessus avec des moyens (non représentées) de maintien (sangle par exemple), soit par crochets 19, latéraux ou centrés par rapport à la barre 17.
L ' exosquelette comporte également des articulations 20 au niveau des genoux de l'utilisateur par exemple formées de façon similaire aux articulations 10, 11 au niveau des hanches (axes horizontaux) et des moyens 21 d ' actionnement des jambes articulées en fonction des mouvements de l'utilisateur, schématisés en traits mixtes sur la figure, qui seront détaillés ci-après en référence au mode de réalisation des figures 2 à 4.
Dans la suite de la description on utilisera les mêmes numéros de référence pour désigner des éléments identiques ou similaires.
On va maintenant décrire plus précisément en référence aux figures 2, 3 et 4, le mode de réalisation de 1 ' exosquelette 2 plus particulièrement décrit ici.
Chaque jambe comporte une cuisse 22 et un tibia 23 identiques deux à deux.
La cuisse 22 comprend une tubulure 24 métallique interne (traits mixtes sur la figure) par exemple en titane, sur laquelle est fixé un premier cache 25 par exemple en matière plastique.
Le premier cache 25, longiligne de section longitudinale sensiblement trapézoïdale en forme de cuisse humaine, ménage un espace intérieur autour de la tubulure 24, espace dans lequel vont être logés au moins en partie les moyens d ' actionnement . La cuisse est reliée au tibia par l'articulation 20 dite de genoux, qui est agencée pour permettre une flexion/extension de la cuisse et du tibia. Dans ce mode de réalisation, une partie du genou est par exemple comprise à l'intérieur de l'espace intérieur du premier cache.
L'articulation du genou 20 est par exemple du type formée par un axe horizontal 26.
Lorsque 1 ' exosquelette est au repos, la cuisse et le tibia forment un angle a supérieur à 140° par exemple 1600.
Les moyens 21 d ' actionnement , comprennent les moyens 27 d ' actionnement des genoux (en traits mixtes sur la figure) par exemple logés à l'intérieur du premier cache 25 correspondant et sont respectivement formés chacun par un moteur électrique 28 à courant continu alimenté par une batterie amovible 28' correspondante située de chaque côté sur la partie arrière de l'organe de liaison 7 et/ou de la partie supérieure des cuisses 22.
Le moteur est d'une puissance adaptée pour générer un couple supérieur à 100 N.m. Il est connecté à un piston 29 d ' actionnement (trait interrompu sur la figure) connu en lui-même, fixé d'un côté à la tubulure 24 de la cuisse et de l'autre à une lame 30 (trait mixte) formant le tibia correspondant.
Plus précisément et dans le mode de réalisation décrit, le tibia 23 est de forme longiligne légèrement courbée (par exemple rayon de courbure compris entre 1 m et 2 m) . Il est formé par une lame interne 30, suffisamment rigide pour reprendre la charge mais également suffisamment souple pour jouer le rôle d'un ressort amortisseur, attachée à son extrémité proximale à la partie inférieure de la tubulure 24 par l'articulation formée par l'axe 26 et à son extrémité distale au pied décrit ci-après. Le tibia comporte un cache 31 de la lame par exemple en forme de gaine ouverte de section transversale en forme de U et de profil latéral adapté au respect de l 'esthétique .
La partie supérieure du cache 31 du tibia collabore avec la face interne du premier cache lors de la rotation du genou.
Les tubulures 24 de la cuisse et les lames 30 des tibias sont par exemple en titane ou tout matériau adapté et dimensionné pour résister à des moments supérieurs à 400 Newton mètre, par exemple 1.000 N.m.
L'extrémité inférieure de la lame 30 courbe est quant à elle connectée de façon articulée en 32 à un chausson 33 propre à être enfilé.
L'articulation 32 est du type bi-axes pour flexion/extension et abduction/adduction, de façon connue en elle-même.
Le chausson 33 comporte par exemple une spatule 34 d'appui de l'ensemble et une sangle 35 de rétention du pied de l'utilisateur formant étrier avec la spatule .
Chaque jambe de 1 ' exosquelette comporte de plus une articulation 36 à l'extrémité supérieure de chaque cuisse, de fixation articulée à l'organe de liaison 7, du type décrit en référence à la figure 1.
Cette articulation autorise notamment une rotation d'angle β sensiblement comprise entre 20° et 80°, entre la cuisse 22 et l'organe 7 de liaison, ce dernier demeurant lui aussi horizontal. Chaque jambe comporte de plus un moteur d ' actionnement 37 du type des moteurs d ' actionnement 28 du genou, pour actionner les articulations au niveau de la hanche, respectivement placé à l'extrémité et fixé sur les barres latérales du U de l'organe 7 de liaison.
Comme indiqué ci-dessus, les moteurs d ' actionnement 28 et 37 sont alimentés jambe par jambe, par les batteries électriques 28' par exemple respectivement fixées à l'arrière de l'extrémité supérieure de la cuisse correspondante par rapport au sens de la marche.
Dans le mode de réalisation décrit ici, les batteries sont insérées en partie dans le premier cache 24 et font saillie dudit cache dans sa partie supérieure, où elles sont protégées de l'humidité et des chocs par un cache batterie 38 inséré partiellement dans le premier cache.
La saillie des batteries est adaptée pour que lorsque la cuisse est à une angulation maximale elle ne vienne pas buter sur l'organe de liaison.
Chaque batterie possède une masse comprise entre 3.5kg et 10kg.
La branche transversale de l'organe 7 de liaison est ici encore globalement en forme de U.
Elle comporte deux barres 39 parallèles formant les branches du U, de forme parallélépipédique en partie creuses pour contenir les moteurs 37 d ' actionnement des articulations des hanches connectées d'un côté à la partie supérieure des cuisses par les articulations correspondantes, et de l'autre côté à une barre centrale transversale 40 formée d'une poutre horizontale rigide. La poutre horizontale est agencée pour être munie d'un plateau horizontal (non représenté) par exemple amovible, ou de crochets de support de charges (non représentés), et est adaptable à une ou plusieurs charges de poids différents.
L'ensemble de l'organe forme un espace E d'accueil de l'utilisateur.
La barre transversale 40, sensiblement parallélépipédique, est l'élément d'accrochage des objets à transporter et est à une distance D en avant par rapport à la seconde articulation, comprise entre 50 cm et 1 m par exemple 80 cm.
Le porte-à-faux ainsi constitué est notamment compensé par les actions des moteurs 28 et 37, combinées avec l'angulation des cuisses et des tibias, et avec les dimensions des spatules 34.
La barre transversale 40 reprend les efforts des charges et vient, en fonctionnement, directement ou indirectement en contact du ventre de l'utilisateur.
Elle comporte de plus un ou des ajours traversants non représentés, permettant à l'utilisateur de voir partiellement le positionnement des chaussons et les éventuels obstacles imminents lors de la marche.
Mais dans le mode de réalisation décrit ici, une lame 41, arrondie, souple, flexible mais néanmoins suffisamment rigide pour consolider la barre et laisser un espace 42 de visibilité pour l'utilisateur vers le bas, est interposée entre le ventre de l'utilisateur et la branche transversale 40 et chacune de ses extrémités 43 est fixée à la barre de liaison, de façon rigide. La lame 41 présente une concavité vis-à-vis de l'utilisateur pour en épouser grossièrement la physionomie du ventre.
La distance d entre l'apex 44 de la courbe définie par la lame 41 et la branche transversale 40 est supérieure à 30 mm, par exemple supérieure à 50 mm.
La lame 41 permet d'impulser le mouvement de marche en avant et sa distance ménage une fenêtre de vision des pieds de l'utilisateur.
Sur la figure 4 on a représenté 1 ' exosquelette 1 avec des moyens 45 de solidarisâtion avec la partie supérieure du corps de l'utilisateur, par exemple formés par deux bretelles 46 parallèles fixées à l'organe 7 de liaison.
Les bretelles 46 sont solidarisées par une fermeture transversale 47 à clipsage, de façon connue en elle-même.
L ' exosquelette 2 est également et par exemple, mais non nécessairement solidarisé de plus à l'utilisateur par un support dorsal 48 horizontal, formé d'une sangle en vis-à-vis de la barre transversale 40, et permet un soutien du dos de l'utilisateur, en comportant de plus un dossier 49 sensiblement parallélépipédique légèrement incurvé dans les deux sens transversaux du type coque 49 de motard remontant le long de la colonne. Des moyens 50 de fixation par exemple par clipsage sur des parties mâles ou femelles correspondantes 51, sont prévus, permettant de ceinturer l'arrière du corps de l'utilisateur.
Dans un autre mode de réalisation (non représenté) 1 ' exosquelette 2 est simplement solidarisé à l'utilisateur par un support dorsal en forme de U et clipsable à l'extrémité de ses branches sur les parties arrières de l'organe de liaison.
La sangle est réglable de manière à s'adapter à la physionomie de l'utilisateur.
La figure 5 montre un exosquelette 2 comportant un système 52 de port de charge, constitué de deux crochets 53 orientés vers le haut.
Les crochets 53 sont par exemple formés par une entaille en forme de V dans les barres latérales 54 de l'organe 7 ici encore en forme de U ou sensiblement en forme de U.
Les crochets constituent ainsi une base d'appui des anses 55 d'un sceau 56.
Dans tous les différents modes de réalisation, 1 ' exosquelette 2 comprend des capteurs 57 de détection de poids, connus en eux même de l'homme du métier .
Les capteurs de détections sont par exemple des capteurs piézométriques logés dans les crochets avec leur composante sensible de détection à la pointe du V.
Ils sont connectés à des moyens 58 de calculs logés dans l'organe 7 et envoient des informations relatives au poids de la charge.
Les moyens 58 de calcul génèrent alors une commande en fonction des informations reçues des capteurs et la transmettent simultanément au quasi- simultanément aux moyens d ' actionnement pour compenser la charge.
Pour ce faire, les moyens d ' actionnement génèrent à partir de ces informations un couple opposé au poids de la charge. Dans un autre mode de réalisation, les moyens d ' actionnement comportent des éléments passifs, agencés pour générer un couple entre le bassin et la ou les jambes d'appui, opposé au couple généré par ledit poids déterminé de la charge.
On va maintenant décrire en référence aux figures 6A et 6B un procédé d'utilisation d'un exosquelette 2 selon un mode de réalisation de l'invention.
L ' exosquelette 2 comporte une plaque 59 de support horizontal, dans le prolongement de la barre horizontale 40.
L'organe 7 de liaison comporte des moyens 60 de commande de moyens d ' actionnement .
Ces moyens de commande sont constitués de boutons (non représentés) connus en eux même de l'homme du métier et reliés aux moyens 58 de calculs.
Les boutons sont par exemple positionnés dans la partie arrière de l'organe 7 de liaison ou sur ses faces latérales extérieures.
L'utilisateur 61 étant derrière 1 ' exosquelette 1, il le saisit et actionne les moyens de commande.
Ceux-ci commandent alors les moyens d ' actionnement pour descendre l'organe 7 de liaison.
Les moyens d ' actionnement donnent alors l'instruction aux moteurs du genou et de l'abdomen d'effectuer une rotation de manière à diminuer les angles entre d'une part, l'organe de liaison et la cuisse, et d'autre part, la cuisse et l'organe de liaison .
De cette manière les chaussons et l'organe de liaison restant horizontaux, la distance entre eux est réduite. Puis l'utilisateur 61 charge et/ou accroche l'objet 56 ou les objets à déplacer à l'organe 7 de liaison et/ou les arrime grâce à des sangles (non représentées) .
Une fois l'opération de charge terminée, l'utilisateur 61 commande les moyens d ' actionnement pour que les moteurs du genou et de l'abdomen effectuent la rotation inverse à celle précédente, c'est-à-dire pour remonter l'organe de liaison avec le ou les objets dans une position adaptée pour la marche .
L'utilisateur 61 peut ensuite et sans difficulté, placer ses pieds 62 dans les étriers 63 des chaussons, par un simple enfilement et refermer la sangle de ceinture ou le support dorsal pour enfiler 1 ' exosquelette 2 par l'arrière des jambes 56 articulées .
Une fois 1 ' exosquelette 2 revêtu, l'utilisateur 61 exerce un déplacement par une marche normale.
L ' exosquelette 2 comprend de plus des moyens 64 de détection de mouvement de l'utilisateur, et notamment des moyens de détection d'angle.
Ces moyens de détection comprennent de façon connue en elle-même, et par exemple un ou des gyroscopes pour la détermination de la valeur de l'angle à un instant donné, couplés à un ou des accéléromètres à trois directions pour déterminer la vitesse et l'accélération angulaire.
Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, les moyens de détections comprennent également un magnétomètre permettant ainsi de déduire des mesures du champ magnétique terrestre la direction du champ gravitationnel. Les détecteurs d'angles sont adaptés pour acquérir en continu les angles entre les cuisses et les tibias des jambes de l'utilisateur ainsi qu'entre la cuisse et la hanche, cette détection étant réalisée à une fréquence déterminée.
Les moyens 64 de détection comprennent également un détecteur de pression, connu en soi, pour l'acquisition de la pression du ventre exercée sur la barre transversale et/ou sur la lame flexible.
Ainsi :
une réduction concomitante sur chaque jambe des angles entre la cuisse et le tibia de l'utilisateur est analysée par les moyens 58 de calcul comme étant une commande de descente de la barre transversale et, une réduction d'un des angles abdomen/cuisse ou cuisse/tibia sur l'une des jambes et la détection d'une pression du ventre supérieure à un seuil déterminé est analysé par les moyens de calcul comme étant une commande de marche.
Ces informations transmises aux moyens 58 de calcul permettent la régulation des moteurs.
Lors de son parcours, l'utilisateur peut se baisser, et étant alors accompagné par 1 'exosquelette, il peut décharger/recharger et peut se relever en étant encore une fois accompagné par 1 ' exosquelette .
L'utilisateur peut également décharger/recharger avec ses bras en restant debout.
Arrivé à destination l'utilisateur 61 commande de nouveau les moyens d ' actionnement pour descendre l'organe 7 de liaison et décharger le ou les objets 56. Les opérations de descente ou remontée de 1 ' exosquelette 2 pouvant se faire sans que l'utilisateur 61 n'en soit revêtu, l'utilisateur peut quitter 1 ' exosquelette 2 avant de descendre l'organe 7 de liaison muni du ou des objets.
On a représenté sur les figures 7A et 7B, un exosquelette muni d'un bras articulé 65.
Le bras 65 est monté sur l'organe de liaison 7, au droit 66 de l'extrémité supérieure 9 d'une des deux ambes 5,6.
Plus précisément, le bras 65 est relié à 1 ' exosquelette 2 par une liaison rotule 67, motorisée, au-dessus de l'extrémité 9 de la jambe 6, à proximité de l'articulation 11.
Le bras 65 est lui-même articulé, de manière passive ou non et est par exemple formé de façon connue en soi de l'homme du métier.
Plus particulièrement dans le mode de réalisation comprenant un bras articulé passif, i.e. sans motorisation propre, l'horizontalité de l'organe de liaison 7 pendant le fonctionnement permet une référence stable et une diminution du porte-à-faux.
Le maintien à l'horizontal de l'organe de liaison 7 permet une position fixe de référence pour les outils ou bras 65 articulés fixés à celui-ci. Ceci permet ainsi de rester dans une position donnée à l'équilibre (par exemple à vide) du fait de la raideur de ressorts, de la présence de contres couples moteurs, d'inerties et/ou de frottements de liaison.
La fixité et l'horizontalité de l'organe 7 par rapport à la direction du champ gravitationnel permettent donc un bon équilibrage, avec compensation de la masse de l'outil, et ce sur pour l'ensemble des conditions de fonctionnement de celui-ci.
Comme décrit ci-avant 1 ' exosquelette 2 comprend les moyens 58 de calcul et de commande, fixé sur la barre transversale 40 de l'organe de liaison 7.
Les moyens 58 ci-après également dénommés calculateur, déterminent une loi de commande à partir notamment de la position des différentes parties de 1 ' exosquelette 2, des actions de l'utilisateur 1, du porte-à-faux et des perturbations éventuelles.
Cette loi de commande effectue, lorsque le couple généré par le porte-à-faux accentué par le bras 65, est supérieur à un certain seuil déterminé et implique un risque de basculement de 1 ' exosquelette 2, on détermine alors la distance e entre la jambe 6 dont l'extrémité supérieure 9 est située au droit du montage du bras 65 et l'autre jambe 5, soit l'avancée d'un chausson 33 par rapport à l'autre.
Les moyens 58 de calcul intègrent la distance e, le modèle de 1 ' exosquelette 2 et la direction du champ gravitationnel et déterminent si la distance e est suffisante pour assurer l'équilibre de 1 ' exosquelette 2 calculée en fonction du couple généré par le porte-à-faux.
C'est-à-dire la distance e doit être suffisante pour que l'effort et/ou le déplacement du bras 65 ne génèrent pas un couple supérieure à celui de l'équilibre que 1 ' exosquelette peut supporter pour la distance considérée.
Si la distance e est suffisante, les moyens 58 de calcul génèrent une instruction d'autorisation et la charge peut être installée et/ou le bras peut effectuer le mouvement. Plus précisément les moyens 60 de commande du bras 65 ne sont alors pas limités pour la position du bras 65 considérée.
Si la distance e est insuffisante, alors le moyens 60 de commande sont bloqués, i.e. ne transmettent pas l'instruction de déplacement au bras 65 et /ou aux ambes 5,6.
Dans un mode de réalisation, une sirène (non représentée) fait par exemple fonction d'avertisseur sonore pour une telle situation et est commandée par l'absence d'instruction d'autorisation.
Cette avancée d'un chausson 33 par rapport à l'autre est égale à une distance e calculée par le calculateur et proportionnelle au couple généré par le porte-à-faux.
On va maintenant décrire en référence aux figures 8, un procédé d'élaboration de la loi de commande des différents moteurs 28, 37 de 1 ' exosquelette 2.
Le calculateur 58 comprend une mémoire non volatile (non représentée) . Cette mémoire comprend des valeurs de paramètre structurel de 1 ' exosquelette 2.
Les paramètres pris en compte sont les paramètres dimensionnels (longueur, masse, position des centres de gravité, angles relatifs ...) des différents éléments de 1 ' exosquelette et notamment des dimensions cuisses (m6, 16 ; m9, 19) des tibias (m8, ls ; mu, lu), des branches de l'organe de liaison (m1( li ; m2, I2 ; m3, 13) , des articulations (m4, m5, m7, mio), et des spatules (mi4, li4 ; 15, 115) .
Le calculateur comprend également un référentiel virtuel avec son système de coordonnée associé dont l'origine A est par exemple au milieu du segment reliant les articulations 11, 12 ou 36 à l'extrémité supérieure de chaque tube 24 de cuisse.
Le calculateur acquiert également comme paramètre les angles entre hanche et cuisse l, βΐ, cuisse et tibia α2, β2, tibia et chausson α3, β3, ainsi que la direction dans le référentiel virtuel du champ gravitationnel .
Il reconstruit alors un modèle géométrique virtuel de la position de 1 ' exosquelette 2 en continu ou quasiment continu.
Puis à partir de ce modèle combiné à l'information sur les masses m1 à mu des différents éléments de 1 'exosquelette 2, le calculateur reconstruit l'emplacement des centres de gravité de l'organe de liaison CDG1, des cuisses CDG2, CDG3, des tibias CDG4, CDG5.
Le calculateur obtient ainsi un modèle dynamique en continu ou quasiment en continu de la géométrie et des forces, moments et efforts appliqués à 1 ' exosquelette 2 (accélération yi notamment) par exemple par calcul barycentrique pour une masse totale M rapportée au centre de gravité générale CDGM.
Le calculateur détermine à partir de ces données et de celles de poids des charges et/ou des outils ou bras 65 et de la géométrie de leur porte-à-faux, d'une part les commandes des moteurs de reprises des efforts et de déplacement des jambes et d'autre part et notamment le couple seuil et ainsi la distance d d'avancée d'une jambe par rapport à l'autre.
Plus précisément, en fonctionnement et en référence à la figure 9, 1 ' exosquelette 2 opère une première acquisition (étape 70) des paramètres direction du champ gravitationnel, i, βι ; xA, YA, ZA ; CDGi yi etc et en déduit (étape 2) un modèle géométrique et dynamique de 1 ' exosquelette avec calcul (étape 71) de la masse M totale rapportée au centre de gravité générale (CDGM) .
La connaissance de la direction du champ gravitationnel et des angles ι, βι permet de calculer l'apport de chaque élément de 1 ' exosquelette 2 à la stabilité et/ou au porte-à-faux.
Plus précisément, la connaissance de la position de 1 ' exosquelette 2 par rapport à la direction du champ gravitationnel permet d'affiner/corriger la loi de commande .
Les commandes générées par l'utilisateur 1 déterminant une accélération γί d'avancement des éléments de 1 ' exosquelette 2, bruitées ou non, calculent le couple exercé par le porte à faux et le compare au seuil limite également calculé, et détermine si une action des moyens de commande est requise par l'utilisateur 1 ou nécessaire à l'équilibre de 1 ' exosquelette 2 (étape 72) .
Si c'est le cas les moyens 21 d ' act ionnement sont alors commandés (étape 73) pour exercer les contre couples nécessaires à l'avance de la jambe 5,6 de la distance d calculée.
Puis le calculateur effectue une nouvelle acquisition (étape 74) des paramètres avec déduction alors d'un nouveau modèle géométrique et dynamique de 1 ' exosquelette avec re-calcul actualisé de la masse total M' rapporté au centre de gravité général CDGM (étape 75 ) . La loi de commande intègre alors les éléments correctifs pour l'équilibre et instruit les moyens 21 d ' actionnement en conséquence (étape 76).
Les étapes 72 à 76 sont réitérées (ligne 77) tant que le mouvement ou la stabilité de 1 ' exosquelette n'est pas terminée ou assurée.
Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où les énergies utilisées sont hydrauliques et/ou pneumatiques plutôt qu'électriques.

Claims

REVENDICATIONS
1. Exosquelette (2) de membres inférieurs comprenant deux jambes (5, 6) articulées agencées pour être couplées aux membres inférieurs (3, 4) d'un utilisateur (1), et un organe de liaison (7) entre les portions d'extrémité supérieure (8, 9) des jambes (5, 6) auxquelles il est articulé, propre à être positionné au niveau du bassin (14) de l'utilisateur (1), caractérisé en ce que il comporte des moyens (21) d ' actionnement des jambes articulées (5, 6) en fonction des mouvements de l'utilisateur (1), et en ce que l'organe de liaison (7) est entièrement situé à l'avant des portions d'extrémité supérieure des jambes (5, 6) articulées dans le sens de la marche.
2. Exosquelette selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de liaison (7) comprend une branche (15, 40) transversale de liaison entre les portions d'extrémité (8, 9) et de reprise des efforts de charge en forme de U ou sensiblement en forme de U dont les extrémités des parties latérales du U sont respectivement articulées aux portions d'extrémité supérieure des jambes.
3. Exosquelette selon la revendication 2, caractérisé en ce que la barre centrale du U est située entièrement devant les articulations à une distance D comprise entre 20 cm et 40 cm des axes d'articulations des portions d'extrémité supérieure des jambes.
4. Exosquelette selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe de liaison (7) est ajouré en sa partie centrale (42) pour permettre à l'utilisateur (1) de voir ses pieds en fonctionnement.
5. Exosquelette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de liaison (7) comporte une lame (41) flexible agencée pour coopérer directement ou indirectement et/ou en appui sur le ventre de 1 'utilisateur .
6. Exosquelette selon la revendication 5, caractérisé en ce que la lame (41) flexible d'appui sur le ventre est, au repos, à une distance d de la branche supérieure à 30 mm.
7. Exosquelette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les jambes (5,6) comportent chacune une cuisse (22) et un tibia (23) reliés par une articulation (20) dite de genoux agencée pour permettre une flexion/extension de la cuisse (22) et du tibia (23), les cuisses (22) étant quant-à-elles reliées en partie supérieure à l'organe (7) de liaison par les articulations (10, 11) au niveau de la hanche, et en ce que les moyens (21) d ' actionnement comportent des moteurs d ' actionnement (28 ; 37) au niveau des cuisses (22) pour actionner les articulations (20) de genoux et au niveau de l'organe (7) de liaison pour actionner les articulations (10, 11) au niveau de la hanche.
8. Exosquelette caractérisé en ce que les jambes articulées présentent en position de repos au niveau de l'articulation du genou un angle a compris entre 140° et 170°.
9. Exosquelette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte de plus des moyens (45) souples et amovibles de solidarisâtion avec la partie supérieure du corps de l'utilisateur.
10. Exosquelette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte un système de port de charge agencé pour porter une charge à l'aplomb et /ou à l'avant de l'organe (7) de liaison, comportant des capteurs (57) de détection de poids agencés pour transmettre des informations aux moyens (21) d ' actionnement et des moyens (58) de calculs pour générer via lesdits moyens (21) d ' actionnement un couple opposé au poids de la charge et/ou en ce que il comporte des éléments passifs agencés pour générer un couple entre le bassin et la ou les jambes (5, 6) d'appui, opposé au couple généré par ledit poids déterminé de la charge.
11. Exosquelette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte une plaque de support horizontal (59) agencée pour être adaptée à une ou plusieurs charges de poids différents.
12. Exosquelette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système d'outils propre à être manipulé par l'utilisateur (1) en partie supérieure, fixé de façon amovible à l'organe (7) de liaison.
13. Exosquelette selon la revendication 12, caractérisé en ce que le système d'outil comprend au moins un bras (65) articulé fixé sur l'organe (7) de liaison au droit de l'extrémité supérieure (8, 9) de l'une et/ou de l'autre des deux jambes (5,6) .
14. Exosquelette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe (7) de liaison ayant des extrémités latérales, 1 ' exosquelette (2) comporte de plus une ceinture (48) de soutien dorsale rigide ou semi- rigide complémentaire présentant une plaque (49) bombée centrale de soutien, et dont les extrémités de la ceinture (50) sont agencées pour être fixées de façon amovible sur lesdites extrémités (51) latérales de l'organe (7) de liaison.
15. Exosquelette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens générateurs d'énergie placée à l'arrière, par rapport au sens de la marche, de l'extrémité (8, 9) supérieure de la cuisse (22) et/ou de l'organe (7) de liaison.
16. Exosquelette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comprend des moyens (58) de calculs et de commande de son déplacement à partir de la position de ses différentes parties, de ses mouvements et du porte à faux du à l'organe et aux charges supportées.
17. Procédé de déplacement d'un objet par un utilisateur (1) muni d'un exosquelette (2) de membres inférieurs comprenant deux jambes (5,6) articulées agencées pour être couplées aux membres inférieurs (3, 4) d'un utilisateur (1), un organe (7) de liaison entre les extrémités (8, 9) supérieures des jambes (5,6) auxquelles il est articulé, propre à être positionné au niveau du bassin de l'utilisateur (1), caractérisé en ce que, 1 ' exosquelette comprenant des moyens (21) d ' actionnement des jambes (5,6) articulées en fonction des mouvements de l'utilisateur (1), et l'organe (7) de liaison étant entièrement situé à l'avant des portions d'extrémité supérieure des jambes (5,6) articulées dans le sens de la marche, l'utilisateur (1)
commande les moyens (21) d ' actionnement pour descendre l'organe (7) de liaison,
- charge et/ou accroche l'objet ou les objets à déplacer à la barre de liaison,
commande les moyens (21) d ' actionnement pour remonter l'organe (7) de liaison avec le ou les objets dans une position adaptée pour la marche,
- enfile 1 ' exosquelette (2) par l'arrière des jambes (5, 6) articulées,
et commande les moyens d ' actionnement pour descendre l'organe (7) de liaison et décharger le ou les objets.
18. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'utilisateur quitte 1 ' exosquelette (2) avant de descendre l'organe (7) de liaison muni du ou des objets.
19. Procédé selon l'une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce que la branche transversale
(40) de l'organe de liaison (7) est agencée pour être horizontale ou sensiblement horizontale pendant tout le mouvement de 1 ' exosquelette (2), à une distance D ≥ 10 cm des axes d'articulation des portions d'extrémité supérieure des jambes.
20. Procédé selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que 1 ' exosquelette (2) comprenant un outil et/ou bras (65) articulé monté sur l'organe de liaison (7) générant un porte-à-faux, - on détermine le couple généré par ledit porte-à- faux sur 1 ' exosquelette (2),
- si ledit couple est supérieur à une valeur seuil déterminée, - on acquiert la distance e de la jambe (6) dont l'extrémité supérieure est située au droit du montage dudit outil et/ou bras, en avant, par rapport à l'autre jambe,
- on détermine si la distance e de ladite jambe est suffisante pour assurer l'équilibre de 1 ' exosquelette calculée en fonction dudit couple, et
- on génère une instruction d'autorisation de déplacement de l'autre jambe si la distance e est suffisante.
EP15705665.6A 2014-01-29 2015-01-29 Exosquelette à port frontal et procédé d'utilisation d'un tel exosquelette Withdrawn EP3099451A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1450696A FR3016821B1 (fr) 2014-01-29 2014-01-29 Exosquelette a port frontal et procede d'utilisation d'un tel exosquelette.
PCT/FR2015/050209 WO2015114263A1 (fr) 2014-01-29 2015-01-29 Exosquelette a port frontal et procede d'utilisation d'un tel exosquelette.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3099451A1 true EP3099451A1 (fr) 2016-12-07

Family

ID=50877417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15705665.6A Withdrawn EP3099451A1 (fr) 2014-01-29 2015-01-29 Exosquelette à port frontal et procédé d'utilisation d'un tel exosquelette

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10391626B2 (fr)
EP (1) EP3099451A1 (fr)
FR (1) FR3016821B1 (fr)
WO (1) WO2015114263A1 (fr)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3044252B1 (fr) * 2015-11-30 2017-12-22 Robotiques 3 Dimensions Exosquelette pour assistance aux efforts horizontaux
FR3057484B1 (fr) * 2016-10-14 2018-11-30 Bmexo Dispositif portable de support de charge eloignee de la personne qui la porte
CN110303471B (zh) * 2018-03-27 2021-02-09 清华大学 助力外骨骼控制系统及控制方法
CN108436890A (zh) * 2018-06-01 2018-08-24 刘伟 一种压力交替传导式简易外骨骼
CN111249115A (zh) * 2020-01-20 2020-06-09 深圳市丞辉威世智能科技有限公司 外骨骼组件及下肢康复装置
CN113021314B (zh) * 2021-03-03 2023-03-21 宁波顶峰机器人有限公司 下肢外骨骼机器人
CN114888775B (zh) * 2022-04-24 2024-03-05 河北工业大学 一种适于快速拆卸的外骨骼
CN116872179B (zh) * 2023-07-17 2024-05-24 电子科技大学 一种基于深度摄像头的外骨骼机器人可行域参数分析系统

Family Cites Families (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3449769A (en) * 1966-06-27 1969-06-17 Cornell Aeronautical Labor Inc Powered exoskeletal apparatus for amplifying human strength in response to normal body movements
US3923166A (en) * 1973-10-11 1975-12-02 Nasa Remote manipulator system
FR2249997B1 (fr) * 1973-10-31 1979-03-09 Pomeret Jean Claude
USRE32213E (en) * 1974-09-16 1986-07-22 Equipment for use with hand held motion picture cameras
US4208028A (en) * 1974-09-16 1980-06-17 Garrett Brown Support apparatus
US4394075A (en) * 1976-06-28 1983-07-19 Garrett Brown Support apparatus
US4957320A (en) * 1988-08-31 1990-09-18 Trustees Of The University Of Pennsylvania Methods and apparatus for mechanically intelligent grasping
US5435515A (en) * 1992-09-15 1995-07-25 Garrett W. Brown Adustable, iso-elastic support apparatus
US5360196A (en) * 1992-09-15 1994-11-01 Garrett W. Brown Adjustable, iso-elastic support apparatus
US6207092B1 (en) * 1999-05-28 2001-03-27 K. Jabat, Inc. Process for making a drag shield for a power mower
US6666796B1 (en) * 1999-09-16 2003-12-23 Aerovironment, Inc. Walking assisting apparatus
CA2397935A1 (fr) * 2000-05-30 2001-12-06 Firma Ortopedyczna Medort S.A. Dispositif de rehabilitation permettant a des personnes souffrant d'une paresie au niveau des membres inferieurs de marcher
US7153242B2 (en) * 2001-05-24 2006-12-26 Amit Goffer Gait-locomotor apparatus
FR2839916B1 (fr) * 2002-05-22 2004-10-15 Agence Spatiale Europeenne Exosquelette pour bras humain, notamment pour des applications spatiales
US6764231B1 (en) * 2003-01-28 2004-07-20 Cory Shubert Body mounted camera support
US6923505B2 (en) * 2003-07-01 2005-08-02 The Regents Of The University Of California Ergonomically neutral arm support system
US7571839B2 (en) * 2004-05-19 2009-08-11 Hrl Laboratories, Llc Passive exoskeleton
US7445138B2 (en) * 2004-05-19 2008-11-04 Conrad Chu Passive exoskeleton
EP1845849B1 (fr) * 2005-01-18 2019-04-10 The Regents of The University of California Exosquelette des membres inferieurs
JP4178187B2 (ja) * 2005-01-26 2008-11-12 国立大学法人 筑波大学 装着式動作補助装置及び制御用プログラム
US20070123997A1 (en) * 2005-03-31 2007-05-31 Massachusetts Institute Of Technology Exoskeletons for running and walking
AU2006236579B2 (en) * 2005-04-13 2011-09-22 The Regents Of The University Of California Semi-powered lower extremity exoskeleton
KR101513450B1 (ko) * 2005-04-15 2015-04-21 가레트 더블유. 브라운 균형 지지 장치
JP4332136B2 (ja) * 2005-06-03 2009-09-16 本田技研工業株式会社 肢体アシスト装置および肢体アシストプログラム
JP2007130234A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 人体動作補助装置
CA2583107C (fr) * 2006-03-31 2011-09-13 Universite De Sherbrooke Actionneur differentiel a hautes performances pour taches a interaction robotique
US8849457B2 (en) * 2006-07-17 2014-09-30 Raytheon Company Contact displacement actuator system
US8801319B2 (en) * 2007-03-13 2014-08-12 Garrett W. Brown Biased hinge for equipoising support equipment
WO2008124025A1 (fr) * 2007-04-06 2008-10-16 University Of Delaware Orthèse électrique
WO2008129096A1 (fr) * 2007-04-23 2008-10-30 Golden Crab, S.L. Exosquelette de sécurité et de contrôle pour la pratique du ski
ES2418441T3 (es) * 2007-12-26 2013-08-13 Rex Bionics Limited Ayuda a la movilidad
EP2326288B1 (fr) * 2008-05-20 2016-04-20 Ekso Bionics, Inc. Dispositif et procédé pour diminuer une consommation énergétique d'une personne utilisant un exosquelette d'extrémités inférieures
CA2724062C (fr) * 2008-05-20 2019-11-26 The Regents Of The University Of California Dispositif et methode de reduction de la consommation d'oxygene d'une personne pendant une marche reguliere au moyen d'un exosquelette porteur de charge
US8152699B1 (en) * 2008-06-19 2012-04-10 Arrowhead Center, Inc. Apparatus and method for reduced-gravity simulation
US8731716B2 (en) * 2008-08-28 2014-05-20 Raytheon Company Control logic for biomimetic joint actuators
US20110082566A1 (en) * 2008-09-04 2011-04-07 Herr Hugh M Implementing a stand-up sequence using a lower-extremity prosthesis or orthosis
US8096965B2 (en) * 2008-10-13 2012-01-17 Argo Medical Technologies Ltd. Locomotion assisting device and method
US8142083B2 (en) * 2008-11-14 2012-03-27 Brown Garrett W Extendable camera support and stabilization apparatus
US8506180B2 (en) * 2008-11-14 2013-08-13 Garrett W. Brown Extendable camera support and stabilization apparatus
WO2010101595A1 (fr) 2008-12-18 2010-09-10 Berkeley Bionics Système de manipulation de matériau apte à être porté
US7922401B2 (en) * 2009-04-01 2011-04-12 Mckay Thomas L Camera rig with center-of-gravity correction system
EP2448540B1 (fr) * 2009-07-01 2019-04-24 Rex Bionics Limited Système de commande d'aide à la mobilité
KR101572852B1 (ko) * 2010-01-06 2015-12-01 삼성전자 주식회사 팔 보조 장치
JP6008836B2 (ja) * 2010-04-09 2016-10-19 ロッキード・マーチン・コーポレイションＬｏｃｋｈｅｅｄ Ｍａｒｔｉｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 携帯型荷吊り上げシステム
CN102811938B (zh) * 2010-04-09 2016-10-12 艾克索仿生技术公司 外骨骼负载处理系统及其使用方法
WO2012027336A1 (fr) * 2010-08-23 2012-03-01 The Regents Of The University Of California Système d'orthèse et procédés de commande d'exosquelettes
US9693926B2 (en) * 2010-09-27 2017-07-04 Vanderbilt University Movement assistance device
US9682006B2 (en) * 2010-09-27 2017-06-20 Vanderbilt University Movement assistance devices
US8474672B1 (en) * 2011-03-29 2013-07-02 Michael R. Keith Hiker's buddy apparatus for sharing with a hiker the carrying load of a backpack
US9719633B2 (en) * 2011-05-06 2017-08-01 Garrett W. Brown Exoskeleton arm interface
US20120292361A1 (en) * 2011-05-16 2012-11-22 Devaraj Thiruppathi Backpack exoskeleton
JP5986629B2 (ja) * 2011-06-10 2016-09-06 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 胴体支持外骨格装置及びその使用方法
WO2013035814A1 (fr) * 2011-09-06 2013-03-14 国立大学法人 和歌山大学 Dispositif robotique à assistance de puissance et procédé de commande de celui-ci
US8985878B2 (en) * 2011-10-17 2015-03-24 The Alba Group, Ltd. System for camera stabilization
US9095981B2 (en) * 2012-01-11 2015-08-04 Garrett W. Brown Load and torque resistant caliper exoskeleton
US20130228602A1 (en) * 2012-03-01 2013-09-05 Devaraj Thiruppathi Backpack wheel extension
WO2013155065A1 (fr) * 2012-04-09 2013-10-17 Fawcett John Christopher Veste de support
US9404618B2 (en) * 2012-04-15 2016-08-02 Garrett W. Brown Lifting extension mount assembly for equipoising arms
CN104582668A (zh) * 2012-06-15 2015-04-29 范德比尔特大学 行动辅助设备
JP5986445B2 (ja) * 2012-07-20 2016-09-06 国立大学法人九州大学 歩行用遊脚振子運動補助具およびアシスト力の制御方法
US8757900B2 (en) * 2012-08-28 2014-06-24 Chapman/Leonard Studio Equipment, Inc. Body-mounted camera crane
US20140100493A1 (en) * 2012-10-04 2014-04-10 Travis Craig Bipedal Exoskeleton and Methods of Use
US9662261B2 (en) * 2013-01-16 2017-05-30 Ekso Bionics, Inc. Fail-safe system for exoskeleton joints
WO2014138504A2 (fr) * 2013-03-06 2014-09-12 Udaya Sankar Devanaboyina Systèmes et procédés pour exercer une force sur des corps
EP2967959B1 (fr) * 2013-03-14 2022-04-27 Ekso Bionics, Inc. Interfaces machine-homme de communication à partir d'un dispositif orthétique de membres inférieurs
CA2902577C (fr) * 2013-03-14 2019-06-11 Ekso Bionics, Inc. Emplacements d'articulation de la hanche non anthropomorphiques pour des exosquelettes
US9855181B2 (en) * 2013-03-15 2018-01-02 Bionik Laboratories, Inc. Transmission assembly for use in an exoskeleton apparatus
US9675514B2 (en) * 2013-03-15 2017-06-13 Bionik Laboratories, Inc. Transmission assembly for use in an exoskeleton apparatus
US9808390B2 (en) * 2013-03-15 2017-11-07 Bionik Laboratories Inc. Foot plate assembly for use in an exoskeleton apparatus
US9421143B2 (en) * 2013-03-15 2016-08-23 Bionik Laboratories, Inc. Strap assembly for use in an exoskeleton apparatus
US20150025423A1 (en) * 2013-07-19 2015-01-22 Bionik Laboratories, Inc. Control system for exoskeleton apparatus
JP2016539775A (ja) * 2013-11-29 2016-12-22 レックス バイオニクス リミテッド 移動補助具
EP3083158B1 (fr) * 2013-12-16 2023-03-15 Massachusetts Institute of Technology Conception optimale d'un exosquelette ou d'une orthèse de membre inférieur
WO2015095459A1 (fr) * 2013-12-18 2015-06-25 Board Of Regents, The University Of Texas System Exosquelette robotisé de doigt
US20170143573A1 (en) * 2014-03-21 2017-05-25 Wandercraft Exoskeleton comprising a foot structure
EP3616671B1 (fr) * 2014-03-31 2021-06-02 Parker Hannifin Corporation Dispositif robotique vestimentaire
US9149938B1 (en) * 2014-04-11 2015-10-06 Harris Corporation Robotic exoskeleton with adaptive viscous user coupling
ES2575255B1 (es) * 2014-11-27 2017-04-06 Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) Exoesqueleto para asistencia al movimiento humano
JP6568226B2 (ja) * 2015-02-25 2019-08-28 エスアールアイ インターナショナルＳＲＩ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ フレックスグリップ
US10130547B2 (en) * 2015-02-26 2018-11-20 Rewalk Robotics Ltd. Exoskeleton device with sitting support and method of operation thereof
FR3034660B1 (fr) * 2015-04-07 2022-06-10 Wandercraft Exosquelette comprenant une liaison mecanique de cheville avec deux axes de pivotement
US10245204B2 (en) * 2015-09-11 2019-04-02 Ekso Bionics, Inc. Devices and methods for improving the utility of an exoskeleton mobility base
US20170156895A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 National Chiao Tung University Movement assistance system and method thereof
US9789023B1 (en) * 2016-09-29 2017-10-17 Lunghwa University Of Science And Technology Multi-function lower limb ambulation rehabilitation and walking assist device

Also Published As

Publication number Publication date
FR3016821B1 (fr) 2019-08-02
FR3016821A1 (fr) 2015-07-31
US20170001303A1 (en) 2017-01-05
WO2015114263A1 (fr) 2015-08-06
US10391626B2 (en) 2019-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3016821B1 (fr) Exosquelette a port frontal et procede d'utilisation d'un tel exosquelette.
EP3125848B1 (fr) Exosquelette comprenant une structure de pied
FR2716777A1 (fr) Membre d'interface pied-sol pour assister le travail musculaire d'un être humain.
EP3393731B1 (fr) Module de dos pour une structure d'exosquelette
EP3393727B1 (fr) Module d'epaule pour une structure d'exosquelette
EP3393730B1 (fr) Structure modulaire d'exosquelette pour l'assistance a l'effort d'un utilisateur
EP3393729B1 (fr) Structure d'exosquelette pour l'assistance a l'effort d'un utilisateur
FR3018681A1 (fr) Exosquelette comprenant une structure de bassin
FR3046744A1 (fr) Exosquelette avec jambes telescopiques a l’arriere.
KR20070102552A (ko) 보행 보조 장치
FR3002437A1 (fr) Dispositif de reeducation ambulatoire autonome
EP3393726A1 (fr) Structure modulaire d'exosquelette avec module de support de sac à dos
CN104800012B (zh) 基于计算机指令的电动轮椅调节装置
WO2018096175A1 (fr) Véhicule à gyropode
WO2016051081A1 (fr) Exosquelette avec porte outil centre et procédé d'utilisation d'un tel exosquelette
EP3302393A1 (fr) Articulation de membre inférieur pour la locomotion bipède
WO2005046941A2 (fr) Systeme d'exosquelette pour segment biologique a mouvement proportionnel et assemblage exosquelettique de tels systemes
KR101225100B1 (ko) 경사 각도 보정형 전동 휠체어
EP4153385A1 (fr) Exosquelette ameliore pour assistance aux efforts verticaux
FR3018680A1 (fr) Exosquelette comprenant un substitut a une cheville
EP3821953A1 (fr) Système d'exercice physique en réalité virtuelle
WO2018154253A1 (fr) Exosquelette ameliore pour assistance aux efforts horizontaux.
WO2023057727A1 (fr) Procede de mise en mouvement d'un exosquelette
FR3046743A1 (fr) Exosquelette avec jambes a articulation telescopique.
FR3018682A1 (fr) Exosquelette comprenant une structure de pied

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20160728

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20190801