FR3086860A1 - PROSTHETIC FOOT - Google Patents
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Abstract
Pied prothétique (1) comprenant une partie inférieure d'appui (la) présentant une face inférieure (F1) définissant une surface d'appui du pied prothétique sur le sol et une face supérieure (F2), le pied prothétique (1) comportant également une extension de connexion (lb) s'étendant depuis la partie inférieure d'appui (la) pour former une liaison mécanique entre cette partie inférieure d'appui (la) et un membre d'un sujet, cette extension de connexion (lb) présentant une face avant (F3) et une face arrière (F4) qui s'étendent de part et d'autre de l'extension de connexion (lb), le pied prothétique (1) présentant un contour fermé (C) s'étendant le long des faces avant (F3), supérieure (F2), inférieure (F1), et arrière (F4). Ce pied 1 comporte au moins un premier fil (31) s'étendant le long du contour fermé (C) et autour d'une zone de matière du pied prothétique qui forme un noyau (N).Prosthetic foot (1) comprising a lower support part (la) having a lower face (F1) defining a bearing surface of the prosthetic foot on the ground and an upper face (F2), the prosthetic foot (1) also comprising a connection extension (lb) extending from the lower support part (la) to form a mechanical connection between this lower support part (la) and a member of a subject, this connection extension (lb) having a front face (F3) and a rear face (F4) which extend on either side of the connection extension (lb), the prosthetic foot (1) having a closed contour (C) extending along the front (F3), upper (F2), lower (F1), and rear (F4) faces. This foot 1 comprises at least a first wire (31) extending along the closed contour (C) and around a zone of material of the prosthetic foot which forms a core (N).
Description
ARRIERE PLAN DS L' INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION
Il est connu, par exemple du document brevet US8366789, un pied prothétique comprenant une partie inférieure d'appui présentant une face inférieure et une face supérieure qui s'étendent de part et d'autre de laIt is known, for example from patent document US8366789, a prosthetic foot comprising a lower support part having a lower face and an upper face which extend on either side of the
extension de connexion s'étendant depuis la partie inférieure d'appui pour former une liaison mécanique entre cette partie inférieure d'appui et un membre d'un sujet.connection extension extending from the lower support part to form a mechanical connection between this lower support part and a member of a subject.
Cette extension de connexion présente une face avant et une face arrière qui s'étendent de part et d'autre de l'extension de connexion, ce pied prothétique présentant, dans un plan sagital , un contour fermé s'étendant le long de la face avant, de la face supérieure, de la face inférieure, et de la face arrière. Ce contour fermé est par exemple visible dans une coupe suivant un plan sagital (vertical) du pied prothétique alors que sa face inférieure est en appui sur le sol.This connection extension has a front face and a rear face which extend on either side of the connection extension, this prosthetic foot having, in a sagital plane, a closed contour extending along the face front, top side, bottom side, and back side. This closed contour is for example visible in a section along a sagital plane (vertical) of the prosthetic foot while its underside is resting on the ground.
Les pieds prothétiques ont besoin d'une résistance mécanique suffisante pour permettre à un sujet donné de se déplacer sans crainte de rupture du pied prothétique.Prosthetic feet need sufficient mechanical strength to allow a given subject to move without fear of rupture of the prosthetic foot.
Il est également souhaitable que le pied prothétique ait une taille et une forme adaptée au besoin du sujet.It is also desirable that the prosthetic foot has a size and a shape adapted to the need of the subject.
A cette fin, les fabricants de pieds prothétiques distribuent généralement des gammes de pieds prothétiques déclinés en plusieurs tailles / pointures et en plusieurs types de structures mécaniques.To this end, the manufacturers of prosthetic feet generally distribute ranges of prosthetic feet declined in several sizes / sizes and in several types of mechanical structures.
Chaque structure mécanique est adaptée à :Each mechanical structure is adapted to:
- une gamine de poids de sujets à appareiller ; et éventuellement- a weight girl of subjects to be fitted; and eventually
- à un besoin particulier de restitution d'énergie lors de la marche ou de la course.- a particular need for energy restitution during walking or running.
Ainsi, pour permettre la sélection d'un pied prothétique adapté à la taille et au poids du sujet, les gammes de pieds prothétiques doivent être déclinées en plusieurs tailles et éventuellement en plusieurs types de structures mécaniques.Thus, to allow the selection of a prosthetic foot adapted to the size and weight of the subject, the ranges of prosthetic feet must be declined in several sizes and possibly in several types of mechanical structures.
L'investissement financier et technique augmente avec la taille de la gamme ce qui peut pousser certains fabricants à ne décliner que peu de modèles de pieds prothétiques pour les tailles de pieds les moins diffusées.The financial and technical investment increases with the size of the range which can push some manufacturers to decline only a few models of prosthetic feet for the sizes of the least diffused feet.
Il y a donc un besoin d'améliorer la personnalisation des pieds prothétiques aux besoins du sujet a appareiller sans pour autant devoir augmenter le volume des stocks de pieds prothétiques.There is therefore a need to improve the customization of prosthetic feet to the needs of the subject to be fitted without having to increase the volume of prosthetic foot stocks.
OBJET DE L'INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION
Afin de résoudre certains au moins des problèmes précités, un objet de la présente invention est de fournir un pied prothétique et un procédé de fabrication d'un tel pied prothétique.In order to solve at least some of the above problems, an object of the present invention is to provide a prosthetic foot and a method of manufacturing such a prosthetic foot.
RESUME DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
A cette fin, il est proposé selon l'invention un pied prothétique comprenant une partie inférieure d'appui présentant une face inférieure et une face supérieure qui s'étendent de part et d'autre de la partie inférieure. La face inférieure définit une surface d'appui du pied prothétique sur le sol.To this end, a prosthetic foot is proposed according to the invention comprising a lower support part having a lower face and an upper face which extend on either side of the lower part. The underside defines a bearing surface of the prosthetic foot on the ground.
Le pied prothétique comporte également une extension de connexion s'étendant depuis la partie inférieure d'appui pour former une liaison mécanique entre cette partie inférieure d'appui et un membre d'un suiet.The prosthetic foot also has a connection extension extending from the lower support part to form a mechanical connection between this lower support part and a member of a support.
Cette extension de connexion présente une face avant et une face arrière qui s'étendent de part et d'autre de l'extension de connexion.This connection extension has a front face and a rear face which extend on either side of the connection extension.
Le pied prothétique présente un contour fermé s'étendant le long de la face avant, de la face supérieure, de la face inférieure, et de la face arrière.The prosthetic foot has a closed contour extending along the front face, the upper face, the lower face, and the rear face.
Le pied prothétique selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte au moins un premier fil s'étendant le long du contour fermé et autour d'une zone de matière du pied prothétique qui forme un noyau, c'est-à-dire un remplissage.The prosthetic foot according to the invention is essentially characterized in that it comprises at least one first wire extending along the closed contour and around an area of material of the prosthetic foot which forms a core, that is to say - say a fill.
Pour la compréhension de 1'invention, le terme contour fermé désigne une ligne continue fermée sur ellemême et située à l'intersection entre un plan de section et chacune des faces avant, supérieure, inférieure et arrière du pied prothétique.For the understanding of the invention, the term closed contour designates a continuous line closed on itself and situated at the intersection between a section plane and each of the front, upper, lower and rear faces of the prosthetic foot.
Par exemple, un contour fermé du pied prothétique est un contour continu fermé observable dans un plan de coupe vertical du pied prothétique passant par sa partie inférieure et par son extension de connexion, ce plan coupant chacune des faces avant, supérieure, inférieure et arrière du pied prothétique.For example, a closed contour of the prosthetic foot is a continuous closed contour observable in a vertical section plane of the prosthetic foot passing through its lower part and through its connection extension, this plane cutting each of the front, upper, lower and rear faces of the prosthetic foot.
Le fait d'avoir au moins un premier fil s'étendant le long du contour fermé (c'est-à-dire s'étendant le long des faces avant, arrière, inférieure et supérieure du pied prothétique) tout en étant autour d'une zone de matière du pied prothétique qui forme un noyau permet d'augmenter la résistance mécanique du pied prothétique.Having at least one first wire extending along the closed outline (i.e. extending along the front, back, bottom and top sides of the prosthetic foot) while being around a zone of material of the prosthetic foot which forms a core makes it possible to increase the mechanical resistance of the prosthetic foot.
Pendant la marche, la structure du pied prothétique travaille principalement en flexion avec une évolution dynamique des contraintes internes dans le pied prothétique.During walking, the structure of the prosthetic foot works mainly in flexion with a dynamic evolution of internal stresses in the prosthetic foot.
Plus on s'éloigne d'une ligne neutre de flexion courante et plus les contraintes mécaniques dans le pied prothétique augmentent.The further one moves away from a neutral line of current flexion, the more the mechanical stresses in the prosthetic foot increase.
Ainsi, les contraintes mécaniques maximales trouvent le long duThus, the maximum mechanical stresses are found along the
Comme ledit au moins un premier fil s'étend le long de contour il toujours une de pour reprendre lesAs the said at least one first wire extends along the outline, it always has one to take up the
Ceci évite l'apparition de zones de fissurationThis avoids the appearance of cracking zones
prothétique s'en trouve améliorée.prosthetic is improved.
Par ailleurs, comme le premier fil s'étend entre différentes zones du pied prothétique, il permet de répartir des efforts entre des zones du pied prothétique où il passe.Furthermore, as the first wire extends between different areas of the prosthetic foot, it allows forces to be distributed between areas of the prosthetic foot through which it passes.
Comme on le verra par la suite, le pied prothétique selon l'invention présente préférentiellement plusieurs fils répartis dans différentes couches parallèles entre elles et planes.As will be seen later, the prosthetic foot according to the invention preferably has several wires distributed in different layers which are parallel to one another and plane.
Chacun de ces fils s'étend le long de ce même contour fermé et confère ainsi les mêmes avantages que ceux conférés par ledit premier fil.Each of these wires extends along this same closed contour and thus confers the same advantages as those conferred by said first wire.
On peut ainsi choisir le nombre de ces fils, le nombre des couches et des caractéristiques mécaniques de chacun de ces fils pour adapter le pied prothétique à la taille et au poids du sujet ainsi qu'à sa manière de se déplacer.We can thus choose the number of these wires, the number of layers and mechanical characteristics of each of these wires to adapt the prosthetic foot to the size and weight of the subject as well as to his way of moving.
Les caractéristiques mécaniques de chacun de ces fils et leurs dispositions définissent la capacité du pied à se déformer ainsi que ses différentes raideurs et limites élastiques.The mechanical characteristics of each of these wires and their arrangements define the ability of the foot to deform as well as its different stiffnesses and elastic limits.
Selon un autre aspect, l'invention porte également sur un procédé de fabrication d'un pied prothétique selon l'un quelconque des modes de réalisation de pied prothétique selon l'invention.According to another aspect, the invention also relates to a method of manufacturing a prosthetic foot according to any one of the embodiments of prosthetic foot according to the invention.
Ce procédé de fabrication selon 1'invention est essentiellement caractérisé formation de couches success générer ledit noyau et ledit ledit au moins un premier contour fermé est déposé successives.This manufacturing process according to the invention is essentially characterized by the formation of successive layers generating said core and said at least one first closed contour being deposited successively.
Chacune des couches dépôt d'au moins un matériau au moins une couche voisine en ce qu'il comporte la lives permettant au moins de contour fermé, et en ce que fil qui s'étend le long du entre deux de ces couches successives est formée par i et elle prend appui contre de la succession de couches avec laquelle elle est solidarisée.Each of the layers depositing at least one material at least one neighboring layer in that it comprises the lives allowing at least of closed contour, and in that wire which extends along between two of these successive layers is formed by i and it is supported against the succession of layers with which it is secured.
Le fait de disposer ledit au moins un premier fil entre deux des couches successives permet d'une part de positionner chaque fil exactement à l'endroit souhaité dans le volume du pied prothétique tout en améliorant la cohésion mécanique entre chaque fil donné et le/les matériaux constitutifs de ces couches. Il est à noter que le fil s'étend dans une couche placée entre deux couches voisines.The fact of placing said at least one first wire between two of the successive layers makes it possible on the one hand to position each wire exactly at the desired location in the volume of the prosthetic foot while improving the mechanical cohesion between each given wire and the constituent materials of these layers. It should be noted that the wire extends in a layer placed between two neighboring layers.
On parvient ainsi à produire un pied prothétique conforme à un modèle mécanique virtuel prédéfini en trois dimensions.We thus manage to produce a prosthetic foot conforming to a virtual mechanical model predefined in three dimensions.
Le pied prothétique ainsi obtenu est conforme en termes de dimensions et de résistance mécanique par rapport au modèle virtuel prédéfini.The prosthetic foot thus obtained conforms in terms of dimensions and mechanical strength compared to the predefined virtual model.
Ce procédé permet aussi de personnaliser le pied prothétique aux besoins du sujet.This process also allows the prosthetic foot to be personalized to the needs of the subject.
On peut par exemple générer un modèle virtuel de pied prothétique adapté à des caractéristiques propres au sujet à appareiller et à un objectif de résistance mécanique de pied prothétique à atteindre.We can for example generate a virtual prosthetic foot model adapted to the characteristics of the subject to be fitted and a mechanical strength objective of the prosthetic foot to be achieved.
Puis, sur la base de ce modèle virtuel, on crée le pied prothétique en formant des couches successives les unes sur les autres et en intercalant des fils entre deux couches successives. Ces fils servent à augmenter la résistance mécanique du pied prothétique. Selon l'invention, l'un au moins de ces fils s'étend le long du contour fermé qui est le long de chacune desdites faces inférieure, supérieure, avant et arrière du pied prothétique.Then, on the basis of this virtual model, the prosthetic foot is created by forming successive layers on top of each other and by intercalating wires between two successive layers. These threads are used to increase the mechanical resistance of the prosthetic foot. According to the invention, at least one of these wires extends along the closed contour which is along each of said lower, upper, front and rear faces of the prosthetic foot.
On génère ainsi à la demande un pied prothétique présentant les caractéristiques précitées.A prosthetic foot having the above characteristics is thus generated on demand.
Au cours de la formation des couches successives, on peut aussi déposer des fils d'armature contre certaines de ces couches successives de manière que chacun des fils d'armature ainsi déposés se trouve pris entre deux de ces couches successives qui lui sont adjacentes et contre lesquelles il est en contact, certains au moins de ces fils d'armature se trouvant également pris à l'intérieur du noyau du pied prothétique ainsi formé.During the formation of successive layers, it is also possible to deposit reinforcing threads against some of these successive layers so that each of the reinforcing threads thus deposited is caught between two of these successive layers which are adjacent to it and against which it is in contact, at least some of these reinforcing wires also being taken inside the core of the prosthetic foot thus formed.
Chacune des couches successives peut aussi s'étendre dans un plan qui lui est propre et qui est perpendiculaires à plus ou moins 20° d'angle près vis-àvis d'un plan d'appui stable du pied prothétique défini par des points de la face inférieure du pied prothétique, ces couches successives étant parallèles entre elles.Each of the successive layers can also extend in a plane which is specific to it and which is perpendicular to more or less 20 ° of angle close to a stable support plane of the prosthetic foot defined by points of the underside of the prosthetic foot, these successive layers being parallel to each other.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will emerge clearly from the description given below, by way of indication and in no way limitative, with reference to the appended drawings, in which:
- Les figures 1 à 3 présentent des vues en coupe d'un pied prothétique selon l'invention dans des plans longitudinaux parallèles entre eux, on constate sur ces figures que l'arrangement des fils et la forme du noyau évolue en changeant de plan de coupe pour obtenir une structure filaire et un noyau en trois dimensions spécifiquement adaptée au besoin du sujet ;- Figures 1 to 3 show sectional views of a prosthetic foot according to the invention in longitudinal planes parallel to each other, it can be seen in these figures that the arrangement of the wires and the shape of the core evolves by changing the plane of section to obtain a wire structure and a three-dimensional core specifically adapted to the subject's needs;
- La figure 4 présente une vue en perspective du pied prothétique selon l'invention.- Figure 4 shows a perspective view of the prosthetic foot according to the invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Comme indiqué précédemment, l'invention porte sur un pied prothétique 1 illustré par les figures 1 à 4 . Bien que chacune des figures 1 à 3 présente une coupe d'un même pied prothétique, ces mêmes vues en coupesAs indicated previously, the invention relates to a prosthetic foot 1 illustrated by FIGS. 1 to 4. Although each of Figures 1 to 3 shows a section of the same prosthetic foot, these same views in section
de structures internes de pieds prothétiques, chaque structure interne comprenant un noyau N de forme souhaité, ce noyau étant entouré de fils s'étendant à la périphérie du pied. Le noyau peut être une structure pleine ou au contraire il peut présenter des vides qui peuvent être des cellules vides à parois rigides. Comme on le verra par la suite la forme de ces cellules peut varier et on peut par exemple avoir un noyau dont les cellules sont structurées pour former un nid d'abeilles.internal structures of prosthetic feet, each internal structure comprising a core N of desired shape, this core being surrounded by wires extending at the periphery of the foot. The nucleus may be a solid structure or, on the contrary, it may have voids which may be empty cells with rigid walls. As will be seen hereinafter, the shape of these cells can vary and we can for example have a nucleus whose cells are structured to form a honeycomb.
Chaque structure particulière est formée de couches successives entre lesquelles sont placés ces fils .Each particular structure is formed of successive layers between which these wires are placed.
Le pied prothétique est ainsi particulièrement adapté aux besoins du sujet à appareiller.The prosthetic foot is thus particularly suited to the needs of the subject to be fitted.
De manière plus détaillée, le pied prothétique 1 selon l'invention comprend une partie inférieure d'appui la présentant une face inférieure Fl et une face supérieure F2, ces faces Fl, F2 s'étendant de part et d'autre de la partie inférieure la.In more detail, the prosthetic foot 1 according to the invention comprises a lower support part presenting it with a lower face F1 and an upper face F2, these faces F1, F2 extending on either side of the lower part the.
La face inférieure Fl définit une surface d'appui du pied prothétique 1 sur le sol.The lower face F1 defines a bearing surface of the prosthetic foot 1 on the ground.
La surface d'appui du pied prothétique comporte au moins trois points d'appui PI, P2, P3 éloignés les uns des autres qui définissent ensemble un plan d'appui stable P du pied prothétique lorsque le pied prothétique est posé sur un sol plan avec sa face inférieure Fl en appui sur ce sol plan P.The support surface of the prosthetic foot comprises at least three support points PI, P2, P3 distant from each other which together define a stable support plane P of the prosthetic foot when the prosthetic foot is placed on a flat floor with its lower face Fl resting on this plane ground P.
Préférentiellement, la face inférieure Fl présente des première et seconde surfaces respectivement arrondies selon des premier et second arcs respectifs.Preferably, the lower face F1 has first and second surfaces respectively rounded according to respective first and second arcs.
Le premier de ces arcs s'étend depuis une arête avant du pied prothétique jusqu' à une zone milieu de la face inférieure Fl.The first of these arches extends from a front edge of the prosthetic foot to a middle region of the lower face F1.
Le second de ces arcs s'étend depuis cette zone milieu jusqu'à une arête arrière du pied prothétique.The second of these arches extends from this middle zone to a rear edge of the prosthetic foot.
Ces premier et second arcs sont bombés en direction du sol pour permettre un déplacement progressif des points de contact de la face inférieure Fl avec le sol.These first and second arcs are curved in the direction of the ground to allow a progressive displacement of the points of contact of the lower face F1 with the ground.
On limite ainsi les chocs lors de la marche.This limits shocks during walking.
Le pied prothétique 1 comporte également une extension de connexion 1b s'étendant depuis la partie inférieure d'appui la pour former une liaison mécanique entre cette partie inférieure d'appui la et un membre inférieur d'un sujet à appareiller.The prosthetic foot 1 also includes a connection extension 1b extending from the lower support part la to form a mechanical connection between this lower support part la and a lower member of a subject to be fitted.
Cette extension de connexion 1b présente une face avant F3 et une face arrière F 4 qui s'étendent de part etThis connection extension 1b has a front face F3 and a rear face F 4 which extend on either side
de surface supérieure lb2 sensiblement parallèle à la face inférieure Fl de la partie inférieure la.of upper surface lb2 substantially parallel to the lower face F1 of the lower part la.
Cette portion de surface supérieure lb2 est agencée pour supporter l'appui d'un appareillage d'un membre d'un sujet et ainsi servir zone de liaison mécanique pour relier le pied prothétique 1 au membre du sujet.This upper surface portion lb2 is arranged to support the support of an apparatus of a limb of a subject and thus serve as a mechanical connection zone for connecting the prosthetic foot 1 to the limb of the subject.
L'extension de connexion présente une portion terminale IblO qui s'étend depuis la portion de surface supérieure lb2 en se rapprochant de la face supérieure F2 de la partie inférieure la.The connection extension has an end portion IblO which extends from the upper surface portion lb2 while approaching the upper face F2 of the lower part la.
Cette portion terminale IblO de l'extension de connexion 1b présente une extrémité terminale Ibl qui se trouve en vis-à-vis de la face supérieure F2 de la partie inférieure la tout en étant à distance de cette face supérieure F2.This terminal portion IblO of the connection extension 1b has a terminal end Ibl which is located opposite the upper face F2 of the lower part 1 while being at a distance from this upper face F2.
Cette extrémité terminale Ibl est adaptée à venir buter contre la face supérieure F2 pour limiter une amplitude de flexion du pied prothétique autour d'axes parallèles à une direction principale de flexion D.This terminal end Ibl is adapted to abut against the upper face F2 to limit a bending amplitude of the prosthetic foot around axes parallel to a main bending direction D.
L'extrémité terminale ibl est adaptée à venir buter contre la face supérieure F2 en un point Pt de cette face supérieure F2 qui est situé à une distance d'une extrémité avant lalO du pied prothétique comprise entre 25% et 50% d'une longueur totale du pied prothétique mesurée entre une extrémité arrière la20 du pied prothétique et ladite extrémité avant lalO.The terminal end ibl is adapted to abut against the upper face F2 at a point Pt of this upper face F2 which is located at a distance from a front end lalO of the prosthetic foot between 25% and 50% of a length total of the prosthetic foot measured between a rear end la20 of the prosthetic foot and said front end lalO.
La position de ce supérieure F2 vers l'avant du et 50% de sa longueur, permet pour limiter l'amplitude force d'appui contre la limitée.The position of this upper F2 towards the front of the and 50% of its length, makes it possible to limit the amplitude of the pressing force against the limited.
Le positionnement l'avant du pied, à plus de usage dans une chaussure.Positioning the front of the foot, more use in a shoe.
Des perforations supérieure lb2 permettent de point Pt contre la face pied prothétique, entre 25% d'avoir un important couple flexion tout en ayant une face supérieure F2 qui reste de ce point d'appui Pt, à 25% de sa longueur, permet son lb3a, lb3b de la surface la fixation dudit appareillage de membre.Upper perforations lb2 allow point Pt against the prosthetic foot face, between 25% to have a large bending torque while having an upper face F2 which remains from this support point Pt, at 25% of its length, allows its lb3a, lb3b of the surface fixing said limb apparatus.
Ces perforations lb3a, lb3b traversent intégralement l'extension de connexion 1b et présentent chacune un lamage orienté vers la face supérieure F2 pour recevoir un insert ou une tête de vissage.These perforations lb3a, lb3b pass entirely through the connection extension 1b and each have a counterbore oriented towards the upper face F2 to receive an insert or a screwing head.
Il est également envisageable que ces perforations lb3a, lb3b soient définies pas un ou plusieurs inserts.It is also conceivable that these perforations lb3a, lb3b are defined by one or more inserts.
Par convention, la face arrière F4 recouvre cette zone de liaison et la face avant F3 s'étend depuis la zone de liaison qui forme une limite de la face arrière F4 jusqu'à la face supérieure F2.By convention, the rear face F4 covers this connection area and the front face F3 extends from the connection area which forms a limit from the rear face F4 to the upper face F2.
Préférentiellement, l'extension de connexion 1b présente un rayon de courbure qui va en se réduisant en s'éloignant de la face supérieure F2 et en allant vers l'une des perforations lb3b. Ceci permet d'avoir une évolution progressive et continue des contraintesPreferably, the connection extension 1b has a radius of curvature which is reduced by moving away from the upper face F2 and going towards one of the perforations lb3b. This allows to have a progressive and continuous evolution of the constraints
direction de la partie inférieure du pied prothétique.direction of the lower part of the prosthetic foot.
Le pied prothétique 1 présente un contour fermé C s'étendant le long de la face avant F3, de la face supérieure F2, de la face inférieure Fl, et de la face arrière F4.The prosthetic foot 1 has a closed contour C extending along the front face F3, the upper face F2, the lower face F1, and the rear face F4.
Ce contour fermé C est observable dans chaque plan de coupe qui passe simultanément par la face avant F3, la face supérieure F2, la face inférieure Fl, et la face arrière F4.This closed contour C can be observed in each cutting plane which passes simultaneously through the front face F3, the upper face F2, the lower face Fl, and the rear face F4.
Comme on le comprend des figures 1 à 4, le contour fermé C est une limite externe du oied prothétique qui passe successivement par la face avant F3, puis par une portion avant de la face supérieure F2, puis par la face inférieure Fl, puis par une portion arrière de la face supérieure F2, puis par la face arrière F4 (où se trouve la zone de liaison) pour revenir sur la face avant F3. Le pied prothétique 1 selon l'invention comporte au moins un premier fil 31 s'étendant sur toute sa longueur le long du contour fermé C, c'est à dire le long de chacune des faces Fl, F2, F3, F4 tout en étant à distance de ce contour fermé C.As can be understood from FIGS. 1 to 4, the closed contour C is an external limit of the prosthetic oied which passes successively through the front face F3, then through a front portion of the upper face F2, then through the lower face F1, then through a rear portion of the upper face F2, then via the rear face F4 (where the connection zone is located) to return to the front face F3. The prosthetic foot 1 according to the invention comprises at least a first wire 31 extending over its entire length along the closed contour C, that is to say along each of the faces F1, F2, F3, F4 while being away from this closed contour C.
Cet au moins un premier fil 31 s'étend également tout autour d'une zone de matière du pied prothétique qui forme un noyau N. Ainsi, le pied prothétique selon l'invention est une pièce monolithique sur laquelle peut se fixer un appareillage formant une interface entre le pied prothétique et la jambe du sujet.This at least one first wire 31 also extends all around a zone of material of the prosthetic foot which forms a core N. Thus, the prosthetic foot according to the invention is a monolithic part on which an apparatus forming a interface between the prosthetic foot and the subject's leg.
Lorsqu'un appui est exercé sur l'extension de connexion 1b en direction de la face inférieure Fl, sous l'effet de la flexion, certaines zones du pied prothétique sont alors sollicitées en traction.When pressure is exerted on the connection extension 1b in the direction of the lower face F1, under the effect of bending, certain zones of the prosthetic foot are then stressed in traction.
Des portions du premier fil qui se trouvent dans ces zones sollicitées en traction reprennent alors une partie de ces efforts et limitent le risque d'apparitionPortions of the first wire which are in these areas subjected to tensile stress then take up part of these efforts and limit the risk of occurrence
N, il favorise aussi la cohésion mécanique du pied prothétique autour de son noyau N.N, it also promotes the mechanical cohesion of the prosthetic foot around its nucleus N.
Pour maximiser l'effet de renforcement mécanique, chaque portion du premier fil 31 se trouve à distance vis-à-vis du contour fermé C, cette distance non nulle étant strictement inférieure à 10 mm et préférentiellement inférieure à 5 mm.To maximize the mechanical reinforcement effect, each portion of the first wire 31 is at a distance from the closed contour C, this non-zero distance being strictly less than 10 mm and preferably less than 5 mm.
Préférentiellement, ledit premier fil 31 comporte plusieurs fibres longues, c'est-à-dire des fibres de plusieurs centimètres le long. Préférentiellement ces fibres du premier fil s'étendent sur toute la longueur du premier fil.Preferably, said first wire 31 comprises several long fibers, that is to say fibers of several centimeters along. Preferably, these fibers of the first wire extend over the entire length of the first wire.
L'usage de fibres longues qui s'étendent en longueur le long du contour fermé C permet d'augmenter la résistance mécanique du pied protéique 1 en limitant le risque de rupture du premier fil 31.The use of long fibers which extend in length along the closed contour C makes it possible to increase the mechanical resistance of the protein foot 1 while limiting the risk of breaking the first wire 31.
Préférentiellement, le premier fil 31 est disposé pour former dans au moins un premier plan Psi perpendiculaire à plus ou moins 20° d'angle près vis-àvis du plan d'appui stable P, au moins une première ligne L1 recourbée sur elle-même et s'étendant sur toute sa longueur le long du contour fermé C.Preferably, the first wire 31 is arranged to form in at least one first plane Psi perpendicular to more or less 20 ° of angle close to the stable support plane P, at least one first line L1 curved on itself and extending over its entire length along the closed contour C.
Sur toute sa longueur, ladite au moins une première ligne recourbée L1 s'étend à distance dudit contour fermé C.Over its entire length, said at least one first curved line L1 extends at a distance from said closed contour C.
Préférentiellement, cette au moins une première ligne recourbée L1 s'étend le long d'au moins 90% d'une longueur totale du contour fermé C.Dans un mode de réalisation, il peut être envisagé que ladite première ligne L1 recourbée sur elle-même qui s'étend dans le premier plan Psi y forme plusieurs spires Bl, B2, B3, B4 préférentiellement concentriques les unes par rapport aux autres.Preferably, this at least one first curved line L1 extends along at least 90% of a total length of the closed contour C. In one embodiment, it can be envisaged that said first line L1 curved on it- same which extends in the foreground Psi forms there several turns Bl, B2, B3, B4 preferentially concentric with respect to each other.
En réalisant plusieurs spires coplanaires à l'aide d'un même fil 31, on augmente grandement la capacité de reprise d'efforts de traction le long du contour fermé.By producing several coplanar turns using the same wire 31, the capacity for taking up tensile forces along the closed contour is greatly increased.
Selon un mode de réalisation éventuellement complémentaire du précédent, il peut être envisagé que le pied prothétique comporte au moins un deuxième fil 32 distinct du premier fil 31, ce deuxième fil 32 comportant plusieurs fibres.According to an embodiment possibly complementary to the previous one, it can be envisaged that the prosthetic foot comprises at least one second wire 32 distinct from the first wire 31, this second wire 32 comprising several fibers.
Comme illustré sur la figure 1, ce deuxième fil 32 peut être utilisé pour former dans ledit premier plan Psi, au moins une seconde ligne L2 recourbée sur ellemême et s'étendant d'une part le long dudit contour fermé C et d'autre part autour de la zone de matière du pied prothétique qui forme un noyau N.As illustrated in FIG. 1, this second wire 32 can be used to form in said first plane Psi, at least one second line L2 curved on itself and extending on the one hand along said closed contour C and on the other hand around the area of material of the prosthetic foot which forms a core N.
Ce deuxième fil 32 permet de renforcer les effets de résistance mécanique apportés par le premier fil 31.This second wire 32 makes it possible to reinforce the effects of mechanical resistance provided by the first wire 31.
Préférentiellement, les fibres qui composent le deuxième fil 32 sont aussi des fibres longues.Preferably, the fibers that make up the second thread 32 are also long fibers.
Idéalement, les première et seconde lignes LI, L2 formées avec les premier et deuxième fils 31, 32 sont espacées l'une de l'autre dans l'intégralité dudit premier plan Psi.Ideally, the first and second lines LI, L2 formed with the first and second wires 31, 32 are spaced from one another in the entirety of said first plane Psi.
Ceci permet d'avoir une zone de matière continue entre ces lignes LI, L2 pour relier entre elles des parties du pied prothétique situées de part et d'autre du premier plan Psi.This makes it possible to have a zone of continuous material between these lines LI, L2 to connect together parts of the prosthetic foot located on either side of the foreground Psi.
vis du plan d'appui stable P, au moins une deuxième ligne recourbée sur elle-même et s'étendant le long du contour f e rmé C.screw of the stable support plane P, at least one second line curved on itself and extending along the closed contour C.
En d'autres termes, le premier fil peut être utilisé pour réaliser d'une part la première ligne L1 enroulée autour du noyau de matière dans le premier plan Psi et d'autre part la deuxième ligne enroulée autour du novau N de matière dans le deuxième -plan Ps2.In other words, the first wire can be used to produce on the one hand the first line L1 wound around the core of material in the first plane Psi and on the other hand the second line wound around the new material N in the second plan Ps2.
Suivant ce mode de réalisation, le même premier fil est utilisé, sans discontinuité, pour réaliser des lignes recourbées planes dans des plans sensiblement parallèles entre eux (à plus ou moins 20° d'angle).According to this embodiment, the same first wire is used, without discontinuity, to produce flat curved lines in planes substantially parallel to one another (at more or less 20 ° angle).
Chacune de ces lignes est formée autour d'un même noyau N qu'elle entoure et le long et à l'intérieur du contour fermé C. Ces deux lignes recourbées planes sont reliées entre elles par au moins une portion du premier fil qui s'étend entre les plans Psi, Ps2 contenant ces lignes recourbées.Each of these lines is formed around the same core N which it surrounds and along and inside the closed contour C. These two flat curved lines are connected together by at least a portion of the first wire which s extends between the Psi planes, Ps2 containing these curved lines.
Alternativement à ce mode où le premier fil forme des boucles dans plusieurs plans Psi, Ps2, il est possible, que ceAlternatively to this mode where the first wire forms loops in several Psi, Ps2 planes, it is possible that
Préférentiellement, le premier fil 31 s'étend exclusivement (uniquement) dans le premier plan Psi, les extrémités terminales Tl, T2 de ce premier fil 31 se trouvant dans ce premier plan Psi. Dans ce cas, ladite première ligne recourbée L1 formée dans ce premier plan Psi forme au moins une spire et des portions de ce premier fil qui se chevauchent.Preferably, the first wire 31 extends exclusively (only) in the first plane Psi, the terminal ends T1, T2 of this first wire 31 being in this first plane Psi. In this case, said first curved line L1 formed in this first plane Psi forms at least one turn and overlapping portions of this first wire.
Par convention, les extrémités des fils qui suivent le contour fermé sont représentées par des points de diamètres supérieurs au fil. Bien entendu chaque extrémité d'un fil donné est de même diamètre que ce fil.By convention, the ends of the wires which follow the closed contour are represented by points of diameters greater than the wire. Of course each end of a given wire is of the same diameter as this wire.
Préférentiellement, les extrémités terminales Tl, T2 dudit premier fil 31 sont situées dans la portion terminale IblO et elles sont écartées l'une de l'autre d'au plus 1 centimètre.Preferably, the terminal ends T1, T2 of said first wire 31 are located in the terminal portion IblO and they are spaced from each other by at most 1 centimeter.
En limitant l'écartement entre les extrémités du premier fil à au plus 1 centimètre, on apporte une solution pour éviter un chevauchement de ce premier fil sur lui-même tout en limitant le risque d'amorce de rupture au niveau des extrémités de ce premier fil.By limiting the spacing between the ends of the first wire to at most 1 centimeter, a solution is provided to avoid overlapping of this first wire on itself while limiting the risk of incipient breakage at the ends of this first wire.
Préférentiellement, dans chacun des modes de réalisation de l'invention, on fait en sorte crue les extrémités des fils (par exemple les extremit.es des premier et second fils) qui forment des lignes recourbées qui s'étendent le long du contour fermé et autour du noyau de matière soient :Preferably, in each of the embodiments of the invention, the ends of the wires (for example the ends of the first and second wires) are made raw which form curved lines which extend along the closed contour and around the core of matter are:
- a plus grande proximité de la face avant F3 que de la face arrière F4 ; et- closer to the front face F3 than to the rear face F4; and
- à plus grande proximité de la face supérieure F2 que de la face inférieure Fl.- closer to the upper face F2 than to the lower face Fl.
Ces extrémités terminales des fils se trouvent, ainsi dans des zones du pied prothétique subissant le moins de contrainte mécanique lors de la marche normale.These end ends of the wires are thus located in areas of the prosthetic foot which undergo the least mechanical stress during normal walking.
Préférentiellemen comme illustré sur la figurePreferably as illustrated in the figure
2, l'extension de connexion présente au moins un troisième fil 33 disposé exclusivement entre deux desdites perforations lb3a, lb3b et formant une boucle fermée dans un plan de section longitudinal de ces deux perforations lb3a, lb3b.2, the connection extension has at least a third wire 33 disposed exclusively between two of said perforations lb3a, lb3b and forming a closed loop in a plane of longitudinal section of these two perforations lb3a, lb3b.
Ce troisième fil 33 renforce localement la zone de liaison avec l'appareillage du sujet.This third wire 33 locally strengthens the connection zone with the subject's apparatus.
Le nombre de fils s'étendant le long du contour fermé C dans un ou plusieurs plans est variable en fonction des caractéristiques mécaniques du pied que l'on souhaite obtenir.The number of wires extending along the closed contour C in one or more planes is variable depending on the mechanical characteristics of the foot that one wishes to obtain.
comme on le voit sur les figures 1 et 2, le prothétique peut aussi comporter plusieurs fils d'armature 40 qui s'étendent dans un ou plusieurs desdits plans Psi, Ps2, Ps3 perpendiculaires à plus ou moins 20° d'angle près vis-à-vis d'un plan d'appui stable P.as seen in FIGS. 1 and 2, the prosthesis can also include several reinforcing wires 40 which extend in one or more of said planes Psi, Ps2, Ps3 perpendicular to more or less 20 ° angle near vis- with respect to a stable support plane P.
Ces fils d'armature 40 sont disposés en zigzags avec des portions courbes de changement de direction et des portions droites reliées entre elles par ces portions courbes. Les portions droites de chaque fil d'armature donné formant ces zigzags sont préférentiellement parallèles entre elles.These reinforcing wires 40 are arranged in zigzags with curved portions for changing direction and straight portions connected together by these curved portions. The straight portions of each given reinforcing wire forming these zigzags are preferably parallel to one another.
Préférentiellement les portions droites d'un fil d'armature donné sont orientées suivant une direction de flexion maximale à laquelle ce fil d'armature doitPreferably, the straight portions of a given reinforcing wire are oriented in a direction of maximum bending to which this reinforcing wire must
uns des autres en termes de matériaux ou en termes de sections des fibres constitutives de ces fils ou en termes d'agencements des fibres dans ces fils.of each other in terms of materials or in terms of sections of the fibers constituting these threads or in terms of arrangements of the fibers in these threads.
Ainsi, les fibres du fil d'armature 40 peuvent différer des fibres du premier fil 41 en termes de matériau et/ou de diamètre moyen de fibre et/ou de longueur moyenne de fibre et/ou d'agencement des fibres dans le fil.Thus, the fibers of the reinforcing wire 40 may differ from the fibers of the first wire 41 in terms of material and / or average fiber diameter and / or average fiber length and / or arrangement of the fibers in the wire.
Typiquement chaque fil du pied prothétique est constitué de fibres choisies dans le groupe de fibres comprenant des fibres de verre, des fibres de carbone, des fibres de kevlar.Typically each thread of the prosthetic foot consists of fibers chosen from the group of fibers comprising glass fibers, carbon fibers, kevlar fibers.
Pour fabriquer un pied prothétique selon l'invention, à l'aide d'un outillage de fabrication additive, on forme une pluralité de couches successives.To manufacture a prosthetic foot according to the invention, using an additive manufacturing tool, a plurality of successive layers is formed.
contour fermé C.closed contour C.
Ces couches sont préférentiellement, dans un même matériau et elles présentent une même épaisseur.These layers are preferably made of the same material and they have the same thickness.
A l'aide d'un outillage de dépôt de fils et pendant la formation de la pluralité de couches successives, on dépose chacun des dits fils pour que chaque fil donné se trouve dans au moins un plan s'étendant entre deux des couches successives qui lui correspondent.Using a wire deposition tool and during the formation of the plurality of successive layers, each of said wires is deposited so that each given wire is in at least one plane extending between two of the successive layers which match him.
Les fils 31,32, 40 sont préférentiellement déposés à l'aide d'une tête ou plusieurs têtes mobiles déplacées par des actionneurs d'un automate / un robot exécutant un programme de fabrication établi en fonction d'un modèle virtuel de pied à fabriquer.The wires 31, 32, 40 are preferably deposited using a head or several movable heads moved by actuators of an automaton / robot executing a manufacturing program established according to a virtual model of foot to be manufactured .
Chaque tête mobile est alimentée en fil(s) depuis un stock de fil (s) relié à la tête.Each movable head is supplied with wire (s) from a stock of wire (s) connected to the head.
Il est aussi envisageable qu'une même tête servant au dépôt de fil(s) soit également équipée d'une ou plusieurs buses de distribution de matière(s) pour la création des couches successives, la même tête réalisant ainsi les deux opérations de dépôt de fil et de fabrication de couches.It is also conceivable that the same head used for depositing wire (s) is also equipped with one or more material distribution nozzles for the creation of successive layers, the same head thus performing the two deposition operations. yarn and diaper manufacturing.
La matière distribuée pour fabriquer une couche est par exemple une résine durcissable comme une résine thermoplastique. Cette matière peut se présenter sous la forme d'un fil de matière à fondre ou de particules de matière à fondre et à distribuer via une buse d'extrusion.The material distributed to manufacture a layer is for example a curable resin such as a thermoplastic resin. This material can be in the form of a wire of material to be melted or particles of material to be melted and to be distributed via an extrusion nozzle.
Chaque couche peut présenter des zones creuses ceEach layer may have hollow areas which
31, 32, 33, 40 soient préformés suivant un ou plusieurs arrangements types prédéterminés et qu'après avoir formé une couche donnée, on positionne ce ou ces fils préformés directement sur cette couche donnée avant de former la couche suivante.31, 32, 33, 40 are preformed according to one or more predetermined standard arrangements and that after having formed a given layer, this or these preformed wires is positioned directly on this given layer before forming the next layer.
Ainsi, l'outil pour le dépôt du fil pourrait être un simple bras de préhension de fil préformé.Thus, the tool for depositing the wire could be a simple arm for gripping preformed wire.
On peut aussi envisager que le dépôt du fil se fasse dans des conditions favorisant son adhésion sur la couche qui le supporte. Par exemple, ce fil pourrait être déposé sur une couche encore en fusion ou recouverte d'une colle.It is also conceivable that the deposition of the wire takes place under conditions favoring its adhesion to the layer which supports it. For example, this wire could be deposited on a layer still in fusion or covered with an adhesive.
Alternativement, il est envisageable que le dépôt d'une nouvelle couche sur un fil déjà positionné sur une couche précédemment formée soit réalisé de manière à emprisonner ce fil entre ces deux couches tout en le soudant / collant à chacune de ces deux couches.Alternatively, it is conceivable that the deposition of a new layer on a wire already positioned on a previously formed layer is produced so as to trap this wire between these two layers while welding / bonding it to each of these two layers.
Bien que les vues en coupes des figures 1, 2 et 3Although the sectional views of Figures 1, 2 and 3
de ces plans de coupe.of these cutting plans.
Claims (18)
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