Domaine de l'invention

L'invention concerne un dispositif mécanique et ergonomique, auto réglable, ayant pour effet l'allégement des charges dorsales ou autres charge appliquée sur le dos, les lombaires et les épaules. L'invention consiste également a crée une décompression des vertèbres. L'invention se présente par un système de ceinture lombaire à emmagasinement d'énergie physique et corporelle sans un apport extérieur d'énergie.

Etat de la technique Les douleurs dorsales sont récurrentes dans notre société moderne. Les mauvaises postures, le surpoids corporel les charges trop lourdes et maies portées, viennent systématiquement endommager la structure musculaire et osseuse dorsale. Que cela soit pour des tâches domestiques ou professionnelles, la blessure dorsal nous guette tous et peut survenir à tout moment.La raison principale des contraintes physiques exercées sur le rachis est l'effet de levier anatomique. L'effet de levier se déclenche lors du mouvement de penchement en provoquant Une forte pression qui vient écrasée les vertèbres les une contre les autres. Ci cette écrasement est parfaitement droit alors cette l'équilibre des forces induit une répartition des contraintes sur l'ensemble du système vertébrale. Au contraire un écrasement des vertèbres non rectiligne concentre tout l'effort sur une petite partie du rachis. L'écrasement et telle que les structures molles situés entre les vertèbres ne résistent pas a la pression et se trouvent détérioré celons différentes pathologies induisant des douleurs parfois insurmontables. L'idée est donc de réduire les forces qui convergent vers les vertèbres dans nos mouvements et activités quotidiennes. Le constat est clair, plus la charge induite sur le dos est faible plus la prévention d'accident dorsal sera grande. Il existe plusieurs solutions de soutien lombaire, notamment les ceintures de compression lombaire qui maintiennent une stabilité du rachis. Les ceintures d'aide à la posture, qui par leurs rigidités limitent les mouvements pouvant entraîner une blessure. Les ceintures qui renduisent le pois du tronc dorsal mécaniquement ou pneumatique .Cela dit, malgré que ces procédés parviennent pour certains à réduire la charge de la partie supérieur du corps celons différentes techniques ils ne sont généralement pas compatible pour une réduction numérique des forces appliquées sur la zone lombaire et ne provoque pas une décompression des vertèbres du rachis et des vertèbres dorsales.

Résumé de l'invention

Le but de l'invention est de proposer une ceinture lombaire rassemblant toutes les actions caractéristiques d'une ceinture lombaire toute en l'additionnant à un système dont la structure est capable de réduire la charge et crée une décompression sur les muscles lombaires et les vertèbres du rachis.

Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à une ceinture lombaire composée d'éléments mécaniques, de fibres textile, élastiques et ergonomiques et d'un emplacement spécifique de l'axe pivot du dispositif. Le dispositif est constitué d'un châssis qui contient des éléments d'emmagasinement des forces élastiques ; celui-ci vient buter sur la colonne vertébrale. Du châssis émane Deux éléments levier de transfère d'énergie courbé, venant des lombaires contournent de part et d'autres le bassin vers les cuisses afin de diffuser la force sur le muscle.

La ceinture ce fixe au corps par le ceinturon lombaire à proprement dit, ainsi qu'a deux sangles thoracique semi rigides avec une raideur sur le plan vertical du dispositif et flexible sur le plan horizontal. Les dites sangles sortent des omoplates et viennent se fixer au niveau de la poitrine en passant sous les aisselles.

L'invention concerne une série de dispositifs qui mis ensembles permettent de réduire la pression du poids du tronc dorsal sur les vertèbres lombaire, mais aussi le poids de toute charge ou vêtement technique supplémentaire porté par l'utilisateur au niveau du thorax. Plus précisément, l'invention se rapporte à un dispositif de maintien dorsal à récupération d'énergies par vecteur de force élastiques à mémoire dé forme réglable manuellement.

L'invention consiste à la récupération d'énergie gravitationnelle induite par la masse du tronc dorsal de l'utilisateur. Cette force est acquise l'ord du mouvement de penchement de l'utilisateur elle est automatiquement restituer lord du redressement au niveau tronc et des aisselles. Cette force agis sur le tronc au travers de deux vecteurs, verticale et linéaire libérant le rachis des contraintes.

Présentation des dessins

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit êtres lue en regard des figures annexés parmi lesquelles :

> La FigurelA ,lB ,1C représente de manière schématique, en vue de face, de dos et en vue de profile un utilisateur équipé de la ceinture lombaire conformément à une première configuration possible de l'invention.

> La figure 2 représente de manière schématique en vue de face la ceinture lombaire.

> La figure 3 représente de manière schématique en vue de dos de la ceinture lombaire.

> La figure 4 représente de manière schématique en vue de profile la ceinture lombaire.

La figure 5A 5B 5C représente une série de vue en coupe du tri axe en deux configurations.

La figure 6 représente une vue en perspective de la ceinture lombaire avec les spécificités du choix de l'axe pivot centrale.

> La figure 7 A 7B représente en plan sagittal le schéma du déplacement spatial des axes pivot du corps et du mécanisme de la ceinture.

> La figure 8 représente le schéma cinématique en plan sagittal du mécanisme de la ceinture en rapport avec l'action du corps e l'utilisateur en position debout > La figure 9 représente le schéma cinématique en plan sagittal du mécanisme de la ceinture en rapport avec l'action du corps de l'utilisateur en position penché

> La figure 10 représente le schéma cinématique des pièces de l'ossature interne de la ceinture lombaire.

Descriptif détaillé d'un mode de réalisation

L'invention concerne une ceinture lombaire de réduction de charge dorsal .l'invention utilise un transfère d'énergie d'emmagasinement élastique du tronc aux cuisses sans pression sur le rachis et avec une dépression vertical sur les vertèbres.

Sur les figures 1 à 4 sont présentés les différents éléments composant la ceinture et leurs positionnements sur l'utilisateur.

Les figures 6 et 7 concernent la cinématique des éléments mécaniques qui induisent à l'inventivité de la ceinture.

Comme illustré sur les figures 1, 2, 3,4 La ceinture lombaire se fixe au corps dans sa partie lombaire par une sangle abdominale 3 constituée d'un ensemble de lanières en tissue élastique avec des extrémités auto-adhésives mal femelle 33 et 34. La sangle abdominale 3 a pour effet de stabiliser solidement la structure à l'utilisateur.

Dans sa partie thoracique la fixation ce fait par une sangle 2 rigide et matelassée sous les aisselles via un coussin en mousse silicone à mémoire de forme 201. Le raccord de la sangle 2 forme une charnière souple en polymère semi rigide elle maintien une raideur sur le plan verticale du dispositif tout en restant flexible sur le plan horizontal. La sangle thoracique 2 a également pour effet de maintenir la ceinture parallèle à la colonne vertébrale, en empêchant la charnière située entre les vertèbres lombaire et-thoracique de pivoter.

La sangle 2 est fixée à l'extrémité supérieure d'une structure en colonne dorsale qui fait office de châssis 1. Le châssis 1 est l'élément central du dispositif. Ce dit châssis 1 flexible et matelassé dans sa surface intérieure par une couche de textile matelassé, épouse et amorti les formes et mouvements du dos.

Le châssis 1 contient dans sa face en contacte avec le dos de l'utilisateur une zone centrale à filet anti-transpiration thermorégulateur 102.

Une deuxième zone de contact en tissue antidérapante 101 en gomme-silicone ou toute autre matières à surface antidérapante, contourne le filet anti-transpiration 102 pour mieux agripper aux vêtements de l'utilisateur.

Le châssis 1 dans sont extrémité inférieure s'élargie, permettant une plus grande zone de contact au niveau du lombaire afin de mieux repartir les forces de pressions au niveau du bas lombaire. L'élargissement du châssis au niveau lombaire permet d'augmenter la surface d'adhérence du tissue antidérapant 101.

Le châssis 1 contient en son centre une armature tubulaire 12 qui serre de point d'appuis centrale à toute la ceinture lombaire. L'armature tubulaire 12 longe la colonne vertébrale, des omoplates à l'extrémité supérieure, au Sacrum à l'extrémité inférieur du châssis 1.

Au niveau supérieur de L'armature tubulaire 12, un axe pivot 9 offre une rotation limitée dans l'axe de la flexion. Cette rotation permet une légère courbure de l'armature tubulaire entre la Charnière Lombaire et Thoracique et les omoplates. L'armature tubulaire 12 se termine dans son extrémité inférieur par un module trie axial 5 en forme de T inversé. Deux bras rotatif courbés 6 émanent de celui-ci en contournant le bassin et les hanches pour venir buter sur les cuisses au travers d'un module rotatif concave 7.

Celons la figure 5A, 5B, 5C .le module triaxial 5 se compose de trois axes pivot à colonne Bl B2 B3. Les trois axes forment un accouplement maie femelle rotatif et coulissant sur palier lisse 51 avec les bras articulés courbés 6. Les bras articulés 6 émanent des deux axes horizontaux Bl et B2 du module triaxial 5. L'armature tubulaire 12 forme un accouplement rotatif et coulissant mal femelle sur palier lisse avec l'axe pivot B3 qui émane de L'axe vertical du module triaxial 5.

Les paliers lisses 51 permettent le coulissement G H des bras articulés courbés 6 sur les axes pivot Bl et B2. Le déplacement G H provoque un élargissement de la structure au niveau de la zone du bassin et des hanches. Cet élargissement latéral permet une adaptation automatique et naturelle à la physionomie de l'utilisateur. Le troisième axe vertical Bl fixé sur l'armature tubulaire 12 offre au châssis 1 le mouvement de rotation vertical permettant une rotation gauche droite du dos de l'utilisateur. Dans la Figure 6 Les bras articulés courbés 6 sont reliés en manchon mal femelle a leur axe pivot Bl et B2 cité en figure 5A 5B et 5C. Leurs courbure, sur deux plans leurs permettent d'émaner directement du bas lombaire ou ce trouve le module tri axial 5 et de contourner le bassin de l'utilisateur afin de se positionner sur la face avant des cuisses de l'utilisateur. Les bras articulés 6 sont télescopiques par le biais du raccord 61 permettant le réglage en longueur selon la morphologie de l'utilisateur.

Comme cité plus haut Le point de contacte des bras articulés 6 sur les cuisses est constitué de deux modules rotatifs concave 7 posés respectivement sur les cuisses. Les deux modules rotatifs concave 7 font office de roue qui ce déplacent sur les cuisses lords des mouvements de penchement de l'utilisateur.la forme concave de ces roues épouse l'arrondie des cuisses.

Le châssis 1 comprend les éléments d'emmagasinement des forces 10 : soit tous éléments ou dispositifs aux propriétés élastiques ou à mémoire de forme : ressort de tout type élastomères de tout type et fibre flexible de tout type. Cet élément élastique 10 est fixé aux deux rallonges d'excentricité 11 elles même fixées de manière rigide aux bras articulés 6.

L'élément élastique 10 maintient en position post tendue les deux bras articulés 6 par le biais de l'élément de réglage de tension 9. les deux bras articulés 6 se dirigent du bas lombaire et viennent buter sur les cuisses de l'utilisateur. La force élastique permet de maintenir ensemble les éléments de structure autour du module tri axial 5 .l'élément élastique 10 permet aussi par sa force élastique de freiner le coulissement latérale des bras articulés 6. Se coulissement même qui permet l'ajustement de la taille.

L'action de l'élément élastique 10 maintient également l'armature tubulaire 12 au module tri axes.

Dans la Figure 7 A la posture droite de l'utilisateur révèle L'emplacement au niveau du bas lombaire de l'axe pivot B. cette axe pivot est relatif au module triaxial 5 représenté dans la figure 5 et 6. Dans cette figure les axes pivot de la ceinture lombaire sont en position de repos mécanique avant leur déplacement dans l'axe angulaire RI lords de l'action de ce penché.

Dans la figure 7B l'utilisateur en position penché, à déplacer dans un mouvement satellitaire (rl) le point de rotation B du module tri axial autour de l'axe de rotation du col du fémur A.

L'axe du Cole du fémur A est la charnière de pivotement naturelle du corps humain pendant le penchement.

L'emplacement de l'axe pivot A du col du fémur ainsi que l'emplacement dorsale de l'axe pivot B relatif au module triaxial de la ceinture provoque par la rotation rl un déplacement spatial de l'axe pivot B vers B' et cela autour de la charnière A.

Figure 8 et 9 dans l'action de se pencher La tension des bras articulés 6 se trouve graduellement augmentée.

Un rapprochement spatial angulaire du dos vers les cuisses se produit. Les modules rotatifs concaves 7 placés sur les cuisses appliquent une force de résistance F représenté par la force statique des cuisses dans notre schéma cinématique. Cette résistance induit une rotation r2 du châssis par rapport au bras articulés 6 sur l'axes pivot B .Les bras articulés viennent appliquer une force qui étire par un effet de levier l'élément élastique 10 .cette effet de levier est obtenu par les deux rallonges d'excentricité 11 rattachés a l'élément l'élastique 10.

Les rallonges d'excentricité représenté par B C constituent la partie opposée des bras articulés représentés par 7 B .l'ensemble ayant comme point d'appuis de levier l'axe pivot B.

La tension des éléments élastiques obtenue par l'action de se pencher, est représenté par l'extension élastique st st', elle est la source de la force qui permettra a la ceinture de fournir sur le corps l'effort voulue au coure du mouvement de penchement de l'utilisateur.

Une post-tension de l'élément élastique s t représenté par son extension s s' permet d'augmenter et de diminuer la force générée par l'élément élastique. Cette variabilité de tension permet à la ceinture lombaire de s'adapter au pois thoracique de l'utilisateur. Le serrage de L'élément de post tension 9, étire l'élément élastique s t dans une limite d'étirement spatial relative à l'extension maximal de l'armature tubulairel2 et des rallonges d'excentricité ll.cette limite d'étirement de l'élément élastique s t est représenté par le segment s'- l'. L'éléments de post tension 9, réglable, peut être à sangle auto-serrante ou a vis. Lord du mouvement de penchement, le déplacement spatial dans l'axe rl du module triaxial représenté par l'axe pivot B autour de l'axe charnière A a pour effet de créé un levier transverse sur l'ensemble du dispositif. Comme décrit plus haut, lord du mouvement de penchement le raccord dorsal Z relatif aux sangles thoraciques induit un pivotement r2 de la structure par rapport au bras articulés. Le point d'appuis W des modules rotatifs 7 crée une résistance Fl par rapport aux cuisses .le point d'appuis w ce déplace de manière linéaire du point M en position debout de l'utilisateur au point L en position de penchement. L'élément élastique applique une force qui converge en deux sens. Celui ci provoque une remontée verticale F3 et une poussée horizontale F2 du châssis.

En position penchée Les sangles placées sous les creux axillaires et représenter par le raccord Z sont rigides dans l'axe de la force F2. Les sangles se déplacent vers l'avant suivant l'axe F2. Le raccord Z permet aussi de déplacer le thorax dans l'axe de force F 3 réduisant le pois du thorax .Dans la pratique Les sangles viennent buter contre les creux axillaires et poussent le tronc vers l'avant créant une dépression F4 F5 sur les vertèbres lombaire V. Le filet antidérapant décrit en figure 2 vient stabiliser l'ensemble du mouvement. L'ensemble de ces actions crée ainsi une dépression sur le rachis, sur l'ensemble des vertèbres thoracique mais aussi sur le muscle lombaire.

Dans la Figure 10A 10B l'ossature interne de la ceinture lombaire forme un assemblage mécanique reposant sur des éléments pivotants et coulissants. Sont architecture repose sur une symétrie axial dans l'axe y.

L'axe y représente l'axe de la colonne vertébrale. La particularité de cette structure repose sur l'élément triaxial 5 qui permet selon les axes pivot Bl B2 B3 raccordés en un seul point central situé dans la jonction des axes x et y, de transformer la structure en un élément modulable dans l'espace pouvant s'adapter a tous les mouvements du corps humain même les plus complexes . Le module pivot triaxial 5 permet une liberté de mouvement des jambes et de la colonne vertébrale. Les modules rotatifs concaves 7 se déplacent sur les jambes. Les axes coulissant 61 s'adaptent à la taille de l'utilisateur mais aussi au rallongement spatial induit par le déplacement du module triaxial. Ont remarque une Independence dans le mouvement des trois éléments qui constituent la structure.