Arrière-plan de l'invention

La présente invention a pour objet un exosquelette motorisé pour une main. Elle trouve en particulier une application pour le rétablissement de la préhension manuelle pour un utilisateur souffrant d'un handicap complet ou partiel de l'un et/ou l'autre de ses membres supérieurs, et plus particulièrement de l'une et/ou l'autre de ses mains, par exemple à la suite d'un accident ou d'une maladie.

On connaît des prothèses de main motorisées qui permettent à un utilisateur de retrouver la possibilité de saisir un objet. Ces prothèses nécessitent habituellement l'amputation du membre défaillant, la prothèse étant ensuite fixée sur le moignon formé à l'extrémité du bras ou de l'avant-bras.

L'équipement de telles prothèses nécessite donc des opérations chirurgicales particulièrement lourdes, et se révèlent en outre traumatisantes pour le patient.

On connaît également des exosquelettes motorisés pour une main. Un tel dispositif est en particulier proposé par le document US 2015/190 246, qui décrit un exosquelette motorisé pour un main comprenant une structure digitale pour entourer les différentes phalanges d'un doigt, des câbles s'étendant sur les faces intérieure et extérieure du doigt et étant reliés à des moteurs par l'intermédiaire de poulies, l'actionnement de l'un ou l'autre des moteurs permettant alternativement de faire passer le doigt d'une position repliée dans laquelle les phalanges sont inclinées les unes par rapport aux autres, à une position dépliée, dans laquelle les phalanges sont sensiblement alignées les unes avec les autres.

Dans la suite de la description, on désignera par « face intérieure » de la main la face comprenant sa paume, et par « face extérieure », la face opposée à la face intérieure, c'est-à-dire le revers de la main.

Par extension, dans la suite de la description, on désignera par « partie intérieure » d'un élément la partie de l'élément s'étendant en regard d'une portion de la face intérieure de la main, et par « partie extérieure » d'un élément, la partie dudit élément s'étendant en regard d'une portion de la face extérieure de la main.

Un tel dispositif connu de l'art antérieur, s'il permet à l'utilisateur de retrouver une capacité de préhension sans l'amputer du membre supérieur concerné, est particulièrement complexe.

En outre, il présente un poids significatif du fait, en particulier, de la présence de moteurs distincts devant être actionnés pour passer de l'une à l'autre des positions repliée et dépliée ; le poids du dispositif vient alors s'ajouter au poids de la main que l'utilisateur en situation de handicap doit déjà soutenir, ce qui nuit au confort d'utilisateur du dispositif. Un tel exosquelette n'est donc pas totalement satisfaisant. Objet et résumé de l'invention

La présente invention a pour but de résoudre, parmi d'autres, les insuffisances décrites plus haut des exosquelettes motorisés existants, en proposant un exosquelette motorisé fiable, léger, permettant à son utilisateur de saisir des objets efficacement et qui soit de construction et d'utilisation aisée.

Ce but est atteint par le fait que l'invention porte sur un exosquelette motorisé pour une main comprenant :

au moins une première structure digitale articulée pour entourer un premier doigt de la main, la première structure digitale comportant au moins un élément de phalange distal et un élément de phalange intermédiaire pour entourer une première et une seconde phalanges dudit premier doigt, mobiles l'un par rapport à l'autre et ayant chacun une partie intérieure et une partie extérieure ;

un système motorisé comportant au moins un moteur ;

un premier câble reliant l'élément de phalange distal et l'élément de phalange intermédiaire et monté coulissant sur la partie intérieure de l'élément de phalange intermédiaire, le premier câble ayant une première extrémité fixée à l'élément de phalange distal et une seconde extrémité reliée au système motorisé, de manière que l'actionnement du moteur exerce une tension sur le premier câble pour faire pivoter l'élément de phalange intermédiaire par rapport à l'élément de phalange distal, grâce à quoi on fait passer le premier doigt dans une position repliée dans laquelle les première et seconde phalanges sont sensiblement inclinées l'une par rapport à l'autre ; un dispositif de support métacarpien pour être disposé en regard du métacarpe de la main ; et

- un premier moyen élastique reliant l'élément de phalange distal et l'élément de phalange intermédiaire et monté coulissant sur la partie extérieure de l'élément de phalange intermédiaire, le premier moyen élastique ayant une première extrémité fixée à l'élément de phalange distal et une seconde extrémité fixée au dispositif de support métacarpien, de manière que le premier doigt prend automatiquement une position dépliée dans laquelle les première et seconde phalanges sont sensiblement alignées l'une avec l'autre lorsque le moteur n'exerce pas de tension sur le premier câble. La présence d'au moins un élément de phalange distal et un élément de phalange intermédiaire permet d'incliner l'une par rapport à l'autre au moins deux phalanges du doigt équipé de la première structure digitale, de manière à reproduire les mouvements naturels du premier doigt grâce auxquels l'utilisateur peut saisir un objet.

La présence du système motorisé auquel est reliée l'une des extrémités du premier câble permet de pallier le dysfonctionnement de la main de l'utilisateur, pouvant être, par exemple, d'origine neurologique ou musculaire.

La mise en tension du premier câble par l'actionnement du système motorisé permet de faire passer le premier doigt de la position dépliée à la position repliée ; le premier moyen élastique, pour sa part, permet de faire passer automatiquement le premier doigt de la position repliée à la position dépliée et permet ainsi d'alléger le poids de l'exosquelette motorisé selon la présente invention par rapport aux exosquelettes motorisés connus de l'art antérieur.

L'invention est déclinée ci-après dans une série de variantes de réalisation, qui peuvent être considérées seules ou en combinaison avec une ou plusieurs des précédentes.

Avantageusement, l'exosquelette comporte en outre :

- un capteur myoélectrique pour être fixé sur un muscle fonctionnel de l'utilisateur, le capteur myoélectrique étant configuré pour émettre des signaux en fonction des contractions dudit muscle ; et

un dispositif de contrôle configuré pour actionner le moteur en fonction des signaux émis par le capteur myoélectrique.

De manière avantageuse, le capteur myoélectrique est configuré pour être fixé sur un muscle de l'avant-bras à partir duquel s'étend la main de l'utilisateur.

Le capteur myoélectrique et le dispositif de contrôle permettent de commander l'actionnement du système motorisé en fonction des contractions du muscle sur lequel est fixé ledit capteur, de manière à reproduire les mouvements naturels de la main de l'utilisateur.

De préférence, le système motorisé comporte en outre un dispositif de vis à billes, la seconde extrémité du premier câble étant reliée au dispositif de vis à billes.

Le dispositif de vis à billes permet de convertir un mouvement de rotation en sortie du moteur en un mouvement de translation grâce auquel une tension peut être exercée sur le premier câble, pour faire passer le doigt de la position dépliée à la position repliée. Avantageusement, l'exosquelette comporte en outre un dispositif de support carpien pour être disposé en regard du carpe de la main, le système motorisé étant fixé audit dispositif de support carpien.

Le dispositif de support carpien permet de maintenir le poignet de l'utilisateur dans le prolongement de son avant-bras, tout en contribuant à la compacité de l'exosquelette.

De manière avantageuse, l'exosquelette comporte en outre une structure de pouce pour être montée sur le pouce de la main.

La structure de pouce contribue à la reproduction de la fonction de préhension de la main, une pince pouvant ainsi être formée entre le premier doigt équipé de la première structure digitale, et le pouce équipé de la structure de pouce.

De préférence, la structure de pouce est articulée, et comporte au moins un élément de phalange distal et un élément de phalange intermédiaire, pour multiplier les possibilités d'objet pouvant être saisis par la main.

Alternativement, la structure de pouce comporte une orthèse statique, un objet saisi par la main de l'utilisateur pouvant être maintenu entre ladite orthèse statique et le premier doigt disposé dans la position repliée.

Avantageusement, l'élément de phalange distal comporte un capuchon distal configuré pour recouvrir l'extrémité distale du premier doigt.

Le capuchon distal contribue à la solidité du montage de l'élément de phalange distal sur le premier doigt, et, par suite, contribue à la fiabilité du fonctionnement de l'exosquelette.

De manière avantageuse, la première structure digitale comporte en outre un capteur de force configuré pour émettre des signaux en fonction de la pression et des contraintes de cisaillement exercées par la première structure digitale sur un objet.

De préférence, le capteur de force est disposé sur le capuchon distal de l'élément de phalange distal.

Le capteur de force et sa coopération avec le dispositif de contrôle permettent d'ajuster l'actionnement du moteur en fonction de la pression et des contraintes de cisaillement exercées par la première structure digitale sur un objet. Le capteur de force est ainsi configuré pour, entre autres, ne pas augmenter la pression exercée sur un objet en fonction des signaux émis par le capteur de force, une telle augmentation risquant de détériorer ledit objet. Le capteur de force permet ainsi de reproduire les variations de pression exercées par une main valide, et l'ajustement de la pression exercé en fonction, entre autres, de la résistance de l'objet saisi par la main. Avantageusement, l'exosquelette comporte en outre un dispositif de réglage configuré pour régler la tension du premier moyen élastique.

De manière avantageuse, le dispositif de réglage est disposé sur le dispositif de support métacarpien.

Le dispositif de réglage permet ainsi d'ajuster l'élasticité de l'exosquelette, de manière à s'adapter à chacun des utilisateurs destinés à être équipés. En outre, la présence du dispositif de réglage sur le dispositif de support métacarpien permet un réglage aisé, par exemple par la deuxième main de l'utilisateur ou par un tiers.

De préférence, l'exosquelette comporte en outre :

au moins une deuxième structure digitale articulée pour entourer un deuxième doigt de la main, la deuxième structure digitale comportant au moins un élément de phalange distal et un élément de phalange intermédiaire pour entourer une première et une seconde phalanges dudit deuxième doigt, mobiles l'un par rapport à l'autre et ayant chacun une partie intérieure et une partie extérieure ;

un deuxième câble reliant l'élément de phalange distal et l'élément de phalange intermédiaire de la deuxième structure digitale et monté coulissant sur la partie intérieure de l'élément de phalange intermédiaire, le deuxième câble ayant une première extrémité fixée à l'élément de phalange distal et une seconde extrémité reliée au système motorisé ;

un deuxième moyen élastique reliant l'élément de phalange distal et l'élément de phalange intermédiaire de la deuxième structure digitale et monté coulissant sur la partie extérieure de l'élément de phalange intermédiaire, le deuxième moyen élastique ayant une première extrémité fixée à l'élément de phalange distal et une seconde extrémité fixée au dispositif de support métacarpien ;

un moyen de guidage palmaire configuré pour permettre la coulissement des premier et deuxième câbles entre les première et deuxième structures digitales et le système motorisé.

La présence de la deuxième structure digitale, du deuxième câble et du deuxième moyen élastique permet d'équiper un deuxième doigt de la main de l'utilisateur, et ainsi d'encore augmenter les possibilités de préhension offertes par l'exosquelette.

En outre, le moyen de guidage palmaire permet aux premier et deuxième câbles d'être coulissés de manière indépendante l'un de l'autre, sans risque de croisement ou de frottement, ce qui compromettrait le fonctionnement de l'exosquelette. Il ne compromet pas non plus la préhension d'objets entre les premier et deuxième doigts, d'une part, et la paume de la main, d'autre part.

Avantageusement, au moins l'un des éléments pris parmi l'élément de phalange distal et l'élément de phalange intermédiaire comporte une pièce annulaire ayant au moins une première gorge configurée pour guider le coulissement d'au moins l'un des éléments pris parmi le premier câble et le premier moyen élastique.

La présence de la première gorge facilite le coulissement du premier câble et/ou du premier moyen élastique, et, par suite, facilite le fonctionnement de l'exosquelette.

En outre, la présence de la première gorge ne compromet pas la compacité du dispositif, ni n'augmente son poids.

De manière avantageuse, l'élément de phalange intermédiaire comporte une pièce annulaire, une fente latérale étant formée dans ladite pièce annulaire.

La présence de la fente latérale permet au pli de matière digitale, qui se forme par exemple lorsque le premier doigt passe de la position dépliée à la position repliée, de ne pas exercer une pression significative contre la face interne dudit élément de phalange intermédiaire, une telle pression compromettant le confort d'utilisation de l'exosquelette.

En outre, la fente latérale limite les contacts avec les autres doigts, éventuellement équipés d'une structure digitale du même type, de tels contacts, outre les nuisances sonores qu'ils peuvent générer, risquant de fragiliser l'exosquelette.

De préférence, le dispositif de support métacarpien comporte une première saillie digitale s'étendant dans la direction dudit premier doigt.

La première saillie digitale améliore la coopération et la stabilité du positionnement du dispositif de support métacarpien sur le métacarpe de la main, et contribue également à l'efficacité de la fonction de préhension reproduite par l'exosquelette.

Avantageusement, la première saillie digitale comporte une gorge longitudinale configurée pour guider le coulissement du premier moyen élastique.

La gorge longitudinale contribue ainsi à la fiabilité de l'exosquelette, et limite les risques que le premier moyen élastique soit accroché à un objet, au cours de l'utilisation de l'exosquelette.

Selon un deuxième mode de réalisation, l'exosquelette comporte au moins un premier gant ayant une première enveloppe ayant des portions de support, l'élément de phalange distal et l'élément de phalange intermédiaire comportant des portions de support de ladite première enveloppe. L'utilisation du premier gant permet d'améliorer l'adaptabilité de l'exosquelette à la main de l'utilisateur, tout en contribuant à la compacité du dispositif.

Avantageusement, la première enveloppe comporte des parties d'articulation disposées entre les portions de support, lesdites parties d'articulation étant configurées pour permettre aux première et deuxième phalanges du premier doigt d'être inclinées l'une par rapport à l'autre.

Les parties d'articulation contribuent ainsi à l'efficacité du fonctionnement de l'exosquelette, et à sa capacité à reproduire la fonction de préhension.

En outre, elles ne compromettent pas sa facilité de production et de montage sur la main de l'utilisateur.

De manière avantageuse, l'exosquelette comporte des moyens de guidage agencés sur la première enveloppe et configurés pour guider le coulissement d'au moins l'un des éléments pris parmi le premier câble et le premier moyen élastique.

Les moyens de guidage contribuent, de la même manière que la première gorge formée dans la pièce annulaire de l'un des éléments de phalange du premier mode de réalisation de l'exosquelette selon la présente invention, à la fiabilité du fonctionnement de l'exosquelette, le premier câble et/ou le premier moyen élastique ne risquant pas d'être accroché, voire arraché, au cours de l'utilisation de l'exosquelette. Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière complète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemple non limitatifs et en référence aux dessins annexés suivants sur lesquels :

- les figures 1 et 2 représentent schématiquement des vues en perspective, respectivement des faces extérieure et intérieure d'une main équipée d'un premier exemple d'exosquelette selon la présente invention ;

la figure 3 représente schématiquement une partie du premier exemple d'exosquelette selon la présente invention ;

- les figures 4 et 5 représentent schématiquement des vues en coupe d'un doigt équipé d'une structure digitale du premier exemple d'exosquelette, respectivement dans une position dépliée et dans une position repliée ;

les figures 6 et 7 représentent schématiquement les faces extérieure et intérieure d'une main équipée du premier gant d'un second exemple d'exosquelette selon la présente invention ; et les figures 8 et 9 représentent schématiquement les faces extérieure et intérieure d'une main équipée du second gant du second exemple d'exosquelette selon la présente invention. Description détaillée de l'invention

Les figures 1 à 5 représentent un premier mode de réalisation d'exosquelette 10 motorisé pour une main selon la présente invention.

L'exosquelette 10 comporte quatre structures digitales 12 configurées pour entourer quatre doigts distincts de la main, en l'espèce, l'index, le majeur, l'annulaire et l'auriculaire d'une main droite.

Tel que représenté sur les différentes figures, par exemple et de manière non limitative, les structures digitales 12 configurées pour entourer les différents doigts de la main présentent des caractéristiques identiques, aux possibles différences de dimensionnement près, de sorte que, par souci de simplification dans la suite de la description, les éléments relatifs à la portion de l'exosquelette 10 entourant un doigt de la main s'appliqueront, de manière indifférente, à chacun des autres doigts configurés pour être entourés par la structure digitale 12. On pourrait cependant bien évidemment concevoir, et sans sortir du cadre de la présente invention, un exosquelette 10 dont seuls certains des quatre doigts précités seraient entourés par une structure digitale 12, et/ou des structures digitales 12 présentant des composants sensiblement différents d'un doigt à un autre.

L'exosquelette comporte également une structure de pouce 14. Par exemple et de manière non limitative, la structure de pouce 14 comporte une orthèse statique.

On pourrait bien évidemment concevoir, et sans sortir du cadre de la présente invention, un exosquelette 10 comportant une cinquième structure digitale 12 articulée pour entourer le pouce de la main.

L'exosquelette 10 comporte par ailleurs un dispositif de support métacarpien 16, configuré pour être disposé en regard du métacarpe de la main, et un dispositif de support carpien 18, configuré pour être disposé en regard du carpe de la main.

Tel que représenté sur les différentes figures, et plus particulièrement sur la figure 3, chacune des structures digitales 12 de l'exosquelette 10 comporte un élément de phalange distal 20 configuré pour entourer la phalange distale d'un doigt, ladite phalange distale étant usuellement désignée sous le terme de phalangette.

Chacune des structures digitales 12 comporte par ailleurs un premier et un deuxième éléments de phalange intermédiaires 22, 24 configurés pour entourer les phalanges du doigt disposées entre la phalangette et le métacarpe de la main. Plus précisément, le premier élément de phalange intermédiaire 22 est configuré pour entourer la phalange intermédiaire, ou phalangine, alors que le deuxième élément de phalange intermédiaire 24 est configuré pour entourer la phalange proximale.

Les éléments de phalange 20, 22, 24 comportent chacun une partie intérieure, recouvrant une partie de la face intérieure du doigt, et une partie extérieure, recouvrant une partie de la face extérieure du doigt.

Par ailleurs, les éléments de phalange 20, 22, 24 présentent chacun une face interne, disposée en regard de leur phalange respective, et une face externe, opposée à la face externe.

L'élément de phalange distal 20 comporte un capuchon distal 26 configuré pour recouvrir l'extrémité du doigt, et une pièce annulaire 28 entourant au moins partiellement la phalangette du doigt.

Tel que représenté en particulier sur la figure 3, la pièce annulaire 28 de l'élément de phalange distal 20 comporte une gorge intérieure 30 et une gorge extérieure 32, formées respectivement dans les parties intérieure et extérieure de l'élément de phalange distal 20, et dont l'utilité apparaîtra plus clairement par la suite.

Les premier et deuxième éléments de phalange intermédiaires 22, 24 comportent également chacun une pièce annulaire 34, 36 dans chacune desquelles sont également formées une gorge intérieure 38, 39 et une gorge extérieure 40, 43, les gorges intérieures 38, 39 et extérieures 40, 43 étant plus précisément formées respectivement dans les parties intérieure et extérieure des premier et deuxième éléments de phalange intermédiaires 22, 24.

Les pièces annulaires 34, 36 des éléments de phalange intermédiaire 22, 24 comportent par ailleurs une fente latérale 41, 45.

Le dispositif de support métacarpien 16 comporte une structure extérieure 42 configurée pour recouvrir au moins en partie la face extérieure du métacarpe de la main.

Tel que représenté en particulier sur la figure 3, la structure extérieure 42 du dispositif de support métacarpien 16 présente une forme en V, la concavité de la structure extérieure 42 étant configurée pour suivre le profit de la face extérieure du métacarpe.

La structure extérieure 42 comporte par ailleurs deux extrémités latérales 44, 46 configurées pour entourer une portion de la main ; par exemple et de manière non limitative, les extrémités latérales 44, 46 sont configurées pour recouvrir respectivement une portion latérale de l'index et de l'auriculaire.

Le dispositif de support métacarpien 16 comporte également un moyen de montage 47, comprenant par exemple et de manière non limitative une bande souple, par exemple en matériau textile, fixée aux extrémités latérales 44, 46, le moyen de montage 47 étant configuré pour permettre le montage du dispositif de support métacarpien 16 sur le métacarpe de la main. Le moyen de montage 47 s'étend en regard de la face intérieure du métacarpe de la main.

Le dispositif de support métacarpien 16 comporte également des saillies digitales

48 qui s'étendent à partir de la structure extérieure 42 pour recouvrir respectivement une portion proximale des doigts sur lesquels sont montées les structures digitales 12 décrites précédemment.

Les saillies digitales 48 comportent des gorges longitudinales 50 comprenant au moins un orifice débouchant vers les structures digitales 12.

Chacune des saillies digitales 48 du dispositif de support métacarpien 16 comporte en outre, par exemple fixé sur sa face externe, un moyen de réglage 52 dont l'utilité apparaîtra plus clairement par la suite.

L'exosquelette 10 selon la présente invention comporte également un système motorisé 60, comprenant un moteur 62 et un système de vis à billes 64. On pourrait concevoir, sans sortir du cadre de la présente invention, un exosquelette 10 dont le système motorisé 60 comporterait tout autre système configuré pour permettre de transformer un mouvement de rotation en sortie du moteur 62 en un mouvement de translation.

Tel que représenté en particulier sur la figure 2, le système motorisé 60 est fixé, par exemple et de manière non limitative, sur la partie intérieure 54 du dispositif de support carpien 18. En d'autres termes, le système motorisé 60 est fixé sur la face interne du poignet de l'utilisateur.

L'exosquelette 10 comporte, tel que représenté sur la figure 2, un moyen de guidage palmaire 66. Par exemple et de manière non limitative, le moyen de guidage palmaire 66 comporte une pièce sensiblement plate configurée pour être logée dans la paume de la main et comportant des canaux intérieurs dont l'utilité apparaîtra plus clairement par la suite.

Le moyen de guidage palmaire 66 est formé dans un matériau présentant des propriétés de souplesse intéressantes et est configuré pour assurer un confort à l'utilisateur sans entraver la saisie d'un objet par la main équipée de l'exosquelette 10.

L'exosquelette 10 comporte également des câbles 70 ayant chacun une première et une seconde extrémités 72, 74.

Tel que représenté en particulier sur la figure 2, qui représente la face intérieure de la main équipée de l'exosquelette 10, la première extrémité 72 de chacun des câbles 70 est fixée sur la structure digitale 12, et plus particulièrement sur son élément de phalange distal 20, par exemple et de manière non limitative sur le capuchon distal 26.

Par ailleurs, la seconde extrémité 74 de chacun des câbles 70 est reliée au système motorisé 60, et plus particulièrement au système de vis à billes 64.

Chacun des câbles s'étend ainsi le long des parties intérieures des éléments de phalange 20, 22, 24 en passant successivement dans les gorges intérieures 30, 38, 39 formées dans les pièces annulaires des éléments de phalange 20, 22, 24, puis dans l'un des canaux intérieurs formés dans le moyen de guidage palmaire 66.

L'exosquelette 10 comporte par ailleurs des moyens élastiques 80, ayant chacun une première et une seconde extrémités 82, 84.

Tel que représenté sur la figure 1, qui représente la face extérieure de la main équipée de l'exosquelette 10, la première extrémité 82 de chacun des moyens élastiques 80 est fixée à l'élément de phalange distal 20 de la structure digitale 12, et plus particulièrement au capuchon distal 26.

La seconde extrémité 84 de chacun des moyens élastiques 80 est, quant à elle, fixée au dispositif de support métacarpien 16.

On pourrait bien évidemment concevoir, et sans sortir du cadre de la présente invention, un exosquelette 10 dont les secondes extrémités 84 des moyens élastiques 80 ne seraient pas fixées au dispositif de support métacarpien 16, mais en tout autre endroit, tel que par exemple sur le dispositif de support carpien 18.

On comprend donc que, tel que représenté sur la figure 1, chacun des moyens élastiques 80 s'étend le long des parties extérieures des éléments de phalange 20, 22, 24 en passant successivement dans les gorges extérieures 32, 40, 43 des éléments de phalanges 20, 22, 24, puis dans la gorge longitudinale 50 du dispositif de support métacarpien 16.

Les moyens de réglage 52 fixés sur la face externe de la structure extérieure 42 du dispositif de support métacarpien 16 sont configurés pour permettre de régler la longueur, et par suite la tension, des moyens élastiques 80.

Tel que représenté en particulier sur les figures 4 et 5, l'exosquelette 10 est ainsi configuré pour permettre à chacun des quatre doigts équipés de la structure digitale 12 de prendre alternativement une position repliée, dans laquelle les phalanges sont sensiblement inclinées les unes par rapport aux autres, et une position dépliée, dans laquelle les phalanges du doigt sont sensiblement alignées les unes avec les autres.

Le câble 70 étant relié, par l'intermédiaire du système de vis à billes 64, au moteur 62 du système motorisé 60, l'actionnement du moteur 62 exerce une tension sur le câble 70 de manière à faire pivoter, d'une part, le premier élément de phalange intermédiaire 22 par rapport à l'élément de phalange distal 20, et, d'autre part, le deuxième élément de phalange intermédiaire 24 par rapport au premier élément de phalange 22, grâce à quoi le doigt passe dans la position repliée dans laquelle chacune des phalanges est sensiblement inclinée par rapport à la phalange adjacente.

Lorsque le moteur 62 n'exerce pas de tension sur le câble 70, et tel que représenté sur la figure 4, dans la mesure où le moyen élastique 80 s'étend le long des parties extérieures des éléments de phalange 20, 22, 24 de la structure digitale 12, il exerce une tension permettant de faire passer automatiquement le doigt dans la position alignée, dans laquelle les phalanges du doigt sont sensiblement alignées les unes avec les autres.

On comprend ainsi que l'exosquelette 10 selon la présente invention permet de reproduire les mouvements de flexion des doigts de la main de manière artificielle et, par suite, permet à l'utilisateur, entre autres, de saisir un objet.

L'exosquelette 10 comporte également un capteur myoélectrique 90 fixé, tel que représenté sur la figure 1, sur l'un des muscles fonctionnels de l'utilisateur ; par exemple et de manière non limitative, le capteur myoélectrique 90 est fixé sur l'un des muscles de l'avant-bras de l'utilisateur.

L'exosquelette 10 comporte également un dispositif de contrôle 92, qui peut être fixé par exemple et de manière non limitative, sur le dispositif de support carpien 18.

Le capteur myoélectrique 90 est ainsi configuré pour émettre des signaux en fonction des contractions musculaires qu'il détecte, le dispositif de contrôle 92 étant, pour sa part, configuré pour actionner le moteur 62 en fonction des signaux émis par le capteur myoélectrique 90.

Ainsi, la présence du capteur myoélectrique 90 et du dispositif de commande 92 permet à l'utilisateur de commander l'actionnement de l'exosquelette 10, et par suite de commander le mouvement de sa main, au moyen de la contraction du muscle sur lequel le capteur myoélectrique 90 est disposé.

Tel que représenté en particulier sur la figure 2, chacune des structures digitales 12 comporte en outre un capteur de force 94 fixé par exemple et de manière non limitative sur le capuchon distal 26 de l'élément de phalange distal 20 et configuré pour émettre des signaux en fonction de la pression et des contraintes de cisaillement exercées par ladite structure digitale 12 sur un objet.

Le capteur de force 94 est ainsi configuré pour coopérer avec le dispositif de commande 92 pour permettre d'ajuster le fonctionnement du moteur 62, et plus particulièrement sa puissance, en fonction de la pression et/ou des contraintes de cisaillement mesurées par le capteur de force 94. On pourrait bien évidemment concevoir un exosquelette 10 dont chacun des éléments de phalange 20, 22, 24 comporterait un capteur de force 94 et/ou dont le moyen de guidage palmaire 66 comporterait un capteur de force pour permettre d'ajuster le fonctionnement du moteur 62 en fonction des résistances rencontrées par la main.

Les composants de l'exosquelette 10, et plus particulièrement les éléments de phalanges 20, 22, 24, le dispositif de support métacarpien 16 et le dispositif de support carpien 18 sont formés, par exemple et de manière non limitative, dans un matériau solide, tel que du titane, de l'aluminium, du polyamide ou tout autre matériau ne risquant pas de blesser l'utilisateur, tout en présentant des propriétés de rigidité nécessaires à leurs mouvements relatifs.

Par exemple et de manière non limitative, les différents éléments de l'exosquelette 10 peuvent être formés au moyen d'une impression du type 3D, de manière à ajuster leurs dimensions aux mesures de la main de l'utilisateur.

Les fentes latérales 41 formées dans les premier et deuxième éléments de phalange intermédiaires 22, 24 des structures digitales 12 sont en particulier configurées pour permettre l'évacuation des plis de matière du doigt, qui se forment lors de sa flexion.

Ces fentes latérales 41 sont également configurées pour limiter les contacts entre les structures digitales 12 adjacentes, lors de l'actionnement du moteur 62, de manière à réduire le risque de chocs entre les structures digitales 12 et, par suite, le risque de fragilisation de l'exosquelette 10.

Tel que représenté sur les figures 1 à 5, les éléments de phalange 20, 22, 24 sont distants les uns des autres. On pourrait bien évidemment concevoir, sans sortir du cadre de la présente invention, un exosquelette 10 dont les structures digitales 12 comporteraient des pièces de liaison intermédiaires souples reliant les éléments de phalange les uns aux autres, de telles pièces de liaison permettant, entre autres, de faciliter le montage des structures digitales 12 sur les doigts de l'utilisateur.

Tel que représenté en particulier sur les figures 1 et 2, l'exosquelette 10 est assemblé directement sur la main de l'utilisateur. On peut bien évidemment concevoir la présence d'un gant intermédiaire, recouvrant la main de l'utilisateur, et sur lequel serait enfilé l'exosquelette 10.

Dans le premier mode de réalisation de l'exosquelette 10 décrit en référence aux figures 1 à 5, chacune des structures digitales 12 comporte trois éléments de phalanges distincts ; on pourrait concevoir un exosquelette 10 dont l'une et/ou les autres structures digitales 12 comporterait uniquement un élément de phalange distal 20 et un unique élément de phalange intermédiaire entourant l'une des phalanges intermédiaires disposées entre la phalangette et le métacarpe de la main.

Par ailleurs, on pourrait également concevoir un exosquelette 10 configuré pour entourer seulement certains des doigts de l'utilisateur, de manière à s'adapter aux possibilités de mouvement dont jouit l'utilisateur.

Les figures 6 à 9 représentent un deuxième exemple d'exosquelette 110 motorisé pour équiper la main de l'utilisateur.

Tel que représenté sur les figures 6 et 7, l'exosquelette 110 comporte un premier gant 112 ayant une première enveloppe 114.

La première enveloppe 114 comporte des portions de support 116 représentées en blanc sur les figures 6 et 7, et des parties d'articulation 118, représentées en gris et disposées entre lesdites portions de support 116.

Les parties d'articulation 118 sont formées dans un matériau, par exemple textile, configuré pour permettre à différentes parties de la main, et plus particulièrement aux phalanges de chacun des doigts, d'être inclinées les unes par rapport aux autres.

Par exemple et de manière non limitative, les portions de support 116 sont formées dans un matériau, par exemple textile, présentant des propriétés de rigidité supérieures à celles des parties d'articulation 118. On peut par exemple concevoir un premier gant 112 présentant, en ses portions de support 116, un matériau de rigidification, tel qu'un recouvrement en un matériau thermoplastique, leur permettant de présenter une rigidité supérieure à celle des parties d'articulation 118.

On peut également concevoir, sans sortir du cadre de la présente invention, parmi les parties d'articulation 118, des parties présentant des propriétés de souplesse différentes les unes des autres, de manière, par exemple, à adapter la souplesse du premier gant 112 aux régions de la main qu'il est configuré pour recouvrir.

Les portions de support 116 de la première enveloppe 114 constituent, de manière similaire au premier mode de réalisation décrit précédemment en référence aux figures 1 à 5, des éléments de phalange distaux 120 et des premier et deuxième éléments de phalange intermédiaires 122, 124, configurés pour entourer les différentes phalanges du doigt de l'utilisateur.

On comprend donc que les portions de support 116 forment des structures digitales articulées configurées pour entourer les phalanges des doigts de l'utilisateur.

Les portions de support 116 sont également configurées pour former une structure de pouce 125, un dispositif support métacarpien 126 et un dispositif support carpien 128. Tel que représenté en particulier sur la figure 6, la partie extérieure du premier gant 112 comporte également une zone de flexion 129, constituée par exemple et de manière non limitative par une bande élastique, et configurée pour permettre une relative flexibilité du poignet de l'utilisateur, et plus particulièrement pour permettre une inclinaison de la main relativement à l'avant-bras.

Le premier gant 112 comporte également des moyens de guidage extérieurs 132 et des moyens de guidage intérieurs 134 fixés sur certaines des portions de support 116 de la première enveloppe 114.

De manière similaire au premier mode de réalisation, l'exosquelette 110 selon le deuxième mode de réalisation comporte des câbles 170 s'étendant sur la partie intérieure du premier gant 112, représentée sur la figure 7, dont une première extrémité est fixée, par exemple soudée, cousue ou collée, aux éléments de phalange distaux 120, et dont la seconde extrémité est reliée au système motorisé 160 ; par ailleurs, l'exosquelette 110 comporte également des moyens élastiques 180 s'étendant sur la partie extérieure du premier gant 112, représentée sur la figure 6, dont la première extrémité est fixée, par exemple cousue, collée ou soudée, aux éléments de phalange distaux 120, et dont la seconde extrémité est fixée, par exemple et de manière non limitative, au dispositif de support métacarpien 125.

L'exosquelette 110 comporte également un système motorisé 160, comportant un moteur 162 et un système de vis à billes 164, le système motorisé 160 étant fixé, par exemple et de manière non limitative, sur le poignet de l'utilisateur, et plus particulièrement sur le dispositif de support carpien 128.

L'exosquelette 110 selon son deuxième mode réalisation présente un fonctionnement similaire à celui décrit en référence aux figures 1 à 5.

En particulier, le moteur 162 est configuré pour exercer une tension sur les câbles 170, pour faire pivoter les éléments de phalanges les uns par rapport aux autres, de manière à faire passer les doigts de la main dans une position repliée dans laquelle les phalanges sont sensiblement inclinées les unes par rapport aux autres.

Par ailleurs, les moyens élastiques 180 sont dimensionnés de manière à ce que, lorsque le moteur 162 n'exerce pas de tension sur les câbles 170, les doigts reprennent automatiquement une position dépliée dans laquelle leurs phalanges sont sensiblement alignées les unes avec les autres.

L'exosquelette 110 selon ce deuxième mode de réalisation comporte en outre un deuxième gant 200, représenté en particulier sur les figures 8 et 9, et configuré pour recouvrir le premier gant 112. Le deuxième gant 200 comporte une deuxième enveloppe 202 présentant également des portions de support 204 et des parties d'articulation 206, les portions de support 204 de la deuxième enveloppe 202 étant disposées sensiblement en regard des portions de support 116 de la première enveloppe 114, et les parties d'articulation 206 de la deuxième enveloppe 202 étant disposées sensiblement en regard des parties d'articulation 118 de la première enveloppe 114. Ainsi, les éléments de phalange 120, 122, 124, le dispositif de support métacarpien 126 et le dispositif de support carpien 128 de l'exosquelette 110 comportent également certaines des portions de support 204 de la deuxième enveloppe 202. On comprend ainsi que les structures digitales articulées de l'exosquelette 110 selon ce deuxième mode de réalisation comportent des portions de support 116, 204 des premier et deuxième gants 112, 200.

Le deuxième gant 200 permet ainsi de recouvrir, en particulier, les câbles 170, les moyens élastiques 180, et les moyens de guidage extérieurs et intérieurs 132, 134, de manière à empêcher tout risque que l'un de ces éléments soit accroché par l'utilisateur lors du déplacement de la main.

Bien que de tels éléments n'aient pas été représentés sur les figures 6 à 9, l'exosquelette 110 selon le deuxième mode de réalisation peut tout à fait comporter, sans sortir du cadre de la présente invention, un capteur myoélectrique, un dispositif de contrôle, des capteurs de force et des dispositif de réglage des moyens élastiques 180 tels que ceux décrits en référence à l'exosquelette 10 selon le premier mode de réalisation.

Par ailleurs, les éléments de phalange distaux 120 comportent également des capuchons distaux, comprenant une partie des portions de support 116, 204 des premier et deuxième gants 112, 200.

D'autre part, la région de la portion de support 116 du premier gant 112 sur laquelle sont fixés les moyens de guidage intérieurs 134 constitue un moyen de guidage palmaire à la fonctionnalité similaire à celui décrit en référence au premier mode de réalisation.

La description ci-dessus est donnée à titre d'exemple, et n'est donc pas limitative de l'invention.

En particulier, l'invention, bien que particulièrement adaptée à l'équipement d'une main, peut également équiper toute autre partie du corps d'un utilisateur, ou pourrait également être utilisée pour équiper l'un des membres d'un animal.