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Title:
REVERSIBLE ACTUATOR WITH TWO NON-SYNCHRONISED AXES WITH A SINGLE MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/120760
Kind Code:
A1
Abstract:
Actuator (40) with two actuating outputs (41, 42) comprising: - a housing (45); - a first carriage (47) - means (49, 54) for actuating the first carriage (47); a first flexible link (56) connected to a first and a second actuating output (41, 42); - a second flexible link (57) connected to a first and a second actuating output (41, 42); the first carriage (41) and the housing (45) each comprising at least one flexible link return (45.1-45.4, 47.1, 47.2) cooperating with the first and/or second flexible link (56, 57) so that a translation of the first carriage (47) in a first control direction causes the first actuating output (41) to move in a first direction of operation. Exoskeleton (1) comprising such an actuator (40).

Inventors:
GEFFARD, Franck (22 rue Marc Godard, ORSAY, ORSAY, 91400, FR)
Application Number:
EP2018/081130
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
November 13, 2018
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Assignee:
COMMISSARIAT A L`ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES (25 rue Leblanc - Bâtiment le Ponant D, PARIS, 75015, FR)
International Classes:
A61H3/00; B25J9/00; F16H19/00; F16H19/06
Foreign References:
US20160215864A12016-07-28
EP3243606A12017-11-15
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
PROUVEZ, Julien et al. (16 rue Médéric, PARIS, 75017, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Actionneur (40) à deux sorties d' actionnement (41, 42) comprenant :

- un carter (45) ;

- un premier chariot (47) monté à coulissement sur le carter (45) ;

- des moyens d' actionnement (49, 90) du premier chariot (47) agencés pour provoquer une translation du premier chariot (47) ;

- un premier lien souple (56) comprenant une pre mière extrémité (56.1) fonctionnellement reliée à une première sortie d' actionnement (41) et une deuxième ex trémité (56.2) fonctionnellement reliée à une deuxième sortie d' actionnement (42) ;

- un deuxième lien souple ( 57 ) comprenant une pre mière extrémité (57.1) fonctionnellement reliée à une première sortie d' actionnement ( 41 ) et une deuxième ex trémité (57.2) fonctionnellement reliée à une deuxième sortie d' actionnement (42);

le premier chariot (41) et le carter (45 ) compre nant chacun au moins un renvoi de lien souple (45.1-45.4, 47.1, 47.2) coopérant avec le premier lien souple (56) et/ou le deuxième lien souple (57 ) de manière à ce qu'une translation du premier chariot (47) dans un premier sens de commande (65.1) provoque un mouvement de la première sortie d' actionnement ( 41 ) dans un premier sens d' actionnement (65.2) et de manière à ce qu'une transla tion du premier chariot (47) dans un deuxième sens de commande (66.1) opposé au premier sens de commande (65.1) provoque , soit un mouvement de la deuxième sortie d' actionnement ( 42 ) , soit un mouvement de la première sortie (41) dans un deuxième sens d' actionnement (66.2) opposé au premier sens d' actionnement (65.2).

2. Actionneur (40) selon la revendication 1, dans lequel la première sortie d' actionnement (41) coopère avec une première butée (58) solidaire du carter (45) , la première butée (45) étant agencée de manière à bloquer le mouvement de la première sortie d' actionnement (41) pen dant que le mouvement de la deuxième sortie d' actionnement (42) se poursuit.

3. Actionneur (40) selon la revendication 1, dans lequel la deuxième sortie d' actionnement (42) coopère avec une deuxième butée (59) solidaire du carter (45), la deuxième butée (59) étant agencée de manière à bloquer le mouvement de la deuxième sortie d' actionnement (42) pen- dant que le mouvement de la première sortie d/ actionnement (42) se poursuit.

4. Actionneur (40) selon la revendication 2 et/ou 3, comprenant des premier moyens de rappel (60, 61) de la première sortie d' actionnement (41) vers la première bu- tée (58) et/ou des deuxième moyens de rappel (62, 63) de la deuxième sortie d' actionnement (42) vers la deuxième butée (59).

5. Actionneur (40) selon la revendication 4, dans lequel les premiers moyens de rappel (60, 61) et/ou les deuxièmes moyens de rappel (62, 63) comprennent un res sort (60, 62 ).

6. Actionneur (40) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens d' actionnement (49, 54} du premier chariot (47) comprennent un actionneur li~ néaire (49) .

7. Actionneur (40) selon la revendication 6, dans lequel l' actionneur linéaire comprend une vis à billes (49) .

8. Actionneur (40) selon la revendication 7, dans lequel les moyens d' actionnement (49,90) comprennent un moteur électrique (90) relié à la vis à billes (49) par une courroie crantée (52).

9. Actionneur (40) selon l'une quelconque des re vendications précédentes, dans lequel au moins un renvoi de lien souple comprend une poulie (45.1-45.4, 47.1, 47.2).

10. Actionneur (40) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le mouvement de la première sor tie d' actionnement (41) est une translation.

11. Actionneur selon l'une des revendications pré- cédentes, dans lequel le mouvement de la deuxième sortie d' actionnement (42) est une translation.

12. Actionneur (40) selon les revendications 10 et 11, dans lequel la première sortie d/ actionnement (41) comprend un deuxième chariot (43) monté à coulissement sur le carter (45) et la deuxième sortie d' actionnement (42) comprend un troisième chariot (44) monté à coulisse ment sur le carter (45) .

13. Actionneur (40) selon l'une des revendications 10 à 12, dans lequel au moins une des première, deuxième et troisième directions de translation (U46ί Y54, Y5S) respectivement du premier chariot (47), de la première sor tie d' actionnement (41) et de la deuxième sortie d' actionnement (42) est sensiblement parallèle à une autre des première, deuxième et troisième directions de translation (Y46, Y54, Y55) .

14. Actionneur (40) selon l'une des revendications 10 à 13, dans lequel la première sortie d' aetionnement

(41) est reliée à une boucle d' un troisième lien souple (69) s'étendant entre deux poulies (70, 71).

15. Actionneur (40) selon l'une des revendications 10 à 14, dans lequel la deuxième sortie d' aetionnement

(42) est reliée à une boucle d'un quatrième lien souple (72) s'étendant entre deux poulies (73, 74).

16. Actionneur (40) selon l'une des revendications 14 et 15, comprenant des moyens de guidage (58.1) du troisième lien souple (69),

17. Actionneur (40) selon l'une des revendications 14 à 16, comprenant des moyens de guidage (53.1) du quatrième lien souple (72) .

18. Actionneur selon l'une des revendications 10 à 13, dans lequel le carter comprend un premier renvoi de lien souple (45.1), un deuxième renvoi de lien souple

(45.2) et un troisième renvoi de lien souple (45.3) coo pérant avec le premier lien souple (56) et un quatrième renvoi de lien souple (45.4) coopérant avec le deuxième lien souple (57),

le premier chariot (47) comprenant un cinquième renvoi de lien souple (47.1) coopérant avec le premier lien souple (56) et un sixième renvoi de lien souple

(47.2) coopérant avec le deuxième lien souple (57).

19. Actionneur selon la revendication 18, dans le quel, le premier renvoi de lien souple (45.1) et le deu xième renvoi de lien souple (45.2) se trouvent d'un pre mier côté d'un premier plan (P) passant par le premier chariot (47) et sensiblement orthogonal à la direction de translation (Y46) du premier chariot (47), le troisième renvoi de lien souple (45.3) et le quatrième renvoi de lien souple (45.4) se trouvant d' un autre côté du premier plan (P) .

20. Actionneur (40) selon l'une des revendications l à 9 , dans lequel le mouvement de la première sortie d' actionnement et/ou de la deuxième sortie d' actionnement est une rotation.

21. Actionneur (40) selon la revendication 20, dans lequel la première sortie d' actionnement (41) comprend un premier élément (77) monté à rotation relativement au carter (45) .

22. Actionneur (40) selon l'une des revendications 20 ou 21, dans lequel la deuxième sortie d' actionnement

(41) comprend un deuxième élément (78) monté à rotation relativement au carter (45).

23. Actionneur selon l'une des revendications 20 à

22, dans lequel la première sortie d' actionnement (41) comprend une zone d'enroulement (77.3) d'un cinquième lien souple d' actionnement (79).

24. Actionneur (40) selon l'une des revendications 20 à 23, dans lequel la deuxième sortie d' actionnement

(42) comprend une zone d'enroulement (78.3) d'un sixième lien souple d' actionnement (81).

25. Exosquelette (1) comprenant un actionneur (40) à deux sorties d' actionnement (41) selon l'une quelconque des revendications précédentes.

26. Exosquelette (1) selon la revendication 25, dans lequel 1a première sortie d' actionnement (41) est fonctionnellement reliée à un premier membre inférieur (10) de l ' exosquelette (1) et la deuxième sortie d' actionnement est fonctionnellement reliée à un deuxième membre inférieur (20) de l ' exosquelette (1).

Description:
Actionneur réversible à deux axes non synchronisés avec un seul moteur

DOMAINE DE L' INVENTION

L' invention se rapporte au domaine des actionneurs à plusieurs sorties d' actionnement, et plus particulière ment aux actionneurs à deux sorties d' actionnement .

ARRIERE PLAN DE L' INVENTION

On exosquelette ambulatoire comprend généralement deux jambes dont les articulations requièrent d'être ac- tionnées pour assister totalement ou en partie les mouvements d'un utilisateur. Un tel exosquelette comprend classiquement une pluralité d' actionneurs comprenant chacun un moteur dédié à 1 ' actionnement de chaque articula tion. Chaque moteur requiert alors un variateu , une ali- mentation et des capteurs de fonctionnement dédiés. Ces équipements ont un coût et un poids qui sont un frein à la diffusion des exosquelettes .

OBJET DE L' INVENTION

L'invention a pour objet de réduire le poids et/ou le coût d'un actionneur.

RESUME DE L'INVENTION

A cet effet, on prévoit un actionneur à deux sor ties d' actionnement comprenant un carter, un premier cha riot monté à coulissement sur le carter, des moyens d' actionnement du premier chariot agencés pour provoquer une translation du premier chariot, un premier lien souple comprenant une première extrémité fonctionnelle ment reliée à une première sortie d' actionnement et une deuxième extrémité fonctionnellement reliée à une deu- xième sortie d' actionnement . L' actionneur comprend également un deuxième lien souple comprenant une première extrémité fonctionnellement reliée à une première sortie d' actionnement et une deuxième extrémité fonctionnelle- ment reliée à une deuxième sortie d' actionnement , Le premier chariot et le carter comprennent chacun au moins un renvoi de lien souple coopérant avec le premier lien souple et/ou le deuxième lien souple de manière à ce qu'une translation du premier chariot dans un premier sens de commande provoque un mouvement de la première sortie d' actionnement dans un premier sens d' actionnement et de manière à ce qu'une translation du premier chariot dans un deuxième sens de commande opposé au premier sens de commande provoque soit un mouvement de la deuxième sortie d' actionnement , soit un mouvement de la première sortie dans un deuxième sens d' actionnement opposé au premier sens d' actionnement .

On obtient ainsi un actionneur à deux sorties d' actionnement dont la force motrice est fournie par des mêmes moyen d' actionnement . Un tel actionneur est plus compact, plus léger et moins coûteux à produire que les actionneurs existants notamment en ce qu' il ne requiert qu'un seul circuit de commande, un unique variateur, une seule alimentation et un seul ensemble de capteurs de fonctionnement ,

Avantageusement, la première sortie d' actionnement coopère avec une première butée solidaire du carter, la première butée étant agencée de manière à bloquer le mouvement de la première sortie d' actionnement pendant que le mouvement de la deuxième sortie d' actionnement se poursuit. Avantageusement encore, la deuxième sortie d' actionnement coopère avec une deuxième butée solidaire du carter, la deuxième butée étant agencée de manière à bloquer le mouvement de la deuxième sortie d' actionnement pendant que le mouvement de la première sortie d' actionnement se poursuit. Ainsi, lorsque la deuxième sortie coopère avec la deuxième butée, les moyens d' actionnement commandent le déplacement dans les 2 sens de la première sortie d' actionnement, permettant ainsi de réaliser un asservissement en position, en vitesse et/ou en effort de la première sortie. Il existe alors une re lation linéaire entre l'effort d'entrée et l'effort de sortie de l' actionneur, ainsi qu'une relation duale li néaire entre la vitesse d'entrée et la vitesse de sortie. De manière homologue, lorsque la première sortie coopère avec 1a première butée, les moyens d' actionnement commandent complètement le déplacement dans les 2 sens de la deuxième sortie d' actionnement, permettant ainsi de réa liser un asservissement en position, en vitesse et/ou en effort de la deuxième sortie. Des relations linéaires entre les entrées et les sorties de l' actionneur existent également dans cette phase de fonctionnement.

L' actionneur n'est pas limité à un fonctionnement dans lequel il est orienté verticalement lorsqu'il comprend des premier moyens de rappel de la première sortie d' actionnement vers la première butée et/ou des deuxième moyens de rappel de 1a deuxième sortie d/ actionnement vers la deuxième butée.

L' actionneur est particulièrement fiable lorsque les premiers moyens de rappel et/ou les deuxièmes moyens de rappel comprennent un ressort.

La commande de l' actionneur est facilitée lorsque les moyens d' actionnement du premier chariot comprennent un actionneur linéaire. L' hystérésis est réduit lorsque 1 ' actionneur linéaire comprend une vis à billes.

On obtient un agencement très compact des moyens d' actionnement et de la vis lorsque les moyens d' actionnement comprennent un moteur électrique relié à la vis à billes par une courroie crantée.

Les frottements entre les liens souples et le carter sont réduits lorsqu'au moins un renvoi de lien souple comprend une poulie.

Avantageusement, le mouvement de la première sortie d' actionnement et/ou de la deuxième sortie d' actionnement est une translation.

Une réalisation particulièrement robuste est obte nue lorsque la première sortie d' actionnement comprend un deuxième chariot monté à coulissement sur le carter et la deuxième sortie d' actionnement comprend un troisième cha riot monté à coulissement sur le carter.

Avantageusement, au moins une des première, deu xième et troisième directions de translation respective ment du premier chariot, de la première sortie d' actionnement et de la deuxième sortie d' actionnement est sensiblement parallèle à une autre des première, deu xième et troisième directions de translation.

Il est possible de piloter un élément en rotation lorsque la première sortie d' actionnement est reliée à une boucle d'un troisième lien souple s'étendant entre deux poulies. Un second élément peut être piloter en rotation lorsque la deuxième sortie d' actionnement est reliée à une boucle d'un quatrième lien souple s'étendant entre deux poulies .

Une réalisation légère et économique est obtenue lorsque 1' actionneur comprend des moyens de guidage du troisième lien souple et/ou des moyens de guidage du qua trième lien souple.

Avantageusement encore, le carter comprend un pre mier renvoi de lien souple, un deuxième renvoi de lien souple et un troisième renvoi de lien souple coopérant avec le premier lien souple et un quatrième renvoi de lien souple coopérant avec le deuxième lien souple. Le premier chariot comprend un cinquième renvoi de lien souple coopérant avec le premier lien souple et un sixième renvoi de lien souple coopérant avec le deuxième lien souple. One réalisation compacte est obtenue lorsque le premier renvoi de lien souple et le deuxième renvoi de lien souple se trouvent d'un premier côté d'un premier plan passant par le premier chariot et sensiblement or- thogonal à la direction de translation du premier cha riot, le troisième renvoi de lien souple et le quatrième renvoi de lien souple se trouvant d'un autre côté du pre mier plan.

Avantageusement, le mouvement de la première sortie d' actionnement et/ou de la deuxième sortie d f actionnement est une rotation.

Selon un mode de réalisation particulier, la première sortie d' actionnement comprend un premier élément monté à rotation relativement au carter et/ou la deuxième sortie d' actionnement comprend un deuxième élément monté à rotation relativement au carter.

Selon un autre mode particulier de réalisation, la première sortie d' actionnement comprend une zone d'enroulement d'un cinquième lien souple d' actionnement et/ou la deuxième sortie d' actionnement comprend une zone d'enroulement d'un sixième lien souple d' actionnement . 1/ invention a également pour objet un exosquelette comprenant un actionneur à deux sorties d' actionnement décrit ci-dessus. Avantageusement, la première sortie d' actionnement est fonctionnellement reliée à un premier membre inférieur de l' exosquelette et la deuxième sortie d' actionnement étant fonctionnellement reliée à un deu xième membre inférieur de 1 ' exosquelette .

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réa- lisation particuliers non limitatifs

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Il sera fait référence aux figures annexées parmi lesquelles :

- les figures la et 1b sont des vues schématiques de profil d'un utilisateur portant un exosquelette selon l'invention ;

- la figure 2 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un actionneur selon l'invention ;

- la figure 3 est une vue schématique en coupe de côté de l' actionneur de la figure 2 ;

- les figures 4 et 5 sont des vues schématiques en fonctionnement de l' actionneur de la figure 2 ;

- la figure 6 est une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un actionneur selon l'invention ;

- la figure 7 est une vue schématique d'un troi sième mode de réalisation d'un actionneur selon l'invention ;

- la figure 8 est une vue schématique d'un quatrième mode de réalisation d'un actionneur selon l'invention ; - la figure 9 est une vue schématique d' un cin quième mode de réalisation d' un actionneur selon l' invention .

DESCRIPTION DETAILLEE DE L' INVENTION

En référence aux figures la et lb, l' exosquelette ambulatoire selon l'invention, généralement désigné 1, est porté par un utilisateur 100. L' exosquelette 1 com prend un segment de bassin 2 relié à l'utilisateur 100 par des sangles 3 et sur lequel sont articulés un premier membre inférieur gauche 10 et un deuxième membre infé rieur droit 20. Le membre inférieur gauche 10 comprend un segment de cuisse 11 articulé sur un segment de jambe 12. Le membre inférieur gauche 10 comprend un segment de pied 13 qui est articulé sur le segment de jambe 12 en une deuxième extrémité du segment de jambe 12 via une articu lation 14 pourvue d'un codeur angulaire. De manière homo logue, le membre inférieur droit 20 comprend un segment de cuisse 21 articulé sur un segment de jambe 22 et un segment de pied 23. Le segment de pied 23 est articulé sur le segment de jambe 22 en une deuxième extrémité du segment de jambe 22 via une deuxième articulation 24 pourvue d'un codeur angulaire.

Le segment de bassin 2 et les segments de pied 13 et 23 sont respectivement reliés à la hanche 102, au pied gauche 113 et au pied droit 123 de l'utilisateur 100 par des sangles. Optionnellement , les segments de cuisse 11 et 21 ainsi que les segments de jambe 12 et 22 peuvent être respectivement reliés aux cuisses 111 et 121 ainsi qu'aux jambes 112 et 122 des jambes gauche 110 et droite 120 de l'utilisateur 100 par des sangles.

Le membre inférieur gauche 10 comprend une première lame ressort 15 dont une première extrémité 15.1 est articulée sur le segment de bassin 2 et une deuxième extré mité 15.2 est articulée sur le segment de pied 13. Le membre inférieur droit 20 comprend une deuxième lame res- sort 25 dont une première extrémité 25.1 est articulée sur le segment de bassin 2 et une deuxième extrémité 25.2 est articulée sur le segment de pied 23.

L' exosquelette 1 comprend également un segment dorsal 4 solidaire du segment de bassin 2 sur lequel est monté un actionneur 40 comportant une première sortie d' actionnement 41 et une deuxième sortie d' actionnement 42. Un premier filin 30 s'étend entre le segment de pied 13 et la première sortie d' actionnement 41. Plus précisé ment et comme visible en figure 2, la première extrémité 31 du premier filin 30 est reliée à un chariot 43 de la première sortie d' actionnement 41 et la deuxième extrémi té 32 du premier filin 30 est reliée à la deuxième extrémité 15.2 de la première lame ressort 15. De manière ho mologue, un deuxième filin 33 s'étend entre le segment de pied 23 et la deuxième sortie d' actionnement 42. Plus précisément et comme visible en figure 2, la première ex trémité 34 du deuxième filin 33 est reliée à un chariot 44 de la deuxième sortie d' actionnement 42 et la deuxième extrémité 35 du deuxième filin 33 est reliée à la deu- xième extrémité 25.2 de la deuxième lame ressort 25.

En référence aux figures 2 et 3, l' actionneur 40 comprend un carter 45 de forme sensiblement parallélépi pédique au milieu duquel un premier rail 46 de guidage s'étend selon une première direction Y 46 de translation sensiblement verticale lorsque l'utilisateur 100 est en station debout verticale. Un chariot 47 est monté à cou- lissement sur le premier rail 46 et comprend un écrou à bille 48 qui coopère avec une vis à bille 49 montée à rotation sur deux paliers 50.1 et 50.2 solidaires du car ter 45. Un pignon 51 est claveté sur une première extré- mité 49.1 de la vis à bille 49. Une courroie crantée 52 relie le pignon 51 à un pignon 53 de sortie d'un motoré- ducteur électrique 90.

Le chariot 47 constitue un premier chariot 47 de l' actionneur 40, le chariot 43 constitue un deuxième cha- riot 43 de l' actionneur 40 et le chariot 44 constitue un troisième chariot 44 de l' actionneur 40.

Le deuxième chariot 43 et le troisième chariot 44 sont respectivement montés à coulissement sur un deuxième rail 54 et un troisième rail 55 solidaires du carter 45. Ici, le deuxième rail 54 et le troisième rail 55 définissent respectivement une deuxième direction de translation Y54 du deuxième chariot 43 et une troisième direction de translation Y 55 du troisième chariot 44. Les deuxième et troisième directions de translation Y 54 et Y 55 sont paral- lèles à la première direction de translation Y 46 du pre mier chariot 47.

L' actionneur 40 comprend également un premier câble 56 en acier galvanisé, ici un câble tressé de 2.4 mil limètres de diamètre, comprenant une première extrémité 56.1 sertie sur le deuxième chariot 43 et une deuxième extrémité 56.2 sertie sur le troisième chariot 44.

L' actionneur 40 comprend également un deuxième câble 57 en acier galvanisé, ici un câble tressé de 2.4 millimètres de diamètre, comprenant une première extrémité 57.1 sertie sur le deuxième chariot 43 et une deuxième extrémité 57.2 sertie sur le troisième chariot 44. Le carter 45 comprend une première poulie 45.1 de renvoi de câble, une deuxième poulie 45.2 de renvoi de câble, une troisième poulie 45.3 de renvoi de cable et, une quatrième poulie 45.4 de renvoi de câble.

Comme visible en figure 2, la première poulie 45.1 et la deuxième poulie 45.2 se trouvent d'un premier côté d'un premier plan P passant par le premier chariot 47 et sensiblement orthogonal à la direction Y 4 e de translation du premier chariot 47. La troisième poulie 45.3 et la quatrième poulie 45.4 se trouvent d'un deuxième côté, op posé au premier, du premier plan P.

Le premier chariot 47 comprend une cinquième poulie 47.1 de renvoi de câble et une sixième poulie 47.2 de renvoi de câble.

Le premier câble 56 s'étend depuis sa première extrémité 56.1 du deuxième chariot 43 jusqu'à la première poulie 45.1 sur laquelle il s'enroule pour réaliser un renvoi d'environ cent quatre-vingt degrés. Le premier câble 56 s'enroule ensuite autour de la cinquième poulie 47.1 pour réaliser un renvoi d'environ cent quatre-vingt degrés et repartir vers la deuxième poulie 45.2 pour réa liser un renvoi d'environ cent quatre-vingt degrés, Le premier câble 56 s'enroule ensuite autour de la troisième poulie 45.3 pour réaliser un renvoi d'environ cent quatre-vingt degrés et être relié par sa deuxième extré mité 56.2 au troisième chariot 44.

Le deuxième câble 57 s'étend depuis sa première ex trémité 57.1 du deuxième chariot 43 jusqu'à la quatrième poulie 45.4 sur laquelle il s'enroule poux réaliser un renvoi d'environ cent quatre-vingt degrés. Le deuxième câble 57 s'enroule ensuite autour de la sixième poulie 47.2 pour réaliser un renvoi d' environ cent quatre-vingt degrés et ensuite être relié par sa deuxième extrémité

57.2 au troisième chariot 44.

Le carter 45 comprend également une première butée 58 pour limiter la translation du deuxième chariot 43 et une deuxième butée 59 pour limiter la translation du troisième chariot 44.

Le premier filin 30 s'étend à l'intérieur des spires d'un premier ressort 60 de rappel dont la première extrémité 60.1 est en appui sur le carter 45 et dont la deuxième extrémité 60.2 est en appui contre un collier serre câble 61 solidaire du premier filin 30.

Le deuxième filin 33 s'étend à l'intérieur des spires d'un deuxième ressort 62 de rappel dont la pre- mière extrémité 62.1 est en appui sur le carter 45 et dont la deuxième extrémité 62.2 est en appui contre un collier serre câble 63 solidaire du deuxième filin 33.

Le premier ressort 60 rappelle le deuxième chariot 43 vers la première butée 58 et 1 e deuxième ressort 62 rappelle le troisième chariot 44 vers la deuxième butée 59.

Les ressorts de rappel 60 et 61 ne sont pas essen tiels à l' invention, notamment dans le cas de l'utilisation de la première lame ressort 15 et de la deuxième lame ressort 25 comme présentées sur les figures la et lb, car les première et deuxième lames ressort 15 et 25 jouent alors le rôle des ressorts de rappel 60 et 61. La gravité peut avantageusement être utilisée pour rappeler le deuxième chariot 43 vers la première butée 58 et/ou troisième chariot 44 vers la deuxième butée 59.

Le codeur de l'articulation 14 et de l'articulation 24 ainsi que le motoréducteur 90 sont reliés à une unité 91 de contrôle et de commande portée par le segment de bassin 2 et alimentée par une batterie 64.

En fonctionnement, la première lame 15 et la deu- xième lame 25 sont précontraintes pour reprendre le poids de l' exosquelette 1 auquel peut être ajouté tout ou par tie du poids de l'utilisateur 100. En station debout, les première et deuxième lames 15 et 25 reprennent les ef forts verticaux auxquels est soumis l' exosquelette 1. Lorsque l'utilisateur 100 souhaite marcher, il transfère une partie de la charge exercée sur son pied gauche 113 vers son pied droit 123 et commence à lever son talon.

Le codeur de l'articulation 14 mesure un changement dans la position angulaire du segment de pied 13 de l' exosquelette 1 par rapport au segment de jambe 12 et transmet cette information à l'unité de commande 91.

L'unité de commande 91 analyse cette mesure et commande l'actionneur 40 de manière à provoquer un mouvement de la première sortie d' actionnement 41- ici une translation du deuxième chariot 43- visant à réduire la distance dp séparant le segment de pied gauche 13 du segment de bassin 2. Ce mouvement de la première sortie d' actionnement 41 permet de plier le premier membre inférieur gauche 10 autour de l'articulation du segment de cuisse 11 sur le segment de jambe 12 à l'encontre de l'effort de la première lame ressort 15.

En référence aux figures 4 et 5, l'unité de com mande 91 commande une rotation du motoréducteur 90 dans un premier sens 65 de rotation. La courroie crantée 52 transmet le mouvement de rotation du pignon 53 au pignon 51 de la vis à bille 49. La rotation de la vis à bille 49 dans le premier sens 65 entraîne un déplacement du pre mier chariot 47 vers le bas (selon la représentation des figures 2 à 5). La translation du premier chariot 47 dans ce premier sens de commande 65,1 provoque une mise en tension du premier câble 56 qui coopère avec la cinquième poulie 47 1 du premier chariot 47, Cette tension du pre mier câble 56 provoque un déplacement du deuxième chariot 43 vers le haut (selon la représentation des figures 2 à 4) dans un premier sens d' actionne ent 65.2 et une venue du troisième chariot 44 contre la deuxième butée 59, La deuxième butée 59 bloque ainsi le mouvement de transla tion de la deuxième sortie d' actionnement 42 pendant que le mouvement de translation de la première sortie d' actionnement 41 dans le premier sens d' actionnement 65.2 se poursuit sous l' effet du déplacement du premier chariot 47 dans le premier sens de commande 65.1. L' unité de commande 91 asservit le motoréducteur 90 sur la posi tion angulaire du segment de pied 13 par rapport au seg ment de jambe 12.

Lorsque l'utilisateur 100 souhaite déplier sa jambe gauche 110, il modifie la position angulaire du segment de pied 13 par rapport au segment de jambe 12 et cette information est transmise à l'unité de commande 91. L'unité de commande 91 commande alors une rotation du mo- toréducteur 90 dans un deuxième sens 66 de rotation oppo sé au premier sens 65, La rotation de la vis à bille 49 dans le deuxième sens 66 entraîne un déplacement du pre mier chariot 47 vers le haut (selon la représentation des figures 2 à 4) . La translation du premier chariot 47 dans ce deuxième sens de commande 66.1 provoque une mise en tension du deuxième câble 57 qui coopère avec la sixième poulie 47.2 du premier chariot 47. Cette tension du deu xième câble 57 provoque un déplacement du deuxième chariot 43 dans un deuxième sens d' actionnement 66.2 vers le bas (selon la représentation des figures 2 à 4) jusqu'à ce qu'il vienne contre la première butée 58. Si l'unité de commande 91 maintient la commande de rotation à destination du motoréducteur 90, la première butée 58 bloque le mouvement de translation de la première sortie d' actionnement 41 et le troisième chariot 44 se déplace vers le haut (cf. figure 5) .

On obtient ainsi un actionneur 40 à deux sorties d' actionnement 41 et 42 qui peuvent être pilotées sélec tivement à l'aide d'un unique motoréducteur 90. En effet, une translation du premier chariot 47 dans un premier sens de commande 65.1 provoque un mouvement de la pre mière sortie d' actionnement 41 dans un premier sens d' actionnement 65.2 et une translation du premier chariot 47 dans un deuxième sens de commande 66.1 opposé au premier sens de commande 65.1 provoque soit un mouvement de la première sortie 41 dans un deuxième sens d' actionnement 66.2 opposé au premier sens d' actionnement 65.2, soit un mouvement de la deuxième sortie d' actionnement 42 lorsque le mouvement de la première sortie d' actionnement 41 est bloqué, par exemple lorsque la première sortie d' actionnement 41 est sur la première butée 58. L' actionneur 40 a un comportement symétrique et une translation du premier chariot 47 dans le deuxième sens de commande 66.1 provoque un mouvement de la deu xième sortie d' actionnement 42 dans le premier sens d' actionnement 66.3 et une translation du premier chariot 47 dans le premier sens de commande 65.1 opposé au deu- xième sens de commande 66.1 provoque soit un mouvement de la - deuxième sortie 42 dans un deuxième sens d' actionnement 65.3 opposé au premier sens d' actionnement 66.3, soit un mouvement de la première sortie d' actionnement 41 lorsque le mouvement de la deuxième sortie d' actionnement 42 est bloqué, par exemple lorsque la deuxième sortie d' actionnement 42 est sur la première butée 59.

Les éléments identiques ou analogues à ceux precé- demment décrits porteront une référence identique dans la description qui suit des deuxième, troisième, quatrième et cinquième modes de réalisation de l'invention.

Selon un deuxième mode de réalisation représenté en figure 6, la première sortie d' actionnement 41 comprend un premier anneau 67 sur lequel sont fixées la première extrémité 56.1 du câble 56, la première extrémité 31 du premier filin 30 et la première extrémité 57.1 du deu xième câble 57, La deuxième sortie d' actionnement 42 com prend un deuxième anneau 68 sur lequel sont fixées la deuxième extrémité 56.2 du premier câble 56, la première extrémité 34 du deuxième filin 33 et la deuxième extrémité 57.2 du deuxième câble 57. Le premier filin 30 passe dans un premier orifice 58.1 de guidage de câble réalisé dans la première butée 58. Le deuxième filin 33 passe dans un deuxième orifice 59.1 de guidage de câble de la deuxième butée 59.

Lorsque l'utilisateur 100 souhaite marcher, le co deur de l'articulation 14 mesure un changement dans la position angulaire du segment de pied 13 de 1 ' exosquelette 1 par rapport au segment de jambe 12 et transmet cette information à l'unité de commande 91. L'unité de commande 91 commande une rotation du motoré- ducteur 90 dans un premier sens 65 de rotation, La cour roie crantée 52 transmet le mouvement de rotation du pi gnon 53 au pignon 51 de la vis à bille 49. La rotation de la vis à bille 49 dans le premier sens 65 entraîne un dé placement du premier chariot 47 vers le bas {selon la re présentation de la figure 6) . La translation du premier chariot 47 dans ce premier sens de commande 65 provoque une mise en tension du premier câble 56 qui coopère avec la cinquième poulie 47.1 du premier chariot 47, Cette tension du premier câble 56 provoque un déplacement du premier anneau 67 vers le haut {selon la représentation de la figure 6) et une venue du deuxième anneau 68 contre la deuxième butée 59. La deuxième butée 59 bloque ainsi le mouvement de translation de la deuxième sortie d' actionnement 42 pendant que le mouvement de translation de la première sortie d' actionnement 41 se poursuit sous l'effet du déplacement du premier chariot 47.

Lorsque l'utilisateur 100 souhaite déplier sa jambe gauche 110, il modifie la position angulaire du segment de pied 13 par rapport au segment de jambe 12 et cette information est transmise à l'unité de commande 91. L'unité de commande 91 commande alors une rotation du mo- toréducteur 90 dans un deuxième sens 66 de rotation oppo- sé au premier sens 65, La rotation de la vis à bille 49 dans le deuxième sens 66 entraîne un déplacement du pre mier chariot 47 vers le haut {selon la représentation de la figure 6) . La translation du premier chariot 47 dans ce deuxième sens de commande 66 provoque une mise en ten sion du deuxième câble 57 qui coopère avec la sixième poulie 47.2 du premier chariot 47. Cette tension du deu- xièrtie câble 57 provoque un déplacement du premier anneau 67 vers le bas (selon la représentation de la figure 6) jusqu'à ce qui il vienne contre la première butée 58. Si l'unité de commande 91 maintient la commande de rotation à destination du motoréducteur 90, la première butée 58 bloque le mouvement de translation de la première sortie d' actionnement 41 et le deuxième anneau 68 se déplace vers le haut.

On obtient ainsi un actionneur 40 à deux sorties d' actionnement 41 et 42 qui peuvent être pilotées sélec tivement à l'aide d'un unique motoréducteur 90. En effet, une translation du premier chariot 47 dans un premier sens de commande 65.1 provoque un mouvement de la première sortie d' actionnement 41 dans un premier sens d' actionnement 65.2 et une translation du premier chariot 47 dans un deuxième sens de commande 66.1 opposé au premier sens de commande 65.1 provoque soit un mouvement de la première sortie 41 dans un deuxième sens d' actionnement 66.2 opposé au premier sens d' actionnement, soit un mouvement de la deuxième sortie d' actionnement 42 lorsque le mouvement de la première sortie d' actionnement 41 est bloqué, par exemple lorsque la première sortie d' actionnement 41 est sur la première butée 58. Dans ce deuxième mode de réalisation, les sor- ties d' actionnement 41 et 42 ne comprennent pas de chariot ni de rail de guidage. Un tel actionneur est ainsi plus léger et moins coûteux à réaliser que le premier mode de réalisation de l'invention.

Selon un troisième mode de réalisation représenté en figure 7, le premier anneau 67 de 1a première sortie d' actionnement 41 est relié à une boucle d'un troisième câble 69 qui s'étend entre une septième poulie 70 et une huitième poulie 71 en passant par le premier orifice 58.1 de guidage de câble. Avantageusement, le troisième câble 69 est préchargé au moment de son installation entre la septième poulie 70 et la huitième poulie 71.

De manière homologue, le deuxième anneau 68 de la deuxième sortie d' actionnement 42 est relié à une boucle d'un quatrième câble 72 qui s'étend entre une neuvième poulie 73 et une dixième poulie 74 en passant par le deu- xième orifice 59.1 de guidage de câble. Avantageusement, le quatrième câble 72 est préchargé au moment de son installation entre la neuvième poulie 73 et 1a dixième poulie 74. La septième poulie 70 est solidaire en rota tion d'un premier tambour 75 d'entrainement du premier filin 30. La neuvième poulie 73 est solidaire en rotation d'un deuxième tambour 76 d'entrainement du deuxième filin 33.

Le fonctionnement de ce troisième mode de réalisation de l'invention est sensiblement identique au fonc- tionnement du deuxième mode de réalisation de l'invention. Ainsi un déplacement du premier chariot 47 sous l'effet d'une rotation de la vis à bille 49 provoque un déplacement du premier anneau 67 ou du deuxième anneau 68. Le déplacement du premier anneau 67 vers le haut en- traîne une rotation de la septième poulie 70 et donc une rotation du premier tambour 75. De manière homologue, le déplacement du deuxième anneau 68 vers le haut entraîne une rotation de la huitième poulie 71 et donc une rota tion du deuxième tambour 76.

Selon un quatrième mode de réalisation représenté en figure 8, la première sortie d' actionnement 41 com- prend un troisième tambour 77 monté à rotation sur le carter 45 et un quatrième tambour 78 monté à rotation sur le carter 45. Le troisième tambour 77 comprend une pre mière section d'enroulement 77.1, une deuxième section d'enroulement 77.2 et une troisième section d'enroulement

77.3. Le deuxième tambour 78 comprend une cinquième section d'enroulement 78.1, une sixième section d'enroulement 78.2 et une septième section d'enroulement

78.3.

La première extrémité 56.1 du premier câble 56 réa lise une spire d'enroulement dans un premier sens (ici un sens anti-horaire selon la représentation de la figure 8) sur la première section d'enroulement 77,1 du troisième tambour 77 et est sertie sur le troisième tambour 77. La première extrémité 57.1 du deuxième câble 57 réa lise une spire d'enroulement dans un deuxième sens opposé au premier (ici un sens horaire selon la représentation de la figure 8) sur la deuxième section d'enroulement

77.2 du troisième tambour 77 et est sertie sur le troi- sième tambour 77.

La deuxième extrémité 56.2 du premier câble 56 réalise une spire d'enroulement dans un premier sens (ici un sens anti-horaire selon la représentation de la figure 8) sur la cinquième section d'enroulement 78.1 et est sertie sur le quatrième tambour 78. La deuxième extrémité

57.2 du deuxième câble 57 réalise une spire d'enroulement dans un deuxième sens opposé au premier (ici un sens horaire selon la représentation de la figure 8) sur la sixième section d'enroulement 78.2 du quatrième tambour 78 et est sertie sur le quatrième tambour 78.

Une première boucle de câble 79 est enroulée sur la troisième section d'enroulement 77,3 du troisième tambour 77 et coopère avec une onzième poulie 80 solidaire en ro tation du premier tambour 75. Une deuxième boucle de câble 81 est enroulée sur la septième section d'enroulement 78.3 du quatrième tambour 78 et coopère avec une onzième poulie 82 solidaire en rotation du deu xième tambour 76.

Le troisième tambour 77 comprend un premier doigt

83 s'étendant en saillie radiale du troisième tambour 77 et qui peut venir en butée contre une face supérieure

58.2 ou une face inférieure 58.3 de la première butée 58. Le premier doigt 83 et la première butée 58 limitent la rotation du troisième tambour 77 à un secteur sensible ment inférieur à trois cent soixante degrés.

Le quatrième tambour 78 comprend un deuxième doigt

84 s'étendant en saillie radiale du quatrième tambour 78 et qui peut venir en butée contre une face supérieure

59.2 ou une face inférieure 59.3 de la deuxième butée 59. Le deuxième doigt 84 et la deuxième butée 59 limitent la rotation du quatrième tambour 78 à un secteur sensible ment inférieur à trois cent soixante degrés.

Lorsque l'utilisateur 100 souhaite marcher, le codeur de l'articulation 14 mesure un changement dans la position angulaire du segment de pied 13 de l' exosquelette 1 par rapport au segment de jambe 12 et transmet cette information à l'unité de commande 91. L'unité de commande 91 commande une rotation du motoré- ducteur 90 dans un premier sens 65 de rotation. La cour roie crantée 52 transmet le mouvement de rotation du pi gnon 53 au pignon 51 de la vis à bille 49. La rotation de la vis à bille 49 dans le premier sens 65 entraîne un dé- placement du premier chariot 47 vers le bas {selon la représentation de la figure 8) . La translation du premier chariot 47 dans ce premier sens de commande 65 provoque une mise en tension du premier câble 56 qui coopère avec la cinquième poulie 47,1 du premier chariot 47. Cette tension du premier câble 56 provoque une rotation du troisième tambour 77 dans un premier sens horaire (selon la représentation de la figure 8) et une venue du deuxième doigt 84 contre la surface supérieure 59.2 de la deuxième butée 59. La deuxième butée 59 bloque ainsi le mouvement de rotation de la deuxième sortie d' actionnement 42 pendant que le mouvement de rotation de la première sortie d' actionnement 41 se poursuit sous l'effet du déplacement du premier chariot 47, jusqu'à ce que le premier doigt 83 viennent en butée contre la face inférieure 58,3 de la première butée 58. La rotation du troisième tambour 77 provoque un enroulement du premier filin 30 autour du premier tambour d'entrainement 75.

Lorsque l'utilisateur 100 souhaite déplier sa jambe gauche 110, il modifie la position relative angulaire du segment de pied 13 par rapport au segment de jambe 12 et cette information est transmise à l'unité de commande 91. L'unité de commande 91 commande alors une rotation du rrto- toréducteur 90 dans un deuxième sens 66 de rotation oppo- sé au premier sens 65. La rotation de la vis à bille 49 dans le deuxième sens 66 entraîne un déplacement du premier chariot 47 vers le haut (selon la représentation des figures 2 à 4). La translation du premier chariot 47 dans ce deuxième sens de commande 66 provoque une mise en ten sion du deuxième câble 57 qui coopère avec la sixième poulie 47.2 du premier chariot 47. Cette tension du deu- xième câble 57 provoque une rotation du troisième tambour 77 dans un sens anti-horaire (selon la représentation de la figure 8) jusqu'à ce que le premier doigt 83 vienne en butée contre la face supérieure de la première butée 58. Si l'unité de commande 91 maintient la commande de rotation à destination du motoréducteur 90, la première butée 58 bloque le mouvement de rotation de la première sortie d' actionnement 41 et le quatrième tambour 78 tourne dans un deuxième sens anti-horaire (selon la représentation de la figure 8 ) .

La rotation du quatrième tambour 78 provoque un en roulement du deuxième filin 33 autour du deuxième tambour d'entrainement 76.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention tel que défini par les revendications.

En particulier,

bien qu' ici le premier filin s'étende à l'intérieur des spires d'un premier ressort de rappel, l'invention s'applique également à d'autres moyens de rappel des sorties d' actionnement vers leurs butées res pectives comme par exemple un câble solidaire d' un chariot et qui s'étend au travers des spires d'un ressort de rappel pour se fixer à l'extrémité dudit ressort, ce ressort pouvant être reliée à l'extrémité du premier filin 30 ou du deuxième filin 33 (cinquième mode de réalisation représenté en figure 9). L'utilisation d'autres moyens de rappel comme par exemple un aimant, un bloc élastomère ou un ressort est également possible, ou bien encore des lames flexibles ; - bien qu' ici, la première sortie d' actionnement de l' actionneur soit raccordée à un premier membre inférieur de l' exosquelette et la deuxième sortie d' actionnement soit raccordée à un deuxième membre inférieur de l' exosquelette, l'invention s'applique également à d'autres configurations de raccordement de l' actionneur à l ' exosquelette comme par exemple une première sortie rac cordée à une articulation de tête et une deuxième sortie raccordée à une articulation de bras ;

- bien qu' ici le carter soit de forme sensiblement parallélépipédique, l'invention s'applique également à des carters d'autre forme ;

- bien qu' ici le premier chariot soit monté sur un rail de guidage, l'invention s'applique également à un premier chariot dépourvu de moyens de guidage et dont la liaison avec le carter ne comprend qu'un dispositif d'anti-rotation ;

bien qu' ici l' actionneur comprenne une vis à bille motorisée à l'aide d'un moteur électrique et d'une courroie crantée, l'invention s'applique également à d'autres moyens d' actionnement du premier chariot comme par exemple un actionneur non linéaire tel qu'un moteur rotatif entraînant une courroie de laquelle est solidaire le chariot, un actionneur linéaire comme un vérin pneuma- tique ou électrique, une vis à rouleaux , une vis à fi let, ou un actionneur piézoélectrique accouplé à un le vier d'amplification d'effort, ou encore un système pi gnon/crémaillère ;

- bien qu' ici le pignon soit claveté sur une première extrémité de la vis à bille, l'invention s'applique également à d'autres moyens de solidariser en rotation le pignon et la vis comme par exemple un assemblage sou dé, cannelé ou emmanché en force ;

- bien qu' ici le motoréducteur soit relié à la vis à bille par une courroie crantée, l'invention s' applique également à d'autres moyens de relier le moteur à la vis comme par exemple un train d'engrenages ou un accouple ment direct ;

- bien qu'ici les deuxième et troisième directions de translation soient parallèles à la première direction de translation du premier chariot, l'invention s'applique également à d'autres orientations relatives de la première, deuxième et troisième directions de translation comme par exemple deux directions de translation parallèles et une direction sécante, ou des orientations quel- conques des directions de translation ;

- bien qu' ici le premier chariot coopère avec un premier et un deuxième câble en acier galvanisé tressé de 2,4 millimètres de diamètre , l'invention s'applique également à d'autres types de lien souple comme par exemple des sangles, des courroies crantées ou non, ainsi que d'autres matières comme par exemple des métaux comme l'aluminium ou le cuivre, des fibres minérales comme le carbone ou le kevlar ou naturel comme le chanvre, ou des câbles en matières synthétiques tel que le polyamide. Les diamètres des câbles pouvant être adaptés aux charges et à la nature des matériaux retenus ;

- bien qu' ici les extrémités des câbles soient ser ties sur les chariots, l'invention s'applique également à d'autres moyens de solidariser une extrémité de câble à un chariot comme par exemple un collage, un serre-câble, une soudure, un œillet engagé sur un axe ; -bien qu'ici les changements de direction de câbles soient réalisées à l' aide de poulies, l' invention s'applique également à d'autres types de renvois de câble comme par exemple des axes autolubrifiant, des anneaux, ou des tambours, les renvois du premier chariot pouvant être regroupé en un unique élément tel qu'un axe en bronze ;

- bien que sur les figures d' illustration, les points de liaison des câble aient été positionnés en bas et/ou en haut des chariots, l'invention s'applique égale ment à une implantation quelconque des points de liaisons relativement aux chariots ;

- bien qu'ici les extrémités des câbles réalisent une spire d'enroulement autour des troisième et quatrième tambours, l'invention s'applique également à d'autres configurations d'enroulement des câbles comme des câbles réalisant deux ou trois spires ou moins d'une spire autour des premier et deuxième éléments montés à rotation sur le carter;

- bien qu'ici les câbles soient reliés à un troi sième et un quatrième tambour, l'invention s'applique également à une liaison des câbles avec d'autres types d'éléments montés à rotation relativement au carter comme par exemple des poulies ;

- bien qu'ici l ' exosquelette comprenne deux membres inférieurs et deux lames ressort, l'invention s'applique également à un exosquelette comprenant seulement deux lames ressorts, ou deux membres inférieurs seuls, ou un membre inférieur et une lame ressort. Les codeurs d'intention seront alors modifiés en conséquence;

- bien qu'ici l'actionneur soit utilisé pour ac- tionner et asservir les jambes d'un exosquelette, l'invention s'applique à d'autres systèmes nécessitant un actionnement et/ou asservissement de deux sorties synchronisées ou non synchronisées avec un seul moteur, telles que des articulations de robots, d'automates, d'humanoïdes, ou autres systèmes articulés.