[go: up one dir, main page]

FR3139988A1 - PASSIVE EXOSKELETON FOR SPINAL RELIEF - Google Patents

PASSIVE EXOSKELETON FOR SPINAL RELIEF Download PDF

Info

Publication number
FR3139988A1
FR3139988A1 FR2209856A FR2209856A FR3139988A1 FR 3139988 A1 FR3139988 A1 FR 3139988A1 FR 2209856 A FR2209856 A FR 2209856A FR 2209856 A FR2209856 A FR 2209856A FR 3139988 A1 FR3139988 A1 FR 3139988A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
user
exoskeleton
spring rod
strap
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR2209856A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR3139988B1 (en
Inventor
Fabien TOURNEUX Samuel
Maxence MONTIEL
Martin Jouet-Pastre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ERGOSANTE, FR
Original Assignee
Ergosante Tech
Ergosante Technologie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ergosante Tech, Ergosante Technologie filed Critical Ergosante Tech
Priority to FR2209856A priority Critical patent/FR3139988B1/en
Priority to PCT/EP2023/076966 priority patent/WO2024068879A1/en
Publication of FR3139988A1 publication Critical patent/FR3139988A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR3139988B1 publication Critical patent/FR3139988B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices ; Anti-rape devices
    • A61F5/01Orthopaedic devices, e.g. long-term immobilising or pressure directing devices for treating broken or deformed bones such as splints, casts or braces
    • A61F5/02Orthopaedic corsets
    • A61F5/026Back straightening devices with shoulder braces to force back the shoulder to obtain a correct curvature of the spine
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices ; Anti-rape devices
    • A61F5/01Orthopaedic devices, e.g. long-term immobilising or pressure directing devices for treating broken or deformed bones such as splints, casts or braces
    • A61F5/02Orthopaedic corsets
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices ; Anti-rape devices
    • A61F5/01Orthopaedic devices, e.g. long-term immobilising or pressure directing devices for treating broken or deformed bones such as splints, casts or braces
    • A61F5/04Devices for stretching or reducing fractured limbs; Devices for distractions; Splints
    • A61F5/042Devices for stretching or reducing fractured limbs; Devices for distractions; Splints for extension or stretching
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0218Drawing-out devices
    • A61H1/0229Drawing-out devices by reducing gravity forces normally applied to the body, e.g. by lifting or hanging the body or part of it
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0292Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the spinal column
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1619Thorax
    • A61H2201/1621Holding means therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1628Pelvis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165Wearable interfaces
    • A61H2201/1652Harness

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nursing (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)

Abstract

TITRE DE L’INVENTION : EXOSQUELETTE PASSIF DE SOULAGEMENT DE LA COLONNE VERTEBRALE L’exosquelette (10) pour un utilisateur (11) de morphologie prédéterminée, comporte une ceinture abdominale (12) configurée pour entourer le bassin de cet utilisateur et un harnais pectoral (13). Pour chaque épaule de l’utilisateur, l’exosquelette comporte au moins une tige ressort (15) travaillant en flambement et/ou en flexion, chaque tige ressort étant reliée :- à une première extrémité, à ce harnais pectoral et- à une deuxième extrémité, à la ceinture abdominale. Chaque tige ressort a une longueur configurée de telle manière que, lorsque l’utilisateur porte l’exosquelette, la tige ressort prend la forme d’un arc passant derrière le dos de l’utilisateur et exerce une force de rappel tendant à soulever le thorax de l’utilisateur et à l’éloigner de son abdomen. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 TITLE OF THE INVENTION: PASSIVE EXOSKELETON FOR SPINAL RELIEF The exoskeleton (10) for a user (11) of predetermined morphology, comprises an abdominal belt (12) configured to surround the pelvis of this user and a pectoral harness (13). For each shoulder of the user, the exoskeleton comprises at least one spring rod (15) working in buckling and/or flexion, each spring rod being connected: - to a first end, to this pectoral harness and - to a second extremity, at the abdominal girdle. Each spring rod has a length configured such that, when the user wears the exoskeleton, the spring rod takes the form of an arc passing behind the user's back and exerts a restoring force tending to lift the thorax away from the user and away from their abdomen. Figure for abstract: Fig. 1

Description

EXOSQUELETTE PASSIF DE SOULAGEMENT DE LA COLONNE VERTEBRALEPASSIVE SPINAL RELIEF EXOSKELETON Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention

La présente invention vise un exosquelette passif de soulagement de la colonne vertébrale. Elle entre dans le domaine de l’assistance aux personnes souffrants de maux à la colonne vertébrale ou de douleurs dorsales, que ce soit au repos ou au cours d’un effort, ou en thérapie ambulatoire.The present invention relates to a passive exoskeleton for relieving the spinal column. It falls within the field of assistance to people suffering from spinal ailments or back pain, whether at rest or during exercise, or in outpatient therapy.

État de la techniqueState of the art

La présente invention a pour objet un dispositif de décompression vertébrale. Elle trouve en particulier une application pour soulager les personnes souffrant de douleurs dorsales, causées par exemple par une hernie discale. De telles douleurs surviennent, entre autres, du fait que les vertèbres compriment excessivement les disques intervertébraux les séparant les unes des autres. Par ailleurs, la lombalgie, première cause d'arrêt de travail en France, est causée par un événement traumatique comme un mauvais mouvement lors d'un déménagement. Pour certains patients, la cicatrisation ne se fait pas, les douleurs reviennent et la peur de celles-ci les accentue.The present invention relates to a spinal decompression device. It finds in particular an application for relieving people suffering from back pain, caused for example by a herniated disc. Such pain occurs, among other things, because the vertebrae excessively compress the intervertebral discs separating them from each other. Furthermore, lower back pain, the leading cause of work stoppage in France, is caused by a traumatic event such as a bad movement during a move. For some patients, healing does not occur, the pain returns and the fear of it accentuates it.

Un soulagement peut être obtenu en exerçant un effort de distraction sur la colonne vertébrale, de manière à décoapter les vertèbres, c’est-à-dire augmenter l'espace interarticulaire entre deux surfaces trop ajustées l'une à l'autre.Relief can be obtained by exerting a distraction effort on the spine, so as to decoapt the vertebrae, that is to say increase the interarticular space between two surfaces that are too close to each other.

On connaît des dispositifs de décompression vertébrale permettant d'exercer un effort de distraction sur la colonne vertébrale de l'utilisateur. Un tel dispositif est par exemple proposé par le document EP 0 319 224, qui décrit un dispositif de décompression vertébrale qui entoure une partie du tronc d'un utilisateur, comprenant un support supérieur, un support inférieur, deux barres télescopiques montées sur les supports inférieur et supérieur de manière à exercer une force d'écartement sur les supports inférieur et supérieur. Les barres télescopiques comportent un levier d'actionnement grâce auquel un tiers, tel qu'un professionnel de la santé, peut, lorsque le dispositif est porté par l'utilisateur, éloigner les supports inférieur et supérieur l'un de l'autre, pour exercer un effort de distraction sur la colonne vertébrale de l'utilisateur. Cependant, un tel dispositif est particulièrement lourd et encombrant, et ne peut pas être porté sous des vêtements. En outre, il réduit significativement la mobilité de l'utilisateur, de sorte qu'il ne peut pas être porté plus de quelques minutes. Par ailleurs, il doit être installé et actionné avec l'aide d'un tiers. Il ne permet pas non plus d'adapter la force d'écartement exercée par les barres télescopiques, par exemple en fonction des mouvements réalisés par l'utilisateur, de sorte que, par exemple lorsque l'utilisateur se déplace, l'effort de distraction varie, ce qui tend à limiter le soulagement permis par le dispositif.Spinal decompression devices are known for exerting a distraction force on the user's spine. Such a device is for example proposed by document EP 0 319 224, which describes a spinal decompression device that surrounds a part of the trunk of a user, comprising an upper support, a lower support, two telescopic bars mounted on the lower and upper supports so as to exert a spreading force on the lower and upper supports. The telescopic bars comprise an actuating lever by means of which a third party, such as a health professional, can, when the device is worn by the user, move the lower and upper supports away from each other, to exert a distraction force on the user's spine. However, such a device is particularly heavy and bulky, and cannot be worn under clothing. Furthermore, it significantly reduces the mobility of the user, so that it cannot be worn for more than a few minutes. Furthermore, it must be installed and operated with the help of a third party. It also does not allow the spreading force exerted by the telescopic bars to be adapted, for example according to the movements made by the user, so that, for example when the user moves, the distraction effort varies, which tends to limit the relief allowed by the device.

D’autres dispositifs, ou exosquelettes, similaires à ceux décrits ci-dessus comportent, de plus, un circuit électronique d’actionnement des barres télescopiques, ou pistons. Ces dispositifs présentent aussi l’inconvénient de nécessiter une alimentation électrique.Other devices, or exoskeletons, similar to those described above also include an electronic circuit for actuating the telescopic bars, or pistons. These devices also have the disadvantage of requiring an electrical power supply.

Il existe principalement deux types d’exosquelette, l’exosquelette robotisé ou « actif » et l’exosquelette « passif ». L’exosquelette robotisé vise à augmenter considérablement la force de l’opérateur qui le porte mais il présente l’inconvénient de nécessiter une source d’énergie et au moins un actionneur, ce qui augmente le poids de l’exosquelette ou, dans la cas où il est relié à une source d’énergie externe, limite la capacité de mouvement de l’utilisateur. À l’inverse, l’exosquelette passif a pour objectif de diminuer les efforts que fournit l’opérateur et ne consomme pas d’énergie. En particulier, l’exosquelette passif s’inscrit dans une démarche de diminution de la pénibilité lors de la réalisation de travaux répétitifs et/ou contraignants tout en prévenant l’apparition de troubles musculosquelettiques (TMS).There are mainly two types of exoskeleton, the robotic or "active" exoskeleton and the "passive" exoskeleton. The robotic exoskeleton aims to significantly increase the strength of the operator wearing it, but it has the disadvantage of requiring a power source and at least one actuator, which increases the weight of the exoskeleton or, in the case where it is connected to an external power source, limits the user's ability to move. Conversely, the passive exoskeleton aims to reduce the effort required by the operator and does not consume energy. In particular, the passive exoskeleton is part of an approach to reducing the arduousness of performing repetitive and/or demanding work while preventing the onset of musculoskeletal disorders (MSDs).

La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.The present invention aims to remedy all or part of these drawbacks.

À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un exosquelette pour un utilisateur de morphologie prédéterminée, comportant une ceinture abdominale configurée pour entourer le bassin de cet utilisateur, un harnais pectoral et, pour chaque épaule de l’utilisateur, au moins une tige ressort travaillant en flambement et/ou en flexion, chaque tige ressort étant reliée :
- à une première extrémité, à ce harnais pectoral et
- à une deuxième extrémité, à la ceinture abdominale ;
To this end, according to a first aspect, the present invention aims at an exoskeleton for a user of predetermined morphology, comprising an abdominal belt configured to surround the pelvis of this user, a pectoral harness and, for each shoulder of the user, at least one spring rod working in buckling and/or flexion, each spring rod being connected:
- at a first end, to this pectoral harness and
- at a second end, at the abdominal belt;

la tige ressort ayant une longueur configurée de telle manière que, lorsque l’utilisateur porte l’exosquelette, la tige ressort prend la forme d’un arc passant derrière le dos de l’utilisateur et exerce une force de rappel tendant à soulever le thorax de l’utilisateur et à l’éloigner de son abdomen.the spring rod having a length configured such that, when the user wears the exoskeleton, the spring rod takes the shape of an arc passing behind the user's back and exerts a restoring force tending to lift the user's thorax and move it away from his abdomen.

Grâce à ces dispositions, la colonne vertébrale de l’utilisateur est soulagée d’une partie du poids du thorax et des membres supérieurs de l’utilisateur. De plus, chaque tige ressort associée à une épaule étant, au moins partiellement, indépendante d’une autre tige ressort associée à une autre épaule, l’utilisateur peut effectuer sans gêne, des mouvements de flexion et de torsion de son torse.By means of these provisions, the user's spine is relieved of part of the weight of the user's thorax and upper limbs. In addition, each spring rod associated with a shoulder being, at least partially, independent of another spring rod associated with another shoulder, the user can perform, without discomfort, flexion and twisting movements of his torso.

Dans des modes de réalisation, au moins une tige-ressort est, au repos, une tige droite. L’inventeur a découvert que, dans ce cas, la force exercée par la tige-ressort parallèlement à sa corde est sensiblement constante au cours de la déformation en arc de la tige-ressort.In embodiments, at least one spring rod is, at rest, a straight rod. The inventor has discovered that, in this case, the force exerted by the spring rod parallel to its chord is substantially constant during the arc deformation of the spring rod.

Dans des modes de réalisation, le harnais pectoral est configuré pour entourer le thorax de l’utilisateur en dessous de l’appendice xiphoïde.In embodiments, the chest harness is configured to surround the user's thorax below the xiphoid process.

Grâce à ces dispositions, le support de la cage thoracique est renforcé.Thanks to these provisions, the support of the rib cage is reinforced.

Dans des modes de réalisation, le harnais pectoral comporte, pour chaque épaule, une bretelle configurée pour entourer cette épaule, la liaison entre chaque tige ressort et le harnais pectoral se faisant sur une bretelle et étant positionnée au-dessus de cette bretelle, c’est-à-dire en une position plus éloignée de la ceinture abdominale que l’est la bretelle.In embodiments, the chest harness comprises, for each shoulder, a strap configured to surround this shoulder, the connection between each spring rod and the chest harness being made on a strap and being positioned above this strap, that is to say in a position further from the abdominal belt than the strap.

Les tiges ressorts ont, dans ces modes de réalisation, une longueur supérieure à la distance entre les hanches et les clavicules de l’utilisateur. Grâce à ces dispositions, l’aisselle de l’utilisateur reste libre de mouvement puisque cette liaison ne s’y trouve pas.In these embodiments, the spring rods have a length greater than the distance between the user's hips and collarbones. Thanks to these arrangements, the user's armpit remains free to move since this connection is not located there.

Dans des modes de réalisation, la liaison entre chaque tige ressort et une bretelle est positionnée dans la moitié supérieure de la bretelle et dans la moitié arrière de la bretelle.In embodiments, the connection between each spring rod and a strap is positioned in the upper half of the strap and in the rear half of the strap.

Grâce à ces dispositions, chaque tige ressort est au-dessus ou en arrière par rapport aux clavicules de l’utilisateur, ce qui élimine les risques de gêner ses mouvements de bras.With these arrangements, each spring rod is above or behind the user's collarbones, eliminating the risk of hindering their arm movements.

Dans des modes de réalisation, la liaison entre chaque tige ressort et le harnais pectoral comporte une liaison rotule. Cette liaison rotule peut être constituée de deux liaisons pivots d’axes différents, voire de souplesses des pièces mécaniques mises en œuvre pour cette liaison, par exemple en textile. L’utilisateur n’est ainsi pas gêné lorsqu’il se penche en avant ou en arrière car la liaison rotule absorbe l’inclinaison du thorax par rapport au bassin de l’utilisateur.In embodiments, the connection between each spring rod and the chest harness comprises a ball joint. This ball joint may consist of two pivot connections of different axes, or even of flexibilities of the mechanical parts implemented for this connection, for example in textile. The user is thus not hindered when leaning forward or backward because the ball joint absorbs the inclination of the thorax relative to the user's pelvis.

Dans des modes de réalisation, la liaison entre chaque tige ressort et la ceinture abdominale est positionnée contre une hanche de l’utilisateur.In embodiments, the connection between each spring rod and the abdominal belt is positioned against a hip of the user.

Les forces exercées par les tiges ressort s’appliquent ainsi au niveau des hanches de l’utilisateur et n’ont donc pas tendance à le pencher en avant ou en arrière.The forces exerted by the spring rods are thus applied at the user's hips and therefore do not tend to lean them forward or backward.

Dans des modes de réalisation, la liaison entre chaque tige ressort et la ceinture abdominale est une liaison rotule.In embodiments, the connection between each spring rod and the abdominal belt is a ball joint connection.

Grâce à ces dispositions, les mouvements du bassin de l’utilisateur sont plus libres.Thanks to these arrangements, the user's pelvic movements are freer.

Dans des modes de réalisation, l’exosquelette comporte un lien rigide ou élastique entre les parties centrales des tiges ressorts.In embodiments, the exoskeleton includes a rigid or elastic connection between the central portions of the spring rods.

Grâce à ces dispositions, les tiges ressorts sont resserrées vers le dos de l’utilisateur dans leur partie médiane. Ce qui réduit l’encombrement de l’exosquelette à l’arrière de l’utilisateur, voire l’autorise à porter un vêtement de protection contre la pluie au-dessus de l’exosquelette.Thanks to these provisions, the spring rods are tightened towards the user's back in their middle part. This reduces the bulk of the exoskeleton at the user's back, or even allows the user to wear rain protection clothing over the exoskeleton.

Dans des modes de réalisation, les liaisons de chaque tige ressort avec la ceinture abdominale et avec le harnais pectoral sont amovibles.In embodiments, the connections of each spring rod with the abdominal belt and with the chest harness are removable.

Grâce à ces dispositions, les tiges ressorts peuvent être remplacées, par exemple pour adapter l’exosquelette à un utilisateur de taille différente et/ou pour modifier la force exercée par les tiges ressorts qui tend à écarter son thorax de son abdomen.With these arrangements, the spring rods can be replaced, for example to adapt the exoskeleton to a user of a different size and/or to modify the force exerted by the spring rods which tends to move the user's thorax away from the user's abdomen.

Dans des modes de réalisation, chaque tige ressort comporte un matériau composite et possède, au repos, une forme cylindrique.In embodiments, each spring rod comprises a composite material and has, at rest, a cylindrical shape.

Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un kit comportant un exosquelette objet de l’invention et au moins deux jeux de tiges ressorts présentant des longueurs et/ou des raideurs différentes.According to a second aspect, the present invention relates to a kit comprising an exoskeleton which is the subject of the invention and at least two sets of spring rods having different lengths and/or stiffnesses.

Grâce à ces dispositions, en changeant le jeu de tiges ressorts de l’exosquelette, on l’adapte à un utilisateur de morphologie différente et/ou on adapte la force exercée par les tiges ressorts pour la même morphologie d’utilisateur. L’utilisateur peut ainsi choisir le jeu de tiges ressorts qui correspond à sa morphologie, en particulier à la taille de son torse et à l’assistance qu’il souhaite recevoir de l’exosquelette, en termes de force tendant à écarter son thorax de son abdomen.With these provisions, by changing the set of spring rods of the exoskeleton, it is adapted to a user of different morphology and/or the force exerted by the spring rods is adapted for the same user morphology. The user can thus choose the set of spring rods that corresponds to his morphology, in particular to the size of his torso and to the assistance he wishes to receive from the exoskeleton, in terms of force tending to move his thorax away from his abdomen.

Brève description des figuresBrief description of the figures

D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier de l’exosquelette objet de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :Other advantages, aims and particular characteristics of the invention will emerge from the non-limiting description which follows of at least one particular embodiment of the exoskeleton which is the subject of the present invention, with reference to the appended drawings, in which:

représente, en vue de côté schématique, un premier mode de réalisation particulier de l’exosquelette objet de l’invention, porté par un utilisateur de morphologie prédéterminée, represents, in a schematic side view, a first particular embodiment of the exoskeleton which is the subject of the invention, worn by a user of predetermined morphology,

représente, en vue de dos, un deuxième mode de réalisation de l’exosquelette objet de l’invention, represents, in a back view, a second embodiment of the exoskeleton which is the subject of the invention,

représente, en perspective de dos, l’exosquelette illustré en , represents, in back perspective, the exoskeleton illustrated in ,

représente un agrandissement d’une première partie de la , comportant une liaison entre une tige ressort et une bretelle, represents an enlargement of a first part of the , comprising a connection between a spring rod and a strap,

représente un agrandissement d’une deuxième partie de la , comportant une liaison entre une bretelle et un harnais pectoral, et represents an enlargement of a second part of the , comprising a connection between a shoulder strap and a chest harness, and

représente un agrandissement d’une troisième partie de la , comportant une liaison entre une tige ressort et une ceinture abdominale. represents an enlargement of a third part of the , comprising a connection between a spring rod and an abdominal belt.

La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.This description is given without limitation, each characteristic of an embodiment being able to be combined with any other characteristic of any other embodiment in an advantageous manner.

Dans toute la description, on appelle « supérieur » ou « haut » ce qui est en haut lorsqu’un utilisateur porte l’exosquelette objet de l’invention et dans les figures, et « inférieur » ou « bas » ce qui est en bas lorsqu’un utilisateur porte l’exosquelette objet de l’invention et dans ces figures. Les figures représentent ainsi l’orientation normale de l’exosquelette en cours d’utilisation par un utilisateur debout ou assis. Les « hauteurs » découlent de ces définitions. Les « largeurs » sont définies de droite à gauche dans les figures 2 à 6, donc aussi de droite à gauche du corps de l’utilisateur. Il s’agit des dimensions dans la direction allant d’une épaule à l’autre de l’utilisateur. On appelle « avant », « devant », « face » ou « ventral » ce qui se trouve du côté du ventre de l’utilisateur pendant l’utilisation de l’exosquelette et « arrière » ou « dorsal », ce qui se trouve du côté du dos de cet utilisateur pendant l’utilisation de l’exosquelette. On appelle « interne » ou « intérieur » ce qui est proche ou tourné vers le tronc de l’utilisateur et « externe » ou « extérieur », ce qui est éloigné de ce tronc ou est tourné vers ce qui est éloigné de ce tronc.Throughout the description, the term “upper” or “top” refers to that which is at the top when a user wears the exoskeleton that is the subject of the invention and in the figures, and the term “lower” or “bottom” refers to that which is at the bottom when a user wears the exoskeleton that is the subject of the invention and in these figures. The figures thus represent the normal orientation of the exoskeleton during use by a standing or seated user. The “heights” follow from these definitions. The “widths” are defined from right to left in figures 2 to 6, therefore also from right to left of the user’s body. These are the dimensions in the direction from one shoulder to the other of the user. The term “front”, “in front”, “face” or “ventral” refers to that which is on the side of the user’s stomach during use of the exoskeleton and “rear” or “dorsal” refers to that which is on the side of the user’s back during use of the exoskeleton. We call "internal" or "interior" what is close to or turned towards the user's trunk and "external" or "exterior" what is far from this trunk or is turned towards what is far from this trunk.

On note, dès à présent, que les figures 2 à 6 sont à l’échelle et adaptées à un homme européen moyen, tel que défini par les études statistiques de cette population.It should be noted, from now on, that Figures 2 to 6 are to scale and adapted to an average European man, as defined by statistical studies of this population.

L’exosquelette objet de l’invention vise à lutter contre les douleurs dorsales et permet l’amélioration des conditions de travail, en réduisant la pénibilité du maintien en position debout ou assise, et ses conséquences physiques et mentales sur son utilisateur.The exoskeleton that is the subject of the invention aims to combat back pain and improve working conditions by reducing the difficulty of remaining in a standing or sitting position and its physical and mental consequences on the user.

Cet exosquelette est léger, intuitif à l’usage et conçu pour soulager la colonne vertébrale d’une partie de la charge du thorax et des membres supérieurs. Il est particulièrement adapté pour tous travaux nécessitant le port de charges avec les bras. L’utilisateur conserve ainsi une grande liberté de mouvements. Il n’est pas entravé dans l’exécution des tâches ne nécessitant pas d’assistance mécanique.This exoskeleton is lightweight, intuitive to use and designed to relieve the spine of some of the load on the thorax and upper limbs. It is particularly suitable for all work requiring the carrying of loads with the arms. The user thus retains great freedom of movement. He is not hindered in the performance of tasks that do not require mechanical assistance.

L’assistance, c’est-à-dire la masse directement supportée par l’exosquelette entre le thorax et le bassin de l’utilisateur sans passer par sa colonne vertébrale peut atteindre 10 Kg, voire 15 Kg, 20 Kg ou plus. La masse de l’exosquelette représenté dans les figures peut être de l’ordre d’un kilogramme. Les inventeurs ont constaté une durée de mise en place de l’exosquelette inférieure à deux minutes et une durée de retrait de l’exosquelette d’environ une minute.The assistance, that is to say the mass directly supported by the exoskeleton between the thorax and the pelvis of the user without passing through his spine can reach 10 kg, or even 15 kg, 20 kg or more. The mass of the exoskeleton represented in the figures can be of the order of one kilogram. The inventors have observed a time of putting on the exoskeleton of less than two minutes and a time of removing the exoskeleton of approximately one minute.

Un exosquelette objet de l’invention est défini pour un utilisateur modèle, par exemple un utilisateur d’une taille de 1,78 m et d’une masse de 77 kg.An exoskeleton object of the invention is defined for a model user, for example a user with a height of 1.78 m and a mass of 77 kg.

Bien entendu, le même exosquelette peut convenir à un ensemble d’utilisateurs dont les caractéristiques sont proches de celles du modèle. L’homme du métier chargé de réaliser un exosquelette objet de l’invention sait, à partir de l’utilisateur prédéterminé auquel est destiné l’exosquelette, déterminer les dimensions de son corps, et notamment celles de son tronc et de ses membres. En effet, ces données anthropométriques sont bien documentées. Un tronc et un bras d’un utilisateur modèle homme sont représentés en , en traits discontinus.Of course, the same exoskeleton may be suitable for a set of users whose characteristics are close to those of the model. The person skilled in the art responsible for producing an exoskeleton that is the subject of the invention knows, from the predetermined user for whom the exoskeleton is intended, how to determine the dimensions of his body, and in particular those of his trunk and limbs. Indeed, these anthropometric data are well documented. A trunk and an arm of a male model user are represented in , in broken lines.

La mise en œuvre de l’invention se décline donc en la réalisation d’une gamme d’exosquelettes couvrant une grande partie des morphologies des utilisateurs, par exemple un seul exosquelette pour couvrir les morphologies de 70 % de la population européenne, deux exosquelettes pour couvrir 90 % de la population européenne.The implementation of the invention therefore involves the production of a range of exoskeletons covering a large part of the users' morphologies, for example a single exoskeleton to cover the morphologies of 70% of the European population, two exoskeletons to cover 90% of the European population.

On observe, en , un mode de réalisation particulier 10 de l’exosquelette objet de l’invention. Cet exosquelette 10 est porté par un utilisateur 11 (partiellement schématisé en traits discontinus en ) dont la morphologie correspondant à celle de l’un des utilisateurs modèles prédéterminés. Cet exosquelette 10 comporte une ceinture abdominale 12 configurée pour entourer le bassin de cet utilisateur 11 et un harnais pectoral 13 configuré pour entourer le thorax de l’utilisateur 11.We observe, in , a particular embodiment 10 of the exoskeleton object of the invention. This exoskeleton 10 is worn by a user 11 (partially schematized in broken lines in ) whose morphology corresponds to that of one of the predetermined model users. This exoskeleton 10 comprises an abdominal belt 12 configured to surround the pelvis of this user 11 and a pectoral harness 13 configured to surround the thorax of the user 11.

L’exosquelette 10 comporte aussi, pour chaque épaule de l’utilisateur, au moins une tige ressort 15 travaillant en flambement et/ou en flexion.The exoskeleton 10 also comprises, for each shoulder of the user, at least one spring rod 15 working in buckling and/or bending.

Chaque tige ressort 15 est reliée :
- à une première extrémité, supérieure, au harnais pectoral 13 et
- à une deuxième extrémité, inférieure, à la ceinture abdominale 12.
Each spring rod 15 is connected:
- at a first end, upper, to the pectoral harness 13 and
- at a second end, lower, to the abdominal belt 12.

La tige ressort 15 a une longueur configurée de telle manière que, lorsque l’utilisateur 11 porte l’exosquelette 10, la tige ressort 15 prend la forme d’un arc, comme illustré en , cette forme passant derrière le dos de l’utilisateur 11 et exerce une force de rappel tendant à soulever le thorax de l’utilisateur 11 et à l’éloigner de son abdomen.The spring rod 15 has a length configured such that, when the user 11 wears the exoskeleton 10, the spring rod 15 takes the shape of an arc, as illustrated in , this shape passing behind the back of the user 11 and exerting a restoring force tending to lift the thorax of the user 11 and to move it away from his abdomen.

Dans le mode de réalisation schématisé en , le harnais pectoral 13 comporte, pour chaque épaule de l’utilisateur, une bretelle 14 configurée pour entourer cette épaule.In the embodiment schematized in , the chest harness 13 comprises, for each shoulder of the user, a strap 14 configured to surround this shoulder.

Dans d’autres modes de réalisation (non représentés), le harnais pectoral 13 ne comporte pas de bretelle, chaque liaison entre la tige ressort 15 et le harnais pectoral 13 est donc réalisée en dessous de l’épaule, par exemple au niveau d’une aisselle de l’utilisateur.In other embodiments (not shown), the chest harness 13 does not include a strap, each connection between the spring rod 15 and the chest harness 13 is therefore made below the shoulder, for example at the level of an armpit of the user.

Dans le mode de réalisation schématisé en , la liaison 17 entre la tige ressort 15 et la bretelle 14 comporte un logement dans lequel l’extrémité supérieure de la tige ressort 15 est emmanchée et une liaison pivot 9 reliant ce logement à la bretelle 14. Dans les modes de réalisation préférentiels illustrés dans les figures, les tiges ressorts 15 ont une longueur supérieure à la distance entre les hanches et les clavicules de l’utilisateur, cette longueur étant préférentiellement supérieure d’au moins 20 % à cette distance.In the embodiment schematized in , the connection 17 between the spring rod 15 and the strap 14 comprises a housing in which the upper end of the spring rod 15 is fitted and a pivot connection 9 connecting this housing to the strap 14. In the preferred embodiments illustrated in the figures, the spring rods 15 have a length greater than the distance between the hips and the collarbones of the user, this length being preferably at least 20% greater than this distance.

Dans le mode de réalisation schématisé en , la liaison 16 entre la tige ressort 15 et la ceinture abdominale 12 est une liaison pivot ou une liaison rotule.In the embodiment schematized in , the connection 16 between the spring rod 15 and the abdominal belt 12 is a pivot connection or a ball joint connection.

Comme on le comprend aisément au regard de la , la partie de la colonne vertébrale (non représentée) de l’utilisateur 11 comprise entre la ceinture abdominale 12 et le harnais pectoral 13, est soulagée, par l’intermédiaire des tiges ressort 15, d’une partie du poids du thorax et des membres supérieurs de l’utilisateur. Les douleurs vertébrales et les douleurs dues à une lombalgie peuvent ainsi être réduites.As is easily understood in view of the , the part of the spine (not shown) of the user 11 between the abdominal belt 12 and the chest harness 13, is relieved, by means of the spring rods 15, of part of the weight of the thorax and upper limbs of the user. Spinal pain and pain due to lower back pain can thus be reduced.

Dans le premier mode de réalisation illustré en , la liaison 17 entre chaque tige ressort 15 et une bretelle 14 est positionnée au-dessus de cette bretelle 14, c’est-à-dire en une position plus éloignée de la ceinture abdominale 12 que l’est la bretelle 14.In the first embodiment illustrated in , the connection 17 between each spring rod 15 and a strap 14 is positioned above this strap 14, that is to say in a position further from the abdominal belt 12 than the strap 14 is.

On observe, en figures 2 à 6, un deuxième mode de réalisation d’un exosquelette 20 objet de l’invention. Dans ces figures, les références finissant en « D » sont relatives à la partie droite de l’exosquelette 20, qui se trouve sur la moitié droite du corps de l’utilisateur qui porte cet exosquelette. Les références finissant en « G » sont relatives à la partie gauche de l’exosquelette.Figures 2 to 6 show a second embodiment of an exoskeleton 20 that is the subject of the invention. In these figures, the references ending in “D” relate to the right part of the exoskeleton 20, which is located on the right half of the body of the user wearing this exoskeleton. The references ending in “G” relate to the left part of the exoskeleton.

Cet exosquelette 20 comporte une ceinture abdominale 12 configurée pour entourer le bassin de cet utilisateur et un harnais pectoral 13D et 13G configurée pour entourer le thorax de l’utilisateur.This exoskeleton 20 comprises an abdominal belt 12 configured to surround the pelvis of this user and a pectoral harness 13D and 13G configured to surround the thorax of the user.

La ceinture abdominale 12 comporte un appui dorsal central 21 qui sert aussi de passant pour la ceinture abdominale 12 et une prolongation 23 (à droite en figures 2 et 3) en tissu auto-agrippant, par exemple du velours, munie d’une extrémité 24 en tissu auto-agrippant configuré pour s’agripper sur le tissu auto-agrippant 23. La ceinture abdominale 12 comporte, à son extrémité opposée (à gauche en figures 2 et 3), un passant 22 pour la prolongation 23. Pour régler le tour de taille, l’utilisateur passe la prolongation 23 dans le passant 22, tire sur cette prolongation et la replie sur elle-même pour que les tissus auto-agrippant 23 et 24 s’attachent. Des tissus auto-agrippant (non représentés) sont prévus, en complément, au niveau de l’appui dorsal central 21, afin d’adapter le tour de taille à une plus grande variété de morphologies et afin que les liaisons 16D et 16G se trouvent précisément sur les hanches de l’utilisateur. La liaison 16D et 16G entre chaque tige ressort 15D et 15G et la ceinture abdominale 12 est ainsi positionnée contre une hanche de l’utilisateur.The abdominal belt 12 comprises a central back support 21 which also serves as a loop for the abdominal belt 12 and an extension 23 (on the right in FIGS. 2 and 3) made of self-gripping fabric, for example velvet, provided with an end 24 made of self-gripping fabric configured to grip onto the self-gripping fabric 23. The abdominal belt 12 comprises, at its opposite end (on the left in FIGS. 2 and 3), a loop 22 for the extension 23. To adjust the waist size, the user passes the extension 23 through the loop 22, pulls on this extension and folds it back on itself so that the self-gripping fabrics 23 and 24 attach. Self-gripping fabrics (not shown) are provided, in addition, at the level of the central back support 21, in order to adapt the waist size to a greater variety of morphologies and so that the connections 16D and 16G are located precisely on the user's hips. The connection 16D and 16G between each spring rod 15D and 15G and the abdominal belt 12 is thus positioned against a hip of the user.

Une attache 36 à clip permet de désolidariser le passant 22 de la partie gauche de la ceinture abdominale 12. Une fois que l’utilisateur a réglé son tour de taille à l’aide des passants 21 et 22, il peut se limiter à utiliser l’attache à clip 36 pour mettre ou retirer la ceinture abdominale 12.A clip fastener 36 makes it possible to detach the loop 22 from the left part of the abdominal belt 12. Once the user has adjusted his waist size using the loops 21 and 22, he can simply use the clip fastener 36 to put on or remove the abdominal belt 12.

La ceinture abdominale 12 est munie de deux liaisons 16D et 16G avec deux tiges ressort 15D et 15G. Comme illustré en , la liaison 16D comporte, emmanché à l’extrémité inférieure de la tige ressort 15, un logement solidaire d’une partie sphérique 31D. Cette partie sphérique 31D est retenue dans un logement 30D en forme de logement de tiroir, logement dont l’ouverture supérieure permet le déboîtement de la partie sphérique 31D. La liaison 16D est ainsi une liaison rotule amovible, c’est-à-dire démontable à la main sans outil. En variante, la partie sphérique 31D est remplacée par une partie cylindrique qui assure une liaison pivot, le pivotement se faisant dans le plan tangent à la ceinture abdominale 12.The abdominal belt 12 is provided with two links 16D and 16G with two spring rods 15D and 15G. As illustrated in , the connection 16D comprises, fitted at the lower end of the spring rod 15, a housing secured to a spherical part 31D. This spherical part 31D is retained in a housing 30D in the form of a drawer housing, the housing of which the upper opening allows the spherical part 31D to be disengaged. The connection 16D is thus a removable ball joint connection, i.e. removable by hand without tools. Alternatively, the spherical part 31D is replaced by a cylindrical part which provides a pivot connection, the pivoting taking place in the plane tangent to the abdominal belt 12.

Le harnais pectoral est constitué de deux parties symétriques 13D et 13G, reliées, dans le dos de l’utilisateur, par un passant 25 sur lequel s’attachent, indépendamment, les extrémités arrières 27D et 27G (au centre en figures 2 et 3) des parties 13D et 13G. Les extrémités avant 26D et 26G des parties 13D et 13G portent, elles aussi, des tissus auto-agrippant permettant leur attache entre elles devant le thorax de l’utilisateur. Entre les extrémités, respectivement 26D et 27D, d’une part, et 26G et 27G, d’autre part, les parties 13D et 13G sont souples, par exemple en textile. Des armatures 28D et 28G, plus rigides que ces parties souples, sont positionnées pour se situer sous les aisselles de l’utilisateur et pour constituer la partie arrière des bretelles 14D et 14G, au niveau des omoplates de l’utilisateur. Les armatures, par exemple en PEHD (acronyme de PolyEthylène à Haute Densité), s’étendent jusqu’aux liaisons 17D et 17G des tiges ressorts 15D et 15G. Le reste des bretelles 14D et 14G est en matière souple, par exemple textile, et se lie à l’armature 28D et 28G par une attache à passant 37 (voir ) et tissu auto-agrippant, comme décrit précédemment pour le passant 22. Comme illustré en , une chape 33D, démontable à la main, termine l’extrémité supérieure de la tige ressort 15D. Cette chape 33D présente une tête cylindrique insérée dans un logement 34D, avec lequel elle forme une liaison pivot d’axe perpendiculaire à l’armature 28D. La chape 33D comporte deux pièces montées sur une liaison pivot d’axe perpendiculaire à l’extrémité supérieure de la tige ressort 15D. La liaison 17D et 17G entre chaque tige ressort 15D et 15G et une bretelle 14D et 14G comporte ainsi une liaison rotule constituée d’une succession de deux liaisons pivots d’axes perpendiculaires. Cette liaison rotule peut être constituée de deux liaisons pivots d’axes différents, voire de souplesses en flexion des pièces mécaniques mises en œuvre pour cette liaison, par exemple en textile. En variante, la liaison entre l’extrémité supérieure de chaque tige ressort 15D et 15G et une bretelle 14D et 14G est une liaison pivot.The chest harness consists of two symmetrical parts 13D and 13G, connected, at the user's back, by a loop 25 on which the rear ends 27D and 27G (in the center in FIGS. 2 and 3) of the parts 13D and 13G are attached independently. The front ends 26D and 26G of the parts 13D and 13G also have self-gripping fabrics allowing them to be attached to each other in front of the user's chest. Between the ends, respectively 26D and 27D, on the one hand, and 26G and 27G, on the other hand, the parts 13D and 13G are flexible, for example made of textile. 28D and 28G frames, more rigid than these flexible parts, are positioned to be located under the user's armpits and to constitute the rear part of the 14D and 14G shoulder straps, at the level of the user's shoulder blades. The frames, for example in HDPE (acronym for High Density Polyethylene), extend to the 17D and 17G connections of the 15D and 15G spring rods. The remainder of the 14D and 14G shoulder straps is made of flexible material, for example textile, and is connected to the 28D and 28G frame by a loop fastener 37 (see ) and hook-and-loop fabric, as previously described for loop 22. As illustrated in , a 33D yoke, removable by hand, terminates the upper end of the 15D spring rod. This 33D yoke has a cylindrical head inserted into a 34D housing, with which it forms a pivot connection with an axis perpendicular to the 28D frame. The 33D yoke comprises two parts mounted on a pivot connection with an axis perpendicular to the upper end of the 15D spring rod. The 17D and 17G connection between each 15D and 15G spring rod and a 14D and 14G strap thus comprises a ball joint connection consisting of a succession of two pivot connections with perpendicular axes. This ball joint connection may consist of two pivot connections with different axes, or even of flexural flexibility of the mechanical parts used for this connection, for example in textile. Alternatively, the connection between the upper end of each 15D and 15G spring rod and a 14D and 14G strap is a pivot connection.

Le logement 34D est mobile sur l’armature 28D et peut être verrouillé sur cette armature 28D après déplacement. Ce déplacement permet de régler la flexion de la tige ressort 15D avec la main gauche, par-dessus l’épaule droite.The 34D housing is movable on the 28D frame and can be locked on this 28D frame after movement. This movement allows the flexion of the 15D spring rod to be adjusted with the left hand, over the right shoulder.

Un réglage permet d’éviter le cisaillement au niveau de l’aisselle gauche, comme illustré en . De nouveau, un passant 32G et un tissu auto-agrippant sont mis en œuvre pour assurer le confort de l’utilisateur. Ce passant 32G peut être déplacé entre plusieurs positions, par l’intermédiaire d’un ergot se terminant par une tête sphérique insérée dans une ouverture traversante 38G de l’armature 28G (trois ouvertures 38G sont représentées en ).An adjustment is made to prevent shearing at the left armpit, as shown in . Again, a 32G loop and a self-gripping fabric are implemented to ensure the comfort of the user. This 32G loop can be moved between several positions, by means of a lug ending in a spherical head inserted into a 38G through opening of the 28G frame (three 38G openings are shown in ).

Un lien rigide ou élastique, par exemple une sangle, 35 relie les parties centrales des tiges ressorts 15D et 15G. Ce lien 35 permet de limiter l’encombrement de l’exosquelette 20 à l’arrière de l’utilisateur en rabattant vers le centre du dos les parties centrales des tiges ressorts 15D et 15C.A rigid or elastic link, for example a strap, 35 connects the central parts of the spring rods 15D and 15G. This link 35 makes it possible to limit the bulk of the exoskeleton 20 at the back of the user by folding the central parts of the spring rods 15D and 15C towards the center of the back.

Les tiges ressorts 15D et 15G sont, comme exposé ci-dessus, démontables sans outils. Ils peuvent ainsi être changés, par exemple lorsque l’utilisateur souhaite augmenter la raideur de tiges ressorts 15D et 15G afin d’augmenter la force exercée par ces tiges ressorts 15D et 15G pour soulager sa colonne vertébrale.The 15D and 15G spring rods are, as explained above, removable without tools. They can thus be changed, for example when the user wishes to increase the stiffness of the 15D and 15G spring rods in order to increase the force exerted by these 15D and 15G spring rods to relieve his spine.

L’exosquelette 20 comporte aussi, pour chaque épaule de l’utilisateur :
- une bretelle 14D et 14G reliée au harnais pectoral 13 et configurée pour entourer cette épaule, et
- au moins une tige ressort 15D et 15G travaillant en flambement et/ou en flexion.
The exoskeleton 20 also includes, for each shoulder of the user:
- a 14D and 14G strap connected to the chest harness 13 and configured to surround this shoulder, and
- at least one 15D and 15G spring rod working in buckling and/or bending.

Chaque tige ressort 15D et 15G est reliée :
- à une première extrémité, supérieure, à une bretelle 14D et 14G et
- à une deuxième extrémité, inférieure, à la ceinture abdominale 12.
Each 15D and 15G spring rod is connected:
- at a first end, upper, to a 14D and 14G strap and
- at a second end, lower, to the abdominal belt 12.

Chaque tige ressort 15D et 15G a une longueur configurée de telle manière que, lorsque l’utilisateur porte l’exosquelette 20, la tige ressort 15D et 15G prend la forme d’un arc, comme illustré en , cette forme passant derrière le dos de l’utilisateur et exerçant une force de rappel tendant à soulever le thorax de l’utilisateur et à l’éloigner de son abdomen.Each 15D and 15G spring rod has a length configured such that when the user wears the exoskeleton 20, the 15D and 15G spring rod assumes the shape of an arc, as illustrated in , this shape passing behind the user's back and exerting a restoring force tending to lift the user's thorax and move it away from his abdomen.

Dans ce deuxième mode de réalisation aussi, la colonne vertébrale (non représentée) de l’utilisateur est soulagée par l’intermédiaire des tiges ressort 15D et 15G, d’une partie du poids du thorax et des membres supérieurs de l’utilisateur. Les douleurs vertébrales et les douleurs dues à une lombalgie sont ainsi réduites.In this second embodiment, too, the user's spine (not shown) is relieved of part of the weight of the user's thorax and upper limbs by means of the spring rods 15D and 15G. Spinal pain and pain due to lower back pain are thus reduced.

Préférentiellement, le harnais pectoral est configuré pour entourer le thorax de l’utilisateur en dessous de l’appendice xiphoïde.Preferably, the chest harness is configured to surround the user's thorax below the xiphoid process.

Dans le deuxième mode de réalisation illustré en figures 2 à 6, la liaison 17D et 17G entre chaque tige ressort 15D et 15G et une bretelle 14D et 14G est positionnée dans la moitié supérieure de la bretelle 14D et 14G et dans la moitié arrière de la bretelle 14D et 14G. Ce quartier est représenté par des traits discontinus perpendiculaires, en figures 1 et 2, pour chaque bretelle 14, 14D et 14G.In the second embodiment illustrated in Figures 2 to 6, the connection 17D and 17G between each spring rod 15D and 15G and a strap 14D and 14G is positioned in the upper half of the strap 14D and 14G and in the rear half of the strap 14D and 14G. This quarter is represented by perpendicular broken lines, in Figures 1 and 2, for each strap 14, 14D and 14G.

Préférentiellement, chaque tige ressort 15D et 15G comporte un matériau composite et possède, au repos, une forme cylindrique.Preferably, each 15D and 15G spring rod comprises a composite material and has, at rest, a cylindrical shape.

Dans des modes de réalisation (non représentés), les tiges ressorts sont, au repos, c’est-à-dire en l’absence de forces qui s’exercent sur elles, des tiges droites.In embodiments (not shown), the spring rods are, at rest, that is to say in the absence of forces exerted on them, straight rods.

Préférentiellement, un kit comportant l’exosquelette objet de l’invention comporte une pluralité de jeux de tiges ressorts 15D et 15G présentant des longueurs et/ou des raideurs différentes.Preferably, a kit comprising the exoskeleton which is the subject of the invention comprises a plurality of sets of 15D and 15G spring rods having different lengths and/or stiffnesses.

Par exemple, quatre raideurs de tiges ressorts sont utilisées pour répondre à une large gamme de demandes, conditions de douleur ou pathologies des utilisateurs :
- 200 Newtons par paire,
- 110 Newtons par paire,
- 80 Newtons par paire, et
- 40 Newtons par paire.
For example, four spring rod stiffnesses are used to meet a wide range of user demands, pain conditions or pathologies:
- 200 Newtons per pair,
- 110 Newtons per pair,
- 80 Newtons per pair, and
- 40 Newtons per pair.

Par exemple, les longueurs des tiges ressorts 15D et 15G des différents jeux sont dans la gamme de 550 mm à 850 mm.For example, the lengths of the 15D and 15G spring rods of the different sets are in the range of 550 mm to 850 mm.

Le déposant a découvert que, grâce à la forme en arc d’une tige-ressort droite au repos, les forces de rappel exercées par les tiges-ressorts sur la ceinture, d’une part, et sur le harnais pectoral, d’autre part, parallèlement à la corde de cet arc, sont sensiblement constantes au cours de la déformation des tiges-ressorts.The applicant has discovered that, due to the arc shape of a straight spring rod at rest, the restoring forces exerted by the spring rods on the belt, on the one hand, and on the chest harness, on the other hand, parallel to the chord of this arc, are substantially constant during the deformation of the spring rods.

On note que les tiges ressorts mises en place par l’utilisateur peuvent être différentes pour les deux épaules, par exemple pour soulager des douleurs liées à une scoliose ou à une autre déformation du dos.Note that the spring rods put in place by the user can be different for the two shoulders, for example to relieve pain linked to scoliosis or another back deformity.

Dans des modes de réalisation, le harnais pectoral comporte une extension pour entourer, au moins partiellement, le cou de l’utilisateur. Ces modes de réalisation permettent de soulager les douleurs cervicales.In embodiments, the chest harness includes an extension to at least partially surround the user's neck. These embodiments provide relief from neck pain.

On donne, ci-dessous, d’autres informations sur des modes de réalisation de l’invention.Further information on embodiments of the invention is given below.

L’exosquelette objet de l’invention dispose d’au moins deux zones de préhension de la colonne pour l’étirer. Ces deux zones sont aussi éloignées que possible pour étirer un plus grand segment de la colonne vertébrale. Dans des modes de réalisation, ces zones sont matérialisées par :
- une ceinture sur les hanches de l’utilisateur,
- une ceinture haute au niveau des côtes basses, des côtes plus hautes et/ou des vertèbres cervicales.
The exoskeleton object of the invention has at least two gripping zones of the spine to stretch it. These two zones are as far apart as possible to stretch a larger segment of the spine. In embodiments, these zones are materialized by:
- a belt on the user's hips,
- a high belt at the level of the lower ribs, higher ribs and/or cervical vertebrae.

Dans des modes de réalisation, le nombre de tiges ressort est supérieur à deux, par exemple de quatre. Par exemple, avec quatre tiges ressorts, deux se croisent dans le dos de l’utilisateur, les deux autres restant du même côté du corps de l’utilisateur comme décrit en regard des figures.In embodiments, the number of spring rods is greater than two, for example four. For example, with four spring rods, two cross over the user's back, with the other two remaining on the same side of the user's body as described with respect to the figures.

L’exosquelette objet de l’invention est particulièrement adapté aux postes de travail imposant une position prolongée debout ou assise, notamment sur une assise sans dossier, avec une manipulation répétitive d’objets impliquant des mouvements de la zone dorso-lombaire de la colonne vertébrale.The exoskeleton which is the subject of the invention is particularly suitable for workstations requiring prolonged standing or sitting, in particular on a seat without a backrest, with repetitive handling of objects involving movements of the dorso-lumbar area of the spine.

Ces postures à risque entraînent une fatigue et des douleurs dorsales dans de nombreux secteurs et métiers (listes non exhaustives):
- industrie,
- distribution et commerces,
- santé, et
- agro-alimentaire.
These risky postures cause fatigue and back pain in many sectors and professions (non-exhaustive lists):
- industry,
- distribution and trade,
- health, and
- agri-food.

L’exosquelette objet de l’invention s’adresse notamment aux câbleurs, électriciens, opérateurs de tri, laborantins, agents de confection, soudeurs, aux métiers de la santé, et à la traite laitière, par exemple.
The exoskeleton that is the subject of the invention is intended in particular for cable layers, electricians, sorting operators, laboratory technicians, clothing workers, welders, health professions, and dairy milking, for example.

Claims (11)

Exosquelette (10, 20) pour un utilisateur (11) de morphologie prédéterminée, comportant une ceinture abdominale (12) configurée pour entourer le bassin de cet utilisateur, un harnais pectoral (13, 13D, 13G), caractérisé en ce qu’il comporte, de plus, pour chaque épaule de l’utilisateur au moins une tige ressort (15, 15D, 15G) travaillant en flambement et/ou en flexion, chaque tige ressort étant reliée :
- à une première extrémité, à ce harnais pectoral, et
- à une deuxième extrémité, à la ceinture abdominale ;
la tige ressort ayant une longueur configurée de telle manière que, lorsque l’utilisateur porte l’exosquelette, la tige ressort prend la forme d’un arc passant derrière le dos de l’utilisateur et exerce une force de rappel tendant à soulever le thorax de l’utilisateur et à l’éloigner de son abdomen.
Exoskeleton (10, 20) for a user (11) of predetermined morphology, comprising an abdominal belt (12) configured to surround the pelvis of this user, a pectoral harness (13, 13D, 13G), characterized in that it further comprises, for each shoulder of the user at least one spring rod (15, 15D, 15G) working in buckling and/or flexion, each spring rod being connected:
- at a first end, to this pectoral harness, and
- at a second end, at the abdominal belt;
the spring rod having a length configured such that, when the user wears the exoskeleton, the spring rod takes the shape of an arc passing behind the user's back and exerts a restoring force tending to lift the user's thorax and away from his abdomen.
Exosquelette (10, 20) selon la revendication 1, dans lequel au moins une tige-ressort (15, 15D, 15G) est, au repos, une tige droite.Exoskeleton (10, 20) according to claim 1, in which at least one spring rod (15, 15D, 15G) is, at rest, a straight rod. Exosquelette (10, 20) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel le harnais pectoral (13, 13D, 13G) comporte, pour chaque épaule de l’utilisateur, une bretelle (14, 14D, 14G) configurée pour entourer cette épaule, la liaison entre chaque tige ressort (15, 15D, 15G) et une bretelle étant positionnée au-dessus de cette bretelle, c’est-à-dire en une position plus éloignée de la ceinture abdominale (12) que l’est la bretelle.Exoskeleton (10, 20) according to one of claims 1 or 2, in which the chest harness (13, 13D, 13G) comprises, for each shoulder of the user, a strap (14, 14D, 14G) configured to surround this shoulder, the connection between each spring rod (15, 15D, 15G) and a strap being positioned above this strap, that is to say in a position further from the abdominal belt (12) than the strap is. Exosquelette (10, 20) selon la revendication 3, dans lequel la liaison (17, 17D, 17G) entre chaque tige ressort (15, 15D, 15G) et une bretelle (14, 14D, 14G) est positionnée dans la moitié supérieure de la bretelle et dans la moitié arrière de la bretelle.The exoskeleton (10, 20) of claim 3, wherein the connection (17, 17D, 17G) between each spring rod (15, 15D, 15G) and a shoulder strap (14, 14D, 14G) is positioned in the upper half of the shoulder strap and in the rear half of the shoulder strap. Exosquelette (10, 20) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la liaison (17, 17D, 17G) entre chaque tige ressort (15, 15D, 15G) et le harnais pectoral (13, 13D, 13G) comporte une liaison rotule.Exoskeleton (10, 20) according to one of claims 1 to 4, in which the connection (17, 17D, 17G) between each spring rod (15, 15D, 15G) and the pectoral harness (13, 13D, 13G) comprises a ball joint connection. Exosquelette (10, 20) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la liaison (16, 16D, 16G) entre chaque tige ressort (15, 15D, 15G) et la ceinture abdominale (12) est positionnée contre une hanche de l’utilisateur (11).Exoskeleton (10, 20) according to one of claims 1 to 5, in which the connection (16, 16D, 16G) between each spring rod (15, 15D, 15G) and the abdominal belt (12) is positioned against a hip of the user (11). Exosquelette (10, 20) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la liaison (16, 16D, 16G) entre chaque tige ressort (15, 15D, 15G) et la ceinture abdominale (12) est une liaison rotule.Exoskeleton (10, 20) according to one of claims 1 to 6, in which the connection (16, 16D, 16G) between each spring rod (15, 15D, 15G) and the abdominal belt (12) is a ball joint connection. Exosquelette (20) selon l’une des revendications 1 à 7, qui comporte un lien rigide ou élastique (35) entre les parties centrales des tiges ressorts (15D, 15G).Exoskeleton (20) according to one of claims 1 to 7, which comprises a rigid or elastic link (35) between the central parts of the spring rods (15D, 15G). Exosquelette (10, 20) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel les liaisons (16, 17, 16D, 17D, 16G, 17G) de chaque tige ressort (15, 15D, 15G) avec la ceinture abdominale (12) et avec le harnais pectoral (13, 13D, 13G) sont amovibles.Exoskeleton (10, 20) according to one of claims 1 to 8, in which the connections (16, 17, 16D, 17D, 16G, 17G) of each spring rod (15, 15D, 15G) with the abdominal belt (12) and with the pectoral harness (13, 13D, 13G) are removable. Exosquelette (10, 20) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel chaque tige ressort (15, 15D, 15G) comporte un matériau composite et possède, au repos, une forme cylindrique.Exoskeleton (10, 20) according to one of claims 1 to 9, in which each spring rod (15, 15D, 15G) comprises a composite material and has, at rest, a cylindrical shape. Kit comportant un exosquelette (10, 20) selon l’une des revendications 1 à 10 et au moins deux jeux de tiges ressorts (15, 15D, 15G) présentant des longueurs et/ou des raideurs différentes.Kit comprising an exoskeleton (10, 20) according to one of claims 1 to 10 and at least two sets of spring rods (15, 15D, 15G) having different lengths and/or stiffnesses.
FR2209856A 2022-09-28 2022-09-28 PASSIVE SPINAL RELIEF EXOSKELETON Active FR3139988B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2209856A FR3139988B1 (en) 2022-09-28 2022-09-28 PASSIVE SPINAL RELIEF EXOSKELETON
PCT/EP2023/076966 WO2024068879A1 (en) 2022-09-28 2023-09-28 Passive exoskeleton for relief of the spinal column

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2209856A FR3139988B1 (en) 2022-09-28 2022-09-28 PASSIVE SPINAL RELIEF EXOSKELETON
FR2209856 2022-09-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3139988A1 true FR3139988A1 (en) 2024-03-29
FR3139988B1 FR3139988B1 (en) 2024-11-01

Family

ID=84362439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2209856A Active FR3139988B1 (en) 2022-09-28 2022-09-28 PASSIVE SPINAL RELIEF EXOSKELETON

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3139988B1 (en)
WO (1) WO2024068879A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE55101C (en) * 1890-03-29 1891-01-19 Dr. med. F. SCHENK in Bern, ; Schweiz, Christophel Platz 9 Support apparatus with flexible steel rods on the sides for the treatment of curvatures of the spine
EP0319224A2 (en) 1987-12-02 1989-06-07 Meditrac Ltd. Lumbar traction apparatus
US5868694A (en) * 1997-07-11 1999-02-09 Marlow; Bobby Lower back support apparatus
EP1264583A1 (en) * 2001-06-08 2002-12-11 Anton Pracher Back support device
EP0959826B1 (en) * 1995-12-06 2003-05-02 Jan Broselid Device for stationary and/or ambulant traction of the spinal column
US20210137721A1 (en) * 2019-11-11 2021-05-13 Ottobock Se & Co. Kgaa Orthopedic device for supporting a lower back of a user

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110184325A1 (en) * 2010-01-25 2011-07-28 Kamran Behzadian Orthopedic apparatuses for mobilizing, stretching and protecting the spinal column
US9480593B2 (en) * 2013-03-15 2016-11-01 University Of Tennessee Research Foundation Distraction and mobility back support

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE55101C (en) * 1890-03-29 1891-01-19 Dr. med. F. SCHENK in Bern, ; Schweiz, Christophel Platz 9 Support apparatus with flexible steel rods on the sides for the treatment of curvatures of the spine
EP0319224A2 (en) 1987-12-02 1989-06-07 Meditrac Ltd. Lumbar traction apparatus
EP0959826B1 (en) * 1995-12-06 2003-05-02 Jan Broselid Device for stationary and/or ambulant traction of the spinal column
US5868694A (en) * 1997-07-11 1999-02-09 Marlow; Bobby Lower back support apparatus
EP1264583A1 (en) * 2001-06-08 2002-12-11 Anton Pracher Back support device
US20210137721A1 (en) * 2019-11-11 2021-05-13 Ottobock Se & Co. Kgaa Orthopedic device for supporting a lower back of a user

Also Published As

Publication number Publication date
FR3139988B1 (en) 2024-11-01
WO2024068879A1 (en) 2024-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10864102B2 (en) Human interface device for exoskeleton apparatus
FR2555436A1 (en)
US11813223B2 (en) External structural brace apparatus
FR3057508B1 (en) HEAD SUPPORT DEVICE
JP2009512609A (en) System for transporting articles in the front torso
CN113439012B (en) Device for supporting at least one arm of a user and head rest
EP2904994B1 (en) Spinal orthosis
EP3512375B1 (en) Harness for carrying an electric battery and power supply device
FR3063016A1 (en) DEVICE FOR ASCENSION AND MAINTENANCE ALONG A VERTICAL CABLE
FR3139988A1 (en) PASSIVE EXOSKELETON FOR SPINAL RELIEF
EP3975793B1 (en) Carrying strap equipped with a shaping reinforcement
FR3124102A1 (en) LIGHTWEIGHT EXOSKELETON
EP0502792B1 (en) Corset forming a seat for disabled person, in particular for child
EP3525991B1 (en) Wearable device for supporting a load away from the body of the individual wearing it
US20110078861A1 (en) Pelvic and lumbar spine support
US20110114683A1 (en) Carry sling with auxiliary carry structure
FR3020750A1 (en) BODY HOLDING DEVICE IN STANDING POSITION
US20230037973A1 (en) Backpack Accessory to Improve Ventilation and Comfort
KR20230138763A (en) Non-motorized muscle-power support suit
FR3108030A1 (en) Posture harness
KR20230138767A (en) Detachable non-motorized muscle-power support suit
FR3111522A1 (en) Harness with handles for running or walking
JP2025042793A (en) Waist belt
WO2024108226A1 (en) Compressive force accommodating headgear and method
JP2023099990A (en) Lumbar support type walking aid

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20240329

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

TP Transmission of property

Owner name: ERGOSANTE, FR

Effective date: 20241226