Les chaussures de soutien personnalisées et les sangles de connexion flexibles constituent l'interface physique principale entre l'utilisateur humain et l'exosquelette des membres inférieurs. Leur rôle central est de transférer efficacement le couple mécanique du robot aux membres de l'utilisateur tout en maintenant l'intégrité structurelle du système combiné homme-machine.
La valeur critique de ces composants réside dans la fiabilité : ils empêchent le glissement de la connexion et le désalignement des articulations, garantissant que la puissance robotique soit convertie en un entraînement de rééducation sûr et efficace plutôt qu'en mouvements gaspillés ou en blessures potentielles.
La mécanique de l'interaction
Transfert de couple efficace
Le but fondamental d'un exosquelette est d'appliquer une force pour aider l'utilisateur à se déplacer. Les chaussures et les sangles servent de système de transmission pour cette énergie.
Ils sont responsables du transfert efficace du couple mécanique généré par le robot directement aux membres inférieurs. Sans cette connexion sécurisée, la puissance du robot ne se traduirait pas par un mouvement humain.
Créer un système cohérent
Pour qu'un exosquelette fonctionne, l'humain et la machine doivent bouger comme une seule unité. Ces composants lient les deux entités en un seul système homme-machine cohérent.
En comblant le fossé entre les tissus biologiques et la structure mécanique, ils permettent à l'exosquelette d'agir comme une véritable extension du corps.
Assurer la stabilité et la sécurité du système
Prévention du désalignement articulaire
Un risque majeur dans l'utilisation des exosquelettes est l'inadéquation entre les articulations du robot et celles de l'utilisateur.
Les chaussures de soutien personnalisées fournissent un ancrage stable qui aide à maintenir un alignement articulaire correct. Cela évite les déviations pendant le mouvement qui pourraient entraîner un entraînement inefficace ou une tension physique.
Élimination du glissement de la connexion
Pendant le mouvement dynamique, des connexions lâches peuvent provoquer le glissement de l'appareil sur la peau.
Les sangles de connexion flexibles sont conçues pour fixer fermement l'appareil, empêchant le glissement de la connexion. Cela garantit que l'assistance fournie par le robot reste constante tout au long du cycle de marche.
Comprendre les défis de l'interface
La nécessité de la personnalisation
Les composants génériques ne parviennent souvent pas à fournir le soutien rigoureux nécessaire au transfert de couple.
La référence met en évidence les chaussures de soutien personnalisées, ce qui implique qu'un ajustement sur mesure est requis pour protéger pleinement l'utilisateur. Un mauvais ajustement compromet la capacité à prévenir les déviations d'alignement.
Le rôle de la flexibilité
Bien que l'objectif soit un soutien rigide, les sangles doivent rester flexibles.
Cette flexibilité permet une interaction confortable avec les tissus mous tout en étant suffisamment robuste pour transférer la force. Le défi réside dans le serrage des sangles suffisamment pour éviter le glissement sans restreindre la circulation sanguine ou causer de douleur.
Optimisation du lien homme-machine
Pour garantir que l'exosquelette remplisse sa fonction de rééducation prévue, vous devez donner la priorité à la qualité de ces points d'interface.
- Si votre objectif principal est la transmission de force : Assurez-vous que les sangles de connexion flexibles sont bien serrées pour éviter la perte de puissance due au glissement.
- Si votre objectif principal est la sécurité de l'utilisateur : Privilégiez l'ajustement des chaussures de soutien personnalisées pour maintenir strictement l'alignement articulaire et prévenir les blessures.
Le succès de tout exosquelette des membres inférieurs ne dépend pas seulement du moteur, mais de la manière sécurisée dont ce moteur est couplé au corps humain.
Tableau récapitulatif :
| Composant | Fonction principale | Impact sur l'interaction |
|---|---|---|
| Chaussures de soutien personnalisées | Ancrage stable et alignement articulaire | Prévient l'inadéquation articulaire et assure l'intégrité structurelle. |
| Sangles de connexion flexibles | Transfert de couple mécanique | Prévient le glissement et sécurise le lien homme-machine. |
| Interface homme-machine | Transmission d'énergie physique | Convertit la puissance robotique en un mouvement sûr et efficace. |
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Références
- Denis Mosconi, Adriano A. G. Siqueira. Exploring Human–Exoskeleton Interaction Dynamics: An In-Depth Analysis of Knee Flexion–Extension Performance across Varied Robot Assistance–Resistance Configurations. DOI: 10.3390/s24082645
Cet article est également basé sur des informations techniques de 3515 Base de Connaissances .
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