Date de début : 11/2014
Porteuse de projet Stephanie Uk (contact : 23uk.stephanie@gmail.com)
Suivie par Emmanuel Thiéry (contact : emmanuel.thiery@pmclab.fr)

L’objectif de ce projet est la fabrication d’une prothèse qui est plus esthétique que fonctionnelle, c’est-à-dire que les composants électriques ne doivent pas être apparents. Cependant celle-ci doit effectuer des tâches faciles et simples, comme par exemple tenir des objets pendant un certain temps. En effet, les principaux utilisateurs de cette prothèse seront des enfants, c’est pour raison que celle-ci doit être simple d’utilisation. Elle utilisera des électrodes qui capteront les signaux électriques du muscle et sera motorisée par des servomoteurs.

Pour réaliser le projet, différentes étapes seront effectuées. Tout abord, l’assemblage de la prothèse « Raptor Hand » à partir d’une imprimante 3D. Puis un prototype qui réalisera des mouvements mécaniques de la main tels que : flexion/extension*, pronation/supination* et ouverture/fermeture de la main. Enfin, la dernière étape sera consacrée à la réalisation de la prothèse qui s’approchera le plus possible d’une véritable main.

Date de fin estimée : UN JOUR mon prince viendra avec des carottes sur son cheval blanc !!!!

Première étape :

Voici les matériels utilisées pour la première étape :

- 1 arduino Uno ou similaire fournisseur : Electrodragon
- Corona 929MG Metal Gear Servo 2.2kg/ 12.5g/ 0.10sec
- Fil de pêche
- 5 élastiques en caoutchoucs
- 5 visses

Deuxième étape :

- imprimante 3D (Ici makerboot replicator 2X ou Ultimaker²) avec PLA ou ABS

- 1 arduino Uno ou similaire = 9.64 €
- 1 Servo Moteur = ??? (A Duc-Phat Huynh, le fournisseur officiel des IPS en tout genre…)

Pour la réalisation la prothèse Raptor Hand, les pièces ont été téléchargées et assemblées suivant les instructions indiquées sur le site Internet : http://enablingthefuture.org/upper-limb-prosthetics/the-raptor-hand/

• Résultats :

[Vidéo] : https://drive.google.com/file/d/0B5PWrhCoT2HOa252cWM1MXJ4Tnc/view?usp=sharing

La Raptor Hand peut s’ouvrir et se fermer sans utiliser de moteur. En effet, les mouvements d’extension et de flexion sont permis par une liaison pivot. Celle-ci va entraîner l’ouverture et la fermeture de la main grâce à certains fils élastiques.

La motorisation des doigts a été également effectuée, c’est-à-dire mettre un moteur à un doigt puis plusieurs, grâce à un servomoteur.

[Vidéos]
Un doigt : https://drive.google.com/file/d/0B5PWrhCoT2HOVlQ4QTR6M2ljSFk/view?usp=sharing
Trois doigts : https://drive.google.com/file/d/0B5PWrhCoT2HORzhYM0xTbi1BMW8/view?usp=sharing

[Photo bonus]

[Schéma + photo]

[Le code] : pour faire fonctionner le servomoteur

#include <Servo.h>
 
const int buttonPin = 2;
Servo servo1;
int buttonState = 0;
 
void setup() {    
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); // Pull-up interne de l’Arduino   
  servo1.attach(8);
}
 
void loop(){
  buttonState = digitalRead(buttonPin);
  // Changement de l’angle de rotation du servo suivant l’état du bouton
  if (buttonState == HIGH) {     
    servo1.write(100);
  } 
  else {
    servo1.write(10);
  }
}

• Conclusion de la première étape :
La Raptor Hand possède les mouvements de flexion et d’extension, cependant sa motorisation est difficile et ne permet pas les mouvements de pronation et de supination. Mais l’utilisation des fils élastiques qui permettent aux doigts de revenir à leur position initiale peut être réutilisée par la suite. Les mouvements de cette prothèse étant limités et très difficiles à motoriser, la seconde étape permettra de résoudre ce problème.

• Problème rencontré :
Lorsqu’il y a des trous de faible diamètre, l’imprimante 3D les comble ; par conséquence il faut s’assurer qu’ils sont bien dégagés.

Il s’agit de fabriquer un simple système qui permet de faire les mouvements mécaniques de la main. Celui-ci sera motorisé par 3 servomoteurs et contrôlé en premier lieu par des interrupteurs externes, si ceux-ci fonctionnent correctement, alors des électrodes capturant le signal myoélectrique d’un individu pourront les remplacer. Dans cette partie l’objectif est donc :

1. Assurer que les mouvements du système sont correctement effectués.
   
2. Choisir des électrodes qui enregistreront les contractions musculaires au niveau de l’avant-bras.

• Système :

Note : Les schémas ci-dessus sont provisoires

[Bonus] : Faire la simulation sous matlab/simulink : view (A suivre dans le prochain épisode s'il y a une suite !! )

[A faire]
• Contrôle par des interruptions externes

- Tester les différents moteurs afin de choisir les moteurs qui intégreront au système.
- Redessiner le système
Contrôler les moteurs par des interrupteurs externes puis les intégrer dans le système ci-dessus.

• Contrôle par la myoélectricité

La documentation sur wiki sera remplie à chaque étape effectuée mais l'avancement du projet sera complété sur le lien doc ci dessus :

https://drive.google.com/open?id=0B5PWrhCoT2HOTDlTRG9nZEVrS00&authuser=0

flexion/extension :

pronation/supination :