Projets:Automatisation Support Joystick Menton Fauteuil Roulant

Description du projet

Ce projet a été développé pour Hugo. Hugo pilote son fauteuil roulant avec l'aide d'un joystick situé sous son menton. A chaque fois qu'il doit enlever cette commande (en s'installant devant une table par exemple), Hugo devait systématiquement demander à quelqu'un de bien vouloir déplacer manuellement l'arceau supportant le joystick sous le menton. Il était donc toujours dépendant d'une tiers personne. L'objectif du projet, lorsqu'Hugo et son papa Vincent se sont présentés au Humanlab Saint-Pierre, était de trouver une solution pour automatiser le retrait ou l'avancée du support de joystick sous le menton.

En utilisant un servomoteur linéaire combiné à une batterie et à un interrupteur inverseur situé sur le côté de sa tête, Hugo est à présent autonome et peut librement commander le déplacement de sa commande joystick.

Analyse de l'existant

Aucun dispositif équivalent n'a été trouvé dans le commerce.

Cahier des charges

• Dispositif sûr
• Commande robuste et adaptée à la motricité d'Hugo
• Doit pouvoir se démonter facilement ou être débrayé
• Esthétique et s'intégrant parfaitement sur le fauteuil existant

Outils nécessaires

• Imprimante 3D pour les pièces imprimées en PETG
• Visserie
• Tubes en aluminium creux pour l'armature (NDLR ajouter diamètre tube et longueur)
• Un servomoteur linéaire 6V, course de 50mm, force 188N, vitesse 5mm/s : https://fr.aliexpress.com/item/4000079971200.html?gatewayAdapt=glo2fra&spm=a2g0s.12269583.0.0.1cb9a990O8UpgF

• Une batterie 2 cellules (2S) Li-PO de 7.4V (capacité 1500mAh) avec connecteur de charge JST à trois broches :

https://www.amazon.fr/dp/B07PJPKMD9/ref=pe_27091421_487030221_TE_dp_1

• Un chargeur USB pour batterie LiPo 2S JST : https://fr.aliexpress.com/item/32815652204.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.269b1c16djQSGl&algo_pvid=567f5137-2a72-4821-b9a6-f9c56b7e44f5&algo_exp_id=567f5137-2a72-4821-b9a6-f9c56b7e44f5-1&pdp_ext_f=%7B%22sku_id%22%3A%2266177637613%22%7D&pdp_pi=-1%3B8.88%3B-1%3BEUR+4.16%40salePrice%3BEUR%3Bsearch-mainSearch

• Un commutateur inverseur à bouton poussoir ON-ON DPDT (type interrupteur de pédale de guitare électrique). Diamètre du capuchon 8mm, diamètre de perçage panneau 12.9mm Ref: 8646AB6X923+U3631, fabricant APEM, disponible chez Farnell : https://fr.farnell.com/apem/8646ab6x923-u3631/commut-btn-pouss-dpdt-4a-30vdc/dp/2894396

Fichiers source

• https://www.thingiverse.com/thing:5199613
• Fichier:VFINALE.zip

Mise en oeuvre / Assemblage

Fixation de l'armature portant le bouton de commande sur l'appui tête

• Deux pièces imprimées servent à pincer les deux tubes aluminium qui feront la structure support du bouton
• On peut courber les deux tubes alus à la main ou en utilisant une pince à cintrer de plombier
• Un second ensemble de pièces vient rigidifier les deux tubes.
• Enfin, les deux pièces accueillant le bouton poussoir terminent l'assemblage, deux capuchons sont glissés aux extremités des tubes pour plus de sécurité.

Modélisation mécanique de l'ensemble

Vue 1 d'ensemble du système

Vue 2 d'ensemble du système

Adaptation mécanique sur fauteuil

• Le dispositif est constitué d'une rondelle élévatrice permettant de déverrouiller le bras support d'origine.
• Il faut ensuite fixé le support du moteur sur le montant de l'appui tête d'une part.
• D'autre part, on vient fixer le tube du moteur à la pièce d'adaptation elle-même située sur le bras support d'origine.

Cablage

• D'un point de vue électronique, le système a volontairement été réduit au minimum afin d'assurer sa fiabilité parfaite. Nous avons donc abandonné l'idée d'interrupteurs sans fil, de microcontroleurs type arduino, etc...
• L'interrupteur 8646A transformé en bouton poussoir activé par la tête d'Hugo permet d'inverser la polarité de la batterie. Ainsi, dans un sens le moteur sort, dans l'autre sens le moteur rentre. Quand il est en fin de course, les interrupteurs de fin de course ouvrent le circuit, ainsi le moteur ne consomme pas de courant en position fermée ou ouvert.
• Voici le schéma utilisé pour relier la batterie à l'interrupteur et au moteur. La batterie est câblée sur l'interrupteur. Puis la sortie de l'interrupteur (tantôt +- tantôt -+) est redirigée sur l'alimentation du moteur.

Schéma câblage batterie moteur interrupteur

Hugo heureux après l'installation réussie du système sur son fauteuil!