Projets:Bionicohand
Description du projet
Bionicohand/prothèse d'avant-bras commandée par des capteurs musculaires.
Une prothèse de main bionique à prix abordable et à réparer soi-même là ou le marché n’en propose qu’à partir de 40 000 à 70 000€ et qu’il faut envoyer à réparer en cas de panne.
Une prothèse myoéléctrique est destinée aux personnes handicapées de la main afin de retrouver une autonomie au quotidien (vie sociale, professionnelle, transport etc.), bien que très utile, leurs fonctions restent toutefois limitées (pince en opposition).
En France, ces prothèses sont remboursées par la sécurité sociale. L’amélioration des technologies a fait apparaitre des prothèses perfectionnées, permettant plus de possibilitée de mouvements (pince latérale, crochet, index etc.) et une meilleure esthétique. Ces prothèses poly-digitales ne sont pas remboursées et coûtent « un bras », de 30 000 à 70 000 euros.
Le projet a pour but de fédérer une équipe autour de la construction d’une prothèse du membre supérieur à bas coûts, en utilisant des pièces standardisées et open source, facilement réparable et donc accessibles aux personnes à faibles ressources financières. Ce projet ne vient pas concurrencer les fabricants de prothèses destinées aux pays à couvertures sociales ou aux personnes à situations financières confortables. Il souhaite apporter une aide aux pays émergents n’ayant pas l’accessibilité à l’appareillage prothétique. Le projet comporte 3 motivations : la passion envers la technologie, le partage des savoirs ; la volonté et le désir d’aider les autres ; un mécontentement du monde dans lequel nous vivons aujourd’hui. Depuis sa création en février 2013 le projet Bionicohand a été doublement récompensé à la Maker Faire de Rome lui offrant une envergure internationale. Le projet intègre l’association My Human Kit créée en janvier 2014, lui donnant un statut juridique afin d’obtenir des fonds pour la recherche et de collaborer avec des universités, centres de recherche etc
Emboiture
Alimentation électrique du moteur
OBJECTIFS
Inventer un système d'alimentation électrique discret, fiable, abordable, sans danger afin d'alimenter le moteur qui actionnera les mouvements du pouce
- Contraintes :
- Simplicité du système
- Dispositif sécuriser et sécurisant (dissipation thermique des composants, gestion des éléments de la batterie)
- Poids, taille des composants
- Rechargeable par usb comme un téléphone
- Composants disponibles facilement, sur le long terme
Batterie : Alimente la main électrique et les électrodes
BMS (Batery Management System) : Gère la charge/décharge de la batterie
Convertisseur DC/DC : Assure la stabilité du voltage
Interrupteur ON/OFF : Coupe l’alimentation de la main permettant de maintenir un objet serré sans contraction
USB in : Port de reharge de la batterie (micro USB, USB-C...)
Choix du moteur DC
Ce modèle à été sélectionné pour sa compacité et ses performances. D'après la documentation technique du micromoteur à courant continu sa tension nominale est de 6V mais sera utilisé à 7,4V.
Choix des batteries
- Lithium Ion
- + moins fragile/sensible que lipo
- - taille importante
- schéma circuit de charge batterie 18650
https://easyeda.com/editor#id=0230096a9fb042b7be7ebfa42fd3e3d1
- Lithium Polymère
- -danger si batterie percée
- + gain de place
Convertisseur DC/DC
Test du convertisseur DC/DC MT3608
[MT3608] : tension d'entrée 2-24V, tension de sortie 5-28V, max 2A
- Test de la régulation et amplification de la tension en fonction des variations de charges des batteries et du moteur.
- Simulation de la charge du moteur avec 2 résistances 250W / 10 Ohm en parallèle soit 5 Ohms
- Test d'usage empirique pour déterminer la fiabilité du circuit dans des conditions extrèmes (batterie faible + charge élevée) et nominales
- mesure de tension d'entrée/ tension de sortie
- température des composants
Sources/Références
- Moteur à tester pour le système de batterie : (tension nominale 6V) : https://www.faulhaber.com/fileadmin/Import/Media/FR_2224_SR_DFF.pdf
Capteur
Poignet
Motorisation
Électronique
Gants
Mécanique
Créer un mécanisme d’abduction du pouce (mouvement permettant de le positionner en position latérale ou opposée) sans intervention manuelle (avec la main opposée) de utilisateur/trice.
Suite aux différents prototypes testés le cahier des charges à évolué
Contraintes :
- fragilité des pièces imprimées
- problématiques de coûts (abordable)
- réparabilité
- partage des plans qui évite délais d’approvisionnement
- ethétique : donner envie à une personne de porter une prothèse
Comparer différents moyens de fabrications
- impressions materiaux fibrés carbone, métal
- usinage (+ de fraiseuses que d'imprimantes 3D disponibles) permet de créer des pièces de rechanges via réseaux de lieux où réparation est possible
Modification du mécanisme dévellopé par ORTHOPUS
- Modélisation du système mécanique biele rotule originale.
- Mise en place d'une cinématique pour imaginer les solutions techniques possibles
Ajout d'un système de bièle ou came pour créer les liasons nécessaires aux différents mouvements
Références/ Sources
- Ottobock a également breveté une version de la prothèse Michelangelo avec un seul moteur
(deux dans le version originale), afin de proposer une version plus fine : https://patents.google.com/patent/DE102018100173A1/de
- Schunk, entreprise allemande spécialisé système de préhension
- SSSA My Hand :https://www.youtube.com/watch?v=fH2MVtCMwGg
Alimentation
Liens utiles
- Lien vers le Geslab
- Lien vers le tutoriel " Main Exiii avec 2 capteurs musculaires + rotation du pouce" sur le site My Human Kit
- Lien vers le tutoriel "HACKberry main droite" sur le site de My Human Kit
- Lien vers la page du projet sur le site de My Human Kit
Emboiture DIY
Ce projet a été réalisé dans le cadre du Fabrikarium à Bombay et documenté en anglais sur le site Hackaday https://hackaday.io/project/51171-diy-prosthetic-socket
