Projets:Exofinger : Thumb

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Description du projet

Aide à la pince de la main gauche en rapprochant le pouce du reste des doigts chez une personne qui peut mobiliser son pouce. Orthèse de pouce motorisé permettant la préhension d'un objet


Cahier des charges

L'ExoFinger doit être facile à mettre, facile à enlever, ne pas gêner la mise en place du gant de propulsion de fauteuil de Bastien, être comfortable et permettre de réaliser les tâches suivantes :

- saisir une bouteille de 70cl placée sur une table pour la porter à la bouche - saisir un sylo placé sur une table, attraper et signer un document placé à côté - saisir un verre à pied placé sur une table et le porter à la bouche


FonctionService.png DiagrammeInteracteurs.png

Analyse de l'existant

https://www.youtube.com/watch?v=5GH4wtG1M2c&feature=emb_rel_end

https://www.youtube.com/watch?v=ecN4rNSgjPc

https://www.tendoforpeople.se/tendo

https://www.healtheuropa.eu/tendo-ab-this-is-the-first-exoskeleton-that-makes-sense/100961/

https://www.youtube.com/watch?v=AkdQW0MN_mw

https://drexel.edu/functional-fabrics/research/projects/exo-skin-soft-haptic-exoskeletal-interface/

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2017.00597/full

https://hackaday.io/project/7174-neucuff-a-soft-orthotic-exoskeleton

https://www.thingiverse.com/thing:3910988

https://youtu.be/4vWE3Bn5seU?t=34

https://www.youtube.com/watch?v=TFTNlO2Ov7U

https://link.springer.com/article/10.1186/s12984-019-0633-6

https://youtu.be/BgNpE0LJN5g

https://www.thingiverse.com/thing:2799080

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0193106#pone.0193106.s001

Equipe

Equipe Fabrikarium MHK/ArianeGroup octobre 2020


  • Porteur du projet :

- Bastien Bignier, tétraplégie complète C6, ingénieur méthode ArianeGroup,

  • Concepteurs/contributeurs :

- Roger Pissard, ingénieur de recherche, INRIA

- Christophe Braillon, ingénieur de recherche, INRIA

- Benoît Sijobert, fabmanager, Humanlab Saint Pierre

- Elvire Pastor, ergothérapeute, Humanlab Saint Pierre

- Jérome Choinard, ingénieur méthode, ArianeGroup

  • Animateur (coordinateur du projet)

- Clément Trotobas, doctorant équipe CAMIN, INRIA Sofia Antipolis, étudiant ENS Rennes

- Nicolas Huchet, My Human Kit

  • Fabmanager référent

- Nicolas Huchet, my Human Kit

  • Responsable de documentation

- Elisa de Castro Guerra, Floss Manuals

  • Contributeurs à distance :

- Christine Azevedo, directrice de recherche INRIA équipe CAMIN

- Laurence Boissieux, ingénieur de recherche, INRIA

Matériel nécessaire

Outils nécessaires

Coût

Délai estimé

Fichiers source

Etapes de fabrication pas à pas

Confection du gant

Le gant sert à guider les fils de nylon pour rapprocher le pouce du reste des doigts. Le gant ne doit pas gêner le port des gants de propulsion. Il doit donc être réalisé sur mesure.

Découpe des morceaux patroné dans le tissu sélectionné. Il y a le gant, la partie du pouce et du la sangle pour tenir une boucle qui permettra d'insérer et de serrer le gant. Des scratch et du ruban en satin afin de fixer les gaines au gant. Gant-01.jpg

Pour la durabilité du gant, n'oubliez pas de surfiler le tissu. Ensuite la sangle a été cousue afin de placer l'anneau. Autour du pouce vous voyez en jaune les marges de couture pour positionner et coudre le pouce. Les scratchs ont été cousu dans un second temps. Le tracé jaune qui courre la paume est le placement de la gaine dans lequel sera inséré le fil de nylon. Gant-02.jpg

Aparté sur la gaine de teflon

A partir d'un derrailleur de vélo, il faut retirer la gaine de teflon intérieur. En effet le derrailleur contient un tube en plastique, des tiges en fer et une gaine en teflon. L'idéal est de se procurer une gaine de teflon. Cable-teflon.jpg

Durée de fabrication du prototype final

Journal de bord

Objectif est d'aider à la pince en rapprochant le pouce des autres doigts de la main. Objectif.png

Prototype 1 : Placer un fil de nylon afin de rapprocher le pouce de la main en positionnant le fil le long du pouce et qui courre jusqu'au poignée. Prototype1.png

Prototype 2 : Faire courrir le fil de nylon sur le dos de la main afin de dégager le poignée. Car Bastien utilise des gants de protection pour se déplacer en fanteuil. Prototype2.png

Les prototypes 1 & 2 nécessitent de fixer les cables à la main. La solution d'un gant a été envisagé afin de coudre des passages de gaines afin de pouvoir y glisser les cables de nylon.

Réalisation du gant

Bastien utilise des gants pour l'aider à propulser son fanteuil. Cela a donné l'idée de concevoir un gant personnalisé afin de pouvoir y coudre des gaines afin de diriger les fils de nylon.

Un gant a été déjà réalisé et basé sur celui-ci un patron a été fait puis a servi de découpe pour notre gant support de gaines.

Patron-gant-little.png

Et avec le tracé des gaines qui ont été le plus efficace et le gant modifié : Patron-gant-gaine-little.jpg

Des tests ont été réalisé sur Bastien avec mise en place du gant et insertion des fils de nylon dans les gaines, et voici donc le schéma mis-à-jours avec le chemin des fils. Prototype2B.png

Création d'une pièce pour stopper la gaine et laisser passer le nylon. Arret-de-gaine.jpg

Etape suivante : le servo moteur

Un test à été réalisé par un membre de l'équipe, où le fil qui sors du gant a été connecté à un servo moteur afin de tester l'efficacité de la force du moteur.

Il apparaît que la force nécessaire doit être beaucoup plus forte que prévue car tout s'étire : le moteur posé sur la peau a tendance à ramener la peau, le fil s'étend, les noeuds s'étirent, bref il y a une perte énorme de poussée.

Conclusion : il faut poser le moteur qui tirent les fils, non pas sur la peau ou un dispositif accroché à la peau mais sur un support plus rigide et peut être associé au gant afin de prévenir cet étirement naturel.

Prototype 3

Cette proposition tente de modifier le trajet du nylon afin de diminuer la force du servo moteur pour la préhension finale d'un stylo.

Prototype3.png Poingt-americain.jpg Prototype-bague.jpg

Prototype 4

Recherche autour d'une solution qui propose non pas de tirer, mais de pousser le pouce grâce à l'aide d'un fil rigide. Prototype4.png

Programmation servo moteur

Montage-servo-moteur-simple.jpg Montage-servo-moteur-special.jpg

Les montages réunissant batterie, moteur et carte testées sont ci-dessous. La version miniaturisée sera pour une version plus légère dans le cadre de premier essai réussi.

Servo-moteur-miniaturise.jpg Servo-moteur-arduino-normal.jpg

Schéma electronique de la carte nano avec le moteur et la batterie.

Schema-electronique.jpg