Conception d'une prothèse de main myoélectrique low cost

Demande et méthodologie. Ce TFE vise à concevoir une prothèse myoélectrique low cost, pour pouvoir à terme devenir open source. La demande vient de l'a.s.b.l. H.P.O., représentée par Monsieur Postelmans, orthoproth ésiste bénévole. Les bénéciaires sont les enfants africains. Diérentes parties forment le projet global : l'aspect mécatronique auquel ce TFE s'adonne, les aspects myoélectriques (capteurs placés sur le corps du patient an qu'il puisse commander la prothèse), et enn une partie d'entrainement préliminaire en réalité virtuelle. La démarche de conception sert de l rouge pour le démarrage du travail. Ainsi, les caract éristiques techniques globales exigées par H.P.O. ont pu être traduites dans un Cahier de Charges. Un état de l'art présente ce qui existe actuellement en trois catégories : les prothèses (et mains robotiques) issues de la recherche scientique, celles issues de sociétés commerciales, et celles rendues libres par la communauté du Do It Yourself et de l'open source. Développement de la main. Sur base de l'état de l'art, les multiples possibilités de design sont analysées. La prothèse demandée est formalisée au niveau de ses modes de fonctionnement sous forme de diagrammes d'états. Une analyse fonctionnelle traduit en langage d'ingénieur les fonctions à remplir par la prothèse. Un maximum d'idées sont générées an de répondre à ces fonctions. Elles sont synthétisées dans des graphes morphologiques (pour les actionneurs et la transmission). Des ré- exions sur la main concluent qu'il est important de concevoir soigneusement un doigt générique performant avant d'approfondir le reste. Développement du doigt. Les graphes morphologiques du doigt sont présentés et servent de base à une réexion sur la structure à lui donner. Des comparaisons permettent d'identier qu'une structure à éléments polymériques souples imprimés en 3D FDM est la plus prometteuse. De telles mains prothé- tiques existent, les Flexy Hands et la main Ada seront appréciées et jugées au regard du Cahier de Charges par des impressions réelles eectuées par H.P.O. Le doigt le plus intéressant est celui de la Flexy Hand Remix, mais ses problèmes majeurs sont l'absence de documentation quant à son design et la raideur trop importante de ses articulations. Un doigt et plusieurs variantes sont alors dessinées sur Solidworks, et une simulation sur Comsol permet de trouver les raideurs équivalentes des articulations. Une imprimante BigBox d'E3D est montée et réglée an d'imprimer du polymère souple (Fila ex, de Recreus), à l'aide du logiciel Simplify3D. Ainsi, et avec l'aide d'H.P.O., les modèles dessinés peuvent voir le jour. L'un d'eux (celui simulé sur Comsol) est ensuite testé sur un banc d'essai an de trouver les valeurs des raideurs de deux des trois articulations. Résultats. Les raideurs trouvées ne sont pas constantes, mais plutôt linéaires avec l'eort appliqué ou l'angle de l'articulation. Ces doigts ont permis de se rendre compte des dicultés et opportunités oertes par l'impression 3D. Un type de doigt à structure rigide et à peau souple est suggéré comme nouvelle piste de développement.