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Innovation main dans la main

Faire ses lacets, plier des draps, ouvrir un paquet de chips : la liste des actions diffi ciles à réaliser avec une seule main est infi nie. Les personnes avec une amputation congénitale ou qui ont par exemple perdu une main lors d'un accident sont confrontées à ces obstacles chaque jour. Afi n de faciliter leur quotidien, l'entreprise britannique Steeper a développé la prothèse de main myoélectrique Bebionic. Grâce aux mini moteurs performants de FAULHABER, la prothèse peut saisir facilement, rapidement et avec force et maintenir cette force de préhension.

La plupart d'entre nous ne connaissent les prothèses fonctionnelles que des films de science-fiction, dans lesquels les extrémités artificielles donnent des forces surhumaines. Dans la vraie vie, les prothèses bioniques de main ne transforment pas ceux qui les portent en super-héros. Toutefois, elles leur permettent de réaliser de nombreuses choses qui s'avèrent naturelles pour la plupart des gens.

Mouvement intuitif

La prothèse myoélectrique Bebionic pèse entre 400 et 600 grammes, ce qui représente à peu près le poids d'une main naturelle. Elle est commandée par de petits signaux électriques dans le corps. Ceuxci sont générés par des contractions musculaires et peuvent être mesurés à l'aide d'électrodes sur la peau comme lors d'un électrocardiogramme pour le diagnostic cardiaque. Deux électrodes intégrées dans la tige de la prothèse détectent les signaux myoélectriques et les transmettent à l'électronique de commande. Ces signaux sont renforcés et utilisés pour l'activation des cinq petits moteurs électriques (un pour chaque doigt) qui font bouger les doigts et permettent ainsi d'ouvrir ou de fermer la main. C'est l'intensité de la contraction musculaire qui détermine la vitesse et la force de préhension : un signal faible génère un mouvement lent tandis qu'un signal fort produit un mouvement rapide. Les muscles utilisés pour ouvrir et fermer la prothèse de main sont ceux qui assurent le mouvement du poignet pour une main naturelle. La personne équipée d'un prothèse doit donc apprendre à se servir de ces muscles pour une autre fonction. « Le cerveau humain est doté d'une incroyable capacité d'adaptation. En l'espace de peu de temps, les personnes effectuent les mouvements de manière aussi intuitive qu'un conducteur appuie sur la pédale de frein pour freiner. », explique Ted Varley, directeur technique chez Steeper.

Des mini moteurs supplémentaires pour plus de contrôle

La première main myoélectrique est arrivée au début des années 1980 sur le marché. Elle était actionnée par un moteur individuel et n'avait qu'un seul mécanisme de préhension : il était possible de former une pince en fermant le pouce, l'index et le majeur. L'annulaire et l'auriculaire n'étaient présents que pour des raisons esthétiques et n'était dotés d'aucune force de préhension. Il y a une dizaine d'années, ce concept a été entièrement modifié pour la main Bebionic. « Nous avons constaté que les personnes acceptent une faible force de préhension par doigt si cela leur octroie plus de flexibilité. », explique Ted Varley. Pour pouvoir les commander de manière individuelle, chacun des doigts de la main Bebionic est équipé de son propre mini moteur électrique. Quatre mini moteurs des doigts sont placés dans la paume de la main et le cinquième se trouve dans le pouce même. Des codeurs sont intégrés aux moteurs pour détecter à tout moment la position précise des doigts.
Grâce à l'électronique de commande individuelle, il est possible de disposer les doigts de manière à former un total de 14 modèles de préhension différents. La prise de clé (où le pouce monte et descend tandis que les autres doigts restent pliés) permet par exemple de tenir des objets plats, tels qu'une assiette, une clé ou une carte de crédit. Avec la prise en crochet, il est possible de porter des charges lourdes de jusqu'à 25 kilogrammes, avec l'index tendu d'utiliser les claviers et télécommandes. Pour la préhension de force, le pouce se trouve en position opposée aux autres doigts qui se ferment jusqu'à rencontrer une résistance. Cette fonction est utilisée pour saisir des objets de forme irrégulière, tels qu'un verre à vin. « Cette posture a l'air beaucoup plus naturelle qu'une prise en pince. De plus, la préhension est plus stable lorsque tous les doigts sont utilisés. », souligne Ted Varley.

prothèse myoélectrique avec mini moteur electrique

Plus grande estime de soi

La main bionique rend beaucoup d'activités quotidiennes plus faciles. « En fait, les choses facilitées par la prothèses sont souvent des bagatelles. Mais mises bout à bout, ces bagatelles contribuent à une bien meilleure qualité de vie. », raconte Ted Varley.De plus, la main artificielle a un effet psychologique important : « De nombreux utilisateurs rapportent qu'ils ont une plus grande estime de soi grâce à Bebionic, car leur prothèse high-tech suscite l'intérêt et la fascination. »
Le design attractif de la prothèse joue ici un rôle essentiel. « Notre approche lors de la conception de la troisième génération de Bebionic était plutôt inhabituelle pour le domaine prothétique : nous avons tout d'abord développé l'enveloppe, puis recherché des solutions pour y intégrer les différents composants. », souligne Ted Varley. « Il y a encore cinq ans, cela aurait était impossible pour la petite main, la technologie n'était pas assez avancée pour cela. » En 2013, lorsque la société Steeper s'est adressée à FAULHABER pour son projet, le mini moteur C.C. de la série 1024 SR, prédestiné pour l'application, se trouvait encore en phase de développement. Les équipes de projet des deux parties ont alors accéléré simultanément le développement de la série de mini moteurs et de la prothèse de main. Les équipes de développement de STEEPER et de FAULHABER se sont régulièrement rencontrées en Grande- Bretagne et en Suisse. L'intermédiaire de ces rencontres et partenaire exclusif de distribution de FAULHABER en Grande-Bretagne, Electro Mechanical Systems (EMS), y a également participé. Cette intensive collaboration a finalement donné naissance à un moteur avec un rapport force/volume hors du commun et à un entraînement sur mesure pour le pouce, couronnant ainsi de succès la coopération approfondie lors du développement.

Excellentes performances

Le nouveau mini moteur C.C. de la série 1024 SR est effectivement le meilleur de sa catégorie et le plus performant de sa taille disponible sur le marché. Avec un diamètre de 10 mm et une longueur de 24 mm, il fournit un couple de maintien de 4,6 mNm. De plus, grâce à la faible vitesse de rotation, il offre un couple d'entraînement élevé constant sur toute la plage de vitesses. Les bonnes performances sont rendues possibles notamment grâce au développement d'une nouvelle bobine qui contient 60 % de cuivre en plus par rapport au modèle précédent et qui a été combinée avec un puissant aimant en terres rares. Afin de garantir un mouvement le plus silencieux possible, la main artificielle a été équipée de réducteurs planétaires sur mesure de la série 10/1 qui ne contient aucune matière plastique. « Le développement d'un système d'entraînement linéaire destiné à être intégré dans le pouce a représenté un défi particulier. », indique Tiziano Bordonzotti, ingénieur commercial chez FAULHABER Minimotor. Le roulement à quatre points ultra-précis de la filiale de FAULHABER Micro Precision Systems (MPS) a permis un dimensionnement de l'entraînement bien plus court que ceux de la concurrence. Grâce à ses caractéristiques uniques, le roulement à quatre points peut résister aux forces axiales élevées nécessaires à l'application et ce, malgré des dimensions inférieures à celles de systèmes de paliers alternatifs. Avec une longueur totale inférieure à 49 mm, l'entraînement complet du pouce est en mesure de supporter une force axiale de jusqu'à 300 N.
Ted Varley est très satisfait du résultat de cette collaboration : « La main Bebionic de taille S est la prothèse myoélectrique de main la plus réaliste du marché. Nous n'aurions pas pu réaliser ce projet sans l'étroite coopération et l'engagement de l'équipe de projet FAULHABER. »

Prothèse myoélectrique avec FAULHABER moteur dc
La prothèse myoélectrique Bebionic pèse entre 400 et 600 grammes, ce qui représente à peu près le poids d'une main naturelle.
un moteur electrique par doigt
Chaque doigt dispose de son propre moteur
électrique pour le bouger
bebionic main avec moteur électrique 24v de FAULHABER

VIDÉO

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micro moteur
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PLUS DE PHOTOS

mini moteur pour prothèse
mini moteur electrique pour main bionique
Bebionic main avec mini moteur electrique 12v

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        • 03A 06/1 06A 08/1 10/1 12/4 13A 14/1 15/10 15A 16/7 17/1
        • 20/1R 22/7 22E 22EKV 22F 23/1 26/1 26/1R 26A 30/1 30/1S 32/3
        • 32/3R 32A 32ALN 38/1 38/1S 38/2 38/2S 38A 44/1
      • Réducteurs à étages et Réducteurs à étages, sans jeu angulair
        • 08/2 08/3 12/3 12/5 15/5 15/5S 15/8 16/5 16/5S 16/8 16A 22/2
        • 22/5
    • Composants linéaires
      • Vis à billes
        • BS22-1.5 BS32-2.0
      • Vis filetées et Options
        • M1,2 x 0,25 x L1 M1,6 x 0,35 x L1 M2 x 0,2 x L1 M3 x 0,5 x L1
    • Codeurs
      • Codeurs incrémentaux
        • HEDL 5540 HEDS 5500 HEM3-256 HXM3-64 IE2-1024 IE2-16 IE2-400 IE3-1024 IE3-1024L IEH2-4096 IEH3-4096 IEM3-1024
        • IER3-10000 IER3-10000L IERS3-500 IERS3-500L PA2-100 PA2-50 PE22-120
      • Codeurs absolus
        • AES-4096 AESM-4096
    • Electroniques de cde.
      • Contrôleur de vitesse
        • SC 1801 F SC 1801 P SC 1801 S SC 2402 P SC 2804 S SC 5004 P SC 5008 S
      • Contrôleurs de mouvement
        • MC 5004 P MC 5005 S MC 5010 S MCBL 3002 F MCBL 3002 F AES MCBL 3002 P MCBL 3002 P AES MCBL 3002 S MCBL 3002 S AES MCBL 3003 P MCBL 3003 P AES MCBL 3006 S
        • MCBL 3006 S AES MCDC 3002 P MCDC 3002 S MCDC 3003 P MCDC 3006 S MCLM 3002 F MCLM 3002 P MCLM 3002 S MCLM 3003 P MCLM 3006 S MCST 3601
    • Accessoires
      • 6501.00065 6501.00088 6501.00096 6501.00097 6501.00113 6501.00121 6501.00135 6501.00136 6501.00159 6501.00283 6501.00284 BC 5004
      • Cables and Accessories MBZ
  • Marchés
    • Équipement médical et de laboratoire
      • Pompe à insuline
      • Dispositif d’analyse Gyrolab xPlore TM
      • L’automatisation des laboratoires
      • Systèmes d'anesthésie et de ventilation
      • Prothèse myoélectrique
      • L’endodontie
      • Les techniques prothétiques LifeHand
      • Dermographe
      • Système de distribution automatique
      • Assistant robotisé la TMS
      • Système VIKY (Vision Control for endoscopY)
      • Tensiomètre mobile destiné
      • Automatique des médicaments passe
      • Capsule de diagnostic
      • Manipulateur XYZ
      • Prothèse pour la jambe
      • Scanner du flux sanguin
      • Systèmes d’analyse laboratoire
      • Microkératome
      • Lecteur de glycémie
      • Hexapodes miniatures
    • Automation industrielle & Robotique
      • Les robots on océan profond
      • Pour les robots d‘inspection
      • Zippermast
      • Préhenseur de petites pièces
      • Les robots industriels
      • Robot CHIMP
      • Drone terrestre
      • MROV (Miniature Remotely Operated Vehicles)
      • Robot de service humanoïde
      • Robot par
      • Main robotisée
      • Véhicules robotisés
      • Automates de montage
      • Automate de fabrication
      • Robots pour canalisations
      • Intelligence mobile "tout-terrain" - Ce qui a manqué jusqu’à maintenant, c’est un concept de véhicule universel pouvant porter les instruments de mesure, afin de faciliter l’exploration de territoires inconnus.
      • Convoyeur à courroies
      • Unités de rotation
    • Surveillance & Mesure de précision
      • Pompe de dosage
      • Installations de test pour des portes de voiture
      • Sismographe large bande
      • L'appareil d’essai Condor Sigma
      • Mesure de champ électrique
      • Machines à décaper l’isolant
      • Nanométrique
      • Machines À Équilibrer Horizontales
      • Appareils d’essais
      • Appareil d'essai de comparateurs
      • Appareil de cisaillement annulaire
      • Géo-scanner
    • Outils & Équipements industriels
      • Tournevis á capteur
      • Système d'étiquetage à jet d'encre
      • Sécateurs électriques
      • Un module CNC 5 axes compact
      • Distribution de fil adaptive
      • Production de panneaux solaires
      • Essuie-glace
      • Systèmes de pesée
      • Tables Linéaires
      • Pulsations de pression
      • Robot de soudage
      • Hexapode (Systèmes de micropositionnement)
      • Systèmes à sondes mobiles
      • Machines d'impression
      • Traceur de coupe
    • Aéronautique & Aérospatiale
      • Mars rover
      • Avion amphibie
      • Équipements de cabine
      • La sonde spatiale Rosetta
      • Hexapode
      • Commande des vannes de carburant de fusées
      • Véhicule aérien non piloté
      • Sonde de mesure
    • Caméras, Systèmes Audio & Données
      • Caméra panoramique
      • Technique de prise
      • Drones de Reconnaissance
      • Moniteurs LCD
      • Caméra de l’appareil d’inspection
      • Grue pour caméra
      • Systèmes de caméras en direct
    • Optique & Photonique
      • L'optique à rayons X
      • Faisceaux laser à impulsions
      • Systèmes de visualisation chirurgicale
      • Table de balayage pour microscopes
      • Microscope d'opération
      • Télescope géant
      • LBT (Large Binocular Telescope)
    • Contrôle de l‘environnement & Sécurité
      • Partenaire d’assurage électronique (EPIC)
      • Entraînement de pompe ATEX
      • Éoliennes cerfs-volants
      • Sismomètres
      • Micro pompe gérotor
      • Sondes de mesure des grands fonds
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      • Locomotive à vapeur miniature
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