Baptiste le cycliste

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Révision de 29 avril 2017 à 21:25 par Philippe (discuter | contributions) (Deuxième prototype)

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Langue : Français

Projet réalisé par : Philippe & Patrick.

Qui est Baptiste, et quel est son besoin ?

Lorsque nous avons découvert les photos de la main de Baptiste via les coordinateurs de e-Nable.fr, nous nous sommes demandé ce que nous pourrions faire pour ce jeune adulte (entre 25 et 30 ans). Baptiste est atteint d'agénésie à la main gauche, mais il possède tout de même un pouce parfaitement fonctionnel, une phalange à l'index et au petit doigt. Par contre, majeur et annulaire sont très atrophiés. Il se débrouille parfaitement dans la vie courante avec sa main droite et ses capacités de préhension de la gauche, et il n'a jamais ressenti en presque 30 ans le besoin de se faire appareiller avec une prothèse de main. Il est par ailleurs évident que les prothèses "habituelles" de e-Nable (faites pour des personnes sans aucun doigt, voire sans poignet) ne pourront pas lui convenir.

Pourquoi donc cette démarche auprès d'e-Nable France ?

Une première entrevue nous a permis de comprendre que Baptiste est sportif, il fait du VTT de descente, et là, pour tenir le guidon d'une part, pour freiner sur une longue durée d'autre part, il est vraiment gêné, il doit effectuer un mouvement du coude et de l'épaule pour que sa première phalange d'index atteigne la manette de frein. Cela entraîne une posture globale du corps inconfortable, et une fatigue rapide de la main malgré une manette de frein hydraulique réglée au quart de poil. Je viens donc de définir les 2 besoins principaux de Baptiste: pouvoir tenir le guidon, et freiner, de manière "normale".

Les étapes de ce projet...

Les premières semaines...

- nous avons rencontré une première fois Baptiste au LOG, avons bien défini son besoin principalement lié aux activités sportives VTT descente pour la manipulation du frein. Des photos ont été faites, à côté d'une règle graduée. Sur cette base, nous envisageons de fabriquer des prothèses simples qui seront maintenues par insertion dans le gant de VTT. Un premier manchon a été imprimé pour l'index, en prévision d'y accrocher ensuite des articulations pour 1 ou 2 phalanges, et l'intégration d'un renfort métallique. Quelques mesures prises via des photos grâce au logiciel Tracker

- J'ai rencontré Baptiste à Gi-Nova quelques temps plus tard. Le premier manchon d'index imprimé en nGen Flex est un peu trop gros (2mm de trop au diamètre), mais, inséré dans le gant il améliore déjà sensiblement la manœuvre de la poignée de frein. Il était prévu pour y accrocher une doigt articulé piloté par un câble, mais il semble qu'un doigt articulé ne soit pas nécessaire : un index rigide en position "crochet" monobloc pourrait remplir la fonctionnalité souhaitée et être suffisamment solide sans renfort, à vérifier. Nous en profitons pour mesurer la circonférence de l'index : 75mm

- Il est donc décidé de poursuivre la construction d'un doigt sur la base du Flexy-Finger de Girobot. La première version sera de géométrie fixe, modifiée pour être en position pliée et permettre une bonne accroche à la poignée de frein du VTT. Un modèle modifié (mis à l'échelle 1.15, et rempli pour le rigidifier) est disponible ici : https://www.dropbox.com/s/6thkbtnde3h59j5/Flexy-Finger_Prosthesis_plein_flechi.STL?dl=0 https://www.dropbox.com/s/76w39wkxjteomvk/Flexy-Finger_Prosthesis_plein_flechi.STEP?dl=0 C'est à imprimer "à plat" tel que le STL est posé, principalement pour avoir une bonne orientation du fibrage, et aussi pour minimiser le volume de supports. Noter que le passage de la version originale du doigt à la version fléchie a été possible grâce à la fonction "Flexion" de SolidWorks appliquée au modèle en format STEP.

- Patrick a ajouté des supports (https://www.dropbox.com/s/s76joerxtifpif1/doigt_V2.stl?dl=0) et fait des tests d'impression en PLA. Ses supports semblent bien efficaces, et il n'est pas nécessaire d'en mettre à l'intérieur du manchon (l'orientation du doigt amène une montée progressive du plafond qui s'imprime bien). --> il serait bien d'en imprimer une version en matériau flexible, pour obtenir un emboîtement confortable, mais avec un remplissage dense pour une bonne rigidité des 2 dernières phalanges. Sur cette base Baptiste pourra faire des tests de freinage...

- Une 2e version de l'index pourra être envisagée, flexible et à commande par câble, pour d'autres usages éventuels, et pour tests de fonctionnalité.

- en complément de ces essais et de ces mesures, un scan de la main de Baptiste a été effectué (scanner à lumière blanche Artec Spider, gracieusement prêté par la plateforme inter-universitaire Gi-Nova). Nous avons principalement ciblé les 4 doigts (sans chercher à avoir le pouce complet). A partir de la "salade de doigts" récoltée (dixit Baptiste)...

On trouvera ici en format STL la main reconstruite et là l'index isolé.


- nous devrons aussi étudier la possibilité de réaliser un manchon pour les autres doigts de la main, afin de faciliter la tenue du guidon. Le modèle de main issu du scan devrait nous aider à y réfléchir.

Premier proto d'index...

Début 2017 nous accueillons dans l'équipe Marie-Laure, nouvellement validée comme "maker" par e-Nable.fr.

Sur la base de la numérisation effectuée, nous tentons de mettre au point des solutions techniques pour construire un manchon dans le cas de l'index. Le cas des autres doigts sera traité ultérieurement. Un manchon est construit, enveloppe d'environ 1.2 à 1.4mm d'épaisseur autour de la forme du moignon de l'index, en s’appuyant sur le maillage. Puis ce manchon est assemblé avec les 2 dernières phalanges du doigt.

Marie-Laure imprime un modèle en PLA du doigt, et un autre de la main, de Baptiste, Patrick imprime un manchon en NinjaFlex, Philippe imprime un doigt en PLA... Il reste à revoir Baptiste pour de vrais tests et valider les formes et dimensions. Ensuite, on passera à la fabrication de la version définitive pour l'index (choix des matériaux, etc.)

Le modèle de la main est préparé pour la suite du projet : comment utiliser les autres embryons de doigts pour faciliter la tenue du guidon ?

Après essai des morceaux d’emboîture en PLA puis en Flex, Baptiste trouve que ça va bien mais c'est un peu trop large. Nous reprenons une mesure de circonférence de son moignon d'index, et décidons de réduire de 2mm la circonférence de l’emboîture. La première phalange est aussi beaucoup trop longue car nous avons cumulé la longueur du moignon avec une partie de cette phalange. Le bout du moignon doit en fait arriver sur la première jointure, ce qui sera corrigé dans la prochaine version.

Deuxième prototype

Une nouvelle version est donc construite, avec l'emboîture basée sur le scan 3D et repositionnée dans le doigt. Sur l'image ci-dessous du doigt vu en coupe, on distingue la forme intérieure qui est maintenant parfaitement adaptée à la morphologie du moignon de Baptiste, et la différence de positionnement par rapport à la vue en coupe précédente.

Sur cette nouvelle base un doigt complet est imprimé, en bi-matière : une moitié en PLA (rouge sur les photos) et l'autre partie en Flexi Smart (couleur chair). Ceci est obtenu en choisissant la position du doigt de manière à ce que toute l’emboîture soit en flex pour assurer le confort, ainsi que l'intérieur de la dernière phalange en espérant une amélioration possible du grip. Il faut noter que le Flexi Smart s'imprime assez facilement, et présente surtout la même température d'impression (ici 205°C) que le PLA, ce qui permet une excellente soudure à l'interface.


Ceci semble satisfaisant. Néanmoins une zone de l'emboiture est trop fine, et un petit trou est apparu à l'impression.

Par ailleurs, bien que le maintien de l'emboîture sur le doigt de Baptiste semble très bon grâce à l'utilisation du scan 3D, il est prévu que cet index soit utilisé dans un gant de vélo pour assurer qu'il ne glisse par en cours d'utilisation. Mais Baptiste suggère aussi d'ajouter des petits anneaux pour tenter d'accrocher la prothèse au poignet pour la maintenir lorsqu'il souhaitera faire du vélo sans gants par temps chaud. --> nouvelles modifications :