Sélectionner une page
Nouvelle Evolution du Bâton de Ski

Nouvelle Evolution du Bâton de Ski

28 Jan, 2025 | assistant, Bras, Bras, Texte en français, Texte en français

Avant-propos

Nouvelle évolution de notre bâton de ski pour enfant agénésique, cette version reprend nos anciens concepts en les améliorant. Lorsque Mahée aura bien testé et validé cette version, nous standardiserons le concept pour offrir aux autres makers une solution facilement adaptable à chaque agénésie.

Pour le cas présent de Mahée, jeune fille d’une dizaine d’années habitant dans la banlieue de Bruxelles, nous devons appareiller son petit bras avec un emboitement précis à réaliser pour que le bâton de ski soit bien maintenu en position. Le moulage s’imposant, nous avons délégué la prise d’empreinte et la réalisation du contre-moule en plâtre à son père qui a réalisé un super travail. Bravo.

Moulage et contre-moule

Mahée ayant déjà un emboitement qui lui convient, réalisé par un prothésiste local, nous optons pour sa conservation et donc, notre emboitement se fixera sur la prothèse existante. Piloté par une procédure de moulage que nous avons envoyée, le papa a moulé le bras équipé de l’emboitement « belge » avec de l’alginate. Une fois la prise d’empreinte réalisée, il a suffit de couler du plâtre synthétique (choix préféré au plâtre standard) et de nous envoyer l’épreuve.

Une fois le plâtre reçu, nous l’avons scanné pour obtenir un modèle numérique de type mesh (format STL). Une difficulté apparait : nous ne connaissons ni la position exacte du contre-moule par rapport au bras de Mahée, ni la position du bras en situation de tenir un bâton de ski planté dans la neige !

La solution est vite trouvée, imprimer un emboitement de test avec un pseudo bâton de neige dont la position relative sera ajustable en longueur de bras et angle bras-bâton. Le papa sera de nouveau impliqué pour définir les paramètres qui nous manquent.

Emboitement de test pour mesure

 

 

Emboitement pour mesure

Emboitement imprimé spécifi-quement pour prendre les mesures qui permettront de positionner correctement le bâton de ski par rapport au bras de Mahée.

Un tube d’électricien en PVC est greffé sur l’emboitement avec un Té qui coulisse et tourne sur le tube principal (A).

Sur la partie verticale, un tube B que le papa trouvera en grande surface de bricolage, simulera le bâton de ski.

  Instructions pour les mesures

Des instructions sont données pour que l’emboitement soit correctement placé sur le bras de Mahée, telle qu’elle sera quand Mahée l’utilisera sur ses skis.

En déplaçant le Té en translation, on obtiendra la position théorique du bâton en symétrie de celui dans la main droite. Cette position est fixée par la molette supérieure.

Ensuite on place le pseudo bâton de ski (tube B) à la verticale (fictivement planté dans la neige). Il en résultera un angle qui sera maintenu fixe grâce à la deuxième molette sur le support en Té.

Mesure de l’angle

Sur du papier millimétré, on dépose l’emboitement et le support réglable, la découverte de l’angle est faite à l’œil en faisant correspondre un côté du support avec des rayons préalablement tracés sur le papier millimétré.

La mesure est de 15 degrés que nous reporterons dans le sketch de la CAO, ainsi nous pouvons concevoir tout le système sans se soucier de la position relative du bâton par rapport au bras de Mahée.

 

Conception de l’emboitement

Ce n’est pas vraiment de la routine, mais le procédé de création de l’emboitement est désormais bien rodé par l’équipe.  Le contre-moule en plâtre est scanné pour obtenir une représentation de type mesh (maillage de triangles) pour obtenir un fichier STL. La team remercie la collaboration de laCasemate qui nous héberge et met à disposition les outils que nous n’avons pas).

Importation du mesh dans la page du projet sous Onshape

 

Ensuite le STL est importé dans notre logiciel de CAO favori : Onshape. Le contre-moule est affiché avec des millions de triangles, et va être découpé par des plans parallèles pour nous permettre de dessiner des sections à chaque intersection STL-plan de coupe.

Dessin des sections

Sur chaque plan, en se « collant » sur l’extérieur du mesh, on dessine la section du bras en utilisant des primitives de type « spline ». K’expérience nous à appris qu’il faut créer exactement le même nombre de segments (donc de vertex) pour chaque section.

Transformation en emboitement

Le résultat du loft est une représentation volumique « idéalisée » du contre-moule. Une épaisseur va être attribuée à la surface du loft qui est égale à une variable d’ajustement « épaisseur du gant » (3 mm) additionnée d’une autre variable d’épaisseur de l’emboitement. Après essais avec Mahée, il sera très facile d’augmenter le jeu entre son bras et l’emboitement ou l’épaisseur de l’emboitement en plastique seulement en modifiant ces paramètres (c’est la « magie » des outils de CAO Paramétrable).

Découpage

A partir d’un plan de référence, 7 plans parallèles sont créés à intervalles réguliers.

Création de l’enveloppe

Les 7 sections étant dessinées, en utilisation de la directive « loft » on construit une enveloppe réunissant « au mieux » chaque section à la suivante. Des paramètres de construction sont définies pour figer les règles de construction du loft.

Les résultat du loft est une surface fermée, donc un volume qu’il faudra creuser.

Encore un nouveau concept

Le bâton réalisé pour Manon a donné d’excellents résultats en termes de maintien du bâton et de sécurité en cas de chute. Mais l’agénésie de l’avant-bras de Mahée ne facilite pas l’intégration de la structure « Manon » à la physiologie du bras de Mahée. Donc il était nécessaire de concevoir une autre architecture tout en conservant le principe de la liaison aimantée.

Quelques prototypes plus tard, nous avons trouvé une solution qui va devenir notre concept de base pour toutes les nouvelles demandes. En effet cette structure peut s’adapter à tout type d’agénésie (totale de la main ou partielle). L’aimant sera positionné à l’horizontal sur le bâton et la contre-plaque fera partie de l’emboitement.

Restait à trouver l’aimant qui aurait la force d’unir le bâton à l’emboitement et également la capacité à se « déboiter » en cas de chute. Forts des échanges avec les autres membres du LOGre, nous nous sommes intéressés aux aimants à Effet « Halbard«  qui génère un flux magnétique plus fort qu’avec un aimant néodyne standard, à volume et masse équivalents. Sur une idée de l’un d’entre nous, une suggestion de récupérer les aimants utilisés dans les moteurs linéaires des disques durs !! Donc, en vrai hackers, nous avons démonté plusieurs disques durs pour en choisir un aimant qui convenait au besoin.

 

Dispositif sur bâton

Les dimensions de l’aimant s’inscrivent dans un support circulaire de diamètre 60mm. Le bâton ayant un diamètre de 16 mm, le dispositif aura une forme tronconique, avec une excroissance sur le côté pour le logement de la dragonne.

Pour absorber les chocs et avoir un ajustement serré, un tube de coincement en plastique souple (Filaflex) sera inséré entre le dispositif et le bâton.

Poignée

Parce que le système complet est difficile à mettre au point et à imprimer, la poignée sera indépendante et fixée ultérieurement sur l’emboîtement.Cela permettra également de faire évoluer la taille de l’emboîtement lorsque Mahée grandira.

L’aimant étant solidaire du bâton, la poignée intégrera la contre-plaque. N’ayant pas de retour d’expérience sur les efforts exercés sur le bras de Mahée, et donc la solidité requise pour la poignée, nous choisissons de placer un tube en carbone à l’intérieur de la poignée (comme un longeron d’aile). C’est une solution certainement « overkill » pour le besoin présent, mais comme le dispositif est léger, ce n’est pas un problème.

Résultat final : version Mahée !

 

… et le froid ?

Bonne question. Le bras de Mahée dans l’emboîtement n’est pas protégé du froid avec la poignée « collée » au bâton via l’aimant.

Imitant le concept des sur-gants des parapentistes, les parents de Mahée ont découpé la partie inférieure d’une moufle et ont comblé le trou en cousant un tissu étanche extrêmement fin qui deviendra l’entrefer entre la contre-plaque et l’aimant. Lorsque Mahée est sur la piste, le bâton Gre-nable passe complètement inaperçu 🙂

Détail du bras

Premiers pas

Skis parallèles !

Stem

Equipe Belge au JO 2030 ?

Équilibras – « A Game Changer »

Équilibras – « A Game Changer »

26 Oct, 2024 | assistant, Bras, Bras, equilibras, Texte en français, Texte en français

Avant-propos

Fin 2022,  au cours d’une livraison d’appareil au service MPR du CHUGA (un bâton de marche) pour un jeune patient agénésique de Véronique (notre ergothérapeute favorite), nous découvrons Mila (voir l’article : https://www.gre-nable.fr/coudiere-active-concept/ ) qui joue avec les pièces d’un puzzle en bougeant ses bras sans problèmes apparents. Chacun de ses bras était supporté par un dispositif articulé qui soutenait ses avant-bras en position horizontale remplaçant ainsi l’action de ses biceps. Ainsi libérée des efforts pour maintenir ses bras à l’horizontale, Mila découvrait des mouvements qu’elle n’avait jamais réalisés auparavant et elle était rayonnante. Ces deux appareils du service MPR, normalement conçu pour des seniors, étaient testés à titre expérimental sur de jeunes enfants.

La découverte de ce dispositif  a suscité notre intérêt pour créer une solution adaptée aux enfants qui pourrait être disponible en permanence à la maison (plutôt qu’à l’hôpital), financièrement accessible à toutes les familles et qui serait open-source.

C’est dans cette optique que la team Gre-nable a lancé son projet dont le résultat « industrialisé » prendra plus tard le nom d’Équilibras.

But de l’Équilibras

 

Améliorer l’équilibre, la coordination des bras et compenser la force musculaire insuffisante de l’enfant atteint d’arthrogrypose.

Le projet a débuté en janvier 2023 et la livraison de la dernière paire d’Équilibras a été effectuée début septembre 2024. A ce jour deux familles ont déjà reçu une paire d’Équilibras pour leur enfant et le service MPR du CHUGA dispose également d’une paire d’Équilibras pour la mise au point d’un « protocole thérapeutique » et la formation des parents candidats à l’utilisation du dispositif.

Ce fut un projet assez long, avec une approche itérative, produisant de nombreux prototypes et pas mal d’erreurs ! Le design est une brillante réalisation de Gérard qui a été très inventif car nous sommes partis d’une page blanche reprenant seulement les spécifications issues du besoin exprimé par l’ergothérapeute de MPR.

Spécifications

    • Couverture horizontale de 600 mm x 500 mm,
    • Débattement vertical 350 mm,
    • Compensation 0,2 à 1 kg,
    • Hacking de composants du commerce : compensation ressort à gaz (meuble de cuisine),
    • Roulements, visseries standards,
    • Utilisation de nos moyens habituels de makers (imprimante 3D, CNC, découpe laser),
    • Aptitude à être réalisée par d’autres makers (distribution en open source).

Ce projet a passionné toute notre association LOGre [Laboratoire Ouvert de Grenoble], collectif de makers dont fait partie la team Gre-nable ce qui nous a permis de bénéficier de toutes les idées des membres pour concevoir le système de compensation (ajustable) qui soutiendra chaque bras de l’enfant. Et des idées il y en a eu des centaines !

Dès le début il était clair qu’il faudrait réaliser 4 sous-ensembles :

    • Un socle à attacher à la table,
    • Un bras pivotant avec plusieurs segments (2 ou 3),
    • Un bras compensateur (équilibreur),
    • Une balancelle pour accueillir l’avant-bras de l’enfant.

Soient 4 sous-ensembles parfaitement indépendants qui pouvaient avoir leur propre cycle de développement.

Un socle

Support à fixer sur la table d’exercice, réglable pour l’équilibrage de l’ensemble.

Un bras pivotant

Bras articulé à 3 segments permettant la couverture complète de l’espace souhaité, avec une grande souplesse de mouvement.

L’équilibreur

Dispositif pivotant asservi par un piston à gaz pour équilibrer la masse du bras de l’enfant. Le système est réglable et s’adapte à l’enfant.

La balancelle

Balancelle dans laquelle l’enfant pose son bras.

L’avis et les conclusions des professionnels

 

 Le développement de l’enfant passe par la bonne possibilité d’utiliser ses membres supérieurs pour les activités comme manger, se laver, attraper et surtout jouer ! Le jeu est une source d’expériences psychomotrices et d’apprentissages indispensable afin de bien se développer. De la même manière, le développement des compétences motrices des membres inférieurs débouche sur la verticalisation et la marche.

Dans le service d’ergothérapie de MPR pédiatrique du CHU de Grenoble, nous rencontrons régulièrement des enfants que nous avons besoin de faire travailler en « actif aidé », c’est-à-dire avec une aide permettant de soustraire une partie du poids du corps comme s’ils étaient dans l’eau. Ceci permet de réaliser des mouvements avec une force musculaire moindre et donc de gagner en fonctionnalité.

Pour les jambes, des tas d’outils ont été réalisés, cependant pour les bras nous disposons de moins d’outils et surtout très peu sont adaptés à l’enfant et au tout petit. Or la première année est cruciale pour la stimulation du développement.

Trois grands types de population sont concernés par ce nouvel outil dans notre service (centre de référence des maladies neuromusculaires, centre de référence des arthrogryposes) :

    • les enfants ayant une arthrogrypose qui présentent des raideurs articulaires et des faiblesses musculaires,
    • les enfants atteints de maladies neuromusculaires,
    • et enfin, les enfants ayant une atteinte neurologique (AVC, ablation de tumeur cérébrale, syndrome aigüe, etc.).

Nous débutons l’utilisation de l’Équilibras dès 9 mois / un an, c’est-à-dire dès que la station assise est possible et que les manipulations se développent.

Le fait d’être soutenu, permet à l’enfant de découvrir les possibilités de son corps, de vivre de nouvelles expériences, impossibles sans soutien, mais tout en restant maitre du mouvement sans l’aide de l’adulte. Ainsi, il développe les capacités de mouvements de son épaule et son coude, peut jouer plus longtemps sans fatigue et plus tard, peut réaliser ces mouvements parfois sans l’aide du support.

La multiplication de ces expériences se fait en séances et maintenant à domicile grâce à l’Équilibras que les familles peuvent acquérir.

Les enfants, qui réalisent vite le bénéfice, utilisent naturellement l’Équilibras qu’ils s’approprient comme un accessoire naturel pour jouer en hauteur. Ils se familiarisent ainsi dès le plus jeune âge et sans frein aux outils de compensation et peuvent l’utiliser pour manger ou approcher le visage.

L’Équilibras est donc pour nous un outil :

    • d’aide au développement moteur de l’enfant,
    • de rééducation: gain et de maintien des amplitudes articulaires, de la force musculaire et de la fonction des membres supérieurs,
    • d’adaptation pour la réalisation des activités de la vie quotidienne,
    • de prévention des troubles liés aux compensations naturelles qui seraient développées par l’enfant sans cet outil. (par exemple : sur sollicitation du rachis)

Nous travaillons à la mise en évidence sur le plan scientifique de ses bénéfices.

Merci à toute l’équipe de Gre-Nable d’avoir développé, fabriqué et mis à disposition des familles cet accessoire qui nous est vite devenu indispensable !

Aider les enfants à jouer est une si belle réalisation !

Diffusion de l’Équilibras

 

Rappel

Tous les projets conçus par la team Gre-nable respectent le concept ‘Open Source‘ tel que défini par Creative Commons (CC) qui est une association à but non lucratif dont la finalité est de proposer une solution alternative légale aux personnes (ou associations) souhaitant libérer leurs créations des droits de propriété intellectuelle standard de leur pays.

Suivant les règles de définition de la licence Creative Commons, la team Gre-nable autorise la réplication, la modification de l’Équilibras et sa rediffusion suivant les mêmes critères de partage et d’attribution (BY et SA). Compte tenu de l’aspect caritatif de nos actions et des dispositifs, l’utilisation commerciale est proscrite (NC).

La licence de l’Équilibras est ainsi référencée : CC-BY-NC-SA. CC-BY-NC-SA

Dossier de fabrication

Le dossier de fabrication est documenté dans le wiki de notre association LOGre.

Compte tenu de la technicité de certaines pièces à fraiser sur une machine outil (CNC), de l’attention à apporter aux réglages, il est fortement conseillé de contacter la team Gre-nable via le formulaire de contact du site web. L’équipe recevra toute demande avec intérêt et soutiendra toute initiative de fabrication (world-wide).

Le dossier peut être consulté sur notre wiki à l’adresse : https://wiki.logre.eu/index.php/Equilibras

Avertissement

  • La fabrication sans modification ne nécessite pas de connaissances en CAO, mais si des modifications sont envisagées, il est fortement recommandé d’apprendre et de maitriser l’utilisation du logiciel de CAO OnShape, disponible gratuitement pour les makers à : www.onshape.com. De nombreuses vidéos de formation sont disponibles sur la plateforme Youtube,
  • Certaines pièces utilisées sont en contre-plaqué, usinées avec une fraiseuse numérique (CNC), d’autres sont découpées par laser. Ces machines sont généralement disponibles dans des Fablabs,
  • D’autres pièces sont imprimées en PLA (imprimante 3D type FDM également disponibles dans des Fablabs),
  • Il est important de former un binôme avec un.e ergothérapeute pour utiliser l’Équilibras ou pour former les parents à son utilisation.

Comment obtenir un Équilibras ?

Les parents d’enfants atteints d’arthrogrypose et membre de L’Association Alliance Arthrogrypose peuvent signaler leur intérêt auprès du président de l’association, et si vous n’êtes pas membre, c’est une bonne raison d’adhérer à cette association.

Pour les autres pathologies, contactez-nous via le formulaire de contact après en avoir discuté avec l’ergothérapeute qui suit votre enfant.

Timéo Goldfinger

Timéo Goldfinger

27 Mar, 2023 | Main, Orthèse, Prosthesis, Prothèse, Texte en français, Texte en français

Timéo

Il n’est plus nécessaire de présenter Timéo, l’épisode #1 est toujours diffusé ici.

La nouvelle mission allouée à la team Gre-nable par ses parents est de lui permettre d’obtenir son badge FFS 3ème étoile ce qui nécessite l’utilisation de bâtons de ski.

 

Moulage ou scan de la main en position de maintien de bâton ?

Lors d’une séance chez son ergothérapeute, nous avions photographié Timéo tenant un bâton de ski afin de vérifier la position de ses doigts. De façon naturelle, l’effet de pince pour maintenir le bâton était réalisé entre l’index et les trois autres doigts. Cet arrangement serait impossible à réaliser avec une moufle de ski.

Il a été donc décidé de réaliser un moulage de la main avec de l’alginate en prépositionnant les doigts tels qu’ils seraient grâce à l’emboitement sur mesure à concevoir.

Avec l’aide de l’ergothérapeute, les positions des doigts ont été ajustées sur un pseudo-bâton, puis maintenus en position avec une bande adhésive médicale.

Ensuite la réalisation du moulage en alginate resta traditionnelle et le démoulage fut un peu plus délicat afin de laisser le pseudo-bâton et la bande adhésive dans l’alginate.

Protocole toujours bien rôdé par la team, l’étape suivante consiste à obtenir un fichier STL (mesh) à partir du plâtre avec le scanner. Nous gardons une bonne résolution (nombre de triangles) car nous avons abandonné la conversion du STL vers le B-rep qui est une opération trop contraignant.

Chronologie du développement

Phase 1 : Découpe

Le STL est découpé en plans parallèles choisis en fonction des variations importantes de forme de la main.

Sur chaque plan important, un contour est dessiné suivant la périphérie de la section de la main. Le tracé est réalisé à l’aide de courbes de Bezier. Pour ne pas »tromper » l’algorithme interne du logiciel de CAO, le nombre de points d’attache est le même sur tous les tracé.

Etant donné que la main sera dans une moufle, nous jugeons que 5 sections seront suffisantes pour envelopper la main de Timéo.

Phase 2 :  Lofts

Les 5 sections étant dessinées, elles vont être reliées entre elles avec la fonction « Loft » de la CAO.

Avec l’outil Loft, on peut créer des objets complexes en spécifiant des coupes transversales réalisées à partir de faces et de profils d’esquisses fermées, qui guident l’apparence de l’objet objet. Ces sections transversales sont automatiquement connectées. On peut le profil des surfaces créées en ajustant les points de contrôle sur chaque section transversale.
 
Une fois que les sections sont toutes réunies une à une, une surface enveloppante globale est créée. Si l’aspect de la surface est irrégulier, la section en cause de l’irrégularité est retouchée pour améliorer l’aspect global.
 

Phase 3 : Epaississement et isolation

La surface enveloppante est tracée au plus juste à partir des sections du STL. Nous rajoutons un espace de 5mm pour l’épaisseur de la moufle et la capacité à l’insérer avec aisance. Une fonction adaptée de « déplacement de surface » facilite ce décalage de 5mm.

L’opération suivante est la « création de matière » réalisée par l’outil « thicken » (grossissement) qui transforme une surface en volume. C’est l’épaisseur de plastique (PLA) de l’emboitement qui est donc spécifié à cette étape (5mm).

Le logiciel de CAO que nous utilisons est un logiciel de CAO dit « paramétrique » par opposition à la famille des logiciels dits « volumiques ». Cette différence de concept est primordiale dans notre étude, car il sera aisé de revenir à cette étape pour adapter la taille de l’emboitement à la réalité de la main de Timéo et de la moufle.

Et ce fut le cas, car nous avons fait 3 prototypes pour obtenir la taille correcte de l’emboitement permettant à Timéo d’insérer confortablement sa moufle.

Phase 4 : Insertion du pseudo bâton.

En lieu et place du pseudo bâton utilisé pendant le moulage, nous substituons le même volume par un cylindre de même rayon, qui sera enserré par les doigts de la main de Timéo.

L’emboitement adapté à la paume maintient la main, tandis que les quatre doigts enserrant le pseudo bâton complètent le serrage et guident l’appareil lors des mouvements du bâton.

Phase 5 : Ajout du support, mandrin de bâton

Une fois le pseudo bâton positionné, l’excédent de l’emboitement vers l’avant est enlevé pour permettre à la moufle de se refermer sur la poignée.

Le mandrin recevant le bâton de ski est rajouté, avec des longerons de renfort pour supporter les efforts latéraux.

Un œilleton pour la dragonne est rajouté sur la partie arrière de l’emboitement.

Dernière phase

Toutes les arrêtes sont arrondies : les saillantes sont arrondies pour ne pas blesser Timéo, les concaves pour augmenter le nombre de couches en contact lors de la fusion ce qui augmente la solidité des objets imprimés.

 

 

 

Après le glossy bleu/vert du pouce, le glossy gold de Goldfinger !

Le futur champion

Et ça pousse sur les bâtons !!  Mission en partie réussie … le plus dur reste à faire : la 3ème étoile (comme Manon !!)

A suivre

En attente des dernières photos du champion

Bâton de Ski – Nouveau Concept

Bâton de Ski – Nouveau Concept

15 Fév, 2023 | Main, Prothèse, Prothèse, Texte en français, Texte en français, Tuto technique

Manon, espoir JO 2030 ?

La conception précédente de notre bâton de ski pour Pierre-Luc, basée sur le principe de la rotule qui enserrait sa paume, ne nous semble pas nécessaire dans le cas de Manon, car la fonction pince peut être réalisée entre son pouce et son auriculaire. Bien sûr la force de cette pince n’est pas suffisante pour tenir un bâton de ski, donc nous conservons le principe de l’emboitement enserrant sa main.

Nous définissons donc un nouveau cahier des charges pour que la paume de la main gauche ait les mêmes sensations que la main droite.

Scan de la main gauche, équipée d’une moufle

Pour ce nouveau projet, nous essayons de nous passer de l’étape moulage, en réalisant un scan de la main in-situ, en position de maintien du bâton de ski. La main étant équipée d’une moufle qui sera ensuite bien adaptée par la couturière de la famille.

L’opération n’est pas aussi facile que prévue, mais après 3 tentatives, nous obtenons un fichier mesh de bonne qualité.

 

Autre évolution, nous ne transformerons pas le mesh obtenu (au format STL) en fichier B-rep pour l’importation dans le logiciel CAO (Onshape).

Une fois le STL importé dans le ‘part studio’ de Onshape, une surface enveloppante est réalisée autour du mesh, à partir de courbes ‘Spline’ (généralisation des courbes de Bézier) tracées dans des plans de coupes successifs. Ces courbes, représentant une série de sections enveloppant le gant, sont ensuite reliées entre elles par des ‘lofts’. Un loft est une surface obtenue par interpolation entre les différentes courbes, sous la forme d’une surface NURBS (cf wikipedia).

 

Une succession de plans parallèles permettent de découper le poing fermé. Les plans sont référencés sur les points remarquables de la moufle.

Sur chaque plan, une courbe fermée est dessinée pour entourer les limites du STL, créant ainsi une section.  En reliant les sections parallèles successives par des lofts, on obtient l’enveloppe bleue (surface) qui sera ensuite transformée en volume avec la fonction « thicken ».

Après avoir donné de l’épaisseur à la surface développée, coupé l’extrémité pour permettre au pouce de sortir de l’emboitement, tout est prêt pour l’intégration dans le nouveau système.

Description du dispositif incluant un système (simple).

Le nouvel appareil n’est donc plus basé sur le principe de rotule mais sur un système à deux éléments :

  • un élément solidaire du bâton
  • un emboitement enserrant la main de Manon.

La cohésion des deux éléments est réalisée par des aimants néodymes, suffisamment puissants pour que le bâton suive les mouvements de la main, mais permettant de libérer l’emboitement en cas de chute.

Le bâti est solidaire du bâton. Le côté vertical est à l’extérieur pour permettre une éjection de l’emboitement (vers l’intérieur) en cas de chute. Sur la face interne du bâton, on peut voir l’emplacement où sera vissé le petit aimant néodyme circulaire dédié au maintien vertical, et l’aimant rectangulaire, plus puissant, dédié au maintien latéral.

L’emboitement est « collé » sur le bâti grâce aux forces d’attraction des deux aimants.

  1.  Le positionnement correct de l’emboitement est assuré par un dôme centreur, et un emplacement calibré,
  2. Le maintien de l’emboitement sur le bâti est la force d’attraction de l’aimant principal (40x40x4), soit 5 kg,
  3. un deuxième aimant (circulaire) facilite le maintien vertical et le centrage de la main.

Ce premier prototype valide la fonctionnalité de maintien du bâton de ski et son test sur une piste de ski a été concluant pour confirmer nos choix techniques.

Quelques petites améliorations ont été faites pour laisser plus de place au pouce et la version définitive de l’emboitement a été imprimée en matière semi-flexible (BASF indice shore 65D).

Le succès de ce nouveau concept a vite attiré d’autres parents. Nous avons donc revu les scripts de conception, pour que toute nouvelle demande soit rapidement réalisée. Le bâti (HOST sur le plan) est quasi générique, son adaptation à l’emboitement est minime. Par contre un emboitement étant 100% adapté à la taille de la main et au type d’agénésie de l’enfant,  son design est un peu plus complexe.

Ces adaptations de système à la main d’un autre enfant nécessitent de maitriser l’outil de conception CAO, mais n’est pas aussi compliqué qu’il y paraît. Les fichiers STL du système développé pour Manon ne seraient d’aucune utilité pour un autre enfant. Par contre, nos développements sont open-sources et disponibles sur la plate-forme Onshape, et nous sommes toujours prêts à donner un coup de main 🙂 [© E-nable France]

 

 

Fin de saison 2022 – Premiers essais de Manon

Vacances de Février 2023 –

La neige au rendez-vous et Manon obtient sa troisième étoile

Coudière Active : Concept

Coudière Active : Concept

19 Oct, 2022 | Main, Orthèse, Orthèse, Texte en français, Texte en français

Mila souffre d’arthrogrypose congénitale (amyoplasie), qui l’empêche de plier ses bras. Elle peut étendre ses bras mais ne peut pas les plier. De ce fait, elle se contorsionne au détriment de sa colonne vertébrale, pour saisir des objets qui sont proches d’elle.

L’ergothérapeute du CHU qui s’occupe de Mila, a fabriqué une orthèse de type coudière articulée avec deux gouttières reliées par un ressort (de fabrication artisanale) qui ont pour but de ramener le bras équipé en position rétractée ceci pour valider le concept de son orthèse.

Une fois le concept validé, elle a fait appel à la team Gre-Nable pour améliorer le système et le rendre évolutif au fur et à mesure des progrès réalisés et de la croissance de Mila.

Ensemble nous définissons le cahier des charges :

  • appareillage ultra léger car les muscles des épaules sont faibles,
  • système proche du corps pour passer sous les vêtements,
  • répartition des efforts de chaque coté du coude,
  • réplicable pour les deux bras avec un fonctionnement identique,
  • efficacité évolutive en fonction de la croissance,
  • ressorts calibrés échangeables indépendamment des gouttières.

 

Recherche de solutions

Nos ressources de fabrication liées à notre activité de makers sont principalement l’impression 3D par dépôt de matériaux (FDM), la découpe laser et la mécanique de base sans machines spéciales (CNC).

Solution 1 : ressorts imprimés en semi-flexible

Donc la première idée considérée était de réaliser des ressorts par impression de plastiques flexibles. Nous avions déjà réalisé des ressorts de cette manière, donc nous pensions que la difficulté serait de calibrer correctement le nombre de couches à imprimer, de choisir le bon filament avec le coefficient SHORE adapté.

La fonction était remplie, mais l’efficacité du système était complétement insuffisante.

 

Solution 2 : Utilisation de ressorts traditionnels

Retour à la CAO pour concevoir un système avec un ressort de torsion en corde à piano. La seule contrainte est l’angle de repos, imposé à 70° (par rapport à la verticale) qui est l’angle maximum que peut accepter le bras de Mila. Donc, lorsque Mila ne tendra pas son bras (travail du triceps), le bras sera ramené vers le haut par le ressort de torsion.

Design du système à ressort

 

Et c’est lorsqu’il faut transformer un design en réalité physique que l’on découvre les limites du DIY de qualité. Après avoir commandé de la corde à piano de différentes sections, après avoir essayé (vainement) de fabriquer un ressort à la main avec de la corde à piano de section = 1.2 mm, on reste modeste devant les problèmes posés.

  • Comment réaliser plusieurs ressorts de forces différentes pour pouvoir trouver le ressort adapté à la force de rappel nécessaire au bras de Mila ?
  • Comment assurer la répétitivité des caractéristiques pour les deux bras ?
  • Comment garantir l’adéquation de la force de torsion des ressorts en fonction de l’évolution des bras de Mila ?

Il faut s’en remettre aux spécialistes.

Heureusement, il y a une société spécialisée dans la conception et fabrication de ressorts à quelques kilomètres de chez nous. Et cette société accepte généreusement de nous aider (et d’aider Mila) en fabriquant gracieusement des ressorts pour notre coudière.

Un grand merci au Groupe JACQUEMET, représenté par Agnès J. – Chargée de développement pour le groupe- qui a généreusement mis à notre disposition un peu de temps de Blandine M. (Responsable de production de RESSORTS TECHNIQUES RAYNAUD à Goncelin) pour nous fabriquer un ensemble de ressorts. De fait, Blandine nous a apporté toutes ses connaissances du métier afin de faire évoluer notre cahier des charges (largement insuffisant). En bénéficiant de ses conseils, c’est un ensemble de ressorts avec des spécificités de contraintes différentes qui a été fabriqué pour trouver le ressort adapté à la situation actuelle et qui permettront de suivre l’évolution de Mila au fil des ans.

Le processus de fabrication est tellement atypique pour un visiteur que nous avons immortalisé cette étape par une vidéo !

… et voilà le travail : des lots de ressorts avec un angle de base de 70°, 60° (précontrainte de 10°), 50°, 40° en corde à piano de dimètre 1.2 mm et les mêmes en 1.5mm.

Nous allons donc pouvoir essayer différents ressorts, pour trouver celui qui ramènera naturellement le bras de Mila en position repliée avec un angle de 70° (angle recherché par l’ergothérapeute).

Articulation

Design de deux bras articulés dans lesquels seront insérés les 2 branches du ressort. Le ressort ayant été fabriqué avec une angle de 50°, le ressort est précontraint à une ouverture de 70° du fait de la géométrie des bras.

Berceaux

Les berceaux sont imprimés à plat, avec un motif Voronoi (pour l’aspect, la respiration du bras), puis cintrés au diamètre du bras de Mila, en les trempant dans l’eau chaude. Afin de ne pas appliquer de chaleur au bras de la petite Mila, un gabarit en PLA au diamètre de 35mm a été préalablement imprimé.

Sur chaque berceau est collé un bloc de support du bras de l’articulation. Le bras coulisse à l’intérieur du support et il sera bloqué en position lorsque la coudière sera en position de travail.

Le bras de Mila est en position. L’ergothérapeute a rajouté un peu de protection (rose) pour éviter le pincement de la peau par l’articulation.

Les berceaux sont maintenus par des bandes velcros.

Le concept est validé, mais le bras ne reste pas totalement en position à l’intérieur des berceaux. Des mesures sont prises pour concevoir une nouvelle version de berceaux, pour rajouter une articulation symétrique (sans ressort) pour éviter un phénomène de torsion.  Rendez-vous après les vacances pour la séance suivante.

Les berceaux sont cintrés au bon diamètre, l’articulation (avec son ressort) est insérée dans les supports.

L’angle précontraint du ressort est de 50°. Le choix de cette valeur (50°) est expérimentale. Elle correspond à la précontrainte nécessaire pour ramener le bras de Mila en position rétractée, sans efforts de sa part.

Les efforts que Mila aura à faire, seront uniquement des efforts d’ouverture du bras, faisant travailler son triceps.

Les vacances passées, Mila et sa maman ont décidé de reporter l’usage de cette orthèse à une période ultérieure. C’est un fait que Mila est encore très jeune, qu’il est difficile de retenir son attention et qu’il n’est pas utile de lui imposer cet exercice si elle ne le souhaite pas. Dans un ou deux ans, le moment sera certainement propice pour reprendre le projet.

En attendant Mila apprécie beaucoup les exercices avec le Dowing, pour lequel team Gre-nable a imprimé des berceaux adaptés aux tous jeunes enfants.

A bientôt Mila.