Radu Emil Badarcea Nicu...

download Radu Emil Badarcea Nicu...

of 27

Transcript of Radu Emil Badarcea Nicu...

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    1/27

    1

    UNIVERSITATEA DIN PITESTI FACULTATEA DE MECANICA

    SI TEHNOLOGIE MASTER E.R.T.A

    PROIECT

    MANA ROBOTICA ADAPTATA LA UN VOLEIBALIST

    INDRUMATOR:prof. univ dr.IONITA SILVIU

    MASTERANZI:RADU EMIL

    BDRCEA NICU

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    2/27

    2

    CUPRINS:

    PREZENTAREA GENERALA A MAINILOR MECANICE......................................................3

    EVOLUTIA MAINILOR MECANICE..................................................................................5

    PROTEZA BIONICA.........................................................................................................17

    PROTEZA I-LIMB.............................................................................................................20

    SOLUTIA ADOPTATA.......................................................................................................23

    CONCLUZII......................................................................................................................26

    BIBLIOGRAFIE..................................................................................................................27

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    3/27

    3

    Prezentare general a minilor mecanice

    Introducere

    Dispozitivele de apucare (DA) reprezint veriga final din alctuirea unui robot industrial, amanipulatoarelor i a altor dispozitive automate, realiznd ca funcie principal apucarea

    (prinderea) obiectului de lucru (OL), meninerea acestuia fr pierderea orientrii relative ntimpul transportului i desprinderea la sfritul ciclului.Dup moduln care acioneaz asupraobiectului, dispozitivele de apucare pot fi cu clete, cu degete, cu vid, cu elemente elastice ielectromagnetice. n raport cu tipul i dimensiunile obiectelor de lucru aceste dispozitive suntspeciale (utilizate pentru obiecte de aceeai form i mrime), specializate (pentru obiecte deaceeai form i dimensiuni diferite), universale (pentru obiecte de form i dimensiunidiferite, ce variaz ntr-un cmp limitat) i flexibile (folosite pentru obiecte avnd form idimensiuni diferite). Toate aceste variante pot fi prevzute cu senzori de for.Funciile icerinele impuse DA vor conduce la o construcie ce vatrebui adaptat OL, ct i tipului idestinaiei concrete impuse de RI. Obiectele de lucru pot fi semifabricate, piese i

    subansamble, scule de uz general n cazul manipulatoarelor din camerele fierbini din uzinelenucleare, scule de achiere n cazul centrelor de prelucrare, alte obiecte i subansamblespecifice RI.Funcia de prindere este, n general, asigurat prin efect mecanic, fiind nsutilizate i DA cu prindere cu vacuum, cu magnei sau electromagnei. DA mecanice, la carefora de strngere este aplicat OL cu ajutorul unor degete, denumite i Mini Mecanice (MM),se bucur de cea mai larg rspndire, date fiind avantajele pe care le prezint: sigurana, bunacentrare, posibilitatea manipulrii sarcinilor mari, funcionarea n medii agresive.Forma,dimensiunile i masa OL, ct i proprietile sale mecanice determin, de asemenea,construcia DA.n ceea ce privete forma OL, cele mai rspndite sunt piesele cilindrice (cazulnostru) i cele prismatice, dei se pot ivi aplicaii din cele mai diferite, cum ar fi, de exemplu DA

    utilizat pentru asamblarea lanurilor.Prinderea prin efect mecanic se asigur n mareamajoritate a cazurilor prin form i for (fore de strngere i frecare), prinderea numai prinform (de exemplu cu ajutorul crligelor), nefiind specific RI.

    Fora de strngere este realizat prin dispozitivul propriu de acionare al DA, situaiile n carestrngerea provine din greutatea proprie a OL sunt, de asemenea nespecifice RI.

    DA mecanice, la care fora de strngere este aplicat OL cu ajutorul unor degete, denumite imini mecanice (MM), se bucur de cea mai larg rspndire, dat fiind avantajele ce leprezint:

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    4/27

    4

    siguran, bun centrare, posibilitatea manipulrii sarcinilor mari, funcionarea n mediiagresive.

    Cele mai rspndite MM de uz general sunt construcii cu dou degete, fiind ns utilizate iMM cu trei degete, n cazul unor cerine strnse privind precizia prinderii sau a manipulriisarcinilor mari.Asigurarea flexibilitii MM, la diferite dimensiuni i forme ale OL, se poate faceprin reglarea bacurilor sau schimbarea lor, existnd i posibilitatea utilizrii unor bacuri cusuprafa de prindere adaptabil formei OL. Un nalt grad de flexibilitate se poate obine prinutilizarea MM la care degetele rigide portbac sunt nlocuite cu degete deformabile executatedin elemente elastice sau din segmente articulate.

    Mecanisme utilizate n structura minii mecanice MM

    Prinderea OL n DA se face prin micare sincron, corelat, a doua sau trei degete port-bac, nacest fel realizndu-se att centrarea OL fa de DA ct i preluarea forelor transversale.

    Asigurarea micrii sincrone a degetelor se obine prin folosirea unui motor liniar i realizareade structuri cinematice identice pentru micarea degetelor (braelor). Mecanismele folosite nconstrucia DA i care folosesc, n general patru elemente, pot fi grupate n patru maricategorii:

    1.cu patru cuple de rotaie;

    2.cu dou cuple de translaie dispuse la elementele diferite;

    3.cu o singur cupl de translaie;

    4.cu dou cuple de translaie aezate pe acelai element;

    Acionarea minilor mecanice MM

    Criteriul reducerii gabaritului i al greutii DA face ca natura i tipul acionrii s fie, n generalindependent de acionarea celorlalte uniti ale robotului industrial.

    Acionarea pneumatic este cea mai folosit pentru RI cu acionarea principal pneumatic sauelectric. Acionarea pneumatic i n special cea cu cilindru, este preferat n aceste cazuri,datorit simplitii, preului relativ sczut, vitezei mari de lucru, precum i a unui raport for-mas proprie mai bun ca al acionrii electrice.Folosirea unui cilindru cu dublu efect, dei maiscump fa de unul cu simplu efect, att n ceea ce privete construcia, ct i comanda, se

    preteaz atunci cnd sunt necesare curse lungi, constana forei pe curs sau limitareadimensiunii axiale.Acionarea hidraulic se ntlnete numai cnd i RI este acionat hidraulic,astfel nct preul de cost nu justific introducerea sa, cu toate c cilindrul hidraulic deacionare asigur un gabarit redus.Acionarea electric se ntlnete mai rar dect ceapneumatic datorit dezavantajului prezenei regulatoarelor de turaie, care, mpreun cumotorul electric, conduce la mase proprii relativ mari.

    Evolutia mainilor mecanice

    Exemple

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    5/27

    5

    Timp de secole oamenii i-au folosit corpul i n special minile ca

    inspiraie i model pentru creaiile inginereti. Dar copierea mainii umane nu este asa desimpla pe cat pare, structura muscular si scheletica a maini ofer un echilibru unic si greu deegalat, mana este stabil si precis dar in acelai timp rapid i flexibila. In ciuda complexitatiiproblemei, multi proiectanti de roboti au apelat la nenumarate inovatii din diverse disciplineaducandu-ne tot mai aproape de mana complet automatizata. considerata a fi prima manarobotizata funcional, Handyman, dezvoltat n 1960 de ctre Ralph Mosher pentru GeneralElectric. Aceasta mana era o ghear cu doua degete, robust articulat, dar aceasta a asezatfundatia pentru urmatoarele incercari.Designul abordat pare rudimentar acum insasegmentele cu 5 grade de liberatate ale degetelor ce ncearc sa imite degetele umane rmn

    n continuare o mare inovatie. Mana umana este alcatuita dintr-un set de legturi rigide (oase,muschi) conectate prin articulatii. fiecare articulatie are un grad de libertate (rotaie sautranslaie) sau doua (rotative sau cilindrice) . Avem patru grade de libertate n fiecare degetceea ce ne da o mare flexibilitate si abilitatea de a executa micri complicate.

    Degetele lui Handyman aveau trei grade de libertate insa antebratul sau mecanic oferea ceamai importanta miscare a maini in timp ce "tendoane" mecanice trageau si impingeaudegetele. Posibilitatile mainii Handyman erau limitate, mana nu putea decat sa apuce si sa

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    6/27

    6

    ciupeasca dar nu avea nici o informatie despre ceea ce a apucat, putea sa apuce fara nici odiscriminare orice era in jurul sau.

    Mn mecanic cu mecanism biel-manivel

    Memoriu justificativ al calcului de proiectare

    Dup stabilirea tipului de mecanism utilizat, urmeaz s se efectueze

    calculul cineto-static i cinematic. Pe baza relaiilor de calcul obinute i

    considernd condiiile funcionale referitoare la valoarea forei de strngere i laprecizia de poziionare, se urmrete o sintez a mecanismului i a subansamblului

    de antrenare.

    2.1.Determinarea unghiului de oscilaie funcie de variaiadiametrului

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    7/27

    7

    2.2.Calculul forei de strngere (H) si a erorii de prindere ()

    asine2

    l3

    cos atanD

    2 l3 cos

    e2

    l3

    atan

    D

    2 l3 cos

    e2

    l3

    0.034

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    8/27

    8

    0 asine1 l1 sin 0 e2

    l2

    0 0.363

    0 2.779

    pentru DD0 avem urmatoarele relatii

    min 0.034

    min 0.329

    asine2 l2 sin e1

    l1

    0.958

    cos 1

    e2

    l3

    sin 0.988

    l3

    1e2

    l3

    sin

    cos 1

    0. 00 11m

    2.3. Stabilirea dimensiunilor bacurilor de apucare (b)

    bDM

    2 tan 3mm b 0.061m

    aD0

    2 cos e2 a 0.0058m

    2.4. Determinarea unghiului de oscilaie e

    j 3mmn 1

    e atana b sin

    l3 b cos

    asin

    DM

    2j e2

    l3 b cos cos atan

    a b sin

    l3 b cos

    e 0.224

    hl2

    2 l3

    sin

    cos n h 0. 436

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    9/27

    9

    2.5. Determinarea cursei pistonului motorului de acionare

    - cursa pistonului pt. diametrul minim:

    s' l1 cos 0 cos m l2 cos 0 cos m s' 0.0034ms'r s' 3m m s'r 0. 0064m

    - cursa pistonului pt. diametrul maxim:

    s'' l1 cos e cos 0 l2 cos e cos 0 s'' 0.0086m

    2.6. Determinarea forei de strngere (Q) la bacul de apucare

    Pentru dimensionarea cilindrului si pentru stabilirea forei de prindere nu

    este necesar dect calculul la diametrul maxim al piesei.

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    10/27

    10

    G0 g Kp D0

    3

    4 G0 28. 636N

    Qneck G0 cos 2 1 cos

    Qnec 86. 847N

    Fnec

    Qnec

    h Fnec 199.012N

    GM g Kp

    DM3

    4 GM 36. 138N

    2.7. Determinarea diametrului cilindrului motorului de acionare

    Qmax

    k GM cos

    2 1 cos Qmax 109 .599N

    Fmax

    Qmax

    h Fmax 251.148N

    Dc

    4 Fmax

    p

    Dc 0. 01037m

    Standardizm i obinem diametrul cilindrului:

    Dc 20mm

    Cu noile valori se recalculeaz forele:

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    11/27

    11

    H 5mm

    Ffetan Dc H p 3 101

    Ffetan 32.987N

    Fef Dc

    2

    4

    p 10 1 Ffetan Fef 76. 969N

    Qef h Fef Qef 33.589N

    BH8 BarretHand este o mana robotica cu 3 degete programabila, cunoscuta pentruflexibilitatea sa. Doua dintre degete pot sa se roteasca cu 180 de grade in jurul palmei si sa isischimbe pozitia usordand mainii doua degete opozabile. Mana are propriul sau procesor si

    poate fi controlota de un computer prin portul serial. De asemenea este durabila si completa

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    12/27

    12

    echipata, si mai poseda un mecanism de tip ambreiaj pentru a putea controla forta strangerii.Expertii au dezvoltat aceasta mana cu noi aplicatii astfel ca aceasta poate apuca orice de lapahare de vin pana la periute de dinti prin intermediul comenzilor vocale.Robo Habilis, creatain 2005 de catre companie europeana SENSOPAC este controlata de un model informatic al

    cerebelului uman. Softwareul avansat se ocupa de gestionarea informatiilor proventie de lasenzosri si miscarile actuatorilor si ne duce tot mai aproape de un sistem robotizat inteligent siconstient. Mana robotica este acoperita cu o piele subtiresi flexibila formata din senzori dinfibra de carbon ce isi schimba rezistenta o data cu presiunea aplicata. Aceasta piele permiteingramadirea a mii de mici senzori care redau la un loc cu o acuratete mult mai mare informatiilegate de obiectul apucat si de forta de strangere aplicata de mana decat era posibil panaacum. Mana este controlata de 58 de mototare asezate in perechi ce ofera o paleta larga deforte. degetele au 38 de motoare de actionare ceea ce permite mainii sa pocneasca degetelesau sa apuce un ou fara sa il sparga.

    Aceasta proteza de mana de 65000 de dolari este actionata de motoare electrice de foartemici dimensiuni si are 5 degete articulate. Semnalale de comanda sunt 2 semnale mioelectricepreluate de pe terminatiile nervoase ale pacientului care duceau spre membrul pierdut. i_limb,cum este numita aceasta proteza, ofera pacientului precizie in apucarea de obiecte precum si obuna forta de apucare si o buna dexteritate, similara celei naturale. Pe langa acestecaracteristici aceasta mana mai ofera avantajul de a avea degete interschimbabile, ceea ce faceserviceul un pic mai facil si mai putin scump.

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    13/27

    13

    Mana Shefield, construita in 2002, se concentreaza pe dezvoltarea musculaturii artificiale si aarticulatiilor sophisticate. Condusa de tije telescopice prin palma mainii, degetele sunt trase si

    indoite intr-o miscare rotativa. In schimb, falngele detaliate fac din aceasta mana una dintrecele mai flexibile maini care reproduce cel mai bine abductia siaductia mainii umane.Manainclude senzori (haptic) si musculatura din plastic dur mimeaza flexibilitatea unei maini umane.In procesul de testare, cercetatorii, au facut concursuri de scandenberg intre trei versiuni aimainii robotice si mana umana.Mana Shefield a fost folosita de asemenea de laboratoarele depropulsie a NASA ca prim prototip pentru bratul de 1.50m al misiunii spatiale Discovery.

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    14/27

    14

    Shadow Robot Hand

    Shadow hand are senzori integrati in toata palma si degetele sale si poate controlata de diversesisteme de calcul. Aceasta mana este deosebita datorita multitudinii de miscari pe care le

    paote face. Bancul de 40 de muschi pneumatici ii permite sa realizeze 24 de miscari diferite deunghi mare iar degetele sunt foarte sensibile. Mai mult muschii sunt moi si foarte binecontrolati ceea ce permite mainii sa se joace cu obiecte fragile.

    Proteza bionic seamn cu o mn normal, mai ales c e mbrcat ntr-o mnudin silicon, care are unghii, vene i chiar liniile din podul palmei

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    15/27

    15

    .

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    16/27

    16

    Cum funcioneaz mna bionic

    "Mna are nite senzori care detecteaz ce dorete s fac muchiul. Semnalele p rimite

    de la senzori i apoi amplificate sunt interpretate de un cip ncastrat n protez. Comanda

    ajunge la cele cinci motorae ale degetelor i, graie unor cabluri care nlocuiesc

    ligamentele umane, acestea se mic independent. Creierul "simte" c mna nc e acolo,

    fapt pentru care micrile pot fi dirijate aa cum dorete persoana care poart proteza

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    17/27

    17

    Proteza Bionica

    Proteza bionica pentru brat numita i-LIMB Hand a fost conceputa in laboratoarele decercetare ale companiei Touch Bionics din Scotia. A fost declarata inventia numarul unul ininginerie si a fost distinsa cu Premiul MacRobert al Academiei Regale de Inginerie din MareaBritanie.Aceasta proteza bionica aduce o noua dimensiune in domeniul protezarii membrului superior,cu nivele de flexibilitate, durabilitate, prezentare estetica si functionalitate totala care nu au maifost atinse pana acum. Pentru prima data, o proteza de mana ofera tipuri de miscari, prinderi,similare cu ale mainii naturale.

    Proteza bionica poate fi montata acelor persoane carora le-au fost amputate, bratul,antebratul sau doar degete in urma unor accidente sau a unor boli cronice.Cum functioneaza proteza bionica?

    Spre deosebire de protezele clasice, mana bionica estecontrolata miolitic, putand astfel sa execute cele mai delicate miscari. Aceasta functioneaza cu

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    18/27

    18

    ajutorul catorva electrozi atasati la nivelul pielii, care culeg si interpreteaza semnalele electricecreate prin contractia fibrelor musculare de la nivelul bratului amputat.Astfel, cand persoanele isi incordeaza muschii ramasi din bratul amputat se transmite unsemnal mainii bionice, pe care aceasta il transforma in impulsuri electrice. Apoi, prinintermediul a 5 motorase, degetele artificiale sunt miscate.

    Fiecare deget artificial al protezei bionicese mic independent de celelalte, aa nct eapoate fi folosit n aciuni care necesit dexteritate sau delicatee, cum ar fi tastarea lacalculator, desfacerea unei doze de butur rcoritoare, prinderea unor obiecte mici, de tipulcrilor de vizit sau monedelor i chiar folosirea telefonului mobil. Totodata, exista un modulspecial pentru degetul mare, care permite rotirea acestuia ca si n cazul unui deget normal. Inacest fel pacientul poate face diferite prize, iar viaa lui este cat mai aproape de normal.Proteza bionica este usor de folosit in aciuni care necesita forta, dar si in cele care necesitadelicatee. Ea este, in acest moment, cea mai fidela imitatie a bratului uman si are avantajul case confectioneaza pe masura fiecarui individ in parte.

    Purtatorii protezei bionice nu isi pot simti mana ca pe cea naturala. Exista insa si un modelcare face posibila redobandirea simtului tactil.

    Cum se monteaza proteza bionica?Proteza Bionica poate fi atasata fara sa fie nevoie de o interventie chirurgicala. Pentru caproteza sa poata functiona, este necesar ca anumite grupe musculare sa fie inervate, motivpentru care, inainte de a achiziiona proteza, trebuie efectuat un test care sa verifice gradul defuncionare a muschilor respectivi. In consecina, nu orice persoana cu mana amputata poatebeneficia de tehnologia performanta.Daca pacientul are indicatie pentru mana bionica, el va fi invatat, in cadrul centrului deprotezare, cum se foloseste, prin intermediul unui simulator pe calculator. Abia dupa ce invatasa-si coordoneze miscarile poate fi montata mana bionica. Nu este necesara nici o interventiechirurgicala pentru a putea fi atasata pe membrul amputat, ci se ataseaza pur si simplu la fel casi protezele clasice.

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    19/27

    19

    Estetica protezei bioniceProteza bionica insasi nu are un aspect tocmai estetic, astfel aceasta trebuie acoperita cu omanusa speciala. Se poate opta pentru o manusa standard, mai ieftin, confecionat din PVC,fie una fabricat din silicon, care imita foarte bine pielea umana, dar care are si un prt mairidicat. Pe aceasta din urma pot fi implantate chiar si fire de par. Ambele modele de manusi seuzeaza dupa maximum un an si este necesar sa fie inlocuite.Pielea speciala, semitransparenta, invelete perfect dispozitivul.Costul unei proteze bioniceCostul unei astfel de proteze bionice pentru brat depinde de mai multi factori si poate adepasichiar si suma de 50.000 Euro in cazul in care bratul este amputat din zona umarului.

    Cum funcioneaz mna bionic"Mna are nite senzori care detecteaz ce dorete s fac muchiul. Semnalele primite de lasenzori i apoi amplificate sunt interpretate de un cip ncastrat n protez. Comanda ajunge lacele cinci motorae ale degetelor i, graie unor cabluri care nlocuiesc ligamentele umane,acestea se mic independent. Creierul "simte" c mna nc e acolo, fapt pentru caremicrile pot fi dirijate aa cum dorete persoana care poart proteza". Control constientMai intai s-a recoltat un muschi din picior si s-a transplantat in brat. Acest muschi poate ficontrolat constient si dezvolta destula putere incat sa poata transmite impulsuri musculare careservesc drept impulsuri electrice pentru electrozii mainii mecatronice artificiale. Pe aceasta cale

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    20/27

    20

    sunt controlate servomotoarele aflate in mana. Rezultatul: o mana functionala, controlabilaconstient.

    Principiul de funcionare al protezei mioelectrice

    Principiul de funcionare al protezei mioelectrice se bazeaz pe amplificarea curentului generatde musculatur n timpul contraciei musculare i transformarea acelui impuls n micare deprehensiune sau de prono-supinaie. Senzorii ce capteaz acest potenial mioelectric suntplasai n cupa protetic, n zona cu potenial maxim al muchilor flexori i extensori. Dacexist o recuperare bun a tonusului muscular, comanda permite o utilizare bun a protezei.Sistemul mioelectric utilizeaz potenialele electrice ale organismului, acestea fiind formate princontracia muchilor bontului i se msoar la suprafaa pielii n microvoli. Semnalul secapteaz prin electrozii integrai n structura protezei, amplificator i transmitere pentrucomanda minii artificiale. La nivelul antebraului, proteza mioelectric se utilizeaz pentru acomanda grupele muscular antagoniste. Deschiderea este comandat de extensori, iarnchiderea, de flexori.

    Testing-ul muscular, indicat nainte de alegerea protezei

    Pentru ca proteza mioelectric s fie potrivit pacientului i s nu prezinte disfuncionaliti ntimp, Astfel, se face iniial un testing muscular ce verific potenialul mioelectric al musculaturiibontului. Trebuie menionat faptul c, dac n urma testingului muscular se constat c nuexist suficient impuls mioelectric, pacientul poate opta pentru o protez cu microcontacte.

    . PROTEZA i-Limb

    "i-LIMB Hand" este prima proteza i-Limb complet articulata, disponibila comercial, asigurand oprindere completa, degete care functioneaza independent, rotatia policelui si o prinderepalmara totala. Aceasta aduce o noua dimensiune in domeniul protezarii membrului superior,cu nivele de flexibilitate, durabilitate, prezentare estetica si functionalitate totala care nu au maifost atinse pana acum. Pentru prima data, o proteza de mana ofera tipuri de miscari, prinderi,similare cu ale mainii naturale.

    PRIZELE REALIZATE CU i-LIMB HandMana bionica i-LIMB foloseste principiile mioelectrice pentru a profita de cele cinci degetecomplet articulate ale protezei. Includerea unui police, care asemenea celui uman poate fi rotitin diferite pozitii, permite folosirea unor prize importante in viata de zi cu zi care pana acum nuerau posibile. Mana se pliaza eficient pe conturul obiectelor, apropiindu-se de functionalitateaunei maini umane.

    Priza index police

    Realizata prin apropierea policelui de index prin lateral,

    putand fi folosita pentru prinderea obiectelor subtiri, cum ar

    fi o carte de vizita. De asemenea, prin rotatia incheieturii

    mainii permite pacientului intoarcerea unei chei in usa cu o

    miscare complet umana.

    http://%20deschide%28%27img/i-proteza-01.jpg')
  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    21/27

    21

    Priza de forta

    Toate degetele, inclusiv policele, se inchid pentru a realiza

    o priza totala. Poate fi folosita pentru prinderea unui

    recipient cand i se desface capacul sau pentru a cara unele

    obiecte mari cum ar fi o valiza.

    Priza de precizie

    Indexul si policele, sau indexul, mijlociul si policele se inchid

    intr-o prehensiune de finete pentru a ridica si manipula

    obiecte mici.

    Priza aratatorului

    Policele si celelalte degete se inchid cu exceptia indexuluicare ramane in extensie. Aceasta priza este foarte

    importanta pentru realizarea unor activitati ca folosirea

    tastaturii, a telefonului, ATM-urilor sau alte activitati zilnice.

    Modulul policelui

    Policele poate fi rotit in diferite pozitii, la fel ca unul uman,

    permitand folosirea unor prize care nu au fost pana acum

    disponibile persoanelor cu amputatie.

    CONTROLUL MIOELECTRICFunctionarea mainii i-LIMB se bazeaza pe cel mai avansat program software din industriaprotetica, care presupune anumite configuratii mioelectrice necesare pentru controlul degetelorProDigit.. Acest program ofera controlul fin al vitezei si al fortei de prindere bazat pe semnalelegenerate de musculatura, intr-un mod compatibil cu sistemele de protezare traditionale.

    Senzori incorporati semnalizeaza momentul in care prinderea este suficienta si degetele seblocheaza pana cand pacientul da comanda de deschidere printr-o simpla flexie a muschilor.

    COSMETICACa rezultat al faptului ca fiecare deget este articulat, iar policele se roteste, Touch Bionics acreat o noua cosmetica. Pentru a raspunde acestei provocari, echipa Touch Bionics ofera treivariante de manusi cosmetice, toate prezentand performante tehnologice noi si satisfacandobiectivele specifice de intrebuintare: i-LIMB Skin; High Definition si Custom Painted.Imbunatatirile estetice sunt evidente atat static cat si dinamic.

    Proteza pentru degetul articulat sta la baza avantajului tehnic al firmei Touch Bionics, acestaoferind cel mai mare beneficiu pentru pacient sau utilizator.

    Cu abilitatea de a se indoi, a atinge, ridica si arata - Prodigit, utilizat pana acum la fabricarea

    http://%20deschide%28%27img/i-proteza-02.jpg')http://%20deschide%28%27img/i-proteza-03.jpg')http://%20deschide%28%27img/i-proteza-05.jpg')http://%20deschide%28%27img/i-proteza-04.jpg')
  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    22/27

    22

    unei proteze totale, reflecta functia unei maini naturale. In trecut, nu au fost disponibile solutiifunctionale pentru persoanele cu amputatie partiala de mana. Acum, totul s-a schimbat.

    A nu avea degetele sau degetul mare care sa actioneze in opozitie fata de un altul, pentru aexecuta sarcini simple, cum ar fi folosirea unei furculite sau a unei cesti, este dificil si frustrant.Datorita degetelor Prodigits, expertii au fabricat proteze ce reconstruiesc functia si redauincrederea.

    Fiecare deget Prodigit ofera un control myoelectric, ce nu a fost posibil pana acum. Pacientiisau utilizatorii cu 1-5 degete lipsa au o solutie pentru ceea ce a fost candva o situatie foartedificila.

    Exista criterii fizice care dicteaza daca proteza partiala Prodigit este adecvata sau nu.Candidatii trebuie sa aiba "Amputatie la nivel transmetacarpian", sau unul, sau mai multedegete amputate. Figura ilustreaza nivelul amputatiei, cu diagrama de proteze ProDigitmontate, pentru a oferi functia mainii utilizand degetul mare ramas ca opozitie activa.

    Natura modulara a fiecarui deget "ProDigit" si motorul individual alimentat situat in fiecaredeget, da posibilitatea tehnicianului sa poata construi o proteza foarte apropiata, din punct devedere anatomic, cu partea care se inlocuieste.

    Policele poate fi construit in doua variante fie alimentat cu un motor electric, fie nealimentat.Cupa si mansonul protezei sunt particularizate si fabricate pentru nevoile fiecarui individ.

    Strategia de control se bazeaza pe principiul myoelectric traditional. Cu toate acestea, TouchBionics a dezvoltat solutii active prin BluetoothTM ceea ce inseamna ca tehnicianul poate reglafin functiile motorului pentru necesitatile specifice ale pacientului/utilizatorului. O caracteristicaunica permite pacientilor utilizatorilor sa foloseasca un singur deget pentru a lucra la otastatura, a utiliza un telefon sau a face diverse gesturi - printre alte activitati zilnice.

    Prin constructia modulara a ProDigit, protezistii si profesionistii din domeniu sunt acum inmasura sa ofere solutii pentru proteze partiale de mana care sunt din punct de vedereanatomic foarte apropiate de realitate.

    Echipa de cercetatori de la TouchBionic a creat posibilitatea de a alege intre doua variante de

    manusi cosmetice, ambele stabilind cote noi de evaluare si indeplinind obiectivele specifice de

    http://%20deschide%28%27img/cosmetica-hi-def-2009-8m.jpg')http://%20deschide%28%27img/prodigits41m.jpg')http://%20deschide%28%27img/prodigits-11.jpg')
  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    23/27

    23

    utilizare. Manusa cosmetica protejeaza proteza de umiditate si praf incluzand tehnologia high-tech de fabricatie de la nuante transparente, pana la nuante naturale ale pielii. Articulatiile sisuprafata palmara sunt evidentiate delicat iar culoarea unghiilor ofera un aspect natural,imbunatatit.

    DIN STUDIUL SOLUTIILOR SIMILARE ADOPTAM SOLUTIA

    PROTEZA BIONICA

    Proteza Bionica

    Proteza bionica pentru brat numita i-LIMB Hand a fost conceputa in laboratoarele decercetare ale companiei Touch Bionics din Scotia. A fost declarata inventia numarul unul ininginerie si a fost distinsa cu Premiul MacRobert al Academiei Regale de Inginerie din MareaBritanie.Aceasta proteza bionica aduce o noua dimensiune in domeniul protezarii membrului superior,cu nivele de flexibilitate, durabilitate, prezentare estetica si functionalitate totala care nu au maifost atinse pana acum. Pentru prima data, o proteza de mana ofera tipuri de miscari, prinderi,

    similare cu ale mainii naturale.Proteza bionica poate fi montata acelor persoane carora le-au fost amputate, bratul,antebratul sau doar degete in urma unor accidente sau a unor boli cronice.Cum functioneaza proteza bionica?

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    24/27

    24

    Spre deosebire de protezele clasice, mana bionica estecontrolata miolitic, putand astfel sa execute cele mai delicate miscari. Aceasta functioneaza cuajutorul catorva electrozi atasati la nivelul pielii, care culeg si interpreteaza semnalele electricecreate prin contractia fibrelor musculare de la nivelul bratului amputat.Astfel, cand persoanele isi incordeaza muschii ramasi din bratul amputat se transmite unsemnal mainii bionice, pe care aceasta il transforma in impulsuri electrice. Apoi, prinintermediul a 5 motorase, degetele artificiale sunt miscate.

    Fiecare deget artificial al protezei bionicese mic independent de celelalte, aa nct eapoate fi folosit n aciuni care necesit dexteritate sau delicatee, cum ar fi tastarea lacalculator, desfacerea unei doze de butur rcoritoare, prinderea unor obiecte mici, de tipulcrilor de vizit sau monedelor i chiar folosirea telefonului mobil. Totodata, exist a un modulspecial pentru degetul mare, care permite rotirea acestuia ca si n cazul unui deget normal. Inacest fel pacientul poate face diferite prize, iar viaa lui este cat mai aproape de normal.Proteza bionica este usor de folosit in aciuni care necesita forta, dar si in cele care necesitadelicatee. Ea este, in acest moment, cea mai fidela imitatie a bratului uman si are avantajul case confectioneaza pe masura fiecarui individ in parte.

    Purtatorii protezei bionice nu isi pot simti mana ca pe cea naturala. Exista insa si un modelcare face posibila redobandirea simtului tactil.Cum se monteaza proteza bionica?Proteza Bionica poate fi atasata fara sa fie nevoie de o interventie chirurgicala. Pentru ca

    proteza sa poata functiona, este necesar ca anumite grupe musculare sa fie inervate, motivpentru care, inainte de a achiziiona proteza, trebuie efectuat un test care sa verifice gradul defuncionare a muschilor respectivi. In consecina, nu orice persoana cu mana amputata poatebeneficia de tehnologia performanta.Daca pacientul are indicatie pentru mana bionica, el va fi invatat, in cadrul centrului deprotezare, cum se foloseste, prin intermediul unui simulator pe calculator. Abia dupa ce invatasa-si coordoneze miscarile poate fi montata mana bionica. Nu este necesara nici o interventiechirurgicala pentru a putea fi atasata pe membrul amputate, ci se ataseaza pur si simplu la felca si protezele clasice.

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    25/27

    25

    Estetica protezei bioniceProteza bionica insasi nu are un aspect tocmai estetic, astfel aceasta trebuie acoperita cu omanusa speciala. Se poate opta pentru o manusa standard, mai ieftin, confecionat din PVC,fie una fabricat din silicon, care imita foarte bine pielea umana, dar care are si un prt mairidicat. Pe aceasta din urma pot fi implantate chiar si fire de par. Ambele modele de manusi seuzeaza dupa maximum un an si este necesar sa fie inlocuite.Pielea speciala, semitransparenta, invelete perfect dispozitivul.Costul unei proteze bioniceCostul unei astfel de proteze bionice pentru brat depinde de mai multi factori si poate adepasichiar si suma de 50.000 Euro in cazul in care bratul este amputat din zona umarului.

    Cum funcioneaz mna bionic"Mna are nite senzori care detecteaz ce dorete s fac muchiul. Semnalele primite de lasenzori i apoi amplificate sunt interpretate de un cip ncastrat n protez. Comanda ajunge lacele cinci motorae ale degetelor i, graie unor cabluri care nlocuiesc ligamentele umane,acestea se mic independent. Creierul "simte" c mna nc e acolo, fapt pentru caremicrile pot fi dirijate aa cum dorete persoana care poart proteza", ne-a explicat RzvanMihilescu, kinetoterapeut la Centrul de Protezare, Ortezare i Recuperare Ortotech, singurulimportator al minii bionice n Romnia.Control constient

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    26/27

    26

    Mai intai s-a recoltat un muschi din picior si s-a transplantat in brat. Acest muschi poate ficontrolat constient si dezvolta destula putere incat sa poata transmite impulsuri musculare careservesc drept impulsuri electrice pentru electrozii mainii mecatronice artificiale. Pe aceasta calesunt controlate servomotoarele aflate in mana. Rezultatul: o mana functionala, controlabilaconstent.

    Si in cazul pacientului operat in 2010 problema era mana stanga care in urma accidentuluiramasese fara nervi si muschi, cele trei degete inca existente de asemenea nefunctionale. Oreconstructie bilogica conventionala sau un transplant nu erau posibile. Pacientul s-a decispentru amputare si inlocuirea cu o asa numita mana bionica.

    Asa cum arata rezultatele investigatiilor postreabilitare, pacientul si-a recapatat o mare partedin functiile anterioare, dupa cum afirma si medicul sau curator: Cand il vad astazi cat de bineisi coordoneza noua sa mana bionica, am in ochi lacrimi de bucurie."Principiul de funcionare al protezei mioelectrice

    Principiul de funcionare al protezei mioelectrice se bazeaz pe amplificarea curentului generat

    de musculatur n timpul contraciei musculare i transformarea acelui impuls n micare deprehensiune sau de prono-supinaie. Senzorii ce capteaz acest potenial mioelectric suntplasai n cupa protetic, n zona cu potenial maxim al muchilor flexori i extensori. Dacexist o recuperare bun a tonusului muscular, comanda permite o utilizare bun a protezei.Sistemul mioelectric utilizeaz potenialele electrice ale organismului, acestea fiind formate princontracia muchilor bontului i se msoar la suprafaa pielii n microvoli. Semnalul secapteaz prin electrozii integrai n structura protezei, amplificator i transmitere pentrucomanda minii artificiale. La nivelul antebraului, proteza mioelectricse utilizeaz pentru acomanda grupele muscular antagoniste. Deschiderea este comandat de extensori, iarnchiderea, de flexori.

    Testing-ul muscular, indicat naintede alegerea protezei

    Pentru ca proteza mioelectric s fie potrivit pacientului i s nu prezinte disfuncionaliti ntimp, Centrul Ortopedica folosete principii solide n acordarea acestui produs. Astfel, se faceiniial un testing muscular ce verific potenialul mioelectric al musculaturii bontului. Trebuiemenionat faptul c, dac n urma testingului muscular se constat c nu exist suficient impulsmioelectric, pacientul poate opta pentru o protez cu microcontacte. Apoi, tehnicienii de laCentrul Ortopedica iau mulajul corespunztor, confecioneazproteza i fac proba acesteia.

    CONCLUZII

    MANA BIONICA REPREZINTA VIITORUL PROTEZELOR MEDICALE,DEOARECE OFERA OLIBERTATE MAI MARE DE MISCARE FATA DE CELELALTE SOLUTII.DESIGN-UL MAINII BIONICE ESTE FOARTE APROPIAT DE CEL AL MAINII REALE.

    ACEST FAPT NE APROPIE CAT MAI MUT DE REALITATE.

  • 7/30/2019 Radu Emil Badarcea Nicu...

    27/27

    27

    2. BIBLIOGRAFIEDemian T., Tudor T., Curia I., Niu C. Bazele proiectriiaparatelor de mecanic fin, vol. I i II,Editura Tehnic, 1982,1984.

    Demian T., Tudor D., Grecu E. Mecanisme de mecanic fin,E.D.P. Bucureti, 1982.Demian T., Grecu E., Spnu A., Lucrri de laborator lamecanisme de mecanic fin, U.P. Bucureti,1995.Kovacs F., Cojocaru C.Roboi industriali i aplicaiile lor,Editura Facla Timioara, 1980.Udrea C., Panaitopol M.Automate de control i servire. Roboi

    industriali, U.P. Bucureti, 1987.Organe de maini standarde i comentarii, vol. II, Ed.Tehnic Bucureti, 1984.Elemente de fixare i de asamblare, Ed. Tehnic Bucureti,1984.http://www.mamicamea.ro/diverse-sanatate/proteza-bionica-o-sansa-pentru-cei-ce-si-au-pierdut-o-

    mana.html

    http://www.protezabionica.ro/proteza-i-limb