Progettazione meccanica di una protesi di mano mioelettrica

Morelli, Riccardo (2018) Progettazione meccanica di una protesi di mano mioelettrica. Diploma thesis, Scuola Universitaria della Svizzera Italiana.

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Abstract

Il seguente rapporto espone il progetto eseguito per SwissLimbs, organizzazione che sviluppa progetti nell’ambito della riabilitazione orto-prostetica. Il lavoro consiste nella progettazione meccanica di una protesi a comando mioelettrico di fascia “medium cost”. Attualmente l’azienda produce un meccanismo per la movimentazione del dito basato sull’utilizzo di un cavo per movimentare la chiusura e una molla per movimentare l’apertura. Questo sistema non garantisce un controllo diretto del dito e spesso è soggetto a degli inceppamenti che non ne permettono l’aperura completa. Con questo progetto si vuole realizzare un nuovo sistema di movimentazione delle dita in grado di avere un diretto controllo sia sulla fase di chiusura, sia su quella di aperura. Il sistema proposto consiste in un leveraggio capace di eseguire i movimenti del dito umano. Il meccanismo è azionato dalla rotazione di una vite senza fine che spinge e tira una leva facendo rispettivamente chiudere e aprire il dito. Il tempo di completa chiusura del dito è di 1.3 secondi. La forza minima in grado di esercitare è di 2.5N, e può aumentare fino a circa 10N prima che il motore vada in stallo e il dito si fermi. Essendo quindi l’obbiettivo di questo progetto la realizzazione di un nuovo sistema di movimentazione delle dita, è stato necessario affrontare il lavoro non come un’ottimizzazione del prodotto già esistente, ma come una completa riprogettazione della protesi, studiando in dettaglio la geometria della mano umana e tutti i suoi movimenti compresa la movimentazione del pollice per garantire il passaggio da una presa larga a una presa stretta. Nella fase di progettazione, oltre ad uno studio attraverso delle simulazioni numeriche, le quali sono state utili per verificare la movimentazione e la forza esercitata dal meccanismo, sono stati realizzati vari prototipi che hanno permesso di osservare e studiare in maniera più approfondita il reale comportamento del sistema e quindi applicare delle ottimizzazioni in modo tale da offrire una soluzione finale funzionale. Il costo stimato per la realizzazione di una sola protesi è poco meno di 2400 CHF, è stato ipotizzato un dimezzamento del costo per la produzione in serie di 1000 unità.

Item Type: Thesis (Diploma)
Supervisors: Diviani, Luca and Furia, Giovanni
Subjects: Meccanica
Divisions: Dipartimento tecnologie innovative > Ingegneria meccanica
URI: http://tesi.supsi.ch/id/eprint/2498

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