Exosquelette

L'objectif de ce projet était de concevoir un exosquelette entièrement démontable. Celui-ci se place au niveau d'un des deux bras afin d'aider l'utilisateur à soulever des charges lourdes.

Pour construire cet exosquelette il vous faudra:

1. une carte Arduino
2. un servomoteur avec un couple suffisamment élevé
3. une imprimante 3D munie de PLA
4. plusieurs bouts de sangle
5. du velcro
6. un breadboard
7. des capteurs de force FSR02
8. un ordinateur muni de Fusion et Creality Print (ou du logiciel associé à votre imprimante 3D)
9. du contreplaqué 3mm
10. d'un découpeur laser
11. des vis et tournevis

L'exosquelette est composé d'éléments en PLA imprimés en 3D.

Sur la partie intérieure de l'exosquelette se trouve le premier bras articulé composé de deux barres reliées grâce à une charnière. Chaque barre est percée de trous suffisamment larges pour laisser passer les sangles.

Sur la partie extérieure se trouve le deuxième bras articulé. Il est composé, au niveau de l'avant-bras, d'une barre similaire à celles de l'autre bras, fixée au servomoteur à l'aide de deux vis et d'un système de picots qui s'emboitent au système de fixation du servomoteur. La partie amont est composé d'une barre percée de deux trous pour laisser passer les sangles et d'une boîte qui contient le servomoteur.

Tous ces éléments ont été réalisé sur Fusion 360 puis en impression 3D. Nous avons dû réaliser un certain nombre d'ajustements car souvent les dimensions des pièces n'étaient pas parfaitement adaptées (notamment au niveau des trous).

Afin de contenir la carte Arduino et le Breadboard, nous avons également conçu à l'aide du logiciel Fusion 360 une boîte que nous avons découpé à l'aide du découpeur laser dans du contreplaqué 3mm.

Pour créer la charnière qui relie les deux barres du premier bras articulé, nous avons mis une tige sur le bout de la barre amont et un trou sur le bout de la barre aval afin que les deux s'emboitent et elles se fixent grâce à un clip.

Pour attacher les sangles sans les fixer, nous les avons passé dans les trous des barres prévus à cet effet et nous les refermons à l'aide de velcro.

Pour fixer l'avant-bras extérieur au servomoteur, nous avons utilisé deux vis ainsi que trois picots qui s'emboitent de manière à assurer un bon alignement.

Pour fixer le servomoteur à la barre amont extérieure, nous avons conçu une boîte directement reliée à la barre (en une seule pièce).

Pour fixer la carte Arduino et le Breadboard, nous les avons mises à l'intérieur d'une boîte en bois, elle-même fixée en dessous de l'avant-bras grâce à une sangle.

Un capteur de force FSR02 permet de détecter une pression physique. C'est un capteur qui répond en faisant décroitre sa résistance. Si nous n’effectuons aucune pression sur le capteur, la résistance approchera l’infini. Plus on appuie sur le capteur, plus la résistance va être petite.

Nous avons réalisé le circuit (voir photo) en remplaçant la LED par le servomoteur.

Le code en pièce-jointe va lire la tension qu’envoie le capteur de force. En fonction de cette tension, nous allons faire varier la tension du servomoteur afin de le faire bouger.

Nous avons placé deux capteurs. Un en dessous de l'avant-bras et un au dessus. Lorsque le capteur du bas détecte une force, le servomoteur déplace le bras vers le bas, et inversement.