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Analisi e simulazione 3D di una protesi di mano con implementazione e simulazione 2D del movimento fisiologico delle falangi

Informazioni tesi

  Autore: Manuela Di Nicola
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2004-05
  Università: Libera Università Campus Bio-medico di Roma
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria biomedica
  Relatore: Ettore Ppennestrì
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 176

Questa tesi inizia con una ricerca bibliografica sulle caratteristiche del tessuto osseo e sulle strutture scheletrica e muscolare della mano al fine di conoscerne caratteristiche e potenzialità. Dalla presentazione delle motivazioni e delle proprietà della protesizzazione, alla base della quale vi è l’antropomorfismo, si è giunti alla descrizione delle protesi di mano esistenti.
Considerata la protesi mioelettrica sistema Otto Bock per adulto se ne è effettuata un’analisi completa da un punto di vista strutturale e funzionale. Essendo il meccanismo di funzionamento protetto da segreto industriale, si è progettato ed analizzato un meccanismo cinematico piano che riproduca il moto della protesi in studio e se ne è verificata la correttezza nella simulazione tridimensionale di movimento. Si è inoltre valutato il vantaggio meccanico del meccanismo proposto al variare dei parametri di progetto. Si è, poi, portata avanti l’analisi cinematica con tecniche multibody del movimento delle falangi con vincoli di moto e caratteristiche fisiche dettati dalla natura umana. Tale studio comprende l’implementazione in MATLAB di tutti i movimenti delle dita consentiti su di un piano e ne vede la simulazione bidimensionale con caratteristiche scelte dell’utente. Infine si è realizzata l’applicazione di tali falangi mobili sul modello tridimensionale della protesi mioelettrica analizzata con relativa simulazione di movimento.

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INTRODUZIONE INTRODUZIONE Sarebbe semplice affermare che questa tesi consiste nella modellazione matematica e nella simulazione virtuale del movimento delle falangi con tecniche multibody; in realtà dietro a questo lavoro vi è un discorso diverso, cioè il tentativo di migliorare un dispositivo esistente. In principio il fine era rappresentare con un modello matematico una mano artificiale. Si è sentito, però, il bisogno di andare alla ricerca delle motivazioni alla base di tale produzione che hanno portato, poi, ad una evoluzione della stessa. Si è sviluppato, pertanto, un percorso logico che ha portato allo studio di diversi concetti; questi verranno espressi nel dettaglio durante il cammino della tesi. In questo momento l’obiettivo è illustrare l’itinerario in questione; si presenteranno termini e concetti che potranno sembrare un po’ oscuri, ma si promette chiarezza nel seguito. Per prima cosa si è voluto conoscere l’oggetto di studio cioè effettuare una ricerca bibliografica sulle proprietà del tessuto osseo e sulle strutture scheletrica e muscolare della mano. Una volta definite le caratteristiche specifiche, è sorta la prima domanda: ™ Perché costruire una mano artificiale? La risposta sembrerebbe banale: restituire una parte molto utile del corpo umano a chi, per qualche motivo, non ne dispone. Si è affrontato, in questo modo, un importante argomento: la protesizzazione, ma conseguentemente a questa risposta si è presentato un ulteriore interrogativo: ™ Perché qualcuno non dispone di una mano? La ricerca di tali cause ha introdotto i concetti di amputazione e malformazione. Le problematiche appena incontrate non sono recenti, quindi è intuibile come la progettazione di una mano artificiale sia già stata affrontata da diverse aziende, tra le quali se ne è contattata una: l’ “Otto bock –Quality for life- “. Dall’analisi di cataloghi, depliants e materiale audiovisivo si è rilevato lo stato attuale: vengono ad oggi prodotte mani artificiali differenziate tra loro per tecnologia e clientela. Ogni dispositivo possiede una propria scheda tecnica, proprie procedure di applicazione, utilizzo e manutenzione, ma hanno tutti un 3

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Parole chiave

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articolazione
attuatori
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fisiologico
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manovellismo
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