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A Bond Graph Approach to the Analysis of Prosthesis for a Partially Impaired Hand / Anand Vaz in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 129 N° 1 (Janvier 2007) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 1 (Janvier 2007) . - 105-113 p. Titre : A Bond Graph Approach to the Analysis of Prosthesis for a Partially Impaired Hand Titre original : Approche en Esclavage de Graphique à l'Analyse de la Prothèse pour une Main Partiellement Altérée Type de document : texte imprimé Auteurs : Anand Vaz, Auteur ; Shinichi Hirai, Auteur Article en page(s) : 105-113 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Bond  graphs  Hand  prosthesis  Modeling  Simulation  Dynamics  Graphiques  en  esclavage  Prothèse  de  main  Modèle  Simulation  Dynamique Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A system dynamics approach, based on bond graphs, is presented for the analysis of prosthetic devices for a partially impaired hand. The partial impairment implies that the hand has lost one or more fingers but retains the ability of its remaining natural fingers. It is shown that the existing natural joints can be used for the actuation of prosthetic finger joints and enable performance of tasks that would not have been possible otherwise. This is a challenging task as motion has to be transmitted from the remaining natural joints to the prosthetic joints. The joint axes move with respect to each other during performance of tasks and do not have any fixed relative orientation. In this work, basic concepts for the actuation of the prosthesis required for such tasks are developed systematically. Based on these concepts, Bowden cable based joint actuation mechanisms for transmission of motion from natural joints to corresponding prosthetic joints are presented and analyzed. The analysis of dynamics of the resulting under-actuated prosthesis with joint actuation mechanism is based on bond graph models that are systematically developed. Using these models, system equations are derived and numerical simulations performed for the analysis. One- and two-joint actuated prototypes of the prosthesis have been presented and effectively demonstrate the proposed concepts. Une dynamique de système s'approche, basé sur les graphiques en esclavage, est présentée pour l'analyse des dispositifs prosthétiques pour une main partiellement altérée. L'affaiblissement partiel implique que la main a perdu un ou plusieurs doigts mais maintient la capacité de ses doigts normaux restants. On lui montre que les joints normaux existants peuvent être employés pour la mise en action des joints prosthétiques de doigt et permettre l'exécution de charge qui n'aurait pas étés possible autrement. C'est un provocant chargent car le mouvement doit être transmis des joints normaux restants aux joints prosthétiques. Les haches communes se déplacent en ce qui concerne l'un l'autre pendant l'exécution de charge et n'a pas n'importe quelle orientation relative fixe. Dans ce travail, les concepts de base pour la mise en action de la prothèse exigée pour tels charge sont développés systématiquement. Basé sur ces concepts, des mécanismes communs basés par câble de Bowden pour la transmission du mouvement des joints normaux aux joints prosthétiques correspondants sont présentés et analysés. L'analyse de la dynamique de la prothèse sous-actionnée résultante avec le mécanisme commun est basée sur les modèles de graphique en esclavage qui sont systématiquement développés. En utilisant ces modèles, des équations de système sont dérivées et des simulations numériques sont effectuées pour l'analyse. Un et parjoint enclenchés prototypes de la prothèse ont été présentés et démontrent efficacement les concepts proposés. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 RAMEAU : Main -- Prothèses En ligne : anandvaz@ieee.org, hirai@se.ritsumei.ac.jp [article] A Bond Graph Approach to the Analysis of Prosthesis for a Partially Impaired Hand = Approche en Esclavage de Graphique à l'Analyse de la Prothèse pour une Main Partiellement Altérée [texte imprimé] / Anand Vaz, Auteur ; Shinichi Hirai, Auteur . - 105-113 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 1 (Janvier 2007) . - 105-113 p. Mots-clés : Bond  graphs  Hand  prosthesis  Modeling  Simulation  Dynamics  Graphiques  en  esclavage  Prothèse  de  main  Modèle  Simulation  Dynamique Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A system dynamics approach, based on bond graphs, is presented for the analysis of prosthetic devices for a partially impaired hand. The partial impairment implies that the hand has lost one or more fingers but retains the ability of its remaining natural fingers. It is shown that the existing natural joints can be used for the actuation of prosthetic finger joints and enable performance of tasks that would not have been possible otherwise. This is a challenging task as motion has to be transmitted from the remaining natural joints to the prosthetic joints. The joint axes move with respect to each other during performance of tasks and do not have any fixed relative orientation. In this work, basic concepts for the actuation of the prosthesis required for such tasks are developed systematically. Based on these concepts, Bowden cable based joint actuation mechanisms for transmission of motion from natural joints to corresponding prosthetic joints are presented and analyzed. The analysis of dynamics of the resulting under-actuated prosthesis with joint actuation mechanism is based on bond graph models that are systematically developed. Using these models, system equations are derived and numerical simulations performed for the analysis. One- and two-joint actuated prototypes of the prosthesis have been presented and effectively demonstrate the proposed concepts. Une dynamique de système s'approche, basé sur les graphiques en esclavage, est présentée pour l'analyse des dispositifs prosthétiques pour une main partiellement altérée. L'affaiblissement partiel implique que la main a perdu un ou plusieurs doigts mais maintient la capacité de ses doigts normaux restants. On lui montre que les joints normaux existants peuvent être employés pour la mise en action des joints prosthétiques de doigt et permettre l'exécution de charge qui n'aurait pas étés possible autrement. C'est un provocant chargent car le mouvement doit être transmis des joints normaux restants aux joints prosthétiques. Les haches communes se déplacent en ce qui concerne l'un l'autre pendant l'exécution de charge et n'a pas n'importe quelle orientation relative fixe. Dans ce travail, les concepts de base pour la mise en action de la prothèse exigée pour tels charge sont développés systématiquement. Basé sur ces concepts, des mécanismes communs basés par câble de Bowden pour la transmission du mouvement des joints normaux aux joints prosthétiques correspondants sont présentés et analysés. L'analyse de la dynamique de la prothèse sous-actionnée résultante avec le mécanisme commun est basée sur les modèles de graphique en esclavage qui sont systématiquement développés. En utilisant ces modèles, des équations de système sont dérivées et des simulations numériques sont effectuées pour l'analyse. Un et parjoint enclenchés prototypes de la prothèse ont été présentés et démontrent efficacement les concepts proposés. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 RAMEAU : Main -- Prothèses En ligne : anandvaz@ieee.org, hirai@se.ritsumei.ac.jp