2000 - Fluidhand 3
Avec la troisième génération de la Fluidhand, S. Schulz a transféré la technologie des actionneurs fluidiques à la prothèse de main. Les entraînements ont été modifiés pour saisir même des objets lourds afin d’atteindre des forces de préhension plus élevées. Les tuyaux en silicone dépliés, renforcés de tissu, ont été remplacés par des soufflets miniatures, qui à leur tour ont été enveloppés dans du tissu et fixés de manière stable aux articulations en aluminium dans les plis par des fils de nylon. Trois éléments d'entraînement dans chaque doigt, avec les deux soufflets distaux couplés ensemble et deux entraînements dans le pouce permettent le mouvement de 14 axes articulaires dans cette main, ce qui correspond à 14 DOF pour 10 iDOF. Les actionneurs fluidiques étaient entraînés par un système hydraulique miniature. Le système de contrôle, composé d'une pompe, d'une soupape, de l’électronique, des capteurs et du réservoir était relié à la prothèse par un tuyau d’env. 1 m de long. L'unité hydraulique avait la taille d'un téléphone portable et se portait à la ceinture.
La structure porteuse de la prothèse de main est inspirée du modèle du squelette de la main humaine. Les os métacarpiens rayonnants, qui fusionnent dans les doigts longs sont montés de manière mobile dans le carpus et des éléments de ressort, qui étirent le métacarpe avec élasticité, se situent dans les os métacarpiens. Cette conception permet d'obtenir une abduction passive à effet naturel des doigts longs, avec un effet positif sur l'adaptabilité de la main lors de la préhension et sur la haptique naturelle de la main. Lors du mouvement d’une articulation du doigt, les entraînements à soufflet sont gonflés avec un fluide, généralement de l'eau, à une pression pouvant atteindre 6 bars. Ce faisant, l’expansion du soufflet fléchit l’articulation du doigt. L’étirement de l'articulation est obtenu en partie par l’aspiration de l’entraînement, et en partie par une bande de rappel élastique supplémentaire. Le poids de la prothèse est de 190 g, la force de préhension du doigt est d’env. 5 N. Dans ce modèle fonctionnel de prothèse, tous les doigts sont remplis et vidés simultanément par le tuyau hydraulique pour examiner le fonctionnement de la main et l’adaptation de la préhension. Un gant de latex personnalisé est fabriqué comme revêtement cosmétique et pour créer une surface fonctionnelle. Un premier modèle fonctionnel a été testé avec succès à l’hôpital universitaire orthopédique de Heidelberg. S. Schulz, devenu entretemps chef d’un groupe de recherche interdisciplinaire, a maintenant pu établir les travaux sur une prothèse de main comme priorité de la recherche axée sur le programme.