Modélisation du membre supérieur en situation dynamique, mettant en oeuvre des techniques de la robotique, par l'exploitation de données externes

par Régis San-Marcelino

Thèse de doctorat en Sciences. Mécanique

Sous la direction de Joannes Dimnet.

Soutenue en 1996

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Joannes Dimnet.

mots clés

• Membre supérieur -- Mouvements
• Amplitude articulaire -- Simulation par ordinateur
• Activité motrice -- Simulation par ordinateur

Résumé

L'objet de cette etude est l'analyse tridimensionnelle de la biomecanique du membre superieur lorsque le patient realise une tache a vitesse rapide. A partir d'un systeme non invasif d'analyse du mouvement, nous utilisons les trajectoires de marqueurs externes fixes sur la peau de sujets vivants pour determiner le modele robotique equivalent au membre superieur en mouvement. Tout d'abord, dans l'approche cinematique, nous construisons la structure du robot a partir de donnees fonctionnelles propres au sujet concerne par l'experimentation. Nous utilisons les techniques de la robotique classique pour aborder le probleme de robotique inverse pose par la biomecanique. Notre demarche consiste a analyser les lois de fonctionnement de la structure osseuse interne a partir d'experimentations realisees sur pieces anatomiques. Nous mettons en evidence les perturbations liees aux deplacements relatifs des marqueurs externes par rapport a l'os sous-jacent. Nous proposons un modele robotique prenant en compte ces perturbations. Celui-ci possede une structure qui s'appuie sur la realite anatomique et restitue la cinematique interne des articulations. Nous presentons egalement un modele particulier du complexe articulaire de l'epaule. Celui-ci repose sur l'hypothese anatomique que l'ensemble omoplate et clavicule, inaccessible de maniere externe, constitue un segment intercale entre le torse et l'humerus. Ensuite, dans l'approche dynamique, nous integrons les lois de fonctionnement articulaires et les donnees anthropometriques des segments corporels pour acceder aux moments articulaires. Ce modele est etabli a partir du formalisme de uicker. Il nous permet de tester l'influence des differents inertiels

Titre traduit

Model of the human upper limb in dynamic situation, using robotic techniques, by external data exploitation

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