Browsing by Author "Encadreur: Bouchikhi aboubakar seddik"

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    Contribution à la rééducation d’un membre d’un être humain par un robot
    (2024-03-07) Ayad Salheddine; Encadreur: Bouchikhi aboubakar seddik
    Résumé (Français) : En raison de l'augmentation du nombre de patients présentant des déficits de marche importants, le besoin d'outils sophistiqués pour aider le patient à effectuer différents types d'exercices d'entraînement à la locomotion est très pertinent. La plateforme de marche au sol (GWP) est une des nouveaux systèmes robotiques de rééducation de la marche qui visent à simuler différentes types de sol pour un patient (par exemple, sol plat, colline ... etc.) avec différents matériaux haptiques (par exemple eau, sable, glace, etc. ..etc.). Le système visé dans cette thèse vise à fournir à l'utilisateur des forces de réaction au sol simulées basées sur les mouvements des utilisateurs dans un environnement de réalité virtuelle en déployant deux repose-pieds robotiques à 6 degrés de liberté. Chaque plaque de base se compose de deux mécanismes nommés: mécanisme XYZ et plate-forme Stewart. Dans l'ensemble, la plateforme Stewart se compose de pièces légères, tandis que les parties du mécanisme XYX sont lourdes. Le but du mécanisme XYZ est de simuler les mouvements de translation tandis que l'objectif de la plate-forme Stewart est de simuler le mouvement de rotation ainsi que d'augmenter la précision des mouvements de translation. Une commande d'admittance / impédance basée sur la position a été adoptée pour contrôler le système. Cela nous permet de définir la relation appropriée entre la position et les forces d'interaction pour la plateforme de marche au sol. La stratégie de contrôle d'admittance / impédance a d'abord été testée sous l'hypothèse d'utiliser une plateforme idéal (la sortie de la plateforme suit bien l'entrée). À partir de données réelles, les résultats montrent une bonne détection de l'interaction entre le pied et les différents milieux, tandis que la simulation du robot donne des résultats concernant les propriétés des milieux simulés. Le contrôle d'admittance / impédance a également été testé en incluant les paramètres dynamiques du mécanisme XYZ et de la plate-forme Stewart. Les résultats montrent que si le mécanisme XYZ a bien fonctionné dans la simulation des mouvements à basse fréquence, une certaine inertie résiduelle est apparue lors de la simulation de mouvements à haute fréquence. Néanmoins, la simulation de mouvements à haute fréquence à l'aide de la plateforme Stewart a montré de meilleures performances dans la simulation de l'environnement virtuel souhaité. Cela démontre que la bande passante des deux systèmes combinés est suffisamment grande pour simuler la plupart des types de mouvements. Abstract (English) : Due to the increase in the number of patients with significant gait deficits, the need for sophisticated tools to assist patients with performing different kinds of locomotion training exercises is highly relevant. Ground walking platforms are among the new robotic gait rehabilitation systems that aim to simulate different ground trajectories for a patient (e.g., level ground, hill, etc.) with different haptic materials (e.g., water, sand, ice, etc.). The system targeted in this thesis aims to provide the user with simulated ground reaction forces based on the user’s movements in a virtual reality environment by deploying two six-degrees-of-freedom robotic footplates. Each footplate consists of two mechanisms: a XYZ mechanism and the Stewart platform. Overall, the Stewart platform consists of light parts, while the parts of the XYZ mechanism are heavy. The aim of the XYZ mechanism is to simulate translation movements, while the objective of the Stewart platform is to simulate rotational movements as well as to increase the precision of the translational movements. A position-based admittance/impedance control was adopted for controlling the system. This allows us to define the suitable relation between position and interaction forces for the ground walking platform. The admittance/impedance control strategy was first tested under the assumption of using an ideal hardware (the output from the hardware follows the input well). Using real data, the results show good detection of interaction between the foot and different mediums, while the simulation of the robot gives results concerning the properties of simulated mediums. The admittance/impedance control was also tested by including the dynamic parameters of the XYZ mechanism and Stewart platform. Results show that while the XYZ mechanism performed well in simulating low-frequency movements, some residual inertia appeared when simulating high-frequency movements. Nevertheless, the simulation of high-frequency movements using the Stewart platform exhibited better performance in simulating the desired virtual environment. This demonstrates that the bandwidth of both systems combined is large enough to simulate most types of movements.