DM - Kinésithérapie
DM - Kinésithérapie
DM - Kinésithérapie
d’énergie
Date
:
DS3
Dispositif
de
kinésithérapie
NOM
:
Présentation
Le
dispositif
étudié
est
un
appareil
destiné
à
la
rééducation
des
jambes
des
patients
après
une
intervention
chirurgicale.
Le
dispositif
que
vous
étudié
a
été
conçu
pour
simuler
la
rééducation
du
genou
dans
une
plage
de
30°
à
110°.
Cette
étude
a
pour
but
de
vous
permettre
de
choisir
un
moteur
adapté
au
dispositif.
On
vous
donne
ci-‐dessous
le
détail
de
la
chaîne
de
transmission,
vue
de
devant
et
vue
de
derrière.
Partie
1
:
Analyse
structurelle
Q1.
Donner
sur
votre
copie,
en
chaque
point
de
la
chaîne
d’énergie
du
dispositif
de
kinésithérapie,
la
nature
de
l’énergie.
CONVERTIR
ADAPTER
ADAPTER
ADAPTER
TRANSFORMER
R
motoréducteur
poulies
E
-‐
D
pignon
1
poulies
C
-‐
B
poulie
A
–
roue
2
–
courroie
1
chaîne
de
transmission
Des mesures effectuées sur le dispositif ont permis de relever les valeurs suivantes :
Déplacement
du
Temps
Umoteur
Imoteur
coulisseau
3
364
mm
93
12
V
1.3
A
Q2. Calculer la vitesse V3 de déplacement linéaire du coulisseau 3 en m/s. V
On
rappelle
la
relation
entre
la
vitesse
linéaire
et
la
vitesse
angulaire
:
R
!
! = !×!
Q3. Calculer la vitesse angulaire Ω! de la poulie A en rad/s. En déduire la vitesse angulaire Ω! de la poulie B.
On
a
également
mesuré
l’effort
de
tension
T
en
Newton
sur
la
courroie
1
en
fonction
de
l’angle
fait
par
l’articulation
du
genou.
Q4.
Montrer
que
le
couple
à
fournir
en
entrée
du
système
«
poulie
A
–
courroie
1
»
est
donné
par
:
2
! ∙ !!
!!" =
!!" ∙ !!
Effectuer l’application numérique pour la valeur maximale de T (lorsque le genou fait un angle de 30°).
Q5.
Donner
l’expression
littérale
des
rapports
de
transmission
rED
et
rCB
des
systèmes
{poulies
E
-‐
D}
et
{poulies
C
-‐
B}.
Préciser
dans
chaque
cas
s’il
s’agit
d’un
rapport
de
réduction
ou
de
multiplication.
Q6.
Donner
l’expression
littérale
du
rapport
de
transmission
r12
de
l’engrenage
{pignon
1
–
roue
2}.
Préciser
s’il
s’agit
d’un
rapport
de
réduction
ou
de
multiplication.
Q7.
Donner
l’expression
littérale
du
rapport
de
transmission
glogal
rCH
de
la
chaîne
de
transmission
et
effectuer
l’application
numérique.
Q8.
Donner
l’expression
littérale
du
rendement
glogal
!!"
de
la
chaîne
de
transmission
et
effectuer
l’application
numérique.
Q9. Montrer que le couple fourni par le moteur est donné par :
!!" ∙ !!"
!! =
!!"
Effectuer
l’application
numérique.
Cm = 0,06 Nm
Ω! = 0,2 rad/s
rCH = 0,049
Q11.
Choisir
la
référence
de
motoréducteur
qui
vous
semble
la
plus
adaptée
pour
le
dispositif
kinésithérapique
dans
le
tableau.
Justifier
votre
choix.
Q12.
A
partir
des
mesures
(voir
tableau
p.2),
donner
l’expression
littérale
de
la
puissance
électrique
Pélec
absorbée
par
le
motoréducteur,
puis
faire
l’application
numérique.
Q13.
Donner
l’expression
littérale
de
la
puissance
mécanique
utile
Putile
en
sortie
de
la
chaîne
d’énergie
sur
le
coulisseau
3,
puis
faire
l’application
numérique.
Q14. Donner l’expression littérale du rendement global de la chaîne d’énergie !! puis faire l’application numérique.
3