Concours CPGE 2024 - CCINP - Épreuve de Sciences Industrielles de l’Ingénieur - Filière PSI - Pince brucelles instrumentée

Étude d’une pince brucelles instrumentée haptique de micro-manipulation

Dans des positions de travail souvent peu confortables et durant de longues heures, chirurgiens et artisans sont ainsi amenés à devoir contrôler leurs mains tant dans les mouvements minutieux que dans les efforts exercés pour le serrage de la pince. Afin d’éviter des tremblements problématiques voire à plus long terme de nombreux troubles musculosquelettiques (TMS), une assistance cobotique (robotique collaborative) est naturellement envisagée tout en conservant la dextérité du geste manuel, l’adaptabilité à des tâches non répétitives et l’outil habituel pour l’opérateur.

Partie I - Présentation du contexte de la micro-manipulation et de la pince

I.1 - Micro-manipulation manuelle et pince brucelles

I.2 - Pince brucelles instrumentée haptique

I.3 - Pince brucelles instrumentée

Partie II - Validation des exigences géométriques de la pince

II.1 - Modèle géométrique de la pince

II.2 - Étude géométrique de la pince

Partie III - Validation des exigences mécaniques de la pince

III.1 - Étude dynamique de la pince

III.2 - Retour haptique

III.3 - Modification de la raideur de la pince

Partie IV - Étude du contrôle asservi de la pince et du retour haptique

IV.1 - Modélisation de l’asservissement de la pince

IV.2 - Correction et performances de la boucle de courant

IV.3 - Modification de la raideur de la pince

IV.4 - Correction et performances de la boucle de position

IV.5 - Retour haptique

Partie V - Étude des fonctionnements alternatifs de la pince

V.1 - Blocage de la fermeture

V.2 - Commande en mode pince brucelles inversée

Le sujet et le corrigé de cette épreuve sont également disponibles sur le site de l’UPSTI (Union des Professeurs de Sciences et Techniques Industrielles)

https://www.upsti.fr/espace-etudiants/annales-de-concours