Sous-Épreuve E11 - Bac Pro TU - juin 2017

Information importante : Des contraintes techniques nous imposent de migrer le site Éduscol STI sur un nouveau serveur d'ici la fin de l'année 2024. À cette occasion, il changera également d'URL qui deviendra : https://sti.eduscol.education.fr.
Nous vous tiendrons informés des différentes dates de la procédure ainsi que des changements que cela impliquera au niveau des liens et des contenus, même si le maximum sera fait pour rendre cette opération la plus transparente possible.

publié le 21 nov 2017 par Jean-Christophe DUCHATEAU

Groupe principal

Description

PRESENTATION DU SYSTEME MECANIQUE

Mise en situation

Le mécanisme étudié est une prothèse de jambe conçue et fabriquée par la société PROTEOR. Cette prothèse se fixe sur le moignon de la personne handicapée et permet de reproduire une démarche naturelle, même sur des terrains accidentés. L’adaptabilité est un point fort de ce produit car il permet de s’adapter aux différentes dimensions de jambes des personnes en effectuant un réglage permanent.
L’objet de notre étude est l’articulation de la cheville.

Fonctionnement du système

La structure du châssis peut être assimilée au tibia. Sur la partie supérieure, le moignon doit être fixé sur le levier articulation supérieur. Ce dernier est en liaison pivot par rapport au châssis (équivalent du genou). Par l’intermédiaire du bloc hydracadence, un mécanisme pneumo-hydraulique et d’une bielle, le mouvement est répercuté à l’embase femelle (qui correspond au pied).

Afin de garantir une pose correcte du pied sur le sol, 2 conditions sont à satisfaire :
‐ Le plat du pied doit être horizontal quand la jambe est alignée avec la cuisse,
‐ Le plat du pied doit être incliné de 15° vers le haut quand la jambe est inclinée de 20° par rapport à l’alignement de la cuisse.

Caractéristiques techniques

Le système est dimensionné pour des personnes d’une masse corporelle de 125 kg maximum.

Objet de l’étude

Le bureau des méthodes souhaite valider la capabilité de la prothèse. Pour cela, il doit :
‐ vérifier le réglage de l’inclinaison de la cheville,
‐ déterminer le matériau de la rondelle de précharge à utiliser,
‐ valider la résistance mécanique de l’axe pivot embase 6,
‐ analyser le dessin de définition de l’embase femelle.

TRAVAIL DEMANDÉ

Le candidat doit traiter 5 parties :

1. Analyse fonctionnelle et structurelle

Problématique : afin de garantir une démarche fluide et un bon équilibre, le plat du pied doit être horizontal en position debout et doit être incliné de 15°±1 lorsque la cuisse et la jambe marquent un angle de 20°.
Objectif : vérifier le réglage de l’inclinaison de la cheville.

2. Matériaux

Problématique : pour assurer un fonctionnement correct, la flèche doit être de 1.4 mm après une application d’une charge de 70N.
Objectif : déterminer le matériau de la rondelle de précharge à utiliser.

3. Statique et résistance des matériaux

Problématique : l’axe pivot embase (6) doit supporter la charge induite par le poids d’une personne de m=125 kg maximum, dans la position la plus défavorable.
Objectif : valider la résistance mécanique de l’axe.