Transcript TD4 Prothèse - C.P.G.E. Brizeux

CI 1 – Diagrammes SysML
TD n°4
PROTHESE ACTIVE TRANSTIBIALE
La majorité des prothèses transtibiales (pour une amputation en dessous du genou) utilisées
aujourd'hui sont purement passives, c'est-à-dire que leurs propriétés mécaniques restent fixes
pendant la marche. Ces prothèses sont constituées en général de semelles ressorts en carbone
profilées qui emmagasinent et restituent l'énergie Prototype de mécanique pendant la marche par
déformation.
On s’intéresse ici à un prototype mis au point par des ingénieurs du MIT qui a permis la mise au
point d’une nouvelle génération de prothèse, dite active. Cette prothèse active transtibiale est
capable de proposer un comportement similaire à celui des membres non amputés.
L'actionneur de la prothèse est un moteur à courant continu alimenté par une batterie rechargeable
de 16 Volts. L'énergie mécanique est transmise par un réducteur de type poulies-courroie suivi d'un
système vis-écrou qui adapte cette énergie mécanique pour la prothèse (ensemble de liaisons entre
le pied artificiel constitué d'une semelle en fibres de carbone et le manchon ou tibia artificiel). Des
ressorts permettent d'ajuster également l'énergie mécanique fournie au pied artificiel. L'effort exercé
par les ressorts est directement relié au couple exercé par l'actionneur.
Les informations délivrées par les capteurs, après conversion, sont traitées par un calculateur qui
élabore la commande du moteur.
La chaîne d'informations est constituée d'un ensemble de capteurs permettant d'acquérir différentes
informations :
 un potentiomètre linéaire qui mesure l'allongement/écrasement des ressorts,
 un codeur incrémental placé au niveau de l'articulation pied/tibia,
 plusieurs capteurs capacitifs disposés sous la semelle du pied au niveau du talon (2
capteurs) et à l'avant du pied (4 capteurs).
Question 1 : Compléter le Diagramme des cas d’utilisation
uc [Modèle] Data [ Prothèse active transtibiale ]
Version Académique pour Professeur Seulement
Le Développement Commercial est strictement interdit
PCSI
Sciences Industrielles de l’Ingénieur
2014-2015
CI 1 – Diagrammes SysML
TD n°4
Question 2 : Compléter le diagramme de définition de bloc et de blocs internes
othèse active transtibiale ]
bdd [Modèle] Data[ Prothèse active transtibiale ]
«block»
bdd [Modèle] Data[ Prothèse active transtibiale ]
«block»
Prothèse active transtibiale
Prothèse active transtibiale
«block»
Prothèse active transtibiale
«block»
«block»
Axe tibia pied
«block»
Calculateur
«block»
Axe tibia pied
«block»
Calculateur
«bl
Axe tib
Calculateur
«block»
«block»
Version Académique
pour Professeur Seulement
Chaîne d'énergie
«block»
«block»
«block»
Batterie
«block»
Le Développement
Commercial
est
strictement
interdit
Version
Académique
pour Professeur Seulement
Chaîne
«block»
Codeur incrémental
Chaîned'information
d'énergie
«block»
«block»
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Batterie
«block»
adémique pour Professeur Seulement
Version
Académique
pour Professeur Seulem
Le Développement
Commercial Chaîne
est
strictement
interdit
Système
vis-écrou
Codeur
incrémental
Chaîne
d'énergie
d'information
«block» Batterie
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pement Commercial est strictement interdit
Le Développement
Commercial Chaîne
est stricteme
Système vis-écrou
d'informatio
citifs
«block»
Convertisseur
analogique numérique
«block»
«block»
Hacheur
Capteurs capacitifs
«block»
Moteur CC
«block»
omètre linéaire
«block»
«block»
«block»
«block»
Réducteur
Hacheur
Capteurs
capacitifs
Convertisseur
poulie
analogique numérique
courroie
«block»
Moteur CC
«block»
Potentiomètre linéaire
«block»
«block»
«block»
Réducteur
Convertisseur
poulie numérique
analogique
courroie
«block»
Hacheur
«block»
Moteur CC
Potentiomètre linéaire
ibd [Block] Prothèse active transtibiale[ Prothèse active transtibiale ]
: Chaîne d'information
Position angulaire
: Potentiomètre linéaire
Enfoncement ressort
: Convertisseur
analogique
numérique
: Capteurs capacitifs
: Calculateur
Contact Pied Sol
: Codeur incrémental
Version Académique pour Professeur Seulement
Le Développement Commercial est strictement interdit
: Chaîne d'energie
Pied en position initiale
: Batterie
démique pour Professeur Seulement
ement Commercial est strictement interdit
PCSI
E Meca
: Hacheur
: Moteur CC
Pied en position final
: Réducteur poulie courroie
: Système vis-écrou
: Axe tibia pied
Version Académique pour Professeur Seulement
Le Développement Commercial est strictement interdit
Sciences Industrielles de l’Ingénieur
2014-2015