Siège de relevage

Source : 24-SCIPCJ1ME1

Présentation

Le siège de relevage RAIZER est un appareil en kit transportable qui permet à une seule personne de relever un patient en toute sécurité. Ce dispositif facilite les manipulations de l’aidant ou du soignant pour relever une personne à terre en diminuant ainsi l’apparition des troubles musculo-squelettiques.

Le kit se compose de deux sacs contenant pour l’un l’assise et pour l’autre les quatre pieds et les deux parties du dossier. Les divers éléments se clipsent les uns aux autres :

• L’assise se place au niveau du bassin de la personne à relever.
• Le dossier, composé de deux parties distinctes, se glisse directement sous le dos de la personne, de chaque côté.
• Une ceinture de sécurité permet de maintenir le patient dans le dispositif en toute sécurité.
• Les quatre pieds, dont deux motorisés, sont ensuite clipsés.

Le siège de relevage peut être activé dès qu’il est correctement assemblé et ne peut fonctionner que si les éléments sont parfaitement clipsés (figure suivante).

Le levage s’effectue électriquement. Il est commandé sur le siège ou bien à l’aide d’une télécommande. Il dure une trentaine de secondes environ. La batterie intégrée lui permet d’être autonome et facilite l’intervention en tout lieu.

Étude de la capacité de levage du siège

Objectif : vérifier que la chaîne de puissance du siège de relevage est capable d’assurer le relevage d’une personne à la capacité de charge maximale du siège.

Le siège de relevage est représenté dans la position de départ au sol et en position finale relevée sur la figure ci-dessous.

Le passage d’une position à l’autre est obtenu grâce à l’application d’un couple de direction \(\vec z\) sur les pieds motorisés. Ce couple exercé par la transmission de puissance située à l’intérieur de l’assise provoque la rotation des deux pieds arrière motorisés autour de l’axe \(\left(0,\vec z\right)\) dans le sens trigonométrique, générant ainsi le relevage du siège.

Les pieds avant et les dossiers sont eux solidaires de l’assise et forment un seul bloc d’un point de vue cinématique.

Hypothèses et données :

• la montée du siège étant lente, les effets dynamiques sont négligés ;
• le modèle proposé pour l’étude sur le document réponse présente une symétrie de géométrie et d’efforts suivant le plan \(\left(0,\vec x,\vec y\right)\) ;
• les liaisons avec le sol sont avec frottement, selon le modèle de Coulomb ;
• les autres liaisons sont supposées parfaites ;
• la masse de la personne à relever est \(M\) (masse maximale relevée à la question 1);
• l’accélération de la pesanteur est arrondie à \(g=10\;\text{m·s}^{-2}\) ;
• la masse des composants du siège de relevage est négligée devant celle de la personne à relever ;
• la position du siège représentée sur les schémas qui suivent est la plus défavorable pour la recherche du couple à exercer sur les pieds arrière motorisés pour relever la
  personne ;
• l’ensemble formé par l’assise, les pieds avant et les dossiers est noté 1 ;
• l’ensemble formé par les deux pieds arrière motorisés est noté 2 ;
• le sol est noté 0.

Dans la première étude, l’ensemble formé par \(\mathcal{S}\) = {1, 2, personne à relever} est isolé.

Les actions mécaniques appliquées sur l’ensemble \(\mathcal{S}\) sont :

• l’action de la pesanteur due au poids de la personne à relever de masse \(M\) appliquée en \(G\) ;
• l’action du sol 0 sur les pieds arrière motorisés 2 appliquée en \(A\) ;
• l’action du sol 0 sur les pieds avant 1 appliquée en \(B\).

Cette valeur de \(C_{pm}\) déterminée correspond à la valeur maximale obtenue au cours du relevage de la personne de masse maximale.

Chaque pied motorisé est entraîné par une chaîne de puissance comportant chacune un moteur. Chaque chaîne doit donc générer en sortie un couple \(C_{pm1}=\frac{C_{pm}}{2}\) afin de relever la personne.

La chaîne de puissance est décrite par les figures suivantes :

Le moteur utilisé a pour référence EC035.120

Ses caractéristiques sont données par les courbes suivantes :