Conception Chaise Électrique Monte-Escalier - Mémoire Master

Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique
Université Ferhat Abbas- Sétif
Institut d’optique et de Mécanique de Précision
Département : Mécanique
Domaine : Sciences et Technologies
Filière : Optique et Mécanique de Précision
Spécialité : Mécanique fine
Soutenu le: 20 Juin 2016
Conception d’une chaise électrique :
monte escalier
Présenté par : Mr. OUBOUZID Ahcene
Encadré Par : Dr. BOUSSOUAR Layachi
Mémoire de Master
Devant le jury :
MCA.Boualem KESKES (Pr)
MAA.Mourad DEMOUCHE
MCA.Ferhat DJEDDOU

Sommaire
Introduction Générale
Chapitre I: Généralité Sur le Fauteuil Roulant (l’Escaladeur)
I.1. Fauteuil roulant ......................................................................................................................... 2
I.1.1. Définition et présentation ...................................................................................................... 2
I.2. Description d’un fauteuil roulant manuel ............................................................................... 2
I.2.1. Eléments les plus importants dans un fauteuil roulant manuel. ......................................... 3
I.3.Caractéristiques.......................................................................................................................... 4
I.3.1.Caractéristiques du fauteuil roulant manuel pliant haut de gamme .................................... 4
I.3.2.Caractéristiques du fauteuil roulant multisports ................................................................... 4
I.4. Déférentes types du fauteuil roulant manuel .......................................................................... 5
I.4.1.Type1 : fauteuil à châssis rigide ............................................................................................ 5
I.4.2.Type2: fauteuil pliant à potences fixes.................................................................................. 5
I.4.3.Type3: fauteuil pliant à potences amovibles ........................................................................ 6
I.5. Avantages et les inconvénients ................................................................................................ 6
I.5.1. Les avantages et les inconvénients d’un fauteuil à châssis rigide ...................................... 6
I.5.2.Les avantages et les inconvénients d’un fauteuil pliant à potences fixes ........................... 7
I.5.3.Les avantages et les inconvénients d’un fauteuil pliant à potences amovibles .................. 7
I.6. Le fauteuil roulant électrique ................................................................................................... 8
I.6.1. définition et présentation....................................................................................................... 8
I.6.2. Description d’un fauteuil roulant électrique ........................................................................ 8
I.6.2.1. Eléments les plus importants dans un fauteuil roulant électrique ................................... 8
I.6.3. Déférentes types du fauteuil roulant électrique ................................................................. 10
I.6.3.1. Fauteuil roulant électrique d'intérieur ............................................................................. 10
I.6.3.2. Fauteuil roulant électrique d'extérieur ............................................................................ 11
I.6.3.3. Fauteuil roulant électrique à hauteur variable ................................................................ 12
I.6.3.4. Fauteuil roulant verticaliste électrique ............................................................................ 12

I.6.4. Avantages et les inconvénients ........................................................................................... 13
I.6.4.1. Avantages et les inconvénients d’un fauteuil d'intérieur ............................................... 13
I.6.4.2. Les avantages et les inconvénients d’un fauteuil d'extérieur......................................... 13
I.6.4.4. Les avantages et les inconvénients d’un fauteuil verticaliste électrique ...................... 13
I.7. Fauteuils roulants électriques qui montent l’escalier ........................................................... 14
I.7.1. Définition et présentation .................................................................................................... 14
I.7.2. Description ........................................................................................................................... 14
I.7.3. Eléments les plus importantes ............................................................................................ 14
I.8. Les déférents types ................................................................................................................. 15
I.8.1. Avantages et les inconvénients ........................................................................................... 16
I.8.1.1. Les avantages et les inconvénients pour le système des roues ...................................... 16
I.8.1.2. Les avantages et les inconvénients pour le système des chenillettes ............................ 16
I.9. Conclusion .............................................................................................................................. 17
Chapitre II: Conception
II.1. Introduction .......................................................................................................................... 18
II.2. Présentation du choix d’un fauteuil roulant électrique qui monte l’escalier ..................... 18
II.3. Démarche de la conception .................................................................................................. 18
II.3.1. L’analyse fonctionnelle ..................................................................................................... 19
II.3.3. Cahier des Charges Fonctionnel. ...................................................................................... 19
II.3. Cahier Des Charges ............................................................................................................... 21
II.4. Variantes proposées .............................................................................................................. 22
II .5. Les solutions proposées ....................................................................................................... 23
II.5.1. Transmission de puissance ................................................................................................ 23
II.5.1.1. Courroie plate ................................................................................................................. 24
II.5.1.2. Les avantages et les inconvénients ................................................................................ 25
II.5.2. Système d’assistance de direction ..................................................................................... 25
II.5.3. Type de motorisation retenu .............................................................................................. 26

II.5.4. Suspension .......................................................................................................................... 27
II.5.5. Système de freinage ........................................................................................................... 28
II.6. Conclusion ............................................................................................................................. 29
Chapitre III: Dimensionnement
III.1. Introduction .......................................................................................................................... 30
III.2. Les efforts externes exercés sur la chaise et le poids du système (chaise sujet).............. 30
III.2.1.Le poids du système (chaise-sujet) ................................................................................... 30
III.2.2.Les forces appliquées ........................................................................................................ 30
III.2.3. Les caractéristiques mécaniques requises pour l’entrainement du fauteuil .................. 31
III.2.4.Le couple nécessaire aux roues pour obtenir cette force ................................................. 33
III.3. Dimensionnement du système ............................................................................................ 34
III.3.1. Le poids du système (fauteuil-sujet)................................................................................ 34
III.3.2.Dimensionnement de l’arbre et la clavette des roues de la chenille ............................... 35
III.3.2.1.Calcule de la contrainte de pression .............................................................................. 35
III.4.Dimensionnement de la chenille .......................................................................................... 37
III.4.1.La langueur de la chenille (Lch) ...................................................................................... 37
III.4.2.calcule des contraintes ....................................................................................................... 39
III.4.2.1.La contrainte de cisaillement ......................................................................................... 39
III.4.2.2.La contrainte de pression ............................................................................................... 40
III.4.2.3.La contrainte de traction................................................................................................. 41
III.5.Dimensionnement de la courroie du moteur ....................................................................... 42
III.5.1. La langueur de la courroie (Lc) ........................................................................................ 42
III.5.2. Les efforts (tensions) résistés par la courroie ................................................................. 43
III.6. contrôle de l’arbre des roues de la chenille ........................................................................ 45
III.6.1. Calcule des contraintes ..................................................................................................... 48
III.6.1.1.Calcule contrainte de flexion ........................................................................................ 48
III.6.1.2.Contrôle du diamètre ...................................................................................................... 48

III.7. Dimensionnement des roulements de l’arbre et les roulements de mécanisme des
chenilles ......................................................................................................................................... 49
III.7.1.Contrôle des roulements de l’arbre ................................................................................... 49
III.7.1.1.Vérification de la durée de vie ....................................................................................... 50
III.7.2.Contrôle des roulements des roulettes .............................................................................. 51
La charge dynamique de base des roulements est donnée par la relation suivante : ................ 51
III.7.2.1.Vérification de la durée de vie ....................................................................................... 52
III.8.Calcule des contraintes résistantes par les pièces ............................................................... 52
III.8.1.calcule de contrainte de cisaillement (la force admissible)............................................. 52
III.8.2.La contrainte de pression .................................................................................................. 53
III.8. 3.control de l’accoudoir ....................................................................................................... 54
III.8.3.1 control de l’accoudoir ( L=350mm) .............................................................................. 54
III.8.3.2. control de l’accoudoir (L=378mm) .............................................................................. 55
III.9.Contrôle des pièces à l’aide de la fonction simulation ....................................................... 56
III.9.1.Contrôle de la barre de fixation ........................................................................................ 57
III.9.2.Contrôle du support d’assise ............................................................................................. 59
III.9.3.Contrôle de support de fixation d’assise .......................................................................... 60
III.9.4.Contrôle de support de dossier.......................................................................................... 61
III.9.5.Contrôle de la barre de guidage ........................................................................................ 61
III.9.6.Contrôle de la tige des roues arrière ................................................................................. 62
III.10. Calcule des contraintes résistantes des vis de fixation .................................................... 63
III.10.1. Control de contrainte dans le noyau de vis (σt,τt) ......................................................... 63
III.10.2. Contrôle de contrainte de pression ................................................................................ 64
III.10.3. Contrôle de contrainte de cisaillement .......................................................................... 65
III.10.4. Calcule de la force radiale (la charge totale supporter par les vis de fauteuil) ........... 66
III.11. Dimensionnement des vérins ............................................................................................ 66
III.11.1. Distributeur en position neutre ...................................................................................... 67