4-Conception et developpement d'une station
d'evaluation du depart de course de vitesse
Il vient d'être démontré que pour une
bonne estimation de la norme et de la direction de la vitesse d'éjection
du centre de gravité d'un coureur lors d'un départ de course de
vitesse, il est indispensable d'associer aux forces exercées au niveau
des pieds, les forces verticales
exercées au niveau des mains. Une plate forme est donc
développée à fin de mesurer sélectivement ces
forces. Elle comporte trois pieds instrumentés chacun par un pont de
jauges sensible aux forces verticales (figure 70).
Figure 70 Plate forme dynamométrique pour la
mesure des forces verticales exercées
au niveau des mains
(CAO39)
Concernant l'instrumentation des blocs de départ, il
est important de conserver leurs propriétés de réglage
tout en permettant au dynamomètre de réagir aux seules forces qui
sont exercées par le pied de l'athlète. Toutefois, pour un
dynamomètre de hauteur h positionné sur un bloc de
départ standard, la variation de l'angle 0 du bloc dans un sens ou dans
un autre implique soit la butée de la plaque fixée sur le
dynamomètre au niveau du sol soit son décollage (figure 71).
Cale pied
Figure 71 Éloignement du cale pied par rapport
au sol lors de la variation
de l'angle d'inclinaison 0 du bloc de
départ.
Dans le paragraphe suivant, une solution de conception est
présentée afin d'instrumenter le bloc tout en respectant ses
propriétés d'inclinaisons.
39 Conception Assisté par Ordinateur
4.1-Principe de reglage de l'inclinaison du bloc
instruments
Une première solution consiste à doter le cale
pied d'une liaison glissière avec la surface supérieure du
dynamomètre. Cela permet d'ajuster le cale pied en le glissant pour le
remettre au même niveau par rapport au sol. Toutefois, cette solution
nécessite un réglage supplémentaire et engendre un
décalage important du centre du dynamomètre par rapport à
la zone de pression du pied. Or, l'application d'une force en dehors de la
surface du dynamomètre produit un moment d'autant plus grand que son
point d'application est écarté du centre du capteur. Lorsqu'une
grandeur dépasse l'étendu de mesure du dynamomètre, elle
peut engendrer des effets irréversibles [Cou 00].
Plusieurs solutions adoptant différents types de
liaison entre les éléments du bloc sont alors
étudiées. Il en ressort qu'une liaison linéaire rectiligne
permet un meilleur fonctionnement de ce dispositif. Ce type d'attache est une
liaison parfaite à quatre degré de liberté entre deux
solides S1 et S2 qui doivent remplir la condition suivante au cours de leurs
mouvements : une droite D2 de S2 doit rester dans un plan P1
de S1 (figure 72.a).
(a)
(b)
Figure 72 Liaison linéaire rectiligne du cale
pied avec la piste d'athlétisme
En adaptant ce principe, le cale pied se trouve doté
d'une liaison linéaire rectiligne contrainte à deux degrés
de liberté. En comparaison au solide S2, le cale pied
n'effectuera qu'une rotation autours de Y et une translation suivant X par
rapport à la piste d'athlétisme (figure 72.b). Ainsi, en fonction
de la variation de l'inclinaison du cale pied, l'extrémité
inférieure C (figure 72.b) se trouve dotée d'un mouvement de
translation suivant l'axe X. Afin de pouvoir fixer le cale pied à
différentes inclinaisons, les positions des points A et B du support
sont définies pour toutes les inclinaisons du cale pied (de 30°
à 80°).
Un bloc de départ adéquat est ensuite
conçu pour permettre le réglage de l'inclinaison du cale pied
à partir de la variation des points de fixation (A et B) (figure 73).
Cette conception est effectuée avec un logiciel de CAO.
Figure 73 Bloc de départ instrumenté par
un dynamomètre (CAO)
La production d'un premier prototype en acier est
effectuée au sein de l'atelier du LMS. Cette conception a validé
la procédure de dimensionnement des blocs. La qualité de
réponse de l'engin, suite aux sollicitations extérieures, est
vérifiée par un étalonnage. Cette procédure est
décrite dans le paragraphe qui suit.
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