Brevet FR2571682A1 — publié le 19860418

L'invention concerne d'une façon générale les fauteuils roulants et plus particulièrement un dispo- sitif de commande destiné à maintenir automatiquement un fauteuil roulant sur un trajet en ligne droite lorsqu'il parcourt un terrain inégal. La plupart des fauteuils roulants motorisés classiques comprennent des moteurs d'entraînement gauche et droit reliés respectivement aux roues principales gauche et droite du fauteuil. Un levier de manoeuvre est utilisé comme élément de commande, un pivotement du levier de manoeuvre vers la gauche faisant ralentir le moteur de gauche et accélérer le moteur de droite et, par conséquent, tourner le fauteuil vers la gauche. En faisant pivoter le levier de manoeuvre vers la droite, on provoque un ralentissement du moteur de droite et une accélération du moteur de gauche de façon à faire tourner le fauteuil vers la droite. Un déplacement du levier vers l'avant fait avancer le fauteuil à une vitesse généralement proportion- nelle au mouvement du levier, et un déplacement du levier vers l'arrière inverse le sens de rotation des moteurs afin de provoquer un mouvement du fauteuil vers l'arrière. Il eat souhaitable que le fauteuil reste sur une trajectoire en ligne droite lorsque le levier de manoeuvre est en position centrale, c'est-àdire lorsqu'il n'est pas incliné vers la gauche ou vers la droite. Norma- lement, un guidage en ligne droite est réalisé en s'assurant que les moteurs de gauche et de droite tournent exactement à la même vitesse. Le maintien des vitesses identiques peut, lui-même être assuré par des circuits de réaction à tachy- mètre dans lesquels un signal d'erreur est généré en réponse à toute différence de vitesse de rotation entre les moteurs gauche et droit et est utilisé pour éliminer cette différence. Bien que les commandes décrites ci-dessus assurent théoriquement une course en ligne droite sur un terrain plat et égal, dans le cas d'une déformation quelcon- que du terrain par rapport à une surface lisse et plate, le fauteuil roulant risque de tourner quand bien même les roues principales tournent à la même vitesse. Par exemple, si l'on passe d'une surface de niveau à une surface penchée de façon à descendre du côté gauche vers le côté droit, la roue de droite doit tourner plus vite que la roue de gauche au passage sur la transition de la surface de niveau à la surface penchée pour maintenir le fauteuil roulant sur une ligne droite. On peut donc voir qu'en maintenant simple- ment des vitesses égales pour les roues de gauche et de droite, on n'assure pas nécessairement une course du fauteuil roulant en ligne droite lorsque le terrain est inégal. Compte tenu de ce qui précède, la présente invention concerne un dispositif de commande de direction d'un fauteuil roulant destiné à maintenir le fauteuil roulant sur un trajet en ligne droite quelles que puissent être les inégalités du terrain. Plus particulièrement, dans son aspect le plus large, le dispositif de commande de l'invention comprend une roulette comportant une tige montée de façon à tourner sur le fauteuil roulant. Cette roulette est en contact avec le terrain sur lequel le fauteuil se déplace. Des moyens sont prévus pour réagir à une rotation de la tige de roulette lorsque le fauteuil roulant tourne en s'écartant d'un trajet en ligne droite par suite d'une inégalité du terrain, ces moyens étant reliés aux moyens de direction motorisés du fauteuil pour ramener ce dernier sur son trajet en ligne droite initial. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un fauteuil roulant motorisé équipé du dispositif de commande de direction selon l'invention, le fauteuil roulant étant représenté alors qu'il parcourt un trottoir en direction d'une allée transversale; - la figure 2 est une vue arrière du fauteuil roulant dans le sens de la flèche 2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, montrant le fauteuil roulant à son passage sur une surface inclinde constituant la zone d'entrée de l'allée transversale; la figure 4 est une élévation d'une partie du dispositif de commande de direction, dans le sens de la flèche 4 de la figure 2; - la figure 5 est une vue en plan du dispositif de commande de la figure 4, vu suivant les flèches 5-5 de la figure 2; et - la figure 6 est un schéma simplifié d'un type de dispositif de commande selon l'invention. En référence d'abord à la figure 1,-on y voit représenté un fauteuil roulant motorisé 10 comportant des roues principales gauche et droite 11 et 12 entraînées par des moteurs gauche et droit 13 et 14, respectivement. Comme décrit brièvement ci-dessus en ce qui concerne les fauteuils roulants motorisés, ils sont équipés d'un levier 15 destiné à commander la direction et la marche avant et arrière du fauteuil. Conformément à l'invention, il est prévu une roulette 16 avantageusement placée le long de l'axe central C.L. à mi-distance entre les roues principales gauche et droite 11 et 12 afin d'être en contact avec le terrain sur lequel le fauteuil roulant 10 se déplace. Bien que l'une des roulettes avant, déjà présente sur le fauteuil roulant, puisse être utilisée et convenablement modifiée pour la mise en oeuvre de l'invention, il est avantageux de prévoir une troisième roulette disposée centralement comme repré- senté. Sur la figure 1, le fauteuil roulant 10 est représenté sur la surface A d'un trottoir. Ce trottoir rejoint en B un plan incliné C constituant l'entrée d'une allée transversale. L'autre côté du plan incliné B rejoint en D une surface de trottoir qui est de nouveau plate comme indiqué en E. On rencontre généralement le terrain inégal décrit cidessus lorsqu'une allée transversale coupe un trottoir en partant de la rue et, dans le cas des fauteuils roulants classiques, il en résulte un pivotement du fauteuil roulant vers l'extérieur, en direction de la rue, comme indiqué par les flèches sur la figure 1. Cette rotation a lieu même si des moyens sont prévus pour maintenir égales les vitesses des roues gauche et droite. La pente de la gauche vers la droite sur la figure 1 établit un trajet plus long pour la roue de droite que pour la roue de gauche si le fauteuil roulant doit rester sur un trajet en ligne droite. Par conséquent, une légère accélération de la roue de droite par rapport à la roue de gauche ou un léger ralentissement de la roue de gauche par rapport à la roue de droite est nécessaire pour empêcher le fauteuil roulant de suivre le trajet en courbe indiqué par les flèches. Il est évident que le changement des vitesses relatives des roues est nécessaire seulement sur les surfaces de transi- tion B et D. Lorsque le fauteuil repose sur la surface plate A ou E comme montré sur la figure 2 ou qu'il repose totalement sur le plan incliné C comme montré sur la figure 3, il reste sur un trajet en ligne droite tant que les roues tournent à des vitesses égales. La figure 4 montre de côté la roulette 16, dans la direction de la flèche 4 de la figure 2. La tige de la roulette est représentée en 17 et est montée verti- calement au moyen d'un coussinet 18 sur une partie 19 de châssis du fauteuil roulant. Tant que le fauteuil roulant se déplace en ligne droite, la roulette 16 et la tige 17 restent dans une position centrée. Toute rotation du fauteuil roulant indépendamment de la façon dont les roues tournent a pour résultat de faire tourner la roulette 16 et donc sa tige 17 dans le coussinet ou palier 18. En détectant cette rotation, on peut générer un signal provo- quant le redressement du fauteuil roulant vers un trajet en ligne droite. Lorsque ce trajet est établi, la roulette et la tige reviennent vers leur position centrée et le signal de correction n'est plus généré. Un type de moyen de détection destiné à générer un signal de commande en réponse à une rotation de la tige de la roulette peut comprendre une simple résistance de potentiomètre et un bras de curseur. Sur les figures 4 et , cette résistance de potentiomètre est représentée en 20 et est monteen position fixe, par exemple au moyen d'une équerre 21 de montage, sur le fauteuil roulant. Un bras de curseur 22 est lui-même fixé par une extrémité à l'extrémité supérieure de la tige 17 à roulette, comme indiqué en 23. L'extrémité éloignée est libre et établit un contact élec- trique avec la résistance 20 du potentiomètre. La figure 5 montre en plan la roulette et le bras 22 de curseur et on peut noter qu'une rotation de la roulette 16 vers la position représentée en trait pointillé en 16', par suite d'un mouvement tournant du fauteuil roulant vers la droite, provoque un déplacement du bras de curseur de sa position centrale vers la position dans laquelle il est représenté en trait pointillé en 22, sur la résistance. En référence à la figure 6, une extrémité de la résistance 20 du potentiomètre est à la masse, comme indiqué en 24, et l'autre extrémité est connectée en 25 à une source de tension positive, par exemple +15 volts. Lorsque le bras 22 du curseur est dans une position centrée, comme montré, il dérive une tension de 7,5 volts et ce signal est transmis par un conducteur 26 à une première entrée d'un amplificateur différentiel 27. Une tension de référence 28 est appliquée à la seconde entrée, comme représenté. En 257168Z donnant à cette tension de référence la même valeur que celle du signal présent sur le conducteur 26 lorsque le curseur est dans une position centrée, les entrées de l'amplifi- cateur différentiel sont à des niveaux égaux et aucun signal de sortie ou "de différence" n'est produit. Si le bras du curseur se déplace du centre vers la gauche ou vers la droite, il est alors généré un signal d'erreur en sortie de l'amplificateur différentiel. Le signal d'erreur indiqué ci-dessus est utilisé comme signal de commande et est transmis par un conducteur 29 à un dispositif 30 de commande. Ce dernier est connecté aux moteurs d'entraînement gauche et droit 13 et 14 au moyen de conducteurs 31 et 32 reliés à des premières entrées de circuits OU 33 et 34 respectivement. Les secondes entrées des circuits.U reçoivent des signaux d'un élément 35 de commande actionnés par le levier 15 de manoeuvre, par l'intermédiaire de conducteurs 36 et 37. Le circuit de la figure 6 est complété par des moyens appropriés destinés à mettre en fonction le dispositif de commande 30 lorsque le levier de manoewre 15 est;- déplacé intentionnellement vers la gauche ou vers la droite pour commander la direction du fauteuil roulant. Ces moyens comprennent des interrupteurs 38 de coupure jumelés de façon à être déplacés vers une position d'ouverture par le levier 15 de manoeuvre, comme indiqué par le trait mixte 39. Des contacts de commutation des interrupteurs 38 sont représentés en 40 et sont légèrement allongés de manière qu'un mouvement du levier de manoeuvre au-delà d'un certain degré donné soit nécessaire pour déconnectér..des moteurs gauche et droit le dispositif 30 de commande. Le fonctionnement du dispositif selon l'inven- tion ressort de façon évidente de la description précédente. En référence à la figure 1, la roulette 16 étant montée sur le fauteuil comme décrit, lorsque le fauteuil passe sur la surface de transition B, la rotation qui en résulte, comme décrit précédemment, a pour effet de faire tourner la tige de la roulette et de générer ainsi immédiatement un signal à partir de l'amplificateur différentiel 27. Ce signal possède une polarité qui dépend du sens de rotation, c'est- à-dire d'une rotation vers la droite ou vers la gauche. Le signal d'erreur ou de commande est transmis par le dispositif 30 de commande et les circuits OU aux moteurs gauche et droit et fait varier la vitesse d'un moteur par rapport à celle de l'autre afin de ramener le fauteuil roulant sur un trajet en ligne droite. Lorsqu'un trajet en ligne droite est atteint, la roulette 16 revient vers sa position centrée, réduisant ainsi à zéro le signal de réaction ou signal de commande sortant de l'amplificateur. Il convient de noter que la suite d'opérations précédente est exécutée très rapidement et que le mouvement tournant du fauteuil roulant n'est en fait que très faible. En d'autres termes, la boucle de réaction d'asservissement fonctionne avec un temps de réponse très courtde sorte que le fauteuil roulant reste sur son trajet en ligne droite malgré le terrain inégal. Lorsque le fauteuil atteint l'autre surface D de transition, le mouvement tournant du fauteuil roulant qui en résulte est de nouveau immédiatement corrigé. Il est évident que si l'utilisateur souhaite faire tourner volon- tairement le fauteuil, il utilise le levier de manoeuvre d'une manière classique, le circuit de détection étant alors coupé comme décrit. Le circuit de détection n'inter- vient donc que lorsque le levier de manoeuvre est sensi- blement dans sa position centrée par rapport aux directions gauche et droite. Il ressort à présent de façon évidente de ce qui précède que l'invention propose un dispositif de commande de direction de fauteuil roulant notablement perfectionné qui, non seulement, vite d'avoir à faire appel à des commandes du type à circuit de réaction à tachymètre, mais également se comporte de meilleure façon sur un terrain inégal. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, bien que le signal de commande ait été illustré comme étant appliqué à la fois atxmoteurs gauche et droit afin d'accélérer l'un d'eux et de ralentir l'autre pour corriger un mouvement tournant, il est possible de faire varier simplement la vitesse d'au moins l'un des moteurs. 7 1 6 82 REVENDICATIONS 1. Fauteuil roulant (10) comprenant des moyens moteurs d'entraînement et de direction, caractérisé en ce qu'il comporte une roulette (16) possédant une tige (17) de façon à tourner sur le fauteuil roulant, cette roulette étant en contact avec le terrain sur lequel le fauteuil se déplace, et des moyens (20, 22, 27) qui réagissent à une rotation de la tige de la roulette à la suite d'un mouvement tournant du fauteuil roulant à partir d'un trajet en ligne droite sous l'effet d'un terrain inégal, ces moyens étant connectés à des moyens (13, 14) de commande de direction pour ramener le fauteuil vers son trajet en ligne droite initial. 2. Fauteuil roulant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il porte des roues principales gauche et droite (11, 12), la tige de la roulette étant montée sur un axe central passant à mi-distance entre lesdites roues. 3. Fauteuil roulant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un levier de manoeuvre (15) destiné à commander la puissance fournie aux roues, et des moyens qui, en réponse à un mouvement du levier de manoeuvre dans un sens de changement de direction, au- delà d'un degré donné, déconnectent lesdits moyens sensibles à une rotation de la tige de la roulette desdits moyens de commande de direction. 4. Dispositif de commande de direction d'un fauteuil roulant comportant des roues principales gauche et droite (11, 12) entraînées par des moteurs gauche et droit (13, 14), et un levier (15) de manoeuvre destiné à accélérer un moteur et ralentir l'autre lorsqu'il est souhaité de faire tourner le fauteuil roulant, le dispo- sitif de commande étant destiné à maintenir automatiquement la direction du fauteuil roulant sur un trajet en ligne droite quand bien même le terrain peut être inégal, le dispositif de commande étant caractérisé en ce qu'il comporte une roulette (16) présentant une tige verticale (17) montée sur le fauteuil roulant, la roulette étant en contact avec le terrain sur lequel le fauteuil roulant se déplace, des moyens de détection (20, 22, 27) disposés dans le fauteuil roulant et destinés à générer un signal de commande en réponse à une rotation de la tige à partir d'une position centrale dans laquelle la roulette est alignée dans une direction en ligne droite, la tige tournant à la suite d'un mouvement tournant du fauteuil roulant lorsqu'il parcourt un terrain inégal, des moyens (30) de commande étant connectés -aux moteurs gauche et droit et réagissant audit signal de commande afin de modifier la vitesse d'au moins un moteur pour ramener le fauteuil roulant sur un trajet en ligne droite, la roulette revenant vers sa position centrale lorsque le fauteuil se déplace en ligne droite, afin de supprimer ainsi le signal de commande. 5. Dispositif selon le revendication 4, caractérisé en ce que la roulette est placée sur une ligne centrale passant à mi-distance entre les roues principales gauche et droite. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (38) qui, en réponse à un mouvement du levier de manoeuvre pour changer de direction, au-delà d'un degré donné, empêchent les moyens de commande d'agir sur les moteurs gauche et droit. 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le signal de commande est propor- tionnel au degré auquel le fauteuil roulant tourne.