Brevet FR2721577A1 — publié le 19951229

Machine de locomotion mue par la marche de l'homme La présente invention concerne des machines de locomotion faisant appel à la force musculaire et permettant notamment de se déplacer sur terre ou sur la neige, mais aussi de naviguer sur l'eau et dans les airs et destinées à remplacer notamment les cycles de cirques, les bicyclettes, les pédalos et les machines volantes à pédales. Par le brevet français N" 561 327, on connaît un véhicule dont la propulsion est réalisée par la marche d'un homme ou d'un animal sur une plateforme sans fin montée sur des tambours dont le mouvement est transmis aux roues ou aux chenilles qui reposent sur le sol. Ce brevet prévoit des appuis pour les animaux. II s'agit d'un collier ou d'un joug relié au bâti de la machine. L'emploi d'un collier ou d'un joug pour les animaux domestiques tels que les chevaux, les boeufs, les ânes et les mulets est de nécessité, puisqu'ils n'ont pas de membres supérieurs leur permettant de prendre appui sur un guidon. Mais, pour l'homme, on a prévu évidemment un appui sur le guidon par les avant-bras, à la manière d'une bicyclette. L'invention prend le contrepied des dispositifs d'appui connus pour les machines de locomotion mues par la marche de l'homme, en prévoyant pour l'homme debout des moyens d'appui par une partie du corps autre que les avantbras. La marche s'effectue par poussée de la jambe arrière vers l'arrière par l'intermédiaire du pied. Pour mobiliser les muscles de la jambe arrière en poussée vers l'arrière sur un chemin roulant, le marcheur doit avoir, au moins temporairement, un appui ferme vers l'avant par une partie du corps autre que le pied arrière, qui l'empêche de se déplacer vers l'avant. Le guidon est adapté au pédalage sur les bicyclettes.Par contre, sur les véhicules mus par la marche de l'homme sur une plate-forme, un guidon n'empêche le déplacement du marcheur vers l'avant que dans la mesure où les avant-bras repoussent le guidon vers l'avant en permanence, ce qui est non seulement fatiguant pour les bras, qui sont habituellement relâchés pendant la marche et sont relativement peu puissants, mais gêne en même temps ou même empêche la commande de direction du guidon en provoquant des écarts brusques de direction ou la chute. Les moyens d'appui suivant l'invention offrent un appui ferme vers l'avant, au moins temporairement, à une partie du corps du marcheur autre que le pied arrière, tout en palliant l'inconvénient d'un appui s'effectuant par les avant-bras. L'invention prévoit, pour une machine de locomotion mue par la marche de l'homme qui l'utilise, comportant un cadre, qui est muni de moyens donnant une force de réaction avec la surface, sur laquelle la machine est destinée à se déplacer, et sur lequel est monté un dispositif de propulsion de l'arrière vers l'avant entraîné par un dispositif de transmission à patin, que les pieds de l'utilisateur font se déplacer lorsqu'il marche, des moyens d'appui d'une partie du corps de l'utilisateur autre que les avant-bras, destinés à empêcher ladite partie de se déplacer, au moins temporairement; vers l'avant par rapport au cadre, lorsque l'utilisateur propulse la machine par des mouvements de marche. Les moyens d'appui suivant l'invention sont de préférence de symétrie par rapport à un plan de symétrie vertical longitudinal du cadre. Par cadre, on entend dans le présent mémoire, outre le cadre proprement dit dans le cas d'une bicyclette, un châssis, par exemple dans le cas d'un pédalo, d'une voiture d'enfant, d'une machine volante. Le dispositif de propulsion peut être notamment une roue, telle qu'une roue de bicyclette et être associé à une autre roue non motrice portant le cadre, mais également une roue à aubes, comme dans un pédalo, ou une hélice, notamment pour se déplacer dans les airs ou une chenillette. Dans un mode de réalisation d'une machine de locomotion mue par la marche de l'homme qui l'utilise, le dispositif de transmission comporte comme patins, des première et seconde bandes sans fin, qui sont montées de manière que le déplacement de chaque bande sans fin de l'avant vers l'arrière entraîne en rotation un axe d'entraînement du dispositif de propulsion. La première bande sans fin passe sur un premier rouleau avant monté tournant sur le cadre, la seconde bande sans fin passe sur un second rouleau avant monté tournant sur le cadre et les rouleaux avants sont susceptibles de tourner indépendamment l'un de l'autre autour d'axes différents de l'axe d'entraînement.Les moyens d'appui selon l'invention pour cette machine de locomotion sont deux première et seconde roues libres avants montées respectivement sur les rouleaux avants, de manière que chaque bande sans fin ne puisse se déplacer que de l'avant vers l'arrière et ladite partie du corps est le pied. II y a dans la marche de l'homme, un bref moment où les deux pieds touchent simultanément le sol, le pied avant donnant un contre-appui temporaire nécessaire à la poussée de la jambe arrière. Lorsque l'on pose le pied avant sur sa bande sans fin, celui-ci a un contre-appui sur sa bande sans fin, puisqu'elle ne peut pas se déplacer de l'arrière vers l'avant du fait du blocage par sa roue libre avant, ce qui permet à la jambe arrière de donner à sa bande sans fin la poussée vers l'arrière nécessaire à la propulsion. A la différence de roues libres arrières, qui peuvent être prévues entre le dispositif de transmission et le dispositif de propulsion pour entraîner en rotation ce dernier par l'intermédiaire du dispositif de transmission, les roues libres avant ont pour fonction d'empêcher le déplacement de leur bande sans fin à contresens du mouvement des pieds, c'est-à-dire à interdire un dérobement du pied d'arrière en avant. Pour adapter avantageusement à la montée d'une pente i'entraînement du dispositif de propulsion par le dispositif de transmission à patins, on peut prévoir une boîte de vitesse ayant une commande et montée sur l'axe d'entraînement entre une roue libre arrière et un rouleau arrière sur lequel passe le patin associé à cette roue libre. Pour empêcher un patin de se déplacer latéralement par rapport à la direction de déplacement des patins, on peut prévoir un guide monté sur le cadre sur un côté du patin. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens d'appui sont prévus au niveau du buste de l'utilisateur. Ces moyens d'appui sont associés de manière particulièrement avantageuse aux dispositifs de transmission mus par la marche, qui n'offrent pas d'appui au pied avant. C'est le cas pour un dispositif de propulsion monté à rotation par l'intermédiaire de deux roues libres l'entraînant dans le même sens, et pour un dispositif de transmission à patins comportant un premier et un second patin coulissants, deux rails montés parallèlement sur les deux côtés du cadre, la transmission du mouvement des patins en roue libre étant telle que le dispositif de propulsion est entraîné en rotation par seulement une roue libre quand l'un des patins coulisse dans un sens et par seulement l'autre roue libre quand l'autre patin coulisse dans ce même sens, des moyens de réciprocité tels qu'un déplacement de l'un des patins dans un sens provoque un déplacement de même longueur et en sens opposé de l'autre patin étant prévus dans cet exemple. En marchant sur ce dispositif de transmission, on fait coulisser le patin de l'avant vers l'arrière. Grâce aux moyens de réciprocité, L'autre patin coulisse de l'arrière vers l'avant. Ainsi le pied avant ne peut avoir d'appui sur son patin, puisque celui-ci est en translation vers l'avant. Pour un tel dispositif de transmission à patins, I'invention prévoit des moyens d'appui constitués d'un montant monté sur le cadre et dont une extrémité se termine par un tampon, tourné par une face vers l'arrière, à hauteur du buste, en avant du dispositif de transmission dans le sens de déplacement de la machine. Le tampon donne un appui par le buste à l'homme debout. Le mouvement vers l'avant du buste pendant la marche est contrecarré par l'intermédiaire du tampon, ce qui dispense les bras de devoir repousser le guidon à chaque pas et facilite la commande de direction du guidon par les bras. En outre, en inclinant le buste vers l'avant sur le tampon, le marcheur a le buste soutenu ce qui permet de reposer les muscles du dos et de pousser plus efficacement avec les jambes le dispositif de transmission à patins. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple - la figure 1 est une vue en perspective d'une machine de locomotion suivant l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de moyens d'appui suivant l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe verticale du dispositif de transmission et du dispositif de propulsion, - la figure 4 est un schéma d'une variante du dispositif de transmission. La machine de locomotion représentée à la figure 1 comporte un cadre 1 de bicyclette supporté par une roue avant 2 et comportant un guidon 33 de bicyclette la dirigeant et par une roue arrière 3, qui donnent une force de réaction avec la surface du sol, la roue arrière 3 étant motrice et servant également de dispositif de propulsion de l'arrière vers l'avant. Le dispositif de transmission est constitué de deux bandes 4 et 5 sans fin, nervurées sur l'intérieur et montées, de part et d'autre du cadre, sur des rouleaux cannelés. La figure 2 montre que la bande 4 sans fin est montée de manière à entraîner en rotation, d'une part, un premier rouleau arrière 6 qui fait office d'axe d'entraînement et qui est monté à rotation sur une troisième roue libre 8 arrière qui entraîne un pignon 7 et ainsi, la roue arrière 3 et, d'autre part, un premier rouleau 9 avant. Une première roue libre 30 avant est montée sur le premier rouleau 9 avant, de sorte que celle-ci ne peut tourner que dans un sens et que la bande 4 sans fin ne peut se déplacer que de l'avant vers l'arrière.De la même manière, il est prévu une seconde roue libre 31 avant montée sur un second rouleau 29 avant sur lequel passe la seconde bande 5 sans fin et un second rouleau arrière 36, sur lequel passe la seconde bande 5 sans fin et sur lequel est monté à rotation une quatrième roue libre 38 arrière qui entraîne également la roue arrière 3 par l'intermédiaire d'un autre pignon 37. Les éléments consitutifs du dispositif de transmission sont identiques pour la bande 5 sans fin à ceux prévus pour la bande 4 sans fin et sont indiqués entre parenthèses à la figure 2. Le rouleau arrière 36 correspond au rouleau arrière 6, la roue libre arrière 38 à la roue libre arrière 8, le pignon 37 au pignon 7, la bande 5 sans fin à la bande 4 sans fin, la roue libre avant 31 à la roue libre avant 30, le rouleau avant 29 au rouleau avant 9.Les rouleaux avant 9 et 29 sont entraînés en rotation indépendamment l'un de l'autre par les bandes 4 et 5 sans fin, de même que les rouleaux arrière 6 et 36. Pour chaque bande sans fin, le dispositif de transmission comporte également des rouleaux secondaires de maintien de bande sans fin et des poulies 51 et 53 qui sont appliquées sous leur bande sans fin par compression de ressorts 52 et 54. Pour chaque bande sans fin, le dispositif de transmission comporte également un guide 55 de bande qui est fixé au cadre 1 et monté sur les côtés des bandes 4 et 5 ; ce guide les empêche de se déplacer transversalement. Les ressorts 52 et 54 sont fixés par une extrémité au guide 55 de bande sans fin et par leur autre extrémité à leurs poulies respectives 51 et 53. La figure 3 est une vue en coupe verticale du dispositif de transmission et du dispositif de propulsion. Une boîte 140 de vitesse comportant une commande 141 est montée entre la troisième roue libre 8 et le rouleau 6. Lorsque l'on marche sur les bandes 4 et 5 sans fin, le pied avant, qui est par exemple le pied gauche, a un contre-appui sur la bande 5 sans fin du fait du blocage de sa troisième roue libre 31 avant de son second rouleau 29 avant, qui empêche le déplacement de la bande 5 sans fin de l'arrière vers l'avant, tandis que le pied arrière déplace par poussée la première bande 4 sans fin de l'avant vers l'arrière, la première roue libre 30 avant de son premier rouleau 9 avant étant entraînée en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le déplacement de l'avant vers l'arrière de la première bande 4 sans fin entraîne en rotation simultanément dans le sens inverse des aiguilles d'une montre son rouleau 6 et sa roue libre 38 par l'intermédiaire de la boîte 140 de vitesse.La roue libre 38 entraîne en rotation le pignon 7 dans le sens des aiguilles d'une montre et ainsi, la roue arrière 3 dans le même sens. II s'effectue un déplacement analogue des bandes sans fin lorsque c'est le pied gauche qui pousse vers l'arrière la bande 5 sans fin et que c'est le pied droit qui est le pied avant sur la bande 4 sans fin. La variante, représentée à la figure 4, comprend un premier et un second patins 10 et 11 montés coulissants sur des rails s'étendant parallèlement sur le cadre 1. Les patins 10, 11 sont reliés entre eux, par l'intermédiaire d'une chaîne 12. Cette chaîne 12 passe successivement sur une première roue libre 13, sur une roue de renvoi 14 fixée au cadre et sur une deuxième roue libre 15. Ces première et deuxième roues libres 13 et 15 entrainent alternativement en rotation la roue arrière 3, par l'intermédiaire d'un axe arrière 16. Une extrémité 18 de la chaîne 12 est fixée à l'extrémité arrière 19 du premier patin 10 et l'autre extrémité 20 de la chaîne 12 est fixée à l'extrémité arrière 21 du second patin 11. Par rapport au plan de la roue arrière 3, le premier patin 10 et la première roue libre 13 sont d'un côté et le second patin 11 et la deuxième roue libre 15 sont de l'autre côté.Chaque roue libre 13 et 15 entraîne en rotation la roue arrière 3 dans le même sens de déplacement de la machine, la première roue libre 13 entraînant en rotation la roue arrière 3 lorsque le second patin 11 coulisse d'avant en arrière, la deuxième roue libre 15 entraînant en rotation la roue arrière 3 lorsque le premier patin 10 coulisse d'avant en arrière. Des moyens de réciprocité, faisant qu'un déplacement de l'un des patins provoque un déplacement de même longueur et en sens opposé de l'autre patin, sont constitués d'un câble 22, qui passe sur deux poulies 23 et 24. Les extrémités 25 et 26 du câble sont fixées respectivement aux extrémités avant 27 et 28 des patins 10 et 11. Suivant l'invention, les moyens d'appui 40, 41, 42, 43 représentés à la figure 1, peuvent être associés de façon avantageuse au dispositif de transmission à patins de la figure 4. Ces moyens sont constitués d'un montant 40, qui est monté par une extrémité sur le cadre 1 et dont l'autre extrémité se divise en deux branches se terminant par deux tampons 41 et 42 tournés par une face vers l'arrière. Ces tampons , par exemple en caoutchouc, sont à hauteur du buste du marcheur et en avant des patins dans le sens de déplacement de la machine. Ils sont symétriques l'un de l'autre par rapport au plan des roues. Le montant 40 passe dans un anneau 43 fixé au cadre 1. Le montant 40 est situé derrière le guidon 33 dans le sens de déplacement de la machine. Lorsque l'utilisateur marche, les tampons 41 et 42 empêchent son buste de se déplacer vers l'avant, ce qui permet au pied gauche, par exemple, de faire coulisser le patin gauche d'avant en arrière. La force appliquée est transmise par l'intermédiaire de la chaîne 12 et par la roue de renvoi 14 à la première roue libre 13 qui entraîne la roue arrière 3, la deuxième roue libre 15 étant désaccouplée, tournant en sens horaire, donc inopérante pour la propulsion. En même temps, le patin droit 10 est déplacé dans le sens opposé, c'est-à-dire d'arrière en avant, par l'intermédiaire du câble 22 qui passe dans les poulies 23 et 24, le pied droit étant levé. Le patin droit 10 vient en avant et le patin gauche 11 en arrière. Par l'appui du buste sur les tampons, I'utilisateur peut poser le pied droit sur le patin droit 10 et réitérer le mouvement précédement décrit. L'appui du buste sur les tampons permet en outre aux bras de ne pas être en répulsion sur le guidon 33 et donc de bien diriger la machine de locomotion. Suivant une variante, le dispositif 3 de propulsion est entraîné par le patin 10 par l'intermédiaire d'une troisième roue libre 8 arrière et par le patin 11 par l'intermédiaire d'une quatrième roue libre 38 arrière. REVENDICATIONS 1. Machine de locomotion mue par la marche de l'homme qui l'utilise, comportant un cadre (1), qui est muni de moyens (2, 3) donnant une force de réaction avec la surface sur laquelle la machine est destinée à se déplacer, et sur lequel est monté un dispositif (3) de propulsion de l'arrière vers l'avant entraîné par un dispositif de transmission à patin, que les pieds de l'utilisateur font se déplacer lorsqu'il marche, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens d'appui, d'une partie du corps de l'utilisateur autre que les avant-bras, destinés à empêcher ladite partie de se déplacer, au moins temporairement, vers l'avant par rapport au cadre, lorsque l'utilisateur marche. 2. Machine de locomotion suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'appui sont de symétrie par rapport à un plan de symétrie vertical longitudinal du cadre (1). 3. Machine de locomotion suivant l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle le dispositif de transmission comporte comme patins, des première et seconde bandes (4, 5) sans fin, qui sont montées de manière que le déplacement de chaque bande sans fin de l'avant vers l'arrière entraîne en rotation un axe (6) d'entraînement du dispositif (3) de propulsion, la première bande (4) sans fin passe sur un premier rouleau (9) avant monté tournant sur le cadre (1), la seconde bande (5) sans fin passe sur un second rouleau (29) avant monté tournant sur le cadre (1), les rouleaux (9) et (29) avant étant susceptibles de tourner indépendamment l'un de l'autre autour d'axes différents de l'axe (6) d'entraînement, caractérisée en ce que les moyens d'appui sont deux première et seconde roues libres avant (30) et (31) montées respectivement sur le rouleau (9) et (29) avant, de manière que chaque bande (4, 5) sans fin ne puisse se déplacer que de l'avant vers l'arrière et ladite partie du corps est le pied. 4. Machine de locomotion suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que, ladite partie est le buste et les moyens d'appui sont prévus au niveau du buste de l'utilisateur. 5. Machine de locomotion suivant la revendication 4, caractérisée en ce que, les moyens d'appui sont constitués d'un montant (40) monté sur le cadre et dont une extrémité se termine par un tampon (41, 42), tourné par une face vers l'arrière, à hauteur du buste, en avant du dispositif de transmission dans le sens du déplacement de la machine. 6. Machine de locomotion suivant l'une des revendications 1 à 5, comportant deux patins (10, 11), caractérisée en ce que le dispositif (3) de propulsion est entraîné par le patin (10) par l'intermédiaire d'une troisième roue libre (8) arrière et par le patin (11) par l'intermédiaire d'une quatrième roue libre (38) arrière. 7. Machine de locomotion suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce qu'une boîte (140) de vitesse ayant une commande (141) est montée sur l'axe (6) d'entraînement entre une roue libre (38, 8) arrière et un rouleau arrière sur lequel passe le patin associé à cette roue libre. 8. Machine de locomotion suivant l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce qu'un guide (55) est monté sur le cadre (1) sur un côté d'un patin, de sorte à l'empêcher de se déplacer latéralement par rapport à la direction de déplacement de l'avant vers l'arrière des patins. 9. Machine de locomotion suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif (3) de propulsion est une roue, une roue à aubes, une hélice ou une chenillette.