Brevet FR2825615A1 — publié le 20021213

FAUTEUIL ROULANT MOTORISE AUX QUATRE ROUES La présente invention concerne un véhicule pour handicapés physiques, du type fauteuil roulant, à usage mixte intérieur/extérieur. Dans l'état actuel de la technique et du savoir faire de fabrication de véhicules pour handicapés, on connaît plusieurs types de véhicules plus ou moins spécialisés. Ainsi, on connaît bien sûr le fauteuil roulant classique, comprenant un chassis tubulaire en forme de siège, monté sur un axe recevant deux grandes roues actionnées manuellement par l'utilisateur, et comprenant par ailleurs deux petites roues autodirectionnelles. Ce fauteuil a l'avantage d'être assez léger (généralement entre 10 et 15 Kg) pour pouvoir être manipulé par une personne seule. En outre, il est de dimensions réduites, bien adaptées à un usage en intérieur. Par contre, n'étant pas motorisé, il est d'un usage pénible à l'extérieur, surtout sur des terrains inégaux ou pentus. Ainsi, les utilisateurs de ce genre de fauteuil qui souhaitent partir en promenade doivent se contenter d'un rayon d'action limité, ou bien doivent se procurer un second fauteuil plus adapté à un environnement externe. Justement, le désir de mobilité accrue des handicapés moteurs à l'extérieur a permis le développement de plusieurs types de véhicules plus adaptés à ce genre d'usage. Ainsi, on connaît en particulier des véhicules tels que ceux commercialisés sous la marque Buggy 2000 par Adam's Systems, ou ceux commercialisés sous la marque Optimus . Il s'agit en fait plutôt d'une petite voiture électrique, composée d'un chassis portant un siège, et comportant un moteur électrique et des batteries d'alimentation, ainsi que divers accessoires et dispositifs de sécurité, tels que des freins, amortisseurs, éclairage etc.... Bien que ce véhicule puisse théoriquement être utilisé à l'intérieur et à l'extérieur, il ne peut guère être emmené en voyage du fait de son poids élevé (plus de 250 Kilogrammes). En outre, ces véhicules ne comportent que deux roues motrices et ne sont pas adaptés à un usage de type tout-terrain. Enfin leur autonomie est limitée, et le temps de charge des batteries est de plusieurs heures. Pour ceux des utilisateurs qui veulent encore augmenter leur mobilité en extérieur, même en milieu naturel, il existe des véhicules moteurs dont le poste de pilotage est conçu pour pouvoir recevoir un fauteuil roulant manuel classique. Un tel véhicule est commercialisé par Aquitaine Concept Tout Terrain, sous la marque Modul'Pro 4x4 . Il s'agit là de véritables véhicules à 4 roues motrices, avec un moteur thermique, une transmission automatique, et un poids de l'ordre de 350 Kilogrammes, de sorte qu'ils ne sont pas en eux-mêmes adaptés à un usage mixte, mais l'usage ne devient mixte intérieur/extérieur que par juxtaposition de deux véhicules, et par conséquent, le coût global est bien supérieur aux solutions précédentes. L'état de la technique qui vient d'être présenté montre que les véhicules existants pour handicapés moteurs présentent un certain nombre d'inconvénients si le but recherché est un usage réellement mixte intérieur/extérieur. En effet, pour résumer : - il n'existe pas de fauteuil roulant qui soit destiné et utilisable aussi bien en environnement d'intérieur, d'extérieur et tout terrain ; - Il existe un fauteuil de type tout-terrain, mais il est actionné manuellement ; Les véhicules les plus efficaces, y compris en environnement tout-terrain, sont très lourds (plusieurs centaines de kilogrammes) et ne permettent pas un usage en intérieur ; - Il existe certains fauteuils roulants électriques, mais ils n'ont que deux roues motrices et ont une autonomie réduite à la capacité de leurs batteries, et sont inutilisables pendant le temps de charge de celles-ci, qui est typiquement long. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des fauteuils roulants connus, dans le cadre d'un usage mixte intérieur/extérieur. Plus précisément, un but de l'invention est de proposer un fauteuil roulant de dimensions similaires aux fauteuils manuels bien connus, mais néanmoins motorisé et équipé pour un usage efficace en extérieur, même en terrain naturel, sans que son poids ou son autonomie ne soient pénalisants. Un autre but de la présente invention est de proposer un fauteuil roulant présentant une grande simplicité, un faible nombre de composants, et par conséquent un côut relativement faible. A cet effet, l'invention concerne un fauteuil roulant motorisé, comportant un chassis, une assise, des moyens moteurs pour déplacer le fauteuil en arrière ou en avant, et des moyens directionnels, caractérisé en ce que lesdits moyens moteurs comportent un moteur actionnant au moins une pompe hydraulique qui fait circuler un fluide hydraulique dans un circuit hydraulique, de façon à entrainer les roues du fauteuil roulant. Selon d'autres caractéristiques du fauteuil roulant selon l'invention : - il comporte une première pompe hydraulique connectée en série avec un premier circuit hydraulique alimentant des moteurs hydrauliques de réception connectés à chacune des roues de gauche, une seconde pompe hydraulique connectée en série avec un second circuit hydraulique alimentant des moteurs hydrauliques de réception connectés à chacune des roues de droite, et en outre une commande à tiroirs actionnée par un levier, disposée entre les circuits hydrauliques, de façon à amener ou non le fluide hydraulique aux moteurs hydrauliques de réception des roues gauches et/ou droites. - de préférence, le levier actionnant la commande à tiroirs est muni d'un flexible permettant de commander son actionnement par le menton de l'utilisateur. - pour faire avancer le fauteuil roulant en ligne droite, on actionne le levier de commande de manière à faire avancer les roues de droite et de gauche simultanément. - pour faire reculer le fauteuil en ligne droite, on actionne le levier de commande de manière à faire reculer les roues de droite et de gauche simultanément. - pour faire virer le fauteuil vers la droite en marche avant, on actionne le levier de commande de manière à faire avancer uniquement les roues de gauche. - pour faire virer le fauteuil vers la gauche en marche avant, on actionne le levier de commande de manière à faire avancer uniquement les roues de droite. les roues avant sont directionnelles et autostables, de façon à ne braquer à droite ou à gauche uniquement lorsqu'elles reçoivent une sollicitation appropriée en rotation. - le fauteuil comporte de préférence aussi un circuit hydraulique supplémentaire pour alimenter un vérin disposé sous le siège du fauteuil, de façon à régler de façon hydraulique la hauteur du siège par l'utilisateur. - le moteur est un moteur thermique d'une puissance de l'ordre de 5 chevaux, l'ensemble du fauteuil ayant un poids total inférieur à 20 kilogrammes. L'invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins ci-annexés, dans lesquels : la figure 1 représente un schéma de principe du fauteuil roulant selon l'invention, en vue de dessus ; la figure 2 représente un schéma de principe du fauteuil roulant selon l'invention, en vue de côté ; la figure 3 représente un schéma de principe des principaux composants du fauteuil roulant selon l'invention, dans une configuration de marche avant ; la figure 4 représente un schéma de principe des principaux composants du fauteuil roulant selon l'invention, dans une configuration de marche arrière ; la figure 5 représente un schéma de principe des principaux composants du fauteuil roulant selon l'invention, dans une configuration d'inversion entre marche avant et marche arrière ; La figure 6 représente un schéma de principe des principaux composants du fauteuil roulant selon l'invention, dans une configuration globale permettant la commande des marcheavant, marche-arrière et gauche-droite ; - la figure 6a est une vue plus détaillée d'une partie de la figure 6. On se réfère à la figure 1. On a représenté dans cette figure une vue de dessus schématique du fauteuil roulant selon l'invention, référencé 1. Le fauteuil roulant 1 comporte un châssis 2 sur lequel est fixé un siège 3. Le châssis est relié à quatre roues 4a, 4b, 4c et 4d au moyen d'axes de rotation 5 portant chacun un moteur de réception hydraulique respectif 24 a, 24b, 24c et 24d solidaires respectivement des roues 4a, 4b, 4c, 4d. Ces moteurs de réception hydrauliques 24a, 24b, 24c, 24d sont par exemple constitués de turbines aptes à transformer l'énergie hydraulique qu'elle reçoivent, en énergie mécanique qui est alors communiquée aux roues. Chaque moteur de réception comporte une entrée et une sortie de fluide interchangeables, de sorte que le sens d'arrivée et de sortie du fluide hydraulique détermine de sens de rotation du moteur de réception, et par conséquent de la roue qui y est liée. De préférence, pour optimiser l'adhérence et le roulage, les roues 4a, 4b, 4c, 4d sont larges, de petit diamètre, et à basse pression. De préférence également, les roues sont montées par clipsage, pour faciliter leur enlèvement et leur remise en place. Ainsi, le fauteuil roulant peut être rangé facilement dans une voiture par une seule personne. Il est à noter que pour obtenir un train roulant simplifié au maximum, les axes de rotation 5 ne sont pas articulés, mais simplement mobiles en rotation, de sorte que la direction est donnée au fauteuil par le sens d'avancement des roues et par leur vitesse relative, un peu comme sur les chars. Cependant, en variante (non représentée dans les figures), on pourra prévoir des roues avant montées sur des axes articulés, de sorte que les roues soient directionnelles, tout en restant libres, c'est- à-dire non asservies à une direction. Dans cette configuration, les roues avant sont autostables, c'est-à-dire qu'elles se remettent en position droite lorsqu'elles ne sont pas entrainées en rotation avant ou arrière. On a aussi représenté de façon schématique un moteur 6, qui est un moteur thermique, situé par exemple sous ou derrière le siège 3. La transmission d'énergie motrice par ce moteur 6 jusqu'aux roues 4 pour les différentes situations de roulage sera détaillée plus loin. Notons encore la présence d'un organe de commande 7 de type levier (encore appelé joystick en terminologie anglosaxonne) dont la position actionne une commande à tiroirs (non représentéeà et détermine ainsi le sens et la vitesse de rotation des moteurs de réception hydraulique 24, et par conséquent celle des roues 4 qui en sont solidaires. De préférence, ou tout au moins en option, on pourra prévoir la possibilité de commander le levier 7 à partir du menton ou de la tête de l'utilisateur, ce qui peut s'avérer utile pour permettre l'utilisation du fauteuil roulant par des personnes tétraplégiques. La réalisation d'un tel déport de commande n'est pas d'une grande difficulté technique, elle peut être réalisée aisément par l'homme du métier, notamment à partir d'un câble de commande flexible, elle ne sera donc pas décrite en détail. On se réfère maintenant à la figure 2, représentant le fauteuil roulant 1 de la figure 1, mais vu de côté. Cette figure fait apparaître un réservoir de carburant 8 destiné à l'alimentation du moteur 6, et situé par exemple sous le siège 3. On a aussi représenté un mécanisme téléscopique 9 supportant le siège 3, de façon à ce que celui-ci puisse être monté (notamment lorsque l'utilisateur désire s'asseoir ou se relever) et descendu (notamment lorsque l'utilisateur s'apprête à mettre le fauteuil roulant en mouvement. On se réfère à la figure 3 qui représente de façon plus détaillée un schéma de principe des principaux composants assurant la propulsion et la direction du fauteuil roulant selon l'invention, dans une configuration de marche avant. On a représenté en trait continu le flux hydraulique sortant de la pompe hydraulique et allant vers les moteurs de réception 24, et en trait interrompu les flux hydrauliques revenant des moteurs de réception 24 vers le réservoir 14. Le moteur 6 représenté de façon schématique possède un axe moteur 10 qui tourne en continu pendant l'utilisation du fauteuil roulant et actionne deux pompes hydrauliques 11, 12 reliées à un circuit hydraulique 13, 15 qui est établi entre un réservoir 14 de fluide hydraulique et les moteurs de réception 24 qui entrainent les roues 4. Plus précisément, un circuit hydraulique gauche 13 est établi entre une sortie du réservoir hydraulique 14, la pompe hydraulique 111 un moteur de réception hydraulique 24b solidaire de la roue avant gauche 4b, et un moteur de réception hydraulique solidaire 24a solidaire de la roue arrière gauche (non représentée). De façon similaire, un circuit hydraulique droit 15 est établi entre une sortie du réservoir hydraulique 14, la pompe hydraulique 12, un moteur de réception hydraulique 24d solidaire de la roue avant droite (non représentée), et un moteur de réception hydraulique 24c solidaire de la roue arrière droite (non représentée). Entre les deux circuits hydrauliques gauche 13 et droit 15 est connectée une commande à tiroirs miniaturisée actionnée par l'intermédiaire d'un levier ( Joystick ) 17 et qui permet ainsi de régler le débit des pompes gauche 11 et droite 12, ce qui revient à régler la vitesse d'avancement respective des roues gauches et droites. Ainsi, le levier 17 actionne une commande à tiroirs miniaturisée qui permet de réguler les flux dans chaque circuit hydraulique, en fonction de la position du levier 17. De telles commandes à tiroirs sont biens connues dans le domaine de l'hydraulique. Le fonctionnement est alors le suivant : le moteur 6 étant en marche, il actionne les pompes hydrauliques 11, 12 qui font circuler le fluide hydraulique dans les circuits 13, 15, vers les moteurs de réception 24, puis de ceux-ci en retour vers le réservoir 14. La commande à tiroirs est connectée en parallèle entre les deux circuits gauche 13 et droit 15, de façon à recevoir en entrée le flux issu des pompes 11, 12, et en sortie il est connecté au réservoir 14. Ainsi, la commande à tiroirs 16 organise une fuite contrôlée pour ramener le fluide hydraulique vers le réservoir 14 (conduites représentées en trait interrompu). La position du levier 17 va permettre d'égaliser ou au contraire de déséquilibrer les fuites entre le circuit droit 15 et le circuit gauche 13. Des fuites identiques des deux côtés vont correspondre à une puissance identique amenée aux moteurs de réception droits et gauche, de sorte que le fauteuil roulant 1 va avancer en ligne droite. Une fuite de retour plus importante dans le circuit droit 15 va permettre d'amener plus de puissance hydraulique aux moteurs de réception du côté gauche, de sorte que les roues gauches vont avancer plus vite, et le fauteuil va virer à droite. Inversément, une fuite de retour plus importante dans le circuit gauche 13 va permettre d'amener plus de puissance hydraulique aux moteurs de réception du côté droit, de sorte que les roues droites vont avancer plus vite, et le fauteuil va virer à gauche. On se réfère maintenant à la figure 4. Dans cette figure, on a représenté un schéma de principe des principaux composants assurant la propulsion et la direction du fauteuil roulant selon l'invention, dans une configuration de marche arrière. Dans cette configuration, le circuit hydraulique comporte une commande à tiroirs 26 similaire à celle 16 de la figure 3, cette commande 26 étant actionnée par l'intermédiaire d'un levier référencé 27. Cependant, les sorties des pompes 11, 12 sont ici connectées par les conduits 27,28, 29,30 aux secondes entrées des moteurs de réception respectifs 24b, 24a, 24d, 24c, de sorte que les roues correspondantes vont tourner en arrière, et que le fauteuil roulant recule en ligne droite. Pour virer en arrière vers le côté droit ou le côté gauche, l'utilisateur agira sur le levier 27 pour privilégier le débit du côté droit (pour reculer en virant vers la gauche), ou pour privilégier le débit du côté gauche (pour reculer en virant vers la droite). On se réfère maintenant à la figure 5.. Dans cette figure, seule la partie gauche du circuit hydraulique, permettant l'entraînement des moteurs de réception gauches 24a, 24b a été représentée, étant entendu que la partie droite est symétrique. Dans cette figure, on a représenté une configuration de commande à tiroirs 36 permettant, en fonction de la position du levier de commande (non représenté), d'agir sur les vannes 36a et 36b de la commande à tiroirs 36, afin d'inverser le sens du flux hydraulique qui attaque l'entrée de chaque moteur de réception. Par exemple, lorsque les vannes 36a, 36b sont dans la configuration représentée, le flux hydraulique issu de la pompe 11 arrive à l'orifice référencé El du moteur de réception 24a, et ressort par l'orifice E2, ce qui correspond à un premier sens de rotation du moteur de réception 24a. Inversément, lorsque les vannes 36a, 36b sont dans la configuration inverse de celle représentée, le flux hydraulique issu de la pompe 11 arrive à l'orifice référencé E2 du moteur de réception 24a, et ressort par l'orifice El, ce qui correspond au sens de rotation inverse du moteur de réception 24a. Ainsi, il est possible, en fonction de la position du levier de la commande à tiroirs 36, de sélectionner la marche avant ou la marche arrière, qui pour le reste fonctionne comme expliqué en relation avec les figures 3 et 4 On se réfère maintenant à la figure 6. Dans cette figure, on a représenté une synthèse du fonctionnement de la commande du circuit hydraulique, lorsque tous les composants sont branchés comme indiqué dans les figures 3 à 5. A cet effet, les commandes à tiroirs 16,26, 36 précédentes sont combinées en une commande globale 46 de façon à pouvoir être actionnées par un seul levier de sélection global schématisé par le trait interrompu 47 permettant de sélectionner la marche avant ou la marche arrière, le virage à droite ou le virage à gauche. L'action sur le levier 47 et l'effet qui en résulte sont résumés de façon synthétique sur la vue de détail 6a, qui représente la tige du levier 47 ( joystick ), et divers exemples de position, avec le mouvement qui en résulte pour le fauteuil roulant 1 selon l'invention. Ainsi, en poussant le levier 47 en avant (direction référencée AV), on fait avancer le fauteuil roulant en ligne droite. En poussant le levier vers l'arrière et la gauche (direction référencée ARG), on fait se déplacer le fauteuil en biais vers l'arrière et la gauche. Et ainsi de suite pour les autres directions : AVD (avant droite), AVG (avant gauche), ARD (arrière gauche), G (gauche), et D (droite). De ce qui précède, il résulte que l'invention atteint ses objectifs, et permet de proposer un fauteuil roulant de structure simple et lègère, puisqu'il ne comporte ni batteries électriques, ni freins, ni boite de vitesse, ni cardans de direction. Toute la mobilité est assurée par un circuit hydraulique permettant d'appliquer l'énergie motrice aux roues au moyen d'un circuit hydraulique, et ce de façon sélective. La circulation du fluide hydraulique est assurée par une pompe hydraulique actionnée par un moteur, qui est de préférence un petit moteur thermique d'une puissance de l'ordre de 5 chevaux alimenté à partir d'un petit réservoir de carburant. REVENDICATIONS 1. Fauteuil roulant motorisé (1), comportant un chassis (2), une assise (3), des moyens moteurs (6,11, 12,13, 15) pour déplacer le fauteuil en arrière ou en avant, et des moyens directionnels (16 ; 26 ; 36 ; 46), caractérisé en ce que lesdits moyens moteurs comportent un moteur (6) actionnant au moins une pompe hydraulique (11,12) qui fait circuler un fluide hydraulique dans un circuit hydraulique (13,15), de façon à entrainer les roues (4a, 4b, 4c, 4d) du fauteuil roulant (1). 2. Fauteuil roulant (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une première pompe hydraulique (11) connectée en série avec un premier circuit hydraulique (13) alimentant des moteurs hydrauliques de réception (24a, 24b) connectés à chacune des roues de gauche (4a, 4b), une seconde pompe hydraulique (12) connectée en série avec un second circuit hydraulique (15) alimentant des moteurs hydrauliques de réception (24c, 24d) connectés à chacune des roues de droite (4c, 4d), et en outre une commande à tiroirs (16,26, 36,46) actionnée par un levier (7 ; 17 ; 27 ; 47), disposée entre les circuits hydrauliques (13,15), de façon à amener ou non le fluide hydraulique aux moteurs hydrauliques de réception (24) des roues gauches (4a, 4b) et/ou droites (4c, 4d). 3. Fauteuil roulant (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le levier (7 ; 17, 27 ; 47) actionnant la commande à tiroirs (16 ; 26 ; 36 ; 46) est muni d'un flexible permettant de commander son actionnement par le menton de l'utilisateur. 4. Fauteuil roulant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour faire avancer le fauteuil roulant en ligne droite, on actionne le levier (7 ; 17 ; 27 ; 47) de commande de manière à faire avancer les roues de droite (4a, 4b) et de gauche (4c, 4d) simultanément. 5. Fauteuil roulant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour faire reculer le fauteuil en ligne droite, on actionne le levier (7 ; 17 ; 27 ; 47) de commande de manière à faire reculer les roues de droite (4a, 4b) et de gauche (4c, 4d) simultanément. 6. Fauteuil roulant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour faire virer le fauteuil vers la droite en marche avant, on actionne le levier (7 ; 17 ; 27 ; 47) de commande de manière à faire avancer uniquement les roues de gauche (4c, 4d). 7. Fauteuil roulant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour faire virer le fauteuil vers la gauche en marche avant, on actionne le levier (7 ; 17 ; 27 ; 47) de commande de manière à faire avancer uniquement les roues de droite (4c, 4d). 8. Fauteuil roulant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les roues avant (4b, 4d) sont directionnelles et autostables, de façon à ne braquer à droite ou à gauche uniquement lorsqu'elles reçoivent une sollicitation appropriée en rotation. 9. Fauteuil roulant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit hydraulique supplémentaire pour alimenter un vérin (9) disposé sous le siège (3) du fauteuil, de façon à régler de façon hydraulique la hauteur du siège (3) par l'utilisateur. 10. Fauteuil roulant (selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en que ledit moteur (6) est un moteur thermique d'une puissance de l'ordre de 5 chevaux, l'ensemble du fauteuil ayant un poids total inférieur à 20 kilogrammes.