Brevet FR2863508A1 — publié le 20050617

La présente invention a pour objet un véhicule inclinable radio-commandé. Dans l'univers des jouets et du modélisme, on connaît des véhicules terrestres radio-commandés à 2 roues, à dynamique de fonctionnement de type " deux roues ", ainsi qu'à 3 ou 4 roues et plus, à dynamique de fonctionnement de type automobile ou dérivés. Le contrôle de direction des véhicules à 3 ou 4 roues et plus s'opère généralement par action sur un ensemble de roues directrices situées soit à l'avant, soit à l'arrière du véhicule. Ces roues directrices sont mues classiquement par une servocommande pilotée par l'action de l'utilisateur sur un levier de la télécommande dédié à cet effet. Dans d'autres modes de réalisation, le changement de direction s'opère en générant un écart de vitesse entre les roues d'un même côté du véhicule et les roues du côté opposé. Ces véhicules constituent l'essentiel du marché et leur caractère ludique est bien connu. Sur les véhicules à dynamique de fonctionnement de type " deux roues ", le changement de direction s'opère généralement par un déplacement latéral du centre de gravité par rapport au plan de symétrie longitudinal du véhicule. Ce désaxage génère un couple de basculement et suivant un principe physique bien connu, et propre à cette famille de véhicules, l'inclinaison de l'engin et par suite sa mise en trajectoire. Le déplacement latéral du centre de gravité est obtenu généralement en déplaçant latéralement le châssis par rapport à la roue avant directrice grâce à une servo-commande pilotée, de la même façon que précédemment, par l'action de l'utilisateur sur un levier de la télé-commande dédié à cet effet. Ce mode de contrôle est très ludique mais difficile à appréhender par un utilisateur novice. Pour néanmoins faciliter l'usage des véhicules à deux roues radio-commandés et éviter les chutes fréquentes, l'angle d'inclinaison est la plupart du temps limité par un jeu de butées agissant entre le véhicule et le sol. Cette disposition, si elle limite le risque de chute et donc le risque d'endommagement du véhicule, n'en a pas moins pour conséquence de ne pas permettre au véhicule d'évoluer sur tous les types de terrains, à cause des possibilités d'interférence des butées avec le sol. Par ailleurs, le véhicule n'est pas stable à l'arrêt ni aux basses vitesses et doit donc être maintenu puis lancé à la main avant de pouvoir évoluer correctement. Pour ces différentes raisons, le marché des véhicules radio-commandés à dynamique de fonctionnement de type " deux roues " est très limité. Le but de la présente invention est de pallier à ces inconvénients et de proposer de nouveaux moyens de contrôle de trajectoire pour des véhicules radio-commandés à dynamique de fonctionnement de type deux roues , basés sur le déplacement latéral du centre de gravité et la mise en inclinaison du véhicule, qui génèrent un nouveau caractère ludique et autorisent la stabilité à l'arrêt et aux basses vitesses ainsi que l'usage sur tous les types de terrains. A cette fin le véhicule inclinable radio-commandé, propulsé par un ensemble moteur-transmission, comportant au moins trois roues, au moins un essieu directeur monté à pivotement sur un châssis autour d'un axe de braquage, et des moyens de liaison avec le sol, se caractérise essentiellement en ce que le châssis est articulé autour d'un axe de pivotement situé sensiblement dans le plan de symétrie longitudinal du véhicule. Le véhicule inclinable radio-commandé se caractérise aussi en ce qu'un actionneur est disposé entre le châssis et les moyens de liaison avec le sol. Le véhicule inclinable radio-commandé se caractérise en ce que l'actionneur comporte un actionneur rotatif dont l'arbre de sortie est solidaire d'un balancier qui coopère avec les moyens de liaison avec le sol. Le véhicule inclinable radio-commandé se caractérise en ce qu' un mécanisme de couplage coopère avec l'actionneur et l'essieu directeur. Le véhicule inclinable radio-commandé se caractérise en ce que le mécanisme de couplage comprend un basculeur monté à pivotement sur le châssis, une première biellette qui coopère avec le basculeur et le balancier d'une part, et une seconde biellette qui coopère avec une patte de liaison, solidaire de l'essieu directeur, ainsi qu'avec le basculeur d'autre part. Le véhicule inclinable radio-commandé se caractérise en ce que l'actionneur est commandé à distance par la commande de direction de l'organe de télécommande. Selon un premier mode de réalisation des moyens de liaison avec le sol, le véhicule inclinable radio-commandé se caractérise en ce qu'un souschâssis des moyens de liaison avec le sol, supportant un groupe motopropulseur et des roues arrière gauche et droite est monté à pivotement par rapport à un châssis autour d'un axe sensiblement parallèle au sol et situé sensiblement dans le plan de symétrie longitudinal du véhicule. Toujours selon ce premier mode de réalisation des moyens de liaison avec le sol, le véhicule inclinable radio-commandé se caractérise en ce que des biellettes relient chaque extrémité d'un balancier d'un actionneur à des points du sous-châssis, excentrés par rapport à son plan de symétrie longitudinal. Selon un deuxième mode de réalisation des moyens de liaison avec le sol, le véhicule inclinable radio-commandé se caractérise en ce qu'il comporte des moyens de liaison avec le sol constitués de deux bras montés à pivotement sur un châssis autour d'un axe sensiblement perpendiculaire au plan de symétrie longitudinal du véhicule, supportant chacun une roue gauche et droite, et d'éléments de suspension. Toujours selon ce deuxième mode de réalisation des moyens de liaison avec le sol, le véhicule inclinable radio-commandé se caractérise en ce que les éléments de suspension relient chacune des extrémités d'un balancier d'un actionneur à des points des bras situés entre l'axe de pivotement de ces bras et l'axe de rotation des roues. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'exemples de réalisation d'un véhicule inclinable radio-commandé en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue schématique en perspective trois-quarts arrière d'un véhicule inclinable radio-commandé selon l'invention, la figure 2 représente une vue schématique en perspective trois-quarts arrière d'un véhicule inclinable radio-commandé et de son mécanisme de couplage selon l'invention, la figure 3 représente une vue de profil du premier mode de réalisation des moyens de liaison avec le sol pour un véhicule inclinable radio-commandé selon l'invention, la figure 4 représente une vue de face du premier mode de réalisation des moyens de liaison avec le sol pour un véhicule inclinable radio-commandé selon 20 l'invention, - la figure 5 représente une vue de face du premier mode de réalisation des moyens de liaison avec le sol pour un véhicule inclinable radio- commandé selon l'invention, en position inclinée, la figure 6 représente une vue schématique en perspective trois-quarts arrière du 25 deuxième mode de réalisation des moyens de liaison avec le sol pour un véhicule inclinable radio-commandé selon l'invention, la figure 7 représente une vue schématique arrière du deuxième mode de réalisation des moyens de liaison avec le sol pour un véhicule inclinable radio-commandé selon l'invention, en position inclinée. En référence à la figure 1, le véhicule inclinable radio-commandé objet de la présente invention comprend un groupe moto-propulseur 10, au moins un essieu directeur 20, supportant au moins une roue 21, un châssis 30 et des moyens de liaison avec le sol 40, supportant au moins une roue gauche 42 et au moins une roue droite 43. A titre d'exemple, l'essieu directeur 20 est composé d'une fourche 22 montée à pivotement par rapport au châssis 30 autour d'un axe de braquage S - S', et supportant la roue avant 21. Un actionneur 50 est disposé entre le châssis 30 et les moyens de liaison avec le sol 40. Il comprend un actionneur rotatif 51, de type servocommande déjà connu dans le domaine du modélisme et du jouet, un carter 52, un arbre de sortie 53 et un balancier 54. Le carter 52 de l'actionneur rotatif 51 est solidaire dans l'exemple proposé du châssis 30. Le balancier 54, solidaire en son centre de l'arbre de sortie 53 de l'actionneur rotatif 51, coopère avec les moyens de liaison avec le sol 40. Le positionnement de l'actionneur rotatif 51 est tel que son arbre de sortie 53 pivote autour d'un axe y-y' situé sensiblement dans le plan de symétrie longitudinal du véhicule. Le châssis 30 est articulé autour d'un axe de pivotement X-X' situé sensiblement dans le plan de symétrie longitudinal du véhicule. Le pivotement du châssis 30 autour de l'axe XX' est contrôlé par les déplacements qu'exerce l'actionneur 50 sur les moyens de liaison avec le sol 40. Le pilotage du véhicule par l'utilisateur s'effectue grâce à une radio-commande non représentée ici, dont la partie réceptrice 32 est, à titre d'exemple, solidaire du châssis 30. Cette radio-commande permet de contrôler la puissance délivrée par le groupe moto-propulseur et par suite la vitesse du véhicule, ainsi que l'inclinaison du châssis 30 par l'intermédiaire de l'actionneur 50. Le groupe moto-propulseur 10 peut indifféremment faire appel à l'énergie thermique ou électrique. Dans ce dernier cas, il est alimenté par un jeu de batteries 31, qui alimente également l'actionneur 50 et la partie réceptrice 32 de la radio-commande. Suivant un phénomène physique connu, l'angle de braquage de l'essieu directeur 20, et par voie de conséquence la trajectoire du véhicule, est fonction, au-dessus d'un seuil de vitesse Vlim, du déplacement latéral du centre de gravité du véhicule généré son inclinaison, et de sa vitesse. Afin d'éliminer les risques de basculement du véhicule à l'arrêt ou à très basse vitesse, son pivotement autour de l'axe X-X' est limité à environ 15 dans ces phases de fonctionnement. L'amplitude maximale est autorisée dès que le véhicule dépasse le seuil de vitesse Vlim, qui est de l'ordre de 3 Km/h. La détection de ce seuil est assurée par un capteur de vitesse 23, de technologie connue, mesurant par exemple la vitesse de rotation d'une des roues. L'information délivrée par le capteur 23 est utilisée pour autoriser on non le débattement maximum de l'actionneur 50. Au-dessus du seuil de vitesse Vlim, la trajectoire du véhicule peut donc être intégralement gérée par son inclinaison. Au-dessous de Vlim, il est nécessaire de pouvoir également agir sur le braquage de l'essieu directeur 20. A cette fin, il est prévu, tel que représenté à la figure 2, un mécanisme de couplage 60 qui coopère d'une part avec l'actionneur 50 et d'autre part avec l'essieu directeur 20. Celui-ci est composé d'un basculeur 61 en forme de V ouvert à 90 , monté à pivotement sur le châssis 30 autour d'un axe perpendiculaire au plan de symétrie longitudinal du véhicule. A sa partie postérieure, ce basculeur 61 coopère avec la partie haute d'une biellette 62. La partie basse de cette biellette est articulée sur le balancier 54 de l'actionneur 50. A sa partie supérieure, le basculeur 61 coopère, par l'intermédiaire d'une articulation, avec la partie postérieure d'une biellette 63. La partie antérieure de la biellette 63 coopère avec l'essieu directeur 20 par l'intermédiaire d'une patte de liaison 64, autorisant le coulissement de cette biellette. La patte de fixation 64 est excentrée par rapport à l'axe de braquage. Deux butées 65 et 66, espacées d'une distance d, sont fixées sur la biellette 63, de chaque côté de la patte de liaison 64. La distance d est telle qu'au-dessus de Vlim elle soit supérieure à la somme des déplacements de la biellette 63 provoqués par son couplage à l'actionneur 50 dans son mode de fonctionnement non limité en amplitude, et des déplacements de l'essieu directeur 20 dus à la prise de braquage. Cette distance d est par ailleurs telle qu'au-dessous de Vlim elle soit inférieure à la somme des déplacements de la biellette 63 provoqués par son couplage à l'actionneur 50, dans son mode de fonctionnement limité en amplitude, et des déplacements de l'essieu directeur 20 dus à la prise de braquage. Les biellettes 62 et 63 coopèrent avec l'actionneur 50 et l'essieu directeur 20 de telle sorte qu'une inclinaison à gauche du véhicule provoque un braquage à gauche de l'essieu directeur, et inversement. De cette façon, il existe un couplage entre l'actionneur 50 et l'essieu directeur 20 permettant de contrôler la trajectoire du véhicule au-dessous de Vlim. Au-dessus de Vlim, il n'y a pas de couplage entre l'actionneur 50 et l'essieu directeur 20, et la trajectoire est exclusivement contrôlée par l'inclinaison du véhicule. Par ailleurs, l'actionneur 50 permet de contrôler l'inclinaison du véhicule à l'arrêt. Les modes de réalisation qui vont être présentés dans la suite de la description détaillent différentes conceptions de moyens de liaison avec le sol permettant d'assurer et de contrôler le pivotement du châssis 30 autour de l'axe X-X'. En référence aux figures 3 et 4, le véhicule inclinable radio-commandé comprend, suivant un premier mode de réalisation, un châssis 130, supportant à sa partie avant un essieu directeur 120. A sa partie arrière, le véhicule comprend des moyens de liaison avec le sol 140, composés d'un sous-châssis 141 supportant un groupe moto-propulseur 110. Les moyens de liaison avec le sol 140 comprennent également une roue arrière gauche 142, une roue arrière droite 143, des biellettes 145 ainsi que des ensembles de rotules 146 et 147. Le groupe moto-propulseur 110 guide en rotation et supporte les roues arrière gauche et droite 142 et 143. Dans une variante de réalisation, des éléments de suspension peuvent être interposés entre les roues 142 et 143, et le châssis 130. Le châssis 130 est monté à pivotement par rapport au sous-châssis 141 des moyens de liaison au sol 140 autour d'un axe X1-Xl'. L'axe X1-X1' est situé dans le plan de symétrie longitudinal du véhicule et est sensiblement parallèle au sol. Dans des variantes, il peut être incliné vers l'avant ou vers l'arrière du véhicule. Les biellettes 145 relient chaque extrémité du balancier 154 de l'actionneur 150 à des points Al du sous-châssis 141, excentrés par rapport à son plan de symétrie longitudinal. La liaison entre les biellettes 145 et le balancier 154 d'une part, et le sous-châssis 141 d'autre part, est assurée par les ensembles de rotules 146 et 147. Pour des raisons de simplification de la conception, la liaison entre le balancier 154 et le sous-châssis 141 peut être assurée par une seule biellette 145. Les figures 3 et 4 représentent l'attitude du véhicule lorsque l'actionneur rotatif 151 est dans sa position neutre. Le châssis 130 est alors sensiblement vertical, l'angle de braquage de l'essieu directeur 120 est nul et la trajectoire du véhicule sensiblement rectiligne. La figure 5 représente l'attitude du véhicule lorsque l'actionneur rotatif 151 a exercé un pivotement d'un angle al. Le châssis 130 est incliné d'un angle R1 par rapport au sous-châssis 141, l'angle de braquage de l'essieu directeur 120 est non nul et la trajectoire du véhicule est curviligne. En référence à la figure 6, le véhicule inclinable radio-commandé comprend, suivant un deuxième mode de réalisation, un châssis 230, supportant à sa partie avant un essieu directeur 220. Un groupe motopropulseur 210 est solidaire du châssis 230. A sa partie arrière, le véhicule comprend des moyens de liaison avec le sol 240, composés d'un bras gauche 244 supportant une roue gauche 242 et d'un bras droit 245 supportant une roue droite 243. Les moyens de liaison avec le sol 240 comprennent également des éléments de suspension 246 et 247 ainsi que des ensembles de rotules 248 et 249. Les bras 244 et 245 sont montés à pivotement sur le châssis 230 autour d'un axe a-a' perpendiculaire au plan de symétrie longitudinal du véhicule. Le groupe moto-propulseur 210 entraîne une des roues arrière 242 ou 243, ou ces deux 30 roues, par l'intermédiaire d'un ensemble de pignons et de chaînes, de façon connue mais non représentée ici. Les éléments de suspension 246 et 247 relient chacune des extrémités du balancier 254 de l'actionneur 250 à des points A2 des bras 244 et 245 situés entre l'axe a-a' et l'axe de rotation des roues 242 et 243. La liaison entre les éléments de suspension 246 et 247 et le balancier 254 d'une part, et les bras 244 et 245 d'autre part, est assurée par les ensembles de rotules 248 et 249. Dans une variante, les éléments de suspension peuvent être avantageusement remplacés par des biellettes rigides. La figure 6 représente l'attitude du véhicule lorsque l'actionneur rotatif 251 est dans sa position neutre. Le châssis 230 est sensiblement vertical, l'angle de braquage de l'essieu directeur 220 est nul et la trajectoire du véhicule sensiblement rectiligne. La figure 7 représente l'attitude du véhicule lorsque l'actionneur rotatif 251 a exercé un pivotement d'un angle a2. Ce pivotement provoque des mouvements de sens opposés de chacun des bras arrière 244 et 245. Ces mouvements antagonistes des bras 244 et 245, et par suite des roues 242 et 243, provoquent, suivant le sens de pivotement de l'actionneur rotatif 251, une inclinaison du véhicule autour de l'axe X2-X2' d'un angle 132 par rapport à la verticale, vers la gauche ou vers la droite. L'angle de braquage de l'essieu directeur 220 est alors non nul et la trajectoire' du véhicule est curviligne. Il va de soi que les modes de réalisation des moyens de liaison avec le sol qui viennent d'être présentés peuvent être associés à différentes architectures comprenant d'autres types 15 et nombres d'essieux directeurs ou de motorisations. Revendications 1 / Véhicule inclinable radio-commandé, propulsé par un ensemble moteurtransmission (10), comportant au moins trois roues (21), (42) et (43), au moins un essieu directeur (20) monté à pivotement sur un châssis (30) autour d'un axe de braquage b 6', et des moyens de liaison avec le sol (40), caractérisé en ce que le châssis (30) est articulé autour d'un axe de pivotement X-X' situé sensiblement dans le plan de symétrie longitudinal du véhicule. 2 / Véhicule inclinable radio-commandé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un 10 actionneur (50) est disposé entre le châssis (30) et les moyens de liaison avec le sol (40). 3 / Véhicule inclinable radio-commandé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'actionneur (50) comporte un actionneur rotatif (51) dont l'arbre de sortie (53) est solidaire d'un balancier (54) qui coopère avec les moyens de liaison avec le sol (40). 4 / Véhicule inclinable radio-commandé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu' un mécanisme de couplage (60) coopère avec l'actionneur (50) et l'essieu directeur (20). 5 / Véhicule inclinable radio-commandé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mécanisme de couplage (60) comprend un basculeur (61) monté à pivotement sur le châssis (30), une biellette (62) qui coopère avec le basculeur (61) et le balancier (54) d'une part, et une biellette (63) qui coopère avec une patte de liaison (64), solidaire de l'essieu directeur (20), ainsi qu'avec le basculeur (61) d'autre part. 6 / Véhicule inclinable radio-commandé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'actionneur (50) est commandé à distance par la commande de direction de l'organe de télécommande. 7 / Véhicule inclinable radio-commandé selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un sous-châssis (141) des moyens de liaison avec le sol (140), supportant un groupe moto-propulseur (110) et des roues arrière gauche (142) et droite (143) est monté à pivotement par rapport à un châssis (130) autour d'un axe Xl-Xi' sensiblement parallèle au sol et situé sensiblement dans le plan de symétrie longitudinal du véhicule. 8 / Véhicule inclinable radio-commandé selon la revendication 7, caractérisé en ce que des biellettes (145) relient chaque extrémité d'un balancier (154) d'un actionneur (150) à des points Al du sous-châssis (141), excentrés par rapport à son plan de symétrie longitudinal. 9 / Véhicule inclinable radio-commandé selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de liaison avec le sol (240) constitués de deux bras (244) et (245) montés à pivotement sur un châssis (230) autour d'un axe sensiblement perpendiculaire au plan de symétrie longitudinal du véhicule, supportant chacun une roue gauche (242) et droite (243), et d'éléments de suspension (246) et (247). 10 / Véhicule inclinable radio-commandé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments de suspension (246) et (247) relient chacune des extrémités d'un balancier (254) d'un actionneur (250) à des points A2 des bras (244) et (245) situés entre l'axe de pivotement de ces bras et l'axe de rotation des roues (242) et (243).