Brevet FR2895366A1 — publié le 20070629

La présente invention a pour objet un véhicule à propulsion humaine et son mécanisme de propulsion. On connaît déjà des véhicules à propulsion humaine tels que des bicyclettes, des tricycles et similaires, dont au moins l'une des roues est susceptible d'être entraînée en rotation au travers d'un mécanisme permettant de transformer la force humaine en un mouvement de rotation. Le mécanisme le plus répandu consiste en un pédalier actionné en rotation par la force des jambes ou des bras, et qui transmet cette rotation à une roue, directement ou par l'intermédiaire d'un moyen de transmission, chaîne ou cardan, démultiplié ou non. On connaît également des mécanismes comprenant un ensemble bielle-manivelle permettant de transformer en mouvement de rotation un mouvement oscillant généré par une action sur des pédales ou analogues montées pivotantes. De manière générale, ces véhicules sont équipés d'un siège ou analogue sur lequel est installé et repose le conducteur. Le mécanisme est essentiellement actionné par la force humaine du conducteur, dont le poids n'intervient pratiquement pas dans le transfert de force, sauf dans certains cas comme par exemple lorsque le cycliste se met debout sur les pédales dans la position dite "en danseuse". La présente invention a pour but de proposer un véhicule à propulsion humaine et son mécanisme de propulsion, qui utilise en grande proportion le poids de l'utilisateur pour actionner ledit mécanisme de propulsion. Le véhicule à propulsion humaine selon l'invention est du type comprenant un châssis comportant une plate-forme sensiblement horizontale destinée soutenir le conducteur, et porté par au moins trois roues en sorte de lui assurer une certaine stabilité, l'une au moins desdites roues étant susceptible d'être entraînée en rotation par un mécanisme comprenant un vilebrequin et au moins deux bielles, et il se caractérise essentiellement en ce que ledit mécanisme est associé à un moyen d'entraînement comprenant au moins une paire de chambres juxtaposées, dans chacune desquelles chambres peut se déplacer axialement un piston, sur chacun desquels s'articule l'une desdites bielles, et en ce que lesdites chambres sont juxtaposées transversalement au sens du déplacement, et disposées sous ladite plate-forme pour déboucher en surface de celle-ci, tandis que les pistons, agencés en opposition l'un par rapport à l'autre, sont prévus aptes à prendre deux positions extrêmes, une position basse où le plan extrême supérieur dudit piston affleure le plan supérieur de ladite plate-forme, et une position haute où ledit piston fait saillie au-dessus dudit plan, lesdits pistons étant destinés à recevoir chacun un pied dudit conducteur pour être enfoncés alternativement afin d'entraîner ledit vilebrequin. Le conducteur prend ainsi place en appui sur les deux pistons et, dans un mouvement de balancement latéral, par le simple déplacement de son centre de gravité, il peut enfoncer alternativement les deux pistons et ainsi, par l'intermédiaire des bielles et du vilebrequin, entraîner en rotation la ou les roues motrices. Le vilebrequin entraîne la ou les roues par l'intermédiaire d'une chaîne, d'un cardan ou d'un autre moyen de transmission. Il peut également comporter des moyens de changement de rapport de transmission, tels que par exemple un dérailleur lorsque la transmission est réalisée par chaîne. Selon une caractéristique additionnelle du véhicule selon l'invention, le mécanisme est associé à des moyens de traction élastiques qui relient chacune des manivelles du vilebrequin au châssis, en sorte de favoriser le sens de rotation du vilebrequin. Selon une autre caractéristique additionnelle du véhicule selon l'invention, il comporte plusieurs points de fixation sur le châssis pour chacun des moyens de traction élastiques, en sorte de permettre un choix en fonction de l'effet recherché. Selon une autre caractéristique additionnelle du véhicule selon l'invention, chacun des moyens de traction élastiques est relié au châssis au travers d'un moyen mobile sur ce dernier, et apte à être manœuvré par l'utilisateur. Selon une autre caractéristique additionnelle du véhicule selon l'invention, il comporte des moyens mobiles aptes à agir sur les moyens de traction élastiques, en sorte d'en modifier les caractéristiques de traction. Selon une autre caractéristique additionnelle du véhicule selon l'invention, les moyens mobiles aptes à agir sur les moyens de traction élastiques, sont associés à des moyens les rendant solidaires du mouvement des pistons. Selon une autre caractéristique additionnelle du véhicule selon l'invention les moyens mobiles aptes à agir sur les moyens élastiques de traction consistent en un élément solidaire du piston, apte à venir prendre appui, au travers d'un moyen de glissement ou de roulement, sur lesdits moyens de traction. Selon une autre caractéristique additionnelle du véhicule selon l'invention, les moyens mobiles aptes à agir sur les moyens élastiques de traction consistent en un élément monté mobile parallèlement au déplacement du piston apte à venir prendre appui, au travers d'un moyen de glissement ou de roulement, sur lesdits moyens élastiques de traction, ledit piston comprenant des moyens aptes à venir, au gré de son déplacement, au contact dudit élément mobile, afin de l'entraîner, au moins en partie, dans sa course. Selon une autre caractéristique additionnelle du véhicule selon l'invention, il comporte des moyens de renvoi d'angle, fixes ou mobiles, sur lesquels les moyens élastiques de traction sont aptes à prendre appui, en sorte d'optimiser la direction dans laquelle est exercée la traction sur la manivelle. Les avantages et les caractéristiques du véhicule selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. Dans le dessin annexé : - la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'un véhicule à propulsion humaine selon l'invention. - la figure 2 représente une vue schématique de face et en coupe d'une partie d'un mécanisme de propulsion de ce véhicule à propulsion humaine selon l'invention. - la figure 3 représente une vue schématique de profil et 5 en coupe de la même partie. - les figures 4a, 4b, 4c, 4d et 4e, représentent des vues schématiques en coupe de différents modes de réalisation de la même partie du mécanisme de propulsion. En référence à la figure 1, on peut voir un véhicule 1 à 10 propulsion humaine selon l'invention, il comporte un châssis 10 porté par deux roues arrière 11 et une roue avant directionnelle 12, et qui comprend une plate-forme 13 permettant à un utilisateur, non représenté, de s'y tenir debout. La plate-forme 13 comporte inférieurement un boîtier 14 qui 15 abrite un mécanisme de propulsion 2, lequel est représenté sur les figures 2 et 3. Comme on peut le voir sur la figure 2, le mécanisme de propulsion 2 comprend un bloc 20 dans lequel sont ménagées deux chambres 21 juxtaposées, et dans chacune desquelles peut se 20 déplacer axialement un piston 22. Les pistons 22 sont reliés chacun à l'une des manivelles 23 d'un vilebrequin 24 par l'intermédiaire d'une bielle 25, le vilebrequin portant une roue dentée 26 susceptible d'être entraînée en rotation axiale, et d'entraîner, par l'intermédiaire par exemple d'une chaîne, non 25 représentée, l'une ou les deux roues arrière 11. Les caractéristiques dimensionnelles du mécanisme de propulsion 2 sont choisies en sorte que la course des pistons 22 soit telle que ceux-ci puissent prendre deux positions extrêmes, une position basse, où leur plan extrême supérieur 27 affleure 30 le plan supérieur de la plate-forme 13, et une position haute où le piston 22 fait saillie au-dessus du plan supérieur de la plateforme 13, comme cela est visible sur les figures 1 et 2. Les plans extrêmes 27 des pistons 22 sont ainsi destinés à chacun recevoir en appui un pied de l'utilisateur, en sorte que 35 les pistons 22 puissent être enfoncés alternativement par un mouvement de dandinement dans le sens transversal dudit utilisateur. L'utilisateur étant dans la position debout, c'est essentiellement le déplacement de son centre de gravité et donc de son poids, qui permet d'agir sur les pistons 22 et donc sur le vilebrequin 24. On notera que plusieurs variantes du véhicule selon l'invention sont réalisables, avec par exemple un mécanisme de propulsion comprenant plusieurs paires de pistons 22 chacune actionnées par utilisateur, et reliées à un même vilebrequin ou à plusieurs, eux-même montés en série. En référence maintenant aux figures 4a, 4b, 4c, 4d et 4e, on peut voir différentes variantes, non limitatives, du mécanisme 2. Dans ces variantes, chacune des manivelles 23 est associée à un moyen élastique 3, permettant de favoriser le sens de 15 rotation du vilebrequin 24. On notera que n'est reproduit sur ces figures qu'un seul ensemble piston-manivelle, sachant que le ou les autres ensembles sont équipés de la même manière. En référence à la figure 4a, on peut voir que la manivelle 20 23 est reliée à une extrémité 30 d'un moyen élastique 3, tandis que l'autre extrémité 31 est reliée en un point de fixation 15 du châssis 1. Selon l'emplacement du point de fixation 15, on obtient des effets différents, et notamment selon que l'on s'éloigne de la 25 position d'équilibre à savoir à la hauteur de l'axe de rotation du vilebrequin 24. Par ailleurs, les effets d'un moyen élastique 3 s'opposent aux effets du moyen élastique 3 de l'autre ensemble piston-manivelle. Il est donc prévu de pouvoir faire varier l'emplacement du 30 point de fixation 15, selon les effets que l'on souhaite obtenir, ce qui peut être effectué au cours du déplacement, et par l'intermédiaire d'un moyen mobile, non représenté, manoeuvrable manuellement par exemple. On peut donc envisager que l'amorce du déplacement soit 35 réalisée alors que les moyens élastiques 3 sont à l'équilibre, puis, lors du roulage tout en profitant de l'inertie du véhicule, que le point de fixation 15 soit déplacé pour optimiser l'utilisation des moyens élastiques 3. En référence maintenant à la figure 4b, on peut voir un autre mode de réalisation, où la manivelle 23 est également reliée à une extrémité 30 d'un moyen élastique 3, tandis que l'autre extrémité 31 est relié en un point de fixation 15 du châssis 1. D'autre part, le piston 22 présente inférieurement un bras 4 muni en extrémité d'un moyen 40 de roulement ou de glissement, et qui fait saillie en direction du moyen élastique 3. On comprend qu'au gré de l'enfoncement du piston 22, le bras 4 prend appui sur le moyen élastique 3, avec pour conséquences d'une part l'allongement de celui-ci et donc l'augmentation de son pouvoir de traction, et d'autre part la modification de la direction de la traction sur la manivelle. En référence maintenant à la figure 4c, on peut voir une variante de mode de réalisation, où là aussi la manivelle 23 est reliée à une extrémité 30 d'un moyen élastique 3, tandis que l'autre extrémité 31 est reliée en un point de fixation 15 du châssis 1. Ce mode de réalisation comprend également un bras 5 destiné à venir prendre appui sur le moyen élastique 3, par l'intermédiaire d'un moyen 50 de roulement ou de glissement, cependant, le bras 5 n'est pas solidaire du piston 22, mais monté en coulissement parallèlement à ce dernier, lequel comporte une patte ou analogue 28 apte à venir, au gré de l'enfoncement du piston 22, prendre appui sur le bras 5 afin de l'entraîner contre le moyen élastique 3. Cette configuration permet d'obtenir un déphasage entre le mouvement du piston 22 et celui du bras 5, ce déphasage étant fonction de la distance qui sépare la patte 28 du bras 5. En référence maintenant à la figure 4d, on peut voir une autre variante, dans laquelle la manivelle 23 est reliée à une extrémité 30 d'un moyen élastique 3, tandis qu'un bras 5 monté en coulissement parallèlement au déplacement du piston 22 est destiné à venir prendre appui sur le moyen élastique 3, par l'intermédiaire d'un moyen 50 de roulement ou de glissement. Dans cette variante, l'autre extrémité 31 du moyen élastique est fixée en un point de fixation 51 sur le bras 5, tandis que le moyen élastique 3 est renvoyé par une poulie ou analogue 52. Des réglages peuvent être réalisés, par le déplacement du point de fixation 51, ou par le déplacement de la poulie 52. Enfin, en référence à la figure 4e, on peut voir une variante qui présente toutes les caractéristiques du mode de réalisation représenté sur la figure 4d, mais auquel on a ajouté un point d'appui 53, qui peut être un galet ou une poulie par exemple, au contact duquel le moyen élastique 3 peut venir buter, par l'intermédiaire d'une zone comprise entre l'extrémité 30 solidaire de la manivelle 23, et la zone de contact avec le moyen 53 de roulement ou de glissement. La poulie ou galet 53 permet d'optimiser la direction de la traction exercée sur la manivelle 23. Quel que soit le mode de réalisation, le travail des moyens élastiques 3 est divisé essentiellement en deux parties, l'une où les moyens élastiques 3 concourent à l'entraînement du mécanisme, et l'autre où ils concourent de manière inverse. Les différents moyens, tels que les bras 4 et 5 et les poulies 52 et 53, sont donc destinés d'une part à répartir de manière la plus favorable ces deux parties du travail en sorte que les efforts coïncident avec la descente du piston 22, c'est-à-dire lorsque l'utilisateur peut faire pression au maximum au travers de son poids, et d'autre part à orienter favorablement le sens de traction sur la manivelle. Il va de soi que la présente invention ne saurait être limitée à la description qui précède de plusieurs de ses modes de réalisation, susceptibles de subir quelques modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Véhicule à propulsion humaine, du type comprenant un châssis comportant une plate-forme (13) sensiblement horizontale destinée soutenir le conducteur, et porté par au moins trois roues (11, 12) en sorte de lui assurer une certaine stabilité, l'une au moins desdites roues (11) étant susceptible d'être entraînée en rotation par un mécanisme (2) comprenant un vilebrequin (24) et au moins deux bielles (25), caractérisé en ce que ledit mécanisme (2) est associé à un moyen d'entraînement comprenant au moins une paire de chambres (21) juxtaposées, dans chacune desquelles chambres (21) peut se déplacer axialement un piston (22), sur chacun desquels s'articule l'une desdites bielles (25), et en ce que lesdites chambres (21) sont juxtaposées transversalement au sens du déplacement, et disposées sous ladite plate-forme (13) pour déboucher en surface de celle-ci, tandis que les pistons (22), agencés en opposition l'un par rapport à l'autre, sont prévus aptes à prendre deux positions extrêmes, une position basse où le plan extrême supérieur (27) dudit piston (22) affleure le plan supérieur de ladite plate-forme (13), et une position haute où ledit piston (22) fait saillie au-dessus dudit plan (13), lesdits pistons (22) étant destinés à recevoir chacun un pied dudit conducteur pour être enfoncés alternativement afin d'entraîner ledit vilebrequin (24). 2) Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme (2) est associé à des moyens élastiques (3) de traction qui relient chacune des manivelles (23) du vilebrequin (24) au châssis (10), en sorte d'initier le sens de rotation du vilebrequin (24). 3) Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce 30 qu'il comporte plusieurs points de fixation (15) sur le châssis (10) pour chacun des moyens élastiques de traction (3), en sorte de permettre un choix en fonction de l'effet recherché. 4) Véhicule selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des moyens élastiques de traction (3) est relié au châssis (10) au travers d'un moyen mobile sur ce dernier, et apte à être manoeuvré par l'utilisateur. 5) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens mobiles (4 ; 5) aptes à agir sur les moyens élastiques de traction (3), en sorte d'en modifier les caractéristiques de résistance à la traction. 6) Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens mobiles (4 ; 5) aptes à agir sur les moyens élastiques de traction (3), sont associés à des moyens (28) les rendant solidaires du mouvement des pistons (22). 7) Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens mobiles aptes à agir sur les moyens élastiques de traction (3) consistent en un élément (4) solidaire du piston (22), apte à venir prendre appui, au travers d'un moyen de glissement ou de roulement (40), sur lesdits moyens élastiques de traction (3). 8) Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens mobiles aptes à agir sur les moyens élastiques (3) de traction consistent en un élément (5) monté mobile parallèlement au déplacement du piston (22) apte à venir prendre appui, au travers d'un moyen de glissement ou de roulement (50), sur lesdits moyens élastiques de traction, ledit piston (22) comprenant des moyens (28) aptes à venir, au gré de son déplacement, au contact dudit élément mobile (5), afin de l'entraîner, au moins en partie, dans sa course. 9) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de renvoi d'angle (52 ; 53), fixes ou mobiles, sur lesquels les moyens élastiques de traction (3) sont aptes à prendre appui, en sorte d'optimiser la direction dans laquelle est exercée la traction sur la manivelle (23).