Brevet FR2911575A1 — publié le 20080725

La présente invention concerne un dispositif d'un moyen de locomotion par la force musculaire soit des jambes soit des bras ou les deux en permettant simultanément le guidage du véhicule. La présente invention peut être utilisée sur un véhicule muni de roues, sur un véhicule muni d'une chenille, sur un véhicule muni d'un appareil de propulsion dans l'eau, une hélice par exemple. L'entraînement est traditionnellement effectué à l'aide de pédales tournantes notamment pour les bicyclettes et les pédalos, par des leviers pour les jambes sur les lévocyclettes. Le pilotage est généralement effectué à l'aide d'un guidon. Certains de ces véhicules avancent par la traction ou la poussée des bras sur une barre portée par un système à parallélogrammes articulés ou portée sur un levier, d'autres en rendant la roue avant motrice. Les dispositifs existants ne permettent pas l'utilisation du corps humain d'une manière naturelle comparable à la course. Ils ne permettent pas l'utilisation simultanée ou alternée de l'énergie produite par les mouvements des bras et des jambes amplifiée par de longs leviers. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte en effet selon une première caractéristique, des leviers articulés oscillants pour les membres supérieurs et inférieurs permettant de démultiplier les efforts exercés par l'utilisateur. L'entraînement est réalisé de façon préférentielle par un lien souple relié à une partie des leviers, assurant la mise en action d'un dispositif de transformation de mouvement en rotation tel que pignon et chaîne, poulie et courroie pouvant être crantées. Un dispositif d'entraînement en rotation dans un seul sens tel que roue libre ou roue à rochet avec cliquet permet d'assurer un entraînement continu. Un arbre guidé en rotation reçoit l'ensemble des forces produites par les oscillations des quatre leviers mus par les bras et les jambes. La rotation peut alors être transmise à l'arbre moteur qui entraîne suivant le cas la roue, la chenille ou l'hélice qui permet l'avancement du véhicule. Un dispositif permettant un changement de vitesse, un dérailleur par exemple, peut être employé dans le système de transmission. La force produite par un levier oscillant sur un axe est transmise par un lien souple tel que courroie, corde, câble ou chaîne. Les extrémités de ces liens souples sont reliées de manière à coordonner à volonté le mouvement des leviers. Des dispositifs de renvoi tels que des poulies permettent d'orienter les liens pour la transmission des forces. Un lien reliant les leviers par un système de renvoi tel que des poulies assure la fermeture de la chaîne de transmission. Selon des modes particuliers de réalisation : - les mouvements des leviers sont indépendants et rappelés par un dispositif élastique. - les mouvements des leviers pour les jambes sont coordonnés entre eux. - les mouvements des leviers pour les bras sont coordonnés entre eux. - les mouvements des leviers pour les jambes et les mouvements des leviers pour les bras sont coordonnés entre eux. Dans un mode de réalisation de l'invention la coordination est réalisée par l'emploi d'organe de renvoi à plusieurs couronnes et des liens souples. Les liens souples sont alors de préférences crantés sur les parties en contact actives correspondantes. Les leviers mus par les bras sont oscillants. Ils peuvent tourner sur eux-mêmes de manière à assurer simultanément l'entraînement et la conduite du véhicule par un joint mobile qui permet la transmission du mouvement de rotation sous un angle quelconque. La poignée actionnant le levier peut être déportée pour augmenter le moment du couple de rotation assurant la direction. Selon des modes particuliers de réalisation : De façon préférentielle et non limitative le joint employé est un joint universel ou joint de cardan dont le centre du croisillon ou de la noix est aligné sur l'axe de rotation du levier et l'axe assurant la direction. Le couple du mouvement angulaire au mécanisme de direction est transmis de manière préférentielle et non limitative par un lien souple tel que courroie, câble ou chaîne. Des leviers et une tringlerie peuvent être aussi utilisés. De manière préférentielle des roues dentées pour l'utilisation d'une chaîne ou d'une courroie crantée sont montées sur l'axe de direction et sur les axes entraînés par la rotation sur euxmêmes des leviers mus par les bras. La direction est adaptée à la nature du sol sur lequel on désire se mouvoir donc soit par un ski, une roue ou un gouvernail. Les axes de rotation entraînés pour assurer la direction par l'intermédiaire de la rotation des leviers mus à l'aide des bras sont placés parallèlement à l'axe de rotation de l'organe de direction notamment à l'angle de chasse de la roue assurant le guidage. Les engins de locomotion réalisés dans le cadre de la présente invention peuvent être munis d'accessoires tels que selle fixe ou amovible ou escamotable, garde boue, dispositif de suspension élastique avant ou arrière, dispositif d'éclairage, porte bagages, freins, dispositif de changement de vitesse intermédiaire pour l'entraînement, assistance par moteur électrique,élément de carrosserie et autres accessoires qui n'ont pas été représentés dans un but de simplification et dont l'adjonction ne présente pas de nouveauté pour l'homme de l'art puisqu'ils sont largement utilisés depuis longtemps sur les bicyclettes et motocyclettes sous des formes de réalisation multiples. Les dessins annexés illustrent des modes de réalisation de l'invention : La figure 1 représente en perspective un schéma de l'invention pour un dispositif de coordination des leviers actionnés par les pieds et un dispositif indépendant de coordination des leviers actionnés par les bras. La figure 2 représente en perspective le schéma de la chaîne cinématique du dispositif de coordination des leviers de l'invention avec synchronisation des leviers actionnés par les bras et les jambes de l'utilisateur. La figure 3 représente en perspective le dispositif de coordination par poulies. La figure 4 représente en perspective le dispositif de guidage oscillant du levier pour les bras et l'entraînement du dispositif de direction La figure 5 représente en perspective la poignée sur le levier pour les bras. La figure 6 représente en perspective dispositif de l'invention appliquée à un véhicule à deux roues. La figure 7 représente en perspective le dispositif de l'invention appliquée à un véhicule entraîné par une bande sans fin. La figure 8 représente en perspective le dispositif de l'invention appliquée à un véhicule se déplaçant sur l'eau. Le dispositif objet de l'invention a pour objet de produire un couple moteur par la force 15 musculaire. En référence à ces dessins, dans la forme de réalisation selon la figure (1), les leviers pour les pieds (1) et (2) oscillent sur les guidages en rotation (3) et (4), les bras de levier (5) et (6) sont reliés par des attaches articulées (7) et (8) à un lien souple (9). Ce lien souple entraîne les roues libres (10) et (11) portés par l'axe (12) solidaire de la 20 couronne dentée (13) qui entraîne sur l'arbre (14) par l'intermédiaire du lien souple (15) le moyeu (16). Les poulies (17) et (18) guident le lien souple (9) constitué par chaîne, courroie ou câble et muni si nécessaire d'attaches tournantes pour permettre l'orientation des dents portées par le lien souple en regard des crantages pouvant être porté par les roues libres (10) et (11). 25 Le lien souple (19) guidé par les poulies (20) et (21) est relié par les attaches articulées (22) et (23) aux leviers (1) et (2) et coordonne leurs mouvements la montée de l'un des leviers entraînant la descente de l'autre. Les leviers oscillants mus par les bras (24) et (25) au moyen des poignées (26) et (27) tournent dans les guidages en rotation oscillants (28) et (29). 30 Le levier (24) entraîne la roue dentée (30) solidaire de l'axe (31) tournant dans le guidage en rotation (32) solidaire du châssis. Le levier (25) entraîne la roue dentée (33) en rotation par ses oscillations. Le lien souple (34) guidé par les poulies (35) et (36) permet au moyen des roues libres (37) et (38) l'entraînement en rotation de l'axe (12) dans un seul sens de rotation et coordonne les oscillations des deux leviers. 35 Dans la forme de réalisation de la figure 2 les leviers (1) et (2) mus par les pieds sont articulés sur le châssis par les guidages en rotation (3) et (4). -4-Les bras de leviers (5) et (6) portent les attaches articulées (7) et (8). La partie support (39) du bras de levier (6) permet de ramener dans les plans respectifs des roues libres (37) et (38) les attaches (7) et (8). Le lien souple (40) qui peut comporter un crantage et des attaches tournantes (41) et (42) est guidé par la poulie (43). Il transmet les forces des leviers pour les bras (24) et (25) libres en rotation dans les guidages (28) et (29) et oscillant dans les guidages en rotations (32) et (44) solidaires du bâti. Les mouvements des leviers pour les jambes sont coordonnés par le lien souple (19) guidé par les poulies (20) et (21) et fixé aux leviers par les attaches (22) et (23).La chaîne cinématique est alors fermée et coordonne les mouvements des leviers pour les bras et les jambes. Dans la forme de réalisation de la figure 3, le support (4.5) guide en rotation les axes creux (46) et (47) ils sont face à face et percés de part en part par un trou (48), ils comportent un épaulement (49). Les plaques (50) et (51) sont fixées par les éléments de fixation (52) et (53) sur les axes creux. Les axes (54) et (55) guident en rotation les poulies (56) et (57) munies d'une gorge (58) qui positionne le lien souple de manière à ce qu'il soit coaxial avec le trou (48) par lequel passe le lien. Dans la forme de réalisation de la figure 4, le support (59) est positionné sur le véhicule par le centrage (60) et fixé et orienté parallèlement à l'axe de la direction ou l'angle de chasse par les trous (61) et (62). Le support guide en rotation l'arbre (63) sur lequel est fixé par la goupille (64) le support oscillant (65) qui guide en rotation l'arbre (66) muni de la chape (67). La chape avec l'aide la noix (68) articulée sur la broche (69) dont l'axe se situe à hauteur de l'axe (70), entraîne en rotation par l'intermédiaire de la broche (71) la chape (72) porté par l'arbre (73) sur lequel est fixée la couronne dentée (74) pour la chaîne de transmission de la direction. Dans la forme de réalisation de la figure 5 le levier pour les bras (24) porte la coulisse (75) sur laquelle le porte poignée (76) s'articule avec l'axe (77) de la chape (80). La manette pour actionner le dispositif de freinage ou de changement de vitesse (78) s'articule autour de l'axe (79). La poignée (27) et l'embout (81) comportent des empreintes pour faciliter la préhension. Dans la forme de réalisation de la figure 6 qui représente le dispositif de la présente invention appliquée à un véhicule munis de roues (82) et (83). La roue avant (82) est sur la fourche (84) qui comporte sur son axe de rotation un pignon (85) relié par la chaîne (86) au pignon (74). Un pignon supplémentaire assure le guidage et la tension de la chaîne (86) qui relie les deux pignons solidaires des leviers (24) et (25) et le pignon (85). La roue arrière motrice (83) est entraînée par les oscillations des leviers (24) et (25) et des pédales (1) et (2).La pédale (2) porte la coulisse (87) sur laquelle s'articule l'appui pour le pied (88). Les bras de levier (5) et (6), solidaires des pédales, entraînent en rotation par le lien souple (9) muni de parties crantées des roues libres montées sur un axe solidaire de la couronne dentée (13). Des couronnes -5-multiples et un dispositif permettant leur emploi alterné peuvent être adjoints. Le lien souple (19) coordonne le mouvement des pédales (1) et (2), il est guidé par une des deux poulies (11) portées sur un support où elles peuvent pivoter. Dans la forme de réalisation selon la figure 7, le dispositif de l'invention est appliqué à un véhicule dont l'entraînement est assuré par une bande sans fin. La bande sans fin ou chenille est guidée par les rouleaux (89), (90) et (91). La bande sans fin n'est pas représentée afin de pouvoir voir la couronne dentée d'entraînement (16). Les skis (92) et (93) sont montés sur les supports articulés (94), (95) et (96) et (97) en formant deux parallélogrammes avec le bâti (98).Le levier (99) permet de régler la hauteur des skis par rapport à la surface de contact avec le sol de la bande sans fin. Ceci permet une adaptation suivant le degré d'enfoncement dans la neige et le glissement dans les descentes. Le bouton (100) permet le blocage en position. Le ski avant (101) est monté sur la lame de ressort (102) fixée sur le support orientable de direction support (103) qui est orientée par les leviers d'attaque (104) et (105) qui sont reliées par les barres d'accouplement (106) et (107) avec le levier (108) solidaire du support (103) portant le ski avant (101). Dans la forme de réalisation de la figure 8 qui représente le dispositif de la présente invention appliqué à un véhicule de navigation. Le bâti (109) est dessus les deux supports (110) et (111) qui relient les flotteurs (112) et (113). Les pédales (1), (2) et les leviers (24), (25) entraînent l'hélice (114) par l'intermédiaire du renvoi d'angle (115).Le levier double (116) est solidaire du gouvernail (117). Le lien souple (118) est guidé par la poulie (119) et relie les deux leviers (120) et (121) qui sont solidaires en rotation avec les leviers (24) et (25) pour assurer la direction. Le bâti (109) comme celui des autres véhicules de la présente invention est réalisé de manière préférentielle et non limitative en utilisant des matériaux en feuille ce qui permet de constituer des surfaces planes proches du déplacement verticale des pédales pour empêcher tout obstacle de se glisser entre les surfaces de ces deux éléments. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux engins de locomotion mus par la force musculaire de l'utilisateur il peut être aussi utilisé de manière stationnaire pour le développement de la condition physique ou la rééducation. II permet la locomotion sur l'eau et la locomotion terrestre sur toutes les natures de terrains dont la neige. II peut donc être utilisé pour les déplacements, les activités sportives et de loisirs le déplacement de personnel civil et militaire, et chaque fois que l'entraînement en rotation d'un arbre moteur par la force musculaire est nécessaire. REVENDICATIONS 1) Dispositif de propulsion pour engin de locomotion par la force musculaire caractérisé en ce que l'entraînement est assuré par quatre leviers articulés oscillants (1), (2), (24), (25) actionnant en rotation par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement dans un seul sens (10), (11), (37), (38) l'organe de propulsion par des mouvements circulaires alternatifs mus par les bras et les jambes de l'utilisateur. 2 ) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe de propulsion, roue (83), hélice (114), bande sans fin est entraîné par un arbre guidé en rotation (12) recevant la force issue des oscillations des quatre leviers (1), (2), (24), (25). 3 ) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la direction 10 est assurée par la rotation des leviers oscillants d'entraînement mus par les bras (24), (25) de l'utilisateur. 4 ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la direction est réalisée par un joint de transmission (67),(69), (72) situé à l'intersection de l'axe d'oscillation (70) du levier mus par le bras et de l'axe de rotation assurant la direction (73). 15 5 ) Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que les poignées des leviers mus par les bras (26), (27) sont munis d'un dispositif de coulissement (75) assurant la transmission du couple nécessaire à la direction. 6 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la force produite par les quatre leviers articulés (1), (2), (24), (25) est transmise par des 20 liens souples (9), (34), (40) guidés par des poulies (43), (35), (36). 7 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que leviers oscillants d'entraînement mus par les jambes (1) , (2) et les leviers mus par bras (24), (25) sont coordonnées par des liens souples guidés par des poulies (20), (21). 8 ) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que la transmission par les liens 25 souples est assurée par des poulies orientables (56), (57) dont la gorge (58) positionne le lien souple de manière à ce qu'il soit coaxial avec le trou (48) dans l'axe d'orientation dans lequel passe l'élément souple de transmission. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le châssis de l'engin (98), (109) est réalisé à l'aide de matériaux en feuille. 30 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties assurant le glissement de l'engin (92), (93) sont réglables en hauteur par rapport à la surface de contact avec le sol de la chenille d'entraînement.