Brevet FR2936772A1 — publié le 20100409

La présente invention concerne les véhicules à propulsion humaine. Un exemple d'un tel type de véhicule peut être illustré par une trottinette. Une trottinette classique comprend un cadre fixe ayant des roues montées aux extrémités avant et arrière, respectivement, et une planche formant repose pied placée en une partie médiane. L'utilisateur peut se tenir avec un pied sur la planche et l'autre pied sur le sol afin de pousser la trottinette en avant. Quand la trottinette gagne de l'inertie et avance d'elle même, l'utilisateur peut se tenir avec les deux pieds sur la planche. Quand elle ralentit, l'utilisateur répète la même opération pour la faire avancer. De plus, pour permettre à la trottinette de changer de direction, une tige de direction verticale est disposée à l'extrémité avant du cadre, et un guidon est relié de façon pivotante à la tige, de sorte que le guidon peut être manoeuvré pour orienter la roue avant dans la direction désirée. Plus généralement, on entend par véhicule à propulsion humaine tout véhicule entraîné par la force musculaire de l'utilisateur pour des déplacements terrestres, maritimes ou aériens comme, notamment, un vélo, un roller, une planche à roulette, des skis, une chaise roulante ou encore un bateau. Cependant, ces véhicules présentent souvent des structures mécaniques complexes qui ont l'inconvénient d'alourdir les véhicules et offrent une utilisation peu aisée pour l'utilisateur. Celui-ci peut ainsi rencontrer des difficultés, en particulier lors de longs déplacements, car des efforts énergétiques importants peuvent lui être demandés pour conduire le véhicule. Un but de la présente invention et de proposer un véhicule à propulsion humaine alternatif aux véhicules déjà connus. Un autre but de la présente invention est de proposer un véhicule à propulsion humaine d'une grande simplicité, léger et facile à conduire. Il est également désirable de proposer un véhicule à propulsion humaine offrant un rendement et une rapidité accrus en toute sécurité. Un autre but de la présente invention est de proposer un véhicule à propulsion humaine dont le confort est amélioré. A cet effet, l'invention propose un véhicule à propulsion humaine comprenant au moins une partie avant et une partie arrière, un cadre reliant mécaniquement les deux parties et des moyens de propulsion pour déplacer ledit véhicule caractérisé en ce que lesdits moyens de propulsion comprennent un profilé déformable élastiquement présentant, à l'état de repos, une forme incurvée susceptible de fléchir sous l'action d'un utilisateur vers un état déformé puis de revenir à l'état de repos de sorte que le passage d'un état vers l'autre participent à la propulsion du véhicule, ledit profilé formant le cadre dudit véhicule. Grace à la présente invention, le véhicule mu par la force musculaire de l'utilisateur demande moins d'efforts pour parcourir des distances équivalentes aux autres véhicules en un temps réduit. La présente invention offre également l'avantage d'un véhicule simplet et léger bénéficiant d'un bon confort pour l'utilisateur. Selon des modes particuliers de réalisation de l'invention, le dispositif peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison techniquement possibles : le profilé forme un support d'appui pour l'utilisateur du véhicule ; le profilé comprend au moins une lame précontrainte ; le profilé comprend une double lame précontrainte ; lorsque le profilé est à l'état de repos, la ou les lames présentent une zone de flexion située à l'avant, à l'amère ou au centre de la ou des lames; le profilé est en matériau métallique ou composite ; la partie amère comprend une roue amère munie d'un système de roue libre et !ou la partie avant comprend une roue avant munie d'un système de roue libre; la roue amère est apte à se déplacer angulairement ; le véhicule est une trottinette ; le véhicule est un roller ou une planche à roulette ; le véhicule est une chaise roulante ; le véhicule est une embarcation multicoques. 35 D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, 25 30 selon des modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un véhicule selon la présente invention correspondant à une trottinette ; Les figures 2 et 3 sont des vues de dessus de la trottinette de la figure 1 respectivement orientée vers la droite et vers la gauche ; Les figures 4 à 6 sont des vues en coupe longitudinale de la trottinette de la figure 1 illustrant les différentes étapes successives de son mouvement de propulsion ; Les figures 7 à 9 sont des vues en coupe longitudinale d'autres modes de réalisation d'un véhicule selon la présente invention correspondant respectivement à des rollers, des skis et une chaise roulante ; Les figures 10 et 11 sont des vues en coupe longitudinale de deux autres modes de réalisation d'un véhicule selon la présente invention correspondant à une planche à roulette ; La figure 12 est une vue en coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation d'un véhicule selon la présente invention correspondant à une embarcation multicoques. En référence aux figures 1 à 6, on observe un premier mode de réalisation d'un véhicule selon la présente invention. 25 Ce véhicule est une trottinette 10. Tel qu'illustré sur la figure 1, la trottinette 10 comprend quatre parties principales, à savoir un cadre 20 reliant mécaniquement au moins une roue avant 11 directionnelle et au moins une roue amère 12 motrice, un système de direction et un mécanisme de propulsion 30. 30 Le cadre 20 supporte la roue avant 11 par l'intermédiaire d'une fourche 13 ou toute autre pièce similaire. Cette fourche 13 est connectée à un guidon 14 solidaire d'une tige de direction 15, l'ensemble assurant la commande de direction de la trottinette 10. 35 Le guidon 14 est préférablement muni de poignées de préhension 10 15 20 16. Ce système permet donc à l'utilisateur de la trottinette 10 de modifier la direction de déplacement de la trottinette 10 en tournant le guidon 14, ce qui change l'orientation de la roue avant 11. La roue arrière 12, quant à elle, est munie d'un système de roue 5 libre (non visible sur la figure) capable d'interrompre momentanément l'entraînement en rotation de la roue amère 12. Plus précisément, le système de roue libre comprend un système anti retour permettant la rotation unidirectionnelle de la roue amère 12 et interdisant la rotation inverse de façon à bloquer le déplacement de la roue 10 amère 12 vers l'amère. Dans une variante de réalisation, la roue avant 11 est également bloquée par un système anti retour tel que précité. Par ailleurs, la trottinette 10 est munie d'un mécanisme de propulsion 30 utilisant la force musculaire humaine comme source d'énergie. 15 En effet, le mécanisme de propulsion 30 comprend un profilé 40 rigide déformable élastiquement présentant, à l'état de repos, une forme susceptible de fléchir sous l'action d'un utilisateur vers un état déformé puis de revenir à l'état de repos de sorte que le passage d'un état vers l'autre participent à la propulsion de la trottinette 10. 20 Selon l'invention, ledit profilé 40 forme le cadre 20 de la trottinette 10. Plus en détail, le cadre 20 est ainsi défini par au moins une lame 41 précontrainte de forme incurvée comportant deux extrémités opposées qui sont reliées aux roues avant 11 et arrière 12 et une portion centrale de propulsion. 25 Dans une variante de réalisation, on peut proposer un cadre 20 comprenant une double lame précontrainte. Lorsque le cadre 20 ou profilé 40 est à l'état de repos, la portion centrale de propulsion de la lame 41 présente deux parties 42, 43, à savoir une première partie 42 s'étendant entre la roue amère 12 et le point culminant de la 30 lame 41, la deuxième partie 43 s'étendant entre ledit point culminant et la roue avant 11. De plus, dans un mode de réalisation, la deuxième partie 43 est plus longue que la première partie 42, ce qui situe le point de flexion à l'arrière de la trottinette 10 à proximité de la roue amère 12. Dans une variante de réalisation de la présente invention, le point de flexion peut être situé à l'avant de la lame 41 ou au centre, la lame 41 ayant alors la forme d'un arc de cercle. La lame 41 (ou le profilé 40) est suffisamment souple pour se déformer après appui d'un pied de l'utilisateur puis pour reprendre sa position et sa forme initiale actionnant par l'intermédiaire d'un mécanisme adapté les roues avant 11 et arrière 12 de la trottinette 10 comme cela sera décrit plus loin en relation avec les figures 4 à 6. Le mouvement de déformation angulaire (flexion) du profilé 40 est ainsi transformé en mouvement de rotation unidirectionnelle des roues 11, 12. Les oscillations du profilé 40 produites par les appuis répétés de l'utilisateur sur la lame 41 associées au mouvement de rotation des roues 11, 12 entraînent le déplacement de la trottinette 10. On constate que la mobilité de l'utilisateur est améliorée car la 15 trottinette permet de couvrir une distance en un temps plus court et avec un effort de la part de l'utilisateur amoindri. La trottinette bénéficie ainsi d'un bon rendement énergétique. Par ailleurs, le profilé 40 est également destiné à servir de support d'appui à l'utilisateur. II comprend ainsi une surface supérieure adaptée pour 20 permettre à un utilisateur de pouvoir y poser ses pieds l'un à coté de l'autre. Avantageusement, la trottinette 10 offre un meilleur confort à l'utilisateur car la lame 41 fait office d'amortisseur lors des déplacements. Ainsi, une même pièce, c'est-à-dire le profilé 40, remplit trois fonctions distinctes, à savoir celle de cadre 20 de la trottinette 10, celle de 25 propulsion de la trottinette 10 et celle de support de l'utilisateur de la trottinette 10. La trottinette 10 présente ainsi un minimum de pièces constitutives, ce qui lui offre l'avantage d'être légère. Par ailleurs, tout moyen de transmission mécanique adapté pour 30 transformer le mouvement de flexion du profilé 40 en un mouvement de rotation des roues 11,12 peut être prévu. De plus, concernant la direction du véhicule, tel qu'illustré sur les figures 2 à 3, la liaison entre la roue arrière 12 et le profilé 40 est telle qu'elle permet des déplacements angulaires de la roue amère 12 offrant une meilleure 35 maniabilité de la trottinette 10. La trottinette comprend ainsi des moyens adaptés pour que l'orientation de la roue arrière 12 soit dépendante de l'inclinaison de la lame 41 par rapport au sol à la manière d'une planche à roulettes. En effet, lorsqu'on exerce un appui sur la lame 41, celle-ci est 5 soumise à une torsion à ses extrémités assurant sa pré orientation et celle de la roue amère 12. Comme illustré sur les figures 2 et 3, une variante de réalisation propose une trottinette 10 comprenant deux roues amères 12 motrices, ceci afin d'obtenir une grande stabilité du véhicule. 10 Ainsi, selon le pivotement du guidon 14 et la torsion du profilé 40, les roues avant 11 et amère 12 peuvent se déplacer de manière angulaire de sorte que la trottinette 10 peut tourner à droite ou à gauche facilement et rapidement. Ceci permet d'obtenir un faible rayon de braquage. II n'est alors 15 pas utile que l'utilisateur se penche excessivement sur la trottinette 10 et risque de perdre l'équilibre pour que celle-ci tourne dans une direction ou dans une autre. Par ailleurs, le profilé 40 peut être en matériau métallique ou en matériau composite ayant des caractéristiques élastiques permettant la flexion 20 d'une partie de sa structure. Ainsi, le profilé 40 peut être en fibre de verre, en carbone, en lin ou tout composite de ces matériaux. Tel qu'illustré sur les figures 4 à 6, un repose-pied 44 peut être fixé sur la surface supérieure de la lame 41. 25 On peut également prévoir un système de freinage pour améliorer la sécurité de la trottinette 10, sans que cela se révèle indispensable. En référence aux figures 4 à 6, le fonctionnement de la trottinette selon l'invention qui a été décrit ci-dessus d'un point de vue structural est le suivant. 30 En premier lieu, un utilisateur pose un pied sur le profilé 40 dans sa partie centrale de propulsion et empoigne le guidon 14. II appuie avec un pied sur le profilé 40, cet appui entraînant la déformation angulaire du profilé 40 et plus précisément la flexion de ce dernier Dans la mesure où la roue amère 12 est bloquée par le système 35 anti retour, le fait d'exercer une pression verticale sur le profilé 40 entraîne en rotation la roue avant 11 autour de son axe de rotation. Le profilé 40 étant dans un état déformé, il tend à revenir à son état de repos libérant alors la roue amère 12. Les appuis répétés du corps de l'utilisateur sur le profilé 40 entraînent l'oscillation de ce dernier, chacune des flexions entraînant la roue avant 11 vers l'avant et chaque retour à la position de repos entrainant le mouvement de la roue arrière 12 vers l'avant déplaçant ainsi la trottinette 10. La trottinette 10 gagne de l'inertie rapidement et avance alors d'elle même, l'utilisateur pouvant alors se tenir avec les deux pieds sur le profilé 40. Par ailleurs, le guidon 14 accompagne les efforts de l'utilisateur sur le profilé 40 en s'inclinant vers l'utilisateur lors de la déformation du profilé 40 et participe ainsi à la dynamique du mouvement. Avantageusement, la propulsion par simple appui sur le profilé 40 assure des déplacements rapides de la trottinette 10. Quand la trottinette 10 ralentit, l'utilisateur réarme la propulsion en répétant les opérations ci dessus pour faire avancer la trottinette 10. Par ailleurs, dans une variante de réalisation de la trottinette 10 décrite ci dessus, le profilé 40 supporte la roue avant 11 et la roue arrière par l'intermédiaire d'une chaîne cinématique comprenant, dans un exemple non limitatif, une crémaillère fixée sur la roue avant 11 et un pignon fixé sur la ou les roues arrière 12. Lorsqu'on déforme la lame 41, on transmet alors un effort linéaire à la chaine cinématique qui transforme cet effort en un mouvement rotatif de la ou des roues amère 11 bloquées par leur système de roue libre. Dans un second mode de réalisation illustré sur la figure 7, le véhicule à propulsion humaine est un roller 50. Le principe est similaire à celui décrit pour la trottinette 10 en référence aux figures 1 à 6. La chaussure 53 du roller 50 destinée au pied de l'utilisateur est supportée par un profilé 60 rigide de forme incurvée déformable élastiquement qui relie à ses extrémités la ou les roues avant 51 et la ou les roues arrière 52 du roller 50. Un simple appui de l'utilisateur sur le profilé 60 entraîne son fléchissement vers le sol déclenchant la rotation de la roue avant 51 autour de 35 son axe de rotation. Lorsque l'utilisateur stoppe son effort sur le profilé 60 qui retourne à sa position de repos, la roue amère 52, quant à elle, est libérée du système de roue libre (non visible sur la figure) et peut donc tourner en rotation autour de son axe de rotation pour faire avancer l'utilisateur sur ses rollers 50. Par ailleurs, en référence à la figure 8, on observe un troisième mode de réalisation sous la forme de skis nordiques 70. Ces skis 70 présentent, chacun, un profilé similaire à celui décrit pour le roller 50. Pour ce qui est de l'entrainement de chaque ski 70 par l'utilisateur, on pourra se reporter à la description concernant le roller 50 en relation avec la figure 7. Sur la figure 9, on observe un quatrième mode de réalisation illustré par une chaise roulante 80. Cette chaise roulante 80 mue par la force musculaire de l'utilisateur comprend comme cadre reliant les roues avant 81 et arrière 82 un profilé 83 déformable élastiquement tel qui l'a été présenté dans les autres modes de réalisation. Ainsi, une lame précontrainte 84 servant de cadre pour la chaise relie, de chaque coté de la chaise 80, une roue avant 81 et une roue amère 82. Par ailleurs, un siège 85 fixé aux lames 84 est adapté pour 20 supporter l'utilisateur de la chaise roulante 80. Chaque lame 84 présente, à l'état de repos, une forme incurvée susceptible de fléchir sous la pression de la main ou du bras de l'utilisateur vers un état déformé pour déclencher la rotation des roues avant 81. Après arrêt de l'effort de pression de l'utilisateur sur les lames 84, 25 celles-ci tendent à reprendre leur forme initale entrainant la libération des roues amère 82 et leur rotation. Cette chaise 80 est ainsi adaptée pour transformer les mouvements oscillants de chaque lame 84 suite aux appuis de l'utilisateur en un mouvement de révolution unidirectionnel des roues 81, 82 pour permettre 30 son déplacement. Dans un autre mode de réalisation illustré sur les figures 10 et 11, le véhicule à propulsion humain est une planche à roulette 90 munie d'un profilé 100 présentant respectivement une mono lame 101 et une double lame 102 précontraintes déformables élastiquement reliant une paire de roues avant 35 91 et une paire de roues amères 92 de la planche 90, remplaçant ainsi le cadre fixe des planches à roulettes déjà connus. Pour déplacer la planche à roulette 90, le fonctionnement est similaire à celui decrit en relation avec les figures 4 à 6 de la trottinette 10. Ainsi, la pression du pied de l'utilisateur sur la partie centrale de la ou des lames 101,102 entraîne sa déformation et, par conséquent, l'entraînement des roues avant 91. L'arrêt de l'effort de l'utilisateur sur la ou les lames 101,102 engendre le retour de ces dernières à leur forme initiale entrainant la rotation des roues amères 92 permettant le déplacement de la planche à roulette 90. Plusieurs appuis consécutifs de l'utilisateur permettent à la planche à roulette 90 de gagner de l'inertie et d'avancer. Selon l'invention, une embarcation multicoques 110 peut également être envisagée comme illustré sur la figure 12. Cette embarcation 110 comprend au moins un flotteur avant 111 et un flotteur arrière 112 relié par un profilé 113 tel qu'il a pu être décrit en relation 15 avec les autres modes de réalisation. L'embarcation 110 est ainsi mue par ce profilé 113 jouant également le rôle de cadre de l'embarcation mais également de support de l'utilisateur de l'embarcation 110. On observe sur la figure 12 que le profilé 113 se prolonge dans 20 l'eau à l'arrière de l'embarcation 110, assurant le rôle de pale de propulsion pour déplacer l'embarcation 110. Lors d'une déplacement de l'embarcation 110, les efforts répétés de l'utilisateur sur le profilé 113 déforment ce dernier entrainant un mouvement angulaire de l'extrémité du profilé 113 servant de pale de propulsion dans l'eau. 25 Le retour du profilé 113 à sa forme initiale entraîne également le mouvement angulaire de la pale de propulsion mais en sens inverse. Les mouvements angulaires consécutifs du profilé 113 participent au déplacement de l'embarcation 110. Dans une variante de réalisation, on peut prévoir que le ou les 30 flotteurs amères 112 soient remplacés par des roues à pales. L'homme de l'art appréciera, par rapport aux véhicules à propulsion humaine de l'art antérieur, un véhicule simple de conception, maniable, rapide et confortable, le tout en limitant les efforts musculaires demandés à 35 l'utilisateur. Bien évidemment, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de ce véhicule décrites ci-dessus à titre d'exemples mais elle embrasse au contraire toutes les variantes possibles. Ainsi, l'invention peut être appliquée à tout cycle comme une 5 bicyclette ou un tricycle. REVENDICATIONS1. Véhicule (10 ; 50 ; 70 ; 80 ; 90 ; 110) à propulsion humaine comprenant au moins une partie avant (11; 51; 81; 91; 111) et une partie arrière (12 ; 52 ; 82 ; 92 ; 112), un cadre (20 ; 60 ; 84 ; 100 ; 113) reliant mécaniquement les deux parties (11, 12 ; 51, 52 ; 81, 82, 91, 92 ; 111, 112), et des moyens de propulsion (30 ; 60 ; 84 ; 100 ; 110) pour déplacer ledit véhicule (10 ; 50 ; 70 ; 80 ; 90 ; 110), caractérisé en ce que lesdits moyens de propulsion (30 ; 60 ; 84 ; 100 ; 113) comprennent un profilé ( 40 ; 60 ; 84 ; 100 ; 113) déformable élastiquement présentant, à l'état de repos, une forme incurvée susceptible de fléchir sous l'action d'un utilisateur vers un état déformé puis de revenir à l'état de repos de sorte que le passage d'un état vers l'autre participent à la propulsion du véhicule (10, 50, 70, 80, 90, 110) ledit profilé (40 ; 60 ; 84 ; 100 ; 113) formant le cadre (20 ; 60 ; 84 ; 100 ; 113) dudit véhicule (10 ; 50 ; 70 ; 80 ; 90 110). 2. Véhicule (10 ; 50 ; 70 ; 90 ; 113) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le profilé (40 ; 60 ; 100 ; 113) forme un support d'appui pour l'utilisateur du véhicule (10 ; 50 ; 90 ; 113). 3. Véhicule (10 ; 80 ; 90) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le profilé (40 ; 84 ; 100) comprend au moins une lame précontrainte (41 ; 84 ; 101). 4. Véhicule (10 ; 90) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le profilé (40 ; 100) comprend une double lame précontrainte (102). 5. Véhicule (10) selon l'une des revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que lorsque le profilé est à l'état de repos, la ou les lames (41) présentent une zone de flexion située à l'avant (43), à l'arrière (42) ou au centre de la ou des lames (41). 6. Véhicule (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le profilé (40) est en matériau métallique ou composite. 35 5 7. Véhicule (10 ; 50) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie arrière ( 12 ; 52) comprend une roue arrière (12 ; 52) munie d'un système de roue libre et /ou la partie avant (11) comprend une roue avant (11) munie d'un système de roue libre. 8. Véhicule (10) selon la revendication 7 caractérisé en ce que la roue arrière (12) est apte à se déplacer angulairement. 9. Véhicule (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en 10 ce qu'il s'agit d'une trottinette (10). 10. Véhicule (50 ; 90) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il s'agit d'un roller (50) ou d'une planche à roulette (90). 15 11.Véhicule (80) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il s'agit d'une chaise roulante (80). 12. Véhicule (110) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il s'agit d'une embarcation multicoques 110). 20