Brevet FR2950304A1 — publié le 20110325

Installation mécanique pour le transport d'une personne Domaine technique de l'invention 10 L'invention est relative à une installation mécanique pour le transport d'une personne, comprenant un moyen filaire d'entraînement agencé en une boucle fermée logée dans le sol et entraîné dans un mouvement de défilement entre deux zones respectivement de départ et d'arrivée par un premier groupe moteur, au moins une pédale lui étant accouplée pour 15 occuper au moins une position en saillie du sol assurant la propulsion d'au moins un pied de la personne pendant le déplacement de la pédale de la zone de départ vers la zone d'arrivée, la zone de départ comportant des moyens de lancement comprenant un deuxième groupe moteur déplaçant un élément de poussée sur une course prédéterminée pour accélérer ledit pied 20 jusqu'à la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement avant la prise en charge dudit pied par la pédale en un point prédéterminé de rencontre de l'élément de poussée et de la pédale à la sortie de la zone de départ, ladite course étant tangentielle à la trajectoire de la pédale audit point de rencontre. 25 État de la technique Chaque pédale d'une installation de ce genre a par exemple pour vocation d'assurer le déplacement d'une personne à bord d'un véhicule léger et 30 individuel de transport tel qu'une bicyclette ou analogue, comme par exemple une trottinette.5 De telles installations suscitent de plus en plus d'intérêt compte tenu des problèmes de circulation bien connus à l'heure actuelle notamment dans les zones urbaines, en permettant en particulier de compenser un dénivelé entre les zones de départ et d'arrivée, lequel dénivelé serait rédhibitoire pour l'utilisation quotidienne de tels véhicules légers et individuels de transport en cas d'absence d'installation. Dans une installation connue dans la ville de Trondheim, les moyens de lancement comportent un piston déplaçable en va et vient sur une course prédéterminée au moins partiellement tangentielle à la trajectoire des pédales. L'extrémité du piston se termine par une face d'appui en biseau sur laquelle le pied vient prendre appui et formant ainsi un élément de poussée. Sa course prédéterminée permet d'accélérer le pied jusqu'à la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement avant la prise en charge dudit pied par la pédale en un point prédéterminé de rencontre de l'élément de poussée et de la pédale à la sortie de la zone de départ. Mais l'installation décrite dans ce document n'est pas complètement satisfaisante en terme de sécurité et de fiabilité. En effet, le groupe moteur correspondant aux moyens de lancement et ses moyens de commande présentent des caractéristiques de fonctionnement invariables. Il en résulte que la vitesse de déplacement, l'accélération et la course de l'élément de poussée ne peuvent pas être modifiés. Le temps de parcours de la course de l'élément de poussée est constant, indépendamment du fonctionnement du moyen filaire d'entraînement, en particulier de sa vitesse de défilement. Or la vitesse de défilement pour sa part est susceptible de varier dans le temps, volontairement ou non par exemple en fonction des frottements, de la température, de l'usure. Pour compenser les variations, une temporisation réglable manuellement est introduite entre l'activation d'un capteur de présence déclenché par le passage des pédales à un emplacement fixe prédéterminé de la zone de départ, et le départ du cycle correspondant de l'élément de poussée. Le réglage manuel de la temporisation doit être très précis pour garantir la coïncidence de l'élément de poussée et de la pédale au point prédéterminé de rencontre prévu à la sortie de la zone de départ. A défaut, l'installation se met en sécurité et le moyen filaire d'entraînement est arrêté. Une telle installation réclame donc une maintenance très sévère pour éviter les arrêts intempestifs d'exploitation, gage de sécurité pour les utilisateurs. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à réaliser une installation du type mentionné ci-dessus, qui présente une sécurité et une fiabilité améliorées. L'installation selon l'invention est remarquable en ce qu'elle comporte : des moyens pour déterminer, à chaque instant, la vitesse de défilement du moyen filaire, des moyens associés au deuxième groupe moteur pour moduler la vitesse de déplacement de l'élément de poussée, et des moyens pour asservir le déplacement de l'élément de poussée en fonction de la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement, de sorte que l'élément de poussée en fin de course et la pédale arrivent simultanément audit point de rencontre indépendamment de la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement. Une installation selon l'invention permet de moduler automatiquement, sans aucune intervention humaine ni besoin de maintenance, la vitesse et l'accélération de l'élément de poussée pendant sa course, régulant son temps de parcours par asservissement en fonction de la vitesse de défilement de la pédale avant la rencontre en fin de course. Dans le cas où une temporisation est introduite entre l'activation d'un capteur de présence déclenché par le passage des pédales à un emplacement fixe prédéterminé de la zone de départ, et le départ du cycle à temps régulé correspondant de l'élément de poussée, les moyens d'asservissement peuvent moduler automatiquement la durée de la temporisation en complément ou en substitution d'une modulation de la vitesse et de l'accélération de l'élément de poussée. D'autres caractéristiques techniques peuvent être utilisées isolément ou en combinaison : i o la zone de départ comporte des moyens pour faire passer la pédale en position en saillie du sol depuis une position escamotée sous le sol pendant le déplacement correspondant de l'élément de poussée, les deux brins de la boucle fermée formée par le moyen filaire d'entraînement sont décalés horizontalement, 15 la zone d'arrivée est équipée de moyens pour arrêter le défilement du moyen filaire d'entraînement si une pédale est en position en saillie dans la zone d'arrivée au-delà d'un point limite de la boucle fermée. Description sommaire des dessins 20 D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : 25 la figure 1 est une vue de dessus schématique d'un exemple d'installation, les figures 2 à 4 illustrent la zone de départ de l'installation de la figure 1 à différentes séquences. 30 Description d'un mode préférentiel de l'invention Comme indiqué précédemment, l'invention concerne une installation mécanique permettant le transport d'une personne. Cette personne peut par exemple être placée sur un véhicule léger et individuel de transport tel qu'une bicyclette ou analogue, comme par exemple une trottinette. L'installation peut également assurer le déplacement de la personne sans que celle-ci ne soit placée sur un véhicule. L'installation comporte un moyen filaire d'entraînement 10, par exemple un câble ou une chaîne, agencé en une boucle fermée logée dans une lacune aménagée dans le sol. La lacune raccorde une zone de départ 11 et une zone d'arrivée 12 entre lesquelles l'installation réalise le transport des personnes. Le moyen filaire d'entraînement 10 est animé d'un mouvement de défilement entre les deux zones 11, 12, de manière que l'un de ses brins aille de la zone de départ 11 vers la zone d'arrivée 12 et l'autre de ses brins se déplace de la zone d'arrivée 12 vers la zone de départ 11. Il est possible de prévoir à cet effet un premier groupe moteur SMT dans la zone d'arrivée et un mécanisme de mise en tension SR dans la zone de départ (figure 1), ou inversement. Il est également envisageable d'aménager dans l'une des zones un mécanisme dédié à la fois à la motorisation et à la mise en tension, l'autre zone étant alors équipée d'un mécanisme de retour fixe. Au moins une pédale 13, préférentiellement plusieurs réparties à intervalles réguliers, est accouplée au moyen filaire d'entraînement 10 pour assurer la propulsion d'au moins un pied de la personne pendant le déplacement de la pédale de la zone de départ 11 vers la zone d'arrivée 12. Lorsque la personne est placée sur un véhicule individuel, la pédale propulse un seul de ses deux pieds. Au contraire lorsque l'installation est prévue pour pouvoir déplacer la personne de la zone de départ vers la zone d'arrivée sans être placée sur un véhicule individuel, la pédale réalise la propulsion des deux pieds simultanément.30 La pédale 13 est montée à pivotement sur un chariot 14 accouplé au moyen filaire d'entraînement 10. Le chariot 14 est équipé de moyens de roulement associés à des moyens de guidage aménagés dans le sol entre les zones de départ 11 et d'arrivée 12. La lacune en forme de tranchée creusée dans le sol présente des formes adaptées pour recevoir le chariot 14. Les moyens de roulement peuvent comporter au moins une paire de galets horizontaux et au moins une paire de galets verticaux agencés pour coopérer avec des rails latéraux correspondants bordant la lacune. Dans la variante illustrée, la poulie de renvoi disposée dans la zone d'arrivée 12 et accouplée au premier groupe moteur SMT et la poulie de renvoi logée dans la zone de départ 11 et accouplée au mécanisme de mise en tension SR sont toutes deux montées à rotation selon un axe vertical pour réaliser le demi-tour du moyen filaire d'entraînement 10 dans un plan sensiblement horizontal. Il en résulte que les deux brins de la boucle fermée formée par le moyen filaire d'entraînement 10 sont décalés horizontalement et disposés sous le sol dans deux lacunes distinctes. Une telle disposition a pour effet de réduire la hauteur d'encombrement dans le sol et facilite l'implantation dans les zones urbaines notamment. Par son montage à pivotement, la pédale 13 peut occuper au moins une position en saillie du sol assurant la propulsion d'un pied de la personne pendant le déplacement de la pédale 13 de la zone de départ 11 vers la zone d'arrivée 12. Dans un mode de réalisation renforçant la sécurité, la pédale 13 peut occuper sélectivement une position en saillie du sol ou une position escamotée dans le sol à l'intérieur de la lacune. Un mécanisme de verrouillage peut être interposé entre le chariot 14 et la pédale 13 pour occuper soit un état actif bloquant la pédale 13 dans sa position en saillie du sol, soit un état inactif en cas d'absence d'effort presseur appliqué sur la pédale pour autoriser automatiquement le passage de la pédale vers sa position escamotée sous l'action de la gravité. La zone de départ comporte en outre des moyens de lancement comprenant un deuxième groupe moteur M déplaçant un élément de poussée 15 sur une course prédéterminée pour accélérer le pied jusqu'à la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement 10 avant une prise en charge dudit pied par la pédale en un point prédéterminé de rencontre de l'élément de poussée et de la pédale à la sortie de la zone de départ, en fin de course de l'élément de poussée 15. La course de l'élément de poussée 15 est tangentielle à la trajectoire de la pédale audit point de rencontre. L'élément de poussée 15 est par exemple constitué par la face en biseau aménagée à l'extrémité d'un piston 16 déplaçable en translation dans un mouvement de va-et-vient en étant accouplé par tout mécanisme de transmission à une courroie mise en mouvement par le deuxième groupe moteur M (figure 2). La courroie peut présenter une forme en boucle fermée (figure 1) dont l'un des brins coïncide au moins partiellement avec la trajectoire des pédales 13 en sortie de la zone de départ 12, directement en amont dudit point de rencontre. La figure 2 illustre également la poulie de renvoi 17 pour le demi-tour du moyen filaire d'entraînement 10. La zone de départ 11 comporte également un capteur de présence 18 déclenché par le passage des pédales 13 à un emplacement fixe prédéterminé de la zone de départ 11, en amont des moyens de lancement. L'installation comporte des moyens pour déterminer, à chaque instant, la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement 10. Ces moyens peuvent être associés au premier groupe moteur SMT, ou bien peuvent être prévus au niveau de la zone de départ. Par exemple un codeur peut être aménagé dans la zone de départ pour déterminer en temps réel la vitesse de rotation de la poulie de renvoi 17, directement proportionnelle à la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement 10. D'autre part, l'installation comporte des moyens associés au deuxième groupe moteur M pour moduler la vitesse de déplacement de l'élément de poussée 15. De tels moyens peuvent comporter un capteur adapté aménagé dans la zone de départ pour déterminer, à chaque instant, la vitesse de défilement de la courroie déplaçant le piston 16. Par exemple un codeur peut être aménagé pour déterminer en temps réel la vitesse de rotation du deuxième groupe moteur M. Les moyens associés au deuxième groupe moteur M pour moduler la vitesse de déplacement de l'élément de poussée io 15 peuvent comporter une unité de commande (non représentée) à laquelle est connecté le capteur relevant en continu la vitesse de déplacement de l'élément de poussée 15. L'unité de commande assure le pilotage en rotation (vitesse, accélération) du deuxième groupe moteur M afin de moduler la vitesse de déplacement de l'élément de poussée 15. À cet effet, l'unité de 15 commande est également connectée au capteur de présence 18 et aux moyens pour déterminer, à chaque instant, la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement 10. À partir des signaux reçus par le capteur de présence 18, par les moyens 20 pour déterminer la vitesse de déplacement de l'élément de poussée 15 et par les moyens pour déterminer, à chaque instant, la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement 10, l'unité de commande assure un pilotage du deuxième groupe moteur M adapté pour constituer des moyens pour asservir le déplacement de l'élément de poussée 15 en fonction de la vitesse de 25 défilement du moyen filaire d'entraînement 10, de sorte que l'élément de poussée 15 en fin de course et la pédale 13 arrivent simultanément audit point de rencontre indépendamment de la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement 10. 30 La figure 2 illustre une pédale 13 dans sa position escamotée sous le sol. La figure 4 représente la même pédale 13, ultérieurement, après avoir dépassé le point prédéterminé de rencontre entre les pédales 13 et l'élément de poussée 15, alors qu'elle occupe sa position en saillie du sol. Dans un mode de réalisation, la zone de départ 11 comporte des moyens pour faire passer la pédale 13 en position en saillie du sol depuis la position escamotée, commandés par le déplacement correspondant de l'élément de poussée 15. Autrement dit, le passage de la position escamotée à la position en saillie du sol est inhibé si l'élément de poussée 15 ne réalise pas sa course prédéterminée. En référence aux figures 2 et 4, les moyens pour mettre la pédale 13 en position en saillie du sol à la condition du déplacement correspondant de l'élément de poussée 15 peuvent comporter une rampe de relevage 19 montée à basculement. La rampe de relevage 19 peut varier entre une position inactive qu'elle occupe naturellement et où la rampe de relevage 19 est horizontale (figure 2), et une position active qu'elle peut par exemple venir occuper dès le début de course de déplacement de l'élément de poussée 15 et où la rampe de relevage 19 est inclinée (figure 4). Pour commander le passage de la rampe de relevage 19 vers sa position inclinée, un galet 20 solidaire de la rampe de relevage 19 est guidé à l'intérieur d'un élément de guidage 21 incliné prévu dans le piston 16. La rampe de relevage 19 est agencée de sorte à coopérer, lorsqu'elle occupe sa position inclinée, avec un organe associé prévu sur la pédale. Le contact entre cet organe et la rampe de relevage 19 en position inclinée, combiné au mouvement de défilement de la pédale par rapport à la rampe de relevage 19 fixe, provoque automatiquement le passage de la pédale 13 vers sa position en saillie du sol. Le mécanisme de verrouillage joue ensuite son rôle. Le passage de la rampe de relevage 19 vers sa position inclinée peut être commandé dès le début de la sortie du piston, nettement avant l'arrivée de l'élément de poussée 15 au point prédéterminé de rencontre, pour être réalisé avant le passage de la pédale 13 au niveau de la rampe de relevage 19. Les moyens pour mettre la pédale en position en saillie du sol peuvent toutefois être quelconques, notamment dissociés de l'élément de poussée. Une solution consiste à prévoir un actionneur en rotation (non représenté) de la rampe de relevage, assurant les mouvements de la rampe indépendamment du déplacement de l'élément de poussée. Un tel actionneur en rotation peut par exemple être constitué par un vérin électrique. Quels que soient les moyens de relevage de la pédale utilisés, le passage de la rampe de relevage 19 vers sa position inclinée peut se pratiquer dès qu'un signal de départ de cycle provenant d'un pupitre accessible au public est reçu par l'unité de commande, au moment du déclenchement du capteur 18. Le passage vers la position inactive est commandé dès que l'élément de poussée revient dans sa position d'origine. Pour une sécurité optimale au débarquement, la zone d'arrivée 12 peut être équipée de moyens pour arrêter le défilement du moyen filaire d'entraînement 10 si une pédale 13 est en position en saillie dans la zone d'arrivée 12 au-delà d'un point limite de la boucle fermée. Tout capteur mécanique, électronique, optique ou équivalent peut être prévu le long de la trajectoire du moyen filaire d'entraînement 10. Les rails latéraux bordant les lacunes pour constituer les moyens de guidage des chariots 15 présentent des jonctions d'aboutement en biseau pour limiter les bruits émis par les chariots 15 au passage sur lesdites jonctions. Le système d'entraînement en translation du piston 16 dont l'extrémité en biseau constitue l'élément de poussée 15 est intégré dans le piston 16, contrairement à l'installation de la ville de Trondheim où le système d'entraînement est déporté par rapport au corps de piston. Cette disposition présente l'avantage de supprimer la possibilité d'accès des personnes aux zones où le système d'entraînement et le piston présentent un différentiel de vitesse, ce qui améliore la sécurité. Dans les cas où l'installation assure le déplacement de la personne sans que celle-ci ne soit placée sur un véhicule, chaque pédale peut être conçue directement pour assurer la propulsion des deux pieds simultanément. II est également possible de prévoir que chaque pédale soit conçue à la base pour assurer la propulsion d'un seul pied, mais la possibilité de propulsion par la pédale des deux pieds simultanément peut alors résulter de la mise en place d'un élément amovible rapporté sur la pédale par la personne dans la zone de départ et adapté pour permettre l'appui des deux pieds. II reste également possible de déplacer une personne sans que celle-ci ne soit placée sur un véhicule individuel en utilisant une installation où deux pédales chacune adaptée à la propulsion d'un seul des deux pieds se déplaceraient simultanément dans un même plan frontal, avec un décalage latéral horizontal tel que la personne puisse prendre appui par ses pieds sur les deux pédales simultanément. Les deux pédales pourraient être accouplées à deux moyens filaires d'entraînement distincts régulés par des moyens de synchronisation, ou bien à un unique moyen filaire d'entraînement. Un pupitre est accessible au public pour transmettre, par l'appui sur un bouton par l'utilisateur en attente dans la zone de départ, un signal de départ de cycle à l'unité de commande. II est possible de prévoir deux boutons distincts affectés respectivement aux personnes habituées, et aux personnes à risque (débutants, enfants, personnes âgées...). L'appui sur le bouton affecté aux personnes à risque provoque, outre le déclenchement de l'élément de poussée au moment opportun, une diminution temporaire et contrôlée de la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement 10. Cette opération présente des effets directs sur l'asservissement du déplacement de l'élément de poussée et sur sa vitesse de sortie. La décélération temporaire par rapport à la vitesse nominale de défilement est telle que les personnes déjà embarquées ne soient pas perturbées et que les pédales ne se rétractent pas sous le sol sous l'effet de l'inertie d'une personne qui n'appuierait plus assez sur la pédale correspondante. À l'issue de la temporisation de l'ordre de quelques secondes, le moyen filaire d'entraînement est accéléré jusqu'à sa vitesse nominale. Revendications1. Installation mécanique pour le transport d'une personne, comprenant un moyen filaire d'entraînement (10) agencé en une boucle fermée logée dans le sol et entraîné dans un mouvement de défilement entre deux zones respectivement de départ et d'arrivée (11, 12) par un premier groupe moteur (SMT), au moins une pédale (13) lui étant accouplée pour occuper au moins une position en saillie du sol assurant la propulsion d'au moins un pied de la personne pendant le déplacement de la pédale de la zone de départ vers la zone d'arrivée, la zone de départ (11) comportant des moyens de lancement comprenant un deuxième groupe moteur (M) déplaçant un élément de poussée (15) sur une course prédéterminée pour accélérer ledit pied jusqu'à la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement (10) avant une prise en charge dudit pied par la pédale (13) en un point prédéterminé de rencontre de l'élément de poussée (15) et de la pédale (13) à la sortie de la zone de départ (11), ladite course étant tangentielle à la trajectoire de la pédale (13) audit point de rencontre, caractérisée en ce qu'elle comporte : des moyens pour déterminer, à chaque instant, la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement (10), des moyens associés au deuxième groupe moteur (M) pour moduler la vitesse de déplacement de l'élément de poussée (15), et des moyens pour asservir le déplacement de l'élément de poussée (15) en fonction de la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement (10), de sorte que l'élément de poussée (15) en fin de course et la pédale (13) arrivent simultanément audit point de rencontre indépendamment de la vitesse de défilement du moyen filaire d'entraînement (10). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la zone de départ (11) comporte des moyens pour faire passer la pédale (13) en 13 position en saillie du sol depuis une position escamotée sous le sol, commandés par le déplacement correspondant de l'élément de poussée (15). 3. Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les deux brins de la boucle fermée formée par le moyen filaire d'entraînement (10) sont décalés horizontalement. 4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la zone d'arrivée (12) est équipée de moyens pour arrêter le défilement du moyen filaire d'entraînement si une pédale (13) est en position en saillie dans la zone d'arrivée (12) au-delà d'un point limite de la boucle fermée. 20