Brevet FR2962403A1 — publié le 20120113

L'invention présentée dans le présent document est relative à un nouveau moyen de transport ultraléger, individuel et électrique. L'encombrement permanent des centres urbains, l'augmentation constante du prix du carburant et le développement de la sensibilité écologique pour la préservation de notre planète, ont pour effet la mise en oeuvre de moyens alternatifs de transport « propre ». Le développement du vélo dans les villes et notamment les vélos en libre service répond en partie à la problématique, cependant ce mode de transport présente de nombreux inconvénients : le vol et le vandalisme sont courants quand il est stationné dans la rue et il ne peut être envisageable d'avoir toujours son vélo avec soi et l'apporter à son lieu de travail ou à son domicile compte tenu de l'encombrement et du poids. De plus, la vitesse de déplacement est modeste et dépend des qualités athlétiques de l'utilisateur. Le vélo électrique apporte un début de solution à ce dernier point, en revanche, son poids encore plus important réduit sa portabilité. De plus rouler en deux roues génère un fort sentiment d'insécurité et un risque majeur de chute. Chacun sait que déraper de la roue avant d'un vélo ou la bloquer par freinage entraine inévitablement la chute et des blessures pouvant être sévères. L'invention présentée dans le présent document remédie à tous ces inconvénients. Il s'agit d'un tricycle ultraléger motorisé électriquement, pourvu de deux roues à l'avant et d'une à l'arrière caractérisé en ce que : Il comprend un châssis pourvu de deux roues placées à l'avant et d'une roue motrice placée à l'arrière et une poutrelle de direction s'étendant depuis le châssis et comprenant des moyens de commande configurés pour être manoeuvrés par un utilisateur pour contrôler la direction et/ou la vitesse du tricycle, caractérisé par le fait que la poutrelle de direction est mobile en rotation relativement au châssis selon un axe horizontal sensiblement perpendiculaire à l'axe de déplacement du châssis et est agencé de sorte à passer sélectivement : - d'une configuration déployée dans laquelle la poutrelle de direction (3) est éloignée du châssis de manière à permettre à un utilisateur positionné sur le châssis de manoeuvrer les moyens de commande pour piloter le tricycle, à une configuration rétractée dans laquelle la barre de direction est ramenée vers le châssis de sorte que l'utilisateur peut saisir les moyens de commande pour faire rouler le tricycle sur les deux roues avant en maintenant la roue arrière éloignée du sol, et ce, à l'instar d'une valise pourvue de roues. Figure 1. Ce tricycle ultra léger motorisé électriquement a la faculté de se plier selon une articulation (1) pourvue d'un levier (2) dont la rotation solidarise ou désolidarise la poutrelle de direction (3) et une fois plié il peut être transporté facilement en roulant de façon stable sur les deux roues avant, le volant de direction (4) faisant alors office de poignet de préhension - voir figure 1, ce qui permet à l'utilisateur de déplacer le tricycle sans effort en le faisant rouler sur deux roues avants. Le levier (2) de l'articulation (1) intègre un excentrique. L'action en rotation du levier (2) solidarise par serrage ou désolidarise la poutrelle de direction (3), figure 2. Ainsi la dite articulation (1) permet 2 états : un état bloqué lors de l'usage tricycle et un état débloqué lors de son rangement ou de son transport. Le tricycle, figure 3, est pourvu d'un volant de direction (4) qui est solidarisé à une poutrelle de direction (3), la rotation dudit volant à droite ou à gauche va provoquer la rotation des roues avant dans le même sens. Le volant de direction peut être manoeuvré par rotation avant-arrière, cette manoeuvre va provoquer les commandes accélération/freinage décrites plus loin. La poutrelle de direction est solidarisée avec un bloc de direction (6) via une articulation (1) - Figure 4. Le bloc de direction (6) assure le maintien et le guidage de deux bras d'inclinaison (7) et la manoeuvre des biellettes de direction (8). Figure 4. La roue arrière (9) comporte dans son moyeu un moteur électrique (10) de type sans balais à aimants permanents alimentés par des batteries (11). L'unité de commande de l'accélérateur (12) va moduler la puissance fournie par le moteur via une unité de régulation (13), afin de doser l'accélération et la vitesse du tricycle. Figure 7. L'utilisateur a la faculté d'utiliser le tricycle soit en position assise, à l'instar d'un scooter grâce à une selle rétractable (14), ou encore debout comme avec une trottinette. Figure 3. A cet effet le châssis (15) est pourvu d'un évidement (16) protégé par un couvercle (17) lequel évidement contient une selle amovible (14) pouvant instantanément être mise en oeuvre ou repliée. Ainsi comme il est précisé plus haut, le volant de guidage peut être manoeuvré selon une double rotation : droite-gauche pour assurer le guidage, et avant arrière pour assurer les fonctions de commandes : accélérer-ralentir et freiner. Cette manoeuvre intuitive devient vite un réflexe. La manoeuvre avant-arrière du volant de direction entraine une came (19) qui est solidaire avec celui-ci. Figure 5. L'excentrique de la came (19) agit progressivement sur l'unité de commande (12) de l'accélération quand le volant est manoeuvré vers l'avant, et sur l'unité de commande des freins (20) quand il est manoeuvré vers l'arrière. Figure 5. Une barre de torsion (21) fait office de ressort de rappel, de sorte qu'au repos le volant revienne à la position neutre, à savoir : accélération non activé, frein non actionné. Figure 6 L'action de tirer au maximum vers soi le volant de direction provoque le freinage et l'arrêt du tricycle par actionnement progressif de freins à disque installés sur chaque roue. L'unité de commande de freinage comporte deux phases, dans une première phase son action active une position « récupérateur » d'énergie. En effet, l'unité de commande de freinage (20) est couplée à une unité de commande de ralentissement (20bis). Au début de l'action, la came (19), agit sur l'unité de commande de ralentissement, ce qui a pour effet d'inverser la fonction moteur en fonction générateur afin de transformer progressivement l'énergie cinétique du tricycle en courant électrique, ce qui a pour effet de ralentir le tricycle et de recharger les batteries. Après que l'unité de commande de ralentissement (20 bis) arrive en fin de course l'unité de commande de freinage (20) est activée, préférentiellement via un circuit hydraulique et des freins à disques. Lorsque l'unité de ralentissement (20 bis) est activée, le courant récupéré par le moteur devenu générateur est redressé via un onduleur-redresseur (22) afin de le transformer en courant continu. Inversement, La fonction onduleur permet de transformer le courant continu issu des batteries en courant alternatif pour alimenter le moteur (10) intégré dans le moyeu de la roue arrière. Figure 7 L'effet du ralentisseur électrique décrit plus haut est déterminant pour l'invention, en effet l'énergie cinétique croissant avec le carré de la vitesse. Sans ralentisseur électrique, le tricycle pourrait atteindre une vitesse importante en descente et impliquerait que le tricycle dispose d'une structure mécanique lourde, dimensionnée en conséquence pour être capable de répondre à de telles contraintes. Pour que le tricycle ne subisse pas de contraintes mécanique importantes liées à la vitesse et reste léger, le ralentisseur électrique se déclenche automatiquement dès que le tricycle atteint une vitesse déterminée, par exemple de 35 km heure. L'énergie électrique récupérée recharge en priorité les batteries et si besoin est dissipée par une résistance (18) adaptée. Selon une autre version de l'invention la manoeuvre avant- arrière du volant (4) provoque le déplacement de la poutrelle de direction (3) qui est solidarisée avec le volant et a pour effet d'agir sur une pièce mécanique dont la rotation via un démultiplicateur (23) figure 8, permet d'entraîner en rotation la came (19 bis) non représentée, ce qui permet d'actionner les unités de commandes de l'accélérateur, de ralentisseur et de freinage tel que d'écrit plus haut. Le tricycle électrique ultraléger comprend une prise femelle (24) figure 9, conçue pour être connecter à une prise mâle d'un chargeur branché sur le secteur afin de recharger les batteries à son domicile et / ou au travail. Dans le cadre d'une utilisation généralisée en milieu urbain, des stations de rechargement et de gardiennage, associées à des lieux d'affichage publicitaire sont réparties dans les villes et permettent de recharger plusieurs tricycles simultanément. Pour cette fonction, l'une des caractéristiques essentielles de l'invention décrite dans le présent document à savoir la capacité du tricycle d'être plié et déplié instantanément est déterminante, car il sera possible de recharger simultanément un grand nombre de tricycles objet de l'invention, sans encombrer l'espace publique. Chaque tricycle est pourvu d'une puce électronique mémorisant un code identifiant unique et des moyens capables de transmettre à distances ledit code vers une station de rechargement gardiennage. La station de recharge et gardiennage dispose d'une électronique (27) pourvue des moyens de mémoriser les codes des tricycles en recharge dans la station. L'utilisateur dispose d'un badge personnel (26) conçu pour coopérer à distance avec un capteur REID (25) de la base de recharge et de gardiennage lequel capteur est connecté avec l'électronique de la station. Le badge personnel peut également être conçu pour être la clé de contact. Le tricycle comporte alors un capteur RFID vers lequel l'utilisateur doit approcher son badge (26) pour faire démarrer le tricycle. Ainsi le badge personnel a 2 fonctions : Il fait office de clé de contact afin d'utiliser le tricycle, Il permet d'identifier et de déverrouiller son véhicule parmi d'autres lorsqu'il est dans une station de 10 gardiennage-rechargement. Pour obtenir cette dernière fonction, la station de gardiennage et de rechargement est pourvue des moyens capables de récupérer et de mémoriser les codes identifiants uniques de chaque tricycle présent dans la station. Le transfert des 15 données des puces des tricycles vers l'électronique (27) s'effectuant selon tous les moyens connus, RFID, radiofréquence, infrarouge ou courant porteur, lors de la connexion du tricycle avec la station de rechargement. Lorsque l'utilisateur veut récupérer son tricycle, il 20 approche son badge (26) du capteur RFID (25) de la station, l'électronique (27) ayant auparavant mémorisée tous les tricycles en charge connus, va déclencher le déverrouillage du tricycle identifié. Le tricycle identifié va être déverrouillé et un signal 25 lumineux (28) situé sur l'emplacement du tricycle va clignoter afin de signaler à l'utilisateur la position de son véhicule, l'utilisateur n'a plus qu'à déplier son tricycle en actionnant le levier (2). Le verrouillage-déverrouillage est réalisé selon toute la 30 technique connue, à titre d'exemple non limitatif cette action est réalisée par pincement d'une des deux roues avant par deux mâchoires (29) actionnées par un électroaimant (30) lorsque les roues avant du tricycle en cours de stationnement se présentent sur une zone prévue à cet effet. Figure 8. Le tricycle est pourvu d'un ensemble de capteurs capables de déterminer les informations utiles à l'utilisateur telles que vitesse, niveau de charge des batteries, distance parcourue, distance restant avant la recharge, lesquelles informations s'affichent sur un écran incliné situé au-dessus de la poutrelle de direction figure 11. Le tricycle ultraléger électrique est pourvu d'un coffre (31) situé sur la poutrelle de direction dont le couvercle peut s'ouvrir et se fermer. Ledit coffre peut contenir différents objets et notamment un panier pliable qui une fois déployé se fixe à la poutrelle de direction et permet à l'utilisateur de transporter tout objet utile, tels que cartable, courses. REVENDICATIONS1/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement comprenant un châssis pourvu de deux roues placées à l'avant et d'une roue motrice placée à l'arrière et une barre de direction s'étendant depuis le châssis et comprenant des moyens de commande configurés pour être manoeuvrés par un utilisateur pour contrôler la direction et/ou la vitesse du tricycle, caractérisé par le fait que la barre de direction est mobile en rotation relativement au châssis selon un axe horizontal sensiblement perpendiculaire à l'axe de déplacement du châssis et est agencé de sorte à passer sélectivement : - d'une configuration déployée dans laquelle la poutrelle de direction (3) est éloignée du châssis de manière à 15 permettre à un utilisateur positionné sur le châssis de manoeuvrer les moyens de commande pour piloter le tricycle, - à une configuration rétractée dans laquelle la barre de direction est ramenée vers le châssis de sorte que l'utilisateur peut saisir les moyens de commande pour 20 faire rouler le tricycle sur les deux roues avant en maintenant la roue arrière éloignée du sol. Figure 1 2/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il a la faculté de se plier selon une articulation (1) pourvu d'un levier (2) dont la 25 rotation solidarise ou désolidarise la poutrelle de direction(3), et une fois plié, peut être transporté facilement en roulant de façon stable sur les deux roues avant, le volant de direction(4) faisant alors office de poignet de préhension voir figure 1, ce qui permet à l'utilisateur de déplacer le 30 tricycle sans effort en le faisant rouler sur deux roues à l'instar d'une valise pourvue de roues. 3/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le levier (2) de l'articulation (1) intègre un excentrique. L'action en rotationdu levier (2) solidarise par serrage ou désolidarise la poutrelle de direction (3), figure 2. Ainsi la dite articulation (1) permet 2 états : un état bloqué lors de l'usage tricycle et un état débloqué lors de son rangement ou de son transport. 4/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le volant de direction (4) peut être manoeuvré selon une double rotation : droite-gauche pour assurer le guidage, et avant-arrière pour assurer les fonctions de commandes : accélérer-ralentir et freinage. 5/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon les revendications 2 et 4 caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un volant de direction (4) qui est solidarisé à une poutrelle de direction (3), la rotation dudit volant à droite ou à gauche va provoquer la rotation des roues avant dans le même sens. 6/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon les revendications 4 et 5 caractérisé en ce que la manoeuvre avant-arrière du volant de direction entraine une came (19) qui est solidaire avec celui-ci. Figure 5 7/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon la revendication 5 et 6 caractérisé en ce que l'excentrique de la came (19) agit sur l'unité de commande de l'accélération (12) quand le volant est manoeuvré vers l'avant, et sur l'unité de commande des freins (20) quand il est manoeuvré vers l'arrière, une barre de torsion (21) faisant office de ressort de rappel. Figure 6. 8/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que le châssis (15) est pourvu d'un évidement (16) protégé par un couvercle (17) lequel évidement contient une selle amovible (14) pouvant instantanément être mise en oeuvre ou rangée. Figure 3. 9/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon les revendications 5 et 6 et 7, caractérisé en ce que l'actionneur 35 de freinage (20) est couplé avec un actionneur deralentissement (20 bis), dans un premier temps l'unité de commande de ralentissement a pour effet de d'inverser la fonction moteur en fonction générateur, dans un deuxième temps, l'unité de commande de freinage (20) commande le freinage. 10/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ralentisseur électrique se déclenche automatiquement des que le tricycle atteint une vitesse déterminée, par exemple de 35 km heure. L'énergie récupérée recharge en priorité les batteries et si besoin est dissipée par une résistance (18) adaptée. 11/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon la revendication 2 caractérisé en ce que la manoeuvre avant-arrière du volant (4) provoque le déplacement de la poutrelle de direction qui est solidarisée avec le volant et a pour effet d'agir sur une pièce mécanique dont la rotation via un démultiplicateur {23) permet d'entraîner un excentrique ce qui permet d'actionner les unités de commandes de l'accélérateur et du freinage. 12/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que la station de gardiennage et de rechargement est pourvue des moyens capables de récupérer et de mémoriser les codes identifiants uniques de chaque tricycle présent dans la station. Le transfert des données des puces des tricycles vers l'électronique (27) s'effectuant selon tous les moyens connus, lors de la connexion du tricycle avec la station de rechargement. 13/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que lorsque l'utilisateur veut récupérer son tricycle, il approche son badge (26) du capteur RFID (25) de la station, l'électronique (27) ayant auparavant mémorisée tous les tricycles en charge connu, va déclencher le déverrouillage du tricycle identifié.14/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce qu'un signal lumineux (28) situé sur l'emplacement du tricycle va clignoter afin de signaler à l'utilisateur la position de son véhicule. 15/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que en ce que le verrouillage-déverrouillage du tricycle est réalisé par pincement de l'une des deux roues avant par deux mâchoires (29) actionnées par un électroaimant (30) lorsque les roues avant du tricycle en cours de stationnement se présentent sur une zone prévue à cet effet. Figure 8. 16/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que en ce que l'électronique de la borne identifie tous les tricycles en charge, par des moyens de reconnaissance du code identifiant à distance par échange de données selon tout support connu lors de la connexion du tricycle avec la station de rechargement. 17/ Tricycle ultraléger motorisé électriquement selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce que en ce qu'il est pourvu d'un ensemble de capteurs capables de déterminer les informations utiles à l'utilisateur telles que vitesse, niveau de charge des batteries, distance parcourue, distance restant avant la recharge, lesquelles informations s'affichent sur un écran incliné situé au dessus de la poutrelle de direction. Figure 11.