Brevet FR3038570A1 — publié le 20170113

La présente invention concerne un système pendulaire de commande de direction d'un véhicule, ainsi qu'un véhicule terrestre à moteur de propulsion électrique équipé d'un tel système. On notera toutefois, à la lecture de la description ci-après, que les systèmes, procédés, dispositifs et équipements, qui caractérisent l'invention, peuvent être utilisés par d'autres types de véhicules. Les planches à roulettes, ou skateboards, et leurs multiples déclinaisons, n'offrent pas de possibilité de maintien du pilote sur le plateau du véhicule en cas d'arrêt brutal dudit véhicule. Dans ce genre de situation, le pilote se trouve quasi systématiquement débarqué. Dans le cas où les pieds du pilote sont maintenus sur le plateau par des liens ou des fixations : ces liens ou fixations n'empêchent pas la chute du pilote lors d'un arrêt brutal, mais entraînent le plus souvent le véhicule dans cette chute. Ce problème de sécurité est d'autant plus aigu que le véhicule est motorisé, donc rapide. La présente invention a notamment pour but d'apporter des solutions à ce problème de sécurité, tout en offrant au pilote des sensations de conduite proches de celles ressenties lors de la conduite d'un longboard ou d'une 20 planche à voile terrestre. En effet, le véhicule décrit dans le présent document se conduit debout, l'axe des épaules du pilote étant sensiblement parallèle à celui du déplacement du véhicule. De plus, le système de commande de direction de ce véhicule comprend 25 une nacelle pendulaire sur la plateforme de laquelle se tient le pilote. Cette nacelle, suspendue au-dessus du sol, et dont l'oscillation est générée par le déplacement du poids du pilote, agit sur les organes de direction du véhicule grâce à des moyens de transmission et de transformation de mouvement. Au moyen de ce système de commande, le pilote fait tourner le véhicule en se 30 penchant en avant ou en arrière. Les figures annexées représentent un mode de réalisation de l'invention. Les figures annexées représentent l'invention réalisée dans une configuration où le pilote conduit avec le pied droit en arrière. 3038570 2 Selon une caractéristique de l'invention, le véhicule possède une structure comprenant une pluralité de tubes qui, après jonctions, forment un tube d'un seul tenant. Cette structure tubulaire est réalisée en un ou plusieurs matériaux 5 aux propriétés suffisantes pour répondre aux contraintes imposées par la construction et la conduite dudit véhicule. Suivant un mode de réalisation : Des câbles permettant d'assurer des commandes nécessaires à la conduite du véhicule sont situés à l'intérieur de la structure tubulaire. 10 Le véhicule est équipé d'un moteur-roue (101), qui assure la motricité et la direction du véhicule. Ce moteur-roue est maintenu par une fourche (102). Cette fourche est solidarisée à la structure tubulaire grâce à un dispositif permettant sa rotation indépendamment de ladite structure. 15 Cette structure peut être envisagée comme une succession de sept éléments, outre la fourche : - Une potence (103) qui prolonge la fourche. - Un coude (104) (Fig. 3), qui prolonge la potence. - Une rampe (105) qui prolonge le coude. - Un bras (106) qui prolonge la rampe. - Une partie du véhicule située à l'avant dudit véhicule, et appelée « essieu » (Fig. 4) dans le reste du présent document. - Une roue A (107) (406). - Une roue B (108) (407). 25 La potence (103), pouvant être rectiligne, s'élève au-dessus du sol à une hauteur variable suivant le mode de réalisation. Avantageusement, l'extrémité de la potence située à l'opposé de la fourche est incurvée vers l'avant du véhicule. Les dimensions de la potence sont variables suivant le mode de so réalisation. Avantageusement, la première partie (301) du coude prolonge la potence, notamment dans un plan parallèle au sol et dans l'axe longitudinal médian du véhicule. Avantageusement, l'extrémité (302) de cette première partie du coude présente une section bouchée d'une pièce réalisée en un ou plusieurs 3038570 3 matériaux aux propriétés suffisantes pour répondre aux contraintes imposées par la construction et la conduite du véhicule. Avantageusement, au centre de cette pièce est pratiqué un orifice (303) destiné à recevoir une tige (501) fixée au balancier (204) (503) de la nacelle (109) pendulaire. Avantageusement, à 5 proximité de l'orifice (303) est pratiqué un trou (304) destiné notamment à l'installation de câbles. Suivant le mode de réalisation, il convient de prévoir au tube constituant le coude un diamètre suffisant pour que lesdits câbles ne gênent pas l'installation et le mouvement de la tige (501). Les dimensions de cette première partie du coude sont variables suivant le mode de réalisation. 10 Avantageusement, la deuxième partie (305) du coude prolonge la première en formant, au niveau de la section (302), une courbe, notamment dans un plan parallèle au sol. Cette deuxième partie du coude peut être orientée d'un côté ou de l'autre de l'axe longitudinal médian du véhicule, suivant que ledit véhicule est conçu pour être conduit avec le pied droit en arrière, ou 15 pour être conduit avec le pied gauche en arrière. Avantageusement, l'extrémité (306) de cette deuxième partie du coude située à l'opposé de la première, est incurvée vers l'avant du véhicule, notamment dans un plan parallèle au sol. Cette deuxième partie du coude est de dimensions variables suivant le mode de réalisation. 20 La rampe (105), pouvant être rectiligne, prolonge l'extrémité de la deuxième partie du coude. Avantageusement, l'axe de la rampe est parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. Avantageusement, l'extrémité de la rampe située à l'opposé du coude est incurvée vers le sol. Les dimensions de la rampe sont variables suivant le mode de réalisation. Le bras (106), pouvant être rectiligne, prolonge la rampe vers le sol jusqu'à une distance du sol variable suivant le mode de réalisation. Avantageusement, l'extrémité du bras située à l'opposé de la rampe est incurvée vers l'avant du véhicule. Les dimensions du bras sont variables suivant le mode de réalisation. La jonction du bras et de la première partie de l'essieu, est appelée « croisée » (201) (401) dans le reste du présent document. Cette croisée peut être incurvée vers l'un ou l'autre côté de l'axe longitudinal médian du véhicule, suivant que les éléments qu'elle prolonge sont réalisés pour une conduite « pied droit en arrière », ou pour une conduite « pied gauche en arrière ». 3038570 4 Avantageusement, la première partie (402) de l'essieu prolonge la croisée dans un axe parallèle à l'axe transversal du véhicule. Les dimensions de cette première partie sont variables suivant le mode de réalisation. Avantageusement, la deuxième partie (403) de l'essieu est incurvée vers 5 l'avant du véhicule, puis présente une deuxième courbe orientée vers l'axe longitudinal médian du véhicule. Les dimensions de cette deuxième partie de l'essieu sont variables suivant le mode de réalisation. La troisième partie (404) de l'essieu, pouvant être rectiligne, prolonge la deuxième en suivant un axe avantageusement parallèle à l'axe transversal du 10 véhicule. Les dimensions de cette troisième partie de l'essieu sont variables suivant le mode de réalisation. Avantageusement, un orifice (405) est pratiqué dans la deuxième partie de l'essieu, au point de projection de l'axe longitudinal central de la troisième partie de l'essieu, dans un mode de réalisation où ladite troisième partie est 15 rectiligne et parallèle à l'axe transversal du véhicule. Cet orifice est destiné à recevoir une fusée d'essieu traversant le moyeu de la roue A (107) (406). Avantageusement, un ou plusieurs guides et un système de fixation sont installés à l'intérieur de l'essieu afin de garantir l'intégrité et la fixation de ladite fusée. Avantageusement, à proximité de l'orifice (405) est pratiqué un trou, afin 20 de permettre notamment l'installation de câbles. Avantageusement, l'extrémité de la troisième partie (404) de l'essieu située à l'opposé de la deuxième (403), est bouchée d'une pièce réalisée en un ou plusieurs matériaux aux propriétés suffisantes pour répondre aux contraintes imposées par la construction et la conduite du véhicule. Avantageusement, au 25 centre de ladite pièce est pratiqué un orifice destiné à recevoir une fusée d'essieu traversant le moyeu de la roue B (108) (407). Avantageusement, un ou plusieurs guides et un système de fixation sont installés à l'intérieur de l'essieu afin de garantir l'intégrité et la fixation de ladite fusée. À proximité de l'orifice destiné à recevoir cette fusée est pratiqué un trou permettant notamment 30 l'installation de câbles. Les dimensions de la troisième partie de l'essieu sont variables suivant le mode de réalisation, mais telles que les roues A et B peuvent être équidistantes de l'axe longitudinal médian du véhicule. Des câbles pouvant être installés à l'intérieur de l'essieu, il convient de prévoir au tube qui 3038570 5 constitue l'essieu un diamètre suffisant pour que lesdits câbles ne gênent pas l'installation des fusées d'essieu traversant les moyeux des roues A et B. Pour les modèles réalisés pour une conduite « pied droit en arrière », la distance séparant la croisée de la roue A est plus courte que celle séparant la 5 croisée de la roue B. Inversement pour les modèles réalisés pour une conduite « pied gauche en arrière ». Dans un mode de réalisation particulier, le bras peut être incurvé vers l'axe longitudinal médian du véhicule, outre sa courbure vers le sol. Dans ce mode de réalisation, suivant les angles des courbes du bras, la croisée peut 10 être équidistante des roues A et B. Dans un autre mode de réalisation particulier, le bras peut former, outre sa courbure vers le sol, une courbure amenant son extrémité opposée à la rampe au-delà de l'axe longitudinal médian du véhicule. Dans ce mode de réalisation, la distance séparant la croisée de la roue A est, pour les modèles « conduite 15 pied droit en arrière », plus longue que celle séparant la croisée de la roue B, et inversement pour les modèles « conduite pied gauche en arrière ». L'angle de chasse de la fourche (102) entraîne une inclinaison latérale de la potence lors de la rotation de la fourche, ce qui donne de la gîte au véhicule dans les virages. Pour éviter que cette inclinaison de la potence ne provoque 20 une torsion de la structure tubulaire, l'essieu possède des articulations (202) (408) permettant une inclinaison cohérente de ladite structure dans les virages, tout en permettant à la roue avant intérieure au virage de rester sensiblement perpendiculaire au sol. Avantageusement, une de ces articulations se situe sur la première partie de l'essieu, à une distance variable de la roue A, suivant le 25 mode de réalisation. Avantageusement, une autre de ces articulations se situe sur la troisième partie de l'essieu, à une distance variable de la roue B, suivant le mode de réalisation. Ces articulations sont équipées de dispositifs d'amortissement et de butées permettant de limiter l'ouverture de ces articulations à un angle variable suivant le mode de réalisation, afin d'éviter le 30 renversement du véhicule dans les virages. Le véhicule de structure tubulaire décrit ci-dessus est adapté à la nacelle pendulaire décrite ci-dessous. Toutefois, à la lecture de la description ci-dessus, il est manifeste que ledit véhicule peut être équipé d'autres types de 3038570 6 commandes de direction. On notera donc que ce véhicule est caractérisé par le fait que sa structure tubulaire est réalisée d'un seul tenant, indépendamment de son système de direction, ou de son nombre de roues, ou de son nombre de roues directrices et de leurs emplacements sur ladite structure, ou de son 5 nombre de flotteurs, ou de skis, ou de patins, ou de chenilles ; ou de sa motorisation, ou de son mode de propulsion ou de la surface sur laquelle un véhicule équipé d'une telle structure est amené à se déplacer. Selon une autre caractéristique de l'invention, la commande de direction 10 du véhicule est une nacelle (109) pendulaire comprenant avantageusement une plateforme (203) sur laquelle se tient le pilote, et un balancier (204) (503) solidarisé à ladite plateforme. Il est à noter que cette nacelle pendulaire n'est pas supportée par une ou plusieurs pièces placées sous sa plateforme, mais suspendue au-dessus du sol 15 au moyen du balancier. La plateforme de la nacelle pendulaire est réalisée dans un ou plusieurs matériaux aux propriétés suffisantes pour répondre aux contraintes imposées par la construction et la conduite du véhicule. Cette plateforme est de dimensions et de forme variables suivant le mode de réalisation. 20 Les propriétés du balancier, notamment en ce qui concerne sa robustesse, peuvent être équivalentes à celles de la structure tubulaire. Ce balancier, pouvant être rectiligne, est attaché à la plateforme et s'élève au-dessus de la face supérieure de la plateforme. Ce balancier est de dimensions et de forme variables suivant le mode de réalisation. 25 Avantageusement, le balancier est solidarisé à la plateforme grâce à un dispositif permettant de régler la hauteur de position de la plateforme. Ce dispositif permet donc, en fonction de la taille du pilote, d'ajuster la distance entre la plateforme et la rampe (105) pour que les épaules du pilote soient à hauteur de la rampe. Ainsi, le pilote peut aisément s'accrocher à la rampe afin 30 de manoeuvrer la nacelle pendulaire. Les propriétés dudit dispositif, notamment en ce qui concerne sa robustesse, sont suffisantes pour répondre aux contraintes imposées par la construction et la conduite du véhicule. Avantageusement, le balancier transmet le mouvement de la nacelle pendulaire, provoqué par le déplacement du poids du pilote, aux organes de 3038570 7 direction du véhicule, grâce à des moyens de transmission et de transformation de mouvement. Avantageusement, à l'extrémité du balancier située à l'opposé de la plateforme est fixée une tige (501) (601) réalisée en un ou plusieurs matériaux 5 aux propriétés suffisantes pour répondre aux contraintes imposées par la construction et la conduite du véhicule. Avantageusement, cette tige est orientée vers l'arrière de la plateforme (l'arrière de la plateforme étant sa limite située vers l'arrière du véhicule). Avantageusement, l'extrémité de cette tige située à l'opposé de celle fixée au balancier, forme une roue dentée conique de 10 dimensions variables suivant le mode de réalisation. Cette tige est destinée à se loger dans l'orifice (303). Les dimensions et la forme de cette tige sont variables suivant le mode de réalisation. Avantageusement, dans une partie du balancier, à proximité de la fixation de la tige (501) est pratiqué un trou (502) permettant notamment l'installation de 15 câbles destinés à s'insérer dans le trou (304). Avantageusement, à l'intérieur de la potence (103) (602) est installé un axe (603) de direction réalisé en un ou plusieurs matériaux aux propriétés suffisantes pour répondre aux contraintes imposées par la construction et la conduite du véhicule. Une extrémité de cet axe de direction est fixée à la tête 20 de fourche. L'autre extrémité cet axe de direction forme une roue dentée conique de dimensions variables suivant le mode de réalisation. Cette roue dentée est destinée à former, à l'intérieur du tube formant l'élément coude potence (Fig. 6), un engrenage avec la roue dentée située à l'extrémité de la tige (601). Les dimensions et la forme de l'axe de direction sont variables 25 suivant le mode de réalisation. Avantageusement, un ou plusieurs guides sont installés à l'intérieur de la potence et à l'intérieur du coude, afin de garantir l'intégrité de la tige (501) (601) et de l'axe (603) de direction. Avantageusement, un dispositif de maintien est installé à l'intérieur du coude, afin d'éviter le désengagement de la tige (601) de 30 l'orifice (303) pendant la conduite du véhicule. Par ailleurs, des câbles pouvant être installés à l'intérieur de la potence et du coude, il convient de prévoir au tube qui constitue la potence et le coude, un diamètre suffisant pour que les câbles ne gênent pas le mouvement de la tige (501) et de l'axe (603) de direction. 3038570 8 L'engrenage formé par les roues dentées mentionnées ci-dessus, permet à la nacelle pendulaire d'entraîner la rotation de la fourche. La nacelle pendulaire permet donc un pilotage du véhicule grâce au déplacement du poids du pilote : accroché à la rampe, un pilote conduisant avec le pied droit en 5 arrière fait tourner le véhicule à droite en penchant son buste en avant et en projetant la nacelle pendulaire derrière lui avec ses pieds, il fait tourner le véhicule à gauche en penchant son buste en arrière et en projetant la nacelle pendulaire devant lui avec ses pieds. Pour un pilote conduisant avec le pied gauche en arrière, c'est l'inverse. Ce système à engrenage, permettant la 10 transmission et la transformation du mouvement de la nacelle afin de commander la direction d'un véhicule, est cité dans le présent document à titre d'exemple. Il peut être remplacé par n'importe quel autre moyen pertinent, suivant le mode de réalisation, pour transmettre et transformer un mouvement. Par ailleurs, la nacelle pendulaire et les moyens de transmission et de 15 transformation de mouvement qu'elle utilise, peuvent être réalisés de façon à obtenir une commande de direction inverse à celle décrite ci-dessus. Auquel cas : accroché à la rampe, un pilote conduisant avec le pied droit en arrière fait tourner le véhicule à droite en penchant son buste en arrière et en projetant la nacelle devant lui avec ses pieds, il fait tourner le véhicule à gauche en 20 penchant son buste en avant et en projetant la nacelle derrière lui avec ses pieds. Pour un pilote conduisant avec le pied gauche en arrière, c'est l'inverse. On notera donc que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit. La nacelle pendulaire décrite dans le présent document est adaptée au 25 véhicule de structure tubulaire décrit dans le présent document. Toutefois, à la lecture de la description ci-dessus, il est manifeste que ladite nacelle peut être adaptée à d'autres types de véhicule. On notera donc que cette nacelle pendulaire est caractérisée par le système de commande de direction qu'elle constitue et les types de pilotage qu'un tel système induit, indépendamment du 30 véhicule auquel ledit système est destiné ou de la nature des moyens de transmission et de transformation de mouvement utilisés pour corréler les mouvements de la nacelle à ceux des organes de direction d'un véhicule. 3038570 9 Selon une caractéristique générale de l'invention, l'ensemble structure tubulaire - nacelle pendulaire, constitue un véhicule qui se conduit debout, l'axe des épaules du pilote étant sensiblement parallèle à celui du déplacement du véhicule. 5 Selon une autre caractéristique de l'invention, un dispositif de sécurité comprenant un lien sur enrouleur (205) (504) est attaché au balancier (204) (503). Avantageusement, les propriétés de ce lien, notamment en terme de robustesse, sont équivalentes à celles d'une ceinture de sécurité automobile. 10 Avantageusement, les propriétés dudit enrouleur sont équivalentes à celles d'un enrouleur de ceinture de sécurité automobile. Avantageusement, cet enrouleur est attaché au balancier par une attache réglable en hauteur. L'extrémité mobile dudit lien est destinée à s'accrocher à un équipement de sécurité porté par le pilote, par exemple un baudrier d'escalade. Ce dispositif de 15 sécurité évite au pilote d'être débarqué du véhicule en cas d'arrêt brutal. Selon une autre caractéristique de l'invention, un module de commande (209) d'inversion de la polarité du courant électrique permet, outre la conduite du véhicule en marche arrière, d'envisager le véhicule soit dans une 20 configuration « pied droit en arrière » - propulsion / « pied gauche en arrière » traction ; soit dans une configuration « pied gauche en arrière » - propulsion / « pied droit en arrière » - traction. Par ailleurs : 25 - Le véhicule est équipé d'une batterie (206) d'accumulateurs électriques placée sous la plateforme de la nacelle pendulaire. Cette batterie est notamment destinée à alimenter le moteur et les équipements embarqués du véhicule. - Outre la batterie, un calculateur de bord est fixé sous la plateforme de la 30 nacelle. Ce calculateur communique, de façon filaire ou autre, des indications de pilotage, soit à un terminal fixé à la structure tubulaire, soit au smartphone du pilote, soit aux lunettes connectées du pilote. - Le véhicule est équipé d'une commande de l'alimentation électrique du moteur. Cette commande peut être une gâchette (207) d'accélérateur actionnée 3038570 10 avec le pouce, telle celle d'un quad électrique, ou tout autre dispositif de gestion de l'alimentation électrique du moteur, pertinent suivant le mode de réalisation. - Une poignée (208) de frein coupe-circuit complète les commandes du véhicule. 5 Ce véhicule est destiné à des déplacements sportifs, récréatifs et courants. REVENDICATIONS1. Système de commande de direction d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comprend une nacelle (109) pendulaire sur laquelle se tient le pilote dudit véhicule, en ce que cette nacelle pendulaire est suspendue au-dessus du sol, et en ce que l'oscillation de ladite nacelle, générée par le déplacement du poids du pilote, agit sur les organes de direction du véhicule grâce à des moyens de transmission et de transformation de mouvement. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une structure tubulaire d'un seul tenant admettant la nacelle pendulaire comme commande de direction du véhicule, et en ce que ladite structure intègre une rampe (105) favorisant le maintien du pilote sur la nacelle pendulaire. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rampe (105) est située à hauteur d'épaules du pilote, permettant ainsi de manoeuvrer la nacelle pendulaire. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de sécurité permettant le maintien du pilote sur la nacelle pendulaire en cas d'arrêt brutal dudit véhicule. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de sécurité comprend un lien sur enrouleur (205) qui assure le pilote sans le 25 ceindre. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un module (209) de commande d'inversion de polarité du courant électrique alimentant un moteur dudit véhicule, permettant 30 d'envisager la conduite dudit véhicule soit en configuration « conduite pied droit en arrière » - propulsion ou « conduite pied gauche en arrière » - traction, soit en configuration « conduite pied gauche en arrière » - propulsion ou « conduite pied droit en arrière » - traction. 3038570 12 7. Véhicule comprenant un système selon l'une quelconque des revendications précédentes. 5 10 15 20 25 30