Brevet FR3088055A1 — publié le 20200508

L'invention concerne un véhicule électrique monoplace sur lequel l'opérateur se tient debout, et permettant le transport d'un chargement (typiquement de l'ordre de quelques kilogrammes). ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On connaît par exemple des véhicules bi-roues gyrostabilisés adaptés au transport d'un chargement léger, en général porté par un support solidarisé au mât du véhicule. Mais ces véhicules ne peuvent transporter que des charges légères et sont difficilement chargeables lorsque le conducteur n'est pas en position sur le véhicule. On connaît également des engins de transport de chargement lourd, du type à fourche. Ces engins sont lourds et encombrants et onéreux en exploitation. On connaît par ailleurs des trottinettes ou des vé- los à assistance électrique, ou des triporteurs. Les deux premiers types de véhicules ne permettent guère le transport de chargement d'une certaine importance, tandis que le dernier type est encombrant. En outre, les vélos et triporteurs ne permettent pas de manoeuvres serrées. On connaît enfin des véhicules à trois roues ou plus, avec un premier ensemble roulant monté sur le châssis du véhicule sans possibilité d'orientation, et un second ensemble roulant monté avec possibilité d'orientation. En général, le second ensemble roulant est monté pivotant le châssis du véhicule, le pivotement du second ensemble roulant étant directement provoqué par le conducteur du véhicule via un volant à l'extrémité d'une colonne de direction en prise directe avec le second en- semble roulant. Le chargement est alors porté en avant de la colonne de direction par un support solidarisé au châssis du véhicule ou directement à la colonne de direction. Cependant, de tels véhicules comportent divers in- convénients. Le chargement est porté en avant du véhi- 2 cule, en dehors du polygone de sustentation délimité par les points de contact théoriques des roues au sol, ce qui peut poser des problèmes de stabilité dans certaines conditions de chargement et/ou d'orientation du second en- 5 semble roulant. On connaît également des vélos cargo dont le chargement est porté en avant d'une colonne de direction. La roue avant est rejetée loin en avant pour permettre la réception du chargement entre la roue avant et la colonne 10 de direction. Le véhicule est encombrant et présente de grands rayons de braquage, et souffre d'une stabilité à l'arrêt délicate. OBJET DE L'INVENTION L'invention vise à proposer un véhicule particu- 15 lièrement compact et manoeuvrable, adapté au transport d'un chargement. PRESENTATION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un véhicule électrique monoplace comportant un châssis portant 20 au moins trois roues réparties en deux ensembles roulants dont l'un est monté fixe à l'arrière du châssis, et l'autre est muni d'un pivot pour son montage pivotant à l'avant du châssis, l'un au moins des ensembles roulants étant motorisé électriquement, le châssis portant : 25 un actionneur d'orientation ayant un arbre d'entraînement relié en rotation à l'ensemble roulant pivotant par un organe de liaison en rotation et commandé au moyen d'un organe de commande de direction ; - une plateforme de réception d'un conducteur debout 30 disposée entre l'ensemble roulant fixe et le mât ; - une plateforme de réception d'un chargement placé en avant du mât ; Selon l'invention, l'actionneur d'orientation est disposé entre les deux plateformes, la plateforme de réception du 35 chargement s'étendant à l'aplomb du pivot de l'ensemble 3 roulant pivotant de sorte que l'organe de liaison en rotation s'étend sous la plateforme de réception du chargement pour relier directement l'arbre d'entraînement de l'actionneur d'orientation au pivot de l'ensemble roulant 5 pivotant. Ainsi, le positionnement du chargement à l'aplomb de l'ensemble roulant pivotant rend le véhicule particulièrement compact, tout en améliorant la stabilité du véhicule puisque celui-ci peut-être chargé sans la présence 10 du conducteur sur le véhicule. L'arbre d'entraînement de l'organe d'orientation peut être constitué par l'extrémité du mât si celui-ci est monté pivotant sur le châssis, par l'extrémité d'une colonne monté pivotante à l'intérieur du mât, ou encore 15 par l'arbre de sortie d'un motoréducteur. L'utilisation d'un organe de liaison sous forme d'un élément souple de type chaîne ou courroie permet, en utilisant des poulies de diamètre adapté, un angle de pivotement de l'ensemble roulant pivotant plus important que 20 l'angle de pivotement de l'organe de commande de direc- tion, facilitant les demi-tours sur place. DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lumière de la 25 description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, en référence aux figures des dessins annexés, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un véhicule selon un premier mode de réalisation de l'invention, la 30 plateforme de réception du chargement ayant été représen- tée en pointillés pour plus de clarté ; - la figure 2 est une vue en perspective du véhicule de la figure 1 selon un autre angle, la plateforme de réception du chargement ayant été omise ; 4 - la figure 3 est une vue de côté du véhicule de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue en perspective écorchée du véhicule de la figure 1, les plateformes de réception du 5 conducteur et du chargement ayant été surélevées pour mieux illustrer le châssis du véhicule, l'un des flancs ayant été enlevé pour plus de clarté ; - la figure 5 est une vue en perspective partielle du véhicule de la figure 1, le châssis ayant été coupé selon 10 un plan de symétrie vertical pour mieux illustrer le mé- canisme de transmission de pivotement de la roue avant ; - la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5 d'un véhicule selon un deuxième mode de réalisation particulier de l'invention, dont l'organe de trans- 15 mission de pivotement de la roue avant comporte un moto- réducteur. Sur certaines des figures, le sens d'avancement normal du véhicule est indiqué par une flèche à double trait. Les termes avant, arrière, sont à comprendre par 20 référence au sens d'avancement normal du véhicule DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Selon un premier mode particulier de réalisation de l'invention illustré aux figures 1 à 5, le véhicule de l'invention comporte un châssis 1 qui se décompose en une 25 portion de châssis arrière 1A, et une portion de châssis avant 1C reliés par des longerons 8 qui en forment les flancs, ainsi qu'une une colonne verticale 1B qui s'étend entre les deux portions de châssis 1A,1C. La portion de châssis arrière lA comporte une poutre 30 2 dont les portions 8A des longerons 8 forment les flancs et qui est fermée par un fond 25 et un couvercle 26. La 5 poutre 2 a une extrémité arrière prolongée par deux extensions latérales 3 pour porter des roues 4 respectives. Les roues 4 sont montées à rotation sur des essieux montés fixes sur les extensions latérales 3 et forment 5 l'ensemble roulant fixe du véhicule. Ici, les roues 4 sont motorisées. La portion de châssis avant 1C forme de même une poutre délimitée par des portions avant 8C des longerons 8 reliés par un couvercle 23 et dont une extrémité avant 10 portant porte un fourreau 5 destiné à recevoir le pivot 18 d'une fourche 6 portant une roue 7, formant l'ensemble roulant pivotant du véhicule. Entre les portions arrière lA et avant 1C du châssis s'étend une colonne 1B renfermant un actionneur 15 d'orientation, ainsi que cela sera détaillé plus loin. Ici, la colonne 115 s'étend entre les longerons 8 et l'extrémité arrière des portions avant 80 des longerons 8 est ici soudée à la colonne 13. Les portions arrières 8A et avant 80 des longerons 8 sont reliés par des portions 20 intermédiaires 8D entre lesquelles s'étend un bouclier 24. Un mât 9 est monté pivotant dans la colonne 1B et s'étend depuis le sommet de la colonne 1B pour recevoir un organe de commande de direction, en l'occurrence ici 25 un guidon 10 monté au sommet du mât 9. La poutre 2 de la portion de châssis arrière lA porte deux traverses 11 pour recevoir une plateforme 12 de réception du conducteur sur laquelle ce dernier monte pour conduire le véhicule. Cette plateforme 12 est ici amovible et comporte un 30 boîtier 13 renfermant une batterie d'accumulateur pour l'alimentation des moteurs des roues 4. Une embase 14 est 6 installée au pied de la colonne 1B pour permettre la connexion électrique de ces accumulateurs au circuit électrique du véhicule. Cette plateforme 12 peut être prévue identique ou compatible avec son équivalent illustré dans 5 le document FR3045510 décrivant un gyropode. Enfin, une plateforme 15 est rapportée par-dessus la portion avant de châssis 1C pour recevoir un chargement. Ainsi le conducteur est porté par la plateforme 12 entre l'ensemble roulant arrière et le mât, tandis que le chargement est 10 porté par la plateforme 15 en avant du mât, sensiblement à l'aplomb du pivot 18 de la roue 7. Selon un aspect essentiel de l'invention plus particulièrement visible à la figure 5, l'extrémité inférieure du mât 9 forme un arbre d'entraînement 16 reçu à rotation 15 à l'intérieur de la colonne 1B au moyen de deux paliers de guidage en rotation 17, tandis que le pivot 18 de la fourche 6 est reçu à rotation à l'intérieur du fourreau 5 au moyen de deux paliers de guidage en rotation 19. Une courroie crantée 20 s'étend à l'intérieur de la portion 20 de châssis avant 1C pour relier deux poulies 21 montées respectivement sur le pivot 18 et l'arbre d'entraînement 16 pour solidariser en rotation le pivot 18 à l'arbre d'entraînement 16, et donc au guidon 10 via le mât pivotant 9. Le guidon 10, le mât 9 et l'arbre d'entraînement 25 16 forment ainsi un actionneur d'orientation de la roue avant commandant son pivotement. Les dispositions de l'invention présentent plusieurs avantages. La courroie crantée 20 s'étend sous la plate-forme de réception du chargement, ici à l'intérieur du 30 châssis 1, de sorte qu'elle ne risque pas d'être détério- rée par un choc du véhicule contre un obstacle. Le choix 7 d'un organe de liaison du type souple sans fin (une courroie comme illustré, ou encore une chaîne) permet une grande amplitude de débattement angulaire de la roue, y compris un débattement non limité. Par ailleurs, en choi- 5 sissant sur l'arbre d'entraînement 16 une poulie de dia- mètre plus important que le diamètre de la poulie du pivot 18, on réalise une surmultiplication qui permet, pour un débattement angulaire donné du guidon 16, un débattement angulaire plus grand de la roue avant 7. On remar- 10 quera que les poulies 21 sont installées sur le pivot 18 et sur l'arbre d'entraînement 16 entre les paliers de guidage en rotation respectifs. En outre, la disposition du chargement par-dessus la portion de châssis avant 1C, et donc à l'aplomb du pivot 15 18, offre un seuil de chargement relevé, ce qui facilite la manutention du chargement par le conducteur alors qu'il est monté sur le véhicule ou à proximité de celui-ci. Enfin, le centre de gravité du chargement est sensiblement situé à l'aplomb du pivot 18 de la roue avant 7, 20 et donc très proche ou à l'intérieur du polygone de sus- tentation du véhicule, ce qui contribue à sa stabilité. Selon un deuxième mode particulier de réalisation illustré à la figure 6, le mât 9 est maintenant monté fixe sur la colonne 1B. L'actionneur d'orientation est 25 maintenant constitué par un motoréducteur 30 logé dans la colonne 1B et ayant un arbre de sortie 160 qui forme l'arbre d'entraînement en pivotement de la roue avant 7 et qui est relié en rotation au pivot 18 de la roue avant 7 au moyen d'une courroie crantée 20. Ici, le guidon 10 30 est monté pivotant à l'extrémité supérieure du mât 9 et la rotation du guidon 10 est mesurée au moyen d'un cap- 8 teur de rotation (par exemple un capteur magnétique) dont le signal est exploité pour commander le motoréducteur 30 en rotation dans un sens ou dans l'autre, selon une loi de commande proportionnelle ou une loi de commande non- 5 linéaire accentuant le pivotement de la roue avant 7 aux grands angles du guidon. L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. 10 En particulier, bien qu'ici l'ensemble roulant fixe comporte deux roues 4 et l'ensemble roulant pivotant comporte une seule roue 7, on pourra répartir autrement les roues entre les deux ensembles roulants, et/ou ajouter des roues. 15 Bien qu'ici les roues de l'ensemble roulant fixe soient motorisées, on pourra alternativement motoriser la ou les roues de l'ensemble roulant pivotant. Bien qu'ici le châssis soit réalisé à l'aide de tôles métalliques, le châssis pourra prendre toute forme 20 du moment que l'actionneur d'orientation soit disposé entre les deux plateformes, la plateforme de réception du chargement s'étendant à l'aplomb du pivot du second ensemble roulant pivotant de sorte que l'organe de liaison en rotation s'étend sous la plateforme de réception du 25 chargement pour relier directement l'arbre d'entraînement de l'actionneur d'orientation au pivot de l'ensemble roulant pivotant. Bien qu'ici l'organe de liaison en rotation entre l'arbre d'entraînement et le pivot de l'ensemble roulant 30 pivotant soit un élément souple sans fin du type cour- roies crantée ou chaîne, on pourra également utiliser un 9 organe de liaison rigide telle qu'une cascade de pignons reliant l'arbre d'entraînement et le pivot, les pignons s'étendant REVENDICATIONS1. Véhicule électrique monoplace comportant un châssis (1) portant au moins trois roues (4,4,7) réparties en deux ensembles roulants dont un premier ensemble roulant (4,4) monté fixe sur le châssis, et un second en- semble roulant (7) muni d'un pivot (18) pour son montage pivotant sur le châssis, l'un au moins des ensembles roulants étant motorisé électriquement, le châssis portant : - une plateforme (12) de réception d'un conducteur debout disposée en arrière d'un mât (9) par référence à une direction d'avancement du véhicule ; - une plateforme (15) de réception d'un chargement placée en avant du mât ; - un actionneur d'orientation ayant un arbre d'entraînement (16;160) relié en rotation à l'ensemble roulant pivotant par un organe de liaison en rotation (20) et commandé au moyen d'un organe de commande de direction (10) ; caractérisé en ce que l'actionneur d'orientation est dis- posé entre les deux plateformes, la plateforme de récep- tion du chargement s'étendant à l'aplomb du pivot du second ensemble roulant de sorte que l'organe de liaison en rotation s'étend sous la plateforme de réception du chargement pour relier directement l'arbre d'entraînement de l'actionneur d'orientation au pivot de l'ensemble roulant pivotant. 2. Véhicule selon la revendication 1, dans lequel le châssis comporte une portion de châssis arrière (1A) portant la plateforme de réception du conducteur (12) et une portion de châssis avant (1C) portant la plateforme de réception du chargement entre lesquelles s'étend une colonne (1B) sensiblement verticale en service abritant l'arbre d'entraînement (16;160). 11 3. Véhicule selon la revendication 2, dans lequel l'organe de liaison en rotation (20) s'étend à l'intérieur de la portion de châssis avant (1C). 4. Véhicule selon la revendication 2, dans lequel le 5 mât (9) s'étend depuis une extrémité haute de la colonne (1B). 5. Véhicule selon la revendication 2, dans lequel l'arbre d'entraînement (16) est guidé en rotation dans la colonne (1B) par deux paliers de guidage en rotation (17) 10 et est solidaire en rotation du mât à l'extrémité duquel l'organe de commande de direction (10) est monté. 6. Véhicule selon la revendication 2, dans lequel l'arbre d'entraînement est un arbre de sortie (160) d'un motoréducteur (30) logé dans la colonne (1B). 15 7. Véhicule selon la revendication 1, dans lequel l'organe de liaison en rotation (20) est du type souple sans fin, comme une courroie ou une chaîne. 8. Véhicule selon la revendication 7, dans lequel l'organe de liaison en rotation souple sans fin (20) est 20 monté sur des poulies (21) respectives de l'arbre d'entraînement (16) et du pivot (18) qui s'étendent entre des paliers de guidage en rotation de l'arbre d'entraînement et du pivot. 9. Véhicule selon la revendication 1, dans lequel la 25 plateforme de réception du conducteur (12) est amovible et comporte un boîtier de réception d'une batterie d'accumulateurs (13) pour au moins l'alimentation de celui de l'ensemble roulant qui est motorisé.