FR3048404A3 - Dispositif d'aide au franchissement d'obstacle pour vehicule - Google Patents

Abstract

Le principe de la présente invention est de munir un véhicule d'un dispositif lui permettant de franchir des obstacles trop hauts pour que ses roues puissent lui permettre ce franchissement de façon aisée. Un patin 3 est situé à côté de la roue 10 et relié à son support par une liaison mécanique 4 de type connu comme un bras pivotant 4. Dans sa position de repos, le patin est disposé de telle sorte qu'il rencontre l'obstacle en premier, avant la roue 10. Cela a pour effet de le déplacer vers l'arrière. Il soulève alors progressivement le véhicule jusqu'à ce que la roue 10 puisse rouler sur le haut de l'obstacle. Un rappel élastique fait alors reprendre au patin 3 sa position de repos, et il est prêt pour le franchissement d'un nouvel obstacle.

Description

Dispositif d'aide au franchissement d’obstacle pour véhicule Domaine technique

La présente invention est un dispositif qui améliore la capacité de franchissement des engins roulants.

Art antérieur

Le facteur principal qui conditionne les capacités de franchissement d’un véhicule est le diamètre de ses roues. Plus ce diamètre est grand, plus le-véhicule peut franchir des obstacles hauts. Plusieurs dispositifs ont été imaginés pour permettre à des véhicules de franchir des obstacles plus importants sans augmenter le diamètre de leurs roues, dont ceux décrits dans les deux documents suivants : - US2002104692Al (Eiji Nakatsukasa et Al. [JP] - 2002 08 08) qui décrit un véhicule comprenant ledit bras pivotant décalé latéralement dont l’extrémité distale peut être positionnée sur le sol pour permettre de soulever le véhicule. - US8764027B1 (Délia Polla Michael [US] - 2014 07 01) qui décrit un pied fixé de manière pivotante à la partie avant d’un chariot, permettant de faire pivoter le véhicule autour de l’extrémité de ce pied pour aider un utilisateur à franchir une marche escalier. - EP0740542 (Bl) (Degonda & Wuethrich [CH] + 1995 11 17) qui décrit un siège roulant comprenant une roue avant et une roue arrière orientable et un moyen accumulateur d'énergie aidant au passage des obstacles

On connaît aussi le gros rouleau fou servant de point d’appui pour franchir les terrains accidentés qui équipait les autochenilles Citroën de la Croisière jaune en 1931.

Problème posé

Augmenter la taille des roues augmente l’encombrement et le coût d’un véhicule, alors que cette augmentation n’a d’effet sur la capacité de franchissement que lorsque le véhicule rencontre un obstacle. En dehors de ce cas rare, lorsque le véhicule roule sur un sol plat, une roue de plus petit diamètre ferait parfaitement l’affaire. 11 est vrai que l’augmentation du diamètre des roues a aussi pour conséquence une amélioration du confort, mais ce problème peut être résolu par une bonne suspension, d’autant plus facilement que l’on sait maintenant construire des suspensions dites actives, qui font varier automatiquement la hauteur du véhicule par rapport au sol en fonction du profil de la route tel qu’il a été analysé en temps réel par des capteurs de différentes natures.

Exposé de l’invention

La présente invention est un dispositif d’aide au franchissement pour un véhicule comportant une surface de contact avec le sol dite contact-sol 1, le supportant en permanence lorsqu’il est sur terrain plat, constitué d’un patin 3 relié directement ou indirectement au bâti du véhicule par une liaison mécanique 4, caractérisé par le fait : - que la liaison mécanique 4 guide le patin 3 vers le bas lorsqu’il est poussé vers l’arrière, depuis une position dite de repos dans laquelle la partie avant dudit patin 3 est située au dessus et en avant dudit contact-sol 1 du véhicule, vers une position dite escamotée dans laquelle cette partie avant du patin 3 s’est abaissée tout en restant plus haute que la partie la plus basse dudit contact-sol 1, et ne touche donc pas le sol, - qu’aucun point du patin 3 n’est en contact avec le sol lorsque le véhicule est posé par son contact-sol 1 sur un sol plat horizontal, quelle que soit la position du patin, - que le patin 3 est muni d’un moyen de rappel à sa position de repos lorsqu’il n’est pas en contact avec le sol, - et que le patin 3 est décalé latéralement par rapport audit contact-sol 1, et à une distance latérale suffisante pour ne pas pouvoir se coincer entre ledit contact-sol let le sol.

Selon d’autres caractéristiques - le patin 3 pivote autour d’un axe dit axe de bras 41 réel ou virtuel solidaire du véhicule, cet axe de bras 41 étant sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du véhicule, - le véhicule est muni d’une roue 10 et ledit contact-sol 1 est le point le plus bas de cette roue 10 ; - la course verticale de la partie la plus en avant du patin 3 est sensiblement supérieure au rayon de la roue 1 ; - le patin 3 décrit lors de sa rotation autour dudit axe de bras un cercle dont le rayon est à la fois supérieur à celui de ladite roue 10 et inférieur à celui d’un cercle de même centre que celui de la rotation dudit patin, mais tangent à la périphérie la plus lointaine de la roue 10 ; - ledit axe de bras 41 est situé en avant de l’axe de ladite roue 10, à une distance horizontale inférieure à la longueur du rayon de ladite roue 10 ; - le patin 3 forme une portion de roue représentant un arc compris entre 20 et 60 degrés ; - le centre de cet arc est plus haut que le centre de gravité dudit véhicule, - la surface inférieure du patin 3 a la forme d’une courbe dont, en tout point, la normale croise la ligne verticale passant par le centre de gravité dudit véhicule au dessus de ce centre de gravité ; - le patin 3 comporte une partie 34 coopérant avec ladite roue 10 de telle sorte que, dans une position dite de blocage, il empêche ladite roue 10 de tourner ; - le patin 3 est entraîné en mouvement par la rotation de ladite roue 10 lorsqu’il est en contact avec un obstacle ; - ladite roue comporte une zone de coopération par friction 11 lui permettant de coopérer avec une zone de friction 33 du patin 3 pour l’entrainer en mouvement ; - le patin 3 est relié directement ou indirectement au bâti 2 par un support élastique qui l’empêche de coopérer avec la roue 10 lorsqu’il ne rencontre pas d’obstacle ; - ladite roue 10 est munie de deux dispositifs d’aide au franchissement selon l’invention, situés de part et d’autre de ladite roue 10 ; - la surface de roulement du patin est sensiblement un arc de cercle ; - le patin est souple pour absorber les chocs ; - le patin 3 roule sur la partie supérieure ou inférieure d’une roulette 28 reliée directement ou indirectement au bâti 2 ; - la roulette 28 est située sensiblement à la verticale de l’axe du point de tangence entre la surface de roulement du patin 3 et la surface de roulement de ladite roue 10 ; - la roulette 28 est motorisée ; - la roulette 28 est entraînée en rotation par ladite roue 10 ; - la partie la plus basse de la surface de roulement du patin 3 est plus basse lorsque le patin va d’avant en arrière que lorsqu’il va d’arrière en avant ; - l’axe de bras 41 suit une trajectoire dans laquelle la partie la plus basse du patin est plus élevée lorsqu’il va d’arrière en avant que lorsqu’il va d’avant en arrière ; - le patin 3 est relié directement ou indirectement au bâti 2 en deux points dont l’un est le maneton d’une manivelle tournant autour de l’axe de bras 41 - deux patins 3a et 3b sont reliés directement ou indirectement au bâti 2 chacun par deux manetons Sla et 51b de la même manivelle 50, et tournent en décalage de phase ; - le patin 3 est relié directement ou indirectement en deux points qui sont tous les deux des manetons de manivelles tournant autour d’axes fixes reliés directement ou indirectement au bâti 2 ; - lorsque le patin 3 est dans sa position la plus basse, sa partie la plus basse est sensiblement à la même hauteur que ledit contact 1 sol dudit véhicule ; - le véhicule est muni d’un moyen de blocage du patin 3 dans sa position la plus basse ; - les rayons des deux manivelles supportant deux points du patin 3 sont différents, l’une des deux manivelles pouvant effectuer un tour complet tandis que l’autre fait un aller retour entre deux positions extrêmes ; - l’axe de bras est relié au bâti 2 par l’intermédiaire d’un berceau 60 qui peut pivoter autour d’un axe sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du véhicule ; - le véhicule est muni d’une roue et le berceau 60 peut pivoter autour d’un axe sensiblement confondu avec l’axe de rotation de ladite roue 10 à laquelle il est associé ; - le berceau 60 est muni d’un engrenage 61 permettant de déplacer le patin 3 par rapport au berceau 60, et l’engrenage est entraîné en rotation par la roue 10 lorsque le patin 3 rencontre un obstacle, parce que la rencontre du patin 3 avec l’obstacle provoque un déplacement du berceau 60 mettant en contact ledit engrenage 61 avec la roue 10 ; - un rappel élastique empêche l’engrenage 61 de coopérer avec la roue 10 lorsqu’il ne rencontre pas d’obstacle ; - le véhicule est muni d’un moyen de rappel du patin 3 dans une position dite de route dans laquelle sa partie la plus en arrière 31 est maintenue proche ou au contact du sol ; - l’axe de bras 41 peut se déplacer horizontalement lorsque ledit patin rencontre un obstacle, - ce déplacement horizontal consomme de l’énergie pour amortir le choc avec un obstacle ; - le dispositif comporte un rappel élastique de l’axe de bras 41 vers sa position avant ; - une partie du patin 3 est un dispositif de liaison au sol de type connu comme un ski ou un patin à glace ou un moyen antidérapant; - un élément de liaison relie par leur partie avant deux patins situés de part et d’autre dudit contact-sol 1, et une butée empêche cet élément de liaison de passer sous ledit contact-sol ; - cette butée peut être désactivée sur commande ; - deux patins 3 et 30 sont disposés en série ; - deux patins 3 et 30 sont disposés en série et partagent le même axe de bras 41; - deux patins 3 et 30 sont disposés en série, partagent le même axe de bras 41 et ont le même rayon; - l’invention est une roue 10 munie d’au moins un dispositif d’aide au franchissement selon l’invention ; - l’invention est un véhicule de toute nature comportant au moins un dispositif d’aide au franchissement selon l’invention ; - l’invention est un gyropode comportant au moins un dispositif d’aide au franchissement selon l’invention ; - ce véhicule comporte un essieu avant et un essieu arrière chacun muni d’au moins un dispositif selon l’invention. - le véhicule n’est supporté que par des dispositifs selon l’invention.

Description sommaire des dessins L’invention sera bien comprise, et d’autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, laquelle est illustrée par les figures annexées numérotées de 1 à 46 qui représentent toutes des dispositifs selon l'invention.

Les figures 1 et 2 sont des vues de profil d’un dispositif selon un mode de réalisation préféré, dans lequel un patin 3 est situé à l’extrémité d’un bras 4 relié au bâti 2 supportant la roue 10, par un axe dit axe de bras 41 permettant au bras 4 et au patin 3 de pivoter d’avant en arrière. Le dispositif est en position dite escamotée à la figure 1 et en position dite de repos à la figure 2, la direction du dispositif étant de gauche à droite. Une portion de cercle en pointillés permet de mesurer le rayon de la grande roue 10 qui aurait la même capacité de franchissement que la petite roue 10 munie du dispositif selon l’invention.

Les figures 3 à 5 sont des vues en perspective du même dispositif, montrant les étapes successives de franchissement automatique d’un obstacle de gauche à droite. A la figure 3, le patin 3 qui est en position de repos vient buter sur le nez d’une marche, ce qui l’oblige à pivoter vers l’arrière en tournant autour dudit axe de bras 41. Le bras 4 et le patin 3 qui lui est solidaire pivotent alors, comme illustré par la figure 4, autour du point de contact du patin 2 avec le nez de la marche jusqu’à ce que ladite roue 10 vienne à son tour rencontrer le nez de marche comme illustré à la figure 5, ce qui a pour effet de faire perdre au patin 3 le contact avec le sol. Le bras 4 et le patin 3 qui lui est associé peuvent alors reprendre leur position de repos comme illustré à la figure 6.

Les figures 7 à 10 sont des vues en perspective du même dispositif, montrant les étapes du mouvement inverse, celui de la descente d’un obstacle de droite à gauche. A la figure 7, le patin 3 vient en contact avec le nez de la marche parce que ladite roue 10 a quitté le haut de la marche, ce qui l’oblige à pivoter vers l’arrière, en tournant autour dudit axe de bras 4L Le bras 4 pivote alors, comme illustré par la figure 8, autour de son point de contact avec le nez de la marche jusqu’à ce que ladite roue 10 vienne à son tour rencontrer le sol comme illustré à la figure 9, ce qui a pour effet de faire perdre au patin 3 le contact avec le nez de marche. Le bras 4 et le patin 3 qui lui est associé peuvent alors reprendre leur position de repos comme illustré à la figure 10.

La figure 11 est une vue de profil d’une trottinette équipée d’un dispositif selon l’invention.

La figure 12 est une vue de profil d’un dispositif selon l’invention, dans un autre mode de réalisation. Les figures 13 à 16 des vues de profil du dispositif de la figure 12, montrant les étapes du franchissement d’un obstacle de gauche à droite. A la figure 13, le patin élémentaire 3d vient en contact avec le nez de la marche, sur lequel porte l’ensemble du véhicule poursuivant son mouvement de gauche à droite, sa roue 10 quittant le sol comme illustré à la figure 14. A la figure 15, ladite roue 10 vient en contact avec le nez de marche, ce qui permet au patin de reprendre sa position de repos comme illustré à la figure 15. Le véhicule poursuit alors sa route au sommet de la marche, prêt à un nouveau franchissement d’obstacle.

Les figures 17 à 19 montrent une variante de l’invention qui a l’avantage d’un moindre encombrement.

La figure 20 est une vue en perspective d’un dispositif selon l’invention fonctionnant à la fois en avant et en arrière. Le bras 4 est disposé ici au milieu du patin 3, mais il pourrait aussi bien être placé à l’une ou l’autre de ses extrémités ou à tout autre emplacement.

Les figures 21 à 23 sont des vues en perspective d’un diable selon l’invention. Il est replié à la figure 21 et en fonctionnement aux suivantes, le patin en position de repos à la figure 22 et de travail à la figure 23.

Les figures 24 et 25 sont des vues en perspective d’un dispositif perfectionné comportant une pédale 37 permettant de le faire passer de la position de repos en figure 24 à une position bloquée à la figure 25, ladite roue 10 sur laquelle repose le véhicule étant alors immobilisée par les faces 34a et 34b de la partie 34 du patin 3.

Les figures 26 à 28 illustrent un autre perfectionnement de l’invention, dans lequel ladite roue 10 entraîne le patin 3 lorsqu’il est en position de travail. Le bras 4 est décomposé en deux parties 42 et 43 coulissant l’une dans l’autre, de telle sorte que la distance entre ledit axe de bras 41 et le patin 3 varie élastiquement entre la position de repos et la position de travail. En position de travail, le patin 3 est repoussé vers ledit axe de bras 41 jusqu’à ce qu’il coopère par sa surface 33 avec la surface 13 de ladite roue 10. Un rappel élastique éloigne le patin 3 dudit axe de bras 41 lorsque le patin n’est en contact avec aucun obstacle, et supprime alors cette coopération pour que le bras 3 ne frotte plus sur ladite roue 10.

La figure 29 représente une vue en perspective d’un véhicule selon l’invention, équipé de quatre patins, un pour chacune de ses 4 roues.

La figure 30 est une vue en perspective d’un ensemble de deux dispositifs selon l’invention qui sont juxtaposés en série. La figure 31 est une vue de profil du même ensemble.

Les figures 32 à 34 sont des vues en perspective du même dispositif selon l’invention, comportant deux patins 3a et 3b disposés en série, mais partageant le même axe de bras 41.

La figure 35 est une vue en perspective d’un patin 3 relié au bâti 2 d’un véhicule par un axe de bras virtuel, constitué mécaniquement de quatre rouleaux 24A, 28B, 28C et 28D, ce qui permet de réaliser des patins de très grand rayon tout en limitant l’encombrement du dispositif La figure 36 est une vue en perspective d’un fauteuil roulant selon l’invention, comportant deux paires de patins. Les bras 3a et 3b situés au premier plan ont leur partie avant reliés aux deux manetons Sla et 51b d’une manivelle 50 qui tourne autour de l’axe de bras 41.

Les figures 37 et 38 sont des vues latérales du même dispositif selon l’invention, montrant différentes positions possibles des patins 3a et 3b. A la figure 37, le patin 3b touche le sol et confère ainsi au véhicule une stabilité à l’arrêt, parce que le centre de l’arc de cercle que constitue le patin est au dessus du centre de gravité du véhicule en charge. A la figure 38, le patin 3a est en position de repos, prêt à rencontrer un-obstacle pour se mettre en service.

Les figures 39 à 46 sont des vues en perspective de trois variantes de véhicules selon l’invention qui sont des véhicules ou trains roulants à deux roues ayant le même axe, par exemple des gyropodes, comportant des patins qui sont des rails coulissant autour de deux roulettes solidaires du bâti 2. C’est une façon particulièrement simple et peu encombrante de mettre en œuvre l’invention.

Dans la première variante représentée aux figures 39 à 41, les roulettes 25 et 26 sont fixées sur le bâti 2 par un bloc de matériau souple (non visible sur les figures) qui permet un léger débattement à chacune des roulettes, de façon à permettre la mise en contact de la zone de friction 13 de la roue avec la zone de friction 33 du patin lorsque le patin rencontre un obstacle, et uniquement dans ce cas.

Dans la seconde variante représentée aux figures 42 à 46, c’est un berceau 60 qui reçoit les roulettes 25 et 26, et ce berceau peut pivoter librement autour de l’axe de rotation des roues par rapport au bâti 2 du véhicule. La position du berceau peut être déterminée par un moyen mécanique, comme c’est le cas ici par le fait que la partie arrière des patins est rectiligne et qu’un léger ressort (non représenté) fait tourner le berceau autour de l’axe de rotation de la roue 10 jusqu’à ce que cette partie arrière touche le sol. L’homme de l’art peut aussi concevoir un moyen électromécanique, un capteur et un ordinateur permettant de définir une inclinaison optimale du berceau en fonction du profil de la route.

Les figures 45 et 46 illustrent une troisième variante avec et sans la carrosserie. On voit à la figure 46 que le berceau s’incline autour de l’axe de rotation des roues, ce qui permet d’incliner l’ensemble roulant pour monter un escalier.

Description détaillée de Γinvention

Lorsqu’un obstacle est de faible hauteur, la pente de la surface de roulement de ladite roue 10 à l’endroit de son contact avec l’obstacle est faible, mais lorsqu’il est de plus grande hauteur, cette pente augmente jusqu’à atteindre 90° si la hauteur de l’obstacle est égale ou supérieure au rayon de ladite roue 10. L’obstacle est alors infranchissable par la roue.

Le principe de la présente invention consiste à munir tout moyen de support d’un véhicule sur le sol, comme une roue 10 par exemple, d’un patin 3 lui permettant de s’élever progressivement à la hauteur d’un obstacle pour l’empêcher de buter sur l’obstacle. Ce dispositif n’est pas utilisé en permanence mais uniquement lorsque le véhicule rencontre un obstacle, et est ensuite replacé dans une position de repos, soit manuellement par Tutilisateur, soit de préférence par un rappel élastique du patin 3 vers cette position de repos. Ce rappel élastique n’est pas représenté.

Dans la suite de l’exposé, on prend l’exemple d’un contact-sol 1 qui est le point le plus bas d’une roue 10, mais cette roue peut être remplacée par un autre moyen de contact entre le véhicule et le sol, comme un patin ou un ski ou une coque de bateau par exemple, ou même par un premier dispositif selon l’invention comme illustré aux figures 30 et 31.

La grande différence avec le rouleau fou des autochenilles Citroën de la Croisière jaune en 1931 est que le diamètre de ce rouleau était très faible, plus faible même que celui des roues. Il ne pouvait donc pas franchir d’obstacles très important, et un rocher pouvait même venir être franchi par la roue et ensuite se coincer entre le rouleau et la roue.

Un avantage important de l’invention par rapport aux documents US2002104692Al et US8764027B1 précités est que le patin est à la fois le moyen permettant de faire monter le véhicule au dessus de l’obstacle, et aussi le détecteur permettant sa mise en œuvre automatique, puisque c’est le contact entre le patin et l’obstacle qui provoque son passage de sa position dite de repos à sa position dite de travail.

Un second avantage par rapport à l’art antérieur est que le dispositif reprend automatiquement sa position dite de repos après avoir été ainsi automatiquement mis en service, puisqu’il suffit d’un simple rappel élastique pour obtenir ce repositionnement lorsque le patin ne touche plus le sol.

Le patin 3 est situé à côté du support-sol du véhicule et décalé latéralement pour ne pas entrer en conflit avec lui, ce qui se produirait s’il était possible que, en reculant, il passe sous ledit contact-sol et se coince entre lui et le sol.

Le patin 3 peut être relié au support de ladite roue 10 par une liaison mécanique 4 de tout type connu de l’homme de l’art. Les figures 12 à 16, montrent que le patin 3 peut être constitué d’une multitude de patins élémentaires notés 3a, 3b et suivants, qui coulissent dans un rail 32 qui court le long du bâti 2 supportant la roue 10. Les patins élémentaires sont reliés les uns aux autres et peuvent coulisser de la partie avant haute du rail 32 notée 321 à l’extrémité arrière de ce rail notée 322

Le patin 3 peut aussi coopérer avec le bâti 2 par une roulette 36 qui roule sur un rail 29. Une roulette 28 solidaire du bâti 2 empêche le patin 3 de s’élever lorsqu’il rencontre un obstacle. La trajectoire du patin peut être optimisée par un dessin approprié du rail 29 et de la forme du patin 3.

Les quatre points suivants sont importants ; • la liaison mécanique 4 doit exister pour guider le patin 3 lorsqu’il est poussé vers l’arrière par un obstacle depuis sa position dite de repos vers sa position de travail, puis sa position escamotée. • La position dite de repos doit être telle qu’une partie avant du patin 3 est située au dessus et en avant du support-sol 1, pour que cette partie du patin 3 vienne en contact avec un obstacle en premier, avant le support-sol 1. • En fin de parcours, le patin 3 doit se trouver dans une position dite escamotée dans laquelle il ne doit pas toucher le sol, pour pouvoir revenir librement en position de repos. Sa partie la plus basse doit donc être située sensiblement au dessus du support-sol 1. • Lors de son trajet allant de sa position dite de repos à sa position dite escamotée, le patin 3 doit passer par une position dite de travail dans laquelle une partie au moins du patin 3 soit plus basse qu’à sa position de repos. C’est en effet la condition pour que le véhicule soit soulevé par le patin.

Dans une version simple, illustrée par les figures 1 à 11 et 20 à 31, la liaison mécanique entre le patin 3 et le support de ladite roue 10 du véhicule est ledit bras 4 dont une extrémité est fixée au patin 3 et l’autre tourne autour d’un axe dit axe de bras 41 qui est sensiblement parallèle à l’axe de rotation de ladite roue 10. L’extrémité du patin 3 fixée au bras 4 décrit lors de cette rotation un cercle dont le rayon est inférieur à celui d’un cercle de même centre mais tangent à la périphérie de ladite roue 10. En effet, si le patin était tangent à la périphérie de ladite roue 10, il y aurait un stade du franchissement de l’obstacle dans lequel le bras et ladite roue 10 seraient simultanément en contact avec l’obstacle, et ce serait le patin 3 qui resterait ensuite au contact de l’obstacle, alors que ce qui est recherché est au contraire que, à la fin du franchissement, ce soit ladite roue 10 seule qui reste en contact avec le sol pour que le patin 3 puisse reprendre sa position de repos.

La figure 31 permet de comprendre que le point le plus bas d’un patin en arc de cercle étant avantageusement placé à l’intersection de sa périphérie avec celle de la surface de roulement de ladite roue 10, pour ne pas être plus bas à un emplacement situé plus en arrière où il ne servirait plus à rien et risquerait d’être entraîné sans nécessité ou de gêner son retour à la position de repos, le centre de cet arc de cercle est avantageusement situé à la verticale de cette intersection. Avantageusement, le patin 3 forme une portion de roue dont l’axe de rotation est sensiblement confondu avec l’axe de rotation 41, et cette portion de roue a un rayon sensiblement supérieur à celui de ladite roue 10. On a ainsi remplacé, uniquement le temps du franchissement d’un obstacle, une roue 10 par une autre de plus grand diamètre, capable de mieux franchir l’obstacle.

Ceci est illustré par la figure 2 dans laquelle on a montré par une portion de cercle en pointillés le diamètre de cette grande roue 10 dont seul un arc est utilisé lorsque c’est nécessaire.

Lorsque le bras 4 est dans sa position de repos, il faut que l’extrémité la plus basse de la périphérie de la portion de roue formée par le patin 3 soit sensiblement plus près de l’axe de rotation de la roue 10 que de la périphérie de la roue 10, car cela est une condition nécessaire pour que le patin 3 puisse reprendre sa position de repos.

Dans un mode de mise en œuvre préféré, le patin forme une portion de roue représentant un arc compris entre 20 et 60 degrés. 11 est avantageux que le véhicule bénéficie d’une bonne stabilité longitudinale lorsqu’il est posé sur un ou plusieurs patins. Pour cela, lorsque le patin forme une portion de roue, il faut que le centre de cet arc soit plus haut que le centre de gravité dudit véhicule. D’une façon plus générale, la courbe que forme la partie inférieure du patin 3 doit avoir en tout point une normale qui croise au dessus du centre de gravité du véhicule la ligne verticale passant par ce centre de gravité.

Le patin 3 peut comporter une partie arrière opposée à la partie avant, qui est située au dessus et en arrière de la partie la plus basse du véhicule. Il peut alors passer de la position de repos à la position de travail aussi bien en marche avant qu’en marche arrière, comme illustré à la figure 20.

Le patin 3 peut avantageusement comporter une partie coopérant avec ladite roue 10 de telle sorte que, dans une position dite de blocage·, il empêche ladite roue 10 de tourner. Un tel perfectionnement est représenté aux figures 24 et 25. L’élasticité de la périphérie de ladite roue 10 est avantageusement suffisante pour que la surface 34b puisse passer d’un côté à l’autre de ladite roue 10 lorsqu’on appuie sur la pédale 37. Cette surface 34b, associée à la surface opposée 34a, enserre alors ladite roue 10 pour l’empêcher de tourner. Il faut que ce soit toujours ladite roue 10 qui supporte le véhicule, pour que cette manœuvre immobilise le dispositif sur sa position au sol.

Le patin 3 peut être repliable ou télescopique. Sa position de repos et/ou sa géométrie peuvent être modifiées sur commande de l’utilisateur ou automatiquement selon l’inclinaison du véhicule lorsqu’il s’agit d’un diable par exemple. La position de repos peut par exemple être modifiée pour que le dispositif occupe moins de place lorsqu’il n’est pas en service. Le patin associé à une valise à roulettes peut par exemple être rentré dans le corps de la valise lorsque l’on ne souhaite pas la faire rouler, et sorti automatiquement vers sa position dite de repos dès lors que l’on tire sur la poignée de la valise. L’homme de l’art peut d’ailleurs trouver de nombreuses façons de plier les patins ou tout autre élément du dispositif selon l’invention pour qu’il occupe moins de place en position de rangement.

Un perfectionnement consiste à motoriser le mouvement du patin lorsqu’il rencontre un obstacle, pour que ce soit lui qui entraine le mouvement du véhicule. Tout dispositif de motorisation autonome ou de transmission au patin de l’énergie du moteur principal du véhicule peut être mis en œuvre, et la mise en route de cette motorisation du mouvement du patin peut être commandée par un premier recul du le patin lorsqu’il rencontre un obstacle. Un mode de mise en œuvre de ce perfectionnement, tel qu’illustré aux figures 26 à 28, peut consister en ce que le bras 4 soit de longueur variable pour permettre ou empêcher la collaboration entre une surface 33 du patin 3 et une surface 13 de ladite roue 10.

Le patin peut aussi être assez peu rigide pour que sa flexion lorsqu’il est en contact avec un obstacle le rapproche d’un élément tournant avec la roue. Une telle solution est représentée à la figure 29. Les patins arrière, à droite, sont munis d’une surface crantée 33 qui coopère avec un engrenage 13 sur chacune des roues arrière 1 qui sont ici les seules roues motrices du véhicule. Dans ces deux variantes représentées aux figures 26 à 28 et à la figure 29, la vitesse périphérique du patin n’est pas parfaitement égale à celle de ladite roue 10, mais l’homme de l’art peut très facilement introduire une transmission pour que ces vitesses soient parfaitement égales (version non représentée).

Un patin 3 peut être un arc de longueur très grande lorsque son axe de rotation est virtuel comme représenté aux figures 35 et 39 à 46, ou lorsque son mouvement n’est pas un mouvement de rotation comme aux figures 36 à 38. Il peut même être de rayon infini, c'est-à-dire parfaitement plat, pourvu que sa partie avant externe, celle qui rencontre l’obstacle en premier, soit plus haute que la partie plus au centre qui suit. Le patin associé à la roue arrière d’un véhicule comme celui représenté à la figure 29 pourrait ainsi être pratiquement plat et courir de l’arrière de la roue avant jusqu’à l’aplomb de la roue arrière, de telle sorte que lorsque le véhicule a franchi un obstacle à l’aide de son patin avant, son patin arrière assure le passage de la partie arrière. Ce patin presque plat peut coopérer avec une surface de friction 13 de la roue à laquelle il est associé, par sa propre surface de friction 33.

Il est souvent avantageux d’utiliser un patin souple qui puisse absorber les chocs avec les obstacles rencontrés. Dans ce cas, le patin est avantageusement supporté par une roulette 28 solidaire du bâti 2 du véhicule. Une telle roulette 28 est avantageusement située sensiblement à la verticale de l’axe du point de tangence entre la surface de roulement du patin 3 et la surface de roulement de ladite roue 10. Une telle roulette 28 peut être motorisée, par exemple de façon indépendante ou même entrainée en rotation par ladite roue 10.

Avantageusement, le patin 3 peut rouler sur la partie supérieure ou inférieure de deux roulettes 27 et 28 reliées directement ou indirectement au bâti 2 comme représenté aux figures 39 à 46. Dans ces figures, les roulettes roulent à l’intérieur du patin où elles sont emprisonnées et elles guident donc parfaitement le patin 3.

Les roulettes 27 et 28 sont avantageusement fixées au bâti 2 par un support élastique qui empêche le patin 3 de coopérer avec la roue 10 lorsqu’il ne rencontre pas d’obstacle.

Une solution pour absorber les chocs consiste à ce que l’axe de bras 41 puisse se déplacer élastiquement vers l’arrière lorsque le patin 3 rencontre un obstacle. Ce déplacement ne doit toutefois pas se faire simultanément vers le bas de façon trop importante, car cela nuirait à la possibilité qu’a le patin 3 de reprendre sa position de repos lorsqu’il n’est pas sollicité.

Pour limiter l’impact du choc avec un obstacle, l’axe de bras 41 peut se déplacer sensiblement horizontalement, par exemple le long d’une glissière, lorsqu’il rencontre un obstacle. Le dispositif selon l’invention peut alors participer à la sécurité des occupants de la voiture en cas d’accident, ce qui lui confère une fonction supplémentaire. Ce déplacement horizontal consomme avantageusement de l’énergie pour amortir le choc avec un obstacle.

Le patin 3 peut aussi être fixé au bâti 2 en deux points dont l’un est le maneton d’une manivelle tournant autour de l’axe de bras 41, comme représenté aux figures 36 à 38.

Deux patins 3 peuvent aussi être fixés au bâti 2 chacun par deux manetons de la même manivelle et tourner en décalage de phase. Ils sont par exemple en opposition de phase aux figures 36 à 38. Le patin 3 peut aussi être fixé au bâti 2 en deux points qui sont tous les deux des manetons de manivelles tournant autour d’axes fixes solidaires du bâti 2. Les rayons des deux manivelles peuvent être différents, l’une des deux manivelles pouvant effectuer un tour complet tandis que l’autre fait un aller retour entre deux positions extrêmes.

Il est avantageux dans de nombreux cas que, lorsque le patin 3 est dans sa position la plus basse, sa partie la plus basse soit presque à la même hauteur que ledit contact sol dudit véhicule. En déterminant correctement le rayon de courburé du patin, le véhicule acquiert alors une stabilité naturelle comme un fauteuil à bascule, même lorsqu’il ne comporte que deux roues comme un gyropode. Le véhicule est dans ce cas avantageusement muni d’un moyen de blocage du patin 3 dans sa position la plus basse. L’avantage de la solution représentée aux figures 36 à 38 est qu’il existe une position, non représentée, dans laquelle la partie la plus basse de chacun des deux patins est située à la même distance du sol, et qu’ils peuvent ainsi être mis tous les deux en position de repos afin qu’ils ne touchent pas les petites irrégularités du sol.

Dans une version particulière non représentée, une partie du patin 3 peut être un ski ou un patin à glace, ou tout autre dispositif mécanique accrochant mieux au sol qu’une roue. La mise en service de cet élément peut constituer une efficace solution de secours lorsqu’une voiture roule sur le verglas par exemple. Ce peut être aussi le moyen de freinage d’un patin à roulettes ou à glace, servant en marche arrière par exemple. Le déplacement du patin 3 pour le mettre dans cette configuration peut être commandé par un ordinateur.

Un élément de liaison peut relier deux patins situés de part et d’autre dudit contact-sol 1 d’un véhicule. Cet élément de liaison peut être placé à l’avant du dispositif, mais il est dans ce cas souhaitable qu’une butée empêche cet élément de liaison de passer sous ledit contact-sol. Cette butée peut être désactivée sur commande, par exemple lorsque le patin est un patin à glace ou un moyen de freinage.

Dans une version perfectionnée, deux patins peuvent être disposés en série comme représenté aux figures 30 à 34. Le patin 30 est situé en avant du patin 3 et permet d’absorber les obstacles les plus hauts. Son action est suivie par celle du patin 3. La disposition des figures 32 à 34 est particulièrement avantageuse par exemple pour équiper la roue avant d’une trottinette, parce que l’encombrement du dispositif en position escamotée est plus faible et qu’aucun élément mobile ne risque plus de venir toucher le bâti 2 de l’engin. Celle des figures 30 et 31 a l’avantage de rendre plus faible l’inclinaison de la trajectoire de la roue 1 au début de son ascension vers un obstacle de grandes dimensions.

Un véhicule comporte avantageusement un essieu avant et un essieu arrière chacun muni d’au moins un dispositif selon l’invention, mais ce n’est pas indispensable. Une solution particulièrement avantageuse consiste à utiliser plusieurs roues arrières placées l’une derrière l’autre pour que le véhicule soit toujours supporté par l’une de ces roues qui peuvent être de petites dimensions pour augmenter l’espace de chargement du véhicule. Cette solution est aussi très adaptée aux transpalettes qui peuvent comporter de multiples roulettes sous les lames supportant les palettes (version non représentée).

Il est souhaitable que le déplacement de cet axe de bras 41 ne l’abaisse pas trop, car cela nuirait à la capacité du patin 3 à reprendre sa position de repos lorsqu’il n’est plus nécessaire. Cependant, ce point devient sans importance lorsque le choc est tel que le concepteur du dispositif considère que la fonction principale du patin est alors de limiter l’impact du choc sur les occupants du véhicule.

On peut avantageusement prévoir un rappel élastique vers la position avant de l’axe de bras 41, mais une commande manuelle ou automatisée peut aussi le rappeler dans cette position avant.

Un perfectionnement non représenté consiste à doter le patin d’une géométrie variable pour qu’il puisse s’intégrer dans la carrosserie lorsque le profil du terrain ne risque pas de rendre son usage nécessaire. L’homme de l’art peut même utilement le doter d’une position supplémentaire dans laquelle il sert de bouclier avant au véhicule, absorbant l’énergie des chocs avec des obstacles comme d’autres véhicules en cas de carambolages. Le patin peut aussi constituer dans au moins une de ses positions une protection d’organes mécaniques situés à l’avant du véhicule.

Pour simplifier l’exposé, l’arbre de bras 41 est toujours décrit comme solidaire du bâti 2 du véhicule. Il peut cependant sans sortir du cadre de la présente invention n’être solidaire du bâti 2 du véhicule que par l’intermédiaire d’un berceau 60 qui peut pivoter autour d’un axe sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du véhicule. Cela permet d’adapter la géométrie lors de montées ou de descentes d’une pente. Une telle solution est représentée aux figures 41 à 46. Il est en effet important que le contact-sol du véhicule puisse reprendre contact régulièrement avec le sol lorsque le véhicule parcourt une série continue d’obstacles comme les marches d’un escalier par exemple. Sans cette inclinaison du berceau, des marches trop rapprochées pourraient ne pas permettre cette reprise de contact, qui est la condition nécessaire pour que le patin puisse reprendre sa position de repos et donc être prêt à permettre le franchissement d’un nouvel obstacle par le véhicule.

Avantageusement, lorsque le véhicule est muni d’une roue, le berceau 60 peut pivoter autour d’un axe sensiblement confondu avec l’axe de rotation cette roue 10 à laquelle il est associé.

Dans ce cas, le berceau 60 est avantageusement muni d’un ou plusieurs engrenages dits respectivement engrenage primaire 61 et engrenage secondaire 62 transmettant le mouvement de la roue 10 au patin 3 lorsque ce dernier rencontre un obstacle. Le déplacement élastique du berceau met en coopération la zone 13 de coopération par friction de la roue 10 non pas directement avec le patin 3 mais avec l’engrenage primaire 61 qui à son tour entraîne l’engrenage secondaire 62, lequel déplace le patin longitudinalement. C’est ainsi la rencontre du patin 3 avec l’obstacle qui provoque un déplacement du berceau 60 mettant en contact la roue 10 avec l’engrenage primaire 61. Un rappel élastique empêche ledit engrenage primaire 61 de toucher la roue 10 lorsque le patin 3 ne rencontre pas d’obstacle. Toutes les transmissions peuvent être envisagées par l’homme de l’art, y compris les plus simples comme une seule courroie ou un seul engrenage reliant la roue avec le patin lorsque ce dernier rencontre un obstacle.

Comme représenté aux figures 42 à 46, la partie arrière du patin 3 est avantageusement sensiblement rectiligne pour que son extrémité arrière 31 puisse être très près du sol et fournir une grande stabilité au véhicule comme à un gyropode ou à tout type de train roulant à l’arrêt. Dans ce cas en particulier, le véhicule est avantageusement muni d’un moyen de rappel du patin 3 dans une position dite de route dans laquelle sa partie la plus en arrière 31 est maintenue très proche ou au contact du sol. Ce moyen peut être électronique, combinant par exemple un capteur de proximité du sol et un moteur modifiant l’orientation du berceau par rapport au bâti 2 du véhicule , mais on peut aussi pour des véhicules simples et rustiques se contenter d’un léger rappel élastique de la partie arrière du patin vers le sol de façon à ce que ce soit le contact avec le sol qui détermine sa position dite de route. La partie arrière du patin peut être munie d’une roulette à cet effet, pour limiter les frottements et le bruit. L’invention est aussi bien un accessoire pouvant être ajouté à une roue 10 ou à un véhicule, qu’une roue 10 munie d’au moins un dispositif d’aide au franchissement selon l’invention, par exemple deux patins selon l’invention situés de part et d’autre de ladite roue 10, qu’un véhicule de toute nature comportant au moins une roue 10 et au moins un dispositif d’aide au franchissement selon l’invention.

Applications

La présente invention s’applique aux les véhicules automobiles dont en particulier les véhicules tous terrains, les tricycles et les quads, aux deux roues comme les vélos, les trottinettes et les gyropodes, aux brouettes, aux diables, aux chariots, aux caddies, aux patins à roulettes, aux valises à roulettes, aux fauteuils roulants, aux tables roulantes, aux robots et aux plateformes supportant des robots, aux jouets, aux trains d’atterrissage des aéronefs, aux remorques de transport des bateaux, aux bétonnières et d’une façon générale à tous les équipements ou objets que l’on souhaite pouvoir déplacer facilement sans pour autant les munir de roues de très grandes dimensions.

Claims (10)

1. Revendications

   1. Dispositif d’aide au franchissement pour un véhicule comportant une surface de contact avec le sol dite contact-sol (1) le supportant en permanence lorsqu’il est sur terrain plat, constitué d’un patin (3) relié directement ou indirectement au bâti (2) du véhicule par une liaison mécanique (4), caractérisé par le fait : - que ladite liaison mécanique (4) guide ledit patin (3) vers le bas lorsqu’il est poussé vers l’arrière, depuis une position dite de repos dans laquelle la partie avant dudit patin (3) est située au dessus et en avant dudit contact-sol (1) du véhicule, vers une position dite escamotée dans laquelle cette partie avant dudit patin (3) s’est abaissée tout en restant plus haute que la partie la plus basse dudit contact-sol (1) et ne touche donc pas le sol, - qu’aucun point dudit patin (3) n’est en contact avec le sol lorsque le véhicule est posé par ledit contact-sol (1) sur un sol plat horizontal, quelle que soit la position du patin, - que ledit patin (3) est muni d’un moyen de rappel à sa position de repos lorsqu’il n’est pas en contact avec le sol, - et que ledit patin (3) est décalé latéralement par rapport audit contact-sol (1), et à une distance latérale suffisante pour ne pas pouvoir se coincer entre ledit contact-sol (1) et le sol.
2. 2. Dispositif d’aide au franchissement selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ledit patin (3) pivote autour d’un axe dit axe de bras (41) réel ou virtuel solidaire du véhicule, ledit axe de bras (41) étant sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du véhicule.
3. 3. Dispositif d’aide au franchissement selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le véhicule comporte une roue (10) et que ledit patin (3) est entraîné en mouvement par la rotation de ladite roue (10) lorsqu’il est en contact avec un obstacle.
4. 4. Dispositif d’aide au franchissement selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la surface inférieure dudit patin (3) a la forme d’une courbe dont, en tout point, la normale croise la ligne verticale passant par le centre de gravité dudit véhicule au dessus de ce centre de gravité.
5. 5. Dispositif d’aide au franchissement selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le patin 3 est relié audit bâti 2 par l’intermédiaire d’un berceau (60) qui peut pivoter autour d’un axe sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du véhicule.
6. 6. Dispositif d’aide au franchissement selon la revendication 2 et l’une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisé par le fait que ledit patin (3) est relié directement ou indirectement audit bâti 2 en deux points dont l’un est le maneton d’une manivelle tournant autour de l’axe de bras 41.
7. 7. Dispositif d’aide au franchissement selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit berceau (60) est muni d’un engrenage (61) permettant de déplacer ledit patin (3) par rapport audit berceau (60), et que ledit engrenage (61) est entraîné en rotation par ladite roue (10) lorsque le patin rencontre un obstacle, parce que la rencontre dudit patin (3) avec l’obstacle provoque un déplacement dudit berceau (60) mettant en contact ledit engrenage (61) avec ladite roue (10).
8. 8. Dispositif d’aide au franchissement selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que lorsque ledit patin (3) est dans sa position la plus basse, sa partie la plus basse est sensiblement à la même hauteur que ledit contact-sol (1) dudit véhicule ;
9. 9. Roue (10) munie d’au moins un dispositif d’aide au franchissement selon l’une quelconque des revendications précédentes.
10. 10. Véhicule muni d’au moins un dispositif d’aide au franchissement selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.