EP0740542B1 - Siege roulant pour le transport ou l'assistance au deplacement d'au moins un utilisateur, notamment d'une personne handicapee - Google Patents

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EP0740542B1
EP0740542B1 EP95936408A EP95936408A EP0740542B1 EP 0740542 B1 EP0740542 B1 EP 0740542B1 EP 95936408 A EP95936408 A EP 95936408A EP 95936408 A EP95936408 A EP 95936408A EP 0740542 B1 EP0740542 B1 EP 0740542B1
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EP
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wheels
chassis
seat
wheel
wheelchair according
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André DEGONDA
Thomas WÜTHRICH
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Degonda-Rehab Sa
Degonda Rehab SA
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Degonda-Rehab Sa
Degonda Rehab SA
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Publication date
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    • Y10S180/907—Motorized wheelchairs

Definitions

  • the present invention relates to a wheelchair for transport or assistance for the movement of at least one user, including a person disabled person, a person with mobility or reduced autonomy, or a child, comprising a frame provided with wheels and carrying support means on which applies the weight of the user, the wheels comprising two wheels main, having a common transverse main axis, and support wheels comprising at least one front wheel, orientable and located in front of the main axis, and at least one rear steerable wheel and located behind the main axis.
  • the invention is applicable to a wide variety of seats of known types or new, whose common point is to offer rolling support or at least support to a person who has difficulty walking or can not walk at all, such as disabled person, an injured or operated patient to whom the walking is prohibited or not recommended, a young child or in need of stroller, etc.
  • the seat concerned may therefore take the form of, for example, a wheelchair with manual or motorized drive, for indoors or outdoors, a wheeled seat of any kind, a stroller for a disabled person or for a child, a baby carriage, a device called "walker" on which the user leans with his hands or arms to relieve his legs during the walking, and other rolling devices or similar light vehicles.
  • GB-A-2 051 702 relates to a wheelchair which corresponds to in the preamble of claim 1 and whose chassis is associated with a device for accumulation of energy to facilitate the passage of obstacles through a tilting the chair backwards.
  • This device comprises a simple support wheel rear mounted on a pivoting arm and connected by a spring to a frame member of the armchair.
  • the main wheels are rear wheels, whose axis crosses the amounts of the back of the chair, the seat is in front of this axis, if although the weight of the occupant opposes a strong resistance to tipping towards the rear.
  • the manual chair proposed by US Pat. No. 4,310,167 comprises a shock absorber coupled between a frame member and an arm carrying a rear support wheel.
  • the chassis consists of two parts that can be moved one relative to the other in a short position and an extended position.
  • Wheelchairs of the type indicated above, where the two main wheels are large training wheels which are behind the center of gravity, are particularly appreciated by users because of their better radius of steering, compared to forced-direction exterior models, and because that their front wheels, not driven, are compact and allow the user to approach close to an object he wants to reach.
  • small front wheels for example in the form of steerable wheels, make difficult the crossing of salient obstacles such as the edges of sidewalks. To ride on the curb, these front wheels must first lift, which corresponds to a tilting movement of the chair backwards. Like this movement is dangerous, most manufacturers offer two wheels additional support arranged behind the main wheels, higher than the ground, to rest on the ground after a certain tilt angle to prevent a fall back.
  • This angle must correspond to a sufficient lifting of the front wheels so that they can access a sidewalk of normal height.
  • the tilting can be obtained by a sudden acceleration of training manual or motorized, just before the front wheel or wheels abut the edge. This maneuver is tricky, because the tipping must not be too much abrupt shock to the rear, and must be done in time to avoid the wheelchair is blocked by thrusting the front wheels against the rim if they are raised too late or if they come down too soon after acceleration.
  • the Following the operation can be quite bumped because the main wheels are undergoing also shocks by stumbling against the sidewalk and then require a strong torque training to climb the curb, ie the use of momentum gained from prior.
  • the present invention aims to create an improved wheelchair so as to substantially reduce the aforementioned drawbacks, this seat being particularly maneuverable and having to overcome obstacles such as thresholds, edges of sidewalks or terrain accidents in a much easier, safer and more more comfortable, thanks to relatively simple constructive means.
  • the invention relates to a wheelchair as defined in claim 1.
  • the first part of the chassis has the two main wheels and at least one support wheel, that is to say the support wheel or wheels of the front or the rear depending on the case, it constitutes a stable vehicle element on the ground, as long as the resultant of the forces applied to it falls into the polygon of lift defined by its wheels. Thanks to an appropriate choice of the position of the principal articulation, one can act on the position of this resultant to distribute optimally the loads on the wheels of the first part of the chassis.
  • the line of action of this load can be on any side of the main axis without the stability of the first part, as will be seen later in examples.
  • the articulation of the frame makes it possible to produce a type of apparatus whose wheels are not suspended, but may nevertheless remain in contact permanent with the ground, even in rough terrain. This does not only improve the stability, but also the comfort of the user thanks to a judicious choice of the assembly of the seat on the articulated chassis.
  • a seat such as a wheelchair or stroller may normally rest on its main wheels and on its front wheel or wheels, the common center of gravity being a short distance ahead of the main axis. This small distance allows to do easily tilt the seat back and then press it on the wheel (s) rear mounted elastically, which has a double dynamic effect.
  • the each front wheel lifts off the ground to a degree that is controlled, since it corresponds to the vertical movement of the or each rear support wheel according to the tipping effort.
  • the energy accumulated by this movement example in springs, can be used to lift the seat at the moment when the main wheels must cross the obstacle.
  • the elastic mounting of the rear support wheel or wheels is also advantageous to relieve the main wheels.
  • the seat is provided with of a single front wheel support and a single rear wheel support, which are mounted substantially in a median longitudinal plane relative to which the wheels are symmetrical to each other.
  • an armchair is made having four wheels arranged approximately in rhombus, where the two main wheels are to the left and right of the common center of gravity and support almost the entire weight, while the front wheel and the rear wheel function as steerable casters that define, with both wheels main, a front triangle and a rear ground support triangle.
  • the wheel back support is mobile in height thanks to the articulation of the chassis, these two triangles are not necessarily in the same plane and the user can choose to rely on one or the other. Normally, it will rely on the front triangle, but it can tilt backwards to lift the front wheel so to climb an obstacle in the manner described above.
  • the provision Diamond wheels allow a very small footprint, lightweight construction and great cornering maneuverability.
  • the wheelchair for disabled is a armchair with electric drive. It consists of two main sets, to know the undercarriage shown in Figure 2, provided with a metal frame articulated 100, and a seat 2 for a user, this seat being mounted in a position adjustable on the chassis 100.
  • the chassis 100 comprises a first part, under form of a rigid main frame 1, and a second part in the form of an arm rear 23 articulated on the main frame 1 along a horizontal transverse axis 27.
  • the main frame 1 consists essentially of two lateral tubes 3 bent in U-shape and connected by a rigid platform 4 supporting in particular two batteries of electric accumulators 5.
  • Two main driving wheels 6, of relatively large diameter, are mounted on each side of the frame 1, possibly through suspension devices (not shown), and are mutually aligned on a main geometric axis 7 which is close to a vertical passing through the center common gravity G of the chair and its user, so that the wheels 6 support the vast majority of the weight of the chair and its occupant.
  • Each main wheel 6 is driven by its own electric motor 8 to direct current, which the wheelchair user controls the direction and speed of rotation in a known manner, by means of a multidirectional joystick 9 called "joystick", acting on an electronic control unit 10 to determine both the speed of movement and the turning radius of the chair.
  • a front wheel 12 mounted in an inclined yoke 13 which is rotatably mounted around a vertical axis in a central support arm 14, itself resiliently mounted on the main frame 1 by means of a spring bearing 15 of the "ROSTA" type.
  • This body known comprises two square metal tubes arranged one inside the other, where the tube the inner tube is rotated 45 ° with respect to the outer tube and wedged into it by elastic rubber blocks allowing it to pivot elastically around its axis, to a limited extent.
  • the two main wheels 6 and the front wheel 12 define the normal triangle of support of the chair on the floor 16.
  • each wheel of lifting 17 is freely rotatable about a horizontal axis at the end of an arm 18, elastically mounted on the frame by means of a spring bearing 19 which can also be of the type "ROSTA".
  • Each arm 18 can thus pivot about an axis horizontal, allowing its wheel 17 to be raised when it stumbles on an obstacle.
  • the two upright wheels 17 are a little forward with respect to the wheel 12 and always higher than it, so that they normally do not touch the ground.
  • each arm 18 could carry a rotating star provided with three wheels in the same plane, according to a known device for transporting loads on stairs.
  • Another variant is to replace each arm 18 by a crutch pivoting downwards and resting on the ground by a hoof.
  • a central support wheel 20 mounted in a yoke 21 which can pivot about an axis 22 generally inclined forwards, on a rear arm 23.
  • the arm 23 consists of a central arm 24 fixed to a U-shaped stirrup 25 whose ends are pivotally mounted resiliently in two spring hinge bearings 26 also of the "ROSTA" type, which define a horizontal axis 27 tilting arm 23 ( Figure 2).
  • the axis 27 thus constitutes a transverse axis of articulation of the frame 100 of the wheelchair.
  • the rear arm 23 normally has a position such that the rear wheel support 20 is slightly above the ground 16 when the chair leans on its front wheel 12.
  • the spring bearings 26 will determine a variable support force of the wheel 20 as a function of the amplitude of the tilting of the arm 23 about the axis 27. As shown in Figure 4, when the wheel 20 does not touch the ground, it tends to rotate forward because of the inclination of the axis 22, which reduces its size. When she touches the floor, she moves according to the movements imposed on the chair 8. However, it is also possible to adjust the spring bearings 26 so as to that they keep the wheel 20 pressed permanently on the ground when it is enough dish.
  • the construction of the seat 2 of the wheelchair is generally known per se.
  • This seat comprises a support frame 30 on which a placet 31, a backrest 32, armrests 33 and a pair of footrests 34 are adjustably mounted for be adapted to the size and morphology of the user.
  • These adjustment devices known are not described in detail here.
  • seat 2 is mounted on the main frame 1 so that it can tilt about an axis horizontal 36 shown in Figure 1.
  • This axis is defined by a pair of opposite rods (not shown) each engaged in a hole 37 of a support leg 38 fixed on each tube 3 of the chassis, above the axis 7 of the main wheels 6.
  • each leg 38 has several holes 37 to allow an initial adjustment of the longitudinal position of the seat 2.
  • the position of the seat 2 is defined by an actuating member constituted by an electric cylinder 39 approximately vertical, mounted on the front of the main chassis 1 and attacking a approximately horizontal central lever 40 fixed to the frame 30 of the seat.
  • the cylinder of tilting 39 can be controlled in operation and in both directions by the user, by means of a toggle button (not shown) disposed on the control box 10.
  • the main effect of this movement is to move backwards or forwards center of gravity of the user, therefore also the common center of gravity G ( Figure 4) chair and user.
  • a vertical passing through this common center of gravity G passes the main axis 7 of the wheels 6 at a distance d which is chosen as low as possible, but sufficient for the wheelchair to rely in general on the front wheel 12.
  • the value d is generally less than 5 cm and preferably of the order of 2 cm. So, in actuating the tilt cylinder 39, the user can, in operation, move the position of G, in particular to push it back until the vertical g passes behind the axis 7, tilting the entire chair backwards to support the chair. rear wheel 20 and lift the front wheel 12 to facilitate the crossing of a obstacle. Similarly, the user can bring forward the center of gravity G at when it crosses the obstacle or later, to put the wheelchair back on the front wheel 12.
  • Figures 5 to 8 show how the wheelchair described above can ride easily on a sidewalk 42 having a normal height above a roadway 16.
  • the user does not actuate the tilting jack 39, that is, the chair approaches the edge 43 of the sidewalk in the position of the 5, where the front wheel 12 rests on the roadway while the rear wheel 20 does not do not touch the roadway yet.
  • the edge 43 of the sidewalk abuts against the wheels of Uprising 17, he pushes them upwards, which has a double effect.
  • wheels 17 are supported on the top of the sidewalk 42, and secondly the couple they exert on their spring bearings tends to tilt the main frame 1 of the armchair to the rear, so to lift the front wheel 12 and press the rear wheel 20 on the ground 16, pivoting upwardly its support arm 23 in the position of the 6.
  • the front wheel 12 bears against the edge 43 of the sidewalk, which which accentuates the tilting of the armchair and accumulates energy in the bearings to spring 26 of the arm 23, until the front wheel 12 rolls on the sidewalk 42.
  • the user himself can advantageously contribute to this movement of tipping backward, producing a brief acceleration when approaching the pavement.
  • the user can force the armchair to bow back before reaching the sidewalk, using the jack of tilting 39 to bring the common center of gravity G behind the axis 7 and thus raise the front wheel 12, as well as the uprising wheels 17.
  • the same maneuver is useful for tilting the wheelchair back onto wheel 20 before getting off a sidewalk or before embarking on a relatively descent steep.
  • the user feels more confident because he is sitting more stable and not likely to be ejected forward.
  • the support on the rear wheel 20 allows it to get off an obstacle first with the main wheels 6, which give a movement more comfortable thanks to their large diameter and are also ordered directly from the controller 9.
  • Two front support wheels can be provided at the place of the single front wheel 12, and / or two rear support wheels in place of the single wheel 20.
  • the use of a single wheel, especially at the rear allows a large gain in space, for example in elevators.
  • the fact of being able to place the central rear wheel 20 in a corner of the cabin makes it possible to use relatively small cabins that would not be usable with armchairs ordinary wheels.
  • An advantageous improvement, not shown in the drawings, consists in producing the support arm 23 of the rear wheel 20 in a form telescopic, with a control mechanism so that the user can vary at will the length of this arm during the march.
  • Such a power chair is to accumulate energy in advance, that is to say before tackling an obstacle to climb, for the return when lifting the chair to clear the obstacle. This can be done by prestressing the spring bearings 19, 26 of the support arms 18 and / or the rear support arm 23, for example by means of electric motors or cylinders tires.
  • Such a device makes it possible, for example, to raise the wheels of uprising 17 in order to approach a particularly high sidewalk and then to release them on command or automatically when they are resting on the sidewalk, in order to help raise the chair at the stage of Figures 6 and 7.
  • FIG. 9 An embodiment of a wheelchair with manual training according to the invention is illustrated by Figures 9 to 11.
  • the structure of this foldable chair is known as a whole, so it will not be described in detail here.
  • the main frame 44 of the chair comprises two rigid lateral parts 44a and 44b symmetrical to each other and connected by cross arms 45 which can be unhooked at one end to allow folding of the chair by approximation of two side portions 44a and 44b.
  • Each side part carries a main wheel 46 provided with a manual drive ring 47, a front support wheel 48 orientable and similar to the front wheel 12 of the previous example, and a rear support wheel 49 which, according to the invention, is movable in height to provide dynamic support when the chair is tilted backwards.
  • the user can take advantage of this effect dynamic even better than the axis of the main wheels 46 is almost vertical the center of gravity of the chair and the user.
  • the two support wheels 49 play substantially the same role as the wheel 20 of the previous example.
  • Each rear support wheel 49 is resiliently mounted on the lateral portion corresponding 44a, 44b of the main frame by means of an angled reclining arm 50 whose lower branch carries the wheel 49, and the upper branch, approximately vertical, is supported by a spring bearing 51 of the type "ROSTA", allowing it to tilt elastically around a horizontal axis 52 ( Figure 11).
  • the arm 50 constitutes a second part of the overall chassis of the wheelchair, which is articulated by the bearing 51 on the first part constituted by by the main frame 44.
  • the bearing 51 is locked in an adjustable position, thanks to a screwed flange 53, on a tubular support 54 which is fixed to the rear pillar of the frame 44 by means of a clamp 55 tightened by screws 56.
  • This type of fixation allows all the desired adjustments of the rest position of each arm 50, particularly for keep the rear wheels 49 slightly off the ground when the chair rests on the front wheels 48.
  • FIGS 12 to 15 illustrate various possible arrangements, among others, articulated chassis of a wheelchair.
  • the same reference numbers are used to designate parts functions playing a similar role in the different cases, even if their construction can be different.
  • the direction of the front of the seat can correspond to arrow A or arrow B, in particular according to the application the type of propulsion used and the desired dynamic behavior.
  • each of the apparatuses shown comprises an articulated frame 60 comprising a first portion 61 and a second portion 62 which are connected by a articulation 63 with transverse horizontal axis.
  • a means of support 64 which serves as support for the user and which is a seat in most cases.
  • the first part 61 of the chassis is provided with two main wheels 66, rotating around of a common main axis 67, and one or more support wheels 68 near a end of the seat.
  • the second part 62 of the chassis is provided with one or more support wheels 69.
  • each support wheel 68, 69 is freely pivotable about an axis 70, 71 vertical or slightly inclined to the vertical.
  • the two main wheels 66 support most of the weight P that the user applies to the seat, since the vertical line of action p of this weight passes close to the main axis 67 of the wheels 66.
  • vertical g Figures 13 and 14
  • the particular configuration of the articulated chassis 60 leads to distribute a small part loads on the support wheels 68 and / or 69, except in certain applications of the Figure 14, where the wheel 69 can be raised.
  • the support means or seat 64 is mounted on the second part 62 of the frame, so that the load P and the dead weight of this part of the seat are distributed between the articulation 63 (in majority) and the support wheel or wheels 69.
  • the charge thus applied at 63 on the first part 61 of the chassis is divided between main wheels 66 (the majority) and the support wheel or wheels 68.
  • the part of the total weight which is supported by the main wheels 66 depends primarily on the distance horizontal axis between the main axis 67 and the articulation 63. For example, this part can be between about 50% and almost 100% depending on the choice of said distance.
  • the share of weight acting on the support wheel or wheels 69 depends primarily on the distance.
  • the configuration of the seat according to the diagram of Figure 12 offers advantages specific. In general, all wheels remain permanently applied to the ground, for static forces that hardly change when the soil is uneven, at least if there is only one support wheel 68, 69 at each end (diamond arrangement).
  • the configuration of the frame 60 resembles that of FIG. 12, but the support means 64 is rigidly mounted on the first portion 61 of the frame.
  • the second portion 62 and its support wheel or wheels 69 are then loaded at the means of a spring element 72 which also serves as a mechanical energy accumulator when obstacle clearance.
  • the position of the hinge 63 with respect to the axis main 67 does not have much importance in the static distribution of loads, unless the chassis part 62 supports a significant dead weight, such as batteries electric traction.
  • the load on the support wheel or wheels 68 depends essentially the horizontal distance between the main axis 67 and the vertical g.
  • FIG. 14 differs from that of Figure 13 only by the fact that the hinge 63 of the chassis is on the other side of the main axis 67, that is to say between it and the support wheel or wheels 69.
  • the spring 72 representing schematically the effect of the elastic elements of the spring bearings 26, which are represented by the articulation 63.
  • the frame 60 and the wheels 66, 68 and 69 have the same arrangement as in Figure 12, but the support means 64 is mounted on both the first part 61 and on the second part 62 of the frame, thanks to two rigid elements 73 and 74 and articulations 75 to 77.
  • the elements 61, 62, 73 and 74 define in the vertical plane a deformable quadrilateral having the advantage of reducing the movements of the support means 64 when a wheel crosses an obstacle.
  • An element spring or damper 78 may be provided in this quadrilateral, for example under the form spring bearings 26 described above and incorporated in the hinge 63, for improve the dynamic behavior and, where appropriate, act as an accumulator energy.
  • Figures 16 and 17 schematically show a stroller for children, whose chassis corresponds to the diagram in Figure 14 and that of the wheelchair illustrated by Figures 1 to 8.
  • the first part of the frame is a rigid main frame 61 in Cross shape comprising, as shown in Figure 17, a rigid cross member 84 carried by the two main wheels 66 located below the seat 85, and a beam longitudinal central 86 whose front end is supported by the front wheel 68 freely orientable.
  • the rear end of the beam 86 is provided with a spring bearing 87 similar to the bearings 26 of the first example described, to form an articulation elastic with horizontal axis 88.
  • On this articulation is mounted a reclining rear arm 89, playing the role of the arm 23 described above and resting on the rear wheel 69 freely orientable.
  • the main frame 61 further comprises a central support 90 on which is mounted the seat 85, preferably by means of a hinge 91 and a notch mechanism (not shown) for tilting the seat in different positions.
  • the arrangement of the large main wheels 66 below the seat guarantees good conditions of stability and comfort, in particular. because there has little weight on the front wheel 68 which first meets the obstacles.
  • the diamond-shaped wheel arrangement reduces the clutter of the stroller and facilitates turns. For propulsion, the horizontal thrust applied to the handle 92 does not change the attitude of the stroller on the wheels 66 and 68.
  • the embodiment of the stroller shown in FIGS. example and may be subject to multiple modifications or variations.
  • She may have in particular two front wheels 68, and / or two rear wheels 69.
  • the seat 85 can be removable and replaced by a baby carriage.
  • Locking brakes can advantageously be provided on the main wheels 66 which support the large majority of the weight. All kinds of other features or accessories known in the field may also be provided, such as a luggage rack or additional support for a second child, a lifting mechanism of the seat to allow taking easily the child or put him up, etc.
  • a stroller of the same kind can be provided for the transport of a disabled person.
  • Figures 18 and 19 show a wheelchair of a new type, especially designed to be propelled by a single leg push of a user whose other leg can not or should not rest on the ground, for example because of an accident, an illness or disability.
  • This device must allow the user to moving and parking, especially at home or in a care facility, keeping your hands free for other tasks, such as washing, getting dressed carrying things and doing housework or office work.
  • the frame of the apparatus corresponds to the diagram of Figure 14, the direction of the front being designated by the arrow B because the user is turned in this direction.
  • the first portion 61 of the frame is provided with two main wheels 66, on the axis common main 67, and two front castors 68 arranged laterally, approximately in front of the main wheels 66, to provide a space between them free 101 for the user's legs.
  • Part 61 of the chassis is made of tubes metal welded to each other, comprising: a pair of angled side tubes 102 resting on the front wheels 68 and supporting the seat 103; a crossing upper 104 connecting the two tubes 102 under the seat; a rear hoop 105 whose ends 106 are attached to the tubes 102; and two lateral supports 107 bearing the main wheels 66 and the brakes 108 associated therewith.
  • the second part 62 of frame is constituted by a tilting rear arm 109, similar to the arm 89 described in FIG. reference to Figure 17, and relies on a single central rear wheel 69 freely adjustable.
  • the two parts 61 and 62 of the chassis are connected by an articulation resilient having a spring bearing 110 similar to the spring bearing 87 more high; they work the same way.
  • the seat 103 may or may not include a backrest, and may be adjustable in height by telescopic mounting on the tubes 102.
  • the form in plan of its placet, represented in broken lines in Figure 20 to clarify the drawing, is specially arranged to allow the user to propel himself by pushing one foot on the ground.
  • the seat 103 has at the front a central notch 112 between two parts sideways 113 protruding forward, providing a support surface for the leg not used during propulsion, or for both legs at a standstill.
  • the notch 112 is located above the free space 101 in the center of the chassis and extending also below the seat, between the main wheels 66. The user can thus propel themselves easily forwards or backwards and make turns by pressing a only foot on the floor.
  • the support rollers 68 and 69 offer the advantages described in the previous examples, with regard to the stability, maneuverability and suitability of the device to overcome obstacles.
  • the user can lock the brakes 108 at by means of one or two control levers 114 mounted under the seat 103 and connected to the brakes by sheathed cables 115.
  • the chassis can be configured according to any one of the diagrams of Figures 13 to 15, or according to variants of these schemes.
  • the seat and its frame can also be made in a collapsible and / or removable form.

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Description

La présente invention concerne un siège roulant pour le transport ou l'assistance au déplacement d'au moins un utilisateur, notamment d'une personne handicapée, d'une personne à mobilité ou autonomie réduite, ou d'un enfant, comportant un châssis pourvu de roues et portant des moyens de support sur lesquels s'applique le poids de l'utilisateur, les roues comprenant deux roues principales, ayant un axe principal transversal commun, et des roues d'appui comprenant au moins une roue avant, orientable et située en avant de l'axe principal, et au moins une roue arrière orientable et située en arrière de l'axe principal.
L'invention est applicable à une grande variété de sièges de types connus ou nouveaux, dont le point commun est d'offrir un support roulant ou au moins un appui roulant à une personne qui a de la peine à marcher ou ne le peut pas du tout, comme un handicapé des membres inférieurs, un patient accidenté ou opéré auquel la marche est interdite ou déconseillée, un enfant en bas âge ou ayant besoin d'une poussette, etc. Le siège concerné peut donc prendre la forme, par exemple, d'un fauteuil roulant à entraínement manuel ou motorisé, pour l'intérieur ou pour l'extérieur, d'un siège à roulettes de toute nature, d'une poussette pour une personne handicapée ou pour un enfant, d'un landau pour bébé, d'un appareil dit "déambulateur" sur lequel l'utilisateur s'appuie avec ses mains ou ses bras pour soulager ses jambes pendant la marche, et d'autres dispositifs roulants ou véhicules légers analogues.
Il existe actuellement beaucoup de réalisations connues de sièges roulants. En particulier, la publication GB-A-2 051 702 concerne un fauteuil roulant qui correspond au préambule de la revendication 1 et dont le châssis est associé à un dispositif à accumulation d'énergie permettant de faciliter le passage d'obstacles grâce à un basculement du fauteuil vers l'arrière. Ce dispositif comporte une simple roue d'appui arrière montée sur un bras pivotant et reliée par un ressort à un élément du châssis du fauteuil. Cependant, comme les roues principales sont des roues arrière, dont l'axe traverse les montants du dossier du fauteuil, l'assise se trouve en avant de cet axe, si bien que le poids de l'occupant oppose une forte résistance au basculement vers l'arrière.
Le fauteuil manuel proposé par le brevet US-A-4 310 167 comporte un amortisseur couplé entre un élément du châssis et un bras portant une roue d'appui arrière. Le châssis est constitué de deux parties qui peuvent être déplacées d'une par rapport à l'autre dans une position courte et une position allongée.
D'autres formes de réalisation avec des roues d'appui arrière sont décrites par les brevets US-A-3 848 883, US-A-245 847 et US-A-3 976 152.
Tous ces sièges se composent d'éléments divers ne permettant que très partiellement de résoudre les problèmes de sécurité et d'efficacité requis, notamment pour des sièges motorisés.
De plus, un problème commun à ces dispositifs est celui du franchissement des obstacles par les roues. A l'intérieur des bâtiments, il s'agit en général de seuils, mais parfois aussi de marches d'escalier. A l'extérieur, on peut citer en outre les bordures de trottoirs, les caniveaux, les pierres et en général tous les accidents de terrain dès qu'on roule en dehors des chemins aménagés et revêtus. A part les poussettes et les landaus, les sièges susmentionnés sont souvent dépourvus de suspensions élastiques pour des raisons de stabilité, parce que ces sièges sont généralement étroits et courts afin de limiter leur encombrement. Les roues butent alors contre les obstacles et le déplacement du siège devient difficile, heurté ou pour le moins inconfortable. De plus, la stabilité du siège peut être mise en péril quand certaines roues ne touchent plus le sol, ou lorsqu'il bute contre un obstacle en roulant sur un sol en pente.
Les fauteuils roulants du genre indiqué ci-dessus, où les deux roues principales sont de grandes roues d'entraínement qui se trouvent en arrière du centre de gravité, sont particulièrement appréciés des utilisateurs à cause de leur meilleur rayon de braquage, comparativement à des modèles d'extérieur à direction forcée, et parce que leurs roues avant, non entraínées, sont peu encombrantes et permettent à l'utilisateur de s'approcher tout près d'un objet qu'il désire atteindre. Par contre, les petites roues avant, se présentant par exemple sous la forme de roulettes orientables, rendent difficile le franchissement d'obstacles saillants tels que les bords de trottoirs. Pour monter sur la bordure, ces roues avant doivent d'abord se soulever, ce qui correspond à un mouvement de basculement du fauteuil vers l'arrière. Comme ce mouvement est dangereux, la plupart des fabricants proposent deux roulettes additionnelles d'appui disposées en arrière des roues principales, plus haut que le sol, pour prendre appui sur le sol après un certain angle de basculement afin d'empêcher une chute en arrière. Cet angle doit correspondre à un soulèvement suffisant de la ou des roues avant pour que celles-ci puissent accéder à un trottoir de hauteur normale. Le basculement peut être obtenu par une brusque accélération de l'entraínement manuel ou motorisé, juste avant que la ou les roues avant ne butent contre la bordure. Cette manoeuvre est délicate, parce que le basculement ne doit pas être trop brusque, pour éviter un choc brutal à l'arrière, et doit être fait à temps pour éviter que le fauteuil ne soit bloqué par butée des roues avant contre la bordure si elles sont soulevées trop tard ou si elles redescendent trop tôt après l'accélération. De plus, la suite de l'opération peut être assez heurtée parce que les roues principales subissent aussi des chocs en butant contre le trottoir et exigent ensuite soit un fort couple d'entraínement pour escalader la bordure, soit l'utilisation de l'élan acquis au préalable.
La présente invention a pour but de créer un siège roulant perfectionné de manière à réduire sensiblement les inconvénients précités, ce siège devant être particulièrement maniable et devant pouvoir franchir des obstacles tels que des seuils, des bords de trottoirs ou des accidents de terrain d'une manière nettement plus aisée, plus sûre et plus confortable, grâce à des moyens constructifs relativement simples.
A cet effet, l'invention concerne un siège roulant tel que défini dans la revendication 1.
La disposition de la ligne d'action de la charge prés de l'axe principal situé au centre fait que les roues principales supporteront toujours la majorité de la charge et du poids mort. Comme la première partie du châssis comporte les deux roues principales et au moins une roue d'appui, c'est-à-dire la ou les roues d'appui de l'avant ou de l'arrière selon les cas, elle constitue un élément de véhicule stable sur le sol, tant que la résultante des forces qui lui sont appliquées tombe dans le polygone de sustentation défini par ses roues. Grâce à un choix approprié de la position de l'articulation principale, on peut agir sur la position de cette résultante pour répartir de manière optimale les charges sur les roues de la première partie du châssis. Par exemple, si la seconde partie du châssis supporte une partie du poids de l'utilisateur et/ou un poids mort important tel que des batteries électriques, la ligne d'action de cette charge peut se trouver de n'importe quel côté de l'axe principal sans mettre en danger la stabilité de la première partie, comme on le verra plus loin dans des exemples. Par ailleurs, l'articulation du châssis permet de réaliser un type d'appareil dont les roues ne sont pas suspendues, mais peuvent néanmoins rester en contact permanent avec le sol, même en terrain accidenté. Ceci n'améliore pas seulement la stabilité, mais aussi le confort de l'utilisateur grâce à un choix judicieux du montage du siège sur le châssis articulé.
Si ladite seconde partie du châssis est pourvue de la ou des roues d'appui arrière, un siège tel qu'un fauteuil roulant ou une poussette peut reposer normalement sur ses roues principales et sur sa ou ses roues avant, le centre de gravité commun étant à une faible distance en avant de l'axe principal. Cette faible distance permet de faire basculer facilement le siège vers l'arrière et de l'appuyer alors sur la ou les roues arrière montées élastiquement, ce qui a un double effet dynamique. D'une part, la ou chaque roue avant se soulève du sol dans une mesure qui est maítrisée, puisqu'elle correspond au mouvement vertical de la ou chaque roue d'appui arrière en fonction de l'effort de basculement. D'autre part, l'énergie accumulée par ce mouvement, par exemple dans des ressorts, est utilisable pour soulever le siège à l'instant où les roues principales doivent franchir l'obstacle. Lorsqu'il s'agit de descendre d'un trottoir, le montage élastique de la ou des roues arrière d'appui est également avantageux pour soulager les roues principales.
Dans une forme particulièrement avantageuse de l'invention, le siège est pourvu d'une seule roue avant d'appui et d'une seule roue arrière d'appui, qui sont montées sensiblement dans un plan longitudinal médian par rapport auquel les roues principales sont symétriques l'une de l'autre. On réalise ainsi, par exemple, un fauteuil roulant ayant quatre roues disposées approximativement en losange, où les deux roues principales se trouvent à gauche et à droite du centre de gravité commun et supportent la quasi totalité du poids, tandis que la roue avant et la roue arrière fonctionnent comme des roulettes orientables qui définissent, avec les deux roues principales, un triangle avant et un triangle arrière d'appui au sol. Comme la roue arrière d'appui est mobile en hauteur grâce à l'articulation du châssis, ces deux triangles ne sont pas nécessairement dans un même plan et l'utilisateur peut choisir de s'appuyer sur l'un ou sur l'autre. Normalement, il s'appuiera sur le triangle avant, mais il pourra effectuer un basculement vers l'arrière pour soulever la roue avant afin d'escalader un obstacle de la manière décrite ci-dessus. Par ailleurs, la disposition des roues en losange permet un encombrement très réduit, une construction légère et une grande maniabilité en virage.
D'autres formes de réalisation indiquées dans les revendications et dans les exemples ci-dessous facilitent le mouvement de basculement mentionné plus haut. D'une part, il est possible de déplacer momentanément le siège de l'utilisateur vers l'avant ou vers l'arrière pour déplacer le centre de gravité par rapport aux roues. D'autre part, l'avant du siège peut être équipé d'organes de soulèvement tels que des roues additionnelles, disposées plus haut et plus en avant que les roues d'appui, pour pouvoir s'appuyer en premier sur un obstacle.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront dans la description suivante de diverses formes de réalisation et de diverses applications, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
  • la figure 1 est une vue en perspective d'une forme de réalisation d'un fauteuil roulant à entraínement motorisé électrique selon l'invention,
  • la figure 2 est une vue de détail en perspective de la partie inférieure du fauteuil de la figure 1, lorsque le siège est enlevé,
  • la figure 3 est une vue en élévation de l'arrière du fauteuil de la figure 1,
  • la figure 4 est une vue en élévation latérale du fauteuil de la figure 1,
  • les figures 5 à 8 sont des vues analogues à la figure 4, illustrant différentes phases du mouvement du fauteuil lorsqu'il monte sur un trottoir,
  • les figures 9 et 10 sont deux vues en perspective d'une autre forme de réalisation, à entraínement manuel, d'un fauteuil roulant selon l'invention,
  • la figure 11 est une vue agrandie d'une béquille arrière mobile du fauteuil des figures 9 et 10,
  • les figures 12 à 15 sont des schémas de principe, en vue latérale, montrant différentes combinaisons possibles des parties du châssis d'un siège roulant, ainsi que différents modes de montage des moyens de support sur le châssis,
  • la figure 16 est une vue latérale d'une poussette dont le châssis correspond au schéma de la figure 14,
  • la figure 17 est une vue partielle en plan montrant la partie inférieure de la poussette de la figure 16,
  • la figure 18 est une vue latérale d'un siège roulant pour patient ou handicapé capable de propulser le siège par poussée d'un pied sur le sol, le châssis du siège correspondant au schéma de la figure 14, et
  • la figure 19 est une vue en plan du siège de la figure 18, où le siège proprement dit est représenté en transparence.
Dans la forme illustrée par les figures 1 à 4, le fauteuil roulant pour handicapé est un fauteuil à entraínement électrique. Il se compose de deux ensembles principaux, à savoir le train de roulement représenté à la figure 2, pourvu d'un châssis métallique articulé 100, et un siège 2 pour un utilisateur, ce siège étant monté dans une position réglable sur le châssis 100. Le châssis 100 comprend une première partie, sous forme d'un châssis principal rigide 1, et une seconde partie sous forme d'un bras arrière 23 articulé sur le châssis principal 1 suivant un axe transversal horizontal 27. Le châssis principal 1 est formé essentiellement de deux tubes latéraux 3 coudés en forme de U et reliés par une plate-forme rigide 4 supportant notamment deux batteries d'accumulateurs électriques 5. Deux roues principales d'entraínement 6, de relativement grand diamètre, sont montées sur chaque côté du châssis 1, éventuellement par l'entremise d'organes de suspension (non représentés), et sont mutuellement alignées sur un axe géométrique principal 7 qui est proche d'une verticale passant par le centre de gravité commun G du fauteuil et de son utilisateur, de sorte que les roues principales 6 supportent la très grande majorité du poids du fauteuil et de son occupant. Chaque roue principale 6 est entraínée par son propre moteur électrique 8 à courant continu, dont l'utilisateur du fauteuil commande le sens et la vitesse de rotation d'une manière connue, au moyen d'une manette multidirectionnelle 9 dite "joystick", agissant sur un boítier électronique de commande 10 pour déterminer à la fois la vitesse de déplacement et le rayon de braquage du fauteuil. Dans des conditions normales, la stabilité longitudinale du fauteuil est assurée par une roue d'appui avant 12 montée dans une chape inclinée 13 qui est montée de manière librement rotative autour d'un axe vertical dans un bras central de support 14, lui-même monté élastiquement sur le châssis principal 1 au moyen d'un palier à ressort 15 du type "ROSTA". Cet organe connu comporte deux tubes métalliques carrés disposés l'un dans l'autre, où le tube intérieur est tourné de 45° par rapport au tube extérieur et calé dans celui-ci par des blocs élastiques en caoutchouc lui permettant de pivoter élastiquement autour de son axe, dans une mesure limitée. Les deux roues principales 6 et la roue avant 12 définissent le triangle normal d'appui du fauteuil sur le sol 16.
Dans l'exemple décrit ici, deux autres roues, dites roues de soulèvement 17, sont montées à l'avant du châssis principal 1 de part et d'autre de la roue avant 12, pour faciliter le franchissement d'obstacles comme on le décrira plus loin. Chaque roue de soulèvement 17 est librement rotative autour d'un axe horizontal à l'extrémité d'un bras de support 18, monté élastiquement sur le châssis au moyen d'un palier à ressort 19 qui peut aussi être du type "ROSTA". Chaque bras 18 peut ainsi pivoter autour d'un axe horizontal, permettant à sa roue 17 d'être soulevée lorsqu'elle bute sur un obstacle. Les deux roues de soulèvement 17 se trouvent un peu en avant par rapport à la roue 12 et toujours plus haut qu'elle, de sorte que normalement elles ne touchent pas le sol. A la place d'une seule roue 17, chaque bras 18 pourrait porter une étoile rotative pourvue de trois roues dans un même plan, selon un dispositif connu pour transporter des charges sur des escaliers. Une autre variante consiste à remplacer chaque bras 18 par une béquille pivotant vers le bas et prenant appui sur le sol par un sabot.
A l'arrière, il est prévu une roue centrale d'appui 20 montée dans une chape 21 qui peut pivoter autour d'un axe 22 généralement incliné vers l'avant, sur un bras arrière inclinable 23. Dans le cas présent, le bras 23 se compose d'un bras central 24 fixé à un étrier en U 25 dont les extrémités sont montées élastiquement de manière pivotante dams deux paliers d'articulation à ressorts 26 également du type "ROSTA", qui définissent un axe horizontal 27 de basculement du bras 23 (figure 2). L'axe 27 constitue ainsi un axe transversal d'articulation du châssis 100 du fauteuil roulant. Comme le montre la figure 4, le bras arrière 23 a normalement une position telle que la roue arrière d'appui 20 se trouve légèrement au-dessus du sol 16 quand le fauteuil s'appuie sur sa roue avant 12. Elle touchera le sol si le fauteuil tend à basculer en arrière et, dans ce cas, les paliers à ressort 26 détermineront une force d'appui variable de la roue 20 en fonction de l'amplitude du basculement du bras 23 autour de l'axe 27. Comme le montre la figure 4, quand la roue 20 ne touche pas le sol, elle a tendance à pivoter vers l'avant à cause de l'inclinaison de l'axe 22, ce qui réduit son encombrement. Quand elle touche le sol, elle s'oriente en fonction des mouvements imposés au fauteuil par les moteurs 8. Toutefois, on peut aussi ajuster les paliers à ressort 26 de manière qu'ils maintiennent la roue 20 appuyée en permanence sur le sol quand celui-ci est assez plat.
La construction de l'assise 2 du fauteuil roulant est généralement connue en soi. Cette assise comporte un bâti de support 30 sur lequel un placet 31, un dossier 32, des accoudoirs 33 et une paire de repose-pied 34 sont montés de manière réglable pour être adaptés à la taille et à la morphologie de l'utilisateur. Ces dispositifs de réglage connus ne sont pas décrits en détail ici. Par contre, il faut relever que l'assise 2 est montée sur le châssis principal 1 de manière à pouvoir basculer autour d'un axe horizontal 36 représenté à la figure 1. Cet axe est défini par une paire de tiges opposées (non représentées) engagées chacune dans un trou 37 d'une patte de support 38 fixée sur chaque tube 3 du châssis, au-dessus de l'axe 7 des roues principales 6. En fait, chaque patte 38 comporte plusieurs trous 37 pour permettre un ajustement initial de la position longitudinale de l'assise 2. Au point de vue du basculement, la position de l'assise 2 est définie par un organe de manoeuvre constitué par un vérin électrique 39 approximativement vertical, monté sur l'avant du châssis principal 1 et attaquant un levier central approximativement horizontal 40 fixé au bâti 30 de l'assise. Le vérin de basculement 39 peut être commandé en marche et dans les deux sens par l'utilisateur, au moyen d'un bouton à bascule (non représenté) disposé sur le boítier de commande 10. Ce mouvement a pour effet principal de déplacer vers l'arrière ou vers l'avant le centre de gravité de l'utilisateur, donc aussi le centre de gravité commun G (figure 4) du fauteuil et de l'utilisateur. Normalement, lorsque le fauteuil repose sur un sol 16 horizontal, une verticale g passant par ce centre de gravité commun G passe devant l'axe principal 7 des roues 6 à une distance d que l'on choisit aussi faible que possible, mais suffisante pour que le fauteuil s'appuie en général sur la roue avant 12. La valeur de d est généralement inférieure à 5 cm et de préférence de l'ordre de 2 cm. Ainsi, en actionnant le vérin de basculement 39, l'utilisateur peut, en marche, déplacer la position de G, notamment la faire reculer jusqu'à ce que la verticale g passe derrière l'axe principal 7, faisant basculer l'ensemble du fauteuil vers l'arrière pour l'appuyer sur la roue arrière 20 et soulever la roue avant 12 afin de faciliter le franchissement d'un obstacle. De même, l'utilisateur peut ramener en avant le centre de gravité G au moment où il franchit l'obstacle ou ultérieurement, pour remettre le fauteuil en appui sur la roue avant 12.
Les figures 5 à 8 montrent comment le fauteuil roulant décrit ci-dessus peut monter facilement sur un trottoir 42 ayant une hauteur normale au-dessus d'une chaussée 16. Dans ce cas, on suppose que l'utilisateur n'actionne pas le vérin de basculement 39, c'est-à-dire que le fauteuil s'approche du bord 43 du trottoir dans la position de la figure 5, où la roue avant 12 repose sur la chaussée tandis que la roue arrière 20 ne touche pas encore la chaussée. Quand le bord 43 du trottoir bute contre les roues de soulèvement 17, il les pousse vers le haut, ce qui a un double effet. D'une part, les roues 17 prennent appui sur le dessus du trottoir 42, et d'autre part le couple qu'elles exercent sur leurs paliers à ressorts tend à faire basculer le châssis principal 1 du fauteuil vers l'arrière, donc à soulever la roue avant 12 et appuyer la roue arrière 20 sur le sol 16, faisant pivoter vers le haut son bras de support 23 dans la position de la figure 6. A cet instant, la roue avant 12 prend appui contre le bord 43 du trottoir, ce qui accentue le basculement du fauteuil et accumule de l'énergie dans les paliers à ressort 26 du bras 23, jusqu'à ce que la roue avant 12 roule sur le trottoir 42. Il faut noter que l'utilisateur lui-même peut avantageusement contribuer à ce mouvement de basculement vers l'arrière, en produisant une brève accélération au moment d'aborder le trottoir. Si cette accélération est donnée assez tôt, elle peut déjà faire basculer le fauteuil en arrière avant le premier contact avec le trottoir, ce qui se fait avec la roue avant 12 levée dans la position de la figure 6 au lieu de celle de la figure 5. L'accélération accumule aussi, dans les paliers à ressort 26, de l'énergie qui pourra être restituée utilement par la suite.
Dans la position de la figure 7, les roues principales 6 atteignent le bord 43 du trottoir en étant soulagées d'une partie de leur charge habituelle, supportée alors par la roue arrière 20. Les roues 6 peuvent donc monter plus facilement sur le trottoir 42, à l'aide de l'énergie accumulée dans les paliers à ressort 26, jusqu'à la position de la figure 8. A ce stade, comme la roue avant 12 est soulevée, la poussée verticale de la roue arrière 20 tend à faire basculer le fauteuil vers l'avant pour le ramener à sa position normale sur le trottoir. L'utilisateur peut faciliter ce rétablissement par un léger ralentissement des roues motrices 6. Des essais ont démontré qu'un fauteuil ainsi réalisé et utilisé peut monter sur un trottoir de hauteur normale pratiquement sans ralentir.
S'il s'agit de monter sur un trottoir particulièrement haut, l'utilisateur peut forcer le fauteuil à s'incliner en arrière avant d'atteindre le trottoir, en employant le vérin de basculement 39 pour amener le centre de gravité commun G en arrière de l'axe principal 7 et soulever ainsi la roue avant 12, de même que les roues de soulèvement 17. La même manoeuvre est utile pour incliner le fauteuil en arrière sur la roue 20 avant de descendre d'un trottoir ou avant de s'engager dans une descente relativement raide. L'utilisateur se sent ainsi plus en confiance parce qu'il est assis de manière plus stable et ne risque pas d'être éjecté vers l'avant. L'appui sur la roue arrière 20 lui permet de descendre d'un obstacle d'abord avec les roues principales 6, qui donnent un mouvement plus confortable grâce à leur grand diamètre et sont en outre commandées directement au moyen de la manette 9. Dans toutes ces situations, le fait que le centre de gravité G se trouve presque à la verticale de l'axe 7 des roues principales 6 assure une grande stabilité de marche du fauteuil roulant, même en cas de dévers transversal, en dépit du fait que l'utilisateur ne peut pas orienter directement la roue avant 12 et la roue arrière 20.
La construction décrite ci-dessus peut faire l'objet de nombreuses modifications et variantes sans sortir du cadre de l'invention. On peut prévoir deux roues d'appui avant à la place de la roue avant unique 12, et/ou deux roues d'appui arrière à la place de la roue unique 20. Toutefois, l'utilisation d'une roue unique, en particulier à l'arrière, permet un important gain d'encombrement, par exemple dans les ascenseurs. Le fait de pouvoir placer la roue arrière centrale 20 dans un angle de la cabine permet d'utiliser des cabines relativement exiguës qui ne seraient pas utilisables avec des fauteuils roulants ordinaires. Un perfectionnement avantageux, non représenté dans les dessins, consiste à réaliser le bras 23 de support de la roue arrière 20 sous une forme télescopique, avec un mécanisme de commande pour que l'utilisateur puisse faire varier à volonté la longueur de ce bras pendant la marche. Ceci permet de jouer non seulement sur l'encombrement du fauteuil roulant, mais surtout sur la force d'appui de la roue arrière 20 pour un couple de réaction donné des paliers à ressort 26. En allongeant le bras de support 23, l'utilisateur peut faire basculer le fauteuil plus fortement vers l'arrière, notamment pour escalader un obstacle assez haut ou pour descendre une forte pente. Par ailleurs, grâce au basculement commandé vers l'arrière, on peut envisager la suppression des roues de soulèvement 17. Une autre variante consiste à remplacer la roue arrière orientable 20 par une roue en forme de boule, pouvant rouler dans n'importe quelle direction.
Un autre perfectionnement avantageux d'un tel fauteuil motorisé consiste à accumuler de l'énergie à l'avance, c'est-à-dire avant d'aborder un obstacle à escalader, pour la restituer au moment de soulever le fauteuil pour franchir l'obstacle. Cela peut se faire par mise en précontrainte des paliers à ressort 19, 26 des bras de support 18 et/ou du bras de support arrière 23, par exemple au moyen de moteurs électriques ou de vérins pneumatiques. Un tel dispositif permet par exemple de relever les roues de soulèvement 17 en vue d'aborder un trottoir particulièrement haut, puis de les libérer sur commande ou automatiquement lorsqu'elles sont en appui sur le trottoir, afin de contribuer à soulever le fauteuil au stade des figures 6 et 7.
Dans certains types de fauteuils roulants motorisés, il est connu de prévoir un ajustement motorisé du niveau .de l'assise par rapport au châssis, par exemple pour placer l'utilisateur au niveau qui convient à un poste de travail. Si ce mouvement est guidé par des coulisses inclinées, il permet aussi de déplacer vers l'arrière et l'avant le centre de gravité G, en complément ou à la place du basculement autour de l'axe 36.
Une forme de réalisation d'un fauteuil roulant à entraínement manuel selon l'invention est illustrée par les figures 9 à 11. La structure de ce fauteuil de type pliable est connue dans son ensemble, de sorte qu'on ne la décrira pas en détail ici. On notera seulement que le châssis principal 44 du fauteuil comprend deux parties latérales rigides 44a et 44b symétriques l'une de l'autre et reliées par des bras en croix 45 qui peuvent être décrochés à une extrémité pour permettre un pliage du fauteuil par rapprochement des deux parties latérales 44a et 44b. Chaque partie latérale porte une roue principale 46 pourvue d'un anneau d'entraínement manuel 47, une roue d'appui avant 48 orientable et analogue à la roue avant 12 de l'exemple précédent, et une roue d'appui arrière 49 qui, conformément à l'invention, est mobile en hauteur pour offrir un appui dynamique quand le fauteuil est incliné vers l'arrière. L'utilisateur peut tirer avantage de cet effet dynamique d'autant mieux que l'axe des roues principales 46 est presque à la verticale du centre de gravité du fauteuil et de l'utilisateur. Les deux roues d'appui 49 jouent sensiblement le même rôle que la roue 20 de l'exemple précédent.
Chaque roue d'appui arrière 49 est montée élastiquement sur la partie latérale correspondante 44a, 44b du châssis principal au moyen d'un bras inclinable coudé 50 dont la branche inférieure porte la roue 49, et la branche supérieure, approximativement verticale, est supportée par un palier à ressort 51 du type "ROSTA", lui permettant de basculer élastiquement autour d'un axe horizontal 52 (figure 11). Ainsi, le bras 50 constitue une seconde partie du châssis d'ensemble du fauteuil roulant, laquelle est articulée par le palier 51 sur la première partie constituée par le châssis principal 44. Le palier 51 est bloqué dans une position réglable, grâce à une bride vissée 53, sur un support tubulaire 54 qui est fixé au montant arrière du châssis 44 au moyen d'une pince 55 serrée par des vis 56. Ce type de fixation permet tous les réglages voulus de la position de repos de chaque bras 50, notamment pour maintenir les roues arrière d'appui 49 légèrement au-dessus du sol quand le fauteuil repose sur les roues avant 48.
Le franchissement d'un obstacle tel que l'escalade d'un bord de trottoir s'effectue de la même manière que dans l'exemple précédent, sauf qu'il n'y a pas de roue additionnelle de soulèvement à l'avant. Toutefois, de telles roues peuvent aussi être prévues. Il faut noter que la disposition en losange des roues 6, 12 et 20 du premier exemple pourrait aussi être adoptée sur un fauteuil roulant à entraínement manuel, à châssis pliable ou non.
Les figures 12 à 15 illustrent diverses dispositions possibles, parmi d'autres, des parties principales du châssis articulé d'un siège roulant . Pour simplifier l'explication, les mêmes numéros de référence sont utilisés pour désigner des parties fonctionnelles jouant un rôle analogue dans les différents cas, même si leur construction peut être différente. Dans chaque cas représenté, la direction de l'avant de l'assise peut correspondre à la flèche A ou à la flèche B, notamment en fonction de l'application prévue, du mode de propulsion utilisé et du comportement dynamique souhaité. D'une manière générale, chacun des appareils représentés comporte un châssis articulé 60 comprenant une première partie 61 et une seconde partie 62 qui sont reliées par une articulation 63 à axe horizontal transversal. Sur le châssis 60 est monté un moyen de support 64 qui sert d'appui à l'utilisateur et qui est une assise dans la plupart des cas. La première partie 61 du châssis est munie de deux roues principales 66, tournant autour d'un axe principal commun 67, et d'une ou plusieurs roues d'appui 68 près d'une extrémité du siège. Près de l'autre extrémité du siège, la seconde partie 62 du châssis est munie d'une ou plusieurs roues d'appui 69. De préférence, chaque roue d'appui 68, 69 est librement orientable par pivotement autour d'un axe 70, 71 vertical ou légèrement incliné par rapport à la verticale. Les deux roues principales 66 supportent la plus grande partie du poids P que l'utilisateur applique à l'assise, étant donné que la ligne d'action verticale p de ce poids passe à proximité de l'axe principal 67 des roues 66. Il en va de même pour la verticale g (figures 13 et 14) passant par le centre de gravité G commun de l'utilisateur et de l'assise. Cependant, dans chaque cas, la configuration particulière du châssis articulé 60 conduit à répartir aussi une petite part des charges sur les roues d'appui 68 et/ou 69, sauf dans certaines applications du schéma de la figure 14, où la roue 69 peut être surélevée.
Dans le cas de la figure 12, qui n'entre pas dans le champ de la revendication 1, le moyen de support ou assise 64 est monté sur la seconde partie 62 du châssis, de sorte que la charge P et le poids mort de cette partie de l'assise se répartissent entre l'articulation 63 (en majorité) et la ou les roues d'appui 69. La charge ainsi appliquée en 63 sur la première partie 61 du châssis se répartit entre les roues principales 66 (en majorité) et la ou les roues d'appui 68. La part du poids total qui est supportée par les roues principales 66 dépend avant tout de la distance horizontale entre l'axe principal 67 et l'articulation 63. Par exemple, cette part peut se situer entre environ 50% et presque 100% selon le choix de ladite distance. La part du poids agissant sur la ou les roues d'appui 69 dépend avant tout de la distance. entre l'articulation 63 et la ligne d'action verticale p. On notera qu'elle ne dépend pas de la position de l'axe principal par rapport à cette ligne d'action p, et en fait l'axe principal peut se trouver de n'importe quel côté de cette ligne sans que la stabilité du châssis en soit affectée.
La configuration du siège selon le schéma de la figure 12 offre des avantages spécifiques. En général, toutes les roues restent appliquées au sol en permanence, par des forces statiques qui ne varient pratiquement pas lorsque le sol est inégal, du moins s'il n'y a qu'une roue d'appui 68, 69 à chaque extrémité (disposition en losange).
Dans le cas de la figure 13, la configuration du châssis 60 ressemble à celle de la figure 12, mais le moyen de support 64 est monté rigidement sur la première partie 61 du châssis. La seconde partie 62 et sa ou ses roues d'appui 69 sont alors chargées au moyen d'un élément à ressort 72 qui sert aussi d'accumulateur d'énergie mécanique lors du franchissement d'obstacles. La position de l'articulation 63 par rapport à l'axe principal 67 n'a pas beaucoup d'importance dans la répartition statique des charges, sauf si la partie 62 du châssis-supporte un poids mort important, tel que des batteries électriques de traction. La charge sur la ou les roues d'appui 68 dépend essentiellement de la distance horizontale entre l'axe principal 67 et la verticale g.
La configuration représentée à la figure 14 differe de celle de la figure 13 seulement par le fait que l'articulation 63 du châssis se trouve de l'autre côté de l'axe principal 67, c'est-à-dire entre celui-ci et la ou les roues d'appui 69. Ceci correspond aux exemples décrits ci-dessus en référence aux figures 1 à 11, le ressort 72 représentant schématiquement l'effet des éléments élastiques des paliers à ressort 26, lesquels sont représentés par l'articulation 63.
Dans le cas de la figure 15, le châssis 60 et les roues 66, 68 et 69 ont la même disposition que dans la figure 12, mais le moyen de support 64 est monté à la fois sur la première partie 61 et sur la seconde partie 62 du châssis, grâce à deux éléments rigides 73 et 74 et des articulations 75 à 77. Les éléments 61, 62, 73 et 74 définissent dans le plan vertical un quadrilatère déformable ayant pour avantage de réduire les mouvements du moyen de support 64 lorsqu'une roue franchit un obstaclé. Un élément à ressort ou amortisseur 78 peut être prévu dans ce quadrilatère, par exemple sous la forme des paliers à ressort 26 décrits plus haut et incorporés à l'articulation 63, pour améliorer le comportement dynamique et, le cas échéant, servir d'accumulateur d'énergie.
Les figures 16 et 17 représentent schématiquement une poussette pour enfant, dont le châssis correspond au schéma de la figure 14 et à celui du fauteuil roulant illustré par les figures 1 à 8. La première partie du châssis est un châssis principal rigide 61 en forme de croix comprenant, comme le montre la figure 17, une traverse rigide 84 portée par les deux roues principales 66 situées au-dessous de l'assise 85, et une poutre longitudinale centrale 86 dont l'extrémité avant est supportée par la roue avant 68 librement orientable. L'extrémité arrière de la poutre 86 est munie d'un palier à ressort 87 analogue aux paliers 26 du premier exemple décrit, pour former une articulation élastique à axe horizontal 88. Sur cette articulation est monté un bras arrière inclinable 89, jouant le rôle du bras 23 décrit plus haut et s'appuyant sur la roue arrière 69 librement orientable. Le châssis principal 61 comporte en outre un support central 90 sur lequel est monté l'assise 85, de préférence au moyen d'une articulation 91 et d'un mécanisme à crans (non représenté) permettant d'incliner le siège dans différentes positions. Une poignée de poussette 92 de type usuel, par exemple en forme d'arceau ayant deux tiges latérales 93, est fixée rigidement au support central 90. Comme dans les exemples précédents, la disposition des grandes roues principales 66 au-dessous de l'assise garantit de bonnes conditions de stabilité et de confort, notamment. parce qu'il y a peu de poids sur la roue avant 68 qui rencontre en premier les obstacles. La disposition des roues approximativement en losange réduit l'encombrement de la poussette et facilite les virages. Pour la propulsion, la poussée horizontale appliquée à la poignée 92 ne change pas l'assiette de la poussette sur les roues 66 et 68. Par contre, on peut escalader un obstacle très facilement en pressant la poignée 92 vers le bas pour lever la roue avant 68, ce qui augmente la charge sur la roue arrière 69. L'énergie ainsi accumulée dans le palier à ressort 87 facilite ensuite la montée des roues principales 66 sur l'obstacle, en combinaison avec la poussée horizontale sur la poignée 92. La poussette présente ainsi les mêmes avantages que le fauteuil des figures 1 à 8, au point du vue du franchissement des obstacles et des performances en terrain accidenté. De plus, la possibilité de faire jouer l'articulation du châssis en pressant sur la poignée 92 permet de descendre aisément des pentes raides, et même des marches d'escalier. On peut également prévoir un réglage du niveau de la roue arrière 69 au moyen d'un dispositif à crans actionné par une pédale, par exemple au niveau de l'articulation 87, pour faciliter la descente des escaliers et/ou pour escamoter la roue arrière vers le haut.
La forme de réalisation de la poussette représentée aux figures 16 et 17 n'est qu'un exemple et peut faire l'objet de multiples modifications ou variantes. Elle peut avoir notamment deux roulettes avant 68, et/ou deux roulettes arrière 69. L'assise 85 peut être amovible et remplacée par une nacelle de landau. Des freins de blocage peuvent avantageusement être prévus sur les roues principales 66 qui supportent la grande majorité du poids. Toutes sortes d'autres caractéristiques ou accessoires connus dans le domaine peuvent aussi être prévus, tels qu'un panier à bagages ou support additionnel pour un second enfant, un mécanisme de levage de l'assise pour permettre dé prendre facilement l'enfant ou le mettre debout, etc. Une poussette du même genre peut être prévue pour le transport d'un personne handicapée.
Les figures 18 et 19 représentent un siège roulant d'un type nouveau, spécialement conçu pour être propulsé par poussée d'une seule jambe d'un utilisateur dont l'autre jambe ne peut ou ne doit pas s'appuyer sur le sol, par exemple en raison d'un accident, d'une maladie ou d'un handicap. Cet appareil doit permettre à l'utilisateur de se déplacer et de stationner, notamment à domicile ou dans un établissement de soins, en gardant les mains libres pour d'autres tâches, telles que par exemple faire sa toilette, s'habiller transporter des objets et effectuer des travaux domestiques ou de bureau.
Le châssis de l'appareil correspond au schéma de la figure 14, la direction de l'avant étant désignée par la flèche B parce que l'utilisateur est tourné dans cette direction. La première partie 61 du châssis est munie des deux roues principales 66, sur l'axe principal commun 67, et de deux roulettes avant orientables 68 disposées latéralement, approximativement devant les roues principales 66, pour ménager entre elles un espace libre 101 pour les jambes de l'utilisateur. La partie 61 du châssis est faite de tubes métalliques soudés les uns aux autres, comprenant : une paire de tubes latéraux coudés 102 s'appuyant sur les roulettes avant 68 et supportant l'assise 103; une traverse supérieure 104 reliant les deux tubes 102 sous l'assise; un arceau arrière 105 dont les extrémités 106 sont fixées aux tubes 102; et deux supports latéraux 107 portant les roues principales 66 et les freins 108 associés à celles-ci. La seconde partie 62 du châssis est constituée par un bras arrière inclinable 109, analogue au bras 89 décrit en référence à la figure 17, et s'appuie sur une unique roulette arrière centrale 69 librement orientable. Les deux parties 61 et 62 du châssis sont reliées par une articulation élastique comportant un palier à ressort 110 analogue au palier à ressort 87 décrit plus haut; elles fonctionnent de la même manière.
L'assise 103 peut comporter ou non un dossier, et peut être réglable en hauteur par montage télescopique sur les tubes 102. La forme en plan de son placet, représentée en traits interrompus dans la figure 20 pour clarifier le dessin, est spécialement agencée pour permettre à l'utilisateur de se propulser par poussée d'un pied sur le sol. Dans ce but, l'assise 103 présente à l'avant une échancrure centrale 112 entre deux parties latérales 113 proéminentes vers l'avant, offrant une surface d'appui pour la jambe non utilisée lors de la propulsion, ou pour les deux jambes à l'arrêt. L'échancrure 112 se trouve au-dessus de l'espace libre 101 ménagé au centre du châssis et s'étendant également au-dessous de l'assise, entre les roues principales 66. L'utilisateur peut ainsi se propulser aisément en avant ou en arrière et effectuer des virages en appuyant un seul pied sur le sol. Les roulettes d'appui 68 et 69 offrent les avantages décrits dans les exemples précédents, en ce qui concerne la stabilité, la maniabilité et l'aptitude de l'appareil à franchir des obstacles. A l'arrêt, l'utilisateur peut bloquer les freins 108 au moyen d'un ou deux leviers de commande 114 montés sous l'assise 103 et reliés aux freins par des câbles gainés 115.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation et d'application décrits ci-dessus. En particulier, dans chacune des applications envisagées, le châssis peut être configuré selon l'un quelconque des schémas des figures 13 à 15, ou selon des variantes de ces schémas. Dans toutes les variantes, l'assise et son châssis peuvent aussi être réalisés sous une forme pliable et/ou démontable.

Claims (19)

  1. Siège roulant pour le transport ou l'assistance au déplacement d'au moins un utilisateur, comportant un châssis (60; 100) formé de deux parties munies de roues et liées l'une à l'autre par au moins une articulation principale (63) à axe transversal, à savoir :
    une première partie (1, 61), supportée par le sol et pourvue de deux roues principales (6, 46, 66) ayant un axe principal transversal commun (7, 67) et d'au moins une roue d'appui orientable, ladite première partie portant des moyens de support pourvus d'une assise (2, 85, 103) et sur lesquels s'applique le poids de l'utilisateur,
    et une seconde partie (23, 50, 62) agencée pour être supportée à la fois par la première partie et par le sol et pourvue d'au moins une roue d'appui orientable (20, 49, 69) montée sur un bras (23, 50, 89, 109) de la seconde partie du châssis,
    un moyen accumulateur d'énergie (26, 72, 78, 82, 87, 110) étant lié aux deux parties du châssis et comportant au moins un ressort exerçant une force d'appui variable sur la seconde partie (23, 62) pour accumuler de l'énergie mécanique lorsque la ou les roues d'appui (20, 49, 69) de ladite seconde partie du châssis est ou sont soulevées au-dessus d'un plan d'appui au sol défini par les roues (6, 12, 46, 48, 66, 68) de la première partie du châssis,
       caractérisé en ce que l'axe principal (7, 67) se trouve au-dessous de l'assise et en ce que ledit ressort est disposé dans un boítier contenant un palier (26, 51, 87, 110) de l'articulation principale (63) du châssis.
  2. Siège selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ressort (72) exerce une force d'appui permanente sur la seconde partie (23, 62) du châssis.
  3. Siège selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque roue d'appui de la première partie du châssis (1, 61) est à l'avant du siège, tandis que chaque roue d'appui de la seconde partie du châssis (23, 62) est à l'arrière du siège.
  4. Siège selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque roue d'appui de la première partie du châssis (61) est à l'arrière du siège, tandis que chaque roue d'appui de la seconde partie du châssis (62) est à l'avant du siège.
  5. Siège selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'assise est montée à la fois sur la première (61) et la seconde partie (62) du châssis, par l'intermédiaire d'éléments articulés (73, 74).
  6. Siège selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une seule roue d'appui avant.
  7. Siège selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une seule roue d'appui arrière.
  8. Siège selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les roues d'appui avant et arrière (12, 20, 68, 69) sont montées sensiblement dans un plan longitudinal médian du siège.
  9. Siège selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte à l'avant au moins un organe de soulèvement (17), disposé plus en avant et plus haut que la ou chaque roue d'appui avant (12) pour pouvoir s'appuyer sur un obstacle, notamment sur un bord de trottoir, et faire ainsi pivoter l'articulation principale pour accumuler de l'énergie dans ledit moyen accumulateur d'énergie (26).
  10. Siège selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ou chaque organe de soulèvement comporte au moins une roue de soulèvement (17) montée à une extrémité avant d'un bras de support (18) qui est monté élastiquement sur le châssis (60, 100) de façon à permettre un mouvement vertical de ladite roue de soulèvement sous l'action d'un obstacle.
  11. Siège selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les roues principales (6, 46, 66) sont des roues d'entraínement, susceptibles d'être entraínées en sens inverse et/ou à des vitesses respectives différentes pour faire virer le siège.
  12. Siège selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'assise (2) est mobile vers l'avant et vers l'arrière par rapport au châssis au moyen d'un organe de manoeuvre (39) commandé par l'utilisateur.
  13. Siège selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'assise (2) est mobile par basculement autour d'un axe (36) situé au-dessous de cette assise.
  14. Siège selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bras (23, 50) est réglable en longueur au moyen d'un organe de manoeuvre manuel ou motorisé, commandé par l'utilisateur.
  15. Siège selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première partie de son châssis est pliable et comporte deux parties latérales rigides (44a, 44b) munies chacune d'une roue principale (46), une roue d'appui arrière (49) étant supportée par ledit bras (50) sur au moins l'une desdites parties latérales.
  16. Siège selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte deux desdites roues arrière d'appui (49), qui sont montées sur des bras séparés (50) associés chacun à un moyen accumulateur d'énergie (51).
  17. Siège selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen accumulateur d'énergie (87) et la roue d'appui arrière (69) sont associés à des moyens articulés pour escamoter cette roue d'appui vers le haut.
  18. Siège selon la revendication 3, à propulser par l'utilisateur par poussée d'un pied sur le sol, caractérisé en ce que l'assise (103) comporte, du côté de l'avant, une échancrure centrale (112) pour le passage de la jambe utilisée pour la propulsion, et en ce que la première partie (61) du châssis ménage un espace libre (101) au-dessous de ladite échancrure et comporte deux roues d'appui avant (68) de part et d'autre de cet espace libre.
  19. Siège selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les roues d'appui (12) de la première partie (61) du châssis est ou sont montées sur un bras de support (14), lequel est monté élastiquement sur la première partie du châssis au moyen d'un palier à ressort (15).
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