EP2906456A1 - Ensemble roulant à chenille - Google Patents

Ensemble roulant à chenille

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EP2906456A1
EP2906456A1 EP13792050.0A EP13792050A EP2906456A1 EP 2906456 A1 EP2906456 A1 EP 2906456A1 EP 13792050 A EP13792050 A EP 13792050A EP 2906456 A1 EP2906456 A1 EP 2906456A1
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EP
European Patent Office
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rolling element
roller
element according
axis
wheel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13792050.0A
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German (de)
English (en)
Inventor
Franck Guigan
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OPPERTUS SARL
Original Assignee
OPPERTUS SARL
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Publication date
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Priority claimed from FR1202954A external-priority patent/FR2997676A3/fr
Application filed by OPPERTUS SARL filed Critical OPPERTUS SARL
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B62D55/075—Tracked vehicles for ascending or descending stairs, steep slopes or vertical surfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
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    • B62M27/00—Propulsion devices for sledges or the like
    • B62M27/02—Propulsion devices for sledges or the like power driven
    • B62M2027/027—Snow mobiles characterised by the tracks

Definitions

  • the present invention is a rolling element whose contact zone with the ground is minimal, to save energy and improve handling.
  • a vehicle equipped with one or more of such elements is however likely to move on uneven surfaces or furniture, or on water.
  • Track vehicles generally rest on the ground with a track portion that extends at least from a front wheel to a rear wheel to provide sufficient longitudinal stability. This results in significant friction.
  • the primary objective of the present invention is to benefit from the advantages of the tracks without this disadvantage.
  • the present invention makes it possible to use wheels and / or rollers of very small size, without this entailing a lack of comfort or difficulty in overcoming obstacles.
  • Another expected advantage is the reduction of space occupied by the wheels and their cost.
  • the present invention is a rolling element comprising a main roller 1, a secondary roller 2 and a track 100 cooperating with these two rollers, characterized in that the axis of rotation of said secondary roller 2 is movable while remaining at a constant distance. of the axis of rotation of said main axis.
  • FIGS. 1 to 13 all of which represent rolling elements according to FIG. 'invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rolling element according to the invention. It shows a main roller 1, and two secondary rollers 2 and 3 which all cooperate with a track 100. The distances between the axis of rotation of the main roller on the one hand and those of the secondary rollers 2 and 3 on the other are kept constant because the axes of rotation of the secondary rollers are fixed at the end of an arm, respectively 7 and 9 itself rotated about the axis of rotation of the main roller 1.
  • FIG. 2 is a perspective view of a rolling element according to the invention, comprising a platform 5 which can pivot about the axis of rotation of the main roller 1, and a so-called handlebar element 1000 which can also pivot around the The axis of rotation of the main roller 1.
  • This handlebar 1000 is made in two parts 1000 A and 1000B, and it is by pressing in different ways on the handlebar that the user controls the machine. The user can be placed on the platform 5 as well as on the ground, then using the machine to carry loads.
  • Figures 3 to 9 are perspective views of a rolling element identical to that of Figure 2, in different configurations to adapt to the terrain.
  • Figure 10 is a perspective view of a rolling element according to a variant of that shown in Figure 1 the invention.
  • the arms 7 and 9 are here telescopic, the arm 7 having a portion 7b sliding in a portion 7a and the arm 9 having a portion 9b sliding in a portion 9a.
  • Figures 11 and 12 are perspective views of a rolling element according to the invention, comprising two tire wheels IpA and IpB, two tracks 100A and 100B cooperating respectively with the rollers IgA 2A and 3A, and IgB 2B and 3B.
  • the motorized tire wheels 1 do not cooperate with the rollers 1gA and 1gB, whereas in FIG. 12 the tire wheels are moved to rub on the rollers 1gA and 1gB. and drive them in motion with the tracks 100A and 100B.
  • FIG. 13 represents a holonomic platform composed of three rolling elements 151, 152 and 153 according to the invention, connected together by three ball joints respectively 1511 1521 and 1531 to a tubular frame 160.
  • the vehicles according to the invention have the advantages of tracked vehicles with regard to the possibilities of crossing, but the tracks have a limited surface of contact with the ground, which limits the friction and therefore the resistance to the advancement.
  • the invention therefore makes it possible to make all types of vehicles such as automobiles, with a very simple and economical design. It also allows new designs more aesthetic than current automobiles and motorcycles.
  • the method adopted consists in replacing a wheel by a rolling element comprising a crawler which touches the ground by a crawler part called ground link 10, and whose parts situated in front of and behind said ground link have the function of portions of a wheel of larger diameter than the caterpillar replaces.
  • said caterpillar 100 rests on the ground only by a surface or set of elementary surfaces called ground connection 10 whose total length is less than or equal to 20% of the total length of the caterpillar.
  • the rolling element may comprise a second secondary roller 3 whose axis of rotation is also mobile while remaining at a constant distance from the axis of rotation of said main axis.
  • Rolling element provided with a handlebar pivoting about the axis of said main roller 1. This allows more possibilities of adaptation to the ground as is illustrated in Figures 3 to 9.
  • the inclination of said handlebar relative to the horizontal is kept substantially constant when said rolling element rolls on a road that goes up or down, so that the user can have a comfortable position that is independent of the state ground.
  • An electronic control unit then provides an engine with information enabling it to modify the inclination of the handlebar with respect to the ground, according to indications obtained from a sensor indicating the vertical, and / or from a gyroscope, and / or an accelerometer, and or any other type of known sensor.
  • the rolling assembly may comprise a platform 5 pivoting about the axis of said main roller 1.
  • This platform is advantageously provided with two ground proximity sensors respectively placed at the front and rear of said rolling element. These proximity sensors allow a control electronics to know the distance of the platform to the ground at the front and rear of the platform, to optimize its position of the platform according to the geometry of the terrain.
  • All types of sensors can be used by the control electronics, and the latter can use all types of programs to manage the acceleration of the vehicle, and / or the position of the handlebars, and / or that of the platform, and / or those of the secondary rollers before 2 and rear 3, without departing from the scope of the present invention.
  • the inclination of said platform is kept substantially constant with respect to the plane of the road as it can be analyzed by two ground proximity sensors placed respectively at the front and at the rear of said rolling element.
  • an improvement illustrated in Figure 10 is that the arms 7 and 9 are telescopic, can be lengthened or shortened either elastically or on command. This allows on the one hand to achieve an elastic suspension to better absorb obstacles, but also to increase the stability to go up or down a staircase, by extending the lowest arm and shortening the highest arm so as to optimize the position of the lift polygon relative to that of the center of gravity of the machine and its load.
  • Such a rolling element remains a rolling element according to the invention since the axis of rotation of said secondary roller 2 remains at a constant distance from the axis of rotation of said main axis in many occasions.
  • the elongation or shortening of one of the arms automatically compensates for the shortening or elongation of the other arm.
  • the rolling element is provided with a wheel rotatable about the axis of said main roller 1.
  • This wheel can be motorized.
  • An improvement consists in that the distance between said wheel and said roller can be modified between a so-called motorized crawler configuration in which said wheel touches said roller and a so-called free crawler configuration in which said wheel does not touch said roller, the reduction the altitude of at least one secondary roller 2 or 3 results in the passage into the so-called motorized wheel mode.
  • the invention is also a vehicle provided with one or more of such rolling elements.
  • the rolling elements according to the invention can replace the wheels of all existing vehicles.
  • Such vehicles may have four degrees of freedom, such as the vehicle of FIG. 13, which is composed of three rolling elements 151, 152 and 153 according to the invention, connected together by three ball joints 1511 1521 and 1531 respectively to a tubular frame 160, which comprises vertical telescopic arms 1512 1522 and 1532.
  • Such a vehicle is not only holonomic since it can move in all directions with its three degrees of freedom on one plane (two for forward and backward translation or right and left, and one for rotation to the right or to the left), but it can also place its frame 160 horizontally or in virtually any other plane close to the horizontal regardless of the relief of the ground.
  • roller skates motorized or non-motorized scooters
  • wheelchairs golf cars, trolleys, agricultural tractors, construction or military equipment, automobiles, trucks, boats and boat trailers, planes, toys, etc.

Landscapes

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Abstract

Elément roulant ne touchant le sol que par une surface de contact limitée, offrant les mêmes avantages de confort et de maniabilité que des roues de grand diamètre, mais occupant un espace beaucoup plus petit. La chenille (100) coopère avec un galet principal (1) et au moins un galet secondaire (2), dont les axes de rotation sont éloignés d'une distance constante, les chenilles ne touchent le sol que lorsque le véhicule rencontre un obstacle, parce qu'elles coopèrent avec un galet dont le diamètre est suffisamment faible pour les maintenir à distance du sol lorsque le véhicule repose sur ses roues.

Description

Ensemble roulant
Domaine technique
La présente invention est un élément roulant dont la zone de contact avec le sol est minimale, pour économiser de l'énergie et améliorer la maniabilité. Dans certains modes de réalisation, un véhicule équipé d'un ou plusieurs de tels éléments est cependant susceptible de se mouvoir sur des surfaces irrégulières ou meubles, ou encore sur de l'eau.
Problème posé
Les véhicules à chenilles reposent généralement sur le sol par une portion de chenille qui va au moins d'une roue avant à une roue arrière pour disposer d'une stabilité longitudinale suffisante. Il en résulte des frottements importants.
L'objectif premier de la présente invention est de bénéficier des avantages des chenilles sans avoir cet inconvénient. En supplément la présente invention permet d'utiliser des roues et/ou des galets de toute petite taille, sans pour autant que cela n'entraine un manque de confort ou une difficulté à franchir des obstacles. Un autre avantage attendu est la réduction de l'espace occupé par les roues et de leur coût.
Art antérieur
On connaît de nombreux types de chenilles, mais toutes ont l'inconvénient d'une surface de frottement importante entre la chenille et le sol.
Exposé de l'invention
La présente invention est un élément roulant comportant un galet principal 1, un galet secondaire 2 et une chenille 100 coopérant avec ces deux galets, caractérisé par le fait que l'axe de rotation dudit galet secondaire 2 est mobile tout en restant à une distance constante de l'axe de rotation dudit axe principal.
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 1 à 13 qui représentent toutes des éléments roulants selon l'invention.
La figure 1 est une vue en perspective d'un élément roulant selon l'invention. Elle montre un galet principal 1, et deux galets secondaires 2 et 3 qui coopèrent tous les trois avec une chenille 100. Les distances entre l'axe de rotation du galet principal d'une part et ceux des galets secondaires 2 et 3 d'autre part sont maintenues constantes parce que les axes de rotation des galets secondaires sont fixés à l'extrémité d'un bras, respectivement 7 et 9 lui même en rotation autour de l'axe de rotation du galet principal 1. La figure 2 est une vue en perspective d'un élément roulant selon l'invention, comprenant une plateforme 5 qui peut pivoter autour de l'axe de rotation du galet principal 1, et un élément dit guidon 1000 qui peut également pivoter autour de l'axe de rotation du galet principal 1. Ce guidon 1000 est réalisé en deux parties 1000 A et 1000B, et c'est en appuyant de façons différentes sur ce guidon que l'utilisateur commande l'engin. L'utilisateur peut aussi bien être placé sur la plateforme 5 que sur le sol, utilisant alors l'engin pour porter des charges.
Les figures 3 à 9 sont des vues en perspective d'un élément roulant identique à celui de la figure 2, dans différentes configurations pour s'adapter au terrain.
La figure 10 est une vue en perspective d'un élément roulant selon une variante de celui représenté à la figure 1 l'invention. Les bras 7 et 9 sont ici télescopiques, le bras 7 comportant une partie 7b coulissant dans une partie 7a et le bras 9 comportant une partie 9b coulissant dans une partie 9a.
Les figures 11 et 12 sont des vues en perspective d'un élément roulant selon l'invention, comprenant deux roues à pneus IpA et IpB, deux chenilles 100A et 100B coopérant respectivement avec les galets lgA 2A et 3A, et lgB 2B et 3B.
Dans une configuration dite à chenille libre représentée à la figure 11 les roues à pneus 1 qui sont motorisées ne coopèrent pas avec les galets lgA et lgB, alors que dans la figure 12 les roues à pneus sont déplacées pour frotter sur les galets lgA et lgB et les entraîner en mouvement avec les chenilles 100A et 100B.
La figure 13 représente une plateforme holonome composée de trois éléments roulants 151, 152 et 153 selon l'invention, reliés ensemble par trois rotules respectivement 1511 1521 et 1531 à un châssis tubulaire 160.
Description détaillée de l'invention
Les véhicules selon l'invention ont les avantages des véhicules à chenilles pour ce qui concerne les possibilités de franchissement, mais les chenilles ont une surface limitée de contact avec le sol, ce qui limite les frottements et donc la résistance à l'avancement.
L'invention permet donc de réaliser tous types de véhicules comme des automobiles, avec une conception très simple et économique. Elle permet aussi de nouvelles conceptions plus esthétiques que les automobiles et motos actuelles.
La méthode retenue consiste à remplacer une roue par un élément roulant comportant une chenille qui touche le sol par une partie de chenille dite liaison-sol 10, et dont les parties situées en avant et en arrière de ladite liaison sol ont la fonction de portions d'une roue de plus grand diamètre que la chenille remplace. Avantageusement, ladite chenille 100 ne repose sur le sol que par une surface ou ensemble de surfaces élémentaires dite liaison-sol 10 dont la longueur totale est inférieure ou égale à 20% de la longueur totale de la chenille.
L'élément roulant peut comporter un second galet secondaire 3 dont l'axe de rotation est également mobile tout en restant à une distance constante de l'axe de rotation dudit axe principal. Elément roulant muni d'un guidon pivotant autour de l'axe dudit galet principal 1. Cela permet plus de possibilités d'adaptation au terrain comme cela est illustré par les figures 3 à 9.
Avantageusement, l'inclinaison dudit guidon par rapport à l'horizontale est maintenue sensiblement constante lorsque ledit élément roulant roule sur une route qui monte ou qui descend, de telle sorte que l'utilisateur puisse avoir une position confortable qui soit indépendante de l'état du terrain. Une électronique de commande fournit alors à un moteur les informations lui permettant de modifier l'inclinaison du guidon par rapport au sol, en fonction d'indications obtenues d'un capteur indiquant la verticale, et/ou d'un gyroscope, et/ou d'un accéléromètre, et ou de tout autre type de capteur connu.
L'ensemble roulant peut comporter une plateforme 5 pivotant autour de l'axe dudit galet principal 1. Cette plateforme est avantageusement munie de deux capteurs de proximité du sol placés respectivement à l'avant et à l'arrière dudit élément roulant. Ces capteurs de proximité permettent à une électronique de commande de connaître la distance de la plateforme au sol à l'avant et à l'arrière de la plateforme, pour optimiser sa position de la plateforme en fonction de la géométrie du terrain.
Tous les types de capteurs peuvent être utilisés par l'électronique de commande, et cette dernière peut utiliser tous types de programmes pour gérer l'accélération du véhicule, et/ou la position du guidon, et/ou celle de la plateforme, et/ou celles des galets secondaires avant 2 et arrière 3, sans sortir du cadre de la présente invention.
Avantageusement, l'inclinaison de ladite plateforme est maintenue sensiblement constante par rapport au plan de la route tel qu'il peut être analysé par deux capteurs de proximité du sol placés respectivement à l'avant et à l'arrière dudit élément roulant.
Un perfectionnement illustré à la figure 10 consiste à ce que les bras 7 et 9 sont télescopiques, pouvant s'allonger ou se raccourcir soit élastiquement soit sur commande. Cela permet d'une part de réaliser une suspension élastique permettant de mieux absorber les obstacles, mais aussi d'augmenter la stabilité pour monter ou descendre un escalier, en allongeant le bras le plus bas et en raccourcissant le bras le plus haut de façon à optimiser la position du polygone de sustentation par rapport à celle du centre de gravité de l'engin et de sa charge. Un tel élément roulant reste un élément roulant selon l'invention puisque l'axe de rotation dudit galet secondaire 2 reste à une distance constante de l'axe de rotation dudit axe principal dans de nombreuses occasions.
Avantageusement, l'allongement ou le raccourcissement de l'un des bras compense automatiquement le raccourcissement ou l'allongement de l'autre bras.
Dans un mode perfectionné, l'élément roulant est muni d'une roue pouvant tourner autour de l'axe dudit galet principal 1. Cette roue peut être motorisée.
Un perfectionnement consiste à ce que la distance entre ladite roue et ledit galet peut être modifiée entre une configuration dite à chenille motorisée dans laquelle ladite roue touche ledit galet et une configuration dite à chenille libre dans laquelle ladite roue ne touche pas ledit galet, la diminution de l'altitude d'au moins un galet secondaire 2 ou 3 a pour conséquence le passage dans le mode dit à roue motorisée.
L'invention est aussi un véhicule muni d'un ou plusieurs de tel éléments roulants. Les éléments roulants selon l'invention peuvent remplacer les roues de tous les véhicules existants.
De tels véhicules peuvent avoir quatre degrés de liberté comme le véhicule de la figure 13. qui est composé de trois éléments roulants 151, 152 et 153 selon l'invention, reliés ensemble par trois rotules respectivement 1511 1521 et 1531 à un châssis tubulaire 160, lequel comporte des bras télescopiques verticaux 1512 1522 et 1532.
Un tel véhicule est non seulement holonome puisqu'il peut se déplacer dans toutes les directions avec ses trois degrés de liberté sur un plan (deux pour la translation vers l'avant et l'arrière ou vers la droite et la gauche, et un de rotation vers la droite ou vers la gauche), mais il peut aussi placer son châssis 160 à l'horizontale ou dans pratiquement n'importe quel autre plan proche de l'horizontale quel que soit le relief du terrain.
Applications
Elles concernent tous les véhicules : patins à roulettes, trottinettes motorisées ou non, fauteuils roulants, voitures de golf, chariots, tracteurs agricoles, engins de chantier ou militaires, automobiles, camions, bateaux et remorques de bateaux, avions, jouets, etc.

Claims

Revendications
1. Elément roulant comportant un galet principal 1, un galet secondaire 2 et une chenille 100 coopérant avec ces deux galets, caractérisé par le fait que l'axe de rotation dudit galet secondaire 2 est mobile tout en restant à une distance constante de l'axe de rotation dudit axe principal.
2. Elément roulant selon la revendication 1 caractérisé par fait que ladite chenille 100 ne repose sur le sol que par une surface ou ensemble de surfaces élémentaires dite liaison-sol 10 dont la longueur totale est inférieure ou égale à 20% de la longueur totale de la chenille.
3. Elément roulant selon la revendication 1 caractérisé par fait qu'il comporte un second galet secondaire 3 dont l'axe de rotation est également mobile tout en restant à une distance constante de l'axe de rotation dudit axe principal.
4. Elément roulant selon la revendication 1 caractérisé par fait qu'il est muni d'un guidon pivotant autour de l'axe dudit galet principal 1.
5. Elément roulant selon la revendication 4 caractérisé par fait que l'inclinaison dudit guidon par rapport à l'horizontale est maintenue sensiblement constante lorsque ledit élément roulant roule sur une route qui monte ou qui descend.
6. Elément roulant selon la revendication 1 caractérisé par fait qu'il est muni d'une plateforme pivotant autour de l'axe dudit galet principal 1.
7. Elément roulant selon la revendication 6 caractérisé par fait que l'inclinaison de ladite plateforme est maintenue sensiblement constante par rapport au plan de la route tel qu'il peut être analysé par un ou plusieurs capteurs
8. Elément roulant selon la revendication 7 caractérisé par fait que lesdits capteurs sont des capteurs de proximité du sol placés respectivement à l'avant et à l'arrière dudit élément roulant.
9. Elément roulant selon la revendication 1 caractérisé par fait qu'un galet secondaire est relié au bâti de l'élément roulant par un bras télescopique.
10. Elément roulant selon la revendication 3 et la revendication 9 caractérisé par fait que les deux galets secondaires 2 et 3 sont reliés au bâti de l'élément roulant par deux bras télescopiques 7 et 9, et que l'allongement ou le raccourcissement de l'un des bras compense automatiquement le raccourcissement ou l'allongement de l'autre bras..
11. Elément roulant selon la revendication 1 caractérisé par fait qu'il est muni d'une roue pouvant tourner autour de l'axe dudit galet principal 1.
12. Elément roulant selon la revendication 8 caractérisé par fait que ladite roue est motorisée et que la distance entre ladite roue et ledit galet peut être modifiée entre une configuration dite à chenille motorisée dans laquelle ladite roue touche ledit galet et une configuration dite à chenille libre dans laquelle ladite roue ne touche pas ledit galet.
13. Elément roulant selon la revendication 9 caractérisé par fait que la diminution de l'altitude d'au moins un galet secondaire 2 ou 3 a pour conséquence le passage dans le mode dit à roue motorisée.
14. Véhicule muni de trois éléments roulants 151, 152 et 153 selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits éléments roulants sont reliés par trois rotules respectivement 1511 1521 et 1531 à un châssis 160.
15. Véhicule selon la revendication 14 caractérisé par le fait que ledit châssis 160 comporte des bras télescopiques 1512, 1522 et 1532.
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