FR2679513A1

FR2679513A1 - PROPULSION MECHANISM, ESPECIALLY FOR WHEELCHAIR.

Info

Publication number: FR2679513A1
Application number: FR9109224A
Authority: FR
Inventors: Joannet Lucien
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1993-01-29
Anticipated expiration: 2011-07-22
Also published as: FR2679513B1; EP0549783A1; WO1993001787A1; JPH06501413A

Abstract

Propulsion mechanism, especially for a wheelchair comprising a chassis (1) and two large driving wheels (2). Propulsion is achieved by means of two oscillating side levers (4) on which are hinged driving mechanisms (3) acting on the wheels (2). The direction of wheel rotation can be reversed, and the speed of the chair's forward movement can be adjusted.

Description

MECANISME DE PROPULSION, NOTAMMENT POUR FAUTEUIL ROULANT. PROPULSION MECHANISM, ESPECIALLY FOR WHEELCHAIR.

La présente invention a pour objet un mécanisme de propulsion destiné en particulier, mais non exclusivement à la propulsion d'un fauteuil roulant pour personne handicapée, permettant la transformation d'un mouvement alternatif linéaire en un mouvement rotatif continu.The present invention relates to a propulsion mechanism intended in particular, but not exclusively for the propulsion of a wheelchair for disabled person, allowing the transformation of a linear reciprocating movement into a continuous rotary movement.

Actuellement, pour mouvoir ces fauteuils sans aide extérieure, il faut entralner directement les roues, généralement au moyen de cercles métalliques extérieurs et parallèles à chaque roue , ne portant pas sur le sol. Ce qui est satisfaisant pour des déplacements limités, en appartement par exemple, est très pénible sur la voie publique pour des déplacement plus longs. Un système de propulsion est également connu dans lequel le mouvement est généré par une poussée et une traction successives sur un volant de direction, la transmission s'effectuant par chaînes. Mais ces mouvements sont peu commodes.Currently, to move these chairs without external assistance, it is necessary to drive the wheels directly, generally by means of metallic circles outside and parallel to each wheel, not bearing on the ground. What is satisfactory for limited trips, for example in an apartment, is very difficult on public roads for longer trips. A propulsion system is also known in which the movement is generated by successive push and pull on a steering wheel, the transmission being effected by chains. But these movements are awkward.

La présente invention a pour objet de pallier cet inconvénient en permettant la propulsion par un mouvement pendulaire de leviers latéraux.The object of the present invention is to overcome this drawback by allowing propulsion by a pendulum movement of lateral levers.

Selon la présente invention, le mécanisme de propulsion pour fauteuil roulant comportant un châssis monté sur des roues, le siège étant disposé au-dessus de deux roues tractrices porteuses tourillonnées sur le châssis, au-dessous du siège, deux roulettes étant disposées à l'avant du fauteuil, est caractérisé en ce que chaque roue porteuse est entraîné en rotation par un mécanisme d'entraînement dont l'une des extrêmités est articulée sur un levier , lui-même articulé sur la partie basse du châssis. According to the present invention, the propulsion mechanism for a wheelchair comprising a chassis mounted on wheels, the seat being arranged above two load-carrying tractor wheels journalled on the chassis, below the seat, two casters being disposed at the front of the chair, is characterized in that each carrying wheel is driven in rotation by a drive mechanism, one of the ends of which is articulated on a lever, itself articulated on the lower part of the chassis.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le mécanisme d'entraSnement comprend, sur l'axe de chaque roue , de part et d'autre de celle-ci deux pignons crantés intérieurement et extérieurement, au moins un cliquet monté sur un moyeu de la roue et deux crémaillères engrènant chacune avec la denture extérieure d'un pignon.According to another characteristic of the invention, the drive mechanism comprises, on the axis of each wheel, on either side of the latter two pinions internally and externally notched, at least one pawl mounted on a hub the wheel and two racks each meshing with the external toothing of a pinion.

Ainsi, chaque roue sera entraînée dans un sens uniforme quel que soit le sens de déplacement pendulaire du levier.Thus, each wheel will be driven in a uniform direction regardless of the direction of pendulum movement of the lever.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront au cours de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins qui représentent - La Fig.1, une vue de coté du fauteuil; - La fig.2, une vue par l'avant de celui-ci; - La Fig.3, une vue du mécanisme d'entraînement; - La Fig.4, une vue en coupe d'un bottier contenant un
mécanisme selon l'invention; - La Fig.5, Une vue d'un mécanisme d'entraînement modifié; - La Fig.6, une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la Fig.5 - La figure 7 une vue du mécanisme d'inversion du sens
d'entralnement des roues.Other characteristics and advantages of the invention will appear during the description which follows of particular embodiments, given only by way of nonlimiting examples, with reference to the drawings which represent - FIG. 1, a view of side of the chair; - Fig.2, a view from the front of it; - Fig.3, a view of the drive mechanism; - Fig.4, a sectional view of a shoemaker containing a
mechanism according to the invention; - Fig.5, A view of a modified drive mechanism; - Fig.6, a sectional view along line VI-VI of Fig.5 - Figure 7 a view of the direction reversal mechanism
wheel alignment.

- Les Figures 8 et 9 des vues d'un mécanisme de variation de
vitesse.- Figures 8 and 9 views of a mechanism for varying
speed.

la Fig.1 représente en vue de côté un fauteuil selon l'invention muni de son mécanisme de déplacement. Comme connu en soi, le fauteuil comprend un châssis 1 sur lequel est fixé un siège. Sur le châssis sont tourillonnées deux roues 2, une de chaque côté du châssis. Ces roues 2 sont porteuses et motrices. A l'avant du châssis sont montées deux roulettes 5 de stabilisation du fauteuil pivotant autour d'axes snsiblement verticaux, qui ne sont pas représentées sur la Fig.2 dans un souci de clarté. Fig.1 shows a side view of a chair according to the invention provided with its movement mechanism. As known per se, the chair comprises a frame 1 on which a seat is fixed. Two wheels 2 are journalled on the chassis, one on each side of the chassis. These wheels 2 are load-bearing and drive. At the front of the chassis are mounted two castors 5 for stabilizing the chair swiveling around substantially vertical axes, which are not shown in FIG. 2 for the sake of clarity.

Conformément à l'invention, sur les axes de chaque roues 2 sont montés des boitiers ou carters renfermant un mécanisme 3 d'entraînement des roues 2. Ce mécanisme est monté pivotant, de chaque coté, à sa partie avant par une articulation 7 sur un levier 4 qui est lui-même articulé autour d'un axe 6 sur le châssis, à la partie inférieure de celui-ci. L'avance du fauteui est obtenue par traction et poussée sur les leviers 4 comme celà sera expliqué ci-dessous (flèches A et B). Dans un premier mode de réalisation, le mouvement alternatif entrain la roue dans le sens dextrorsum ou sinistrorsum unique. Ce sens est déterminé par la construction du système. Mais dans un second mode de réalisation, il peut être choisi par l'utilisateur.According to the invention, on the axes of each wheel 2 are mounted boxes or housings containing a mechanism 3 for driving the wheels 2. This mechanism is pivotally mounted, on each side, at its front part by a hinge 7 on a lever 4 which is itself articulated around an axis 6 on the chassis, at the lower part thereof. The advance of the fault is obtained by pulling and pushing on the levers 4 as will be explained below (arrows A and B). In a first embodiment, the reciprocating motion drives the wheel in the single dextrorsum or sinistrorsum direction. This meaning is determined by the construction of the system. But in a second embodiment, it can be chosen by the user.

Sur la Fig.3, dans l'exemple d'un fauteuil roulant à deux roues "motrices", chaque roue 2 comporte, sur un moyeu traversant la roue, deux pignons dentés 10 et 20, ces pignons n'étant que partiellement représentés. Les pignons 10 et 20, montés d'un même coté de chaque roue, sont dentés intérieurement en 17 et 18 et extérieurement en 13 et 14.In Fig.3, in the example of a wheelchair with two "driving" wheels, each wheel 2 comprises, on a hub passing through the wheel, two toothed pinions 10 and 20, these pinions being only partially represented. The pinions 10 and 20, mounted on the same side of each wheel, are toothed internally at 17 and 18 and externally at 13 and 14.

Les dentures 13 et 14 engrènent avec deux crémaillères respectivement supérieure 11 et inférieure 12. Le moyeu 19 est muni d'au moins deux cliquets 15 et 16 comme dans le mécanisme de roue libre utilisé sur les bicyclettes. Il existe deux pignons libres sur chaque roue 2, soit quatre au total sur le fauteuil. Chacun des pignons 10 et 20 est entraîné par une crémaillère respectivement 11 et 12. Mais le point de contact entre la crémaillère 11 du pignon 10 est à la partie supérieure de celui-ci alors que pour la crémaillère 12 du pignon 20 le point de contact est à la partie inférieure du pignon. Les deux crémaillères sont solidaires l'une de l'autre et par exemple, montées sur un même cadre 3 comme représenté sur la Fig.1. The teeth 13 and 14 mesh with two racks respectively upper 11 and lower 12. The hub 19 is provided with at least two pawls 15 and 16 as in the freewheel mechanism used on bicycles. There are two free pinions on each wheel 2, making a total of four on the wheelchair. Each of the pinions 10 and 20 is driven by a rack respectively 11 and 12. But the point of contact between the rack 11 of the pinion 10 is at the upper part of the latter while for the rack 12 of the pinion 20 the point of contact is at the bottom of the gable. The two racks are integral with one another and, for example, mounted on the same frame 3 as shown in Fig.1.

Sur la Fig.3, si l'ensemble des crémaillères se déplace dans la direction A, le (ou les) cliquet 15 coopérant avec le pignon 10 s'enclanche dans la denture intérieure 17 du pignon 10 et entraîne le moyeu 19 solidaire de la roue qui tourne dans le sens dextrorsum ou horaire. Simultanément, la crémaillère 12 entraîne le pignon 20 dans le sens sinistrorsum ou anti-horaire, le (ou les) cliquet 16 s'effaçant sous l'influence de la pente de la denture 18 du pignon 20. Les cliquets sont armés par des ressorts de rappel (non référencés)
En fin de course, dans la direction A, les crémaillères repartent dans le sens opposé B et , à ce moment, les cliquets 16 engrènent avec la denture 18 correpondante et entralnent la pièce 19 également dans le sens dextrosum alors que les cliquets 15 sont inopérants. Par suite, que les crémaillères se déplacent dans un sens ou dans l'autre, le sens de rotation de la roue reste le même.In Fig. 3, if all the racks move in direction A, the pawl (s) 15 cooperating with the pinion 10 engages in the internal toothing 17 of the pinion 10 and drives the hub 19 secured to the wheel that rotates dextrorsum or clockwise. Simultaneously, the rack 12 drives the pinion 20 in the sinistrorsum or anti-clockwise direction, the pawl (s) 16 fading under the influence of the slope of the toothing 18 of the pinion 20. The pawls are armed by springs reminder (not referenced)
At the end of the race, in the direction A, the racks start again in the opposite direction B and, at this time, the pawls 16 mesh with the corresponding toothing 18 and drive the part 19 also in the dextrosum direction while the pawls 15 are inoperative . Consequently, as the racks move in one direction or the other, the direction of rotation of the wheel remains the same.

La Fig.4 représente en coupe verticale,un mode de réalisation de l'ensemble des deux pignons 10,20 et crémaillères 11,12 , montés sur un côté de la roue, les références de la Fig.3 ayant été conservées alors que les nouvelles références 21 et 22 indiquent deux guides reprenant d'une part les efforts radiaux engendrés par les pignons sur les crémaillères et assurant un guidage transversal grâce aux galets à billes 23. Le jeu entre le galet 23 et la crémaillère 14 indique que c'est le pignon 20 qui est en action. Le repère 24 désigne un boltier ou capot de protection de l'ensemble.Fig.4 shows in vertical section, an embodiment of the assembly of the two pinions 10,20 and racks 11,12, mounted on one side of the wheel, the references of Fig.3 having been kept while the new references 21 and 22 indicate two guides taking up on the one hand the radial forces generated by the pinions on the racks and ensuring a transverse guidance thanks to the rollers with balls 23. The clearance between the roller 23 and the rack 14 indicates that it is the pinion 20 which is in action. The reference 24 designates a bolt or protective cover for the assembly.

Avec ce dispositif, la roue peut tourner librement sans entralnement des crémaillères, dans le sens où celles-ci entraînent le roue comme dans le cas d'une roue libre de bicyclette. Par contre,dans le cas présent, la roue ne peut pas tourner en sens inverse en raison du blocage des crémaillères. Ceci peut être intéressant, par exemple dans une montée, le fauteuil ne pouvant descendre en marche arrière même en lâchant les poignées de commande. Par contre, cet avantage peut, dans certains cas devenir un inconvénient rédhibitoire. Bien entendu, la rotation du fauteuil est obtenue en actionnant un levier 4 et en laissant l'autre immobile.With this device, the wheel can rotate freely without entrainements of the racks, in the direction where these drive the wheel as in the case of a bicycle freewheel. On the other hand, in the present case, the wheel cannot turn in the opposite direction due to the blocking of the racks. This can be advantageous, for example in an ascent, the wheelchair cannot descend in reverse even by letting go of the control handles. On the other hand, this advantage can, in certain cases become an unacceptable drawback. Of course, the rotation of the chair is obtained by actuating a lever 4 and leaving the other stationary.

Aussi, dans un second mode de réalisation qui est représenté sur les Figs.5,6 et 7, l'utilisateur peut inverser , à volonté le sens de rotation de la roue.Also, in a second embodiment which is shown in Figs. 5,6 and 7, the user can reverse, at will, the direction of rotation of the wheel.

Pour alléger la description, on ne décrira que le cas du pignon 10, celui du pignon 20 étant, mutatis mutandis, identique. Sur le pignon 10 la denture intérieure 17 est symétrique en 25 contrairement au mode de réalisation précédent. Le ou les cliquets 15 de la Fig.3 sont remplacés par un ou des cliquets 26 à deux têtes 27 et 28 articulés sur un axe 29 dans la pièce 19.To simplify the description, only the case of the pinion 10 will be described, that of the pinion 20 being, mutatis mutandis, identical. On the pinion 10 the internal toothing 17 is symmetrical at 25 in contrast to the previous embodiment. The pawl (s) 15 of FIG. 3 are replaced by one or more pawls 26 with two heads 27 and 28 articulated on an axis 29 in the part 19.

Sur l'axe 29 est également monté un basculeur 30 présentant deux bossages 31 et 32 et deux ressorts (non référencés) les deux bossages 31 et 32 sont décalés latéralement comme celà apparat sur la Fig.6. Une bague circulaire 35 coaxiale à la roue est solidaire d'une tige 36 qui peut se déplacer axialement pour venir en correspondance avec le bossage 31 ou 32. Si la bague 35 correspond au bossage 31, la tête 27 du cliquet 26 est en contact avec la denture intérieure du pignon 10 et l'entralnement se fait dans le sens dextrorsum.On the axis 29 is also mounted a rocker 30 having two bosses 31 and 32 and two springs (not referenced) the two bosses 31 and 32 are laterally offset as shown in Fig.6. A circular ring 35 coaxial with the wheel is integral with a rod 36 which can move axially to come into correspondence with the boss 31 or 32. If the ring 35 corresponds to the boss 31, the head 27 of the pawl 26 is in contact with the internal toothing of the pinion 10 and the centering is done in the dextrorsum direction.

Si la bague correspond au bossage 32, la tête 28 du cliquet 26 est en contact avec la denture et la rotation est de sens sinistrorsum. La tige 36 comporte deux bagues 35 ( une pour chaque pignon) et cette tige coulisse dans un trou pratiqué dans l'axe de la fusée 37 qui supporte la roue 2.If the ring corresponds to the boss 32, the head 28 of the pawl 26 is in contact with the teeth and the rotation is sinistrorsum. The rod 36 has two rings 35 (one for each pinion) and this rod slides in a hole made in the axis of the spindle 37 which supports the wheel 2.

La Fig.7 montre , à titre d'exemple, la réalisation d'un moyeu avec la commande de l'arbre 36 et ses deux bagues 35.Fig.7 shows, by way of example, the production of a hub with the control of the shaft 36 and its two rings 35.

Cet arbre coulisse librement dans la fusée 37. Une roue à gorge 38 reçoit un câble 39 du genre câble de frein de vélo et ce câble est fixé dans la gorge de la roue en un point 40. La roue 2 est munie de deux fourchettes 41 qui entraînent un téton 42 fixé radialement dans l'axe 36. Une traction sur un coté du câble fait tourner la roue 38, la fourchette 41 se déplace et entraîne le téton 42 et l'axe 36 avec ses deux bagues 35.This shaft slides freely in the rocket 37. A grooved wheel 38 receives a cable 39 of the bicycle brake cable type and this cable is fixed in the groove of the wheel at a point 40. The wheel 2 is provided with two forks 41 which drive a stud 42 fixed radially in the axis 36. A pull on one side of the cable rotates the wheel 38, the fork 41 moves and drives the stud 42 and the axle 36 with its two rings 35.

La commande d'inversion du sens de marche peut s'obtenir à partir d'une poignée basculante 8 représentée sur la Fig.2.The command to reverse the direction of travel can be obtained from a tilting handle 8 shown in FIG. 2.

Cette poignée, une de chaque coté , sert à actionner le levier 4 qui possède une articulation 6 sur le châssis 1.This handle, one on each side, is used to actuate the lever 4 which has a hinge 6 on the chassis 1.

Par sécurité, il est possible de lier la possibilité de basculer la poignée 8 au levier de frein 48 qui doit être enclenché en position de freinage permanent ( frein de parking) dans le verrou 49 (FIG.1). Il en va de même pour revenir en marche avant.For safety, it is possible to link the possibility of tilting the handle 8 to the brake lever 48 which must be engaged in the permanent braking position (parking brake) in the lock 49 (FIG.1). The same goes for going forward.

Pour améliorer l'utilisation du fauteuil il est préférable de disposer d'un variateur de vitesse qui permette, avec une même amplitude de déplacement du levier 4 d'obtenir une course plus ou moins grande en fonction de la structure du mécanisme d'entraînement.To improve the use of the chair, it is preferable to have a speed variator which allows, with the same amplitude of movement of the lever 4, to obtain a greater or lesser stroke depending on the structure of the drive mechanism.

Pour obtenir ce résultat, il suffit que le point d'articulation 7 soit réglable le long du levier 4. Plus le point 7 est éloigné du point fixe 6, plus la course du fauteuil est importante pour un déplacement du levier 4.To obtain this result, it is sufficient for the articulation point 7 to be adjustable along the lever 4. The further the point 7 is distant from the fixed point 6, the greater the stroke of the chair for a movement of the lever 4.

Un exemple de réalisation est montré sur les Figs.8 et 9. De part et d'autre du châssis, un point d'articulation 7 est monté sur un coulisseau 51 qui coulisse sur le levier 4. Sur chaque levier est montée une poulie. Sur un coté, est montée une poulie 52 à gorge simple alors que sur l'autre coté est montée une poulie 53 avec blocage. Un câble 60 passe sur ces deux poulies en constituant une boucle fermée. Les deux extrémités du câble sont fixées sur le coulisseau droit 51, par exemple. Le câble passe dans le coulisseau gauche dans lequel il est bloqué. Pour aller d'un levier à l'autre, la câble passe dans une gaine 54 pour chaque brin. Ces gaines sont fixées aux leviers 4. La poulie de renvoi 53 (FIG.9) est constituée d'un axe 55 solidaire du levier 4 d'un coté et fileté de l'autre, d'une rondelle d'appui 56 solidaire du levier 4, d'une poulie à boudin 57 tournant librement sur l'axe 55, d'un écrou à manette 59 se vissant sur l'extrémité filetée de l'axe 55. Le câble 6C passe sur la poulie entre le boudin 57 et le cloche 58. Si l'écrou 59 est desserré, la poulie tourne librement avec le câble. Si l'écrou 59 est serré, tout l'ensemble est fixe et le câble ne peut plus se déplacer.An exemplary embodiment is shown in Figs.8 and 9. On either side of the chassis, a hinge point 7 is mounted on a slide 51 which slides on the lever 4. On each lever is mounted a pulley. On one side is mounted a pulley 52 with single groove while on the other side is mounted a pulley 53 with locking. A cable 60 passes over these two pulleys constituting a closed loop. The two ends of the cable are fixed on the right slide 51, for example. The cable passes through the left slider in which it is blocked. To go from one lever to another, the cable passes through a sheath 54 for each strand. These sheaths are fixed to the levers 4. The return pulley 53 (FIG. 9) consists of an axis 55 secured to the lever 4 on one side and threaded on the other, a support washer 56 secured to the lever 4, of a flanged pulley 57 freely rotating on the axis 55, of a lever nut 59 screwing onto the threaded end of the axis 55. The cable 6C passes over the pulley between the flange 57 and the bell 58. If the nut 59 is loose, the pulley rotates freely with the cable. If the nut 59 is tightened, the whole assembly is fixed and the cable can no longer move.

Le mode d'utilisation est le suivant 10 Pour augmenter la vitesse, c'est à dire augmenter la
distance parcourue lors d'un aller et retour du levier 4: - on pousse le levier 4 dans le sens de la flèche A - on desserre l'écrou 59 - on ramène plus ou moins le levier 4 suivant la flèche B ce
qui provoque la montée des coulisseaux 51 le long des
leviers; - on bloque l'écrou 59 dès que les coulisseaux 51 sont
convenablement placés.The mode of use is as follows 10 To increase the speed, ie increase the
distance traveled during a return trip of lever 4: - the lever 4 is pushed in the direction of arrow A - the nut 59 is loosened - the lever 4 is brought back more or less along arrow B this
which causes the slides 51 to rise along the
levers; - the nut 59 is blocked as soon as the slides 51 are
suitably placed.

20 Pour diminuer la vitesse, on agit en sens inverse.20 To decrease the speed, we act in the opposite direction.

Dans l'exemple qui vient d'être donné, l'ensemble 3 et les pignons sont à l'extérieur des roues. Il peut être avantageux de les disposer entre le fauteuil et les roues pour réduire l'encombrement transversal. Il est possible de réaliser les crémaillères 11 et 12 avec une chalne de bicyclette tendue sur un support.In the example which has just been given, the assembly 3 and the pinions are on the outside of the wheels. It may be advantageous to arrange them between the chair and the wheels to reduce the transverse bulk. It is possible to make the racks 11 and 12 with a bicycle chain stretched on a support.

I1 va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. It goes without saying that many variants can be introduced, in particular by replacing technically equivalent means without going beyond the ambit of the invention.

Bien entendu, le mécanisme qui vient d'être décrit peut être utilisé dans toute autre application. Of course, the mechanism which has just been described can be used in any other application.

Claims

10 Wheelchair propulsion mechanism comprising

a chassis mounted on wheels (2,5), the seat being

arranged above two carrying wheels (2)

swiveled on the chassis (1), below the seat,

two rollers (5) being arranged at the front of the chair,

characterized in that each carrier wheel (2) is

rotated by a drive mechanism (3)

one end of which is articulated (7) on a lever

(4) itself articulated (6) on the lower part of the chassis

(1).

20 Mechanism according to claim 1, characterized in that

the entrainment mechanism (3) comprises, on the axis of

each wheel (2), two toothed pinions (10,20)

internally and externally and two racks

(11,12) meshing with the external toothing (13,14) of

gables (10,20), respectively at the top and

at the bottom of the mechanism (2).

30 Mechanism according to claim 1, characterized in that

that it comprises at least one pawl (15,16), armed by a

spring, mounted on a hub (19) of the wheel (2) of

so as to render one of the two racks inoperative

(11,12) in either direction of movement of the

lever (4).

40 Mechanism according to claim 2, characterized in that

that it comprises at least one pawl (26) and a rocker

(30) having two bosses (31,32), a rod (36)

bringing a roller (35) in contact with one of the two

bosses (31,32) to reverse the direction of rotation.

50 Mechanism according to any one of claims

previous, characterized in that it comprises means

speed variation by moving the point

hinge mechanism (3) along the lever (4).

60 Mechanism according to claim 5, characterized in that

the displacement of the articulation point (7) is obtained at

by means of sliders (51) connected by a cable (60).