FR3070364A1 - Velo debout a pedalier ameliore - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un vélo debout comportant au moins un cadre (1), deux roues (2) dont au moins une roue est motrice, un pédalier (3) muni de deux manivelles (4), un dispositif de transmission de mouvement rotatif du pédalier vers la roue motrice (2a), deux plateformes (5) destinées à recevoir l'appui des pieds d'un utilisateur, chaque plateforme (5) étant fixée sur une bielle (6), et un rail de guidage (7) caractérisé en ce que ladite bielle (6) est fixée de manière articulée à l'avant sur une manivelle (4) du pédalier (3), et à l'arrière de manière glissante sur ledit rail (7), et en ce que l'extrémité arrière dudit rail (7) est disposée plus haut que son extrémité avant. La présente invention concerne également l'utilisation d'un vélo debout selon l'invention.

Description

Vélo debout à pédalier amélioré

La présente invention se situe dans le domaine des vélos debout. Elle concerne plus particulièrement un vélo debout à pédalier amélioré.

La course à pieds est un sport actuellement en plein essor, en partie du fait qu’il soit facilement praticable n’importe où, et avec un minimum d’équipement. La plupart des coureurs à pieds courent alors sans avoir reçu de formation ou de préparation physique particulière. Or de nombreuses blessures subies par les coureurs sont dues à un mouvement de course non optimal, peu efficace en terme de performances sportives et traumatisant pour le corps humain.

Afin d’analyser ces problèmes, le suivi de l’axe de la cheville ou du centre de masse du pied tout au long du cycle de jambes, peut être reconstitué sous la forme d’un diagramme appelé « poulaine », dont la forme est caractéristique et personnalise la gestuelle de chaque coureur. La littérature scientifique met en évidence de tels diagrammes, et la trajectoire considérée comme idéale est située majoritairement en avant du bassin : on parle alors de cycle « antérieur» (voir Leboeuf F., Achard de Leluardière F., Lacouture P., Duboy J., Leplanquais F., Junqua A. Étude biomécanique de la course à pied. EMC (Elsevier SAS, Paris), Podologie, 27-020-A-20, 2006). Le cycle idéal pourrait être décrit comme une courbe fermée plus longue que haute, avec sa partie supérieure incurvée vers le bas, résultant en une forme concave.

Sachant cela, afin d’améliorer leurs performances et/ou de prévenir les blessures, de nombreux coureurs habitués à courir en cycle «postérieur», décident d’apprendre à courir en cycle «antérieur». Un tel apprentissage est difficile, et nécessite un apprentissage long et régulier, qui s’il n’est pas approprié peut occasionner de nouvelles blessures. Afin de faciliter cet apprentissage, on peut utiliser un vélo debout dont le mouvement du pédalier est guidé et se rapproche de la course à pieds. L’utilisateur se positionne debout sur les pédales, et n’a pas de siège, d’où l’expression «vélo debout» utilisé dans le cadre de la présente invention, et qui doit être compris comme un véhicule propulsé par les pieds d’un utilisateur debout (avec ou sans assistance électrique), typiquement à deux roues, mais pouvant aussi avoir par exemple trois roues, deux à l’arrière, et une roue directrice à l’avant ; le mot « debout » n’interdit pas la présence d’un siège, mais indique que l’utilisation normale se fait debout. Un tel vélo debout permet un apprentissage plus facile du mouvement de cycle « antérieur». L’usage d’un vélo débout permet également une pratique sans impact, et peut être apprécié des coureurs cherchant à pratiquer une course à pieds moins traumatisante pour leur corps.

Le document US20080116655 divulgue un vélo débout à mouvement de pédalier guidé. Cependant la trajectoire des pieds est trop éloignée de celle de la course à pieds, la trajectoire étant inclinée vers l’avant vers le haut, en une forme généralement elliptique, proche de la symétrie par rapport à un axe longitudinal.

Le document US9527547 divulgue également un vélo debout de ce type, mais la mécanique assez complexe avec plusieurs bielles rend sa fabrication complexe et coûteuse ; cette disposition oblige par ailleurs à disposer le pédalier au-dessus du cadre, ce qui peut occasionner des blessures à l’utilisateur. De plus la trajectoire reste éloignée de la trajectoire décrite pour un coureur à pied, avec une partie supérieure moins incurvée que la partie inférieure, se distinguant ainsi de l’ellipse, mais toujours assez éloignée même d’une partie supérieure plane.

En outre ces deux documents divulguent des vélos debout dont la structure impose un cadre plus grand que les vélos standard, et donc non transportables par les moyens de transport de vélos standard. Par ailleurs, ils imposent tous les deux des tailles de roue au plus égales à 20 pouces, ce qui réduit la stabilité du vélo debout.

Les vélos debout de l’état de la technique n’offrant pas de trajectoire suffisamment proche de la course à pieds en cycle antérieur, ils sont moins efficaces pour l’entraînement, et sont moins adaptés à la pratique d’un exercice proche de la course à pied en cycle antérieur.

La présente invention a pour objet de pallier au moins en partie à ces inconvénients en proposant un vélo debout comportant des plateformes de pieds dont le mouvement est guidé par un rail de guidage, ledit rail de guidage ayant une forme telle que les pieds de l’utilisateur suivent une trajectoire proche de la course à pieds. A cet effet, elle propose un vélo debout comportant au moins un cadre, deux roues dont au moins une roue est motrice, un pédalier muni de deux manivelles, un dispositif de transmission de mouvement rotatif du pédalier vers la roue motrice, deux plateformes destinées à recevoir l’appui des pieds d’un utilisateur, chaque plateforme étant fixée sur une bielle, et un rail de guidage caractérisé en ce que ladite bielle est fixée de manière articulée à l’avant sur une manivelle du pédalier, et à l’arrière de manière glissante sur ledit rail, et en ce que l’extrémité arrière dudit rail est disposée plus haut que son extrémité avant.

Grâce à ces dispositions, l’utilisateur du vélo debout effectue un mouvement plus proche du mouvement de la course à pied, l’exercice étant moins traumatisant et provoquant moins de blessures. De plus, le mouvement étant guidé, le vélo debout selon l’invention peut être utilisé dans un programme d’entraînement afin de corriger ou d’adapter la technique de la course à pieds d’un individu.

Selon d’autres caractéristiques :

ledit rail peut comporter une courbure, afin que la trajectoire des pieds de l’utilisateur soit plus proche de la trajectoire de la course à pieds en cycle antérieur, ledit rail peut comporter une courbure vers le bas le long d’une partie avant, et une courbure vers le haut le long d’une partie arrière, afin que la trajectoire des pieds de l’utilisateur soit encore plus proche de la trajectoire de la course à pieds en cycle antérieur, ledit rail peut comporter une boucle sur une partie avant reliée à la partie arrière par un aiguillage, configuré pour que l’extrémité arrière de la bielle s’engage toujours par le côté inférieur de la boucle et revient par le côté supérieur de la boucle, ce type de rail permettant d’obtenir une trajectoire des pieds de l’utilisateur se rapprochant au mieux de la course à pieds en cycle antérieur, ladite courbure vers le bas peut présenter un rayon maximal de 650 mm, de sorte que la trajectoire de la plateforme allant vers l’avant soit incurvée vers le bas ou au moins aplatie, ceci permettant de reproduire une caractéristique importante du mouvement de la course à pieds en cycle antérieur, la fixation des plateformes sur la bielle peut être réglable vers l’avant et vers l’arrière le long de la bielle, ceci permettant avec un vélo unique d’effectuer différents types d’exercices, une position des plateformes plus vers l’arrière permettant d’allonger la foulée et une position plus vers l’avant de la raccourcir, la fixation des plateformes peut être disposée libre en rotation autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe de rotation du pédalier, afin que les pieds puissent suivre leur orientation naturelle lors des mouvements de l’utilisateur, la fixation de l’extrémité avant des bielles peut être disposée réglable le long des manivelles, ceci permettant d’utiliser un vélo unique pour différents types d’exercices ou pour différentes morphologies d’utilisateurs, une fixation des bielles plus éloignée de l’axe de rotation des manivelles résultant en un mouvement plus ample, les bielles peuvent comporter un moyen de guidage de l’extrémité arrière des bielles sur le rail, comportant deux galets dont l’un est disposé libre en translation de sorte à faire varier l’écartement des deux galets, constituant un mode de réalisation de l’invention efficace et robuste.

La présente invention concerne également une utilisation d’un vélo debout selon l’invention, caractérisée par une trajectoire des pieds concave, la partie inférieure de la trajectoire étant incurvée vers le bas, et la partie supérieure étant incurvée vers le bas également.

Grâce à ces dispositions, l’utilisateur du vélo effectue un mouvement proche du mouvement de la course à pied, l’exercice étant moins traumatisant et provoquant moins de blessures. De plus, le mouvement étant guidé, le vélo selon l’invention peut être utilisé dans un programme d’entraînement afin de corriger la technique de la course à pieds.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui fait suite, en référence aux figures annexées dans lesquelles :

La figure 1 est une vue de côté d’un vélo debout dans un premier mode de réalisation de l’invention.

La figure 2 est une vue de côté d’un vélo debout dans un deuxième mode de réalisation de l’invention.

La figure 3 est une vue de côté d’un vélo debout dans un troisième mode de réalisation de l’invention.

La figure 4 est une vue de côté d’un vélo debout dans un quatrième mode de réalisation de l’invention.

La figure 5 est une vue de côté d’un vélo debout dans un cinquième mode de réalisation de l’invention.

La figure 6 est une vue de côté d’un vélo debout dans un sixième mode de réalisation de l’invention.

La figure 7 est une vue en coupe du moyen de guidage du vélo debout de la fig. 2.

La figure 8 est une vue en coupe du moyen de guidage du vélo debout de la fig. 1.

La figure 9 est une vue de côté du moyen de guidage de la fig. 8.

Le vélo debout selon l’invention, représenté en fig. 1 à 6 selon plusieurs modes de réalisation, comporte un cadre 1 et deux roues 2. Au moins une des roues 2, de préférence la roue arrière, est une roue motrice 2a.

Le vélo debout comporte encore un pédalier 3 comprenant un dispositif de transmission de mouvement rotatif du pédalier 3 vers la roue motrice 2a, par exemple un plateau, une chaîne et un pignon, selon le fonctionnement d’une bicyclette classique, ou encore une courroie. Le pédalier 3 comporte deux manivelles 4 et deux plateformes 5 destinées à recevoir l’appui des pieds d’un utilisateur. Les plateformes 5 sont fixées sur des bielles 6.

Selon un mode avantageux de réalisation de l’invention, ladite fixation permet une rotation des plateformes 5 selon un axe horizontal perpendiculaire au mouvement du vélo debout. Ainsi lors de l’utilisation du vélo débout, l’inclinaison par rapport à l’horizontale des pieds de l’utilisateur est indépendante de celle des bielles 6.

La trajectoire suivie par les pieds de l’utilisateur décrit dans la suite de la description sera considérée comme étant la trajectoire des axes de rotation des plateformes 5.

L’extrémité avant des bielles 6 est fixée de manière articulée sur une des manivelles 4, et l’extrémité arrière est fixée de manière glissante sur des rails de guidage 7.

Afin de glisser le long du rail 7, l’extrémité arrière de la bielle 6 peut comprendre un moyen de guidage 8. Selon un premier mode de réalisation illustré en figs. 2 à 7, le moyen de guidage 8 peut comporter deux galets 9, entre lesquels se prend le rail 7. L’orientation du moyen de guidage 8 étant fixe par rapport à la bielle 6, et l’orientation de la bielle 6 par rapport au rail 7 variant selon la position dans le cycle, on peut prévoir que l’écartement entre les galets 9 peut varier selon l’endroit où l’on se trouve sur le rail 7. On peut alors prévoir une liberté de translation d’un des galets par rapport à l’autre permettant de faire varier le positionnement d’un des galets 9 par rapport à l’autre, et un moyen de rappel tel qu’un ressort 10, assurant que les galets 9 soient toujours en contact avec le rail 7.

Selon un deuxième mode de réalisation représenté en particulier en fig. 1, 8 et 9, le moyen de guidage peut être articulé, ce qui permet aux deux galets d’être toujours disposés de part et d’autre du rail sur la même perpendiculaire au rail. On peut alors prévoir, comme représenté en fig. 8, un simple réglage de l’entraxe des galets, par exemple à l’aide d’un excentrique 13, qu’on peut faire tourner pour adapter l’entraxe à un rail de guidage, avant de le fixer par une vis de serrage.

Les rails de guidage 7 sont fixés sur le cadre 1 du vélo debout, par exemple en trois points : un point à l’extrémité avant du rail 7, et deux points sur la fourche arrière du vélo debout. L’extrémité arrière des rails 7 est disposée plus haut que leur extrémité avant. Cette caractéristique permet de rapprocher d’avantage le mouvement suivi par les pieds de l’utilisateur d’un mouvement de course à pied.

Le rail 7 peut aussi être fixé de manière démontable pour faciliter son remplacement après usure ou détérioration.

L’expression « l’extrémité arrière des rails 7 est disposée plus haut que leur extrémité avant » est utilisée dans le cadre de la présente invention pour caractériser une inclinaison vers le bas vers l’avant d’une manière claire aussi bien pour les rails 7 rectilignes que pour les rails 7 courbes, et pour les rails comportant une boucle ; pour un rail comportant une boucle à l’avant, on considérera comme extrémité avant le point de la boucle le plus éloigné de l’extrémité arrière. Ainsi un rail 7 courbe qui est par endroits incliné vers le haut, et par d’autres endroits incliné vers le bas, reproduira cette caractéristique si son extrémité arrière est disposée plus haut que son extrémité avant, en supposant le vélo debout disposé sur un plan horizontal bien entendu.

Par ailleurs il est entendu que l’expression s’applique à la partie active du rail 7, c’est à dire celle le long de laquelle l’extrémité arrière de la bielle 6 circule. En effet, s’il est habituel de faire en sorte que le rail 7 soit un peu plus long que sa partie active, pour éviter une sortie accidentelle de l’extrémité arrière des bielles 6, la caractéristique doit être considérée comme reproduite, même si le rail 7 est prolongé au-delà de ses limites actives (par exemple pour des raisons esthétiques) au point que l’extrémité arrière (éventuellement) inactive est située plus bas que l’extrémité avant ; la caractéristique sera considérée comme reproduite tant que l’extrémité arrière active est effectivement située plus haut que l’extrémité avant active.

Le rail 7 peut ainsi avoir plusieurs formes, déterminant le type de mouvement que suivront les pieds de l’utilisateur. En fonction de l’application, différents types de rails peuvent être utilisés.

Un rail 7 à la forme complexe peut être utilisé afin de coller au maximum au mouvement de la course à pied. Pour un mouvement presque parfait, il est possible de réaliser des rails 7 sur mesure pour chaque utilisateur.

Un rail 7 à la forme plus simple peut être utilisé afin d’avoir des coûts de fabrication moins élevés. Le rail 7 peut par exemple être rectiligne, orienté vers l’avant vers le bas, comme illustré en fig. 6. Une telle solution permet d’obtenir une trajectoire d’axe longitudinal incliné vers l’avant vers le bas.

Le rail 7 peut comporter une courbure, afin que la trajectoire des pieds de l’utilisateur se rapproche encore davantage de la trajectoire correspondant à la course à pied. Dans le mode de réalisation illustré en fig. 1, le rail 7 comporte une courbure vers le bas le long d’une partie avant, et une courbure vers le haut le long d’une partie arrière. De cette manière, le mouvement de l’utilisateur se rapproche du mouvement de la course à pied, sans que la forme du rail 7 ne soit trop complexe. Un rail 7 avec une telle forme permet d’obtenir une trajectoire comportant une partie supérieure incurvée vers le bas formant une trajectoire concave, ce qui la rapproche d’avantage du mouvement naturel de la course à pied. La courbure vers le bas de la partie avant présente de préférence un rayon inférieur à 650 mm, afin que la trajectoire de la plateforme 5 vers l’avant soit incurvée vers le bas ou au moins aplatie.

La courbure vers le haut de la partie arrière présente de préférence un rayon inférieur à 350 mm ; de cette manière la partie gauche de la trajectoire est relevée, permettant là encore de s’approcher de la trajectoire de la course à pied en cycle antérieur.

La courbure vers le bas se comprend comme une courbure dont l’effet est une trajectoire dans laquelle l’extrémité arrière de la bielle 6 a une tendance à aller plus bas que si le rail 7 était rectiligne entre les deux extrémités de la courbe (la courbe est située en dessous de la corde). Cela correspond également à une courbure dont le centre de courbure est situé au-dessus de la courbe.

De manière similaire, la courbure vers le haut se comprend comme une courbure dont l’effet est une trajectoire dans laquelle l’extrémité arrière de la bielle 6 a une tendance à aller plus haut que si le rail 7 était rectiligne entre les deux extrémités de la courbe (la courbe est située au-dessus de la corde). Cela correspond également à une courbure dont le centre de courbure est situé en dessous de la courbe.

Dans le mode de réalisation illustré en fig. 2, le rail 7 comporte une boucle 11 dans sa partie avant, reliée à la partie arrière par un aiguillage 12. L’aiguillage 12 est configuré pour que l’extrémité arrière de la bielle 6 s’engage toujours par le côté inférieur de la boucle 11 et revienne par le côté supérieur de la boucle 11. Un tel aiguillage 12 peut par exemple être configuré en aiguillage talonnable, dans lequel une aiguille de l’aiguillage 12 est normalement en position pour guider le moyen de guidage 8 vers le côté inférieur de la boucle, mais permet de laisser passer le moyen de guidage 8 depuis le côté supérieur par déformation élastique de l’aiguille, déformation provoquée par le passage du moyen de guidage 8.

Ce type de rail 7, qui peut même être réalisé sur mesure pour chaque coureur, permet d’obtenir une trajectoire dont la forme correspond au mieux à la trajectoire de la course à pied.

D’autres formes de rail 7 peuvent être réalisées, résultant en des types de mouvement différent. Le rail 7 peut être en forme de U vers le bas (voir fig. 3), ou en forme de U vers le haut (voir fig. 4). Le rail 7 peut aussi comporter deux courbes comme dans l’exemple ci-dessus, mais avec une courbure vers le bas à l’arrière et une courbure vers le haut à l’avant (voir fig. 5).

Dans les modes de réalisation illustrés aux figs. 1 à 6, la fixation des bielles 6 sur les manivelles 4 est réglable, le point de fixation pouvant être plus ou moins proche de l’axe de rotation des manivelles 4. Le réglage peut être réalisé par l’intermédiaire de plusieurs points de fixation différents, comme illustré aux figs. 2 à 6, le cas échéant avec des crans pour assurer la position des bielles même en cas de desserrage partiel des moyens de fixation ; ou encore comme illustré en fig. 1 grâce à un système à crémaillère et/ou télescopique, permettant un réglage plus fin et plus aisé à mettre en œuvre, ainsi qu’un encombrement plus faible lorsque les longueurs de manivelle 4 plus faibles sont utilisées. Les bielles 6 peuvent par exemple être fixées à une distance comprise entre 195 et 265 mm du centre de rotation des manivelles 4. Ce réglage permet d’obtenir des mouvements plus ou moins amples, et peut donc être utilisé en fonction du type d’exercice désiré ou de la taille de l’utilisateur. Si les bielles 6 sont fixées au plus près de l’extrémité des manivelles 4, le mouvement suivi par les pieds de l’utilisateur sera plus ample.

Dans les modes de réalisation illustrés aux figs. 1 à 6, la fixation des plateformes 5 sur les bielles 6 est réglable vers l’avant ou vers l’arrière le long de la bielle. Le réglage peut par exemple consister en plusieurs points de fixation différents, comme illustré aux figs. 1 à 6, le cas échéant avec des crans pour assurer la position des plateformes même en cas de desserrage partiel des moyens de fixation ; ou encore un système à crémaillère. Il est ainsi possible d’obtenir différents mouvements correspondant à différents types de foulée en course à pied. Un positionnement des plateformes 5 vers l’arrière va résulter en un mouvement de type foulée longue, ou « running », alors qu’un positionnement des plateformes 5 vers l’avant va résulter en un mouvement de type foulée compacte, ou «stepper». Si le réglage de la fixation des bielles 6 aux manivelles 4 est possible, il sera plus pertinent de fixer les bielles 6 au plus près de l’extrémité de la manivelle 4 pour un mouvement de type « running », et au plus près de l’axe de rotation des manivelles 4 pour un mouvement de type « stepper». Tous les réglages sont néanmoins possibles afin d’obtenir différents exercices avec un vélo debout unique.

Le vélo debout selon l’invention peut comporter un moteur électrique, afin par exemple de permettre son usage sur des longues distances, ou pour des dénivelés importants ; cela peut aussi aider des personnes moins sportives à accéder au vélo débout. Le moteur est de préférence situé dans le pédalier et comprend un capteur de force ou de couple, afin de fournir une assistance progressive selon l’effort fourni par l’utilisateur. Une telle solution permet aussi une plus grande stabilité du vélo debout par rapport à un moteur installé dans la 5 roue avant ou arrière.

Bien que la description ci-dessus se base sur des modes de réalisation particuliers, elle n’est nullement limitative de la portée de l’invention, et des modifications peuvent être apportées, notamment par substitution d’équivalents techniques ou par combinaison différente de tout ou partie des caractéristiques 10 développées ci-dessus.

Claims (10)

1. Vélo debout comportant au moins un cadre (1), deux roues (2) dont au moins une roue est motrice, un pédalier (3) muni de deux manivelles (4), un dispositif de transmission de mouvement rotatif du pédalier vers la roue motrice (2a), deux plateformes (5) destinées à recevoir l’appui des pieds d’un utilisateur, chaque plateforme (5) étant fixée sur une bielle (6), et un rail de guidage (7) caractérisé en ce que ladite bielle (6) est fixée de manière articulée à l’avant sur une manivelle (4) du pédalier (3), et à l’arrière de manière glissante sur ledit rail (7), et en ce que l’extrémité arrière dudit rail (7) est disposée plus haut que son extrémité avant.

2. Vélo debout selon la revendication précédente, dans lequel ledit rail (7) comporte une courbure.

3. Vélo debout selon la revendication précédente, dans lequel ledit rail (7) comporte une courbure vers le bas le long d’une partie avant, et une courbure vers le haut le long d’une partie arrière.

4. Vélo debout selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit rail (7) comporte une boucle (11) sur une partie avant reliée à la partie arrière par un aiguillage (12), configuré pour que l’extrémité arrière de la bielle (6) s’engage toujours par le côté inférieur de la boucle (11), celle-ci comportant une courbure vers le bas, et revient par le côté supérieur de la boucle (11).

5. Vélo debout selon l’une des revendications 3 à 4, dans ladite courbure vers le bas présente un rayon inférieur à 650 mm.

6. Vélo debout selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la fixation des plateformes (5) sur la bielle (6) est réglable vers l’avant et vers l’arrière le long de la bielle (6).

7. Vélo debout selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la fixation des plateformes (5) est disposée libre en rotation autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe de rotation du pédalier (3).

8. Vélo debout selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la fixation de l’extrémité avant des bielles (6) est disposée réglable le long des manivelles (4).

9. Vélo debout selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les bielles (6) comportent un moyen de guidage (8) de l’extrémité arrière des bielles (6) sur le rail (7), comportant deux galets (9) dont l’un est disposé libre en translation de sorte à faire varier l’écartement des deux galets (9).

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10. Utilisation d’un vélo debout selon l’une des revendications précédentes, caractérisée par une trajectoire des pieds concave, la partie inférieure de la trajectoire étant incurvée vers le bas, et la partie supérieure étant incurvée vers le bas également.