WO2004060737A1 - Fauteuil roulant motorise - Google Patents

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WO2004060737A1
WO2004060737A1 PCT/FR2002/004227 FR0204227W WO2004060737A1 WO 2004060737 A1 WO2004060737 A1 WO 2004060737A1 FR 0204227 W FR0204227 W FR 0204227W WO 2004060737 A1 WO2004060737 A1 WO 2004060737A1
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle for the physically disabled, of the wheelchair type, for mixed indoor / outdoor use.
  • a vehicle for the physically disabled of the wheelchair type, for mixed indoor / outdoor use.
  • several types of more or less specialized vehicles are known.
  • the conventional wheelchair comprising a tubular chassis in the form of a seat, mounted on an axle receiving two large wheels actuated manually by the user, and furthermore comprising two small self-steering wheels.
  • This chair has the advantage of being light enough (generally between 10 and 15 kg) to be able to be handled by a single person. In addition, it is reduced in size, well suited for indoor use. On the other hand, not being motorized, it is tedious to use outside, especially on uneven or sloping ground. Thus, users of this type of wheelchair who wish to go for a walk must be content with a limited range of action, or else must obtain a second wheelchair more suited to an external environment.
  • this vehicle can theoretically be used inside and outside, it can hardly be taken on a trip because of its high weight (more than 150 kg, see 250 Kg).
  • the autonomy of these vehicles is limited, and the battery charging time is several hours.
  • the present invention aims to remedy the drawbacks of known wheelchairs, in the context of mixed indoor / outdoor use. More specifically, an object of the invention is to provide a wheelchair of dimensions similar to well-known manual wheelchairs, but nevertheless motorized and equipped for efficient use outdoors, even in natural terrain, without its weight or autonomy being disadvantageous. Another object of the present invention is to provide a wheelchair having great simplicity, a small number of components, and therefore a relatively low cost.
  • the invention relates to a motorized wheelchair, comprising a chassis, at least one seat, motor means for moving the chair back or forward, and directional means, said motor means comprising a motor actuating a first pump. hydraulics connected in series with a first hydraulic circuit supplying from a reservoir a hydraulic receiving motor connected to a left wheel, a second hydraulic pump connected in series with a second hydraulic circuit supplying a hydraulic receiving motor connected to the right wheel located transversely to the right of said left wheel, and in addition a drawer control actuated by a lever, arranged between the hydraulic circuits and the reservoir, so as to control the supply of hydraulic fluid to the hydraulic motors for receiving said left wheels and / or right.
  • a wheelchair of the above kind is characterized in that the front wheels are rotated by spindles pivotally mounted about a substantially vertical axis, the two pivots being connected by a bar coupling via steering levers integral with the pivots.
  • said left and right wheels are the front wheels.
  • the rocket pivots of the front wheels have an orientation defining a zero thrust, the pivot point of the wheels being located transversely to the center of the bearing surface of the tire on the ground.
  • the rocket pivots of the front wheels are inclined transversely relative to the vertical, their axes intersecting the ground at a point which is at a distance less than that, measured parallel to the axis of the wheel, from the center of the surface. tire support on the vertical plane passing through the center of the pivot.
  • said left and right wheels are the rear wheels.
  • the rocket pivots of the front wheels have an inclination defining a positive flush, the pivot point of the wheels lying longitudinally in front of the center of the bearing surface of the tire on the ground.
  • the rocket pivots of the front wheels define a transverse offset, inward, of the pivot point of the wheels relative to the center of the bearing surface of the tire on the ground.
  • the first hydraulic circuit supplies hydraulic reception motors connected to each of the left wheels
  • the second hydraulic circuit supplies hydraulic reception motors connected to each of the right wheels.
  • the lever actuating the drawer control is provided with a hose making it possible to control its actuation by the chin of the user.
  • the control lever is actuated so as to advance at least one right wheel and the left wheel located transversely to the right of this right wheel simultaneously at the same speed.
  • the control lever is actuated so as to move back at least one right wheel and the left wheel located transversely to the right of this right wheel, simultaneously at the same speed.
  • control lever is actuated so as to advance only at least one left wheel, or one left wheel faster than the right wheel located transversely to the right of this wheel of right.
  • control lever is actuated so as to turn the wheels located on the same side in one direction, for example on the left side, and in the opposite direction the wheels located on the other side, right side according to the example.
  • control lever is actuated so as to advance only at least one right wheel, or one right wheel faster than the left wheel located transversely to the right of this wheel of right.
  • the articulation of the tie rod at the end of the steering levers is on the right which connects the axis of the pivots and the center of the rear axle.
  • the drawer control is a distributing member controlled by the lever of the "Joystick” type adapted to control the distribution of the hydraulic fluid between the hydraulic receiving motors on the left and on the right.
  • the distributor organizes a controlled leak of the hydraulic fluid to the reservoir in each of the left and right circuits, thus constituting a means of controlling the propulsion speed by action on the amplitude of the leakage flows, and the direction of travel by action. on the distribution of leakage flows between the left and right sides.
  • the wheelchair further comprises an additional hydraulic circuit for supplying a jack arranged under the seat of the chair, so that the user can adjust the seat height hydraulically.
  • the motor of said motor means is a heat engine.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the wheelchair according to the invention, seen from above;
  • FIG. 2 shows a block diagram of the wheelchair according to the invention, in side view
  • FIG. 3 shows a block diagram of the main components of the wheelchair according to the invention, in a forward configuration
  • - Figure 4 shows a block diagram of the main components of the wheelchair according to the invention, in a reverse configuration
  • - Figure 5 shows a block diagram of the main components of the wheelchair according to the invention, in a reversal configuration between forward and reverse;
  • FIG. 6 shows a block diagram of the main components of the wheelchair according to the invention, in a global configuration allowing the control of forward, reverse and left-right;
  • FIG. 7 is a view illustrating the implementation of the lever of Figure 6;
  • - Figure 8 is a front view of an armchair according to the invention showing the front axle;
  • - Figure 9 is a top view of the chair of Figure 8;
  • Figure 10 is similar to Figure 9, the front wheels having been shown in right turn and, in broken lines, in left turn;
  • FIG. 11 is similar to Figure 9, certain elements such as seat, motor, pumps, tank, having been added;
  • - Figure 12 is a side view of the chair of Figures 8 to 11;
  • - Figure 13 is a side view of the chair of Figures 8 to 11 showing the seat in the high position;
  • - Figures 14 to 16 are side, front and bottom views of the right driving front wheel;
  • FIG. 17 to 19 are views similar to Figures 14 to 16 in the case where the front wheel is not driven.
  • FIG. 1 This diagram shows a schematic top view of the wheelchair according to the invention, referenced 1.
  • the wheelchair 1 comprises a frame 2 on which a seat is fixed 3. In the figures, the chair only has one seat, but of course it could have more than one seat.
  • the chassis 2 is connected to four wheels 4a, 4b, 4c and 4d by means of rotation axes 5 each carrying a respective hydraulic receiving motor 24a, 24b, 24c and 24d secured respectively to the wheels 4a, 4b, 4c and 4d.
  • These hydraulic receiving motors 24a, 24b, 24c, 24d are for example made up of turbines capable of transforming the hydraulic energy which they receive into mechanical energy which is then communicated to the wheels.
  • Each reception motor has an interchangeable fluid inlet and outlet, so that the direction of arrival and exit of the hydraulic fluid determines the direction of rotation of the reception engine, and consequently of the wheel which is linked to it.
  • the wheels 4a, 4b, 4c, 4d are wide, of small diameter, and at low pressure.
  • the wheels are mounted by clipping, to facilitate their removal and their replacement. The wheelchair can therefore be easily stored in a car by one person.
  • the front wheels are mounted on articulated axles, so that the wheels are directional, while remaining free, that is to say not controlled by a direction. In this configuration, the front wheels are freestanding, that is, they return to the upright position when they are not driven in forward or reverse rotation.
  • the transmission of motive energy by this heat engine 6 to the wheels 4 for the different driving situations will be detailed later.
  • a lever-type control member 7 also called a "joystick in Anglo-Saxon termination
  • the position of which actuates a drawer control (not shown) and thus determines the direction and the speed of rotation of the hydraulic receiving motors 24a, 24b, 24c, 24d, and consequently that of the wheels 4a, 4b, 4c, 4d which they drive.
  • FIG. 2 representing the wheelchair 1 of Figure 1, but seen from the side, shows a fuel tank 8, for the supply of the engine 6, located for example under the seat 3. There is also shown a mechanism 9 supporting the seat 3, so that it can be adjustable in height, and in particular mounted, in particular when the user wishes to sit or stand up, and down, in particular when the user is preparing to put the wheelchair in motion.
  • FIG 3 shows in more detail a block diagram of the main components providing propulsion and steering of the wheelchair according to the invention, in a forward configuration.
  • the hydraulic flow leaving the hydraulic pump and going towards the reception motors 24 is shown in solid lines and in broken lines the hydraulic flows returning from the reception motors 24 to the reservoir 14.
  • the motor 6 shown diagrammatically has a motor axis which rotates continuously during the use of the wheelchair and actuates two hydraulic pumps 11, 12 connected to a hydraulic circuit 13, 15 which is established between the reservoir 14 of hydraulic fluid and the receiving motors 24a, 24b, 24c, 24d which drive the wheels.
  • the left hydraulic circuit 13 is established between an outlet of the hydraulic reservoir 14, the hydraulic pump 11, the hydraulic receiving motor 24 b secured to the left front wheel 4b, and a hydraulic receiving motor 24a secured to the rear wheel left 4a.
  • the right hydraulic circuit 15 is established between an outlet of the hydraulic tank 14, the hydraulic pump 12, the hydraulic receiving motor 24d secured to the right front wheel 4d, and the hydraulic receiving motor 24 c secured to the right rear wheel 4c.
  • a drawer control actuated by means of a lever (“Joystick") 17 is connected between the two left and right hydraulic circuits 13 and 15 and 15 and which thus makes it possible to adjust the flow rate of the left 11 and right 12 pumps, which amounts to adjust the respective forward speed of the left wheels, on the one hand, and the right wheels, on the other hand.
  • the lever 17 actuates a drawer control which makes it possible to regulate the flows in each hydraulic circuit 13 or 15, as a function of the position of the lever 17.
  • drawer controls are well known in the field of hydraulics.
  • the operation is then as follows: the motor 6 being running, it actuates the hydraulic pumps 11, 12 which circulate the hydraulic fluid in the circuits 13, 15, towards the reception motors 24a, 24b, 24c, 24d, then these back to the reservoir 14.
  • the drawer control is connected to the two left 13 and right 15 circuits so as to receive the input from the pumps 11, 12, and at the output it is connected to the reservoir 14.
  • the drawer control 16 organizes a controlled leak to bring the hydraulic fluid back to the reservoir 14 (lines shown in broken lines).
  • the position of the lever 17 will make it possible to equalize or on the contrary to unbalance the fluids between the right circuit 15 and the left circuit 13. Identical leaks on both sides will correspond to an identical power brought to the right and left reception motors, so that wheelchair 1 will move in a straight line. A greater return leak in the right circuit 15 will make it possible to bring more hydraulic power to the reception motors on the left side, so that the left wheels will move faster, and the chair will turn to the right. Conversely, a greater return leak in the left circuit 13 will make it possible to bring more hydraulic power to the receiving motors on the right side, so that the right wheels will move faster, and the chair will turn to the left.
  • FIG. 4 there is shown a block diagram of the main components providing propulsion and steering of the wheelchair according to the invention in a reverse configuration.
  • the hydraulic circuit includes a drawer control 26 similar to that 16 in FIG. 3, this control 26 being actuated by means of a lever referenced 27.
  • the outputs of the pumps 11, 12 are here connected by the conduits 27, 28, 29, 30 to the second inputs of the respective receiving motors 24b, 24a, 24d, 24c, so that the corresponding wheels will turn in rear, the wheelchair backing up in a straight line.
  • the user will act on lever 27 to favor the flow on the right side to reverse by veering towards the left, or to privilege the flow on the left side to reverse by veering towards the right.
  • FIG. 5 only the left part of the hydraulic circuit allowing the drive of the left reception motors 24a, 24b has been shown, it being understood that the right part is symmetrical.
  • This figure shows a drawer control configuration 36 allowing, as a function of the position of the control lever not shown, to act on the valves 36a and 36b of the drawer control 36, in order to reverse the direction of the hydraulic flow which attacks the input of each reception engine.
  • the valves 36a, 36b are in the configuration shown, the hydraulic flow coming from the pump 11 arrives at the orifice E2, which corresponds to a first direction of rotation of the receiving motor 24a.
  • FIG. 6 there is shown a summary of the operation of the control of the hydraulic circuit, when all the components are connected as shown in Figures 3 to 5.
  • the drawer controls 16, 26, 36 above are combined into a global control 46 so that they can be actuated by a single global selection lever shown diagrammatically by the broken line 47 making it possible to select forward or reverse, the right turn or the turn to the left.
  • the action on the lever 47 and the effect which results therefrom are summarized in a synthetic manner in the detailed view 6a, which represents the rod of the lever 47 ("Joystick"), and various examples of position, with the movement which results therefrom. results for the wheelchair 1 according to the invention.
  • the invention achieves its objectives, and makes it possible to propose a wheelchair of simple and light structure, since it comprises neither electric batteries, nor brakes, nor gearbox, nor steering gimbals. All the mobility is ensured by a hydraulic circuit allowing to apply the driving energy to the wheels by means of a hydraulic circuit, and this in a selective way.
  • the circulation of hydraulic fluid is ensured by a hydraulic pump actuated by a motor, which is preferably a small thermal engine supplied from a small fuel tank.
  • FIGs 8 to 12 there is shown a wheelchair according to the invention without its wheels and without its covering to better see in particular its front axle; thus, the seat 3 is represented by its structure, here in welded tubes.
  • the front wheels 4b, 4d are rotated by spindles pivotally mounted about a substantially vertical axis, the two pivots 51b, 51 d being connected by a coupling bar 53 by means of steering levers 52b, 52d integral with the pivots 51b, 51 d.
  • the pivots 51b and 51d of the front wheels 4b and 4d have an orientation defining zero casing, the pivot point of the wheels being located transversely to the right of the center of the bearing surface of the tire on the ground; more specifically, with reference to FIGS.
  • the point 56 is not on the trace of the plane passing through the point 55 and perpendicular to the axis 54 of the wheel 4b, but shifted inwards by a distance 59 called offset; this distance 59 is of course, taking into account the angle ⁇ , less than the distance measured parallel to the axis 54 of the point 55 to the vertical plane passing through the center of the pivot 51 d; thanks to this arrangement, the management is self-assisted; in fact, the change of direction being obtained by different speeds of the front wheels, the wheel placed outside the bend faster than the other, the existence of this offset creates by reaction a component of force on the wheel inward, reaction proportional to the speed of rotation of the wheel; thus, the reaction, in a right turn, attached to the left wheel is greater than that which is attached to the right wheel; therefore, the two wheels, connected by the coupling bar 53, are called to turn to the right.
  • the pivots 51b and 51d of the front wheels have an inclination defining a positive flush, the pivot point of the wheels lying longitudinally in front of the center of the bearing surface of the tire on the ground; more precisely, with reference to FIGS. 17 to 19, we see the right front wheel 4d whose axis of rotation 54 is horizontal and carried by a rocket whose pivot 51 has an axis which intersects the running surface at 156, point which is located in front of the point of contact 55 of the wheel with this running surface, by a distance 58; the left front wheel has a symmetrical arrangement; thanks to this, the wheels are automatically returned to the rectilinear position, that is to say in a straight line.
  • the pivot 51 d is in a vertical plane perpendicular to the axis 54 and the offset 159 is slightly greater than the offset 59 of the previous case.
  • FIGS. 12 and 13 show the connecting rods 61, 62 by which the seat 3 is mounted articulated on the chassis 2 so as to be able to occupy at least two positions, a low position, FIG. 12, and a high position, FIG. 13, thanks to the implementation of a hydraulic cylinder 64.

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Abstract

Fauteuil roulant motorisé, comportant des moyens directionnels, lesdits moyens moteurs comportant un moteur actionnant une première pompe hydraulique connectée en série avec un premier circuit hydraulique alimentant à partir d'un réservoir un moteur hydraulique de réception (24b) connecté à une roue gauche (4b), une seconde pompe hydraulique connectée en série avec un second circuit hydraulique alimentant un moteur hydraulique de réception (24d) connecté à la roue droite (4d) située transversalement au droit de ladite roue gauche (4b), et en outre une commande à tiroirs actionnée par un levier, disposée entre les circuits hydrauliques et le réservoir de façon à contrôler l'alimentation en fluide hydraulique des moteurs hydrauliques de réception (24b, 24d) desdites roues gauche (4b) et/ou droite (4d) : les roues avant (4b, 4d) sont portées à rotation par des fusées montées à pivotement autour d'un axe sensiblement vertical, les deux pivots (51b, 51d) étant reliés par une barre d'accouplement (53) par l'intermédiaire de leviers de direction (52b,52d) solidaires des pivots (51b,51d).

Description

" Fauteuil roulant motorisé "
La présente invention concerne un véhicule pour handicapés physiques, du type fauteuil roulant, à usage mixte intérieur/extérieur. Dans l'état actuel de la technique et du savoir-faire de fabrication de véhicules pour handicapés, on connaît plusieurs types de véhicules plus ou moins spécialisés.
Ainsi, on connaît bien sûr le fauteuil roulant classique, comprenant un châssis tubulaire en forme de siège, monté sur un axe recevant deux grandes roues actionnées manuellement par l'utilisateur, et comprenant par ailleurs deux petites roues autodirectionnelles. Ce fauteuil a l'avantage d'être assez léger (généralement entre 10 et 15 Kg) pour pouvoir être manipulé par une personne seule. En outre, il est de dimensions réduites, bien adaptées à un usage en intérieur. Par contre, n'étant pas motorisé, il est d'usage pénible à l'extérieur, surtout sur des terrains inégaux ou pentus. Ainsi, les utilisateurs de ce genre de fauteuil qui souhaitent partir en promenade doivent se contenter d'un rayon d'action limité, ou bien doivent se procurer un second fauteuil plus adapté à un environnement externe.
Le désir de mobilité accrue des handicapés moteurs à l'extérieur a permis le développement de plusieurs types de véhicules plus adaptés à ce genre d'usage. Ainsi, on connaît en particulier des véhicules tels que ceux commercialisés sous la marque "Buggy 2000" par Adam's Systems, ou ceux commercialisés sous la marque "Optimus". Il s'agit en fait d'une petite voiture électrique, composée d'un châssis portant un siège, et comportant un moteur électrique et des batteries d'alimentation, ainsi que divers accessoires et dispositifs de sécurité, tels que des freins, amortisseurs, éclairages, etc.. .
Bien que ce véhicule puisse théoriquement être utilisé à l'intérieur et à l'extérieur, il ne peut guère être emmené en voyage du fait de son poids élevé (plus de 150 kg, voir 250 Kg). L'autonomie de ces véhicules est limitée, et le temps de charge des batteries est de plusieurs heures.
Pour ceux des utilisateurs qui veulent encore augmenter leur mobilité en extérieur, même en milieu naturel, il existe des véhicules moteurs dont le poste de pilotage est conçu pour pouvoir recevoir un fauteuil roulant manuel classique. Un tel véhicule est commercialisé par Aquitaine Concept Tout Terrain, sous la marque " odul'Pro 4x4". Il s'agit là de véritables véhicules à 4 roues motrices, avec un moteur thermique, une transmission automatique, et un poids de l'ordre de 350 Kilogrammes, de sorte qu'ils ne sont pas en eux-mêmes adaptés à un usage mixte, mais l'usage ne devient mixte intérieur/extérieur que par juxtaposition de deux véhicules, et par conséquent , le coût global est bien supérieur aux solutions précédentes.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des fauteuils roulants connus, dans le cadre d'un usage mixte intérieur/extérieur. Plus précisément, un but de l'invention est de proposer un fauteuil roulant de dimensions similaires aux fauteuils manuels bien connus, mais néanmoins motorisé et équipé pour un usage efficace en extérieur, même en terrain naturel, sans que son poids ou son autonomie ne soient pénalisants. Un autre but de la présente invention est de proposer un fauteuil roulant présentant une grande simplicité, un faible nombre de composants, et par conséquent un coût relativement faible.
A cet effet, l'invention concerne un fauteuil roulant motorisé, comportant un châssis, au moins une assise, des moyens moteurs pour déplacer le fauteuil en arrière ou en avant, et des moyens directionnels, lesdits moyens moteurs comportant un moteur actionnant une première pompe hydraulique connectée en série avec un premier circuit hydraulique alimentant à partir d'un réservoir un moteur hydraulique de réception connecté à une roue gauche, une seconde pompe hydraulique connectée en série avec un second circuit hydraulique alimentant un moteur hydraulique de réception connecté à la roue droite située transversalement au droit de ladite roue gauche, et en outre une commande à tiroirs actionnée par un levier, disposée entre les circuits hydrauliques et le réservoir, de façon à contrôler l'alimentation en fluide hydraulique des moteurs hydrauliques de réception desdites roues gauche et/ou droite.
Une disposition de ce genre, appliquée à un petit véhicule utilitaire, est décrite dans le document US-A-4 235 297. Toutefois, les axes de rotation des roues de ce petit véhicule sont fixes par rapport au châssis : dès lors, lors des changements de direction, obtenus en faisant varier les vitesses de rotation des roues de droite et de gauche, les pneumatiques portés par les roues sont amenés à glisser sur le sol ce qui nuit tant à leur longévité qu'au confort de l'usager ; ceci est d'autant plus sensible que les pneumatiques sont larges, de petit diamètre et à basse pression.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients. Selon l'invention, un fauteuil roulant du genre ci-dessus est caractérisé par le fait que les roues avant sont portées à rotation par des fusées montées à pivotement autour d'un axe sensiblement vertical, les deux pivots étant reliés par une barre d'accouplement par l'intermédiaire de leviers de direction solidaires des pivots. Avantageusement, lesdites roues gauche et droite sont les roues avant.
De préférence, les pivots de fusée des roues avant ont une orientation définissant une chasse nulle, le point de pivotement des roues se trouvant transversalement au droit du centre de la surface d'appui du pneu sur le sol.
Avantageusement, les pivots de fusée des roues avant sont inclinés transversalement par rapport à la verticale, leurs axes coupant le sol en un point qui est à une distance inférieure à celle, mesurée parallèlement à l'axe de la roue, du centre de la surface d'appui du pneu au plan vertical passant par le centre du pivot.
En variante, lesdites roues gauche et droite sont les roues arrière. De préférence, les pivots de fusée des roues avant ont une inclinaison définissant une chasse positive, le point de pivotement des roues se trouvant longitudinalement en avant du centre de la surface d'appui du pneu sur le sol.
Avantageusement, les pivots de fusée des roues avant définissent un déport transversal, vers l'intérieur, du point de pivotement des roues par rapport au centre de la surface d'appui du pneu sur le sol.
Selon une autre variante, le premier circuit hydraulique alimente des moteurs hydrauliques de réception connectés à chacune des roues de gauche, et le second circuit hydraulique alimente des moteurs hydrauliques de réception connecté à chacune des roues de droite. Avantageusement, le levier actionnant la commande à tiroirs est muni d'un flexible permettant de commander son actionnement par le menton de l'utilisateur. Pour faire avancer le fauteuil roulant en ligne droite, on actionne le levier de commande de manière à faire avancer au moins une roue de droite et la roue de gauche située transversalement au droit de cette roue de droite simultanément à la même vitesse. Pour faire reculer le fauteuil en ligne droite, on actionne le levier de commande de manière à faire reculer au moins une roue de droite et la roue de gauche située transversalement au droit de cette roue de droite, simultanément à la même vitesse.
Pour faire virer le fauteuil vers la droite en marche avant, on actionne le levier de commande de manière à faire avancer uniquement au moins une roue de gauche, ou une roue de gauche plus vite que la roue de droite située transversalement au droit de cette roue de droite.
Pour faire effectuer un demi-tour au fauteuil, on actionne le levier de commande de manière à faire tourner dans un sens les roues situées d'un même côté, par exemple côté gauche, et dans le sens inverse les roues situées de l'autre côté, côté droit selon l'exemple.
Pour faire virer le fauteuil vers la gauche en marche avant, on actionne le levier de commande de manière à faire avancer uniquement au moins une roue de droite, ou une roue de droite plus vite que la roue de gauche située transversalement au droit de cette roue de droite.
Dans la position des roues avant correspondant à une marche en ligne droite, l'articulation de la barre d'accouplement en bout des leviers de direction est sur la droite qui relie l'axe des pivots et le centre de l'essieu arrière.
La commande à tiroirs est un organe répartiteur commandé par le levier du genre "Joystick" adapté à maîtriser la répartition du fluide hydraulique entre les moteurs hydrauliques de réception de gauche et de droite.
L'organe répartiteur organise une fuite contrôlée du fluide hydraulique vers le réservoir dans chacun des circuits gauche et droit, constituant ainsi un moyen de maîtriser la vitesse de propulsion par action sur l'amplitude des flux de fuite, et la direction de marche par action sur la répartition des flux de fuite entre les côtés gauche et droit.
Avantageusement, le fauteuil roulant comporte en outre un circuit hydraulique supplémentaire pour alimenter un vérin disposé sous le siège du fauteuil, de façon à permettre à l'utilisateur de régler de façon hydraulique la hauteur du siège.
De préférence, le moteur desdits moyens moteurs est un moteur thermique. L'invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins ci-annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente un schéma de principe du fauteuil roulant selon l'invention, en vue du dessus ;
- la figure 2 représente un schéma de principe du fauteuil roulant selon l'invention, en vue de côté ;
- la figure 3 représente un schéma de principe des principaux composants du fauteuil roulant selon l'invention, dans une configuration de marche avant ;
- la figure 4 représente un schéma de principe des principaux composants du fauteuil roulant selon l'invention, dans une configuration de marche arrière ; - la figure 5 représente un schéma de principe des principaux composants du fauteuil roulant selon l'invention, dans une configuration d'inversion entre marche avant et marche arrière ;
- la figure 6 représente un schéma de principe des principaux composants du fauteuil roulant selon l'invention, dans une configuration globale permettant la commande des marche-avant, marche-arrière et gauche-droite ;
- la figure 7 est une vue illustrant la mise en œuvre du levier de la figure 6 ;
- la figure 8 est une vue de face d'un fauteuil suivant l'invention montrant le train avant ; - la figure 9 est une vue de dessus du fauteuil de la figure 8 ;
- la figure 10 est analogue à la figure 9, les roues avant ayant été représentées en virage à droite et, en traits interrompus, en virage à gauche ;
- la figure 11 est analogue à la figure 9, certains éléments tels que siège, moteur, pompes, réservoir, ayant été rajoutés ; - la figure 12 est une vue latérale du fauteuil des figures 8 à 11 ;
- la figure 13 est une vue de côté du fauteuil des figures 8 à 11 montrant le siège en position haute ; - les figures 14 à 16 sont des vues de côté, de devant et de dessous de la roue avant droite motrice ;
- les figures 17 à 19 sont des vues analogues aux figures 14 à 16 dans le cas où la roue avant n'est pas motrice. On se réfère à la figure 1. On a représenté dans cette figure une vue de dessus schématique du fauteuil roulant selon l'invention, référencé 1. Le fauteuil roulant 1 comporte un châssis 2 sur lequel est fixé un siège 3. Sur les figures, le fauteuil ne comporte qu'un siège, mais bien entendu il pourrait comporter plus d'un siège. Le châssis 2 est relié à quatre roues 4a, 4b, 4c et 4d au moyen d'axes de rotation 5 portant chacun un moteur de réception hydraulique respectif 24a, 24b, 24c et 24d solidaires respectivement des roues 4a, 4b, 4c et 4d. Ces moteurs de réception hydrauliques 24a, 24b, 24c, 24d sont par exemple constitués de turbines aptes à transformer l'énergie hydraulique qu'elles reçoivent en énergie mécanique qui est alors communiquée aux roues. Chaque moteur de réception comporte une entrée et une sortie de fluide interchangeables, de sorte que le sens d'arrivée et de sortie du fluide hydraulique détermine le sens de rotation du moteur de réception, et par conséquent de la roue qui lui est liée. De préférence, pour optimiser l'adhérence et le roulage, les roues 4a, 4b, 4c, 4d sont larges, de petit diamètre, et à basse pression. De préférence également, les roues sont montées par clipsage, pour faciliter leur enlèvement et leur remise en place. Ainsi, le fauteuil roulant peut être rangé facilement dans une voiture par une seule personne. Les roues avant sont montées sur des axes articulés, de sorte que les roues soient directionnelles, tout en restant libres, c'est à dire non asservies à une direction. Dans cette configuration, les roues avant sont autostables, c'est à dire qu'elles se remettent en position droite lorsqu'elles ne sont pas entraînées en rotation avant ou arrière.
On a aussi représenté de façon schématique un moteur 6, qui est un moteur thermique, situé par exemple sous ou derrière le siège 3. La transmission d'énergie motrice par ce moteur thermique 6 jusqu'aux roues 4 pour les différentes situations de roulage sera détaillée plus loin. Notons encore la présence d'un organe de commande 7 de type levier (encore appelé "joystick en terminaison anglosaxonne) dont la position actionne une commande à tiroirs (non représentée) et détermine ainsi le sens et la vitesse de rotation des moteurs de réception hydrauliques 24a, 24b, 24c, 24d, et par conséquent celle des roues 4a, 4b, 4c, 4d qu'ils entraînent. De préférence, ou tout au moins en option, on pourra prévoir la possibilité de commander le levier 7 à partir du menton ou de la tête de l'utilisateur, ce qui peut s'avérer utile pour permettre l'utilisation du fauteuil roulant par des personnes tétraplégiques. La réalisation d'un tel déport de commande n'est pas d'une grande difficulté technique, elle peut être réalisée aisément par l'homme du métier, notamment à partir d'un câble de commande flexible ; elle ne sera donc pas décrite en détail. La figure 2, représentant le fauteuil roulant 1 de la figure 1 , mais vu de côté, fait apparaître un réservoir de carburant 8, destiné à l'alimentation du moteur 6, situé par exemple sous le siège 3. On a aussi représenté un mécanisme 9 supportant le siège 3, de façon à ce que celui-ci puisse être réglable en hauteur, et en particulier monté, notamment lorsque l'utilisateur désire s'asseoir ou se relever, et descendu, notamment lorsque l'utilisateur s'apprête à mettre le fauteuil roulant en mouvement.
La figure 3 représente de façon plus détaillée un schéma de principe des principaux composants assurant la propulsion et la direction du fauteuil roulant selon l'invention, dans une configuration de marche avant. On a représenté en trait continu le flux hydraulique sortant de la pompe hydraulique et allant vers les moteurs de réception 24, et en trait interrompu les flux hydrauliques revenant des moteurs de réception 24 vers le réservoir 14. Le moteur 6 représenté de façon schématique possède un axe moteur qui tourne en continu pendant l'utilisation du fauteuil roulant et actionne deux pompes hydrauliques 11 , 12 reliées à un circuit hydraulique 13, 15 qui est établi entre le réservoir 14 de fluide hydraulique et les moteurs de réception 24a, 24b, 24c, 24d qui entraînent les roues. Plus précisément, le circuit hydraulique gauche 13 est établi entre une sortie du réservoir hydraulique 14, la pompe hydraulique 11 , le moteur de réception hydraulique 24 b solidaire de la roue avant gauche 4b, et un moteur de réception hydraulique 24a solidaire de la roue arrière gauche 4a. De façon similaire, le circuit hydraulique droit 15 est établi entre une sortie du réservoir hydraulique 14, la pompe hydraulique 12, le moteur de réception hydraulique 24d solidaire de la roue avant droite 4d, et le moteur de réception hydraulique 24 c solidaire de la roue arrière droite 4c. Entre les deux circuits hydrauliques gauche 13 et droit 15 est connectée une commande à tiroirs actionnée par l'intermédiaire d'un levier ( "Joystick" ) 17 et qui permet ainsi de régler le débit des pompes gauche 11 et droite 12, ce qui revient à régler la vitesse d'avancement respective des roues gauches, d'une part, et droites, d'autre part. Ainsi, le levier 17 actionne une commande à tiroirs qui permet de réguler les flux dans chaque circuit hydraulique 13 ou 15, en fonction de la position du levier 17. De telles commandes à tiroirs sont bien connues dans le domaine de l'hydraulique. Le fonctionnement est alors le suivant : le moteur 6 étant en marche, il actionne les pompes hydrauliques 11 , 12 qui font circuler le fluide hydraulique dans les circuits 13, 15, vers les moteurs de réception 24a, 24b, 24c, 24d, puis de ceux-ci en retour vers le réservoir 14. La commande à tiroirs est connectée aux deux circuits gauche 13 et droit 15 de façon à recevoir en entrée le flux issu des pompes 11 , 12, et en sortie il est connecté au réservoir 14. Ainsi, la commande à tiroirs 16 organise une fuite contrôlée pour ramener le fluide hydraulique vers le réservoir 14 (conduites représentées en trait interrompu). La position du levier 17 va permettre d'égaliser ou au contraire de déséquilibrer les fluides entre le circuit droit 15 et le circuit gauche 13. Des fuites identiques des deux côtés vont correspondre à une puissance identique amené aux moteurs de réception droits et gauches, de sorte que le fauteuil roulant 1 va avancer en ligne droite. Une fuite de retour plus importante dans le circuit droit 15 va permettre d'amener plus de puissance hydraulique aux moteurs de réception du côté gauche, de sorte que les roues gauches vont avancer plus vite, et le fauteuil va virer à droite. Inversement, une fuite de retour plus importante dans le circuit gauche 13 va permettre d'amener plus de puissance hydraulique aux moteurs de réception du côté droit, de sorte que les roues droites vont avancer plus vite, et le fauteuil va virer à gauche.
Sur la figure 4, on a représenté un schéma de principe des principaux composants assurant la propulsion et la direction du fauteuil roulant selon l'invention dans une configuration de marche arrière. Dans cette configuration, le circuit hydraulique comporte une commande à tiroirs 26 similaire à celle 16 de la figure 3, cette commande 26 étant actionnée par l'intermédiaire d'un levier référencé 27. Cependant, les sorties des pompes 11 , 12 sont ici connectées par les conduits 27, 28, 29, 30 aux secondes entrées des moteurs de réception respectifs 24b, 24a, 24d, 24c, de sorte que les roues correspondantes vont tourner en arrière, le fauteuil roulant reculant en ligne droite. Pour virer en arrière vers le côté droit ou vers le côté gauche, l'utilisateur agira sur le levier 27 pour privilégier le débit du côté droit pour reculer en virant vers la gauche, ou pour privilégier le débit du côté gauche pour reculer en virant vers la droite.
Sur la figure 5, seule la partie gauche du circuit hydraulique permettant l'entraînement des moteurs de réception gauches 24a, 24b a été représentée, étant entendu que la partie droite est symétrique. Cette figure montre une configuration de commande à tiroirs 36 permettant, en fonction de la position du levier de commande non représenté, d'agir sur les vannes 36a et 36b de la commande à tiroirs 36, afin d'inverser le sens du flux hydraulique qui attaque l'entrée de chaque moteur de réception. Par exemple, lorsque les vannes 36a, 36b sont dans la configuration représentée, le flux hydraulique issu de la pompe 11 arrive à l'orifice E2, ce qui correspond à un premier sens de rotation du moteur de réception 24a. Inversement, lorsque les vannes 36a, 36b sont dans la configuration inverse de celle représentée, le flux hydraulique issu de la pompe 11 arrive à l'orifice E1 , ce qui correspond au sens de rotation inverse du moteur de réception 24a. Ainsi, il est possible, en fonction de la position du levier de la commande à tiroirs 36, de sélectionner la marche avant ou la marche arrière, qui pour le reste fonctionne comme expliqué en relation avec les figures 3 et 4.
On se réfère maintenant à la figure 6. Dans cette figure, on a représenté une synthèse du fonctionnement de la commande du circuit hydraulique, lorsque tous les composants sont branchés comme indiqué dans les figures 3 à 5. A cet effet, les commandes à tiroirs 16, 26, 36 précédentes sont combinées en une commande globale 46 de façon à pouvoir être actionnées par un seul levier de sélection globale schématisé par le trait interrompu 47 permettant de sélectionner la marche avant ou la marche arrière, le virage à droite ou le virage à gauche. L'action sur le levier 47 et l'effet qui en résulte sont résumés de façon synthétique sur la vue de détail 6a, qui représente la tige du levier 47 ( "Joystick" ), et divers exemples de position, avec le mouvement qui en résulte pour le fauteuil roulant 1 selon l'invention. Ainsi, en poussant le levier 47 en avant (direction référencée AV), on fait avancer le fauteuil roulant en ligne droite. En poussant le levier vers l'arrière et la gauche (direction référencée ARG), on fait se déplacer le fauteuil en biais vers l'arrière et la gauche. Et ainsi de suite pour les autres directions : AVD (avant droite), AVG (avant gauche), ARD (arrière gauche), G (gauche), et D (droite).
De ce qui précède, il résulte que l'invention atteint ses objectifs, et permet de proposer un fauteuil roulant de structure simple et légère, puisqu'il ne comporte ni batteries électriques, ni freins, ni boite de vitesses, ni cardans de direction. Toute la mobilité est assurée par un circuit hydraulique permettant d'appliquer l'énergie motrice aux roues au moyen d'un circuit hydraulique, et ce de façon sélective. La circulation de fluide hydraulique est assurée par une pompe hydraulique actionnée par un moteur, qui est de préférence un petit moteur thermique alimenté à partir d'un petit réservoir de carburant.
Sur les figures 8 à 12, on a représenté un fauteuil roulant selon l'invention sans ses roues et sans son habillage pour mieux voir notamment son train avant ; ainsi, le siège 3 est représenté par sa structure, ici en tubes soudés.
Les roues avant 4b, 4d sont portées à rotation par des fusées montées à pivotement autour d'un axe sensiblement vertical, les deux pivots 51b, 51 d étant reliés par une barre d'accouplement 53 par l'intermédiaire de leviers de direction 52b, 52d solidaires des pivots 51b, 51 d.
Comme cela est montré en traits mixtes sur la figure 9, dans la position des roues avant correspondant à une marche en ligne droite, l'articulation de la barre d'accouplement 53 en bout des leviers de direction 52b, 52d est sur la droite qui relie l'axe des pivots 51b, 51 d et le centre de l'essieu arrière ; ce principe, établi par Jeantaud, permet aux roues de rester en virage tangentes à des courbes ayant un même centre dit centre de virage et ainsi d'éviter un dérapage latéral en virage qui accélère l'usure des pneumatiques.
Ici, les pivots 51b et 51d des roues avant 4b et 4d ont une orientation définissant une chasse nulle, le point de pivotement des roues se trouvant transversalement au droit du centre de la surface d'appui du pneu sur le sol ; plus précisément, en se reportant aux figures 14 à 16, on voit la roue avant droite 4d dont l'axe de rotation 54 est horizontal et porté par une fusée dont le pivot 51 d a un axe qui fait un angle a avec la verticale et qui coupe le plan de roulement en un point 56 situé dans le plan perpendiculaire au plan de roulement passant par le point de contact 55 de la roue avec ce plan de roulement, lequel plan perpendiculaire contient bien entendu ici l'axe 54 de la roue ; ainsi, le pivot 51 d s'étend dans le plan vertical contenant l'axe 54 et passant par le point 55 ; la roue avant gauche a une disposition symétrique ; grâce à cela, le poids du fauteuil rappelle spontanément les roues avant vers leur position en ligne droite.
Comme cela est visible également sur ces figures, le point 56 n'est pas sur la trace du plan passant par le point 55 et perpendiculaire à l'axe 54 de la roue 4b, mais décalé vers l'intérieur d'une distance 59 appelée déport ; cette distance 59 est bien entendu, compte tenu de l'angle α, inférieure à la distance mesurée parallèlement à l'axe 54 du point 55 au plan vertical passant par le centre du pivot 51 d ; grâce à cette disposition, la direction est auto-assistée ; en effet, le changement de direction étant obtenu par des vitesses différentes des roues avant, la roue placée à l'extérieur du virage roulant plus vite que l'autre, l'existence de ce déport crée par réaction une composante d'effort sur la roue vers l'intérieur, réaction proportionnelle à la vitesse de rotation de la roue ; ainsi, la réaction, dans un virage à droite, attachée à la roue gauche est supérieure à celle qui est attachée à la roue droite ; dès lors, les deux roues, reliées par la barre d'accouplement 53, sont appelées à virer à droite.
Bien entendu, ce qui vient d'être dit à propos de la solution à quatre roues motrices est valable pour le cas où seules les roues avant sont motrices.
L'invention s'applique aussi au cas où seules les roues arrière sont motrices ; avantageusement, les pivots 51b et 51 d des roues avant ont une inclinaison définissant une chasse positive, le point de pivotement des roues se trouvant longitudinalement en avant du centre de la surface d'appui du pneu sur le sol ; plus précisément, en se reportant aux figures 17 à 19, on voit la roue avant droite 4d dont l'axe de rotation 54 est horizontal et porté par une fusée dont le pivot 51 d a un axe qui coupe le plan de roulement en 156, point qui est situé en avant du point de contact 55 de la roue avec ce plan de roulement, d'une distance 58 ; la roue avant gauche a une disposition symétrique ; grâce à cela, les roues sont ramenées automatiquement dans la position rectiligne, c'est à dire en ligne droite. Ici, le pivot 51 d est dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe 54 et le déport 159 est légèrement supérieur au déport 59 du cas précédent.
Les figures 12 et 13 montrent les bielles 61 , 62 par lesquelles le siège 3 est monté articulé sur le châssis 2 en sorte de pouvoir occuper au moins deux positions, une position basse, figure 12, et une position haute, figure 13, grâce à la mise en œuvre d'un vérin hydraulique 64.

Claims

REVENDICATIONS
1. Fauteuil roulant motorisé, comportant un châssis (2), au moins une assise (3), des moyens moteurs (6, 11 , 12, 13, 15) pour déplacer le fauteuil en arrière ou en avant, et des moyens directionnels (16, 26, 36, 46), lesdits moyens moteurs comportant un moteur (6) actionnant une première pompe hydraulique (11) connectée en série avec un premier circuit hydraulique (13) alimentant à partir d'un réservoir (14) un moteur hydraulique de réception (24b) connecté à une roue gauche (4a,4b), une seconde pompe hydraulique (12) connectée en série avec un second circuit hydraulique (15) alimentant un moteur hydraulique de réception (24d) connecté à la roue droite (4c,4d) située transversalement au droit de ladite roue gauche (4a,4b), et en outre une commande à tiroirs (16, 26, 36, 46) actionnée par un levier (7, 17, 27, 47), disposée entre les circuits hydrauliques (13, 15) et le réservoir (14) de façon à contrôler l'alimentation en fluide hydraulique des moteurs hydrauliques de réception (24b, 24d) desdites roues gauche (4a,4b) et/ou droite (4c,4d), caractérisé par le fait que les roues avant (4b, 4d) sont portées à rotation par des fusées montées à pivotement autour d'un axe sensiblement vertical, les deux pivots (51b, 51 d) étant reliés par une barre d'accouplement (53) par l'intermédiaire de leviers de direction (52b,52d) solidaires des pivots (51b,51d).
2. Fauteuil roulant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits roues gauche (4b) et droite (4d) sont les roues avant.
3. Fauteuil roulant selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les pivots (51b,51d) de fusée des roues avant (4b,4d) ont une orientation définissant une chasse nulle, le point de pivotement (56) des roues se trouvant transversalement au droit du centre (55) de la surface d'appui du pneu sur le sol.
4. Fauteuil roulant selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les pivots (51b,51d) de fusée des roues avant (4b,4d) sont inclinés transversalement (α) par rapport à la verticale, leurs axes coupant le sol en un point (56) qui est à une distance (59) inférieure à celle, mesurée parallèlement à l'axe (54) de la roue, du centre (55) de la surface d'appui du pneu au plan vertical passant par le centre du pivot (51b, 51d).
5. Fauteuil roulant selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que lesdites roues gauche (4a) et droite (4c) sont les roues arrière.
6. Fauteuil roulant selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les pivots (51b, 51d) de fusée des roues avant (4b,4d) ont une inclinaison définissant une chasse positive (58), le point de pivotement (156) des roues se trouvant longitudinalement en avant du centre (55) de la surface d'appui du pneu sur le sol.
7. Fauteuil roulant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les pivots (51 b,51d) de fusée des roues avant (4b,4d) définissent un déport (59,159) transversal, vers l'intérieur, du point de pivotement (56,156) des roues par rapport au centre (55) de la surface d'appui du pneu sur le sol.
8. Fauteuil roulant selon l'une des revendications 2 à 4 et 7, caractérisé par le fait que le premier circuit hydraulique (13) alimente des moteurs hydrauliques de réception (24a, 24b) connectés à chacune des roues de gauche (4a, 4b), et le second circuit hydraulique (15) alimente des moteurs hydrauliques de réception (24c, 24d) connecté à chacune des roues de droite (4c, 4d).
9. Fauteuil roulant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le levier (7, 17, 27, 47) actionnant la commande à tiroirs (16, 26, 36, 46) est muni d'un flexible permettant de commander son actionnement par le menton de l'utilisateur.
10. Fauteuil roulant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que, pour faire avancer le fauteuil roulant en ligne droite, on actionne le levier (7, 17, 27, 47) de commande de manière à faire avancer au moins une roue de droite (4a, 4b) et la roue de gauche (4c, 4d) située transversalement au droit de cette roue de droite simultanément à la même vitesse.
11. Fauteuil roulant selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que, pour faire reculer le fauteuil en ligne droite, on actionne le levier (7, 17, 27, 47) de commande de manière à faire reculer au moins une roue de droite (4a, 4b) et la roue de gauche (4c, 4d) située transversalement au droit de cette roue de droite, simultanément à la même vitesse.
12. Fauteuil roulant selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que, pour faire virer le fauteuil vers la droite en marche avant, on actionne le levier (7, 17, 27, 47) de commande de manière à faire avancer uniquement au moins une roue de gauche (4c, 4d), ou une roue de gauche (4a, 4b) plus vite que la roue de droite (4c, 4d) située transversalement au droit de cette roue de droite.
13. Fauteuil roulant selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que, pour faire virer le fauteuil vers la gauche en marche avant, on actionne le levier (7, 17, 27, 47) de commande de manière à faire avancer uniquement au moins une roue de droite (4c, 4d), ou une roue de droite (4c, 4d) plus vite que la roue de gauche (4a, 4b) située transversalement au droit de cette roue de droite.
14. Fauteuil roulant selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que, dans la position des roues avant (4b,4d) correspondant à une marche en ligne droite, l'articulation de la barre d'accouplement (53) en bout des leviers de direction (52b, 52d) est sur la droite qui relie l'axe des pivots et le centre de l'essieu arrière.
15. Fauteuil roulant selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que la commande à tiroirs est un organe répartiteur commandé par le levier du genre "Joystick" (7,17,27,47) adapté à maîtriser la répartition du fluide hydraulique entre les moteurs hydrauliques de réception de gauche (24a,24b) et de droite (24c,24d).
16. Fauteuil roulant selon la revendication 15, caractérisé par le fait que l'organe répartiteur organise une fuite contrôlée du fluide hydraulique vers le réservoir (14) dans chacun des circuits gauche (13) et droit (15), constituant ainsi un moyen de maîtriser la vitesse de propulsion par action sur l'amplitude des flux de fuite, et la direction de marche par action sur la répartition des flux de fuite entre les côtés gauche et droit.
17. Fauteuil roulant selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un circuit hydraulique supplémentaire pour alimenter un vérin (9) disposé sous le siège (3) du fauteuil, de façon à permettre à l'utilisateur de régler de façon hydraulique la hauteur du siège (3).
18. Fauteuil roulant selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que le moteur (6) desdits moyens moteurs est un moteur thermique.
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