WO2008141676A1 - Mécanisme de direction, en particulier pour véhicules courts - Google Patents

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WO2008141676A1
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wheel
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François Porcheron
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    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
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    • B62D7/09—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
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    • B62D7/142—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering specially adapted for particular vehicles, e.g. tractors, carts, earth-moving vehicles, trucks
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    • A61G2203/00—General characteristics of devices
    • A61G2203/10—General characteristics of devices characterised by specific control means, e.g. for adjustment or steering
    • A61G2203/14—Joysticks

Definitions

  • the present invention relates to a steering mechanism for orienting the steering wheels of a vehicle relative to the chassis.
  • the present invention particularly relates to a steering mechanism for short vehicles and for which a reduced turning radius is required.
  • the present invention also relates to a disabled wheelchair equipped with such a steering mechanism.
  • the most used steering mechanism in four-wheeled vehicles is known as the Ackermann steering.
  • the Ackermann direction which is not necessary to describe in more detail here, allows the four wheels of the vehicle to orient on the tangents of concentric circles.
  • the turning radius is determined by the distance between the center of the circles and the wheels. The wheels rotate around the same point, which helps to preserve the tires, guarantee optimal grip and reduce noise.
  • the geometry of the Ackermann device is however not perfect and the centers of rotation of the four wheels are not perfectly superimposed.
  • the turning circle depends on the length of the vehicle and in particular the distance between the front axle and the rear axle. If very long vehicles, such as coaches, can make sharp turns, the same can not be said of short vehicles.
  • US4852679 discloses a reduced turning radius steering for an electric wheelchair.
  • the mechanism uses cables to connect the four wheels to the center of the vehicle.
  • the assembly is fragile and the different cables require a large space under the vehicle. This volume can not be used for batteries for example.
  • DE4236786 describes an electric wheelchair steering, allowing a very small turning radius thanks to a cam system.
  • the calculation and machining of cams is complex, and the wear of moving parts in the cams fast.
  • An object of the present invention is therefore to provide an improved steering mechanism with respect to the mechanisms of the prior art, and in particular a device adapted to short vehicles that does not have the defects mentioned above.
  • a steering mechanism for orienting the steering wheels of a vehicle relative to the chassis, comprising: a first vertical axis for a steering wheel, allowing each wheel director to pivot relative to said chassis to change the direction of the vehicle, a linkage for exerting a torque on each steering wheel to rotate about said first vertical axis, a first axis of linear displacement allowing translational movements between the second end of said link and said frame.
  • the first axis of movement makes it possible to move the link to modify the direction of the wheel during the turns.
  • the movable end of the rods can pivot relative to the chassis.
  • the end of the rods can thus move along two axes relative to the chassis.
  • the first axis allows translational movement, for example along a slide, and the second axis allows the slide to pivot relative to the frame.
  • the two degrees of freedom are not independent of each other, or at least not completely independent.
  • the position of the rod along the corresponding slide, or the range of possible positions, depends on the orientation of the slide. This configuration makes it possible to superimpose the turning centers of the four wheels, whatever the turning radius.
  • a second rod not parallel to the wheels constrains the first rod to slide in a defined manner along a slide. This allows the differentiated orientation of the left and right wheels.
  • Figure 1 illustrates a perspective view of a wheelchair with a steering according to the invention, with the wheels straight.
  • Figure 2 is a front view of the chair of Figure 1.
  • Figure 3 is a top view of the chair of Figure 1.
  • Figure 4 illustrates a perspective view of the wheelchair of Figure 1, with the wheels rotated at approximately 45 °.
  • Figure 5 is a front view of the chair of Figure 4.
  • Figure 6 is a top view of the chair of Figure 4.
  • Figure 7 illustrates a perspective view of the wheelchair of Figure 1, with the wheels straight, the seat and the step being disassembled.
  • Figure 8 is a front view of the chair of Figure 7.
  • Figure 9 is a top view of the chair of Figure 7.
  • Figure 10 illustrates a perspective view of the wheelchair of Figure 7, the wheels being rotated at approximately 45 °, the seat and the step being disassembled.
  • Figure 1 1 is a front view of the chair of Figure 10.
  • Figure 12 is a top view of the chair of Figure 10.
  • Figure 13 is a perspective view of the front axle with the wheels straight.
  • Figure 14 is a perspective view of the front axle with the wheels rotated at approximately 45 °.
  • Figure 15 is a top view of the frame and a simplified variant of the steering mechanism, without the suspensions, the wheels being straight.
  • Figure 16 is a perspective view of a portion of the device of Figure 15, corresponding to one of the two axles.
  • Figure 17 is a top view of the frame and a simplified variant of the steering mechanism, without the suspensions, the wheels being rotated at approximately 45 °.
  • Figure 18 is a perspective view of a portion of the device of Figure 17, corresponding to one of the two axles.
  • the figures illustrate a wheelchair with a steering according to the claims.
  • the described mechanism is however applicable to other types of vehicles, including any type of short vehicles requiring a reduced turning circle, including two or four-wheel steering vehicles and two or four-wheel drive.
  • the illustrated wheelchair comprises a seat 16 and steps 18 mounted on a frame and four wheels 1a, 1b, 1c and 1d.
  • the inclination of the seat can preferably be modified using an electric motor not shown.
  • a joystick 19 allows the user to steer the chair with one hand; auxiliary buttons not shown to control ancillary functions, for example to change the inclination and / or height of the seat.
  • the four wheels are driven and each driven by an electric motor 20a, 20b, 20c, 20d.
  • the motors are electrically powered by means of batteries 17 advantageously located beneath the chair 16, on either side of the steering transmission rod 13.
  • An unrepresented control electronics makes it possible to control regardless of the speed of the four wheels 1 as a function of the instructions entered by means of the joystick 19.
  • the electric motors are mounted on the axis of rotation of the wheels and thus rotate with the wheel in turns.
  • the electronic control of the engines makes it possible to impart a speed of the outer wheels greater than the speed of the internal wheels in the turns.
  • the wheels are driven by means of a single central motor. It is of course also possible to drive only the front wheels or the rear wheels.
  • the wheels 1 to 1 d can rotate relative to the chair and the frame, including the transverse cross members 3 and the longitudinal cross member 4, about first vertical axes 2a to 2d respectively, so as to change the direction of the vehicle.
  • the movements of the four wheels are mechanically linked to each other, so that the rotation of a wheel necessarily causes the orientation of the other three wheels to change.
  • a link 5a to 5d is associated with each wheel 1a to 1d respectively.
  • One end of the links is articulately connected to a point 50a to 50d of the corresponding wheel remote from the axis of rotation 20.
  • a link 5 By acting on a link 5 to move the corresponding articulation 50, the wheel orientation is modified 1 and the direction of the vehicle.
  • each link towards the inside of the vehicle, is linked by a pivot 10 to a slider 9.
  • the inner end of each link can thus move with the slider along a rectilinear slide 1 1, along a first axis of linear displacement.
  • the wheels of the vehicle are straight, in the position illustrated for example in Figures 13 or 16, the two slides of the same axle are at the same longitudinal position along the slide. They move in direction opposite in turns, the maximum amplitude of displacements can be limited in both directions.
  • Each slide 1 1 is further connected to the vehicle frame by means of a vertical axis 12a / 12c allowing the slides to rotate in a horizontal plane.
  • the two front slides 1 1a, 1 1b are articulated by means of a common axis 12a in the longitudinal axis of the vehicle; it is the same for the two slides 1 1 c, 11 d of the rear axle, linked to a common axis 12c.
  • the steering mechanism elements associated with each wheel further comprise a second link 6a to 6d.
  • One end of each second link 6 is connected to the corresponding first link 5 by means of a vertical axis 7 allowing the two links to pivot relative to each other.
  • the other end of the second links pivots relative to the cross members 3 of the frame about vertical axes 8.
  • the second links 6 make it possible to force the corresponding first link 5 to slide along the associated slide 11 during rotations of the slides around the axis 12.
  • the two degrees of freedom evoked are therefore not independent of one of the other; a rotation of the end of the rods 6 necessarily involves a translation along the corresponding slide 11.
  • the trajectory traversed by the inner end of the rods 6 when the wheels rotate is therefore the combination of a translation and a rotation related one to the other by the geometry of the system.
  • This arrangement makes it possible to rotate the four wheels around a common turning center; the steering radii of the outer wheels larger than the radii of the internal wheels are observed in the figures.
  • the steering mechanism of the front wheels and the rear wheels is connected through a transmission bar 13.
  • the bar 13 is connected to the pivot 12a by a connecting member 14a, and the rear pivot 12 by a member 14c.
  • the rotations of one of the pivots in one direction are transmitted by the bar 13 to the other pivot which rotates in the opposite direction, so as to steer the wheels of the two axles in opposite directions.
  • the bar 13 is rectilinear and oblique with respect to the longitudinal cross member 4 and the axis of symmetry of the frame.
  • the variant of Figures 1 to 14 uses a bar 13 provided with a double elbow and whose central portion is parallel to the crossbar 4 at least when the wheels are straight, as can be seen for example in Figure 9. This provision makes it possible to reduce the required width in the center of the vehicle for the displacements of the bar 13, and therefore to increase the space available for the batteries 17 on either side of this bar.
  • the rotations of the four wheels are interconnected. It is therefore sufficient to act on a single wheel or on a single element of the steering, for example by means of an electric jack, to rotate the vehicle.
  • the direction is controlled by a jack whose fixed end is connected to the longitudinal bar 4 and the other end movable to the transmission rod 13.
  • the longitudinal position of the jack allows to determine the momentary rotation angle of the wheels. This position can be determined by the command given to the cylinder, or by a sensor measuring the actual position obtained. This information can be used by the electric motor control electronics to change the speed of internal and external wheel rotations during cornering.
  • two separate cylinders are used to control the rotation of the front axle and the rear axle. This variant makes it possible to eliminate the mechanical connection 4 between the two axles. However, using an additional cylinder complicates the order.
  • the transmission bar 13 has the advantage of mechanically linking the rotations of the front wheel with those of the rear wheels.
  • the main components of the steering mechanism including the rods 5 and 6 and the slides 1 1 are mounted horizontally substantially in the same plane as the lower base of the suspension 15.
  • the steering thus remains fixed relative to the wheels when the suspension is actuated, and does not collide with the upper part of the suspension or other elements of the chair.
  • the slides 1 1 are preferably constituted by cylinders of circular section, rather than polygonal, and thus allow the slides 9 and the first links 5 to pivot about the longitudinal axis of the slides 11 during movements of the suspension.
  • the distance between the two slides 1 1 of the same axle is sufficient to avoid any collision between first links or between sliders, even in case of significant movements of the suspension.

Abstract

Mécanisme de direction pour orienter les roues directrices (1a, 1b) d'un véhicule court par rapport au châssis, comprenant un premier axe vertical (2a, 2b) par roue directrice, permettant à chaque roue directrice (1a, 1b) de pivoter par rapport audit châssis (4) et une biellette (5a, 5b) permettant d' exercer un couple sur chaque roue directrice pour la faire pivoter autour dudit premier axe vertical. L'extrémité interne de la biellette peut coulisser le long d'une coulisse rectiligne elle-même montée en rotation par rapport au châssis. Une seconde biellette (6a) non parallèle aux roues contraint la première biellette (5a) à coulisser de manière définie le long d'une coulisse. Ceci permet l'orientation différenciée des roues gauches et droites. Avantage: rayon de braquage très réduit. Application notamment aux chaises électriques pour handicapés.

Description

Mécanisme de direction, en particulier pour véhicules courts
Domaine technique
La présente invention concerne un mécanisme de direction pour orienter les roues directrices d'un véhicule par rapport au châssis. La présente invention concerne en particulier un mécanisme de direction destiné à des véhicules courts et pour lesquels un rayon de braquage réduit est demandé. La présente invention concerne aussi un fauteuil roulant pour handicapés muni d'un tel mécanisme de direction.
Etat de la technique
Le mécanisme de direction le plus employé dans les véhicules à quatre roues est connu sous le nom de direction Ackermann. La direction Ackermann, qu'il n'est pas nécessaire de décrire plus en détail ici, permet aux quatre roues du véhicules de s'orienter sur les tangentes de cercles concentriques. Le rayon de braquage est déterminé par la distance entre le centre des cercles et les roues. Les roues tournent ainsi autour d'un même point, ce qui permet de préserver les pneus, de garantir une adhérence optimale et de réduire le bruit.
La géométrie du dispositif Ackermann n'est cependant pas parfaite et les centres de rotation des quatre roues ne sont pas parfaitement superposés. Par ailleurs, le rayon de braquage dépend de la longueur du véhicule et notamment de la distance entre l'essieu avant et l'essieu arrière. Si des véhicules très longs, par exemple des autocars, peuvent effectuer des virages serrés, il n'en va pas de même des véhicules courts.
De nombreux véhicules courts, notamment des fauteuils roulants pour handicapés ou des véhicules utilitaires tels que petits tracteurs, exigent cependant une grande manœuvrabilité et un rayon de braquage réduit afin de modifier l'orientation du véhicule pratiquement sur place, sans usure excessive des pneumatiques et avec un minimum de bruit. US4852679 décrit une direction à rayon de braquage réduit pour chaise roulante électrique. Le mécanisme emploie des câbles pour relier les quatre roues au centre du véhicule. L'ensemble est fragile et les différents câbles exigent un espace important sous le véhicule. Ce volume ne peut pas être utilisé pour les batteries par exemple.
DE4236786 décrit une direction pour chaise roulante électrique, permettant un rayon de braquage très petit grâce à un système de cames. Le calcul et l'usinage des cames est complexe, et l'usure des pièces mobiles dans les cames rapide.
Un autre mécanisme de direction basé sur des cames est décrit dans US5862874.
D'autres fauteuils roulants sont dirigés en accélérant les roues externes dans les virages, sans les orienter correctement. Ces mécanismes sont simples à réaliser mécaniquement, mais l'électronique de commande des moteurs est plus complexe. Par ailleurs, les pneus mal orientés font un bruit important dans les virages et tendent à s'user rapidement en laissant des marques.
Un but de la présente invention est donc de proposer un mécanisme de direction amélioré par rapport aux mécanismes de l'art antérieur, et en particulier un dispositif adapté aux véhicules courts qui ne présente pas les défauts mentionnés ci-dessus.
Selon l'invention, ces buts sont obtenus au moyen d'un mécanisme de direction selon la revendication indépendante, des variantes de réalisation préférentielles étant indiqués dans les revendications dépendantes.
En particulier, ces buts sont atteints au moyen d'un mécanisme de direction pour orienter les roues directrices d'un véhicule par rapport au châssis, comprenant : un premier axe vertical par roue directrice, permettant à chaque roue directrice de pivoter par rapport audit châssis afin de modifier la direction du véhicule, une biellette permettant d'exercer un couple sur chaque roue directrice pour la faire pivoter autour dudit premier axe vertical, un premier axe de déplacement linéaire permettant des mouvements de translation entre la deuxième extrémité de ladite biellette et ledit châssis.
Le premier axe de déplacement permet de déplacer la biellette pour modifier la direction de la roue dans les virages.
Dans un mode de réalisation préférentiel, l'extrémité mobile des biellettes peut pivoter par rapport au châssis. L'extrémité des biellettes peut ainsi se mouvoir selon deux axes par rapport au châssis. Le premier axe permet un mouvement de translation, par exemple le long d'une coulisse, et le deuxième axe permet à la coulisse de pivoter par rapport au châssis.
Dans un mode de réalisation préférentiel, les deux degrés de liberté ne sont pas indépendants l'un de l'autre, ou du moins pas totalement indépendants. La position de la biellette le long de la coulisse correspondante, ou la gamme de positions possibles, dépend alors de l'orientation de la coulisse. Cette configuration permet d'assurer une superposition des centres de braquage des quatre roues, quel que soit le rayon de braquage.
Dans un mode de réalisation préférentiel, une seconde biellette non parallèle aux roues contraint la première biellette à coulisser de manière définie le long d'une coulisse. Ceci permet l'orientation différenciée des roues gauches et droites.
Brève description des dessins
Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles : La figure 1 illustre une vue en perspective d'un fauteuil roulant muni d'une direction selon l'invention, avec les roues droites.
La figure 2 est une vue de face du fauteuil de la figure 1.
La figure 3 est une vue de dessus du fauteuil de la figure 1.
La figure 4 illustre une vue en perspective du fauteuil roulant de la figure 1, avec les roues tournées à 45° environ.
La figure 5 est une vue de face du fauteuil de la figure 4.
La figure 6 est une vue de dessus du fauteuil de la figure 4.
La figure 7 illustre une vue en perspective du fauteuil roulant de la figure 1, avec les roues droites, le siège et le marchepied étant démonté.
La figure 8 est une vue de face du fauteuil de la figure 7.
La figure 9 est une vue de dessus du fauteuil de la figure 7.
La figure 10 illustre une vue en perspective du fauteuil roulant de la figure 7, les roues étant tournées à 45° environ, le siège et le marchepied étant démonté.
La figure 1 1 est une vue de face du fauteuil de la figure 10.
La figure 12 est une vue de dessus du fauteuil de la figure 10.
La figure 13 est une vue en perspective de l'essieu avant avec les roues droites.
La figure 14 est une vue en perspective de l'essieu avant avec les roues tournées à 45° environ. La figure 15 est une vue de dessus du châssis et d'une variante simplifiée du mécanisme de direction, sans les suspensions, les roues étant droites.
La figure 16 est une vue en perspective d'une portion du dispositif de la figure 15, correspondant à un des deux essieux.
La figure 17 est une vue de dessus du châssis et d'une variante simplifiée du mécanisme de direction, sans les suspensions, les roues étant tournées à 45° environ.
La figure 18 est une vue en perspective d'une portion du dispositif de la figure 17, correspondant à un des deux essieux.
Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
Les figures illustrent un fauteuil roulant muni d'une direction conforme aux revendications. Le mécanisme décrit est cependant applicable à d'autres types de véhicules, notamment à tout type de véhicules courts nécessitant un rayon de braquage réduit, y compris des véhicules à deux ou à quatre roues directrices et à deux ou à quatre roues motrices.
Le fauteuil roulant illustré comporte un siège 16 et des marchepieds 18 montés sur un châssis et quatre roues 1 a, 1 b, 1 c et 1 d. L'inclinaison du siège peut de préférence être modifiée à l'aide d'un moteur électrique non représenté. Un joystick 19 permet à l'utilisateur de diriger le fauteuil d'une seule main ; des boutons auxiliaires non représentés permettent de commander des fonctions annexes, par exemple pour modifier l'inclinaison et/ou la hauteur du siège.
Les quatre roues sont motrices et entraînées chacune par un moteur électrique 20a, 20b, 20c, 2Od. Les moteurs sont alimentés électriquement au moyen de batteries 17 situées avantageusement sous le fauteuil 16, de part et d'autre de la barre de transmission de direction 13. Une électronique de commande non représentée permet de commander indépendamment la vitesse des quatre roues 1 en fonction des consignes introduites à l'aide du joystick 19. Comme on le voit en particulier sur les figures 6 ou 14, les moteurs électriques sont montés sur l'axe de rotation des roues et tournent donc avec la roue dans les virages. Dans une variante préférentielle, la commande électronique des moteurs permet d'impartir une vitesse des roues externes supérieure à la vitesse des roues internes dans les virages.
Dans une variante, les roues sont entraînées au moyen d'un seul moteur central. Il est bien entendu aussi possible d'entraîner uniquement les roues avant ou les roues arrières.
Les roues 1à à 1 d peuvent tourner par rapport au fauteuil et au châssis, constitué notamment des traverses transversales 3 et de la traverse longitudinale 4, autour de premiers axes verticaux 2a à 2d respectivement, de manière à modifier la direction du véhicule. Les mouvements des quatre roues sont liés mécaniquement entre eux, en sorte que la rotation d'une roue entraîne nécessairement la modification de l'orientation des trois autres roues.
Une biellette 5a à 5d est associée à chaque roue 1 a à 1 d respectivement. Une extrémité des biellettes est liée de façon articulée à un point 50a à 50d de la roue correspondante distant de l'axe de rotation 20. En agissant sur une biellette 5 pour déplacer l'articulation 50 correspondante, on modifie l'orientation de la roue 1 et la direction du véhicule.
L'autre extrémité de chaque biellette, vers l'intérieur du véhicule, est liée par un pivot 10 à un coulisseau 9. L'extrémité intérieure de chaque biellette peut ainsi se déplacer avec le coulisseau le long d'une coulisse 1 1 rectiligne, selon un premier axe de déplacement linéaire. Lorsque les roues du véhicule sont droites, dans la position illustrée par exemple sur les figures 13 ou 16, les deux coulisseaux d'un même essieu se trouvent à la même position longitudinale le long de la coulisse. Ils se déplacent en sens opposé dans les virages, l'amplitude maximale des déplacements pouvant être limitée dans les deux sens.
Chaque coulisse 1 1 est en outre liée au châssis du véhicule au moyen d'un axe vertical 12a / 12c permettant aux coulisses de pivoter dans un plan horizontal. Dans l'exemple de mode de réalisation illustré, les deux coulisses avant 1 1a, 1 1 b sont articulées au moyen d'un axe commun 12a dans l'axe longitudinal du véhicule ; il en va de même des deux coulisses 1 1 c, 11 d de l'essieu arrière, liées à un axe commun 12c.
Cette disposition permet donc aux extrémités des biellettes de l'essieu avant respectivement arrière de pivoter autour des axes 12a respectivement 12c. Ces axes de rotation constituent un deuxième degré de liberté pour les déplacements de l'extrémité intérieure des biellettes. Les figures 14 ou 17 par exemple permettent d'observer que les coulisses 11 de chaque essieu tournent dans le même sens que les roues de l'essieu correspondant, l'angle de rotation étant cependant différent.
La rotation des coulisses 1 1 de chaque essieu autour d'axes verticaux 12a, 12c communs permet en outre de lier mécaniquement les rotations des deux roues de chaque essieu ; le pivotement d'une roue entraîne la rotation de la coulisse correspondante autour de l'axe 12, puis le pivotement de l'autre roue du même essieu.
Les éléments du mécanisme de direction associés à chaque roue comportent en outre une seconde biellette 6a à 6d. Une extrémité de chaque seconde biellette 6 est liée à la première biellette 5 correspondante au moyen d'un axe vertical 7 permettant aux deux biellettes de pivoter l'une par rapport à l'autre. L'autre extrémité des secondes biellettes pivote par rapport aux traverses 3 du châssis autour d'axes verticaux 8.
Les deuxièmes biellettes 6 permettent de forcer la première biellette 5 correspondante à coulisser le long de la coulisse 11 associée lors de rotations des coulisses autour de l'axe 12. Les deux degrés de liberté évoqués ne sont donc pas indépendants l'un de l'autre ; une rotation de l'extrémité des biellettes 6 entraîne nécessairement une translation le long de la coulisse correspondante 11. La trajectoire parcourue par l'extrémité interne des biellettes 6 lorsque les roues tournent est donc la combinaison d'une translation et d'une rotation liées l'une à l'autre par la géométrie du système. Cette disposition permet de faire tourner les quatre roues autour d'un centre de braquage commun ; on observe sur les figures les rayons de braquage des roues externes plus grands que les rayons des roues internes.
Le mécanisme de direction des roues avant et des roues arrières est lié au travers d'une barre de transmission 13. La barre 13 est liée au pivot 12a par un élément de liaison 14a, et au pivot arrière 12 par un élément 14c. Les rotations d'un des pivots dans un sens sont transmises par la barre 13 à l'autre pivot qui tourne en sens opposé, de manière à braquer les roues des deux essieux en sens opposé. Sur la variante des figures 15 à 18, la barre 13 est rectiligne et oblique par rapport à la traverse longitudinale 4 et à l'axe de symétrie du châssis. La variante des figures 1 à 14 emploie en revanche une barre 13 muni d'un double coude et dont la portion centrale est parallèle à la traverse 4 au moins lorsque les roues sont droites, comme on le voit par exemple sur la figure 9. Cette disposition permet de réduire l'a largeur requise au centre du véhicule pour les déplacements de la barre 13, et donc d'augmenter la place disponible pour les batteries 17 de part et d'autre de cette barre.
Comme indiqué plus haut, les rotations des quatre roues sont liées entre elles. Il suffit donc d'agir sur une seule roue ou sur un seul élément de la direction, par exemple au moyen d'un vérin électrique, pour faire tourner le véhicule. Dans une variante préférentielle de l'invention, la direction est commandée par un vérin dont une extrémité fixe est liée à la barre longitudinale 4 et l'autre extrémité mobile à la barre de transmission 13. La position longitudinale du vérin permet de déterminer l'angle de rotation momentané des roues. Cette position peut être déterminée par la commande qui donnée au vérin, ou par un capteur mesurant la position effective obtenue. Cette information peut être employée par l'électronique de commande des moteurs électriques pour modifier la vitesse de rotations des roues internes et externes dans les virages. Dans une variante, deux vérins distincts sont employés pour commander la rotation de l'essieu avant et de l'essieu arrière. Cette variante permet de supprimer la liaison mécanique 4 entre les deux essieux. Emploier un vérin additionnel complique cependant la commande.
La barre de transmission 13 a l'avantage de lier mécaniquement les rotations de la roue avant avec celles des roues arrières. Il est cependant aussi possible d'actionner la direction avant indépendamment de la direction arrière, par exemple afin de n'actionner la direction arrière que dans les virages serrés et/ou lorsque la vitesse est réduite. Il est aussi possible dans le cadre de l'invention d'appliquer le mécanisme de direction à des véhicules comprenant uniquement deux roues directrices.
Comme on peut l'observer par exemple sur les figures 2, 13 ou 14, les principaux composants du mécanisme de direction, notamment les biellettes 5 et 6 ainsi que les coulisseaux 1 1 sont montés horizontalement sensiblement dans le même plan que la base inférieure de la suspension 15. La direction reste ainsi fixe par rapport aux roues lorsque la suspension est actionnée, et n'entre pas en collision avec la partie supérieure de la suspension ou d'autres éléments du fauteuil. Les coulisses 1 1 sont de préférence constituées par des cylindres de section circulaire, plutôt que polygonal, et permettent ainsi aux coulisseaux 9 et aux premières biellettes 5 de pivoter autour de l'axe longitudinal des coulisses 11 lors de mouvements de la suspension. A cet effet, la distance entre les deux coulisses 1 1 d'un même essieu est suffisante pour éviter toute collision entre premières biellettes ou entre coulisseaux, même en cas de mouvements importants de la suspension.
Liste des numéros de référence employés
Centre de rotation du véhicule Roues Premier axe vertical de pivotement des roues Traverses transversale Traverse longitudinale Biellettes Liaison biellette-roue Seconde biellette Troisièmes axes verticaux Quatrièmes axes verticaux Coulisseaux Axes biellettes-coulisseaux Coulisses Deuxièmes axes coulisses-traverses Barre de transmission avant-arrière Liaison axe-barre de transmission Mécanisme de suspension Siège Batteries Appuie-pieds Joystick Moteurs électriques

Claims

Revendications
1. Mécanisme de direction pour orienter les roues directrices (1) d'un véhicule par rapport au châssis, comprenant : un premier axe vertical (2) par roue directrice, permettant à chaque roue directrice (1) de pivoter par rapport audit châssis (3, 4), une biellette (5) permettant d'exercer un couple sur chaque roue directrice pour la faire pivoter autour dudit premier axe vertical, caractérisé par un premier axe de déplacement linéaire (11) permettant des mouvements de translation entre la deuxième extrémité de ladite biellette (5) et ledit châssis..
2. Le mécanisme de la revendication 1, dans lequel ladite deuxième extrémité de ladite biellette (5) est montée de manière coulissante le long d'une coulisse (1 1) rectiligne liée audit châssis.
3. Le mécanisme de l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la deuxième extrémité de ladite biellette (5) peut coulisser selon un axe parallèle à la direction longitudinale du véhicule lorsque les roues sont droites.
4. Le mécanisme de l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par un deuxième axe (12) permettant à la deuxième extrémité de ladite biellette (5) de pivoter par rapport au châssis.
5. Le mécanisme de l'une des revendications 1 à 4, ladite deuxième extrémité de ladite biellette (5) étant montée de manière coulissante le long d'une coulisse (11) rectiligne liée audit châssis, ladite coulisse (1 1) étant liée audit châssis au moyen d'un deuxième axe vertical (12) lui permettant de pivoter par rapport à ladite traverse (3).
6. Le mécanisme de l'une des revendications 4 à 5, dans lequel les deux roues d'un même essieu du véhicule sont liées chacune à une biellette (5) et à une coulisse (1 1), les deux coulisses (1 1) du même essieu étant articulées par rapport à ladite traverse autour d'un deuxième axe vertical (12) commun.
7. Le mécanisme de l'une des revendications 1 à 6, comprenant des éléments (6) pour forcer dans un virage l'extrémité d'au moins une biellette (5) associée à une roue extérieure à se déplacer selon ledit premier axe de déplacement linéaire (1 1), de manière à réduire l'amplitude du pivotement de la roue extérieure.
8. Le mécanisme de l'une des revendications 1 à 7, comprenant une seconde biellette (6) pour contraindre ladite deuxième extrémité de ladite première biellette (5) à occuper une position prédéfinie le long dudit premier axe de déplacement linéaire, ladite position variant dans les virages.
9. Le mécanisme de l'une des revendications 1 à 8 comprenant : une seconde biellette (6) par roue directrice, ladite seconde biellette comprenant deux extrémités, un troisième axe vertical (7) permettant à ladite seconde biellette (6) de pivoter par rapport à ladite biellette (5), un quatrième axe vertical (8) permettant à ladite seconde biellette de pivoter par rapport au châssis.
10. Le mécanisme de l'une des revendications 4 à 9, dans lequel lesdites coulisses (1 1) pivotent dans les virages dans le même sens que lesdites roues l'angle de rotation des coulisses étant différent de l'angle de rotation des roues associées.
1 1. Le mécanisme de l'une des revendications 1 à 10, comportant quatre dites roues directrices (1), chaque roue directrice étant associée à desdites biellettes (5) et à desdites coulisses (1 1).
12. Le mécanisme de la revendication 1 1, comportant une barre de transmission (13) pour transmettre les rotations entre les roues avant et les roues arrières.
13. Le mécanisme de la revendication 12, ladite barre de transmission comportant une barre longitudinale (13) dont une extrémité est associée au dit deuxième axe (12) de l'essieu avant tandis que l'autre extrémité est associée au dit deuxième axe (12) de l'essieu arrière.
14. Le mécanisme de l'une des revendications 12 ou 13, ladite barre de transmission (13) étant munie d'un double coude, la portion centrale de ladite barre de transmission étant agencée pour se déplacer longitudinalement lors des changements d'orientation des roues.
15. Le mécanisme de l'une des revendications 1 à 14, comportant une suspension (15) associée à chaque roue, ladite biellette (5) étant liée à la partie inférieure de ladite suspension en contact avec les roues (1).
16. Le mécanisme de la revendication 15, ledit premier axe de déplacement linéaire (1 1) comportant une tige cylindrique permettant des rotations de ladite première biellette (5) autour de l'axe longitudinal de ladite tige lors des mouvements de ladite suspension.
17. Le mécanisme de l'une des revendications 1 à 16, comportant un vérin linéaire pour actionner la rotation desdites roues.
18. Le mécanisme de la revendication 17, une des extrémités du vérin étant associée audit châssis (4) et l'autre extrémité à une barre (13) longitudinale associée audit deuxième axe (12).
19. Le mécanisme de l'une des revendications 1 à 18, comportant un moteur électrique (20) par roue (1), ledit moteur pivotant avec la roue associée dans les virages.
20. Le mécanisme de la revendication 19, dans lequel la vitesse de rotation des moteurs électriques (20) est contrôlée électroniquement de manière à faire tourner les roues extérieures plus rapidement que les roues intérieures dans les virages.
21. Fauteuil roulant, notamment pour handicapés, comportant une direction selon l'une des revendications 1 à 20.
22. Le fauteuil roulant de la revendication 21, comportant un siège (16) et des batteries électriques (17) pour l'entraînement électrique des roues (1), lesdites batteries étant disposées sous le siège, de part et d'autre de la barre de transmission (13) entre la direction des roues avant et des roues arrières.
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