FR3133363A3

FR3133363A3 - Secure freestanding vehicle

Info

Publication number: FR3133363A3
Application number: FR2202132A
Authority: FR
Inventors: Franck Guigan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-03-11
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2023-09-15

Abstract

L’invention est un véhicule autostable dont l’équilibre est assuré non pas par le moteur entraînant sa ou ses roues, mais par un moteur déplaçant un support de charge vers l’avant ou vers l’arrière du châssis. La vitesse du véhicule est déterminée non pas par l’inclinaison vers l’avant ou vers l’arrière du véhicule, mais par une commande indépendante. Cela permet en particulier des freinages plus sûrs et plus importants puisque le polygone de sustentation s’avance pour que la force de freinage à laquelle le centre de gravité du véhicule est soumise continue à passer par ce polygone de sustentation, ce qui n’était pas le cas des véhicules autostables de l’art antérieur. Figure de l’abrégé : Fig. 3The invention is a self-stable vehicle whose balance is ensured not by the motor driving its wheel(s), but by a motor moving a load support towards the front or rear of the chassis. Vehicle speed is determined not by the forward or rearward tilt of the vehicle, but by an independent control. This allows in particular safer and greater braking since the support polygon moves forward so that the braking force to which the center of gravity of the vehicle is subjected continues to pass through this support polygon, which was not the case of freestanding vehicles of the prior art. Abstract figure: Fig. 3

Description

Secure freestanding vehicle

L’invention est un véhicule autostable (aussi connu sous le terme « véhicule à stabilité dynamique ») à un seul essieu comportant une ou deux roues.The invention is a self-stable vehicle (also known as a “dynamic stability vehicle”) with a single axle comprising one or two wheels.

On connait des véhicules à un seul essieu comportant une ou deux roues dont une électronique de commande fait varier la vitesse du moteur entrainant la ou les roues en fonction de l’inclinaison du châssis du véhicule.We know of single-axle vehicles comprising one or two wheels whose control electronics vary the speed of the motor driving the wheel(s) as a function of the inclination of the vehicle chassis.

De tels véhicules sont décrits dans les documents US6561294B1 de Dean KAMEN [US] et Al du 3-05-2003, EP1986910A2 de Janick SIMERAY [FR] du 31-05-2007, et US2015251714 (A1) de Franck GUIGAN [FR] du 10-09-2015.Such vehicles are described in documents US6561294B1 by Dean KAMEN [US] and Al of 05/3/2003, EP1986910A2 by Janick SIMERAY [FR] of 05/31/2007, and US2015251714 (A1) by Franck GUIGAN [FR] of 10-09-2015.

Une version particulière de ces véhicules est décrite dans le document US7273116B2 de Dean KAMEN [US] et Al du 25-09-2007, qui décrit un véhicule comportant un support de charge couplé au châssis pour permettre la variation de la position du centre de gravité dans le plan avant-arrière, mais cette variation n’est pas utilisée pour stabiliser dynamiquement le véhicule, la stabilisation dynamique étant toujours fournie par le moteur faisant tourner les roues du véhicule en réponse à la position de son centre de gravité.A particular version of these vehicles is described in document US7273116B2 by Dean KAMEN [US] et Al dated 09/25/2007, which describes a vehicle comprising a load support coupled to the chassis to allow variation of the position of the center of gravity in the front-to-back plane, but this variation is not used to dynamically stabilize the vehicle, dynamic stabilization still being provided by the engine rotating the vehicle's wheels in response to the position of its center of gravity.

Technical problem

Les véhicules autostables de l’art antérieur présentent un inconvénient important qui est que, lorsqu’ils rencontrent un obstacle, ils ont tendance à s’incliner vers l’avant, ce qui provoque l’accélération de leur moteur. Il en résulte des accidents.The freestanding vehicles of the prior art have a significant drawback which is that, when they encounter an obstacle, they tend to tilt forward, which causes their engine to accelerate. This results in accidents.

Un modèle standard à grandes roues peut franchir un obstacle de quelques cm, mais au-delà de cette hauteur, il bute, s’arrête, et l’énergie cinétique acquise par la charge bascule vers l’avant.A standard model with large wheels can overcome an obstacle of a few cm, but beyond this height, it stumbles, stops, and the kinetic energy acquired by the load tilts forward.

L’objectif de la présente invention est de remédier à ce problème.The objective of the present invention is to remedy this problem.

L’invention sera bien comprise, et d’autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, laquelle est illustrée par les figures 1 à 4.The invention will be well understood, and other aims, advantages and characteristics thereof will appear more clearly on reading the description which follows, which is illustrated by Figures 1 to 4.

représente un véhicule selon l’invention qui n’est soumis ni à une accélération ni à un freinage. represents a vehicle according to the invention which is neither subject to acceleration nor to braking.

représente un véhicule selon l’invention qui est soumis à une accélération. represents a vehicle according to the invention which is subjected to acceleration.

représente un véhicule selon l’invention qui est soumis à un freinage. represents a vehicle according to the invention which is subjected to braking.

représente un véhicule selon l’invention qui est soumis à un freinage brusque, ou qui n’est pas alimenté en énergie. represents a vehicle according to the invention which is subjected to sudden braking, or which is not supplied with energy.

La présente invention est un véhicule comportant :
- un châssis 1,
- une roue 3 tournant autour d’un axe 4 solidaire dudit châssis,
- un premier moteur pour entraîner en rotation ladite roue, afin de déplacer ledit véhicule,
- un support de charge 2 pouvant se déplacer vers l’avant ou vers l’arrière dudit châssis,
- et un second moteur pour déplacer ledit support de charge,
caractérisé en ce que qu’il est stabilisé dynamiquement non pas par ledit premier moteur mais par le dit second moteur, en réponse à la position du centre de gravité du véhicule.The present invention is a vehicle comprising:
- a chassis 1,
- a wheel 3 rotating around an axis 4 secured to said chassis,
- a first motor for rotating said wheel, in order to move said vehicle,
- a load support 2 which can move towards the front or towards the rear of said chassis,
- and a second motor to move said load support,
characterized in that it is dynamically stabilized not by said first motor but by said second motor, in response to the position of the center of gravity of the vehicle.

Detailed description of the invention

Lorsqu’un véhicule de l’art antérieur est incliné vers l’avant, une électronique de commande provoque son accélération, tandis qu’elle provoque son freinage lorsqu’il est incliné vers l’arrière.When a prior art vehicle is tilted forward, control electronics cause it to accelerate, while it causes it to brake when it is tilted backwards.

Selon la présente invention, l’électronique de commande a pour effet non pas d’accélérer ou freiner le moteur entraînant la ou les roues du véhicule en fonction de son inclinaison, mais d’avancer ou de reculer un support de charge 2 qui peut se déplacer vers l’avant ou vers l’arrière du châssis 1.According to the present invention, the control electronics have the effect not of accelerating or braking the motor driving the wheel(s) of the vehicle depending on its inclination, but of moving forward or backward a load support 2 which can be moved forward or backward. move towards the front or rear of the chassis 1.

L’utilisateur peut choisir librement la vitesse de rotation des roues et donc la vitesse de déplacement du véhicule avec une commande manuelle.The user can freely choose the rotation speed of the wheels and therefore the speed of movement of the vehicle with a manual control.

Il peut commander manuellement le déplacement vers l’avant ou vers l’arrière du support de charge, mais avantageusement ce second moteur est commandé par un ordinateur programmé pour répondre à la position du centre de gravité du véhicule.It can manually control the forward or rearward movement of the load support, but advantageously this second motor is controlled by a computer programmed to respond to the position of the center of gravity of the vehicle.

Il peut l’être pour déplacer le support de charge 2 de telle sorte que le châssis ou le support de charge, au choix, conserve la même inclinaison par rapport à l’horizontale lorsque l’accélération positive ou négative à laquelle est soumis le véhicule varie, mais dans une autre option, cet ordinateur peut être programmé de telle sorte que la droite reliant le centre de gravité de l’ensemble formé par le support de charge 2 et la charge au point de contact entre la roue et le sol soit alignée avec le vecteur de forces s’appliquant au véhicule et à sa charge.It can be used to move the load support 2 so that the chassis or the load support, as desired, maintains the same inclination relative to the horizontal when the positive or negative acceleration to which the vehicle is subjected varies, but in another option, this computer can be programmed so that the line connecting the center of gravity of the assembly formed by the load support 2 and the load at the point of contact between the wheel and the ground is aligned with the vector of forces applying to the vehicle and its load.

Ainsi, lorsque l’utilisateur choisit de freiner, le support de charge 2 recule, et inversement, lorsqu’il choisit d’accélérer, le support de charge 2 avance. La stabilité de l’ensemble est ainsi assurée dynamiquement d’une façon beaucoup plus logique et sécurisée.Thus, when the user chooses to brake, the load support 2 moves backwards, and conversely, when the user chooses to accelerate, the load support 2 moves forward. The stability of the whole is thus ensured dynamically in a much more logical and secure manner.

Lors d’un freinage très important ou brusque, la partie arrière du support de charge peut même toucher le sol jusqu’à frotter contre lui, comme représenté à la , ce qui augmente la puissance de freinage. Un patin en caoutchouc 5 peut être fixé sur la partie arrière du support de charge.During very heavy or sudden braking, the rear part of the load support can even touch the ground to the point of rubbing against it, as shown in , which increases braking power. A rubber pad 5 can be attached to the rear part of the load support.

Le véhicule comporte avantageusement une position de repos dans laquelle une extrémité dudit support de charge touche le sol. Cette position peut être celle représentée à la . C’est dans une des deux positions de repos possibles qu’il peut le plus facilement être utilisé lorsqu’il est muni d’un accessoire de manutention comme une grue, un cric ou tout moyen de manutention ou outillage.The vehicle advantageously includes a rest position in which one end of said load support touches the ground. This position can be the one represented in . It can most easily be used in one of the two possible rest positions when equipped with a handling accessory such as a crane, a jack or any handling means or tool.

Lorsqu’aucun de ses moteurs n’est alimenté en énergie, le véhicule est avantageusement placé en position de repos. Il est alors totalement stable, et l’utilisateur peut facilement monter sur le support de charge ou poser une charge sur le véhicule.When none of its motors are supplied with energy, the vehicle is advantageously placed in the rest position. It is then completely stable, and the user can easily climb onto the load support or place a load on the vehicle.

Le véhicule selon l’invention est avantageusement muni d’un programme informatique faisant avancer ou reculer selon le cas le support de charge jusqu’à ce qu’il soit en équilibre sur sa ou ses roues.The vehicle according to the invention is advantageously equipped with a computer program causing the load support to move forward or backward, depending on the case, until it is in balance on its wheel(s).

Ce programme informatique peut être lancé automatiquement dès que le véhicule est alimenté en énergie ou qu’il reçoit une charge (comme par exemple la pression des pieds du pilote sur le support de charge) ou manuellement pour faire avancer le support de charge jusqu’à ce que le véhicule soit en équilibre sur sa ou ses roues. On note la position du support de charge comme étant celle dite position d’équilibre à utiliser lorsque le véhicule n’est soumis à aucune accélération. Ce mouvement du support de charge peut par exemple être provoqué par l’augmentation de la force reliant le support de charge au châssis, de telle sorte que le véhicule quitte sa position de repos dès qu’une charge est posée sur le support de charge. Dans le cas où la charge est une personne, c’est le fait que la personne monte sur le véhicule qui provoque ce passage de la position de repos à la position d’équilibrage dynamique par déplacement du support de charge. Avantageusement, un certain délai peut être prévu entre le moment de l’augmentation de la force reliant le support de charge au châssis et le déplacement du support de charge pour être certain que la charge soit complètement installée sur le véhicule. Le déplacement pendant cette période peut avantageusement être lent pour éviter de déséquilibrer l’utilisateur.This computer program can be launched automatically as soon as the vehicle is supplied with energy or receives a load (such as the pressure of the driver's feet on the load support) or manually to advance the load support until ensure that the vehicle is balanced on its wheel(s). We note the position of the load support as being the so-called equilibrium position to be used when the vehicle is not subject to any acceleration. This movement of the load support can for example be caused by the increase in the force connecting the load support to the chassis, such that the vehicle leaves its rest position as soon as a load is placed on the load support. In the case where the load is a person, it is the fact that the person climbs on the vehicle which causes this transition from the rest position to the dynamic balancing position by movement of the load support. Advantageously, a certain delay can be provided between the moment of the increase in the force connecting the load support to the chassis and the movement of the load support to ensure that the load is completely installed on the vehicle. The movement during this period can advantageously be slow to avoid unbalancing the user.

Une autre méthode peut consister à noter comme position dite d’équilibre, à utiliser lorsque le véhicule n’est soumis à aucune accélération, celle dans laquelle ce support de charge a une inclinaison déterminée par rapport à l’horizontale.Another method may consist of noting as the so-called equilibrium position, to be used when the vehicle is not subject to any acceleration, that in which this load support has a determined inclination relative to the horizontal.

Dans les deux cas, le support de charge est déplacé automatiquement par son moteur pour rétablir cette position dite d’équilibre, quelle que soit l’accélération positive ou négative à laquelle est soumis le véhicule.In both cases, the load support is automatically moved by its motor to restore this so-called equilibrium position, regardless of the positive or negative acceleration to which the vehicle is subjected.

Un véhicule selon l’invention peut comporter une ou plusieurs roues. Il peut comporter un guidon auquel peut se tenir l’utilisateur. Dans le cas d’un véhicule à deux roues, ce guidon peut être mobile et utilisé pour gérer la direction de déplacement du véhicule en faisant varier la vitesse relative des deux roues.A vehicle according to the invention may include one or more wheels. It may include a handlebar that the user can hold on to. In the case of a two-wheeled vehicle, this handlebar can be mobile and used to manage the direction of movement of the vehicle by varying the relative speed of the two wheels.

Il peut aussi comporter un ou plusieurs sièges et une ou plusieurs carrosseries.It may also include one or more seats and one or more bodies.

Les roues peuvent être munies de tous types de chenilles, comme celles décrites par exemple dans le document US2015251714 (A1) précité.The wheels can be fitted with all types of tracks, such as those described for example in the aforementioned document US2015251714 (A1).

Le véhicule selon l’invention peut être piloté par un moyen de commande relié par fil ou par radio. Ce moyen de commande peut être manœuvré manuellement ou par un ordinateur, Avantageusement, la commande de vitesse du véhicule est déterminée par l’inclinaison d’un boitier de commande que le pilote peut fixer sur lui. Ce boitier peut aussi déterminer la direction d’un véhicule à deux roues par son inclinaison latérale.The vehicle according to the invention can be controlled by a control means connected by wire or by radio. This control means can be operated manually or by a computer. Advantageously, the speed control of the vehicle is determined by the inclination of a control box that the driver can attach to it. This box can also determine the direction of a two-wheeled vehicle by its lateral inclination.

Un véhicule selon l’invention peut être un robot servant à transporter une ou plusieurs personnes et/ou des charges. Son fonctionnement peut être totalement automatisé. Le support de charge peut être muni d’un tapis roulant pour charger des charges en se glissant sous elles et les décharger ensuite à un autre endroit.A vehicle according to the invention can be a robot used to transport one or more people and/or loads. Its operation can be completely automated. The load carrier may be equipped with a conveyor belt to load loads by sliding under them and then unload them at another location.

Dans une version préférée, le véhicule ne dispose que d’une seule roue, et le support de charge comporte deux parties situées de part et d’autre de la roue. Ces supports de charge servent de support aux pieds du pilote, et peuvent avantageusement être repliés en position verticale pour occuper peu de place en position de rangement. Une poignée est avantageusement placée à l’une des extrémités du support de charge pour pouvoir transporter le véhicule manuellement en le faisant rouler sur sa roue et en le tirant ou le poussant avec cette poignée.In a preferred version, the vehicle has only one wheel, and the load support has two parts located on either side of the wheel. These load supports serve as support for the pilot's feet, and can advantageously be folded into a vertical position to take up little space in the storage position. A handle is advantageously placed at one end of the load support to be able to transport the vehicle manually by rolling it on its wheel and pulling or pushing it with this handle.

Tous les types de liaisons entre châssis et support de charte qui sont décrits dans le document US7273116B2 précité peuvent être utilisés. Il est particulièrement avantageux que le support de charge s’incline vers l’arrière lorsqu’il se déplace vers l’arrière, de façon à reculer d’avantage le centre de gravité. Pour la même raison, il peut être avantageux que le support de charge s’incline vers l’avant lorsqu’il se déplace vers l’avant, mais c’est moins important car l’accélération négative due à un freinage d’urgence peut être plus importante que l’accélération positive due à une augmentation de vitesse du véhicule.All types of connections between chassis and charter support which are described in the aforementioned document US7273116B2 can be used. It is particularly advantageous if the load carrier tilts backwards when moving backwards, so as to further shift the center of gravity. For the same reason, it may be advantageous for the load carrier to tilt forward when moving forward, but this is less important because negative acceleration due to emergency braking can be greater than the positive acceleration due to an increase in vehicle speed.

Applications

Les principales applications de la présente invention sont toutes celles des véhicules servant au transport de personnes et/ou de marchandises.The main applications of the present invention are all those of vehicles used for the transport of people and/or goods.

Elles sont aussi tous les robots devant pouvoir être déplacés sur commande d’un opérateur ou d’un ordinateur.They are also all robots that must be able to be moved on command from an operator or a computer.

Une application particulière concerne le transport des automobiles. Le véhicule dispose alors de deux roues latérales, et l’automobile est chargée sur le support de charge placé dans la position représentée à la . Elle peut donc être ensuite déplacée à l’intérieur d’un parking ou dans une ville en cas d’enlèvement par la fourrière ou en cas de panne...A particular application concerns the transport of automobiles. The vehicle then has two side wheels, and the automobile is loaded on the load support placed in the position shown in . It can therefore then be moved inside a car park or in a town in the event of removal by the pound or in the event of a breakdown...

Claims

Vehicle comprising:
- a chassis 1,
- a wheel 3 rotating around an axis 4 secured to said chassis,
- a first motor for rotating said wheel, in order to move said vehicle,
- a load support 2 which can move towards the front or towards the rear of said chassis,
- and a second motor to move said load support.
characterized in that it is dynamically stabilized not by said first motor but by said second motor in response to the position of the center of gravity of the vehicle.

Vehicle according to claim 1, characterized in that said programmed computer is programmed to move said load support such that said chassis maintains a determined inclination relative to the horizontal when the positive or negative acceleration to which the vehicle is subjected varied.

Vehicle according to claim 1, characterized in that said programmed computer is programmed to move said load support such that the latter maintains a determined inclination relative to the horizontal when the positive or negative acceleration to which the vehicle is subjected varied.

Vehicle according to claim 2, characterized in that said programmed computer is programmed so that the line connecting the center of gravity of the assembly formed by said load support and the load at the point of contact between said wheel and the ground is aligned with the vector of forces applying to said vehicle and its load.

Vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that it includes a rest position in which one end of said load support touches the ground.

Vehicle according to claim 5, characterized in that it is automatically placed in said rest position when none of its motors are supplied with energy.

Vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with a computer program causing the load support to move forward or backward as appropriate until the vehicle is balanced on its wheel(s).

Vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that it includes a speed control which is determined by the inclination of a control box.

Vehicle according to any one of the preceding claims, characterized in that it has only one wheel, that said load support comprises two parts located on either side of said wheel to serve as support for the driver's feet , and that these two parts can be folded into a vertical position to take up little space in the storage position.

Vehicle according to claim 9, characterized in that it is provided with a handle placed at one of the ends of said load support.