Direction arrière

@siliconmollet: les deux roues directionnelles me semblent comme a toi interessantes a tester. Je suis en train de construire un prototype. Voir le fil "Velo a double direction avant arriere".

arafolie a écrit:

donc c'est calculateur, réglage cartographique et asservissement continu, ce qui semble confirmer le peu de potentiel de systèmes à direction AR légers.

Il me semble qu'un etre vivant a beaucoup plus de capacites d'equilibre qu'un systeme d'asservissement meme tres sophistiqué. Un simple robot qui marche en terrain inconnu est souvent presenté comme une prouesse technique. Je ne suis pas expert en robotique, mais il me semble qu'aucun systeme ne serait assez performant pour faire un robot skieur sur terrain inconnu, alors que c'est une performance tres banale pour un humain.

Citation :

parce que sinon on aura tous les inconvénients de la double direction, pour un avantage qui ne semble pas déterminant ?

Quels sont les inconvenients de la double direction que tu envisages ? On a parlé de l'usure des pneus sur l'autre fil. Pour la gestion de l'equilibre, faudra voir a l'usage. Est ce que tu penses a d'autres inconvenients ?

double direction
inconvenient => poids, jeux fonctionnels qui s'accumulent, apprentissage de conduite différent, transmission plus complexe, cinématique de couplage des 2 directions forcément linéaire (si couplage)
incontrôlable en situation d'évitement et changement de trajectoire ? (si pas de couplage)

avantage => limiter l'interaction pédale/roue par le partage du rayon de braquage.

Ce ne sont que des craintes. mais l'absence de cas concrets deja visibles sur le web, ne semble pas encourageant.

http://catalogues.cora.fr/prospectus/2008/59-dec/ page 24, un delta en direction arrière ... bon c'est un trike pour gamin

laurent49 a écrit:

C'est la meme chose a velo, si on deplace une ou des roues sur la gauche, le centre de gravité tombe sur la droite. Avec une direction avant, quand on tourne a gauche, la roue avant tourne sur la gauche, on aurait naturellement tendance a tomber sur la droite, et on compense ce desequilbre en se penchant vers la gauche.

Euh, non, je ne suis pas d'accord... Avec une direction avant (en tout cas !), pour tourner à gauche, on commence par tourner le guidon... vers la droite ! Le centre de gravité se trouve dès lors en porte-à-faux vers la gauche, ce qui permet, alors seulement, d'amorcer le virage vers la gauche (le guidon tourne alors de ce côté), l'effet centrifuge compensant le porte-à-faux. Pourquoi cela serait-il différent en direction arrière ?

Je reprends vos paroles, afin de vérifier que l'on se comprend bien :

Citation :

On avait dit sur ce forum que pour une direction arriere, il faut se pencher a droite lors d'un virage sur la gauche.

Voulez-vous bien signifier que quand on tourne, la projection verticale au sol du centre de gravité du cycliste se trouve à l'extérieur du virage ? Sur un deux-roues, c'est impossible !

Jéjon a écrit:

Euh, non, je ne suis pas d'accord... Avec une direction avant (en tout cas !), pour tourner à gauche, on commence par tourner le guidon... vers la droite ! Le centre de gravité se trouve dès lors en porte-à-faux vers la gauche, ce qui permet, alors seulement, d'amorcer le virage vers la gauche (le guidon tourne alors de ce côté), l'effet centrifuge compensant le porte-à-faux. Pourquoi cela serait-il différent en direction arrière ?

Oui, je suis tout a fait d'accord. Sur une direction arriere, le mecanisme est le meme, on commence par mettre le centre de gravite en porte a faux, pour reprendre ton expression, et on s'appuie sur ce desequilibre pour tourner. Mais il y a l'inversion gauche droite a chaque etape (pour tourner a gauche, on commence sur une direction arriere par tourner la roue arriere vers la gauche, ce qui amene le cdg sur la droite, ce qui permet alors d'amorcer le virage vers la gauche en tournant la roue arriere vers la droite).

Citation :

Je reprends vos paroles, afin de vérifier que l'on se comprend bien :

Citation :

On avait dit sur ce forum que pour une direction arriere, il faut se pencher a droite lors d'un virage sur la gauche.

Voulez-vous bien signifier que quand on tourne, la projection verticale au sol du centre de gravité du cycliste se trouve à l'extérieur du virage ? Sur un deux-roues, c'est impossible !

Oui, c'est bien le probleme et c'est sans doute pour cela que les directions arrieres sont instables au dela d'une certaine vitesse. Tant qu'on est a petite vitesse, l'inclinaison est tres faible et on peut etre penché (tres legerement) a l'exterieur du virage. Mais si la vitesse est plus importante, l'inclinaison vers l'exterieur du virage est totalement instable (perte d'adherence des roues par exemple).

Cette explication apparait compatible avec la pratique: les velos a direction arriere sont stables a petite vitesse, puis instables au dela d'une vitesse limite.

laurent49 a écrit:

Jéjon a écrit:

Euh, non, je ne suis pas d'accord... Avec une direction avant (en tout cas !), pour tourner à gauche, on commence par tourner le guidon... vers la droite ! Le centre de gravité se trouve dès lors en porte-à-faux vers la gauche, ce qui permet, alors seulement, d'amorcer le virage vers la gauche (le guidon tourne alors de ce côté), l'effet centrifuge compensant le porte-à-faux. Pourquoi cela serait-il différent en direction arrière ?

Oui, je suis tout a fait d'accord. Sur une direction arriere, le mecanisme est le meme, on commence par mettre le centre de gravite en porte a faux, pour reprendre ton expression, et on s'appuie sur ce desequilibre pour tourner.

Eh bien moi, je suis d'accord avec Jejon pour la direction avant mais ni avec l'un ou l'autre en direction arrière.
Pour tourner à gauche, on tourne directement le guidon vers la droite. L'arrière du vélo s'éloigne du centre du virage et le bonhomme se trouve automatiquement en porte à faux à gauche.
Il n'y a pas de contre virage précédent le virage.

Par contre La difficulté viendra qu'en se penchant, l'arrière va tendre à s'éloigner, à peine le virage amorcé il faudra freiner cette tendance par un pilotage précis et musclé ou par un angle de direction magique.

En bref, en direction avant, l'effort sera fait pour initier la rotation.
en direction arriere ce sera de la contenir.

Pensez vous que l'on puisse s'inspirer des trucks de skate board où un silent bloc tend à ramener verticalement avec une force proportionnelle à l'angle. En mettant des ressorts de rappel sur la fourche?
Par exemple:http://www.brolive.org/photo_gallery/les-tests-skateboards3/electric_scorpion_electric_skate.sized.jpg

Ajoutons à cela un point de pivot avant ce qui modifie singulièrement nos habitudes de trajectoires.

La photo du prototype de NP fait singulièrement penser à la géométrie d'un vélo de femme.
Il suffit de couper la tige de selle, fixer un pédalier et un siege, bricoler une direction. Le minimum syndical pour un vélo à la rigidité et au rendement identique au vélo droit, sans les problèmes liés au passage de la roue avant.

On attend tes essais avec grand intérêt.

figaro a écrit:

Eh bien moi, je suis d'accord avec Jejon pour la direction avant mais ni avec l'un ou l'autre en direction arrière.
Pour tourner à gauche, on tourne directement le guidon vers la droite. L'arrière du vélo s'éloigne du centre du virage et le bonhomme se trouve automatiquement en porte à faux à gauche.
Il n'y a pas de contre virage précédent le virage.

Oui, oui, tout à fait, Figaro ! À vrai dire, mon "pourquoi cela serait-il différent ?" ne portait que sur la question du porte-à-faux. En effet, il n'y a pas besoin de contre-virer en direction arrière.

Et je maintiens qu'il est impossible de "se pencher vers l'extérieur du virage", dans l'un comme dans l'autre cas.

Moi non plus je ne suis pas d'accord. Sur le besoin de "contre-virer".

Si on veut tourner à gauche, donc guidon vers la droite :

- à faible vitesse ok, la roue arrière se déplace vers la droite, le vélo (et la roue avant) avance peu, donc on penche (tombe?) à gauche. Le maintien de cet équilibre me semble pour le moins délicat...

- à haute vitesse, le déplacement de la roue arrière à droite sera faible (comme le braquage) et les positions relatives des roues les feront partir... à gauche. L'inertie du cycliste l'emmènera tout droit, et il va donc pencher à droite! Après, au mieux c'est un virage à droite, au pire c'est une gamelle

Je crois que je commence à comprendre pourquoi il faut une vitesse minimale à ce vélo plus qu'un autre... et je pense que même le besoin de contre-virer ne le différencie pas des autres.

Pigé!
Sacrée inertie, mais toujours d'accord avec Jejon, on ne peut virer avec le gonze à l'extérieur du virage.

ça c'est clair !

Bon, ben, maintenant le souci c'est qu'on a tous envie d'essayer ce fameux vélo...

Je ne sais pas si je comprends bien ce qui est dans les messages precedents, mais j'ai l'impression que vous etes plusieurs a dire qu'il faut se pencher a l'interieur du virage sur une direction arriere. D'apres moi, c'est impossible.

Regardons le velo vu de derriere, en nous placant le long de l'axe qui joint les deux roues. Considerons le velo en train d'effectuer un virage sur la gauche, avec une roue arriere tournee vers la droite. Supposons que le cycliste penche vers la gauche. Les forces qui s'exercent sur l'ensemble velo+cycliste sont:
- la masse du cycliste et du velo, vers le bas avec un centre de gravite proche du centre de gravite du cycliste.
- la reaction du sol sur la roue arriere (et avant), vers le haut, appliquee au niveau du sol sur la roue arriere.
- la force exercee par le cycliste via la direction pour faire deplacer la roue arriere vers la droite. Cette force depend de la trajectoire, mais elles est tournee en moyenne vers la droite. Elle s'applique au point de contact roue-sol de la roue arriere.

Si on fait un dessin vu de derriere en representant les forces et leur point d'application, on voit que toutes ces forces exercent un couple qui fait tourner le velo dans le sens inverse des aiguilles d'une montre quand on regarde de derriere. Donc on se prend une gamelle sur la gauche.

D'apres vous, si on peut se pencher a gauche, quelles sont les forces qui permettent de tenir l'equilibre et qui font tourner le velo dans le sens des aiguilles d'une montre pour compenser les forces donnees ci-dessus ?

Autre point que je ne comprends pas, pourquoi pensez vous qu'il est impossible de se pencher a droite et de tourner a gauche ? A haute vitesse, je comprends qu'il n'y a pas assez d'adherence des pneus. Mais a basse vitesse et pour des petites inclinaisons ?

laurent49 a écrit:

D'apres vous, si on peut se pencher a gauche, quelles sont les forces qui permettent de tenir l'equilibre et qui font tourner le velo dans le sens des aiguilles d'une montre pour compenser les forces donnees ci-dessus ?

L'effet centrifuge, tout simplement ?

laurent49 a écrit:

Autre point que je ne comprends pas, pourquoi pensez vous qu'il est impossible de se pencher a droite et de tourner a gauche ?

Ben je sais pas, ça me paraît évident... Je ne suis hélas pas physicien et ne puis le démontrer. Il me semble le manche de brosse en équilibre sur un doigt, dont l'analogie semble pertinente avec une direction avant, doit l'être aussi avec une direction arrière : pour faire faire une translation au manche dans une direction donnée, il faut l'incliner dans cette même direction.

J'ai fait un petit crobar pour resumer les forces vues de derriere si on se penche a gauche en tournant a gauche avec une direction arriere.

Sur le dessin, G represente le centre de gravite du cycliste, et R le point de contact roue-arriere sol. Les forces sont celles du message precedent.

laurent49 a écrit:

Les forces sont celles du message precedent.

Pas de chance: ton référentiel tourne, il n'est pas galiléen. Il faut donc ajouter au moins la force centrifuge (certains préfèrent dire "effet centrifuge, mais j'attends d'abord qu'ils me définissent une force), qui te "pousse à l'extérieur du virage". Je ne sais plus où, mais il y a un schémas déjà posté sur ce forum.

Si tu as un doute, préviens le médecin et fait cette petite expérience en VD: penche toi à gauche (tu va commencer à virer à gauche) et tourne le guidon à droite. Ouch!

C'est assez difficile à faire: c'est comme désapprendre à faire du vélo.

La réponse par NP, l'idée étant confirmée par l'expérimentation dans le message suivant :

NP a écrit:

En fait je pense qu'il s'agit, sur le plan theorique, d'un vélo à direction traditionelle (avant) avec le siege lié à la partie avant.

La principale force qui agira dans le virage sera la force centrifuge (dépendante du poids du gus+vélo, de la vitesse et du rayon de la courbe). Elle est puissante, un tour à 50km/h sur vélodrome te plaque au siège.
On pourra rétorquer que la roue arrière se déplaçant à l'extérieur , le centre de gravité se situera automatiquement à l'intérieur de celle -ci contrant du même coup la "centrifugation" ce qui me semble vrai aussi pour une direction avant.
Cependant, le déport dans l'axe de la roue arrière par rapport à la roue avant sera de quelques centimètres, grandement insuffisant pour assurer l'équilibre dès que la vitesse s'èleve un peu.
Sur un deux roues, il faudra contrer la force centrifuge en plaçant le corps, donc le centre de gravité à l'intérieur il en résultera: force centripète, reaction du pneu sur la route et tout le tintouin qu'on avait étudié en seconde (c'est loiiiin!).
Sinon, l'effet serra le même que lorsque tu lâches le tourniquet que tous les mômes ont fait tourner à bloc.
En plus, en inclinant le vélo, les pneus sont en appui sur les flancs, on pourra tourner en ayant les roues pratiquement dans le même axe (carving)


Ps, désolé, je n'avais pas vu les réponses précédentes.

Pour le crobar, la réaction horizontale au niveau des roues avant et arrière est évidemment dans le sens du virage, le sens de braquage n'y change rien.
La preuve, si ça glisse, les roues partent vers l'extérieur.

Sparv a écrit:

laurent49 a écrit:

Les forces sont celles du message precedent.

Pas de chance: ton référentiel tourne, il n'est pas galiléen.

Mon referentiel est galileen. A tout instant t, il y a un unique referentiel galileen dont l'orgine bouge a la vitesse du velo et qui a les axes dans les positions verticale, devant et droite (la donnee d'un vecteur vitesse pour l'origine a un instant t0 et trois axes definit toujours un unique referentiel galileen). C'est dans ce referentiel que je fais le dessin.

Citation :

Si tu as un doute, préviens le médecin et fait cette petite expérience en VD: penche toi à gauche (tu va commencer à virer à gauche) et tourne le guidon à droite. Ouch!

Sur un VD a direction avant, je suis bien d'accord ! Mais mon crobar est sur une direction arriere, pas sur un VD usuel a direction avant.

laurent49 a écrit:

Mon referentiel est galileen. A tout instant t, il y a un unique referentiel galileen dont l'orgine bouge a la vitesse du velo et qui a les axes dans les positions verticale, devant et droite (la donnee d'un vecteur vitesse pour l'origine a un instant t0 et trois axes definit toujours un unique referentiel galileen). C'est dans ce referentiel que je fais le dessin.

Ton vecteur "vitesse du vélo" n'est pas constant: il tourne.

De plus, si ton système d'axes est aligné avec le vélo (et c'est nécessaire si tu raisonne dans le plan perpendiculaire à la roue arrière du vélo), il tourne aussi.

Pompé de Wikipedia (comme ça j'ai pas besoin de réfléchir pour faire une phrase correcte):

"Dans le cadre de la mécanique newtonienne, si un référentiel est animé d'un mouvement relatif de translation rectiligne uniforme par rapport à un référentiel inertiel, alors ce référentiel est lui-même inertiel "

Le mouvement d'un vélo en virage par rapport au référentiel terrestre n'est pas une translation (le vélo tourne) et n'est pas rectiligne (le vecteur vitesse du vélo tourne).

figaro a écrit:

Sur un deux roues, il faudra contrer la force centrifuge en plaçant le corps, donc le centre de gravité à l'intérieur il en résultera: force centripète, reaction du pneu sur la route et tout le tintouin qu'on avait étudié en seconde (c'est loiiiin!)..

La mecanique du solide est plutot de niveau post bac. Il faut des matrices d'inertie symetrique reelles qu'on diagonalise, des torseurs ... etc... Ici l'equilibre du velo vient des rotations autour du centre de gravite. Il faut ecrire la derivee du moment cinetique qui est donnee par le torseur des forces et les moments induits. C'est ca que j'ai essaye de faire tant bien que mal sans equation en mettant sur le crobar les forces et leur point d'application pour visualiser le moment des forces qui fait tourner le velo dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le cadre de la mecanique du point regarde des forces sans leur point d'application et ne permet pas de comprendre les rotations d'un solide sur lui-meme.

Jéjon a écrit:

L'effet centrifuge.

Sparv a écrit:

La force centrifuge (certains préfèrent dire "effet" centrifuge, mais j'attends d'abord qu'ils me définissent une force).

Ouch, je m'en garderai bien... Cette précaution de langage m'a été jadis inculquée par un vénéré professeur de physique, mais je suis absolument incapable de justifier ce vieux réflexe !

Mais qu'importe : je crois que nous sommes d'accord dans l'analyse du problème. Dommage que le président du groupe "Vélocoucherie et physique" ne soit pas là ; dommage aussi que le second dessin d'Olivier25, dans le post initial du fil, ait disparu chez l'hébergeur !

Sparv a écrit:

De plus, si ton système d'axes est aligné avec le vélo (et c'est nécessaire si tu raisonne dans le plan perpendiculaire à la roue arrière du vélo), il tourne aussi.

Mon referentiel est aligne avec le velo a l'instant ou je fais le dessin. Il ne le sera plus ensuite a l'instant d'apres. Rien ne m'empeche de choisir le referentiel qui ne coincide avec le referentiel du velo qu'a l'instant de la photo.

Jéjon a écrit:

Ouch, je m\'en garderai bien... Cette précaution de langage m\'a été jadis inculquée par un vénéré professeur de physique, mais je suis absolument incapable de justifier ce vieux réflexe !

Je n\'avais pas lu ton post! C\'est mon père qui il y a des années m\'a bien conseillé de prendre cette précaution quand je parle centrifuge.

laurent49 a écrit:

Rien ne m\'empeche de choisir le referentiel qui ne coincide avec le referentiel du velo qu\'a l\'instant de la photo.

Aïe! Tu te trompe. Je réfléchit comment expliquer ce que j\'ai à expliquer... Si quelqu\'un a la fibre pédagogique... La seule manière que je vois reviens à écrire que ce n\'est pas parce qu\'on isole un instant précis de l\'expérience que les dérivées du mouvement s\'annulent.

EDIT: j\'ai perdu le fil... C\'est quoi le problème déjà?

Sparv a écrit:

Jéjon a écrit:

Cette précaution de langage m'a été jadis inculquée par un vénéré professeur de physique.

C'est mon père qui il y a des années m'a bien conseillé de prendre cette précaution.

Eh bien, je suis très honoré de faire ainsi la connaissance d'un Toulousain nommé Van Hemelrijck !...

Je ne suis pas un as et mes souvenirs sont vagues, mais sur le schéma, n'aurais tu pas omis la fameuse force centrifuge au point G . La force centripète au niveau du pneu. Les moments devant s'équilibrer.