Mouvement de step horizontal comme moyen de déplacement.

@bison couché & cyclophil
Je pense qu’il n’y a pas à faire de confusion entre le mouvement elliptique et le mouvement de step.
@vipere noire
Pour actionner la machine à coudre, ce n’est pas vraiment du step, car il n’y a qu’une pédale, et la force exercée ne se fait qu’autour du pied/cheville alors que le step s’exerce avec un mouvement plus complet de hanche/cuisse/genou/mollet/cheville/pied.
On s’égare quelque peu…non?

S'égarer ? Non, au contraire ça permet de bien expliquer ce mouvement si particulier (et si efficace)

rouelibre44 a écrit:

Itof Méyachef a écrit:

La puissance était incroyable... le mécanisme (très lourd) a reculé vers le cadre lors de l'essais ... et le ''grand plateau'' est venu couper une partie du cadre ...sans forcer

 
Ton impression de puissance me rappelle que lors d’un des essais d'une vingtaine de km, au km6 en côte avec Denis, il m’est arrivé un truc jamais vécu auparavant: un craquement horrible puis plus rien: arrêt brutal, pédalage dans le vide.  J’ai eu peur d’avoir cassé une pièce, un câble... En fait rien de plus qu’une chaîne brisée. J’avais de quoi réparer la chaîne (neuve je précise) et nous sommes repartis. La fin du parcours s'est déroulée sans problème avec cette interrogation jusquà la fin, à propos de la "patate" que donne vraiment ce pédalier.

Comme je l'ai dit plus haut, seule l'adhérence semble être un frein à la puissance que l'on peut développer. En fait, il semble que ça dépende aussi de la solidité du matériel
Les vélos de course sur piste doivent avoir des chaînes plus solides. De mon côté je n'ai pas osé "mettre la patate" au démarrage.

De retour du mont Ventoux monté hier depuis Sault en trike avec l'assistance éteinte(pari idiot avec un copain mais tenu), je reprends contact:
Oui, chaque levier de step sera totalement indépendant. Mon système de "débrayage" des butées ne convient pas: bon pour libérer la transmission il permet de reculer mais cela actionne les pédales à l'envers comme sur un vélo et cela ne fonctionne pas pour le re-verrouillage, je m'oriente donc vers une autre solution: pédalier ou moyeu débrayable?

Bravo a ceux qui essayent !

Quelques infos lues a gauche a droite et citees de memoire. En esperant que ca puisse etre utile.

Il y a eu historiquement des dizaines/centaines d'essais de pedalier (source: le bouquin bicycle science). Aucun n'a finalement jamais concurrencé les pedaliers classiques. Les causes étaient toujours les suivantes plus ou moins:
- rendement insuffisant en regard de la complexité
- lourd
- fragile, pas assez robuste
- cher
Evidemment, les problemes se repondent. Un pedalier avec un bon rendement, mais fragile, peut devenir trop lourd/complexe ou cher quand on le renforce. La ligne de crete pour trouver le compromis ideal est difficile. L'incroyable robustesse, simplicité, legereté, du pedalier actuel est difficile  ( j'ai pas dit impossible ! ) a battre.

Un point encourageant, c'est que le mouvement de step pourrait avoir un rendement superieur au mouvement de velo. Des comparaisons lues sur IHPVA montraient que des coureurs regionaux qui montaient un escalier développaient la meme puissance que les cyclistes professionnels a velo.  C'est assez logique puisque notre appareil musculaire est adapté à la marche de facon Darwinnienne. ( En revanche, les pedaliers elliptiques n'apportent pas de puissance supplementaire, seulement du confort pour ceux qui aiment).

Reste a trouver un mecanisme robuste, pas trop cher,... qui puisse exploiter cette reserve de puissance disponible par le mouvement de marche.

Bon courage aux experimentateurs

@phiphi 07
Bravo pour ta montée au Ventoux.
Tu annonces que chaque levier sera indépendant, je pense que c’est essentiel car c’est le principe-même du fait que nous avons bien deux jambes indépendantes. Le circulaire nous « emprisonne » totalement dans son mouvement et le step avec retour automatique, partiellement.
Pour la débrayage il te faut un système d’enclenchement instantané et très fiable du fait des forces erxcecées.

@laurent49
C’est certain que l’idée n’est pas nouvelle et beaucoup sont tombés dans les écueils que tu cites.
Je partage ton analyse et je suis très confiant pour la suite du programme de Denis.

Ce soir un grand moment: après avoir difficilement trouvé des solutions simples et fiables pour les butées de fin de course (encore à finaliser) cela fonctionne parfaitement sans blocages et sans bruit grâce aux amortisseurs/caoutchouc:
Pour les fins de course arrières j'ai prolongé les axes tenant les roues libres , un bout de durite en guise d'amortisseur; les rotules ne peuvent plus ainsi passer le point mort arrière. Pour l'avant un morceau de cintre fixé pour le moment avec des serrres-joints, 2 bouts de poignées caoutchouc pour amortir les chocs éventuels des leviers en fin de course, et çà marche!
Pour la marche arrière j'explore 2 voies possibles : soit un pédalier standard 3 plateaux rendu débrayable: c'est possible et pas trop dur à réaliser grâce aux machines/outils à ma disposition ou alors une roue arrière équipée d'un moyeu "freecoaster" utilisé sur les bmx: permet de reculer sans que les pédales tournent: c'est entièrement automatique et cela n'a pas besoin de commande, mais cela n'existe qu'en mono-vitesse et je ne sais pas si je pourrais y adapter une cassettes ou une roue libre 8 vitesses, en plus cela coûte cher....

Il semble y avoir un bras de levier important entre la pédale et la rotule (x8 ?). Ca multiplie drôlement la force déjà élevée (mettons 100kg en poussant fort sur la pédale) et ça créé notamment du cisaillement au niveau des boulons dans la tête des rotules (M6 ? M8 ?). Un bon M6 tient 1000kg en cisaillement dans le meilleur des cas.. mais avec la fatigue, surement moins. L'effort risque même de se sentir sur la suspension non ?
Idéalement, il me semble qu'il faudrait des disques de plus grand diamètre au niveau du pédalier, des fixations un peu plus hautes sur les leviers, pour augmenter les courses et réduire les efforts. Mais ensuite ça va peut-être gêner le pied en bas de pédale..
Et puis, comme c'est déjà presque fait, y a plus qu'à essayer pour voir si je me fais juste des idées..
L'intérieur d'un Freecoaster (en anglais): https://www.youtube.com/watch?v=12I8iK12oqA : à mon avis, ça n'a pas une durée de vie grandiose.

@pf26: tes remarques sont pertinentes : ce montage d'essai est réalisé au "feeling" et au plus vite : je ne sais pas du tout pour le moment si les développements choisis sont les bons: cela fonctionne parfaitement sur chevalet mais quid sur le terrain? je le saurai quand l'engin sera en état de rouler...Pour moi l'intérêt majeur de ce système est la puissance disponible grâce aux grands bras de leviers. On peut envisager si cela est nécessaire et je l'ai déjà prévu de modifier les positions d'encrage des tubes/bielles pour éventuellement augmenter les courses et réduire les efforts mécaniques comme tu l'as bien vu. Sur le plan mécanique c'est suffisament dimensionné pour encaisser les efforts en cause: rotules M8 et vis diamètre 8 en acier 8-8 (80 kg à rupture au mm2) travaillant au cisaillement uniquement sur leur partie lisse.
Pour la possibilité de reculer en conservant un triple plateau standard , le moyeu free-coaster semble être une solution idéale: il en existe apparement plusieurs modèles mais je n'ai aucune expérience à ce sujet et je suis preneur d'infos sur ce système et retours d'expériences
d' utilisateurs.
Pour revenir aux croquis de ton projet d'un 2 roues je comprends mieux la faisabilité grâce à ta roue avant spéciale, on en discute en mp si tu le souhaites.
Pour la suite il me reste à refaire le tube/bielle de droite car le premier , bien que travaillant uniquement en traction, me semble un peu frêle et sa possibilité de réglage en longueur trop limitée. Le fin de course avant est sur l'établi et le train avant partiellement fabriqué. A suivre...

Le Pedicar va renaître.

Lien direct vers la vidéo u tube

phiphi07 a écrit:

Pour moi l'intérêt majeur de ce système est la puissance disponible grâce aux grands bras de leviers.

Un grand bras de levier augmente le moment de force mais n'augmente pas la puissance. Je ne dis pas ca pour chinoiser mais pour essayer d'aider a ameliorer. Sur le plan mecanique, la puissance transmise aurait meme tendance a etre plus petite pour un grand bras de levier a cause des deformations des materiaux pour des grands leviers.

L'amelioration, s'il y en a en a, vient de la plage efficace du moteur humain. A toute petite vitessse des jambes, le rendement est mauvais et de meme a grande vitesse. Il y a une vitesse optimale des jambes a laquelle le moteur humain est optimal et je dirais que c'est cette plage de vitesse qu'il faut viser.

En esperant avoir aidé,

C'est vrai et je me suis mal exprimé.Reste à savoir si ces couples élevés possibles diminuent les efforts en côte par exemple et si le rendement est suffisant sur des longues distances?

@Laurent49
Je ne vois pas de quelles déformations de matériaux pour des grands leviers, tu évoques. Ils mesurent qu’autour du double d’une manivelle rotative.
L’intérêt du step est justement que l’on adapte sa plage de poussée suivant son envie et sa forme.
C’est ce qui fait la différence et sa supériorité, de mon point de vue. On peut relancer à tout moment en forçant avec les deux jambes en même temps et retour rapide arrière, ou alterner sans temps mort (demande de l’entraînement comme j’ai pu l’expliquer auparavant).
@phiphi07
Pas d’inquiétude, le changements de palier et les pignons sont toujours là pour faire le job.

rouelibre44 a écrit:

@Laurent49
Je ne vois pas de quelles déformations de matériaux pour des grands leviers, tu évoques. Ils mesurent qu’autour du double d’une manivelle rotative.

Les manivelles simples subissent de gros efforts et sont des objets lourds ou techniques: les modeles de base sont pleins, et il faut pas mal d'efforts techniques pour en faire des legeres ( soucis de fiabilité chez certains fabriquants). En doublant la longueur, on a evidemment davantage de difficultés de dimensionnement.

Je ne sais pas par combien sera multipliee la deformation quand on double le levier, mais je sais que la perte d'energie est une fonction quadratique de la deformation: si tu deformes trois fois plus, tu perds neuf fois plus d'energie. Les pertes peuvent vite etre impressionnantes....

Si on fait une manivelle pleine de rayon deux fois  plus gros et deux fois plus longue pour que ca ne deforme pas davantage, on multiplie le poids de chaque manivelle par 8...

Mon avis perso a chaud comme ca ( ca ne vaut peut etre pas grand chose...), c'est que sans une reflexion un peu soignee sur un systeme de triangulation, on ne peut pas faire une transmission solide dans le temps et suffisamment legere. Mais je ne demande qu'a etre démenti

Sur mon essai actuel les leviers sont en tubes chromo de 32mm de diamètre : ce montage me semble très rigide et il est relativement léger: les pédales (très légères) sont articulées ds l'axe des leviers pour éviter tout effet de torsion: la distance (variable) entre l'axe de la rotule et celui de la pédale est actuellement de 315mm.

Sur le trike, bien que cela se traduise par + de puissance sur de telles manivelles, je ne pense pas que cela soit suffisant pour évoquer la perte en énergie due à des contraintes de déformation.
En tout cas je n’en ai pas eu la moindre impression pendant les poussées même les plus «furieuses ».
Sur le kayak c’est différent, je constate effectivement une perte lors de fortes poussées, c’est pour cela qu’il ne sert à rien de trop forcer (bourin) pour un gain obtenu trop peu important.  Cela est dû à la « souplesse » d’un système qui est fort heureusement amovible.
Cela dit le compromis est bon tout de même même si l’on peut toujours faire mieux.
C’est toujours un compromis avec une logique de moyens à mettre en oeuvre qui peut se traduire par des prix trop élevés au final. C'est déjà pas donné.
Sur l’eau en step dimanche 48km, puis lundi soir 10km en une heure (avec l’aide du vent) en me projetant de temps en temps par la pensée sur mon futur trike alternatif.

Bon, je vais faire le contrarien. Non pas pour faire l'interessant, mais je pense que ca avance plus vite si quelqu'un donne des contre-arguments, ca permet de se poser des questions. Donc ne me tapez pas dessus, je critique pas, j'essaie de faire que ca avance.

phiphi07 a écrit:

Sur mon essai actuel les leviers  sont en tubes chromo de 32mm de diamètre : ce montage me semble très rigide et il est relativement léger: les pédales (très légères) sont articulées ds l'axe des leviers pour éviter tout effet de torsion: la distance (variable) entre l'axe de la rotule et celui de la pédale est actuellement de 315mm.

Je ne crois pas qu'on puisse a l'oeil decider si un tube est suffisamment rigide pour ne pas perdre d'energie. Un velo bas de gamme de grande surface ne bouge pas du tout a l'oeil. Pourtant le rendement est souvent mauvais.

Sur les ordres de grandeur, il y a quelque chose qui m'interpelle. 32mm, c'est peu ou prou la largeur d'une manivelle creuse de chez shimano (j'ai pas trouve' la largeur, mais j'extrapole a partir des photos). Ici, nous aurons des efforts beaucoup plus importants, a cause de plus grand levier d'abord, et ensuite parce le mouvement de step est naturellement un mouvement plus en force et moins roulant que le mouvement circulaire usuelle. Pour une meme puissance en step et en rotation, dans la formule P=F*v, le step aura un F plus grand et un v plus petit.

Sur la base de ces ordres de grandeur, comme je pense que les gens de chez shimano ont plutot bien reflechi, j'ai tendance a penser qu'un dimensionnement identique pour des contraintes quand meme sensiblement plus fortes est insuffisant. Je ne sais pas pour quelles raisons ils choisissent ce dimensionnement ( rendement ou risque de casse ).

Je ne dis pas que ce ne sera pas agreable ou amusant a utiliser. Mais en termes energetiques, l'avantage du mouvement de step sera peut etre plus que perdu par les pertes au niveau de la manivelle. Il faut etre au clair sur ce qu'on cherche a fabriquer. Un objet qui procure un meilleur confort de pedalage quitte a perdre du rendement, ou un objet qui cherche a obtenir un bon rendement.

Voila, c'etait ma minute critique pour essayer d'aider J'espere ne pas trop vous decourager.

@ Laurent 49 . Je fabrique cet nieme trike sans faire aucun calcul et je travaille un peu à l'instinct : Mes leviers sont fabriqués à partir d'éléments de cadres de récup mais montés solidement et rationnellement.Ma formation de mécanique générale m'évite de faire trop de bêtises et je pense que cela va bien marcher.De toute façon un trike n'a pas vocation à être très performant sauf quelques exceptions : c'est plutôt un engin de balades capable de randos au long cour et qui accepte de fortes charges de bagages; comme d'habitude ce sera moi le pilote essayeur et je verrai bien si je me suis trompé ou non. Le but de cette manip est de voir si la config. stepper amène plus de confort , ménage plus les genoux qu'un trike standard et surtout voir si je peux me passer de l'assistance électrique.Plus j'avance ds la conception et plus je découvre les difficultés à résoudre sur le plan mécanique (Denis m'avait pourtant prévenu!). C'est aussi ce qui fait l'intérêt de ce challenge.
Tu a trop tendance à comparer les leviers du stepper à des pédales de vélo classique : sur un pédalier rotatif les manivelles encaissent un effort de flexion ds le plan de la rotation mais surtout un gros effort de torsion dû au montage en porte à faux des pédales, il n'en est rien avec mon montage où les pédales sont ds l'axe des leviers du coup on peut les faire très légères. Je ne pense pas qu'un muscle humain puisse plier un tube acier de 30cm!!
Avancé un peu aujourd'hui; J'ai ressorti un "marbre" qui m'avait servi à souder le cadre de mon vc , rajouté 2 bouts de tube carré percés au diamètre de l'axe des roues et parfaitement alignés , puis monté les fourreaux d'axes , quelques serres-joints et c'est prêt à souder sur les pivots de roues; opération terminée. Demain confection des supports des étriers de freins à disque et des bielles pour la direction indirecte.J'ai gagné beaucoup de temps en récupérant les deux demis essieux d'un trike accidenté , par contre j'ai été obligé de fabriquer les pivots à partir de vieilles fourches de vélos qu'il a fallu adapter au nouveau montage.
Le stepper est terminé et opérationnel , l'engin sera sur ses roues très bientôt!

Effectivement, phiphi07, nos pédales en step ne sont pas déportées mais bien en ligne (point d’accroche au sommet et bien centré). Rien à voir avec le rotatif à ce niveau.
C’est aussi ce qui fait une autre différence avec le pédalier du kayak qui a bien lui ses pédales déportées.
Je pense laurent49 qu’il n’y a pas là, de quoi s’inquiéter sur un type de problème de perte de puissance, provoqué par des forces de torsion ou par manque de rigidité.
Je ne te taperai donc pas dessus pour l’avoir évoqué, et aussi parce que je suis non-violent.

Bon, la bête est sur ses roues mais pas encore roulable: manquent la direction et les commandes : premier constat , le siège est beaucoup trop haut, il y a de la modification ds l'air; l'essieu avant est terminé avec ses freins à disque et les bras pour la tringlerie de direction: 2 photos pour montrer l'aspect actuel de la bécane:

Je me souviens aussi du cyclorameur  

@phiphi07
Belle avancée...
As-tu introduit un mode débrayage pour la marche-arrière dans ton système de transmission?
Avec les réglages choisis, je pense qu'il faut prévoir de grands pignons pour emmener dans les montées.
@JC25
Step pour "petits-bras".
Le cyclorameur est un grand classique pour les enfants des sixties.
Sa mécanique devait être très favorable à un bon développement de la motricité chez les enfants.
J'ai l'impression qu'il n'est plus de mode.

Tres bien phiphi, ca avance  

@phiphi et roulelibre
Pour les efforts torsion/flexion, il n'y pas ou peu de levier pour les efforts de torsion. Donc ce n'est pas la que se joue l'enjeu. D'ailleurs, si vous regardez les manivelles haut de gamme des constructeurs, ils les construisent fines, ce qui montre qu'ils ne craignent pas  la torsion, mais large, ce qui montre qu'ils se protegent des efforts de flexion. De meme, la tendance est a l'augmentation du diametre des boites de pedalier pour se protegier des grands leviers qui apparaissent en poussant en bout de manivelle.

Phiphi, au niveau de la flexion, je vois un levier de l'ordre de 10 entre ta pedale de poussee et le point d'accroche de la transmission. Si on part de l'hypothese qu'on souleve des forces un peu superieures a son poids de corps dans le mouvement de marche ou de step de maniiere episodique, ca veut dire des contraintes entre 600 et 900 kilos au niveau du point d'accroche.

@ roulibre44 :As-tu introduit un mode débrayage pour la marche-arrière dans ton système de transmission?

Pas encore mais c'est prévu; ce ne sera pas fait pour les premiers essais qui sont imminents.

@ laurent49: même pas peur , l'axe d'accrochage de la transmission est une vis M8 en acier à 80kg/mm2 de résistance à rupture qui travaille au cisaillement sur sa partie lisse: donc sa résistance limite au cisaillement est de ~2000kg. Aucun risque de ce côté là.

Bien bossé aujourd'hui: d'abord constaté que la suspension telle qu'elle est conçue pour le moment n'est pas compatible avec mon système de bielles/manivelles, pour que cela fonctionne il faut un pédalier fixe sur le cadre et non pas oscillant à cause des butées de fin de course.
Donc , neutralisation de la suspension ds un premier temps pour pouvoir faire les essais.



Confectionné le système de direction indirecte: c'est opérationnel: les petites finitions et peinture se feront après les premiers essais.
Demain fabrication d'un guidon, il sera en acier ds un premier temps même si c'est plus lourd car je travaille avec le matos que j'ai sous la main
et je veux aller vite.

Je devine une grande hâte et une belle motivation pour tester le mouvement de step.
J’espère que tu pourras en apprécier les qualités.