Demande avis sur un nouveau concept techniques

Bonjour à Tous,

Demande avis sur un nouveau concept techniques pour les utilisateurs de trike et Vélomobile ?
Après une longue expérience dans l’industrie en mécanique générale, suite à une reconversion en conception et deux formations diplômantes, je cherche à promouvoir et optimiser les véhicules à propulsion humaine.
En réfléchissant sur la manière dont les personnes à mobilité réduite dirigent leurs fauteuils roulants, j’ai modélisé un train de roue équipé de deux variateurs de vitesse mécanique facilement réglable. Avec un réglage indépendant de la roue droite et la roue gauche.
Cette particularité de train monté avec une roue folle avant ou arrière, permettrait d’avoir un véhicule très maniable tel un tank, un segway, un hoverboard etc…
Ce train regroupe ainsi plusieurs fonctions :
• Variateur de vitesse
• Différentiel
• Direction du véhicule
Autre avantage sur ce concept de train, la coque pour abriter l’utilisateur serait plus simple à concevoir et d’autre propulseur que les pédaliers pourraient s’intégré comme celui des rameurs (de type aviron).
J’aimerai un avis d’utilisateur de trike et de vélomobile sur ce concept de train avec roue à vitesse réglable indépendante ?
Martial

C'est toujours intéressant de voir quelqu'un arriver avec de nouvelles idées!  

En somme, tu obtiens un engin tel ces hooverboards que l'on transforme en trike en y adjoignant des leviers de direction, un siège et une roue folle:


Voici quelques premières remarques:
-l'idée d'une roue folle (avant ou arrière) me fait craindre une instabilité à vitesse moyenne ou élevée. Car un trike ou un VM qui crève du pneu arrière devient totalement instable par perte de tenue latérale du pneu arrière. Il faut donc que le système de variateur réagisse de manière très progressive aux commandes de direction.
- plus la voie sera large, plus stable sera l'engin. En effet une différence de vitesse sur une voie étroite n'aura que peu d'effet.
-est-ce que ce que le poids du différentiel/variateur de vitesse va compenser celui d'un système de direction conventionnel?

Bonjour
J’ai effectivement vu cet engin après avoir cherché à développer mon idée.
Excepté que mon prototype que je compte réaliser aura des variateurs entièrement mécaniques et des roues de 20 pouces.
Il est vrai que mes craintes sont du même ordre sur la stabilité à vitesse élevé.
Il faut que je veille donc à la précision des rapports de vitesse.
Quant à la masse des variateurs, mes premières versions que j’ai modélisé en 3D sont environ à 3,8kg.
Pour ma dernière version, ayant changé de logiciel CAO je n’ai pas les données exactes. Sachant que je l’ai optimisé en le simplifiant.
Je te remercie de ce retour d’information et reste intéressé pour d’autre avis d’utilisateur.

Soit le bienvenu,
Je suppose que ton idée s'applique aux roues motrices.
Les trikes et les velomobiles sont, à quelques exceptions près, avec 2 roues avant directrices et 1 roue arrière motrice.
La configuration inverse, 2 roues arrières motrices et 1 roue directrice, pose le soucis du renversement lors d'un freinage appuyé en virage.
Il y a des cas particuliers, comme le velomobile Quattro, à 4 roues. Le trike Solovjov à 2 roues motrices avant, etc.

Il me semble que Cavallo Pazzo, et sa boite https://biketothefuture.ch/ font des VMs (entre autre) 2 roues motrices avant avec une synchro entre les roues. Je crois qu'elles restent directrices (pas de roue folle).

Bonjour et bienvenue.
Le problème des variateurs, c'est le rendement. En effet, si l'on veut une variation linéaire, on ne peut pas s'affranchir d'un système à friction, qui par définition, aura un rendement nettement moins bon qu'une transmission par chaîne, par exemple...

Le moyeu variateur NuVinci/Enviolo a un rendement compris entre 80 et 85%, à comparer en effet aux 95..98% d'une transmission avec dérailleur. Cela ne pose pas de problème lorsqu'il y a une assistance électrique.



Les courbes de rendement en gros traits sont mesurées avec une puissance en entrée de 200W, celles en traits fins le sont avec une puissance de 50W

Bonjour,

connaissez vous ce variateur : variapower :

https://www.latribune.fr/entreprises-finance/green-business/l-actualite/variapower-un-variateur-mecanique-innovant-pour-industrie-l-eolien-et-meme-les-vtt-464994.html

Un article prometteur mais en 2015 ??

http://www.variapower.com/

dernières actualités en 2013 ???

La solution la plus simple qui me vient à l'esprit est d'avoir un différentiel sur l'axe moteur et de jouer sur le freinage gauche/droite. Par contre j'ai le sentiment que ce genre de config n'est pas stable et qu'il faudrait toujours freiner un peut d'un coté.

Il faut que la direction aille tout droit par défaut ce qui peut être compliqué du fait de la pente latérale toujours présente de la chaussée.

+1

claudicus a écrit:

connaissez vous ce variateur : variapower

Il prétendent obtenir une plage de rapport de 600% ainsi qu'un rendement de 98%.  Pas certain que cette valeur de rendement puisse s'appliquer à une application vélo car la puissance en jeu est très faible, or dans ce genre de transmission le rendement augmente avec la puissance.

J'ai retrouvé leur brevet (voir ici). Le principe est similaire à celui des transmissions Variomatic des cyclomoteurs, sauf qu'au lieu d'une courroie, il s'agit ici d'une chaine. Celle-ci s'appuie sur les flasques de poulies dont l'écartement varie. La surface d'appui de ces poulies est également constituée de segments en fond de gorge. Ceux-ci s'éloignent  plus ou moins de l'axe des poulies. La transmission se fait bien par frottement et non par engrènement. La grosse différence avec les systèmes existants est qu'aucune tension de la chaîne n'est nécessaire, les flancs de celle-ci viennent se coincer dans les poulies sous l'effet du couple. Cette absence de tension diminue les frottements et augmente le rendement par rapport à une transmission par courroie en V


Deux demandes de brevet plus récentes (2019) portent sur la chaîne en elle-même.

Je remercie les participants du forum des documentations techniques apportées, même si j’avais repéré dans mes recherches tous ces types de variateurs que vous me présentez, je n’avais pas toutes les caractéristiques chiffrées et les documents techniques.
En conclusion pour le moment le variateur que j’ai imaginé et modélisé en 3D ne ressemble pas au variateur utilisé dans les véhicules à propulsion humaine. Ce qui m’encourage à persévérer dans mon projet est de trouver le moyen de le prototyper afin de connaitre ses caractéristiques…

J'ai un doute sur la pertinence de cette option de variation mécanique qui plus est indirecte ; la précision et la rigueur de la direction sont des éléments fondamentaux de la sécurité de déplacement d'un véhicule, contôler cette direction de manière indirecte risque de perturber cette précision, l'effet directeur n'étant que la résultante d'une action mécanique. Un écart minime (dans les tolérances de précision des variateurs) entre les roues motrices entrainera une dérive sensible du véhicule, qui ne pourra être contrée que par une action sur les variateurs de pilotage, génératrice également d'instabilité. A mon sens, la commande de direction d'un véhicule pouvant atteindre des vitesses relativement élevée, dont en plus les liaisons au sol sont très réduites, ne peut se faire que par action directe par le conducteur, aidé ou pas par une assistance. Confier cette tâche aux roues non directrices me parait très hasardeux. Quid d'un choc (nid de poule, ralentisseur pris de biais) sur la roue directrice folle ? Ceci n'est évidemment que mon avis et cette réflexion n'engage que moi.

Si on utilise des roues de grande dimension, on peut envisager d'installer le pilote (en position horizontale évidement) sous l'axe de rotation des roues et donc arriver à un vélo à 2 roues stable à l'arrêt.

Pour la direction on peut s'inspirer les tank et buldozer qui utilisent un différentiel et 2 train épicycloïdaux pour controler la vitesse de chaque roue indépendament : differential steering en anglais sur wikipedia

Voici comment ça marche:


Il doit y avoir un coup à prendre car on tourne le "volant" tout au long de la rotation et plus on tourne vite plus ça tourne fort.
Pas besoins de moteur comme sur la vidéo, les jambes pour faire avancer et les bras pour faire tourner

Les tanks et bulldozers roulent sur chenilles, ce qui leur confère une certaine stabilité à vitesse moyenne/haute. En effet, l'effort nécessaire pour faire tourner un tank est très important vu le frottement qu'exercent les chenilles sur le sol si on essaie de les dévier de leur trajectoire. Celles-ci ont donc un effet stabilisateur.

Avec un engin à 2 roues motrices + 1 roue folle, il n'y a aucune stabilité intrinsèque en lacet et je suis donc entièrement d'accord avec les remarques de 1100x25.

mute a écrit:

Si on utilise des roues de grande dimension, on peut envisager d'installer le pilote (en position horizontale évidement) sous l'axe de rotation des roues et donc arriver à un vélo à 2 roues stable à l'arrêt.

Pour la direction on peut s'inspirer les tank et buldozer qui utilisent un différentiel et 2 train épicycloïdaux pour controler la vitesse de chaque roue indépendament : differential steering en anglais sur wikipedia

Voici comment ça marche:


Il doit y avoir un coup à prendre car on tourne le "volant" tout au long de la rotation et plus on tourne vite plus ça tourne fort.
Pas besoins de moteur comme sur la vidéo, les jambes pour faire avancer et les bras pour faire tourner

Si jai bien compris, ça fonctionne tant que tu tournes le "volant" (sur le schéma un moteur électrique). Autrement dit, lorsque tu es en train de tourner le volant/guidon, tu provoques un différentiel de vitesse, mais dès que tu arrêtes de tourner, l'engin va tout droit (avec le guidon tourné )

je confirme Olivier26, ce n'est pas intuitif comme usage du volant. C'est plus logique quand tu es à l'arrêt, tu tournes le volant et le vélo tourne sans toucher aux pédales.

mute a écrit:

je confirme Olivier26, ce n'est pas intuitif comme usage du volant. C'est plus logique quand tu es à l'arrêt, tu tournes le volant et le vélo tourne sans toucher aux pédales.

Sauf que dans ce cas, le véhicule pivote autour d'un axe vertical situé au milieu des roues avant, puisque l'une avance et l'autre recule de la même valeur...

Citation :

puisque l'une avance et l'autre recule de la même valeur.

Pour moi elles continuent à tourner dans le même sens mais pas à la même vitesse. Tant que tu veux tourner il te faut tourner le volant, dès que tu arrêtes tu vas tout droit. Le pignon gris du train épicycloïdal est celui qui normalement est fixe, mais si tu le fais tourner avec le volant tu accélères/ralentis les roues. C'est pour cela qu'il faut un volant et non un guidon.
Il me semble que pour les chars, mais mon service militaire est loin, les 2 manches sont des accélérateurs, tu laisses accéléré un coté et tu relâches le coté où tu veux tourner. Pour tourner sur place tu accélères un manche en marche avant et l'autre en marche arrière.

mute a écrit:

je confirme Olivier26, ce n'est pas intuitif comme usage du volant. C'est plus logique quand tu es à l'arrêt, tu tournes le volant et le vélo tourne sans toucher aux pédales.

Pour moi, si tu ne touches pas les pédales, tu bloques le pignon d'entrainement du différentiel. Donc si tu tournes le volant, les planétaires tournent dans le sens inverse, à la même vitesse.

Le principe du différentiel, c'est que la moyenne des vitesses angulaires des planétaires reste constante (et dont la valeur dépend de l'arbre moteur) Si celui-ci ne tourne pas, la moyenne est nulle, donc:
- soit les deux sont nulles
- soit elles ont la même valeur, et un signe opposé.

Si c’est juste un exercice intellectuel pour s’occuper pendant le confinement, je comprends ; mais si c’est juste pour faire compliqué quand on peut faire simple, je n’arrive toujours pas à comprendre l’intérêt de ce système sur nos engins. Si quelqu’un peut m’expliquer...

D'autant que celà peut être potentiellement dangereux, sauf dans le cas de véhicules lourds et lents comme expliqué plus haut. A mon sens le fait de ne pas avoir d'action physique directe sur la ou les roues directrices est une erreur de conception. Il est facile d'imaginer l'embardée que va faire le véhicule en cas de défaillance mécanique ou électronique, même minime, d'un des variateurs, sans possibilité physique de corriger la trajectoire déviante.

Bonjour à tous,
Je ne connaissais pas le " differential steering ", je le trouve un peu massif de conception pour un vélomobile, celui que je modélise en ce moment est plus compact (il reste encore à être vérifié). Je retiens que certains restent sceptique pour la stabilité et la sécurité de direction à haute vitesse, cependant en cas de défaillance des variateurs il restera les freins classiques et pour les hautes vitesses il est vrai que les segway sont prévus à une vitesse de 20 km/h
Merci encore de participer à ces échanges sur le forum

Imaginez un bonhomme qui pédale à la place des cannons sur cette image, ce serait cool non ?


Pour répondre à la question de l'intérêt de la chose si il se confirme que c'est stable à la conduite:

• plus compact qu'un trike pour le même usage
  
• plus legé qu'un trike (moins de longueur de câble + une grande roue en moins)
  
• moins de risque de basculement ?
  
• meilleur rayon de giration
  
• facilement modulable avec une remorque
  
• fun à conduire
  
• permet d'avoir une bonne raison d'aller au spezi et d'y montrer quelque chose
  

Bon vous aurez compris que j'aime bien l'idée

Martial69 a écrit:

cependant en cas de défaillance des variateurs il restera les freins classiques et pour les hautes vitesses il est vrai que les segway sont prévus à une vitesse de 20 km/h

Pour te donner une idée du problème de stabilité, voici un VM qui crève de la roue arrière à 64 km/h, tu constateras que le pilote n'a même pas le temps de corriger la trajectoire ou de freiner que le VM se dirige dans le fossé puis se retourne (voir à 1'49"):