Leanwheel

[tango zoulou]

Salut à tous !

Après avoir essayé pour la énième fois de faire tourner mon monocycle, j'ai échoué pour la énième fois. Si j'ai le courage, j'expliquerai peut être les deux solutions que j'ai essayées (des ailerons, et un pneu avancé en silicone moulé à raideur d'envirage variable ) Du coup ça m'a un peu gonflé alors je met ce projet de coté, en attendant je me lance dans un autre projet : la Leanwheel.

Mais qu'est ce que c'est ?!

C'est de la dynamique pure.
C'est un concept que j'invente.
C'est une nouvelle façon de conduire.
C'est un croisement entre une moto et un kart.
Ça a les avantages de l'un, et les avantages de l'autre.
C'est la sensation de planer sur le sol et de prendre des virages penché.

C'est... ça :


Le projet :

C'est un projet assez particulier que je lance car il ne s'agit pas seulement de la réalisation d'un MOC, il s'agit en fait du développement du concept de la Leanwheel en s'appuyant sur les lego pour prouver le concept et faire une maquette démonstrative. En fait le concept est très immature à cette heure, et je compte le faire mûrir à l'aide de vos retours et d'essais Lego. Donc je parlerais autant de Lego que de vrai méca et d'application concrète. Tout les connaisseur en méca sont invités à donner leur avis et proposer des idées.

L'issue de ce topic sera la construction d'une Leanwheel en lego télécomandé avec du power function. La véritable construction de l'engin, ça sera dans bien plus longtemps ^^

Explication du concept de la Leanwheel

Je commence par préciser que le concept semble être nouveau, je n'ai pas réussi à trouver de véhicule similaire sur le net. Si quelqu'un connais quelques chose de similaire, merci de me le faire remonter

Ce véhicule présente plusieurs particularités en même temps :
- le véhicule a 4 roues et le châssis s'incline dans les virages. Des véhicules comme ça existent mais diffèrent de par la suite.
- le pilote est en position couché, tête en avant (des exemples ? )
- le pilote gère indépendamment la force d'appuis des 4 roues et indépendamment les 4 freins (des exemples ? )

Je l'ai appelé Leanwheel car "lean" est un mot anglais dont les deux sens correspondent : "penché" car comme expliqué le véhicule se penche pour tourner, et "maigre" car la Leanwheel est aussi un véhicule très minimaliste.

Pour tourner, la Leanwheel utilise une cinématique assez particulière. Il y a deux essieux rigides articulés sur un châssis. L'essieu avant est articulé avec un pivot qui forme un angle avec l'horizontal, j'appelle cet angle l'angle d'attaque (puisque j'invente le concept je me permet d'inventer du vocabulaire ^^). l'essieu arrière est articulé de la même manière mais avec un angle d'attaque nul (c'est pas nécessaire mais j'expliquerai après pourquoi c'est mieux).

Le schéma cinématique est le suivant : (avant vers la gauche)



En lego, ça donne ça :








Ainsi quand le châssis s'incline, l'essieu avant pivote et le véhicule tourne vers là où le châssis s'incline. En fonction de l'angle d'attaque, l'effet est plus ou moins sensible.

Application concrète

Plusieurs application sont possible pour le concept de la Leamwheel. J'ai dessiné la version karting ci dessous :



Pour la fabriqué, pas trop difficile, des roues de kart, le moteur et la transmission d'un scooter 220cc, un différentiel (?), quelques profilés alu, des freins à disque et le tours est joué.

Sinon il y a d'autre application possible, avec le même design que le dessin, on remplace les roues de karting par des roues de quad et on a un véhicule tout terrain fun. Autre version plus facile à faire, deux essieux de remorque, un châssis viteuf avec deux poutre en bois ou métal, et on dévale des routes en pentes à fond ! On peut aussi imaginer une version à pédale, bref le concept est ouvert...

En gros les avantages sont les suivants :
- sensation de ouf de planer sur la route et de se pencher dans les virages
- tenue de route excellente grâce à une grande surface de contact (contrairement à la moto ) et un transfert de charge latéral favorable
- contrôle de la dynamique au poil grâce à la gestion indépendante des appuis sur le roues et du freinage (une main et un pied sur chaque commande de frein de la roue)
- faible frottement avec l'air avec une posture très basse

Mais aussi les inconvénients :
- la sécurité (que se passe t'il si on prend un mur ? Be c'est tête la première)
- un mal de coup à force de lever la tête ^^
- et d'autre insoupçonnés


Voilà pour le moment ! je commencerai un châssis test pour étudier la stabilité (et oui c'est comme sur une moto, il faut assurer le lien entre inclinaison et virage) et déjà je sens que je vais galérer autant que le monocycle ^^

[method]

J'aime assez le concept et je vais lire attentivement tes progrès !

[Tron]

Projet vraiment très innovant ! Je vais suivre ça.

Si tu veux pouvoir drifter et prendre en même temps des virages normalement, essaye de mettre une commande de blocage de différentiel. Par contre pourquoi faire des freins indépendants ? C'est pour le drift ?
Et quid de la tenue de route ? Car sans suspension, ça va faire drôle de conduire allongé.

Et ce n'est pas un angle d'attaque mais un angle de chasse.

D'ailleurs je ne serais pas étonné si tu dois intégrer des angles de carrossage ou autre en supplément. Si tu veux je te fais un MP pour t'expliquer les différents types d'angles.

[waldorf]

Hello .
La " direction" des sets Technic N° 8226 et N° 8252 fonctionne sur ce principe, même si ceux-ci sont des quadricycles.

Concept validé donc.

En ce qui est IRL en revanche, la "chose " risque, ou a des chances, ( rayer la mention inutile en fonction de votre niveau de testostérone de forain) d'être particulièrement joueuse dans les ronds-points

[tango zoulou]

Merci pour vos réponses

essaye de mettre une commande de blocage de différentiel. Par contre pourquoi faire des freins indépendants ? C'est pour le drift ?

Justement, avec 4 freins indépendant c'est bien mieux qu'un différentiel blocable.

En gros :
- si on freine l'essieu arrière, la Leanwheel pars en survirage
- si on freine l'essieu avant, favorise le souvirage
- si on freine l'intérieur, ça créer un moment qui viens tendre à pivoter la Leanwheel dans le virage
- si on freine l'avant intérieur, ça contraint le châssis à pivoter et prendre le virage

Du coup en combinant habilement tous ces effets, on gère la dynamique de conduite au poil. Par exemple, pour partir en virage ultra serré, freinage intérieur avant et arrière, plus des gaz pour donner du couple sur l'arrière extérieur. Pour partir en drift (si ça a de l'intérêt), il faut donner plus de gaz et freiner plus fort l'arrière.

Et ce n'est pas un angle d'attaque mais un angle de chasse.

Oui je connais cet angle, mais dans ce cas je trouve que c'est vraiment pas pareil. Sur les voiture et les motos, ça sert à créer du "trail" (là je veux bien la traduction française) pour stabiliser la roue avant et pour créer du carrossage quand la roue pivote. Dans mon cas c'est l'angle qui lie directement l'inclinaison du châssis au pivotement de l'essieu entier (et non juste de la roue). L'angle que j'appelle d'attaque est d’ailleurs complètement dans l'autre sens qu'un angle de chasse classique, il est aussi bien plus proche de l'horizontal que de la verticale (je le defini par rapport à l'horizontal), d'ou un nom différent

D'ailleurs je ne serais pas étonné si tu dois intégrer des angles de carrossage

Je ne pense pas. Quand la Leanwheel tourne le pilote se penche mais aussi se décale à l'intérieur du virage. Ainsi le déport de charge statique compense le déport de charge dynamique et les 4 roues conservent plus ou moins la même charge. Sur une voiture de course c'est intéressant d'avoir du carrosage car le déport de charge dynamique va faire travailler les roues extérieurs qui vont alors générer plus de poussé de carrossage, et donc favoriser la courbure du virage. Sur la Leanwheel ça ne marcherai pas.

Il n'y a pas d'autre angles à prendre en comptes à pars le pincement ou l'ouverture. Et franchement je pense pas que ça soit nécessaire d'en avoir.

Donc au final, seulement deux angles d'attaque à définir. (dont un à priori nul)

Et quid de la tenue de route ? Car sans suspension, ça va faire drôle de conduire allongé.

Plusieurs apsects à différencier :
- le bon contact des 4 roues sur la route : c'est 100% OK grâce à une cinématique qui permet un croisement de pont quasi illimité
- une bonne répartition de charge pour être moins sensible au défaut de type adhérence sur la route : 100% OK comme expliqué plus haut avec le déport de charge statique favorable dans les virages
- le confort et l'absorption des chocs : à priori OK. En fait j'ai eu l'idée du véhicule à la base pour une application tout-terrain où le pilote gère lui même les suspension avec ses bras et jambes, plus un châssis qui peut fléchir. Tu peux voir sur le dessin la présence d'un ressort qui permet d'absorber les chocs, mais c'est peut être pas nécessaire sur une version karting.

La " direction" des sets Technic N° 8226 et N° 8252 fonctionne sur ce principe, même si ceux-ci sont des quadricycles.

Intéressant ! je vais aller voir comment c'est fait. Par contre il reste encore le défis de faire un système stable quand ça roulera à 3m/s.

la "chose " risque, ou a des chances

la "chose "risque, ou a des chances de

[Anio]

Le concept est bien. Et le nom est super bien pensé aussi.

Finalement, ce qui m'a interpelé, c'est qu'en fait tu donnes complètement ton concept et qu'il serait totalement possible que quelqu'un le repompe... Avoir des idées, c'est bien, encore faut-il réussir à les exploiter avant de se les faire piquer.

Pour la direction, on retrouve également ce principe sur les Turbo Tank Star Wars 8098, 75151, et peut-être 7261 (je le connais pas bien celui-là).

[tango zoulou]

Avoir des idées, c'est bien, encore faut-il réussir à les exploiter avant de se les faire piquer.

J'y ai pensé. Mais j'ai tendance à ne plus trop y tenir compte. Ce n'est pas la première idée que j'ai eu (sans vouloir me vanter) et jamais ça n'a connu de succès, jamais ça ne m'a rapporté. Donc j'ai tendance à penser que pour qu'une idée se vende il faut vraiment beaucoup d’énergie, de temps et d'argent, vraiment beaucoup. Donc je considère qu'il est peu probable que quelqu'un n'ayant pas eu l'idée réussisse à l'exploiter car il n'aura pas la fibre du concept en lui. Et puis ma fois, si quelqu'un y arrive, il aura fait le dur boulot à ma place ^^ et je serai super fier que ça ai marché.

Après sur ce projet en particulier, plus j'y réfléchis plus je me dis que le concept vaut le coup d'être exploité en vrai. Je pense déposer une enveloppe Soleau si j'arrive à prouver que le véhicule est suffisamment stable, comme ça je pourrai toujours vendre des Leanwheels si j'en ai envie ^^

Pour la direction, on retrouve également ce principe sur les Turbo Tank Star Wars 8098, 75151, et peut-être 7261 (je le connais pas bien celui-là).

Ok merci pour les infos, par contre IRL je n'ai pas vu encore. Et je me demande si il n'y a pas des problèmes insoupçonné qui se cache. D’où l’intérêt de faire une maquette télécommandé pour développer le concept.

Car évidement une question se pose, pourquoi la Leanwheel n'existe pas en vrai ?

[MattGrinin]

Car évidement une question se pose, pourquoi la Leanwheel n'existe pas en vrai ?

Moi ça me dit quelque chose ...

[Anto]

Super concept, et le fait que ce soit un concept est déjà super !

Car évidement une question se pose, pourquoi la Leanwheel n'existe pas en vrai ?

J'ai une petite idée. Cet été avec un pote on a fait du bobkart. Il y a 2 roues à l'arrière et une roue à l'avant. Pour tourner, il faut pencher les pieds et les jambes à l'intérieur du virage, et comme la coque est flexible, la roue avant peut pivoter selon un axe horizontal, un peu comme ton concept de direction à double rotation.

C'est super fun à conduire. Par contre, dès que le sol est un peu trop irrégulier et qu'on commence à prendre de la vitesse, on est très vite chaviré et le problème quand on bouge, c'est qu'on tourne ! Et j'en ai fait l'expérience, une petite bosse que je n'avais pas vue m'a fait finir dans un petit ruisseau. Mais j'ai bien rigolé.

Donc pour éviter ça, il faudrait selon moi revoir le système de direction et faire en sorte que les retours de la direction ne se sentent pas, on tourne le "guidon" mais les mouvements verticaux des roues avant générés par le sol ou la force centrifuge ne peuvent pas faire bouger le conducteur de gauche à droite, ou alors très peu. Pour te donner une idée, avec un bobkart, quand t'arrives à 25-30km/h ça devient très vite compliqué. ^^

En tout cas j'ai bien envie de voir ce que tu vas arriver à faire.

[tango zoulou]

Content que vous appréciez le concept

Et super merci Anto pour ton retour ! Effectivement quelques similarité avec la Leanwheel. J'aimerai bien essayé pour voir ce que c'est
Par contre je comprend pas trop comment ça tourne, si la roue avant pivote uniquement sur un axe horizontal, ça doit pas tourner fort... (d’ailleurs le système de direction à double rotation n'est pas de moi, mais de Boby )

Pour la stabilité, je pense que tu soulèves le problème majeur que la Leanwheel devra répondre : comment assurer la stabilité en présence d'une route irrégulière. Je pense même que le problème sera amplifié par le fait que l'essieu avant est large donc très sensible aux perturbations. Je travaille actuellement sur un châssis test pour démontrer le principe d'autostabilité, c'est bien parti pour le moment ! A voir dans un champ de bosse.

[Free Bird]

Dans toute ton approche, véritablement intéressante à plusieurs niveaux, l'éceuil de la sécurité est celui qui m'est le plus pregnant. C'est comme si on avait la tête la première devant la roue d'une moto. Le facteur est énormissime de se faire des traumatismes à quasi chaque sortie. Habituellement, les pneus / suspats encaissent la plupart des bévues de conduite.

Or la position genre deltaplane, mais au raz du bitume et en avant de l'engin est très exposée.

J'avais vu un engin mi voiture mi moto au salon de .. 1992. il y avait 4 roues, mais tu étais à cheval sur une poutre centrale avec des commandes de moto. Je ne pense plus avoir la photo. Cependant la position était haute et ce n'était pas autre chose qu'un proto qui préfigurait le quad. (taille voiture)

En dehors de cet élément que tu as toi-même souligné, la démarche doit être passionnante.

[tango zoulou]

La sécurité de l'engin est évidement un problème majeur. Mais bon si on compare ça à une moto, est-ce bien pire ? Le fait que la Leanwheel ait 4 roues larges et peu de risque de retournement, fait qu'a ce niveau c'est bien moins dangereux que la moto où le pilote pars dans le décors presque chaque fois qu'un pneu perd l’adhérence. Et puis en cas de choc frontal, certes c'est hyper dangereux d'avoir la tête la première, mais en moto le pilote il décolle carrément en avant ! C'est pas forcément mieux... Et puis on peut toujours ajouter des par-choc, des ceintures de sécurité,... même si ça entrave le concept de "lean".

Bon après je me doute qu'un véhicule pareil ne puisse jamais rouler sur la voie publique ^^ Mais sur un circuit de karting ou de façon discrète, ça peut être bien fun

[Matthieu]

C'est un tricycle et le pilote est assis ... mais le système de direction ressemble à ce que tu veux faire


Le site du concepteur : http://www.ecocycle.ca/

Un autre concept en 3D :


Et pour finir :

[TechToth]

Bonsoir,
le projet semble particulièrement intéressant, tous mes encouragements (je ne peux malheureusement pas aider sur le plan technique) pour cette démarche originale. Et de manière plus générale je voudrais saluer, tango zoulou, ta manière de MOCer. Tu sors des sentiers battus et viens te frotter à des sujets difficiles voir qui ne sont pas abordés que par toi (je suis toujours avec un intérêt certain tes posts sur le monocycle) tu me fais penser à un chercheur en LEGO qui se serait fixé comme objectif de repousser les limites du champ des possibles. j'adore !
Ne change pas ta manière de penser, on a besoin de rêveurs comme toi.

[tango zoulou]

Merci !! Ton message m'a fais tellement chaud au cœur que ça me motive à écrire le long post sur le topic du monocyle.

J'espère que t'aimera mon futur projet : la Spin-O-Car (Mais j'attend d'avoir assez de fric pour acheter une Buwizz et 4 moteurs L...)

@Matthieu, Free Bird et tous les autres en fait :
Merci pour faire remonter les concepts existants. En fait ce qu'on peut voir, c'est que la véritable spécificité de la Leanwheel ce n'est pas lean pour pencher, mais lean pour maigre. Car il existe plein de véhicule à 3 ou 4 roues dont le châssis se penche, par contre il existe peu de véhicule où le concept est pire que faire corps avec le véhicule, mais carrément que le corps soit le véhicule ! Le châssis et sa cinématique, c'est juste une façon de réduire les forces aux pilotes. Le vrai concept c'est d'avoir une roues greffé à chaque pied et main (d’ailleurs c'est vraiment de cette façon que j'ai inventé de concept)