Un véhicule trois essieux articulés suivant des rotules à 3 dégrée de liberté donc, le tout en 6 roues motrices. L'idée est d'avoir un véhicule rampant (crawler) qui peut suivre le terrain mieux que des trial truck classique grâce aux articulations rotules. Aussi, la largeur de voie, combinée à la faible hauteur abaisse considérablement le centre de gravité et donc la stabilité en devers. En gros, c'est une chenille / serpent avec des roues.
Construire le système d'articulation et le châssis est assez simple, en revanche construire la mécanique qui va avec n'est pas simple. Il y a deux approches pour la motorisation :
- Motorisation différentielle : un moteur par cotés (par bloc de 3 roue), la direction se fait par différentiel de vitesse
- Motorisation directe : un moteur pour la propulsion des 6 roues et un autre moteur de direction pour articuler l’ensemble
J'ai testé les deux :
Premier prototype : motorisation différentielle
Deux moteurs, un par coté. La transmission au niveau des articulations se fait via des cv-joint qui peuvent coulisser sur leurs axes pour permettent ainsi le déplacement malgré l'écart au centre de rotation de 1 tenon. La direction se fait par différentiel de vitesse entre côtés, le châssis s'articule alors :
Oui mais ça ne marche pas. Ça marche en ligne droite, un peu en virage mais dès qu'il y a du franchissement, les cv joint sautent. Comme ils peuvent bouger sur leurs axes, la trop grande puissance les désaccouple. Donc :
- Soit il faut condamner le déplacement des cv-joint ce qui condamne la direction et l’articulation
- Soit passer à un système pour la transmission de puissance dont l'articulation est plus solide, ce que j'ai fait avec le proto deux
Deuxième prototype : motorisation et direction indépendante
Deux moteurs, un de propulsion et un de direction :
La direction se fait uniquement entre l'essieu 1 et 2. Un système de bielle articulée vient tirer ou pousser. (Le système de bielle cumule deux rotules pour permettre les 3 degrés de liberté de l'articulation)
Ce qui veut dire que quand on actionne la direction sans rouler, le crawler se met comme ça :
Puis, lorsqu'on avance, le troisième essieu qui n'était pas dans l'axe s'y met et on obtient ceci :
Q: Mais alors, pourquoi ne pas motoriser la direction sur l'essieu 2 et 3 pour éviter que l'essieu 3 soit désaxé lorsqu'on tourne sur place ?
R : Et bien parce que le centre de rotation des articulations est au milieu de deux essieux et non au centre des essieux. Ce qui veut dire que si on agit sur les deux essieux extérieurs pour les faire tourner, l'essieu du milieu ne peut pas rester là où il est, il se déplace latéralement (suivant l'axe des roues) ce qui est impossible à cause de l'adhérence des pneus en latéral donc ça ne fonctionne pas. Ça peut fonctionner s'il n'y avait que deux essieux et non trois.
- Soit il faut avoir des articulations aux centres des essieux ce qui complique beaucoup la transmission et le système de suspension (multiplie par deux le nombre de liaisons à cause des bielles entre essieux)
- Soit il faut avoir qu'un seul essieu directeur, le reste des essieux suit un peu comme les wagons de trains, ce que j'ai choisi de faire
Le système de suspension
Que les centres d'articulation soient sur les essieux ou entre les essieux fait qu'il faut maintenir horizontale les essieux ou les tirants : il faut un système de suspension, imposé par le fait que les articulations ne sont pas seulement des articulations de direction mais ont 2 degrés de liberté en plus.
Ce système de suspension est réalisé avec des flexs. L'idée est de laisser la rotation de la direction totalement libre et contraindre les deux autres degrés de liberté. J'ai d'abord envisagé plusieurs solutions avec des ressorts mais ça ne fonctionnait pas aussi bien et avec autant de débattement. Voici le système :
En fonctionnement :
Le crawler ne fait pas que se tordre comme sur la photo, il peut aussi épouser la forme d'un cercle : dans un tuyau ou sur un tuyau par exemple grâce au système de flex.
Fonctionnement
Ce prototype fonctionne bien, les propulsions via les articulations est solide grâce aux cardans enfermés dans les rotules.
Au niveau de la direction, elle fonctionne bien mais il y a un léger temps de décalage le temps que l'essieu arrière se remette dans l'axe. Si l'essieu n'a pas la place de se mettre dans l'axe (en reculant sur un obstacle par exemple), il faut faire autrement. Ce qui veut dire que sur plat, le système fonctionne en marche avant ou arrière sans problème, mais qu’en franchissement pur, il faut privilégier la marche avant.
Concernant les suspensions flexs : ils fonctionnent bien, aucun problème pour la direction ni le tangage ou pompage. En revanche, la transmission de puissance à tendance à faire tourner les essieux (en torsion). Le débattement entre chaque essieux en torsion et d'environ 90° ce qui est un peu beaucoup pour la stabilité. C'est pourquoi il faut adjoindre un système de butée ou un système de suspension plus dur.
Concernant les performances, je n'ai pas pu les tester beaucoup mais déjà le centre de gravité bas aide beaucoup pour la stabilité, le rayon de giration de 20cm est un vrai plus. Le crawler a en effet 3 différentiels. Le vrai problème reste le système de suspension qui autorise trop de torsion ce qui nuit à la stabilité. A titre d’exemple, le crawler se déplace de façon beaucoup plus fluide sur mon canapé que les autres trial truck qui avaient du mal sur les surfaces molles sans différentiels. Je pense que ce crawler est à privilégier sur surface légèrement escarpée et vallonnée, plus que du franchissement de brut (genre caillou plus gros que les roues).
Aussi, le crawler se compose en fait d'un bloc de propulsion direction qui peut être résumé à 2 essieux, les essieux après (ici le troisième) sont du bonus, on pourrait aussi avoir 4 voire 5 essieux que le système fonctionnerait toujours. Dommage je n'ai pas assez de rotule d'unimog !
Voilà voilà où j'en suis. J'aime bien ce concept de crawler un peu genre robot d'exploration. N’hésitez pas si vous avez des questions / remarques / commentaires
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? Avec des rotules, ça peut le faire je pense, et toi?) ou des butées (sur chaque pont 
