Prototype de véhicule hippomobile hybride

[invite9861107b]

Bonjour,

Je viens de m'inscrire sur FS car j'y ai trouvé déjà pas mal d'infos, et je cherche maintenant des conseils et aides techniques pour le projet sur lequel je travaille en ce moment.

Petite présentation rapide : je suis enseignant équestre et je pratique l'attelage. Depuis quelques années je me suis lancé dans un bricolage un peu atypique : créer une calèche à assistance électrique (à l'image du vélo électrique) pour soulager les efforts de mon cheval.

Avec l'aide d'un étudiant en école d'ingénieur, j'ai pu finaliser un prototype fonctionnel :
Calèche électrique 4x4 papier.jpgHaras du Pin - AG Sté des AHN.jpgPalonnier - capteur - cheval.jpg

J'essaye maintenant d'améliorer ce véhicule mais je souhaite faire un tableau récapitulatif de calcul de force de traction nécessaire pour déplacer un charge, en l'occurrence une masse tractée par un cheval qui peut être une calèche, un traineau ou tout autre système tracté.
(Notez que le principe devrait aussi s'appliquer à tous types de véhicules tractés ou poussés, de la brouette du jardinier à la poussette, en passant par le traineau du Père Noël.

J'ai commencé un tableau sur un tableur (excel) que j'ai du mal à finaliser. Je l'ai téléchargé sur le site de l'association avec laquelle j'ai finaliser le projet afin de pouvoir facilement le modifier et le rendre accessible à chacun : http://aveniratoutcrin.free.fr/doc/T...e_traction.xls

Dans un fichier pdf, j'ai repris un tableau récapitulatif des coef de frottement d'un site dont j'ai trouvé le lien sur FS, ainsi que la formule de calcul de la force d'un cheval :
http://aveniratoutcrin.free.fr/doc/C...coef_frott.pdf

A priori j'ai toute les données.
Pouvez-vous m'aider à terminer ce tableau dont je ne maitrise pas toutes les formules ?

Merci
-----

[invite728b013d]

Bonjour, déplacé en technologie.

[invite9861107b]

Mince, pas trop d'aide pour mon tableau !....

Bon, je vais essayer d'évaluer les coef de roulement expérimentalement avec le cheval et un dynamomètre, et je vous donnerai les résultats.
D'ici là, peut être que j'aurai quand même un peu avancé sur le tableau, cela me permettra de vérifier avec les mesures sur le terrain.

[Zozo_MP]

Bonjour

Depuis le temps des diligences c'est vrai que personne ne c'est préoccupé de soulager la pénibilité au travail de la gente équine. Imaginez qu'au lieu de ramener les poissons de Boulogne s/mer à Paris par la route du poisson (course annuelle encore de nos jours au lieu de quotidienne autrefois) avec attelage un double ou quadruple une seule rosinante mitée eut suffit.

Plus prosaïquement dans l'assistance électrique des vélos c'est la force d'appui sur le pédales qui déterminent globalement le degrès d'assistance (avec les infos speed ou slow ou boost sur le sélecteur de commande) comment avez vous déjà fait pour déterminer ça dans votre premier proto. Je suppose que ce n'est pas le degrés de traction sur le timon ou le collier du cheval pilote d'essai qui a défini le niveau d'assistance électrique.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9861107b]

Bonsoir,

C'est vrai que depuis la nuit des temps, l'homme utilise le cheval sans vraiment se soucier ni de sa santé ni de son confort au travail. J'exagère un peu car il faut quand même souligner que certains utilisateurs de chevaux sont très attentifs à la santé de leurs équidés.
Néanmoins, quand le cheval était le principal mode de déplacement, on peut dire que c'était du "consommable" : on faisait travailler les chevaux jusqu'à leur dernier souffle, puis on changeait de cheval.

Pour revenir au véhicule hippomobile hybride que j'ai réalisé (avec l'aide d'un élève ingénieur) le principe est simple, presque plus simple que pour le vélo à assistance électrique car il n'y a pas de mesure de couple (force d'appui sur les pédales).

Lorsque le cheval tracte une calèche, contrairement à ce que pensent beaucoup de gens, il ne tire pas sur les brancards (les 2 barres de chaque côté), mais sur des courroies appelées des traits (courroies en corde, en cuir, ou en chaine).

Les traits relient les épaules du cheval (par une bricole ou un collier) aux extrémités d'une barre mobile autour d'un axe central et fixée à l'avant de la calèche : le palonnier. Cette barre permet d'amortir les à-coups de traction quand le cheval tracte en avançant successivement une épaule, puis l'autre.
Pièce jointe 235741

Pour actionner la motorisation auxiliaire de la calèche hybride, j'ai simplement fixé un capteur de force au centre du palonnier afin de mesurer la force délivrée par le cheval lors de la traction, les informations sont traitées par un petit automate programmable puis envoyées aux contrôleurs des 4 moteurs-roues.
Pièce jointe 235742

C'est aussi simple que cela !

Néanmoins ce système comporte quelques lacunes que je suis en train de résoudre. En particulier qu'il ne mesure que la traction mais pas le freinage ("traction négative") : lorsque le cheval freine, les traits se détendent et le capteur ne mesure plus rien alors que le cheval peut être en situation de retenir la calèche, au freinage ou en descente. Il faut savoir que lorsque le cheval freine la voiture, cela lui demande un effort très important, plus que lorsqu'il tracte. Mesurer le freinage est très intéressant pour passer automatiquement en mode recharge des batteries ou pour utiliser un frein moteur. Sur le prototype conçu, c'est le cocher qui actionne le mode recharge et le frein-moteur avec une pédale.
A noter aussi que le cocher dispose d'une petite molette qui permet de fixer le seuil à partir duquel la motorisation électrique auxiliaire intervient : si le cheval est fringant, on fixe un seuil élevé, si le cheval est fatigué, ou vieux, on fixe un seuil très bas afin de préserver au maximum la santé du cheval.
Bien sûr, si le seuil est bas, la motorisation auxiliaire sera plus sollicitée est donc l'autonomie des batteries sera réduite, et inversement : c'est au cocher de gérer l'assistance en fonction du cheval et du travail.

Bref, ma calèche hybride est très largement perfectible... si vous avez des idées !

En attendant, je serai très content de pouvoir d'abord finaliser le tableau : http://aveniratoutcrin.free.fr/doc/T...e_traction.xls

...et d'avoir aussi vos conseils et remarques afin d'améliorer ce système.

[invite9861107b]

Oooops... je viens de me rendre compte que le lien vers mon tableau excel n'est pas bon !

Je vais corriger cela illico presto. Je vais aussi mettre le tableau en PJ .

J'en profite aussi pour vous rajouter quelques photos pour vous convaincre du bien fondé du concept de la traction animale assistée !

Imaginez-vous la masse de ce tramway quand il était plein aux heures de pointe !
Ttramway à cheval - 1877.JPG

Là, on se dit qu'avec un peu d'assistance, le cheval serait peut-être plus à l'aise
Collecte benne Véolia 1.jpg

Cette maringotte pourra transporter quelques 50 personnes pour une masse d'environ 5 tonnes. Même avec 2 chevaux, ce sera difficile sans assistance motorisée...
maringotte-Mt-St-Michel-01-500.jpg

Il sera néanmoins important de bien positionner les batteries pour un bon équilibre de la voiture...
Ane_charrette.jpg

[Zozo_MP]

Bonjour

Pour les efforts au niveau du palonnier en mode "retenue de charge" le problème, n'est pas trop compliqué à résoudre (c'est une bricole si j'ose dire si on s'y attèle) il suffit d'avoir des capteurs de position magnétique sur le palonnier qui une fois activé désactive quand à lui le capteur de force traction et active le capteur de force "retenue de charge". Il suffit d'avoir par exemple deux à cinq centimètres entre la position traction et la position retenue de charge pour que cela ce fasse automatiquement. Le mode "retenu de charge" active le frein.
Il y a un ressort très costaud qui empêche de passer du mode traction au mode retenu trop facilement mais avec une course de 5 Cmm entre les deux positions c'est gérable facilement.

????? Voir avec les électroniciens du forum si le moteur peut servir aussi de frein comme sur les freins électriques des camions (Tropique, F6bes, Daudet78, mécano41 ,etc..) je ne suis pas compétent sur ce point.

Par contre si vous faite reculer volontairement le cheval comme il est fréquent il vaut mieux que le mode "retenue de charge" soit désactivé.
Donc soit c'est le cocher qui par un petit levier désactive à la main le mode traction et enclenche un frein quel qu'il soit soit c'est tout automatique comme indiqué ci-dessus.

Cordialement

[mécano41]

Bonjour à tous,

... Voir avec les électroniciens du forum si le moteur peut servir aussi de frein comme sur les freins électriques des camions (Tropique, F6bes, Daudet78, mécano41 ,etc..) je ne suis pas compétent sur ce point.

J'ai appris un peu et bidouillé mais je ne me considère pas comme électronicien, loin s'en faut! ....en revanche, pour la deuxième photo du message 6 le mécano dit qu'il faudrait mettre des roues à l'immeuble qui parait difficile à porter par le cheval qui tire déjà la charrette bon, je sors...

Cordialement

[Bounoume]

bonjour,
je ne pratique pas l'attelage, mais quand même une remarque:
pour ce qui est de la situation du freinage, quand le cheval retient la charette (dans une descente), il n'agit pas sur le palonnier.
Donc il ne peut agir que en retenant les brancards: forces exercées dans une direction parallèle à chaque brancard, et additives.

Solution apparement facile: 2 capteurs de force de poussée dans l'axe des brancards.
Si pousée (reculante) présente, la consigne vitesse du moteur décroît et tend vers zéro: ce qui déclenche une action de freinage.

L'inconvénient de cette solution: il faut interrompre le brancard par une zonre de coulissement incluant le capteur de force.
Cela peut fragiliser la chose.... et c'est pas beau.

Autre façon de voir:

abandonner le capteur de force spécifique au palonnier et regrouper la mesure de contrainte en traction et en poussée directement sur l'accouplement à la voiture.
Si tu me fournis une photo de la région palonnier.brancard.articulatio n avec la voiture (chassis bleu...) je pourrais te proposer un schéma possible....


nb je pense que la programmation de l'asservissement de vitesse sera plus facile avec cette mesure unique que par l'addition de plusieurs mesures pas toujours cohérentes..


Pour aler plus loin, toi ou ton copain ingénieur peuvent-ils me dire quel type de moten tout cas ça ne doit pas être ueur vous utilisez?
moteur traditionnel à courant continu avec collecteur et charbons,
ou moteur sans contacts, collector free, avec commutation électronique des bobinages (je ne trouve pas le nom exact, vrai moteur "pas à pas" ou non)
cette dernière question, pour esayer de déterminer si ça peut récupérer vraiement de l'électricité au freinage.


bien à toi

HP

[Bounoume]

bonjour,
la nuit m'ayant éclairci les idées, voici
un shéma d'implantation des capteurs:




un capteur:
http://www.mesurex.fr/index.php?opti...mid=82&lang=fr




Come les jauges mesurent en Traction Et en compression, et en faisant la some algébrique des 2 valeurs mesurées,

On a:
quand le cheval tire: valeur positive, qui, multipliée par la commande de gain, devra commander le COUPLE moteur (positif, en avancement, bien sûr)
quand le cheval retient: valeur négative, qui, multipliée par la comande de gain, devra provoquer un COUPLE inverse (négatif, à effet de freinage)
Ainsi le basculement assistance/freinage ne demande en principe aucune intervention, mais si la commande est à zéro, il n'y a ni assistance....ni freinage.


-pour faire compliqué- on pourrait ajouter une option
permettre un freinage-récupération d'énergie sans que par contre il y ait assistance à la traction
Il sufirait d'intercaler quelques circuits électroniques entre somateur et module de commande moteur.On pourrait faire ça un peu plus tard....


mise en oeuvre du point de vue mécanique
il faudra supprimer les pattes de jonction à l'axe et aux brancards, et les remplacer par des plats fixés ad hoc dans le trou des jauges de force. C'est tout.

Après , le problème est au niveau de la technologie du moteur (et du module de contrôle...)

Sachant que maintenant on affirme que tant les voitures électriques que les vélos à asistance électrique sont capables de récupérer l'energie électrique au freinage.... il suffirait d'adapter à notre voiture hipomobile un (des) moteurs ad hoc....

C'est pourquoi j'aimerais avoir des infos sur les moteurs choisis..

[invite9861107b]

Bonsoir à tous et merci pour vos remarques et l'intérêt pour ce sujet.

Bounoume, tu as très bien analysé la problématique et bien vu le "point stratégique" où à priori tout se joue !
C'est effectivement à la jonction Brancards/Voiture car les 2 attaches sont soumises aux forces de traction et aux forces de retenue lorsque le cheval retient la voiture ou simplement ralenti.

Depuis quelques mois je travaille sur l'adaptation d'un ou plusieurs capteurs de force à ce niveau. Mais il y a, à mon avis, une adaptation encore plus judicieuse qui simplifierait bien des choses concernant la mesure des forces en jeu, et apporterait aussi quelques avantages non négligeables...

Pour l'instant je n'en parle pas trop car je sais que plusieurs fabricants et revendeurs de voitures d'attelage s'intéressent au sujet mais attendent de voir ce qui va sortir des quelques discussions en cours sur internet pour le faire fabriquer dans leurs ateliers ou à l'étranger (la plupart des voitures hippomobiles sont fabriquées en Pologne).
Il y a quelques semaines un fabricant m'a téléphoné pour que je lui donne plus de précisions techniques sur le système que je suis en train de mettre au point à la place du capteur au niveau du palonnier... Je n'ai pas donné trop de détails (bien qu'il ait essayé de me tirer les vers du nez) mais j'ai bien compris qu'il était intéressé.

Le système dont je parle permettrait de n'utiliser qu'un capteur, voir aucun car on peut utiliser un simple potentiomètre pour actionner les moteurs, ce qui réduirait énormément les coûts en matériels électroniques, les câblages, la pose et les réglages.
C'est d'ailleurs un peu le problème de mon prototype actuel qui comporte bien trop de matériels électroniques qui sont chers, fragiles et compliqués à paramétrer, surtout pour des utilisateurs qui n'ont pas l'habitude d'embarquer et d'utiliser un micro-ordinateur pour changer un paramètre sur le terrain !

Compte tenu des vitesses en jeu qui sont très réduites (grosso modo, 7 km/h au pas, 14 au trot, 21 au galop) il ne paraît pas utile d'avoir un système électronique très sophistiqué pour gérer l'assistance auxiliaire électrique.
Par la suite, si le concept se développe, il sera alors intéressant de perfectionner le dispositif.

Si cela vous intéresse, nous pourrions partager nos idées sur la question. Je vous laisse un peu réfléchir sur le sujet avant de donner mes solutions concernant ce dispositif permettant de simplifier la mesure des forces et amenant aussi quelques autres avantages….

En ce qui concerne les moteurs-roues, ils proviennent de petits scooters électriques (Brushless 48V 1500W). Ces moteur-roues permettent la recharge des batteries au freinage qui se fait actuellement par une pédale au pied du cocher, mais ce n'est pas bien pratique : une automatisation serait bienvenue.
Le choix de ces scooter s'est fait surtout parce que j'ai pu récupérer un lot de 4 scooters à moitié démontés pour un prix très réduit.

Si des spécialistes sont intéressés par la partie électronique du système d'asservissement, je peux vous donner davantage d'information. Ceci dit, je pense que le système est très largement perfectible et simplifiable.

A bientôt

Pièce jointe 236158

[Bounoume]

bonsoir Avenir-a-tout-crin,
je comprends mieux les difficultés de ton projet:
l'élève ingénieur qui te secondait est devenu ingénieur et a trouvé un bon emploi: il ne peut plus t'aider....
les capteurs industriels (et autres automates programmables) ça coûte les yeux de la tête.....
les moteurs par contre sont du matériel presque courant: il suffit de connaître leur modes de commande pour s'y adapter.

Pour ce qui est du transfert des forces sur un capteur unique, j'avoue que je n'ai aucune idée du mécanisme. ou alors, peut-être.... mais c'est bien compliqué (et fragile?)

Quant à utiliser un simple potentiomètre comme capteur, bien sûr: il mesurera la compression/étirement d'un ressort (spiral ou lame d'acier).
Ce qui peut donner des ennuis: la tenue à l'humidité, à la saleté, et la tenue à un choc accidentel...

Pour exploiter la mesure, utiliser des simples amplificateurs opérationnels est effectivement bien moins cher qu'un automate.
Et puis tous les électroniciens du forum pourront t'aider: les principes des montages sont bien connus...
Dans les temps anciens moi aussi j'avais fréquenté ces dits amplis OP....



Question des moteurs brushless; peux-tu nous dire comment on en contrôle la vitesse (ou le couple), et comment se fait le basculement entre la propulsion moteur et le freinage avec récupération d'énergie (modification de la consigne de vitesse, ou commutation spécifique?).
C'est ce qui va conditionner l'interface du circuit de calcul vers les dits moteurs.

A bientôt
HP



ps. Au cas où on reprendrait l'idée de 2 capteurs (potentiomètres), un de chaque côté du timon, faire grossièrement la somme des 2 mesures utilise 2 amplis op (1 en inverseur et un en diférentiel) et une dizaines de résistances: prix moins de 10 euros.....

[invite9861107b]

Bonsoir,

Pour ce qui est du transfert des forces sur un capteur unique, j'avoue que je n'ai aucune idée du mécanisme. ou alors, peut-être.... mais c'est bien compliqué (et fragile?)

Dis toujours... "De la discussion naît la lumière" !

Quant à utiliser un simple potentiomètre comme capteur, bien sûr: il mesurera la compression/étirement d'un ressort (spiral ou lame d'acier). Ce qui peut donner des ennuis: la tenue à l'humidité, à la saleté, et la tenue à un choc accidentel...

Un potentiomètre (ou un capteur) peut être utilisé en parallèle d'un système amortisseur qui absorbe les chocs, et protégé de l'humidité et de la saleté...

En fait, pour résumer ma réflexion... Actuellement, le prototype réalisé répond globalement au cahier des charges, sauf sur l'aspect financier car les composants électroniques utilisés sont chers (automate, capteur), et trop sophistiqués ce qui interdit tout réglage sur le terrain (difficile d'avoir un micro-ordinateur sous la main pour changer les paramètres).

Comme je le disais, compte tenu des vitesses en jeu et de la spécificité de la traction équestre qui est assez "grossière" (mais cyclique, le cheval tracte successivement d'une épaule puis l'autre), je pense qu'une électronique trop pointue n'est pas justifiée pour l'instant. J'en suis arrivé à me dire que finalement, il suffisait de transposer le système d'asservissement (accélérateur) d'une voiturette électrique sur la calèche ; la traction du cheval venant agir sur l'accélérateur. (Les accélérateurs des voiturettes électriques étant de simples potentiomètres, rotatif, linéaire, etc donc assez simples à insérer dans un dispositif de traction).

Ce système serait d'autant plus intéressant que le cocher pourrait lui aussi avoir une pédale d'accélérateur lui permettant d'agir en même temps que le cheval. Par exemple, imaginons une assistance à l'effort du cheval avec un seuil assez haut (l'assistance est réduite et le cheval doit fournir un effort), dans le cas d'une montée brutale ou d'une passage demandant un effort plus important le cocher pourrait lui-même fournir ce surplus d'assistance avec un pédale. En fait, on rajoute un "mode manuel" au mode automatique.

Dans ce montage, il s'agit donc de traiter mécaniquement les irrégularités de la traction (déjà traitée en partie par le palonnier). Actuellement sur le prototype, c'est l'automate électronique qui fait des moyennes. Un simple amortisseur hydraulique (type vtt) pourrait à mon avis faire l'affaire dans un mécanisme ad hoc. C'est un peu comme si on devait faire une pédale d'accélérateur sur laquelle on appui par à-coups et qui transmet une commande régulière d'accélération !

Mais… me direz-vous, l'amortisseur ne fonctionne qu'en compression ou en allongement, alors qu'il faut traiter les forces dans les 2 sens (traction de la calèche + retenue de la calèche), ce à quoi je vous répondrais, certes, mais … il y a une astuce !

Par ailleurs, si un système mécanique est possible, cela permet des réglages assez simples et rapides (comme durcir la dureté de l'amortisseur), sans oublier un avantage non négligeable : amortir les à-coups lors de la traction ou du freinage, ce que ne fait pas le capteur de force, c'est aussi beaucoup plus de confort pour le cheval au travail. Il existe d'ailleurs des ressorts de traction qui étaient fixés sur les traits... il y a longtemps (voir pub ci-après).

Voilà à mon avis quelques pistes de réflexion et de recherche pour faire un système d'assistance pour un véhicule hippomobile hybride simple, efficace et pas (trop) cher !

Ressort de traction (1907) :

[Kissagogo27]

bonjour, et un verrin pneumatique double effet a mi-course servant a la mesure de la pression d'air des 2 cotés en circuit fermé par les capteurs , en fonction de la traction ou du freinage, on mesure une pression différente selon la sortie fermé par le capteur aval ou amont qui pourrait aussi servir d'amortissement comme l'air étant compressible, c'est protégé des salissures externes au niveau des capteurs de pressions ..

[Bounoume]

avenir-a-tout-crin:
contrôle par potentiomètre: dans l'hypothèse où on utilise tel quel un système de voiturette électrique,
je suppose que le potentiomètre, alimenté par une tension continue, produit une tension (proportionnelle à sa rotation ou à son déplacement) qui commande la vitesse du moteur.
Pour amortir les variations de la commande, il suffit de mettre un condensateur de valeur adéquate (empiriquement choisie,c'est facile..) en parallèle sur la sortie du dit potentiomètre.

Pour ce qui est du ressort que tu montres;c'est pas le ressort qui va amortir les variations (pour ça il faudrait un amortisseur de bagnole (hydro-pneumatique); cependant le ressort est nécessaire quand même: c'est en tirant plus ou moins fort sur le ressort que le cheval l'allonge plus ou moins, et comme on couple l'alongement au mouvement du potentiomètre, plus la traction est forte, plus la vitesse donnée en consigne au moteur est élevée.


nb. est-ce une boucle d'asservissement stable (exempte d' oscillations gênantes)? je ne suis pas capable de répondre. Quelqu'un pourrait-il me donner un avis là-dessus?



pour ce qui est de la deuxième commande, celle du cocher, bien sûr: le deuxième potentiomètre en cascade contrôle le gain de l'ensemble.


Mais le problème de la récupération-freinage ne me semble pas résolu....




Kissagogo27:
ton vérin pneumatique introduit effectivement une élastance dans le montage mécanique, et un peu d'amortissement (dans le vérin , il y a pas mal de frottements, en partie visqueux....).
Pour le(s) capteurs, dans l'hypothèse du double effet à mi-course, je penserais plutôt à un mano différentiel entre les pressions de chacun des compartiments.
Comme je suis obstiné, je reprendrais mon joli dessin en remplaçant chacun des capteurs de force par un court vérin tel que tu proposes.
Ce serait strictement équivalent aux 2 capteurs de force, et ça résoudrait de même le problème du freinage automatique....

par contre question prix est-ce qu'on ferait une éconcmie par rapport aux capteurs de force industriels?



remarque: faudrait des vérins parfaitement étanches: en cas de fuite, onperdrait la position à mi-course au repos, ety le système deviendrait vite faux....

bonne soirée.
cordialement
HP

[invite9861107b]

Bonjour à tous,

Vos remarques ouvrent pas mal d'axes de recherches et de tests, et de questions...
Néanmoins pour le vérin pneumatique proposé par Kissagogo27, au début du projet, j'avais conçu une maquette avec un vérin pneumatique. Il s'est avéré que c'était assez difficile à bricoler (fuites), à régler et assez cher.

Pour revenir rapidement au ressort présenté, c'est simplement un exemple pour expliquer que l'amortissement de la traction est un sujet qui préoccupe, dans le milieu équestre, depuis au moins... 1907 !

Aujourd'hui, il y a de très nombreuses applications qui utilisent des amortisseurs ressort+hydraulique performants, de toutes tailles et de toutes caractéristiques (vtt, remorques, électroménager, ...). On trouve donc une multitude de matériels industriels fabriqués en grandes séries, donc économiques, et dont les caractéristiques techniques sont probablement adaptées à la problématique en question.

D'ailleurs, une petite question en passant sur les ressorts et amortisseurs : quelles sont les différences fondamentales entre un ressort compressible et un ressort extensible ?

Quelles sont les utilisations qui préconisent le choix d'un type plutôt que l'autre ?...

J'ai vu par exemple que certains VTT utilisent des amortisseurs compressibles, d'autres extensibles...
L'amortisseur vtt me parait très intéressant car très compact, beaucoup d'innovations (le marché est très dynamique), et de nombreux réglages possibles... Mais les prix sont encore élevés pour les plus sophistiqués. Ceci dit, on en trouve de plus en plus d'occasion.

Pour terminer avec l'utilisation d'un ressort, comme le souligne Bounoume, certes les à-coups seront amortis mais pas les "oscillations gênantes" : une partie hydraulique reste donc nécessaire. L'utilisation d'un amortisseur hydraulique me parait incontournable, du moins pour la chaine d'asservissement avec motorisation auxiliaire.
(Gardons quand même à l'esprit qu'un simple ressort a déjà bien des avantages en terme de suppression des à-coups et donc d'amélioration du confort pour le cheval et pour les passagers dans la calèche !).

Je reviens aussi sur les "oscillations gênantes" : au cours des tests du prototype, nous nous sommes rendu compte que le "défaut" d'un élément de notre véhicule hybride venait jouer un rôle dans leur atténuation : les moteurs-roues !
Au départ j'avais fixé un essieu motorisé avec moteur central et différentiel mais la démultiplication des engrenages engendrait des à-coups très difficiles à gérer. Finalement, le défaut des moteurs-roues qui ont un mauvais couple à faible vitesse, au démarrage (accentué par un diamètre de roue plus grand), s'avère être un avantage car les oscillations sont de fait atténuées !

En ce qui concerne la possibilité au cocher d'intervenir en plus du système d'asservissement automatique, je pense qu'il est possible de faire l'économie de 2.ème potentiomètre et de l'électronique qui en découle.
Si le système de gestion des à-coups de traction et de la motorisation auxiliaire est assuré par un dispositif avec potentiomètre, comme un accélérateur de golfette électrique, couplé à un dispositif d'amortissement avec amortisseur hydraulique, un simple câble allant de la pédale d'accélérateur au potentiomètre me parait résoudre simplement et mécaniquement cette double fonction recherchée (action principale et automatique traction cheval + action secondaire manuelle cocher). Encore une fois, des réglages mécaniques plutôt qu'électroniques me paraissent plus simples, plus rapides et plus accessibles à un utilisateur lambda (une simple vis de réglage pourrait jouer ce rôle).

Pour le basculement en mode recharge, il n'y a pas vraiment de problème dès lors qu'on détecte que le cheval ne tire plus mais retient la voiture (= force de traction négative).

En résumé, il y a 3 niveaux :

1) le cheval fournit une énergie importante pour tracter => seuil atteint = déclenchement de l'assistance moteur
2) le cheval n'entretient que le mouvement, calèche vide, chemin plat ou petite descente => aucune mesure, mesure en dessous du seuil = aucune assistance
3) le cheval freine ou fournit un énergie importante pour retenir la voiture (descente) => mesure de traction "négative" = basculement du système en mode recharge des batteries = frein moteur.

A noter quand même qu'un frein mécanique est obligatoire car lorsque les batteries sont pleines les moteurs-roues ne fournissent plus de résistance. Il n'y a donc plus de frein moteur !
Il est assez simple d'imaginer que la pédale de frein, dans sa première partie lorsqu'on appuie dessus, enclenche un frein moteur (simple contact inverseur), et si cela n'est pas suffisant, une pression plus importante déclenche le frein mécanique.

Je me demande d'ailleurs comment est gérée cette situation sur les voiturettes électriques dont la recharge des batteries se fait au freinage ? (Peut-être qu'on simule électroniquement que les batteries ne sont pas pleines, et on déleste cette production électrique inutile !).


Bref... y a encore du taff, même avec un sujet aussi ancien que celui de la traction animale !


PS : J'en profite pour vous faire part d'une réflexion intéressante issue de ce projet : si on raisonne, non plus en cheval/calèche, mais "élément tracteur/élément tracté", toute cette étude peut être transposable à d'autres systèmes.
Il y a peut-être encore plus intéressant dans l'étude de l'hybridation par mesure de force !
Par extension on peut dire qu'un véhicule automobile est un ensemble "élément tracteur/élément tracté" : le train avant d'une automobile est la partie tracteur (moteur thermique), et le train arrière, et le châssis, sont la partie tractée...
Donc, toute l'étude donc nous parlons et qui consiste à mettre au point la détection et la mise en route d'une motorisation électrique auxiliaire d'un élément tracté peut s'adapter au train arrière d'une voiture. Ce serait très intéressant de concevoir un tel véhicule dont le train arrière motorisé vient, de façon complètement autonome, se caler au train avant (ou inversement), uniquement en mesurant les forces liant les 2 trains !...
C'est un autre sujet très intéressant, à mon avis.

[Bounoume]

D'ailleurs, une petite question en passant sur les ressorts et amortisseurs : quelles sont les différences fondamentales entre un ressort compressible et un ressort extensible ?
Quelles sont les utilisations qui préconisent le choix d'un type plutôt que l'autre ?...


voici quelques ressorts dits 'à boudin', depuis wikipedia:
https://www.google.com/search?q=ress...49%3B300%3B300

ceux du haut sont tous à compression,
le gros du milieu aussi;
ceux de la ligne suivante (avec Gaston Lagaffe) sont des ressorts à traction, comme d'ailleurs celui que tu montrais dans ton post; forcément les ressorts à traction ont un anneau à chaque bout (pour pouvoir tirer dessus).

les ressorts à compression ne peuvent pas avoir les spires jointives (puisque quand on comprime les spires se rapprochent)
par contre un resort de traction peut avoir ses spires jointives au repos.....

Voila pour la question accessoire.

par ailleurs j'essaie de me documenter sur les moteurs dits BLDC (brushless) et leurs systèmes de contrôle -et la récupération d'énergie-
C'est pas facile de trouver autre chose que des pubs....

enfin, j'ai le mode de contrôle de l'un d'eux:
http://www.goldenmotor.com/HPM%20Wir...0Contactor.jpg

il y a accélérateur ET frein (throttle and brake), chacun par potentiomètre je pense.
Et je suppose que quand on freine ça recharge la batterie.....

ça reprend le montage d'origine de ton véhicule, avec 2 commandes séparées, mais c'est pas pratique pour réaliser la fonction dont tu parles en fin de post:

Donc, toute l'étude donc nous parlons et qui consiste à mettre au point la détection et la mise en route d'une motorisation électrique auxiliaire d'un élément tracté peut s'adapter au train arrière d'une voiture. Ce serait très intéressant de concevoir un tel véhicule dont le train arrière motorisé vient, de façon complètement autonome, se caler au train avant (ou inversement), uniquement en mesurant les forces liant les 2 trains !...
Note que cette suggestion est in fine la même que celle que je préconisais: point de mesure unique, avec marche en moteur quand le cheval tire, et freinage quand il retient la voiture.


Avec un peu de chance, je vais découvrir un de ces jours le contrôleur idéal pour notre damné moteur......
A bientôt
HP

[invite9861107b]

Bonjour Bounoume,

Ne perds pas trop de temps à chercher des infos sur le contrôleur idéal car il y a des domaines où l'innovation va très vite et les matériels proposés sont de plus en plus performants et facile à mettre en oeuvre... et à détourner pour d'autres applications comme celle sur laquelle nous débattons : il ne faut pas tomber dans le "Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ? (les Shadoks)" !...

Le secteur où il me parait y avoir le plus de matériels adaptés et économiquement intéressants, c'est le Vélo à Assistance Electrique, accessoirement aussi celui des voiturettes électriques.

Aujourd'hui on y trouve de nombreuses technologies performantes, du contrôleur au moteur brushless, en passant par les potentiomètres et autres systèmes accélérateurs. Il viendrait même de sortir un petit ordinateur de bord permettant de gérer tous les paramètres d'un VAE. Je vais me renseigner.

Pour revenir à ma démarche qui explique l'ouverture de ce débat sur ce site : je pars d'un existant fonctionnel (mon prototype actuel de voiture hippomobile hybride) mis au point par des ingénieurs qui ont tapé (trop) haut en terme de sophistication, pour maintenant essayer de simplifier le système et le rendre plus fiable, avec peut-être moins de possibilités de paramétrage, mais comme je l'ai déjà écrit, il y a d'abord une adéquation à respecter entre "Solution Technique et Produit Final", et trop de complexité devient ingérable, source de panne et gonfle le budget de conception et de maintenance.

(C'est un autre débat, mais quand je vois la complexité de certaines solutions techniques, je me dis qu'il manque un module dans l'enseignement de nos ingénieurs : "La simplification". Elle demande surement un peu plus de d'ingéniosité et de travail. Pour terminer sur la question, j'ai commencé ma carrière comme informaticien dans le milieu industriel : lorsque nous concevions un programme informatique, les délais étant toujours très serrés, on "pissait" des pages de lignes de codes, comme on disait, alors qu'en prenant plus de temps pour bien étudier le problème, la solution tenait en quelques lignes !...)

Mais revenons au projet :

Le problème de base : où et comment mesurer simplement les forces en oeuvre ?
Le "où" est identifié, le "comment" reste à déterminer. Mais je crois avoir une solution intéressante que je suis en train de construire.

Ensuite le travail consistera a relier la solution mise au point précédemment à une chaine d'asservissement adaptée et existante, et provenant soit d'un VAE, soit d'une voiturette électrique.

Pour donner une image un peu simpliste de ce qu j'aimerais obtenir, c'est un peu comme si j'enroulais une ficelle autour de la poignée d'accélérateur d'un scooter électrique de façon à ce qu'en tirant dessus vers l'avant on accélère mécaniquement : plus je tire fort, plus le moteur accélère... CQFD !
Après il faut ajouter un système pour créer une inertie dans le mécanisme (ressort + hydraulique) et des réglages de force.

[invite9861107b]

J'allais oublier une dernière question : la solution que je pense intéressante utilise un ressort...
Que choisir entre un ressort à Traction ou à Compression ?
Existe-il des tableaux ou des courbes comparatives de fonctionnement ?

Je pourrais éventuellement faire des tests en situation plus tard, mais j'aurais bien aimé savoir pour quelles raisons on utilise un type de ressort plutôt que l'autre ...

[Bounoume]

Bonjour Avenir-Atout-Crin,
tu préfères maintenant les grosses bêtes aux lignes de Cobol (si tu es un vieux) ou de C ou autre plus à la mode....
ben moi, qui suis anesthésiste, l'assembleur Motorola 6809, puis le C, puis un petit sbgbd sur micro, ça m'a amusé un peu, dans le temps, mais finalement, mes chevaux sont plus sympas...

Cela dit, je suis de ton avis:
actuellement tout est fait pour vendre du compliqué, parce que ça permet de justifier de vendre plus cher.
L'offre de gadgets crée la demande. Avec un peu de pub, c'est super... et tout le monde abandonne l'ancien système....


Pour en revenir à notre voiture, je continue de penser que, dans l'idéal, il faidrait des moteurs contrôlés en COUPLE ('torque') et non en vitesse.
Pour respecter le principe: plus le cheval TIRE, plus le moteur ajoute une FORCE proportionelle à la force du cheval.
Et, in fine, c'est la force du cheval , multipliée par un facteur réglable (le niveau d'assistance) , qui , opposée à la résistance à l'avancement de la voiture, contrôle la VITESSE de l'ensemble.

Pour moi, c'est la boucle d'asservissement idéale.

Asservir une vitesse à une force, ça ma semble moins sûr. Comme toi, je crains que ça donne des oscillations (à-coups) très désagréables (pour le cheval, surtout!)

On trouve sur Internet les synoptiques théoriques qui permettent cette comande en COUPLE du moteur. Le principe est, toutes choses égales par ailleurs, de contrôler les intensités électriques qui passent dans les bobinages.

Come je suis passéiste, je regrette le temps des moteurs courant continu à collecteur et charbons (brushed motor). POur peu que le dit moteur ait un inducteur à aimant permanent, une très simple régulation de l'intensité d'alimentation contrôlait de façon très suffisante le couple moteur.

Avec quelques amplis opérationels, on montait le circuit de commande.
Un hacheur de courant contrôlé en intensité alimentait le moteur.
Un deuxième, contrôlé de même (?) aurait pu récupérer le courant de freinage (avec interdiction d'un fonctionnement simultané, sinon couic, tous foutus!)


ps: on doit tout de même trouver des ensembles moteur(et ses capteurs) + module de puissance + contrôleur PIC, chinois bien sûr, et à des prix abordables. Si le bidule contient un convertisseur analogique-digital.... avec une toute petite bidouile: ajouter trois petites résistances dans le circuit du moteur, et en re-programmant (ce peut etre très pénible, mais ce me semble faisable) on arriverait à la solution presque parfaite.
En effet il manque la récupération d'énergie.
Comme le brusless motor est -en fait- un alternateur synchrone
..... lorsque le module de puissance 'moteur' est TOTALEMENT inactif (ne délivre ni ne laisse passer aucun courant)
un pont de diodes tri redresse le courant que peut produire le brushless; un hacheur de courant ('booster') récupère ce courant et le réinjecte dans la batterie.

hélas, c'est quand même réinventer le roue: ça existe déjà sur les bagnoles électriques et sur les vélos... mais on ne sait pas l'adapter aux contraintes de notre voiture à cheval.

Peut-être qu'en demandant avis sur le forum (section électronique) on pourrait être orientés directement vers une offre commerciale satisfaisante -et abordable ?


cordialement
HP

[Bounoume]

la nuit portant conseil (?) je viens de pondre le shéma d'un système économique et solide pour mesurer la force de traction ET la force de retenue en descente.
On utilise des jauges de contrainte 'nues', qui se présentent comme de simples étiquettes à coller sur la surface de matériaux soumis à déformation.
Ces éléments NE SONT PAS CHERS (peut être 10 € les quatre...)

Les éléments à déformer sous l'effet de la force sont des RESSORTS PLATS (comme les lames de ressort plats des vieux camions - c'est encore utilisé actuellement , exemple le train arrière du Nissan Navarra)

L'électronique pour récupérer le signal est très simple: un pont de 4 résistances et un ampli opérationnel bas de gamme.
Coût des pièces max 20 € garanti....)

Voici l'horrible dessin que j'ai fait:



cordialement
HP

[invite9861107b]

Bonjour Bounoume, et bonjour à tous ceux qui suivent cette discussion.

Et bonne fin d'année à tous !

Bounoume, tu m'épates : chaque fois que tu as un problème à résoudre, une bonne nuit et hop c'est dans la poche et c'est parti dans le grand galop de l'innovation !

A moins que ce soit le sujet qui à trait, si je puis dire, au chevaux, et qui te donne du poil de la bête et te fais partir dans une allure débridée digne d'un pur-sang au départ d'un grand prix de course hippique !

Ton montage me parait effectivement très astucieux et très simple à faire, et en plus très économique.
Dès que j'ai un peu de temps et quelques finances à investir à bon escient, je vais m'atteler à faire un prototype de ton idée et à le tester. Je te donnerai les résultats des tests.

Actuellement je suis parti à réaliser une autre solution qui accapare mon temps et les quelques finances que je peux encore consacrer à ce projet : le prototype actuel de la voiture hippomobile réalisée avec l'école d'ingénieur ayant siphonné la quasi totalité du budget que j'avais réuni, et, c'est bien connu, l'argent ne se trouve pas sous le sabot d'un cheval. Quant à emprunter à une banque, j'ai bien tenté, mais les banquiers ont vu dans ce projet atypique une sorte de cinquième roue du carrosse... Bref, un prêt bancaire s'avère aussi difficile à trouver qu'une aiguille dans une botte de foin...

Pour revenir à ton système, il permet par ailleurs des améliorations simples et intéressantes... Je n'ai pas le temps de le développer, je dois justement aller chercher des matériels pour le projet.
Je t'envoie plus tard par MP ou mail, mes remarques avec le comparatif de ma solution en cours de réalisation. Tu comprendras mieux ma démarche et mon avis sur la question. Et tu verras, nos solutions se ressemblent presque comme deux crottins du même cheval !

Merci et bravo encore Bounoume pour tes idées et tes solutions.

SC

[Bounoume]

bonsoir à tous -et à toutes....-
j'attends donc les premiers dévelopements de nos astuces.
En attendant, pour les curieux, pour voir à quoi ressemble et comment marche une jauge de contrainte basique:

voir les pages 5 à 10 de:
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j...58187178,d.Yms
le modèle que je préconise est page 6 et ils le nomment 'jauge de Vishay' (jauge à fils,jauge métallique.....)
(après, ce sont des capteurs complètement différents.....)

Bonne soirée,
cordialement
HPhttp://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&sourc e=web&cd=10&sqi=2&ved=0CHIQFjA J&url=http%3A%2F%2Fwiki.epfl.c h%2Fme301-tdm%2Fdocuments%2FCours%2FCapt eurs%2520%25C3%25A0%2520jauges %2520et%2520cin%25C3%25A9matiq ues%2Fslides_capteurs%2520%25C 3%25A0%2520jauges%2520et%2520c in%25C3%25A9matiques.pdf&ei=_r 69UqzFF66h7AbOqIGQAQ&usg=AFQjC NEDxj4R6NSvUCr62ucVesj1038WSg& bvm=bv.58187178,d.Yms

[invite9861107b]

Bonsoir et bonne année à tous.

Je reviens sur une question que j'ai posée précédemment concernant les caractéristiques mécaniques des ressorts (différence entre ressort de Traction et de Compression).

J'ai pu avoir un avis d'un fabricant, certes peu pointu (l'avis, pas le fabricant), mais quand même intéressant :
le ressort de compression serait surtout utilisé si davantage de précision est nécessaire dans l'application....

Cette remarque me permet de conclure qu'un ressort de compression est à priori plus intéressant pour :
- amortir les à-coups de traction d'un cheval attelé
- permettre simultanément l'asservissement d'une motorisation électrique auxiliaire. (Dans le montage que j'imagine, le ressort serait couplé à un simple potentiomètre actionnant la motorisation).

Au grand désespoir des électroniciens qui me lisent, je met donc quelques foulées de distance avec les montages très sophistiqués intégrant une électronique pointue (à l'image du prototype actuel mis au point par l'élève ingénieur), électronique certes performante, mais chère, complexe et pas facile a paramétrer.

Une autre lacune d'un montage électronique sophistiqué est qu'il nécessite l'utilisation d'un capteur de force qui n'amène rien en terme d'amortissement des à-coups de traction.

Pour ceux que le débat sur les ressorts intéressent, en particulier lorsqu'ils concernent la traction animale, je vous propose de suivre ce lien : http://hippotese.free.fr/blog/index....ts-de-traction

Bonne lecture et n'hésitez pas à donner votre avis.

[Bounoume]

Bonsoir à tout le monde,
et bonne année à tous....

Les ressorts présentés sur le lien sont intéressants ; j'aurais une préférence pour le modèle Mortagne as de risque de pincement des doigts, queue du cheval ou autres accessoires quand le ressort se comprime, et la ligne de trait n'est pas brutalement coupée si le(s) ressort(s) internes rompent.

Pour ce qui est de l'efficacité, de la longueur compressible et de la force à compression maximum, je n'ai aucune idée, car je n'ai jamais pratiqué l'attelage.

par contre je ne pense pas valable de les utiliser en capteur de force.

Il est exact que le déplacement en compression (ou en traction) est proportionnel à la force appliquée. Mais les potentiomètres sont habituellement commandés par rotation. Y a un axe qui fait soit 300 degrés de rotation (modèles courants ) soit plusieurs tours.
Il faut donc un système mécanique pour convertir le déplacement en rotation. Fragile, ou/et encombrant.

Si on prend un potentiomètre linéaire, soit on a la chance d'en trouver un dont la longueur de piste dépasse légèrement le débattement du ressort, soit il faut un système mécanique pour adapter. Là encore encombrement....
Et puis je ne connais pas de pot linéaire qui soit étanche à l'eau (et aux saletés). Or de l'eau ou tout liquide conducteur dedans va donner une mesure imprévisible et fausse pûis détruire le potentiomètre...


Enfin les ressorts de traction.... ne sont sensibles qu'aux efforts de traction; ils ne captent pas l'effort de freinage.
Il faut alors en plus des ressorts avec potentiomètre sur l'avaloire (pour les non inités: sangle au cul du cheval, qui retient la charge avec ses fesses)


Personellement je trouve rédhibitoires ces inconvénients.

cordialement
HP

[invite9861107b]

Bonjour à tous,

Je réactive ce sujet pour vous dire que les choses avancent, lentement certes, mais avancent quand même... on dira à la vitesse d'un cheval au pas !

Pour vous donner un exemple concret d'utilisation d'un véhicule hippomobile (qui pourrait être hybride), voici une petite vidéo qui explique le fondement du projet et les raisons pour lesquelles je souhaite trouver une solution simple et économique d'hybridation d'un véhicule hippomobile : http://www.youtube.com/watch?v=4hRpV4bzAYc

Cette benne hippomobile de collecte fait un volume de 16 m3 ! J'imagine que lorsqu'elle est pleine et/ou si le relief est fait de montées un peu raides, le cheval serait surement heureux d'avoir une assistance électrique...