велосипед с эксцентриковым приводом. Велосипед патент


велосипед - патент РФ 2463194

Изобретение относится к велосипеду с педальным приводом, содержащим возвратно-поступательно движущиеся рычаги. На оси ведущего колеса (22) установлена наружная часть телескопического рычага. Шестерня (23) установлена на наружной части телескопического рычага. Дугообразная зубчатая рейка (24) укреплена на раме велосипеда. Шестерня (25) связана с муфтой (27) одностороннего вращения. Шестерня (23) зацеплена с дугообразной зубчатой рейкой (24) и с шестерней (25). Решение направлено на исключение цепной передачи. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Велосипед - индивидуальное двухколесное транспортное средство, приводимое в движение усилиями ног через педали на заднее колесо.

Изобретение относится к машиностроению транспортных средств.

Известен велосипед, патент RU 2329912, содержащий раму с рулем, ведущее и рулевое колеса, педальный привод с цепной передачей, недостатком которого является необходимость постоянного ухода, регулировки натяжения цепи, а также сбегание цепи со звездочек.

Известен велосипед, патент RU 2146632, содержащий раму с рулем, ведущее и рулевое колеса, педальный привод с педалями, шарнирно соединенными с рамой, и охватывающие подшипники качения, прикрепленные к ведущему колесу эксцентрично и диаметрально противоположно относительно оси колеса. Недостатком конструкции является постоянная кинематическая связь вращающегося колеса с педалями, т.е. при движении велосипеда педали постоянно в движении, что не дает возможности для отдыха ног, и не нашел применения как транспорт.

Цель изобретения - исключить цепную передачу, а также исключить постоянную кинематическую связь педалей с ведущим колесом.

Цель достигается посредством передачи усилий на педали к ведущему колесу через зубчатые передачи и муфты одностороннего вращения.

По первому варианту левая и правая педали не зависимы между собой, и они могут быть как в действии, так и в покое при движении велосипеда, причем и одновременно, и по отдельности.

По второму варианту сохранена привычная круговая и взаимозависимая связь педалей.

Сущность изобретения - в центре ведущего колеса устанавливается двусторонняя муфта одностороннего вращения с двусторонней зубчатой передачей от педалей к муфте.

В первом варианте зубчатая передача состоит из зубчатого сектора на противоположном конце педального рычага с его осью качания, промежуточной шестерни с осью вращения на раме и шестерни на выступающем наружном валике муфты одностороннего вращения.

Устанавливаются и пружина для возвратного движения у каждой педали, и ремни на педали, а также ограничительные рамки движения педальных рычагов, укрепленных на раме и скрепленных между собой в нижней своей части.

Качающие действия педалей справа и слева независимы один от другого.

Во втором варианте зубчатая передача состоит из шестерни, с осью вращения на наружном педальном рычаге, входящей в зацепление с одной стороны с дугообразной зубчатой рейкой, укрепленной на раме, а с другой стороны - с шестерней на выступающем наружном валике муфты одностороннего вращения.

У каждой педали рычаг раздвижной - внутренний рамочной формы в продольном сечении, соединен с педалью кругового вращения, а наружный, коробчатой формы в поперечном его сечении, имеет ось качания на оси ведущего колеса с подшипником качения.

Перечень фигур.

Фиг.1 - Велосипед, общий вид.

Фиг.2 - Муфта одностороннего вращения, горизонтальное сечение по оси ведущего колеса. Масштаб относительно фиг.1 - М 4:1.

Фиг.3 - Муфта одностороннего вращения, вертикальное сечение. Сечение А-А.

По второму варианту.

Фиг.4 - Велосипед, общий вид.

Фиг.5 - Горизонтальное сечение по оси ведущего колеса. Сечение Б-Б.

Масштаб относительно фиг.4 - М 4:1.

Фиг.6 - Вертикальное сечение педального коробчатого рычага.

Сечение В-В.

Велосипед с качающим движением педалей содержит раму 1 с рулем 2, ведущее колесо 3, рулевое колесо 4, двустороннюю муфту 5 одностороннего вращения, зубчатую передачу с промежуточной шестерней 6, педали 7.

По второму варианту - велосипед с круговым вращением педалей содержит аналогичное устройство.

Отличительные особенности при описании работы устройства.

Устройство по первому варианту работает следующим образом. При нажатии на педали 7 зубчатый сектор 8 передаст усилие и повернет промежуточную шестерню 6 и шестерню 9, которая жестко установлена на наружном валике обоймы 10 муфты 5. При повороте обоймы 10 ролики 11 заклинят обойму 10 с ободом 12, являющимся центральной частью колеса 3, и колесо будет вращаться по направлению часовой стрелки.

При прекращении усилия на педаль 7 последняя остановится или будет поворачиваться в противоположном направлении под действием пружины 13, обойма 10 также остановится или, соответственно, будет поворачиваться в противоположном направлении, а соприкасающиеся поверхности обода 12 и обоймы 10 вытеснят ролики 11 в свои пазы 14. При этом колесо 3 с ободом 12 могут продолжать вращение в прежнем направлении, а обойма 10 со связанной через зубчатую передачу педалью 7 могут быть неподвижны или двигаться в противоположном от начального направлении.

Действия педалей 7 справа и слева независимы один от другого.

Вместо пружины 13, или для совместного действия, возможно применение ремней 15 на педали 7, по подобию лыжных.

Торможение осуществляется известными тормозными устройствами с ручными рычагами 16 у руля 2.

Для ограничения движения педальных рычагов в горизонтальном и вертикальном направлениях устанавливаются рамки 17, крепящиеся к раме 1, а в нижней своей части скреплены между собой.

Меняя соотношения радиусов зубчатых передач, производится подбор оптимальных усилий на педали для каждого назначения велосипеда и по обеим вариантам.

Работа по второму варианту. При нажатии на педаль 18 последняя будет вращаться вокруг своей оси, укрепленной на раме 19, и одновременно телескопические рычаги 20 и 21 будут качаться на оси ведущего колеса 22, а шестерня 23, имеющая ось вращения на рычаге 21 и находящаяся в зацеплении с дугообразной зубчатой рейкой 24, будет вращаться против часовой стрелки. С другой стороны шестерня 23, находясь в зацеплении с шестерней 25, жестко установленной на выступающем наружном валике обоймы 26 муфты 27, вызовет вращение шестерни 25 и обоймы 26 по часовой стрелке. При повороте обоймы 26, ролики 28 заклинят обойму 26 с ободом 29, являющимся центральной частью колеса 22, и колесо будет вращаться по направлению часовой стрелки.

При прекращении действия усилия на педаль 18 последняя остановится и остановится обойма 26. Вращающийся обод 29 вытеснит ролики 28 в свои пазы, аналогично фиг.3 первого варианта, и колесо 22 со своим ободом 29 будут вращаться, а обойма 26 и педаль 18 могут быть и неподвижны относительно колеса.

Рамочный рычаг 20 перемещается внутри коробчатого рычага 21 по роликам 30 в нижней части рычага 21. Шестерня 23 на оси вращения имеет роликовый подшипник 31.

Действия педалей 18 справа и слева взаимосвязаны и идентичны.

Торможение осуществляется также известными тормозными устройствами на ведущем и рулевом колесах 22 и 32 с ручными рычагами 33 у руля 34.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Велосипед, содержащий раму с рулем, ведущее и рулевое колеса, педальный привод кругового вращения, тормозное устройство с ручным воздействием, двустороннюю муфту одностороннего вращения в ступице ведущего колеса, двустороннюю зубчатую передачу, отличающийся тем, что каждая зубчатая передача состоит из шестерни с осью вращения на наружном педальном рычаге, входящей в зацепление с одной стороны с дугообразной зубчатой рейкой, укрепленной на раме, а с другой стороны - с шестерней на выступающем наружном валике муфты одностороннего вращения.

2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что педальные рычаги телескопические - внутренний имеет рамочную форму в продольном сечении, а наружный - коробчатую форму в поперечном сечении с осью качания на оси ведущего колеса и с подшипником качения.

www.freepatent.ru

велосипед - патент РФ 2075420

Использование: изобретение относится к области велостроения. Сущность изобретения: велосипед состоит из рамы с отрицательным провисом каретного узла, рулем, колесами, седлом в подседельной трубе. Цель соединяет ведомую звездочку колеса с приводом ведущей звездочки и шатунами. Каретный узел с конусами на концах вала снабжен жестко укрепленной на нем ведущей опорой, один шатун соединен с концом вала, а другой - с ведущей опорой. Ведущая звездочка вращается на опорах и снабжена секторами в радиальных пазах диска и храповыми элементами в ступице, при этом на опорах шаг зубьев по секторам кратен шагу роликов цепи. Велосипед может передавать повышенный крутящий момент с одновременным увеличением передаточного отношения, облегчением педалирования и упрощением конструкции. 4 ил. Изобретение относится к велостроению, преимущественно к конструкции велосипедов с возвратно-угловым перемещением шатунов, а именно велосипедов с кареточным узлом межосевого нижнего расположения. Известны велосипеды с двумя обгонными муфтами на оси ведущего колеса и барабанами /1/ или велосипеды с двумя обгонными муфтами на оси каретного узла /2/. Наличие в известных велосипедах дополнительных узлов и деталей /механизма синхронизации и барабанов на оси колеса у одного, дополнительный рычаг с тягами у другого/ увеличивает вес велосипеда, чем снижает эксплуатационные свойства, как и расположение оси каретки при круговом вращении шатунов ниже прямой, проходящей через оси колес. Наиболее близким по технической сути к предлагаемому решению является велосипед, состоящий из установленных на раме переднего управляемого колеса с рулем в стойке вилки его, заднего ведущего колеса, одна по крайней мере звездочка которого вращается цепью, кинематически связывающей ее с ведущей звездочкой на оси каретки /3/. Ведущая звездочка вращается Г-образными подпружиненными шатунами возвратно-углового перемещения с педалями на передних концах шатунов. Нижне-межосевое расположение оси каретки ограничивает угол перемещения шатунов и создаваемый при этом крутящий кареточный момент, наличие направляющих кронштейнов для пружин сжатия увеличивает вес, ухудшая эксплуатационные свойства этого велосипеда. Предлагаемый велосипед "Макси-3" решает задачу улучшения эксплуатационных свойств посредством увеличения карточного и вследствие этого приводного момента на ведущем колесе, позволяющих увеличить передаточное отношение привода без увеличения веса его и с облегчением педалинга. Суть изобретения состоит в том, что велосипед "Макси-3", содержащий раму и установленные в ней ведущее и управляемое колеса, руль, седло, педально-шатунный механизм с качающимися передними концами шатунов, поочередно входящих в сцепление с элементами ступицы на оси качения шатунов ведущего средства, связанного цепной передачей с ведомой звездочкой, установленной на оси ведущего колеса, механизм переключения передач, снабжен осью кареточного узла, расположенной над прямой, проходящей через оси колеса, ступица имеет встроенную с возможностью осевого перемещения и фиксации от проворота относительно нее втулки с пилообразными торцами, зубья которых поочередно взаимодействуют с впадинами ответных обращенных к ним торцев опор шатунов, а расстояние между торцами при этом превышает длину втулки на высоту зуба, механизм регулирования передаточного отношения снабжен средством изменения диаметра расположения зубьев ведущего элемента, для чего зубья выполнены на торцах секторов, установленных с возможностью радиального перемещения и фиксации в предусмотренных для этого радиальных пазах ступицы и имеют шаг, кратный шагу цепи, фиксация секторов возможна в трех радиальных положениях, соответствующих условному числу зубьев ведущей звездочки 70, 84 или 98 и обозначенных рисками на ступице, а ведомая звездочка имеет число зубьев не более 13. "Высокое" расположение оси шатунов обеспечивает их максимальную длину и угол перемещения, обгонное средство привода с "полуторной" обгонной муфтой обеспечивает функции трех ведущих звездочек при отсутствии в конструкции звездочки в традиционном ее понимании, позволяет достичь поставленную цель, т.к. обеспечивает данная совокупность возможность получения максимальных кареточного и приводного моментов и, следовательно, облегченное педалирование даже при значительно большем передаточном отношении и сохранении веса велосипеда известных моделей, как минимум. На фиг. 1 изображен велосипед "Макси-3", вид сбоку. На фиг. 2 - продольный разрез кареточного узла с соединительной втулкой сцепления. На фиг. 3 развертка втулки сцепления с условным изображением положения ее в зацеплении с торцем опоры 11 шатуна 9 /верхняя половина фигуры/ и с торцем опоры 15 шатуна 8 /нижняя половина фигуры/. На фиг. 4 вид сбоку на ведущий элемент привода с положением одного сектора 23 на каждой концентричной оси окружности рисок. Велосипед "Макси-3" состоит из рамы 1 /фиг. 1/, руля 2, колеса 3 и седла 4, заднего колеса 5, ведомая звездочка которого /не показана/ с числом зубьев Z2 13 или менее соединена цепью 6 с ведущим элементом 7 привода шатунов 8, 9. Ось кареточного узла и шатунов может быть расположена на расстоянии 40 50 мм от прямой, соединяющей ось колес, что обеспечивает качательное вращение шатунов на угол . На валу 10 жестко закреплена опора 11 с пилообразным торцем 12. Втулка 13 и обращенный к ней торец опоры 15 имеют соответствующие пилообразные торцы 13, 14, установлена на оси /валу/ 10 с возможностью перемещения, как и в ступице ведущего элемента 17, для предотвращения проворота относительно которой втулка и ступица имеют соответствующие диаметрально противоположные выступы 18 и пазы. На внешнем конце опоры 15 посредством гайки 16 установлен правый шатун 8. На ступице 17 установлено кольцо 19 с радиальными пазами 20 /фиг. 4/ для установки секторов 21. Каждый сектор выполнен из листового металла и имеет боковые отгибы 22 жесткости, фиксирующий отгиб 23 и выступы /зубья 24/. Выступов на секторе может быть один или несколько, при этом шаг между ними может быть равным или кратным шагу цепи 6. Поджимной конус 25 установлен на валу традиционно с помощью резьбы и контргайки; также традиционно закреплен на противоположном конце вала 10 шатун 9 /фиг. 2/, например посредством квадратных отверстия шатуна 9, конца вала и осевого поджимного болта. Шатун 8 и опора 15 имеют соответствующие отверстие и конец с выфрезеровками /не показаны/. Работает велосипед "Макси-3" следующим образом. Велосипедист поочередно перемещает шатуны с педалями на угол "", симметричный относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось каретки вследствие расположения ее на расстоянии l над прямой, проходящей через оси колес 3 и 5. Вращение шатуна 8 через выступы 14 и ответные им впадины на торце опоры 15 /фиг. 3/, а также через выступ 18 и пазы, им соответствующие на ступице 17, передается секторам 21, а от них через выступы 24 втулкам цепи 6 и ведомой звездочке колеса 5. В процессе перемещения шатуна 8 велосипедист перемещает в противоположном направлении шатун 9, т.к. торец втулки 13 не контактирует с торцем 12 или отжимаются друг от друга в конце хода шатуна 8 по наклонным сторонам выступов-впадин, смещая при этом втулку к противоположному /концу/ торцу. В начале обратного хода шатуна 8 торец втулки 13, сместившись под действием скользящего проворота выступов опоры 15 по ответным наклонным плоскостям торца 14, войдет в сцепление с торцем 12 опоры 11 и шатуна 9. При рабочем движении его приводное усилие от контактирующих торцев 12 и 13, выступов 18 и пазов ступицы 17, далее сектора 23 и цепь 6 передается на ведомую звездочку колеса 5. При холостом обратном ходе каждого шатуна 8 и 9 фиксирование выступов 18 в пазах ступицы 17 не позволяет втулке развернуться с шатуном, в результате чего она может только сместиться к противоположному торцу. При сборке велосипеда "Макси-3" для эксплуатации на равнинной местности сектора 21 на кольце 19 или на диске ведущего элемента могут быть выставлены на максимальной окружности на рисках, крайних со стороны выступов 24. При этом диаметр выступов 24 на ведущем элементе, образованный секторами 23, имеет максимальную величину, и условная "гребенка" в такой компоновке ведущего элемента соответствует традиционной звездочке с числом зубьев Z1 98, и соответственно будет максимальным и передаточное отношение. При этом и педалирование может быть облегченным, т.к. длина шатунов в этой компоновке велосипедов может быть в пределах 40 50 мм. Велосипедист с меньшими физическими возможностями или в более гористой местности или более преклонного возраста может установить сектора 23 в положение, определяемое средними или даже внутренними рисками на кольце у его пазов 20. При неизменной длине шатунов, которая может в данной компоновке велосипедов достигать 40 50 мм и более, при таком расположении секторов уменьшится передаточное отношение и соответственно скорость движения, а кареточный и приводной момент будут достаточны для облегченного педалирования даже при движении с грузом или на подъем. Литература 1. А. с. СССР N 1703542, B 62 M 1/04, 01.01.92. 2. А. с. СССР N 1722935, B 62 M 1/12, 30.03.92. 3. А. с. СССР N 1207884, B 62 M 1/04, 1986 /прототип/.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Велосипед, содержащий раму, установленные в раме ведущее и управляемое колеса, руль, седло, педальный механизм в виде качающихся шатунов, поочередно входящих в сцепление с элементами ступицы, установленного на оси качания шатунов ведущего элемента, связанного цепной передачей с ведомой звездочкой, установленной на оси ведущего колеса, механизм регулирования передаточного отношения, отличающийся тем, что ось качания шатунов расположена над прямой, соединяющей оси колес, элементы сцепления ступицы выполнены в виде встроенной в ступицу с возможностью осевого перемещения и фиксации от проворота относительно нее втулки с двусторонними торцевыми пилообразными зубьями, поочередно взаимодействующими с ответными зубьями на обращенных к ним торцах опор шатунов, расстояние между которыми (торцами) превышает длину втулки на высоту зуба, а механизм регулирования передаточного отношения выполнен в виде средства изменения диаметра ведущего элемента, зубья которого для этого выполнены на секторах, установленных с возможностью радиального перемещения и фиксации в предусмотренных радиальных пазах ступицы, и имеют шаг, кратный шагу цепи, при этом фиксация секторов возможна в трех радиальных положениях, соответствующих условному числу зубьев ведущего элемента 70, 84 или 98 и обозначенных рисками на ступице, а ведомая звездочка имеет число зубьев не более 13.

www.freepatent.ru

велосипед с эксцентриковым приводом - патент РФ 2420423

Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к велосипедам. Велосипед включает раму, колеса и шатунный привод. Указанный привод выполнен эксцентриковым и содержит ведущую звездочку, шатуны и рычаги. Один рычаг одним свои концом шарнирно соединен со свободным концом шатуна, а на другом конце рычага установлена педаль, второй рычаг аналогично соединен с другим шатуном. Шарнирные соединения рычагов с шатунами подпружинены между собой и имеют регулируемые элементы, ограничивающие угол поворота рычагов относительно шатунов, и элементы зацепления, ограничивающие крайние положения рычагов относительно шатунов. Длины рычагов равны 0,25 0,95 длины шатуна в шатунном приводе, при этом ось педали в исходном положении не выходит за габариты ее оси в шатуне. Решение направлено на упрощение конструкции и повышение КПД привода велосипеда. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Рисунки к патенту РФ 2420423

Изобретение относится к транспортным устройствам, приводимым в движение мускульной силой, например, велосипедом.

Известны приводы велосипедов, имеющие повышенный КПД (а.с. СССР № 151577, кл. В62М 1/04, 1960; № 1703542 кл. В62М 1/04). Недостатком этих приводов велосипеда является сложность их конструкции.

Известен также привод велосипеда (патент РФ № 1418176, кл. В62М 1/04), выбранный в качестве прототипа, включающий четырехзвенный механизм, звездочку и шатун, к которому шарнирно прикреплено коромысло, несущее на одном конце педаль, а другое шарнирно соединено с рычагом, который также шарнирно соединен с рамой.

Недостатком этого привода является то, что четырехзвенный механизм не позволяет коромыслу вращаться независимо от шатуна в области ВМТ, что снижает КПД привода из-за неэффективного расположения ноги относительно шатуна и длительного прохождения области ВМТ.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение КПД привода.

Поставленная цель достигается тем, что велосипед включает раму, колеса и привод, содержащий шатун с ведущей звездочкой и рычаг, одним концом шарнирно прикрепленный к раме велосипеда, а другим шарнирно к коромыслу, отличающийся тем, что рычаг одним концом шарнирно соединен со свободным концом шатуна, а на другом конце установлена педаль, аналогично установлен еще один рычаг к другому шатуну.

Шарнирное соединение рычагов с шатунами подпружинены между собой и имеют регулируемые элементы, ограничивающие угол поворота рычагов относительно шатунов и элементы зацепления, ограничивающие крайнее положение рычагов относительно шатунов. Длины их равны 0,25 0,95 длины штатного шатуна, а регулируемый угол поворота составляет 45-90 градусов и обеспечивается с помощью винта, установленного, например, на головке шарнира шатуна, взаимодействующего с выступом на головке шарнира рычага. Ограничительные элементы зацепления шарнира, например, шатуна выполнены в виде паза, взаимодействующего с выступами на шарнире рычага. Шарнирное соединение рычагов с шатунами подпружинены пружинами растяжения, которые одним концом закреплены на шатуне вблизи оси, а другим на рычаге, снабженном рядом отверстий, с которыми взаимодействует другой конец пружины.

Принципиальная схема велосипеда с эксцентриковым приводом показана на Фиг.1-3, причем на Фиг.1 представлен общий вид привода; на Фиг.2 - циклограмма работы узла шатун-рычаг; на Фиг.3 - вариант регулирования угла поворота рычага, установка пружины, расположение угла поворота и смещение оси шарнира относительно оси О, (ВМТ).

Привод велосипеда содержит ведущую звездочку 1, шатуны 2 и педали 3 установлены на осях 4 свободных концов рычагов 5, которые подвижно установлены на осях 6 свободных концов шатунов 2. Оси 6 расположены вне осевой, проходящей через ВМТ и ось О звездочки с эксцентриситетом Е. Пружины 7 одним концом крепятся на шатуны 2, а другим на рычаге 5. Угол 45 90 градусов определяет свободный поворот рычага 5 относительно шатуна 2. Шарнирное соединение рычага 5 и шатуна 2 имеет соответственно выступ 8 и паз 9. Выступ 8 имеет плоскость К, а паз 9 имеет плоскость М. Кроме того, шарнирное соединение имеет винт 10 и гайку 11, причем рычаг 5 имеет выступ 12 с плоскостью N. Длина рычага 5 и шатуна 2 составляет 0,25 0,95 длины штатного шатуна, при этом ось педали в исходном положении рычага не выходит за габариты L2 ее оси в штатном шатуне.

Длина переменного шатуна для дорожных велосипедов определяется расстоянием до переднего колеса и может быть равной 270 мм. Работает эксцентриковый привод велосипеда следующим образом. Велосипедист прикладывает усилие Рв в точке А к системе шатун-рычаг. Точка А лежит на траектории малой головки штатного шатуна. За счет эксцентричного расположения оси 6 шарнирного соединения, вращение рычага с педалью вокруг нового центра обеспечивает удаление педали от ее штатной траектории и тем самым происходит увеличение длины L штатного шатуна. Во время движения рычага с педалью относительно оси 6 шатуны 2 и звездочка 1 стоят на месте, пружина 7 растягивается, а поворот в шарнире осуществляется за счет паза 9 в шатуне 2.

Когда рычаг 5 придет в точку Б, плоскость К на выступе его коснется плоскости М на пазе шатуна, свободный поворот рычага закончится. При этом поворот рычага составит угол 45 90 градусов, а сам шатун удлинится до L1 за счет рычага и станет длиннее штатного в 1,56 раза. Путем регулирования длины винта 10, гайки 11 поверхность N выступа 12 будет упираться в винт 10 раньше, чем соприкоснутся плоскости К и М, тем самым изменится угол поворота. Поскольку во время поворота рычага 5 шатун 2 и звездочка 1 стоят, то поворот совершается быстро и практически с небольшим усилием, затрачиваемым на растяжение пружины 7.

Велосипедист от точки Б до точки С работает на удлиненном шатуне с наибольшей эффективностью. В области нижней мертвой точки (НМТ), когда усилие на педаль незначительное, пружина, преодолевая воздействие ноги велосипедиста, возвращает рычаг в исходное положение, т.е. из точки С в точку D. В тоже время другой рычаг в области ВМТ вступает в работу аналогично предыдущему. Тем самым цикл работы эксцентрикового привода завершается.

Эффективность работы велосипедиста заключается в увеличении крутящего момента путем увеличения длины штатного шатуна за счет эксцентрично расположенного рычага. Если нет необходимости в увеличении крутящего момента, то для поддержания его необходимой величины велосипедист снижает усилие. Максимально он может снизить усилие до величины, определяемой по формуле

Рв=Рш(1+(L 1-L2)/L2), где

Рв - усилие велосипедиста;

Рш - усилие на удлиненном шатуне;

L1 - длина нового шатуна;

L2 - длина штатного шатуна.

Длина штатного шатуна равна 170 мм.

Максимальная длина нового шатуна 270 мм, тогда усилие на удлиненном шатуне можно снизить на величину:

Рв=Рш(1+(270-170)/170)=Рш×1,56, т.е. Рв/Рш=1,56 раза

Предлагаемое изобретение позволяет в 1,56 раза снизить усилие велосипедиста.

Конструктивно целесообразно усилие велосипедиста снизить в 1,3 раза.

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в том, что ось соединения шатуна с рычагом расположена эксцентрично за счет укороченной длины штатного шатуна, который ограничивает поворот рычага углом 45 90 градусов. Это дает возможность, с одной стороны, быстро и без усилий проходить область ВМТ, не создавая крутящего момента на звездочке, и с другой стороны, дает возможность резко увеличить длину шатуна в 1,56 раза, что значительно увеличивает крутящий момент на звездочке практически при одной и той же затрате энергии велосипедистом. Предлагаемое устройство конструктивно проще, так как содержит только шатуны, рычаги с педалями и пружины, тогда как известное устройство содержит шатун, коромысло с педалями, опору, громоздкий рычаг и дополнительные шарниры, что увеличивает потери на трение.

Новое техническое решение позволяет не только упростить конструкцию, повысить КПД, но и сохранить играющий не малую роль для пользователя вид велосипеда.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Велосипед, включающий раму, колеса и шатунный привод, отличающийся тем, что шатунный привод выполнен эксцентриковым и содержит звездочку, шатуны и рычаги, причем один рычаг одним своим концом шарнирно соединен со свободным концом шатуна, а на другом конце рычага установлена педаль, второй рычаг аналогично соединен с другим шатуном, при этом шарнирные соединения рычагов с шатунами подпружинены между собой и имеют элементы, ограничивающие угол поворота рычагов относительно шатунов, а их длины равны 0,25 0,95 длины шатуна в шатунном приводе, при этом ось педали в исходном положении не выходит за габариты ее оси в шатуне шатунного привода.

2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что элементы, ограничивающие угол поворота рычагов относительно шатунов, равный 45 90°, могут быть регулируемые и выполнены с помощью винта, установленного, например, на головке шарнира шатуна, взаимодействующего с выступом на головке рычага, а ограничительные элементы зацепления шарнира, обеспечивающие угол 45 90°, выполнены, например, в виде паза на головке шатуна, взаимодействующего с выступом, выполненным на головке рычага.

3. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что шарнирные соединения подпружинены пружинами растяжения, которые одним концом закреплены на шатуне вблизи оси, а другим на рычаге, снабженном рядом отверстий, с которыми взаимодействует другой конец пружины.

www.freepatent.ru

велосипед - патент РФ 2061614

Использование: изобретение относится к велостроению, к конструкции велосипедов-тандемов /ВТ/ с приводом /П/ передне-верхнего расположения и с шатунами /Ш/ возвратно-углового перемещения. Сущность изобретения: ВТ содержит раму с нижней трубой /Т/, задним колесом /К/, передним ведущим К, П на вильчатой консоли верхней Т, рулями, седлами. Седло установлено на задней втулке, с ней шарнирно соединен задний конец верхней, передняя часть шарнирно соединена с передней втулкой на вилке, также шарнирно соединенной с наконечниками Т. Части Т верхней соединены телескопическими элементами с хомутообразным кронштейном для блоков приводного троса с концами, закрепленными на ползушках шатунов П. Рули соединены управляющими тросами с вилкой или стойкой К. П содержит два полувала с штифтовопазовым соединением или один вал с ведущей звездочкой с условным числом зубьев на нем или на опорах полувалов и жестко соединенными с полувалами Ш. Условное число зубьев ведущей звездочки - 70 и более, ведомых звездочек - 13 и менее. 2 з.п.ф-лы, 10 ил. Изобретение относится к велостроению, преимущественно к конструкции велосипедов тандемной компоновки, а именно велосипедов с передним или передне-верхним расположением привода с шатунами возвратно-углового перемещения и гибкими элементами в трансмиссии. Известны велосипеды с трособлочной трансмиссией для передачи крутящего момента от привода нижне-среднего расположения на ведущее заднее колесо, к каковым относятся, например, описанный в а.с. N 1643306, В 62 М 1/20 за 1991 г. в а.с. N 1234277, В 62 М 1/04 за 1986 г. в а.с. N 1189725, 1155492, В 62 К 3/00 за 1985 г. велосипеды с большой базой между колесами. Известны также конструкции с малой базой, например описанный в а.с. N 1142352, В 62 К 3/02, В 62 М 1/20 за 1985 г. с двумя приводами и NN 867762, 1065278, В 62 М 1/04 за 1981 и 1984 гг. соответственно с переднерасположенным приводом с тросовой передачей крутящего момента от шатунов на ведущее колесо. Наиболее близким по технической сути к предлагаемому решению является складной велосипед, описанный в а. с. N 1497097, В 62 К 3/02 за 1989 г. Этот велосипед-тандем состоит из регулируемой под антропометрические данные велосипедиста рамы, переднего ведущего колеса, ведомая звездочка которого соединена цепью с ведущей звездочкой передне-верхнего привода от шатунов возвратно-углового перемещения, и заднего колеса, управляемого от руля, установленного в передней вилке, или/и от дополнительного руля в подседельной опоре переднего седла. Известный велосипед при хороших эксплуатационных свойствах имеет сложный привод вследствие его передне-верхнего расположения Это расположение обеспечивает минимальную базу, но шатуны его могут при этом располагаться и перемещаться в задней сфере оси привода, что обусловливает вращение оси привода этими шатунами в направлении, обратном движению велосипедиста, т.е. назад, и для преобразования этого вращения в прямое вращение "вперед" приходится дополнительно усложнять привод, вводя сателлитные элементы /шестерни, зубчатые сектора и т.п./ или применять нижне-средний привод на заднее ведущее колесо с трособлочной системой с увеличенным количеством шкивов и большой длиной тросовых тяг или вводить в компоновку второй привод. Велосипед "Макси-4" решает задачу упрощения трансмиссии и привода передне-верхнего расположения оси его с минимальной базой /тандемной компоновки с одновременным улучшением скоростных свойств. Суть изобретения состоит в том, что велосипед "Макси-4", состоящий из установленных на регулируемой раме переднего ведущего и заднего колеса, управляемого посредством руля на передней втулке или/и дополнительного руля на подседельной опоре переднего седла с одной, по крайней мере, ведомой звездочкой, соединенной цепью с ведущей звездочкой на оси привода передне-верхнего расположения и с шатунами возвратно-углового перемещения с удлинителями на них, со вторым седлом на задней втулке, каждый шатун снабжен ползушкой, установленной с возможностью перемещения по нему и фиксации в заданном положении, ползушки соединены друг с другом тросом, огибающим шкивы, закрепленные на раме, кареточный узел привода снабжен храповым механизмом, обеспечивающим свободный ход нагружаемого велосипедистом шатуна и рабочий ход ненагружаемого, для чего храповой механизм выполнен из двух храповых элементов на кольцах вала привода, контактирующих с элементами шатунов, или из двух полувалов со штифто-пазовым соединением и храповыми элементами на опорах и в ступице свободно вращающейся на них ведущей звездочкой, снабженной основным и дополнительными круговыми рядами выступов и условным числом зубьев Z 84, 98 112 или 124, а ведущее колесо снабжено звездочками с числом зубьев Z 13 и/или менее. Рама велосипеда "Макси-4" выполнена из жестко соединенных с задней втулкой нижней трубы, вильчатый передний конец которой шарнирно соединен с наконечниками передней вилки, а вилкообразная консоль верхней трубы с передней втулкой, снабженной средством для установки руля, задняя часть верхней трубы шарнирно соединена с задней втулкой, корпус привода установлен на переднем конце консоли верхней трубы, части которой соединены между собой телескопически. Передние узлы рамы /соединение нижней и верхней труб с передней вилкой и втулкой соответственно/, а также задний узел / соединение задней части верхней трубы с задней втулкой/ выполнены, например, пайкой, а телескопические части верхней трубы при этом имеют овальную форму, задний конец нижней трубы соединен с верхней трубой. Ось приводного узла выполнена из двух полувалов, на одном из которых выполнена опора с секторным пазом, в котором размещен штифт с возможностью перемещения вокруг полувала с пазовой опорой, жестко закрепленной на конце второго полувала, при этом на сторонах опор каждого полувала, располагающихся в ступице ведущей звездочки, вращающейся свободно на опорах полувалов, снабженной круговым рядом выступов на окружной поверхности диска ее с шагом, кратным шагу роликов цепи, выполнены храповые элементы, контактирующие с элементами ступицы, при этом выступы располагаются на диаметре, соответствующем диаметру зубчатой гребенки серийной звездочки с числом зубьев Z 84, 98, 112, 124. Привод велосипеда "Макси-4" может иметь один вал, храповые элементы которого взаимодействуют с храповыми элементами опор шатунов, а на одном из концов вала жестко закреплена ведущая звездочка со средним рядом выступов на диске, имеющем условное число зубьев, например Z=98, снабженная дополнительными рядами выступов, например с условным числом зубьев Z 84 на боковых отгибах, вырубленных на диске и на секторах, закрепленных на противоположной стороне диска с условным числом зубьев Z 112 или 124. На фиг. 1 чертежа изображен велосипед "Макси-4" /вид сбоку/, на фиг.2 - вид сверху на него, на фиг.3 продольный разрез привода с двумя полувалами; на фиг.4 сеч.пл.А-А на фиг.3, на фиг.5 вид сбоку на ведущую звездочку с условным числом зубьев и на фиг.6 вид по стр.А на подседельную опору со вторым рулем. На фиг.7 продольный разрез привода с одним валом и звездочкой с тремя рядами условных зубьев, на фиг.8 вид сбоку на звездочку с тремя рядами условных зубьев, на фиг.9 схематично изображен приводной трос на блоках в кронштейне и на ползушках и на фиг.10 расположение управляющих тросов на рулях и вилке. Велосипед "Макси-4" состоит из рамы 1 /фиг.1, 2/ с установленными на ней колесами 2 и 3, приводом 4 на вилкообразной консольной части 5 верхней трубы, рулями передним 6 и задним 7, седлами передним 8 и задним 9. Труба 1 рамы жестко соединена с задней втулкой 10 и шарнирно с задней частью 11 верхней трубы и с передней вилкой 12. Передняя часть 13 верхней трубы шарнирно соединена с передней втулкой и телескопически с задней частью 11. На передней части 13 установлен кронштейн 14 с шарнирно закрепленными на нем блоками для приводного троса 15 /фиг.9/, концы которого соединены с ползушками 16, установленными на шатунах привода возвратно-углового перемещения с возможностью перемещения ползушек 16 по шатунам и фиксации их в требуемом положении. Привод велосипеда "Макси-4" на фиг.3 выполнен из установленных в корпусе 17 полувалов 18 и 19. Полувал 18 имеет секторный паз 20 /фиг.4/, в котором размещен с возможностью углового перемещения по пазу 20 штифт 21, жестко закрепленный на полувалу 19, конец которого размещен в осевом отверстии полувала 18. На внутренней поверхности ступицы 22 ведущей звездочки 23 выполнены выступы, с которыми контактируют подпружиненные рычаги /собачки/ 24 и 25, расположенные соответственно на торцах полувалов 18 и 19 соответственно, а на внешних концах этих полувалов жестко установлены шатуны 16" и 16"". На окружной поверхности ведущей звездочки 4 выступы 23 /фиг.3 и 5/ выполнены с шагом 1 кратным шагу роликов в цепи /на показаны/. При этом диаметр диска звездочки равен диаметру зубчатой "гребенки" серийной звездочки с числом зубьев Z 84, 98, 112 или 124. Стойка руля 6 соединена гибкими тягами 26 с промежуточным рычагом 27 управления, шарнирно установленным в опоре 28. Задние концы тяг 29 перекрестно закреплены на верхнем конце стойки задней вилки или на кожухе ее /фиг.10/. Привод велосипеда "Макси-4" может иметь один вал 30 /фиг.7/ с храповыми элементами 31, контактирующими с храповыми элементами опор 32 и 32, на которых закреплены шатуны 33 и 33, жестко соединенная с валом 30 ведущая звездочка 34 этого привода может иметь дополнительный круговой ряд выступов 35, выполненных вырубкой штампов, например, в диске ее на диаметре, соответствующем диаметру расположения зубьев на звездочке серийной конструкции с числом зубьев Z=84/98/ и другой ряд выступов на секторах 36 с диаметром расположения их соответственно расположению зубьев серийной звездочки с числом их Z= 112 или 124. Блоки для управляющего троса 15 /фиг.9/ закреплены на кронштейне 14 шарнирно с возможностью разворота под действием управляющего троса, меняющего свое положение при педалировании. Используют велосипед "Макси-4" следующим образом. Педалирование велосипедист выполняет путем последовательного нагружения сверху-вниз педалей на концах шатунов 16", 16"", располагаясь при этом на седле 8 и держась за ручки руля 6. При нагружении шатуна 16"", конец которого с педалью располагается вверху в исходном положении, он начинает перемещаться вниз и вращать при этом полувал 19, а храповой элемент 25 /фиг.3/ его проскальзывает по выступам ступицы 22 ведущей звездочки 4. Одновременно с эти приводной трос 15 передает усилие ноги велосипедиста к шатуну 16" через блоки /фиг.1 и 9/, который под этим действием начинает перемещаться вверх и через полувал 18 и его храповой элемент 24 /фиг.3/, находящийся в зацеплении с выступами ступицы 22 передает вращение полувала 18 ведущей звездочке 4, от выступов 23 которой через цепь ведомой звездочке колеса 3. В процессе разворота шатунов 16""-16" на угол , штифт 21, перемещаясь в пазу 20 /фиг.4/, переместится из одного крайнего положения в другое и упрется в стенку, противоположную этому пазу, а конец шатуна 16" с педалью окажется вверху. После этого велосипедист нагружает шатун 16", который под этой нагрузкой совершает холостой ход, т.к. при опускании его конца храповой элемент 24 будет проскальзывать по выступам ступицы 22, а усилие велосипедиста через приводной трос 15 передается шатуну 16"", конец которого начнет перемещаться вверх на угол , полувал 19 его через храповой элемент 25 войдет в зацепление со ступицей 22, которая продолжит вращение звездочки 4, цепи и колеса в направлении движения, а штифт 21 по пазу 20 переместится до противоположной стенки его. Для изменения направления движения велосипедист поворачивает в требуемую сторону, например вправо, руль 6, вращение стойки которого через управляющие тяги 26, рычаг 27, вращающийся в опоре 28 и перекрестные задние концы 29 /фиг. 10/ передается противоположной стороне стойки вилки колеса 2, которое отклоняется при этом в противоположном вращению руля 6 направлении /например, влево/, вследствие чего велосипед повернет направо синхронно рулю 6. Аналогичным образом управляет направлением движения второй велосипедист, располагающийся на седле 9, посредством руля 7. Для педалирования второго велосипедиста на шатуны 16"-16"" устанавливаются съемные или откидные удлинители /шарнирные/ /условно изображены штриховыми линиями/. Для регулировки велосипеда под антропометрические данные велосипедиста расфиксируют полушарниры рамы, ослабляют и удлиняют управляющие тросы 26, 29 и, освободив телескопическое соединение верхней трубы 13-11, смещают часть 13 относительно части 11 на необходимую величину, например вперед выдвигая, и фиксируют ее в этом положении /показано штриховыми линиями на фиг.1/, затянув телескоп, полушарниры и затягивают управляющие троса. Для регулировки приводного момента достаточно расфиксировать ползушки на шатунах 16"-16"" и, переместив их по соответствующему шатуну в новое положение, например к приводу /оси/, для увеличения момента, зафиксировать их в новом положении. 2 4

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Велосипед, содержащий раму со средствами регулирования под антропометрические данные, переднее ведущее и заднее управляемое колеса, два руля, соединенные гибкими управляющими тросами, привод переднего колеса с шатунами, муфтой свободного хода, ведущей и ведомой звездочками, соединенными цепной передачей, и два седла, отличающийся тем, что шатуны снабжены ползушками, установленными с возможностью перемещения и фиксации каждой из них в заданном положении и соединенными между собой приводным тросом, смонтированным в блоках, установленных на кронштейне верхней трубы рамы, шатуны установлены на концах полувалов, соединенных посредством смонтированного в секторном пазу штифта с возможностью взаимного поворота, при этом муфта свободного хода выполнена с дополнительными храповыми элементами, ведущая звездочка выполнена с дополнительными зубчатыми гребенками и смонтирована на опорах полувалов, зубчатые гребенки выполнены с условным числом зубьев-выступов основного и дополнительного рядов, равным 84, 98, 112 или 124, а ведомая звездочка выполнена с числом зубьев, 13, или 11, или 9, причем зубья ведущей звездочки выполнены с шагом, равным десятикратному шагу между втулками цепной передачи. 2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что рама выполнена в виде жестко соединенных между собой нижней трубы и задней втулки, шарнирно соединенных перьев передней вилки с наконечниками нижней трубы и с возможностью их перестановки, с вилкообразной консолью на передней части верхней трубы для размещения и регулирования положения корпуса привода переднего колеса, при этом верхняя труба выполнена телескопической и ее задняя часть соединена с задней втулкой шарнирно. 3. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что дополнительные ряды зубьев-выступов ведущей звездочки выполнены на отгибах диска или на съемных элементах, установленных на диске.

www.freepatent.ru

Важные велосипедные патенты / Велоиндустрия

Из рынка электроники мы в последнее время знаем, что патенты могут очень сильно влиять на развитие компаний и их продуктов. Периодически громкие споры возникают и в маунтинбайке (сейчас такой спор ведут Santa Cruz и Yeti), однако гораздо чаще индустрия просто признает чьи-то разработки и молча обходит огромные сегменты рынка, придумывает другие решения или просто выплачивает проценты инноватору. Это важные моменты, которые почти всегда находятся вне поля зрения потребителей. Маркетологи не говорят о том, что сделали что-то по-другому только из-за закрытости другой технологии патентом, а иногда рынок буквально взрывается выходом новых похожих друг на друга продуктов. Часто это объясняется именно появлением или окончанием действия важных патентов, о наиболее ключевых из них я постараюсь рассказать в этом посте.

1. Безрезьбовая рулевая Cane Creek Традиционная рулевая изображена выше и, конечно, сейчас сложно представить, что когда-то эта разработка была абсолютно революционной. Напомню, раньше миром правили резьбовые рулевые, стягиваемые гайкой. Вот такие: Проблемой резьбовых соединений было то, что шток вилки нельзя было существенно сократить, ведь при этом страдала резьба на штоке. Разработка Cane Creek дала жизнь безусловно оправдавшему себя и завоевавшему рынок решению, которое радикально увеличило совместимость велосипедов в области стаканов, рулевых, штоков и выносов. Этот патент перестал действовать в октябре 2010 года, что можно отчасти связать с усилившемся бумом новых стандартов рулевых. Мы не знаем этого точно, но вполне возможно, что Cane Creek задавали рынку единый стандарт. В настоящее время у Cane Creek еще остается (и так будет как минимум 10 лет) пара важных патентов, один из которых относится к интегрированным рулевым.

2. Патенты MRP на успокоители с башем и двумя роликами. Об этом мы писали здесь. Напомню суть патента на защиту звезды. Перестанет действовать этот патент лишь в 2022 году, опубликован, напомню, он был в прошлом году.

3. Двусторонние контактные педали SPD от Shimano Вот как выглядят оригинальные чертежи этой технологии:

Патент на SPD очень важен, так как серьезнейшим образом изменил вид спортивных педалей в маунтинбайке, по сути сделал их стандартом и… закрыл в последствии рынок для очень многих фирм-конкурентов. Shimano ввели отличную инновацию и по праву пожинали ее плоды, однако, безусловно, многие на рынке ждали ее открытия и освобождения патента. Я вас поздравляю, по нашим данным действие патента на SPD завершилось по прошествии 20 лет 13 ноября 2011 года, то есть ровно 2 месяца назад. Ждем появления новых разработок от конкурентов?

4. Параллелограмный задний переключатель Этот патент по факту состоит из трех различных и защищал разработку Shimano 1984 года. В тот момент уже был открытым оригинальный патент на задний переключатель от SR Suntour 1964 года и в Shimano провели большую работу по компьютерному моделированию для того, чтобы выяснить главные аспекты его работы и представить параллелограмную схему в том виде, в котором она была защищена в последующие 20 лет. Патент перестал действовать более 5 лет назад, однако оказал огромное воздействие на велоиндустрию.

По факту патент стал объединением решений, открытых в 1909, 1937, 1938, 1944 и 1964 годах и стал стандартом для рынка на очень долгое время.

А вот так выглядит первый переключатель, выполненный в соответствии с этими патентами Shimano (Dura Ace, 1985 год):

5. Амортизационная велосипедная вилка от RockShox Эта революционная разработка 1989 года опиралась аж на 26 других патентов (главным образом из области мотоспорта), тем не менее патент был очень важным и открыл как новый рынок, так и, возможно, новые дисциплины. Первые чертежи:

Патент перестал действовать в 2009 году, однако и до, и после этой даты в области амортизационных вилок было запатентовано множество смежных технологий. К примеру, действующий до 2014 года и поданный в 1994 году патент Manitou описывал современные системы демпфирования.

Если тема покажется интересной — возможно ее продолжение на других знаменитых примерах, многие из которых защищают инноватора и в данный момент. Если интересно найти историю какой-то разработки самостоятельно — это можно сделать в сервисе Google Patent, а вот пример ссылки для последнего упомянутого патента.

Важное уточнение для анализа действующих патентов — срок их действия. В настоящий момент все патенты, поданные после 8 июня 1995 года, действуют 20 лет. Срок отсчета начинается от «Filled date». Патенты, поданные до 8 июня 1995 года, действуют либо 20 лет с момента подачи, либо 17 лет с момента публикации в зависимости от того, какая дата наступит позже.

twentysix.ru

Велосипед

 

Сущность изобретения: велосипед выполнен в виде двухколесной машины и состоит из рамы, руля, седла, подпружиненного пружинами ремня ведомой шестерни, прикрепленной к ободу заднего колеса, ведущей шестерни, посаженной на вал над задним колесом и сопрягающейся со звездочкой, механизма вращения, включающего в себя две катушки с храповиком, шарнирно посаженные на вал, связующий катушки трос, рабочие тросы и блоки, через которые тросы пропущены, двух длинных шатунов, посаженных на вал, расположенный в передней части рамы, к которым прикреплены концы рабочих тросов, двух педалей, расположенных на шатунах, двух ручных тормозов. 8 ил.

Изобретение относится к технике, а именно к велосипедам.

Известен велосипед, содержащий седло, руль, раму, опирающуюся на два колеса, привод велосипеда, на раме установлены длинные дугообразные шатуны, выполненные с возможностью возвратно-поступательного перемещения, на которых установлены педали с возможностью перемещения по ним, шатуны с педалями связаны посредством рабочего троса, перекинутого через блоки, связанного кинематически посредством муфты свободного хода со звездочкой колеса US, патент N 3759543, кл. B 62 M 1/04, 1973.

Задача повысить скорость и снизить нагрузку на зубья и крепление шестерен.

На фиг. 1 представлен велосипед, вид сбоку; на фиг. 2 велосипед, вид сзади; на фиг. 3 педаль на тележке; на фиг. 4 профиль шатуна; на фиг. 5 - крышка в разрезе; на фиг. 6 катушка с храповиком с фланцем; на фиг. 7 - фланец; на фиг. 8 кружок-клин.

Велосипед (фиг. 1 и 2) состоит из треугольной рамы 1, опирающейся на два колеса. В задней части рамы возвышается треножник 2, на который тремя пружинами опирается седло 3. В переднюю часть рамы вварен вал 4, на который посажены длинные, дугообразные шатуны 5. Над шатунами возвышаются педали 6, прикрепленные к тележкам (фиг. 3), установленным в шатунах (фиг. 4). Другой вал 7 установлен в вилке над задним колесом так, чтобы сидящая на нем ведущая шестерня 8 сопрягалась со звездочкой 9, прикрепленной к ободу колеса. На концах вала, с боков вилки, устанавливаются катушки с храповиками 10, имеющие на краях, ближайших к концам вала, диски вроде фланцев (фиг. 6). По периметрам фланцев пропилено по четыре симметричных конусных паза 11 (фиг. 7), а по бокам фланцев (фиг. 6) прикреплены бортики 12. В ячейки закладываются металлические кружочки-клинья 13 (фиг. 8) по одному в ячейку. По обе стороны катушек с храповиками на валу устанавливаются прокладки. К торцам вала крепятся крышки 14 так, чтобы они накрывали ячейки фланцев (фиг. 5). На ближайшие к вилке половины катушек (фиг. 2) наматывается связующий трос 15, переброшенный через блоки 16, который объединяет левую и правую катушки в механизм вращения вала. Рабочие тросы 17, намотанные на катушки с храповиками рядом со связующим тросом и в направлении, противоположном ему, перебрасываются через блок-катушку 18 и крепятся к концам шатунов 19. Велосипед короткий. Тормоза ручные.

Описание работы изобретения.

При нажатии велосипедистом ногой на педаль 6 последняя посредством тележки толкает шатун 5 и одновременно катится по нему (фиг. 1 и 2). Конец шатуна движется вниз и тросом, через блок-катушку 18, вращает катушку с храповиком 10, которая начав движение в направлении, противоположном направлению конусов (фиг. 7), заклинивается кружочками-клиньями 13 (фиг. 8) на крышку 14 и, таким образом, движется вместе с валом 7 и ведущей шестерней 8. Колесо катится. В это же время другая катушка с храповиком 10, расклиненная с другой крышкой 7, движется в противоположном движению вала направлении, наматывая трос 17 на свою рабочую половину и поднимая другой шатун вверх. При нажатии велосипедистом ногой на другую педаль, левые и правые катушки меняются ролями.

По технологии изготовления предлагаемый велосипед не сложнее нынешнего. Повышение скорости велосипеда будет достигнуто за счет задействования веса велосипедиста в качестве силы, давящей на педали; более эффективного использования педалей; более эффективного использования силы велосипедиста.

Велосипед, содержащий седло, руль, раму, опирающуюся на два колеса, привод велосипеда, на раме установлены дугообразные шатуны, выполненные с возможностью возвратно-поступательного перемещения, на которых установлены педали с возможностью перемещения по ним, шатуны с педалями посредством рабочего троса, перекинутого через блоки, связаны кинематически посредством муфты свободного хода со звездочкой колеса, отличающийся тем, что седло установлено на раме посредством треножника, на которую тремя пружинами опирается седло, а на передней части рамы приварен вал, на котором установлены длинные дугообразные шатуны, над колесом в вилке установлен вал привода с шестерней, связанной со звездочкой, прикрепленной к ободу колеса, а на концах вала привода по бокам вилки установлены муфты свободного хода, каждая из которых выполнена в виде катушки с храповиком, он снабжен дополнительными блоками для связи катушек с храповиками друг с другом посредством связующего троса, а рабочий трос намотан на катушки с храповиками рядом со связующим тросом в направлении, противоположном ему, переброшенным через указанные блоки и закрепленным на концах шатуна.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8

www.findpatent.ru

водный велосипед - патент РФ 2520849

Изобретение относится к плавающим средствам, а именно к водным велосипедам, предназначенным для активного отдыха и прогулок по водной глади. Водный велосипед содержит поплавки, скрепленные поперечными балками, сиденье и педальный движитель. Педальный движитель снабжен ведущей звездочкой, качающимся кронштейном, комплектом огибающих звездочек, румпелем, консольной осью, втулкой с ведомой звездочкой, обгонной муфтой, гребным винтом и круглозвенной сварной калиброванной цепью. Румпель выполнен с возможностью поворота на оси, которая смонтирована на задней поперечной балке. Качающийся кронштейн связан с румпелем посредством оси и выполнен с возможностью откидывания назад. На консольном участке оси установлена втулка, которая жестко соединена с ведомой звездочкой. Втулка выполнена с возможностью осевого вращения и взаимодействия через обгонную муфту с гребным винтом. Ведущая звездочка установлена на педальном движителе и взаимодействует с круглозвенной сварной калиброванной цепью. Ветви круглозвенной сварной калиброванной цепи перекинуты через комплект огибающих звездочек и замыкаются на ведомой звездочке, которая неподвижна относительно втулки. Огибающие звездочки составляют взаимно перпендикулярные пары, притом две пары огибающих звездочек расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости ведущей звездочки. Достигается улучшение маневренных характеристик. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2520849

Изобретение относится к плавающим средствам, а именно к водным велосипедам, предназначенным для активного отдыха и прогулок по водной глади

Известны водные велосипеды фирмы «SAVA» email:[email protected], которые содержат монолитный пластиковый корпус катамаран с педальным лопастным приводом. Простота конструкции, дешевизна изготовления и надежность в эксплуатации подкупает предпринимателей для организации пунктов проката. - Аналоги.

Однако индивидуальному потребителю известные водные велосипеды неприемлемы по следующим причинам. Габариты водных велосипедов исключают транспортировку последних на личном легковом автомобиле. Для хранения водного велосипеда требуется пирс, что является препятствием большинству индивидуумов. Лопастный привод обладает низким КПД, больше создает брызг и шума. Лопасти шлепают о воду и разгоняют присутствующую рыбу, т.е. для рыбаков данное плавающее средство не подарок.

Также известен самый быстрый водный велосипед, который приводится в движение мускульной энергией посредством педального привода: «Декавитатор». Декавитатор содержит двухлопастной толкающий воздушный винт и систему подводных крыльев (см. http://lancet.mit.edu/decavitator/text/dupont_writeup.txt) - аналог.

При прекрасных скоростных характеристиках данное устройство назвать плавающим средством будет не совсем точно. Последнее скорее не плавает, а низенько так летает. Конструктивная и технологическая сложность, а также проблема доставки делает непригодным для целей применения, например при рыбалке, сложна и доставка на место личным легковым автомобилем.

Наиболее близким к предложенному конструктивному решению является водный велосипед, который содержит поплавки, скрепленные поперечными балками на которых имеется сиденье и лопастный движитель. Лопастный движитель содержит рычаги, на концах которых имеются педали со скобами, и выполнен в виде пластин, закрепленных на рычаге с возможностью поворота относительно оси крепления. Концы каждой поперечной балки выполнены в виде колец, которые охватывают поплавки. Внутренний диаметр каждого кольца меньше диаметра поплавка (см. патент России № 2009960, класс В63Н 16/10, от 08.08.1990) - прототип.

Лопастный движитель, который выполнен в виде пластин, закрепленных на рычаге с возможностью поворота относительно оси крепления. В процессе движения пластины создают шум. Пластины бьются об оси при возвратно-поступательном движении: подобие клапанов. Данный принцип движения обладает низким КПД, так как возвратно-поступательное движение утопленных пластин воспринимает сопротивление воды. Многоэлементная структура движителя снижает надежность. Траектория движения ногами, которые удерживаются на педалях специальными скобами, непривычна, так как отличается от траектории при хождении, по этой причине пловец быстро устает. Вся совокупность отрицательных параметров делает известный водный велосипед неприемлемым.

Цель предложенного технического решения - улучшение маневренных характеристик при достижении конструктивной простоты.

Техническое решение поясняется графическим материалом, где на фиг.1 представлен водный лигерад продольном сечении, а на фиг.2 представлен вид сверху на педальный движитель при совершении маневра.

Водный велосипед содержит поплавки 1, скрепленные поперечными балками 2 в виде катамарана, сиденье 3 и педальный движитель 4. Педальный движитель 4 содержит ведущую звездочку 5, которая установлена на передней поперечной балке 5. Водный лигерад снабжен качающимся кронштейном 6 и содержит комплект огибающих звездочек 7, которые смонтированы на румпеле 8, в свою очередь смонтированном на задней поперечной балке 2. Румпель 8 выполнен с возможностью поворота на оси, которая смонтирована на задней поперечной балке 2. Качающийся кронштейн 6 связан с румпелем 8 посредством оси и выполнен с возможностью откидывания назад. Нижний конец качающегося кронштейна 6 содержит консольную ось 9. На консольном участке оси 9 установлена втулка 10, которая жестко соединена с ведомой звездочкой 11. Втулка 10 выполнена с возможностью осевого вращения и взаимодействия через обгонную муфту 12 с гребным винтом 13. Ведущая звездочка 5 установлена на педальном движителе 4 и взаимодействует с круглозвенной сварной калиброванной цепью 14. Ветви бесконечной круглозвенной сварной калиброванной цепи 14 перекинуты через комплект огибающих звездочек 7 и замыкаются на ведомой звездочке 11, которая неподвижна относительно втулки 10. Огибающие звездочки 7 составляют взаимно перпендикулярные пары, притом две пары огибающих звездочек 7 расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости ведущей звездочки 5. Каждая пара огибающих звездочек 7 взаимодействует с одной из двух ветвей круглозвенной сварной калиброванной цепи 14, сходящей с ведущей звездочки 5.

Работа предложенного технического решения осуществляется следующим образом. Доставленный к водоему водный велосипед лежа на берегу, опирается нижней поверхностью поплавков 1. Качающийся кронштейн 6 откинут назад и защищает гребной винт 11 от повреждений. Таким же образом защищается гребной винт 13 при перевозке водного велосипеда на багажнике легкового автомобиля. Столкнув водный велосипед на водную гладь, удобно расположившись на сиденье 3, начинаем педалировать. Качающийся кронштейн 6 под собственным весом принимает рабочее положение (см. фиг.1). Момент вращения от ведущей звездочки 5 передается ведомой звездочке 11 посредством бесконечной круглозвенной сварной калиброванной цепи 14. Втулка 10 вращается совместно с ведомой звездочкой 11, с которой соединена воедино, а через обгонную муфту 12 вращает гребной винт 13. Гребной винт 13 полностью погружен в водную среду, при этом не создается брызг и водный велосипед бесшумно скользит по водной глади. Конструктивное решение позволяет при обводах поплавков типа Шарпи на скорости свыше 15 км./ч выйти на режим глиссирования, что снизит усилие педалирования более чем в два раза. Обгонная муфта исключает резкое торможение водного велосипеда при прекращении педалирования, что обеспечивает скольжение по водной глади под действием сил инерции. Круглозвенная сварная калиброванная цепь 14 обеспечивает передачу момента от ведущей звездочки 5 к ведомой звездочке 11, плоскости которых взаимно перпендикулярны. При столкновении с препятствием качающийся кронштейн 6 отклоняется, при этом сохраняется целостность гребного винта 13.

Маневрирование по водной глади производится следующим образом. Удобные рукоятки румпеля 8 отклоняются в любую из сторон согласно задуманному маневру. Изменения расстояния набегающей ветви круглозвенной сварной калиброванной цепи 14 от ведущей звездочки 5 до соответствующей пары огибающих звездочек 7 равны, иначе на сколько расстояние одной из ветвей уменьшилось, на столько расстояние другой ветви увеличилось. При этом натяжение ветвей практически не меняется и сохраняется ориентация отдельных звеньев, следовательно, исключается проскакивание при зацеплении зубьев всех звездочек. Конструктивное решение обеспечивает выполнение крутого маневра при относительной простоте конструкции. Высокая маневренность водного лигерада качественно отличает от известных водных велосипедов.

Педальный лигерад катамаран незаменим для племени рыболовов. Высокая способность изменять направление движения и описывать более крутую траекторию движения без применения классических рулей позволяет разворот и маневр буквально на месте, а также высокая остойчивость за счет низкой посадки качественно отличает катамаран от известных водных велосипедов. Предложенный водный велосипед обладает прекрасными ходовыми качествами. Высокий КПД, защищенность гребного винта от поломок и отсутствие шума от шлепков лопастей об воду не пугает рыб. А возможность транспортирования на багажнике легкового автомобиля превращает предложенный катамаран в желанное устройство для массового потребителя.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Водный велосипед, содержащий поплавки, скрепленные поперечными балками, сиденье и педальный движитель, отличается тем, что снабжен ведущей звездочкой, качающимся кронштейном, комплектом огибающих звездочек, румпелем, консольной осью, втулкой с ведомой звездочкой, обгонной муфтой, гребным винтом и круглозвенной сварной калиброванной цепью:- огибающие звездочки составляют взаимно перпендикулярные пары, которые встроены в румпель, который установлен на поперечной балке;- две пары огибающих звездочек расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости ведущей звездочки, притом каждая пара взаимодействует с одной из двух ветвей круглозвенной сварной калиброванной цепи, сходящей с ведущей звездочки;- качающийся кронштейн смонтирован непосредственно на румпеле с возможностью отклонения назад;- консольная ось смонтирована на нижнем конце качающегося кронштейна;- втулка жестко соединена с ведомой звездочкой, установлена на консольной оси и выполнена с возможностью осевого вращения и взаимодействия через обгонную муфту с гребным винтом, а ведущая звездочка установлена на педальном движителе и выполнена с возможностью взаимодействия с круглозвенной сварной калиброванной цепью, ветви которой перекинуты через комплект огибающих звездочек и замыкаются на ведомой звездочке, которая неподвижна относительно втулки.

www.freepatent.ru


Смотрите также