close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10566

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 10566
(13) C1
(19)
(46) 2008.04.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
БЕСЦЕПНОЙ ВЕЛОСИПЕД
(21) Номер заявки: a 20050064
(22) 2005.01.24
(43) 2006.08.30
(71) Заявитель: Василевский Александр
Витальевич (BY)
(72) Автор: Василевский Александр Витальевич (BY)
BY 10566 C1 2008.04.30
B 62K 15/00
(73) Патентообладатель: Василевский Александр Витальевич (BY)
(56) DE 4127174 A1, 1993.
US 3990717, 1976.
BY a20031003, 2004.
SU 1074181 A1, 1994.
RU 2243124 C2, 2004.
US 4878684, 1989.
SU 1104046 A, 1984.
US 4400003, 1983.
(57)
Бесцепной велосипед, содержащий раму с передней вилкой, в которой установлено
переднее колесо, связанное через коробку передач с валом, на концах которого установлены шатуны с педалями, сиденье, установленное на раме, связанную с рамой шарниром
заднюю вилку с установленным в ней задним колесом, отличающийся тем, что шарнир
задней вилки установлен на подраме, связанной с рамой шарниром, под которым расположены гибкая тяга с пружиной, соединяющие раму и подраму, при этом концы передней
вилки жестко связаны втулкой, внутри которой расположен вал, на концах которого установлены шатуны с педалями, коробка передач включает соосные храповые колеса, между
которыми установлена с возможностью сцепления с одним из них в зависимости от частоты вращения переднего колеса двусторонняя собачка, а сиденье установлено на трубчатых
укосинах.
Фиг. 1
BY 10566 C1 2008.04.30
Изобретение относится к транспортным средствам и может найти применение для индивидуального, сравнительно безопасного, экологически чистого транспорта, что особенно важно в городах. В таких условиях практически не используется большое число передач велосипеда, а всего лишь две-три.
Используемые складные велосипеды неудобны вследствие большой массы, узкого по
сравнению с автомобильным седла и высокого его расположения над дорогой, что повышает сопротивление воздуха при встречном ветре и опасность травм при падении, особенно при столкновении с преградой, когда велосипедист при падении вперед натыкается
на руль и раму, оказывающиеся между его ногами; трудоемкого приведения в сложенное
состояние и обратно; значительных габаритов в сложенном состоянии.
Существуют так называемые "лежачие" велосипеды, где применяется удобное сиденье
со спинкой, низко расположенное над дорогой, см. патенты: США 391516, МПК В 62К
5/06, 1976; США 4303256, МПК В 62М 1/02, 1981; США 5284351, МПК В 62К 3/02, В 62М
01/02, 1994. Снижение посадки велосипедиста над дорогой неизбежно связано с тем, что
его ноги выдвигаются вперед, руль придвигается к нему, а стойка руля располагается между его ногами, ухудшая безопасность, хотя существуют конструкции с расположением
руля под сиденьем. Габариты, масса и безопасность таких велосипедов остаются неудовлетворительными, они требуют также хорошей амортизации сиденья, так как велосипедист не может перенести свой вес на педали. Вместе с тем становится целесообразным
связать педальный ножной привод велосипеда прямо с передним колесом вместо длинной
цепной передачи на заднее колесо, что приводит к заднему рулевому колесу, см. патенты:
США 2182345, МПК В 62К 7/00, 1939; Германия 3838802, МПК В 62К 15/00, В 62М 1/04,
1990; США 5351979, МПК В 62К 21/00, 1994, а также прототип - "Лежачий" велосипед без
цепи с передней приводной втулкой, зубчатыми передачами внутри нее и нормальным
28-дюймовым передним колесом", патент Германии 4127174, МПК В 62М 1/02, В 62М
11/00, В 62М 11/14, В 62М 17/00, В 62М 3/00В, 1993.
Недостатки прототипа: сиденье не амортизировано; большая длина велосипеда; передняя вилка замыкается со стороны колеса не жестко, а через 2 подшипника; коробка передач переднего колеса сложна в сборке-разборке и изготовлении; переключение свободного хода и скоростей от рук велосипедиста через тросовую передачу.
Задачи, решаемые предлагаемым изобретением: увеличение удобства с учетом экологии и энергосбережения, уменьшение длины и массы, повышение жесткости передней
вилки, долговечности подшипников переднего колеса, упрощение изготовления и техобслуживания коробки передач переднего колеса.
Удобство с учетом экологии и энергосбережения повышается благодаря возможности
быстро сложить велосипед, амортизации, автоматическому переключению свободного хода и скоростей, а также электроприводу с рекуперативным торможением, сохраняющему
энергию. Длина уменьшается благодаря расположению задней вилки под сиденьем, что
приводит к снижению массы при прочих равных условиях. Жесткость передней вилки и
долговечность подшипников переднего колеса увеличиваются благодаря замкнутой конструкции вилки, а упрощение изготовления и техобслуживания коробки передач переднего колеса - за счет конструкции, в том числе вынесения зубчатых передач за пределы ступицы переднего колеса.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.
Фиг. 1 - три проекции предлагаемого велосипеда в рабочем состоянии, спицы колес не
показаны.
Фиг. 2 - основные движения при складывании предлагаемого велосипеда.
Фиг. 3 - результат быстрого складывания предлагаемого велосипеда.
Фиг. 4 - результат окончательного складывания предлагаемого велосипеда.
Фиг. 5 - перекатывание предлагаемого велосипеда в сложенном состоянии.
2
BY 10566 C1 2008.04.30
Фиг. 6 - кинематическая схема педального привода переднего колеса.
Фиг. 7 - быстроразъемное соединение руля с задней вилкой.
Фиг. 8 - быстроразъемное соединение сиденья с трубчатой укосиной.
Фиг. 9 - быстроразъемный шарнир, соединяющий скобы сиденья с рамой.
Предлагаемый бесцепной велосипед содержит: раму 1 с двумя трубчатыми укосинами 2; подраму 3, связанную с рамой горизонтальным шарниром 4 и связанную с задней
рулевой вилкой 5 шарниром 6, близким к вертикальному; переднее колесо 7, вращательно
установленное в неподвижной передней вилке 8 рамы 1; заднее колесо 9, вращательно установленное в задней рулевой вилке 5; педали 10 ножного привода, вращающие через коробку передач 11 переднее колесо 7; гибкую тягу 12, соединяющую раму 1 и пружину
растяжения 13, которая с другой стороны связана шарнирно с подрамой 3; руль 14, установленный с помощью двух быстроразъемных соединений 15 на верхней части задней
вилки 5 с плоской пружиной замка 54 (фиг. 7); две рукоятки руля 16, поворачиваемые руками велосипедиста вокруг шарниров 17; две тяги 18, связанные шарнирно с рукоятками
16 и рычагами 19, которые установлены на шарнирах 20; две тормозные колодки 21, укрепленные на концах рычагов 19; сиденье 22, связанное двумя шарнирами 23 с двумя планками 24, которые связаны двумя шарнирами 25 со спинкой сиденья 26; две гибкие оттяжки 27, связывающие сиденье со спинкой; два связанных шарнирами 23 с сиденьем 22
быстроразъемных соединения 28, которые вставляются штырями в трубчатые укосины 2
(фиг. 1 и 8); две петли 29, связанные шарнирно с двумя укосинами 2, установленные
скользяще на раме 1 и упирающиеся в перекладину 30 рамы 1; две скобы 31, связывающие
сиденье 22 с рамой 1 через горизонтальный быстроразъемный шарнир 32, соосный с шарниром 4; пружину замка 55 и поворотный распор 56, установленные на скобе 31 (фиг. 9);
два шатуна 33 педального привода, объединенные валом 34 (фиг. 6), который вращается
на двух подшипниках во втулке 35, которая жестко замыкает переднюю вилку 2; большое
зубчатое колесо 36, закрепленное на валу 34, сцепленное с малым зубчатым колесом 37,
которое закреплено на валу 38, на котором закреплены два зубчатых колеса 39 и 40; зубчатое колесо 41, сцепленное с зубчатым колесом 40, закрепленное на втулке внутреннего
храпового колеса 43; зубчатое колесо 42, сцепленное с зубчатым колесом 39, закрепленное на втулке внешнего храпового колеса 44, которое вращается быстрее, чем колесо 43;
двустороннюю собачку 46 (см. вид по стрелке А), вращательно установленную на оси 47,
которая жестко закреплена на ступице 48 переднего колеса 7; пружину 49, установленную
на двух штырьках 50, жестко закрепленных на ступице 48, которая отжимает собачку 46 к
центру вращения колес 43 и 44; электропривод с рекуперативным торможением 51
(фиг. 1), передающий вращение на заднее колесо 9 и закрепленный на задней вилке 5; аккумулятор 52, закрепленный на задней вилке 5, соединенный проводами с электроприводом; органы управления электроприводом, установленные на рукоятках руля 16 и связанные проводами с электроприводом (не показаны); верхние щитки колес и осветительное
оборудование (не показаны).
Предлагаемый складной велосипед работает следующим образом. Под действием
ножного и/или электрического привода он катится по дороге вперед по стрелке 53. Толчки
на ухабах смягчаются пружиной 13, при этом заднее колесо 9, задняя вилка 5 и подрама 3
поворачиваются вокруг горизонтального шарнира 4 относительно рамы 1. Нажимая ногами на педали 10, велосипедист упирается спиной в спинку сиденья 26, это усилие воспринимается оттяжками 27, укосинами 2 и скобами 31. Балансирование и повороты осуществляются с помощью руля 14, на рукоятках которого 16 лежат руки велосипедиста.
Торможение осуществляется поворотом рукояток руля 16 вокруг шарниров 17, что через
тяги 18 и рычаги 19, поворачивающиеся вокруг шарниров 20, прижимает тормозные колодки 21 к ободу заднего колеса 9 с двух сторон. Включенный электропривод 51 позволяет тормозить с переводом кинетической энергии в электрическую для дальнейшего использования. В этом случае тормоз 21 используется как аварийный. В случае резкой
3
BY 10566 C1 2008.04.30
остановки велосипеда, например при столкновении с препятствием, велосипедист продолжает движение вперед, не натыкаясь на велосипед и не задевая верхнюю оконечность
рамы и переднее колесо. Для гашения кинетической энергии велосипедиста может применяться эластичный, закрепленный за велосипед ремень (на чертежах не изображен).
Привод переднего колеса действует следующим образом. Педали 10 через шатуны 33
вращают вал 34 (фиг. 6) внутри неподвижной втулки 35. Зубчатое колесо 36 через колесо
37 и вал 38 передает крутящий момент на зубчатые колеса 39 и 40, вращающие соответственно внешнее храповое колесо 44 и внутреннее храповое колесо 43 (см. вид по стрелке А
на фиг. 6). При этом внешнее колесо 44 вращается с большей частотой, чем внутреннее
колесо 43. При трогании с места переднее колесо 7 не имеет вращения, поэтому на двустороннюю собачку 46 не действует центробежная сила, и пружина 49 прижимает ее к
внутреннему колесу 43, с которым она приходит в сцепление под действием педалей 10.
Поэтому разгон велосипеда происходит при малом передаточном отношении коробки передач, то есть при большом моменте. По мере разгона велосипеда частота вращения колеса 7 возрастает, в квадрат раз от этой частоты возрастает центробежная сила, стремящаяся
отклонить собачку 46 от центра вращения колеса 7, однако, собачка не может отклониться, так как она сцеплена с колесом 43 пружиной 49 и крутящим моментом педалей 10. Но
когда педали не вращаются велосипедистом, собачка выходит из зацепления с колесом 43
и наступает свободный ход. Если частота вращения колеса 7 достаточна, чтобы центробежная сила, отклоняющая собачку 46 от центра вращения, превысила силу пружины 49,
отклоняющую собачку внутрь, плюс силу трения собачки на оси 47, то при следующем
нажиме на педали собачка сцепит с колесом 7 внешнее храповое колесо 44, вращающееся
с большей частотой, то есть включится большее передаточное отношение коробки передач. При снижении частоты вращения колеса 7 аналогично вышесказанному включается
меньшее передаточное отношение коробки передач. Скорость велосипеда, при которой
происходит переключение передаточного отношения коробки передач, зависит от упругости пружины 49 и массы собачки 46, которые задаются соответственно. Квадратичная зависимость центробежной силы от частоты вращения делает процесс переключения достаточно четким.
Последовательность перевода предлагаемого складного велосипеда из рабочего состояния, изображенного на фиг. 1, в сложенное состояние представлена на фиг. 2-4. Повернуть спинку 26 вокруг шарниров 25 и планки 24 вокруг шарниров 23 вплоть до состояния, показанного на фиг. 3. При этом чистая сторона сиденья 22 оказывается закрытой
спинкой 26, которая, в свою очередь, закрывается тканью, натянутой между планками 24,
а гибкие оттяжки помещаются между сиденьем и спинкой (для наглядности оттяжки на
фиг. 3 не заправлены между сиденьем и спинкой). Левая педаль поворачивается вперед
вниз так, чтобы на нее поместилось заднее колесо, повернутое вокруг шарнира 4, ось которого имеет небольшое отклонение от нормали к продольной оси велосипеда. Трубчатые
укосины 2 снимаются со штырей быстроразъемных соединений 28 (фиг. 2 и фиг. 8), которые в рабочем состоянии прижаты весом велосипедиста. С другой стороны укосины 2
поднимаются вверх по раме 1 на скользящих петлях 29, поворачиваясь вокруг шарниров
57 (фиг. 1 и 2). Гибкая тяга 12 и пружина 13 провисают между рамой 1 и подрамой 3, а
также между укосинами 2. Указанные выше действия по складыванию велосипеда в состояние фиг. 3 выполняются за несколько секунд. Дальнейшие действия по съему руля 14
и сиденья 22 занимают немного больше времени и переводят велосипед в состояние
фиг. 4. Для съема руля необходимо прогнуть вниз плоские пружины замка 54 (фиг. 7), вынуть руль 14 вместе с тормозным механизмом 18-21 и вставить его, как показано на
фиг. 4. Для съема сиденья необходимо повернуть распор 56 (фиг. 9), разжав этим запорную пружину 55, и вынуть ось быстроразъемного шарнира 32, которую затем снова вставить в скобы снятого сиденья, размещаемого в соответствии с фиг. 4. На фиг. 5 представлено перекатывание велосипедистом сложенного велосипеда за собой.
4
BY 10566 C1 2008.04.30
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
5
BY 10566 C1 2008.04.30
Фиг. 6
Фиг. 7
Фиг. 8
Фиг. 9
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
682 Кб
Теги
патент, by10566
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа