велосипед "россия"

Формула изобретения

1. Велосипед, содержащий раму, на которой установлен привод, выполненный в виде рычага, связывающего две звездочки, охваченные цепной передачей, и шатуна с педалями, на котором закреплена одна из указанных звездочек, руль, седло, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным рычагом, а задняя часть рамы расположена за габаритами заднего колеса с наклоном в сторону заднего колеса, на указанном участке рамы размещены звездочки, связанные с шатуном.

2. Велосипед по п. 1, отличающийся тем, что узел шарнирного крепления дополнительного рычага размещен в узле рамы между передним и задним колесами.

3. Велосипед по п. 1, отличающийся тем, что на дополнительном рычаге размещены дополнительные педали с закреплением седла в узле рамы сзади заднего колеса, с закреплением седла в узле на раме дополнительно между передним и задним колесами, с установленным в узле на вилке переднего колеса, впереди относительно руля.

4. Велосипед по п. 1, отличающийся тем, что на раме велосипеда выполнены узлы для закрепления тяг для соединения велосипедов параллельно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для приведения в действие колесных транспортных средств мускульной силой человека.

Известен велосипед, имеющий выступающую назад относительно заднего колеса раму, на которой соосно с возможностью вращения закреплена звездочка, соединенная со звездочкой заднего колеса цепью, и ось, на которой симметрично друг против друга эксцентрично закреплены кулачки. В определенных местах, справа и слева на раме, с возможностью вращения закреплены Г-образные рычаги, на одних концах которых закреплены ролики, а на других - педали, причем ролики соприкасаются с концами кулачков.

При нажатии на педали рычаги поворачиваются, ролики нажимают на концы кулачков и поворачивают ось, вместе с которой поворачивается звездочка. От этой звездочки вращение передается цепью звездочке заднего колеса (заявка) Японии N 62-22839, кл. В 62 М 1/04, 1987 .

Велосипед имеет сходство с существенным признаком заявляемого объекта по выступающей назад относительно заднего колеса раме:

нет возможности увеличивать длины Г-образных рычагов для увеличения крутящего момента, так как с увеличением длины Г-образных рычагов уменьшается угол перемещения между ними в плоскости вращения, который уменьшит число зубьев ведущей звездочки, создающих крутящий момент, что приведет к уменьшению крутящего момента;

- сложность устройства для приведения в действие колесного транспортного средства мускульной силой человека, заключающаяся в наличии кулачкового механизма;

- из-за невозможности увеличить длину "Г" - образных рычагов нет возможности увеличить силу, приложенную к Г-образным рычагам, путем увеличения числа педалей, так как нет места для их размещения;

- рама велосипеда не имеет узла шарнирного крепления ограничительного шатуна, расположенного между передним и задним колесом;

- рама велосипеда не имеет узла для закрепления седла сзади относительно заднего колеса;

- рама велосипеда не имеет дополнительного узла крепления седла между передним и задним колесом.

Известен велосипед с геометрией, изменяемой в соответствии с анатомическими особенностями человека.

Седло расположено на вертикали к оси педального механизма. Руль имеет такие размеры и положение, что велосипедист располагается вертикально на седле, разведя руки под углом 60^о и согнув их под углом 45^о, кисти оказываются изогнутыми под углом 30^о. Педальный механизм выполнен таким образом, что лицо велосипедиста, геометрические оси, проходящие через центры суставов, колена и лодыжки остаются вертикальными, а когда нижняя педаль и опорная нога располагаются вертикально в продолжении стены, то радиус педалирования подбирается с возможным поворотом бедра около 75^о (заявка Франции N 2596012, кл. В 62 К 3/00, 1987).

Велосипед имеет сходство с заявляемым по длине основного рычага педального механизма, равного 17 см.

Классическая констpукция рамы не позволяет увеличивать длину удлиняющего рычага, равную 6 см, то есть не позволяет увеличивать крутящий момент до необходимых размеров. Удлиняющий рычаг не имеет второй точки шарнирного закрепления. Из-за невозможности шарнирного закрепления удлиняющего рычага во второй точке - нет возможности увеличивать длину удлиняющего рычага. В случае увеличения длины удлиняющего рычага будет увеличиваться амплитуда поперечных плоскости вращения колебаний, что приведет к быстрому, если не мгновенному, выходу из строя педального механизма с автоматическим удлинением рычагов. Нет возможности увеличивать силу, приложенную к удлиняющему рычагу, путем увеличения числа педалей, так как нет возможности увеличить длину удлиняющего рычага и, следовательно, нет места размещения педалей.

Целью изобретения - увеличение крутящего момента.

Поставленная цель достигается конструкцией рамы, выносящей педальный механизм с автоматическим удлинением рычагов назад относительно заднего колеса, имеющей узел шарнирного крепления ограничивающего шатуна, расположенный между передним и задним колесом, шарнирным закреплением удлиняющего рычага ограничительным шатуном, размещением дополнительных педалей на удлиняющем рычаге, размещением седла в узле рамы сзади относительно заднего колеса, закреплением седла в узле на раме дополнительно между передним и задним колесом.

Новое в заявленном техническом решении по сравнению с прототипом:

- рама выступает назад относительно заднего колеса;

- эта же рама имеет узел для шарнирного крепления ограничительного шатуна, расположенный между передним и задним колесом;

- рама имеет узел для крепления седла сзади относительно заднего колеса;

- рама имеет узел для крепления седла дополнительно между передним и задним колесом;

- шарнирное закрепление удлиняющего рычага ограничительным шатуном между передним и задним колесом;

- размещение дополнительных педалей на удлиняющем рычаге.

Для доказательства существующего отличия рассмотрим каждый отличительный признак.

Отличительный признак узла для шарнирного закрепления ограничительного шатуна, расположенного между передним и задним колесом, принадлежащий этой же раме.

Шарнирное закрепление удлиняющего рычага ограничительным шатуном между передним и задним колесом, служит для ликвидации поперечных вращению колебаний удлиняющего рычага.

Отличительные признаки рамы - наличие узла для закрепления седла сзади относительно заднего колеса для увеличения силы, приложенной к удлиняющему рычагу, а также наличие узла закрепления седла дополнительно между передним и задним колесом.

Размещение дополнительных педалей на удлиняющем рычаге служит для возможности увеличивать крутящий момент путем увеличения силы, приложенной к удлиняющему рычагу.

В данной области техники известна рама, выступающая назад относительно заднего колеса, то есть педальный механизм выносится назад относительно заднего колеса, но служит эта конструкция рамы для увеличения длины основного рычага, делая его большим 17 см, и не позволяет увеличивать длину основного рычага больше расстояния между осью, вынесенной назад относительно заднего колеса, ведущей звездочки и точкой приложения усилия ноги, сидящего на велосипеде человека, так как будет уменьшаться угол перемещения между основными рычагами, что приведет к уменьшению числа зубьев на ведущей звездочке, участвующих в создании крутящего момента, т. е. уменьшится крутящий момент.

Конструкция рамы не позволяет закрепить основной рычаг шарнирно во второй и последующих точках и при значительном увеличении длины основного рычага возникнут большие колебания основного рычага, перпендикулярные плоскости вращения, что вызовет быстрое разрушение педального механизма.

В заявляемом решении конструкция рамы служит для увеличения длины удлиняющего рычага, оставляя длину основного рычага 17 см, что обусловливает соответствие этого решения критерию "новизна".

Конструкция рамы имеет узел для закрепления шарнирно к ней ограничивающего шатуна, закрепленного шарнирно с удлиняющим рычагом, для ликвидации поперечных колебаний плоскости вращения удлиняющего рычага и узел для седла расположенного сзади относительно заднего колеса, узел для седла, расположенного дополнительно между передним и задним колесом, что обуславливает соответствие этого решения критерию "Новизна".

С целью увеличения крутящего момента увеличивают силу, приложенную к удлиняющему рычагу, путем размещения дополнительных педалей на удлиняющем рычаге, что обусловливает соответствие этого решения критерию "Новизна".

Совокупность заявляемых отличительных признаков является новой и неизвестной для заявителя из патентной и другой научно-технической информации. Следовательно, заявляемая совокупность отвечает критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 изображен одноместный велосипед, общий вид.

Одноместный велосипед состоит из рам 1, удлиняющего рычага 2, основного рычага 3, узла рамы 4 для шарнирного соединения ограничительного шатуна, ограничительного шатуна 5, ведущей звездочки 6, ведомой звездочки 7, цепи, передающей крутящий момент от ведущей звездочки к ведомой, цепи 9, удерживающей удлиняющий рычаг в горизонтальном положении, звездочки 10, удерживающей удлиняющий рычаг в горизонтальном положении, шарнирного узла 11, соединяющего удлиняющий рычаг с ограничительным шатуном, педалей 12, руля 13, седла 14.

Велосипед имеет выступающую назад относительно заднего колеса раму, размещающую педальный механизм с автоматическим удлинением рычагов сзади относительно заднего колеса. С целью ликвидации колебаний удлиняющий рычаг педального механизма с автоматическим удлинением рычагов шарнирно закреплен с ограничительным шатуном, который закреплен шарнирно в узле рамы между передним и задним колесом. Также на велосипеде могут располагаться на удлиняющем рычаге дополнительные педали и одно дополнительное седло сзади относительно заднего колеса. Дополнительное седло закрепляется в узле на раме между передним и задним колесами.

Ступица педального механизма основного рычага, на которую надевается вспомогательная звездочка, установлена неподвижно относительно рамы велосипеда. Через кронштейн к свободному концу шатуна на шарнире крепится вспомогательный удлиняющий рычаг с педалью, который имеет вторую точку закрепления с ограничительным шатуном, который закреплен в узле рамы между передним и задним колесом. На валу рычага неподвижно закреплена вторая вспомогательная звездочка. Оба зубчатых колеса имеют одинаковое количество зубьев и связаны между собой цепью.

Работа устройства состоит в следующем. При нажатии на педаль 12 основной рычаг 3 начинает крутиться. Звездочка 10, установленная на ступице основного рычага 3, через цепь и вторую такую же вспомогательную звездочку 10 удлиняющего рычага 2 удерживает удлиняющий рычаг 2 всегда направленным вперед и горизонтально. Ограничительный шатун 5 гасит поперечные плоскости вращения колебания удлиняющего рычага 2.

Общая траектория движения удлиняющего рычага 2 представляет собой эллипс, в передней половине которого наибольший радиус приходится на педаль 12, а задний - на шарнир удлиняющего рычага 2, закрепленный с основным рычагом 3. Вынесенная вперед педаль 12 позволяет нажимать на нее с максимальной силой именно на наиболее результативном участке пути - от верхней мертвой точки до нижней, т. е. когда к длине основного рычага 3 прибавляется длина удлиняющего рычага 2, что и обеспечивает выигрыш в крутящем моменте. При кручении педалей 12 они описывают правильную окружность с радиусом, равным длине основного рычага 3, оптимальная длина 170 мм, но выдвинутую вперед на длине удлиняющего рычага 2.

На фиг. 2 изображен двухместный велосипед, у которого расстояние между осями переднего и заднего колес равно расстоянию между осями переднего и заднего колес для одноместного велосипеда, изображенного на фиг. 1.

Двухместный велосипед имеет упор 15 под седло для второго велосипеда, скос 16 рамы для направляющей седла.

На фиг. 2 показан общий принцип изменения направляющих 16 для седел с целью наиболее равномерной нагрузки между осями колес, в данном случае - в некотором общем смещении седел 14 вперед, по направлению движения велосипеда.

На фиг. 3 изображен трехместный велосипед, у которого расстояние между осями переднего и заднего колес равно расстоянию между осями колес одноместного велосипеда. Ось 17 отделяет удлиняющий рычаг 2 от основного рычага 3 на расстояние, обеспечивающее работу удлиняющего рычага 2 без зацепления о конструкцию велосипеда.

На фиг. 3 показан общий принцип изменения направляющих 16 для седел с целью наиболее равномерной нагрузки между осями колес, в данном случае, - в некотором общем смещении седел 14, назад, против движения велосипеда.

На фиг. 4 показан трехместный велосипед, вид сверху.

Одноместный вариант (фиг. 1) увеличивает удлиняющий рычаг до 110 см против 6 см, как у прототипа. Крутящий момент увеличивается в 5,52 раза. Скорость увеличивается в 2,35 раза при той же силе нажатия на педаль в сравнении с прототипом. В сравнении с обычным велосипедом, с основным рычагом в 17 см, скорость увеличивается в 2,72 раза. Если на прототипе едут со скоростью 30 км/ч, то на предлагаемом решении конструкции можно будет ехать со скоростью 70,5 км/ч.

Двухместный вариант (фиг. 2) при том же расстоянии между передним и задним колесами увеличивает удлиняющий рычаг на величину смещения вперед по направлению движения седел. Возьмем минимум (переднее седло сместим вперед на 10 см), увеличим удлиняющий рычаг на 10 см. Угол поворота переднего колеса между правым и левым удлиняющим рычагом позволит поворачивать при езде, но не позволит подворачиваться колесу резко во время удара, что предохранит от опрокидывания. Длина удлиняющего рычага для переднего велосипедиста составит 120 см, а для второго - 60 см. Суммарное увеличение крутящего момента будет в 9,3 раза больше при той же силе сопротивления воздуха, так как второй велосипедист сидит за первым. Скорость увеличится в 3 раза при тех же усилиях каждого велосипедиста, если бы он ехал один, т. е. если велосипедист едет со скоростью 30 км/ч на прототипе, то при тех же условиях на предлагаемой конструкции он будет ехать со скоростью 90 км/ч.

Трехместный вариант (фиг. 3,4) увеличит длину удлиняющего рычага переднего велосипедиста до 160 см, у второго велосипедиста 107 см, у третьего - 54 см.

Суммарное увеличение крутящего момента составит 16,17. Скорость увеличится в 4,021 раза, т. е. если на прототипе на том же расстоянии между передним и задним колесом велосипедист едет со скоростью 30 км/ч, то в предлагаемом решении конструкции скорость будет 120 км/ч.