устройство для передвижения человека

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА, содержащее верхнюю платформу для размещения стопы, средство крепления ее к ноге, нижнюю платформу с амортизатором, закрепленным на обращенной к опоре поверхности, установленную неподвижно относительно верхней платформы с помощью вертикального направляющего стержня, связанного с ней и размещенного внутри направляющей трубки, прикрепленной к боковой поверхности верхней платформы, двухтактный двигатель внутреннего сгорания, включающий цилиндр, прикрепленный к боковой поверхности верхней платформы со стороны, противоположной направляющей трубке, поршень со штоком, связанный с нижней платформой, головку цилиндра с впускным каналом, клапаном, седлом и топливоподводящими каналами, выпускное устройство, установленное на цилиндре вблизи нижней мертвой точки поршня и управляемое подпружиненным золотником, снабженным рычагом, выведенным через прорезь в подпоршневую полость цилиндра, околоколенную дугу, жестко связывающую головку цилиндра с направляющей трубкой, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств, оно снабжено впускным клапаном, расположенным в нижней части цилиндра, перепускным каналом, соединяющим подпоршневую полость цилиндра с впускным каналом головки цилиндра и имеющим разделительный клапан, установленный перед впускным каналом, насос-форсункой, расположенной на головке цилиндра и своей полостью сообщающейся с перепускным каналом возле разделительного клапана и имеющей канал нагнетания топлива, содержащий два клапана и входящий своим срезом в отверстие между полостью насос-форсунки и перепускным каналом, и также имеющей подпружиненный в сторону полости насос-форсунки плунжер, обращенный меньшим диаметром в канал нагнетания и большим диаметром в полость насос-форсунки, топливным бачком, укрепленным на боковой поверхности клапанно-распределительной коробки, выпускным устройством, размещенным вблизи нижней мертвой точки поршня и содержащим корпус с закрепленным в нем подпружиненным рычагом, на одном конце которого установлен выпускной клапан, а на другом конце ролик, выступающий во внутреннюю полость цилиндра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спорту и двигателестроению.

Наиболее известным и близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для передвижения человека, содержащее верхнюю платформу для размещения стопы, средство крепления ее к ноге, нижнюю платформу с амортизатором, закрепленным на обращенной к опоре поверхности, установленную неподвижно относительно верхней платформы с помощью вертикального направляющего стержня, связанного с ней и размещенного внутри направляющей трубки, прикрепленной к боковой поверхности верхней платформы, двухтактный двигатель внутреннего сгорания, включающий цилиндр, прикрепленный к боковой поверхности верхней платформы со стороны, противоположной направляющей трубке, поршень с штоком, связанный с нижней платформой, головку цилиндра с впускным каналом, клапаном, седлом и топливоподводящими каналами, выпускное устройство, установленное на цилиндре вблизи нижней мертвой точки поршня и управляемое подпружиненным золотником, снабженным рычагом и выведенным через прорезь в подпоршневую полость цилиндра, околоколенную дугу, жестко связывающую головку цилиндра с направляющей трубкой.

Недостатками прототипа являются трудность управления работой двигателя вследствие несовершенств топливоподачи; низкое качество смесеобразования; загрязнение окружающей среды выбросом несгоревших продуктов сгорания; ненадежность выпускного устройства вследствие использования большей площади уплотнения выпускного отверстия, заклинивания золотника при малых зазорах между золотником и корпусом, утечки газов при больших зазорах.

Целью изобретения является повышение эффективности передвижения человека за счет увеличения надежности работы двигателя путем улучшения качества смесеобразования, повышения точности дозирования, двукратного подогрева топлива, уменьшения конденсации топливовоздушной смеси, улучшения топливной экономичности и экологических характеристик организацией начала продувки чистым воздухом, повышения надежности выпускного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передвижения человека, содержащее верхнюю платформу для размещения стопы, средство крепления ее к ноге, нижнюю платформу с амортизатором, закрепленным на обращенной к опоре поверхности, установленную подвижно относительно верхней платформы с помощью вертикального направляющего стержня, связанного с ней и размещенного внутри направляющей трубки, прикрепленной к боковой поверхности верхней платформы, двухтактный двигатель внутреннего сгорания, включающий цилиндр, прикрепленный к боковой поверхности верхней платформы со стороны, противоположной направляющей трубке, поршень с штоком, связанный с нижней платформой, головку цилиндра с впускным каналом, перепускным клапаном, направляющий стержень с закрепленным на его свободном конце поршнем, коленную дугу, жестко связывающую головку цилиндра с направляющей трубкой и имеющую внутреннюю полость (ресивер) с клапанно-распределительной коробкой, сообщающуюся через отверстие с впускным каналом головки цилиндра, а через клапаны коробки с атмосферой, с верхней и нижней внутренними полостями направляющей трубки, выпускное устройство, установленное на цилиндре вблизи нижней мертвой точки поршня, введение впускного клапана, расположенного в нижней части цилиндра, перепускного канала, соединяющего подпоршневую полость цилиндра с впускным каналом головки цилиндра и имеющего разделительный клапан, установленный в головке цилиндра обеспечивают работу насоса-форсунки, расположенную на головке цилиндра и ведущую к улучшению качества смесеобразования путем трехстадийного распыливания топлива при входе в полость насоса-форсунки, при выходе из полости в перепускной канал и впуске в цилиндр, что, в свою очередь, способствует более полному сгоранию топлива и увеличению толчкового усилия. Этим достигается повышение эффективности передвижения человека. Расположение топливного бачка на боковой поверхности клапанно-распределительной коробки и насоса-форсунки на головке цилиндра обеспечивают предварительный подогрев топлива, как следствие качественное смесеобразование, быстрый пуск двигателя, устойчивая работа двигателя при пониженных температурах исключает возможные перебои в подаче топлива. Наличие разделительного клапана обеспечивает организацию начала продувки цилиндра чистым воздухом в момент, когда поршень достигает нижней мертвой точки и открывает выпускной клапан при давлении в ресивере выше, чем в перепускном канале, что улучшает топливную экономичность и снижает загрязнение окружающей среды. Введение в выпускном устройстве тарельчатого клапана и подпружиненного рычага с роликом, выступающим во внутреннюю полость цилиндра, позволяет уменьшить площадь уплотнения выпускного отверстия, исключить использование золотника из-за возможного его заклинивания при малых зазорах между золотником и корпусом, утечки газов при больших зазорах, что ведет к повышению надежности выпускного устройства.

В настоящее время в двигателестроении известны конструктивные решения, содержащие отличительные признаки разработанного устройства, но сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается новыми отличительными признаками. Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия", так как в заявляемом устpойстве проявляется новое свойство, позволяющее повысить эффективность передвижения человека путем получения качественного смесеобразования за счет трехстадийного распыливания топлива при входе в полость насоса-форсунки, при выходе из полости в перепускной канал и впуске в цилиндр организацией работы насоса-форсунки, предварительного подогрева топлива в топливном бачке, расположенного на боковой поверхности клапанно-распределительной коробки при нагнетании воздуха через клапанно-распределительную коробку, большей степени герметичности подпоршневой полости цилиндра уменьшением площади уплотняемой поверхности выпускного отверстия, что улучшает продувку цилиндра двигателя.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для передвижения человека, общий вид; на фиг.2 - насос-форсунка.

Предлагаемое устройство для передвижения человека содержит верхнюю платформу 1 для размещения на ней ноги, нижнюю платформу 2 с упругим элементом (амортизатором) 3 на обращенной к опоре поверхности, установленную подвижно относительно верхней платформы с помощью вертикального направляющего стержня 4, расположенного внутри направляющей трубки 5, прикрепленной к боковой поверхности верхней платформы, двухтактный двигатель внутреннего сгорания, включающий цилиндр 6, прикрепленный к боковой поверхности верхней платформы со стороны, противоположной направляющей трубке, шток 7 поршня 8, связанный с нижней платформой, головку цилиндра 9 с впускным каналом 10, перепускным клапаном 11 и пружиной 12, впускной клапан 13,расположенный в нижней части цилиндра, перепускной канал 14 с разделительным клапаном 15. соединяющий подпоршневую полость цилиндра с впускным каналом головки цилиндра, направляющий стержень с закрепленным на его свободном конце поршнем 16, выпускное устройство, размещенное на цилиндре вблизи нижней мертвой точки поршня и содержащее корпус 17 с закрепленным в нем подпружиненным рычагом 18. На одном конце рычага расположен выпускной клапан 19. а на другом конце - ролик 20. выступающий во внутреннюю полость цилиндра.

Устройство содержит коленную дугу 21, жестко связывающую головку цилиндра с направляющей трубкой и имеющую внутреннюю полость (ресивер) 22 с клапанно-распределительной коробкой 23. Ресивер сообщается через отверстие с впускным каналом головки цилиндра, через клапаны 24 и 25 с атмосферой, с верхней внутренней полостью направляющей трубки через клапан 26 и с нижней внутренней полостью посредством клапана 27 и канала 28 (фиг.1). На головке цилиндра расположена насос-форсунка 29, своей полостью 30 соединена с перепускным каналом 14 возле клапана 15 и имеет канал 31 нагнетания, выходящий своим срезом в отверстие между полостью 30 и пеpепускным каналом 14. Насос-форсунка содержит плунжер 32 с пружиной 33, регулировочный винт 34, упирающийся своим торцом в торец плунжера, клапан 35, установленный в топливном канале 35, клапан 37, установленный в канале 31 нагнетания. Топливный бачок 38 расположен на боковой поверхности клапанно-распределительной коробки ресивера и соединен с насосом-форсункой топливопроводом 39.

Устройство работает следующим образом.

Человек при беге давит своим весом на верхнюю платформу 1, цилиндр 6 надевается на поршень 8 и движется вниз. В цилиндре происходит сжатие рабочей смеси. Юбка поршня 8 освобождает ролик 20 и выпускной клапан 19 закрывается. Так как разделительный клапан 15 закрыт, то в подпоршневой полости цилиндра 6 образуется разрежение и происходит всасывание воздуха через впускной клапан 13. Поршень 16 выталкивает воздух через клапан 26 в ресивер 22. В нижнюю внутреннюю полость направляющей трубки 5 засасывается воздух через клапан 24. По достижении поршнем 8 верхней мертвой точки в цилиндре происходит самовоспламенение смеси от сжатия, рабочий ход, возникает толчок человека с устройством вперед и вверх. Относительно цилиндра 6 поршень 8 вместе с штоком 7 и нижней платформой 2 движется вниз. В подпоршневой полости впускной клапан 13 закрывается и давление возрастает. Из нижней внутренней полости направляющей трубки 5 воздух поступает по каналу 28 через клапан 27 в ресивер 22. В верхней внутренней полости направляющей трубки 5 происходит всасывание воздуха через клапан 25. Вблизи нижней мертвой точки юбкой поршня 8 через ролик 20 и рычаг 18 открывается выпускной клапан 19, отработавшие газы выпускаются в атмосферу. Разделительный клапан 15 при этом закрыт, так как давление в ресивере 22 выше, чем давление воздуха в перепускном канале 14 (фиг.1).

Давление из перепускного канала поступает в полость 30 насоса-форсунки 29 (фиг.2). Плунжер 32, сжимая пружину 33, вытесняет топливо из топливного канала 36 через клапан 37 в канал 31 нагнетания, который своим срезом выходит в отверстие, соединяющее полость 30 с перепускным каналом 14. Происходит первичное распыливание топлива воздухом в полости насоса-форсунки. После снижения давления в цилиндре двигателя перепускной клапан 11 открывается и начинается продувка чистым воздухом из ресивера 22 (фиг.1). При уменьшении давления в ресивере ниже, чем в перепускном канале 14 разделительный клапан 15 открывается, плунжер 32 под действием пружины 33 вытесняет топливовоздушную смесь из полости 30 в перепускной канал 14 (фиг.2). Происходит вторичное перемешивание топливовоздушной смеси с воздухом. При движении плунжера вправо в топливном канале 36 образуется разрежение и засасывается новая порция топлива через клапан 35 из бачка 38 по топливопроводу 39. Цикловая доза топлива регулируется регулировочным винтом 34, ограничивающим перемещение плунжера. Момент вытеснения топливовоздушной смеси из насоса-форсунки по уровню давления в перепускном канале регулируется пружиной 33, что обеспечивается изменением фазы подачи топливовоздушной смеси в цилиндр (фиг.2). При поступлении топливовоздушной смеси в цилиндр происходит третья стадия смешивания с воздухом из ресивера 22 (фиг.1). При выравнивании давлений в ресивере и цилиндре перепускной клапан 11 закрывается под действием пружины 12. Цикл повторяется.

Таким образом, попеременно отталкиваясь от земли при помощи устройства то левой, то правой ногой, человек бежит.