полноприводный велосипед

Формула изобретения

1. Полноприводный велосипед, содержащий раму, седло, заднее колесо с ножным педально-цепным приводом, переднее колесо с ручным рычажно-цепным приводом, рулевую вилку, отличающийся тем, что, с целью повышения удобства и облегчения управления и привода в движение, рама выполнена с кольцеобразным участком, охватыавющим механизм привода переднего колеса, установленный на вынесенную от оси вращения рулевую вилку.

2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что привод переднего колеса выполнен с двумя асинхронно качающимися рулевыми рычагами, связанными между собой механизмом связи и снабженными обгонным муфтами для передачи и преобразования качательного движения рулевых рычагов во вращательное движение вала.

3. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что при горизонтальной проекции в плоскости рамы велосипеда, в среднем положении асинхронно качающихся рулевых рычагов, когда их проекции совпадают, прямая, образуемая от оси качательного движения до центров приложения усилий на рукоятках качающихся рулевых рычагов, перпендикулярна к оси вращения рулевой вилки велосипеда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к велосипедам, приводимым в действие движением ног и рук велосипедиста, и позволяет с различной интенсивностью, раздельно или одновременно использовать независимые ножной и ручной приводы.

Известен велосипед с двумя независимыми приводами на одну тяговую цепь (авт. св. N 643306 B 62 M 1/20, опублик. 23.04.91. Бюл. N 15). Велосипед имеет дополнительную вилку с зафиксированным в ней рулем и возможностью качания на ножках передней вилки перед рамой велосипеда. Дополнительная вилка связана с тросом через обгонный механизм с тяговой цепью заднего колеса.

Велосипед имеет следующие недостатки.

1. При использовании ручного привода одновременно с ножным, при толчке руля вперед, упор приходится не только на седло, но и на педали велосипеда, вращение которых в этот момент может задерживаться.

2. При толчке руля приходится преодолевать действие возвратной пружины.

3. Так как при толчке центр тяжести велосипедиста смещается вперед, а дополнительная вилка с рулем не имеет ограничения на перемещение вперед, необходимы достаточные физические усилия или сильная возвратная пружина для возвращения велосипедиста в первоначальное положение.

4. Сложность управления велосипедом при выполнении толчка в наиболее удаленном положении руля от оси вращения рулевой вилки, когда центры приложения усилий от рук на рукоятках руля находятся на максимальном удалении от корпуса велосипедиста и при выполнении поворота, руки на руле дополнительной вилки велосипеда движутся вместе с ней по окружности, но обе или влево, или вправо, что привлекает для выполнения поворота усилия не только руки, но и корпус велосипедиста. В таком положении при выполнении поворотов трос будет задевать раму велосипеда или ноги велосипедиста. Неудобства управления не возникают при нормальном, ближнем, положении дополнительной вилки, когда ось вращения рулевой вилки максимально приближена к прямой между центрами приложения усилий от рук на рукоятках руля велосипеда.

5. Зависимость вращения педалей ножного привода от действия ручного привода, что неудобно, когда возникает необходимость отдыха ног велосипедиста.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является дополнительный ручной привод для велосипедов (авт. св. N 303231, кл. B 62 M 1/12, опублик. 13.05.71. Бюл. N 16; дополнительное к нему авт. св N 647170, кл. B 62 M 1/2, опублик. 15.02.79. Бюл. N 6)/. Дополнительный ручной привод для велосипедов содержит колонку, шарнирно присоединенную к выносу руля с переменным углом наклона, вал со спаренными рукоятками и ведущей звездочкой, промежуточный вал с двумя звездочками, двухступенчатую цепную передачу, механизм фиксирования положения колонки.

Привод имеет следующие недостатки.

1. При использовании ручного и ножного привода одновременно велосипедист испытывает физические неудобства из-за разных режимов нагрузки на ноги и руки, так как мышцы ног направляются и расслабляются по очереди: после совершения работы, которая выражается в совершении толчка педали из верхнего положения в нижнее, следует фаза отдыха, пока толчок выполняется другой ногой, а мышцы рук работают синхронно, фаза отдыха одной из рук отсутствует, пока не прекратится использование дополнительного ручного привода.

2. Сложность управления велосипедом при работе дополнительного ручного привода, так как только при нижнем положении спаренных рукояток выполнение поворотов наиболее легко осуществимо потому, что центры приложения усилий от рук велосипедиста на рукоятках находятся на одной прямой, которая проходит через ось вращения вилки руля, и рукоятки при повороте движутся по окружности одна влево, другая вправо или наоборот. При верхнем положении спаренных рукояток происходит то же самое, но посадка неудобна из-за высоко поднятых рук. В положении рукояток, наиболее дальнем или ближнем от корпуса велосипедиста, когда происходит максимальное удаление от оси вращения рулевой вилки, при повороте центры приложения усилий от рук на спаренных рукоятках движутся по окружности, но обе или влево, или вправо, что затрудняет выполнение поворота.

3. При значительных углах поворота в наиболее удаленном положении рукояток рулевая колонка будет мешать рукам, что делает выполнение поворота очень неудобным до момента опускания рукояток в нижнее положение.

4. Даже при наличии обгонной муфты, фиксирующей положение рукояток при обратном вращении, что действует при движении рукояток от нижнего к верхнему положению, при движении от верхнего к нижнему положению, фиксация спаренных рулевых рукояток мало возможна и затруднительна из-за того, что центр тяжести велосипедиста смещается вперед, руки в этот момент также вытянуты вперед и выполняют опорные функции, а рукоятки для фиксации необходимо вращать назад вверх.

5. Наличие лишнего промежуточного вала со звездочками.

6. Изменение положения велосипедиста при различных режимах использования приводов, изменение при этом конструкции и наличие связанных с этими изменениями дополнительных функций, что негативно сказывается на устойчивости и управляемости велосипеда.

Задача изобретения повышение удобства и облегчение управления и привода в движение полноприводного велосипеда.

Это достигается тем, что привод на переднее колесо велосипеда осуществляется выполнением руками велосипедиста возвратно-поступательных движений тянуще-толкающего характера, прикладываемых на рукоятки двух асинхронно качающихся рулевых рычагов, связанных между собой механизмом связи и преобразуемых через обгонные муфты во вращательное движение вала, а также связанное с ним цепной передачей переднее колесо велосипеда.

Совмещение применения переднего привода с легким и удобным управлением на больших и малых скоростях передвижения основано на конструкционном решении, рассматриваемом при горизонтальной проекции в плоскости рамы велосипеда и заключающемся в следующей зависимости в среднем положении асинхронно качающихся рулевых рычагов, когда их проекции совпадают, прямая, образуемая от оси качательного движения до центров приложения усилий от рук на рукоятках качающихся рулевых рычагов, перпендикулярна оси вращения рулевой вилки велосипеда.

Велосипед имеет раму с кольцеобразным участком, охватывающим механизм привода переднего колеса, установленный на вынесенную от оси вращения рулевую вилку.

В любом положении асинхронно качающихся рулевых рычагов возможно изменение направления качательного движения и фиксация, что превращает рулевые рычаги в жесткий руль.

На фиг. 1 изображен полноприводный велосипед; на фиг. 2 полноприводный велосипед, вид слева; на фиг. 3 рулевая вилка с развернутыми рулевыми рычагами и механизмом привода переднего колеса, вид B на фиг. 2; на фиг. 4 - рулевая вилка, вид B на фиг. 2; на фиг. 5 рулевая вилка, вид слева на фиг. 4; на фиг. 6 разрез А-А на фиг. 1.

Полноприводный велосипед имеет раму 1 с кольцеобразным участком, охватывающим механизм привода переднего колеса 2, установленный на вынесенную от оси вращения Ор рулевую вилку 3, седло 4, шатуны 5, 6 с педалями 7, 8 и ведущей звездочкой 9 ножного привода, соединенной цепной передачей 10 с ведомой звездочкой 11 заднего колеса 12.

Рулевая вилка 3, вынесенная от оси вращения Ор, имеет малую вилку 13, на которую крепятся кронштейны 14, 15, и консольную пластину 16, выполненную в виде кольца. На консольной пластине 16 расположены корпус 17, в котором с возможностью вращения установлена коническая шестерня 18 механизма связи между качающимися рулевыми рычагами 19, 20, отверстия 21 для фиксации рычагов 19, 20, подпружиненные ограничители 22 угла разворота L_max. рычагов 19, 20. На трубчатом выносе 23 рулевой вилки 3, установлен обводной ролик 24 цепи 25.

Механизм привода переднего колеса 2 велосипеда выполнен следующим образом.

В кронштейнах 14, 15 с возможностью вращения установлен вал 26, на котором жестко зафиксированы шпоночным соединением 27 два храповых колеса 28, 29, разделенных шайбой 30, и ведущая звездочка 31. Два качающихся рулевых рычага 19, 20, закрепленных на корпусах обгонных муфт 32, 33, свободно вращаются относительно вала 26. Наружная поверхность корпусов обгонных муфт 32, 33 выполнена в виде зубчатого венца конической передачи, а в полости внутренней части имеются собачки 34, 35, каждая из которых прижимается к соответствующему храповому колесу 28, 29 пружинами 36, 37.

Ведущая звездочка 31 переднего привода связана цепной передачей 25 с ведомой звездочкой 38 переднего колеса 2. Механизм связи между качающимися рулевыми рычагами 19, 20 осуществлен в виде постоянного зацепления конических зубчатых венцов корпусов обгонных муфт 32, 33 через промежуточную коническую шестерню 18.

Для сохранения удобного положения рук во время работы переднего привода рукоятки 39, 40 качающихся рулевых рычагов 19, 20 вращаются на осях.

На одном из рулевых рычагов имеется фиксатор 41, который при выведении клина 42 из зацепления с выступом полой части фиксатора 41, под действием пружины 43 входит рабочей частью с завальцованным на конце шариком 44 в отверстие 21 консольной пластины 16. Выключатель 45 фиксатора выведен через паз на наружную часть рулевого рычага.

Велосипед приводится в действие следующим образом. Привод на переднее колесо 2 полноприводного велосипеда осуществляется выполнением руками велосипедиста возвратно-поступательных движений тянуще-толкающего характера, прикладываемых на рукоятки 39, 40 двух асинхронно качающихся рулевых рычагов 19, 20, связанных между собой механизмом связи, и преобразуемых во вращательное движение вала 26 с ведущей звездочкой 31, а также связанное с ним цепной передачей 25 и ведомой звездочкой 38 переднее колесо 2 велосипеда.

При движении качающегося рулевого рычага 19 вниз срабатывает механизм связи между рычагами в виде передачи вращательного движения посредством конической передачи с зубчатого венца корпуса обгонной муфты 32 рычага 19 через промежуточную коническую шестерню 18 на зубчатый венец корпуса обгонной муфты 33 рычага 20, заставляя его подниматься вверх. То же самое происходит и в обратном порядке, чем обусловлена асинхронность действия качающихся рулевых рычагов 19, 20. Преобразование возвратно-поступательного движения асинхронно качающихся рулевых рычагов 19, 20 во вращательное движение вала 26 происходит следующим образом.

При движении рычага 19 вниз собачка 34 обгонной муфты 32 упирается в венец храпового колеса 28, заставляя проворачиваться связанный с ним вал 26 с ведущей звездочкой 31, а также связанное с ним цепной передачей 25 и ведомой звездочкой 38 переднее колесо 2 велосипеда.

В это время рулевой рычаг 20, связанный с рулевым рычагом 19 через механизм связи, перемещается вверх, свободно вращаясь относительно вала 26 с нефиксируемой в этом направлении вращения обгонной муфтой 33, и занимает противоположное рычагу 19 положение. При изменении сил на рулевых рычагах 19, 20 происходит то же самое, но с противоположной стороны.

Приближаясь к максимальному верхнему (положение I обозначено пунктиром на фиг. 1) или нижнему положению (положение III обозначено пунктиром на фиг. 1), качающиеся рулевые рычаги 19, 20 замедляют свое движение, так как срабатывают подпружиненные ограничители 22 угла разворота рычагов 19, 20.

Как в среднем (положение II на фиг. 1), так и в любом другом положении, асинхронно качающиеся рулевые рычаги 19, 20 могут быть зафиксированы выключателем 45 фиксатора 41 относительно отверстий 21 консольной пластины 16 рулевой вилки 3, чем обусловлено превращение их в жесткий руль.

Привод на заднее колесо 12 велосипеда осуществляется вращением ногами педалей 7, 8, шатунов 5, 6 и цепной передачей 10 вращения на заднее колесо 12.