складной веломобиль

Формула изобретения

Складной веломобиль, содержащий шарнирно-складную раму с закрепленными на ней сиденьем (7), рулевой колонкой (14) с рулем, одним передним ведущим и двумя задними колесами, установленными на поперечной балке (53), отличающийся тем, что рама выполнена из трех шарнирно-складных частей, на передней части рамы (1) под углом 115-120° к ней прикреплены вилка (58) со смещенной влево кареткой удлиненной оси педалей, на которую с подшипником надета правая часть вилки и ведущая звездочка с приводом цепной передачи на переднее колесо, к передней части рамы (1) прикреплена вертикальная дополнительная вилка (63), внизу снабженная кронштейном (64) с отверстием и резьбой для закрепления в сложенном состоянии с отверстием крепежного кронштейна (49) нижнего фланца (42) задней части (3) рамы, и на передней части рамы (1) установлено сиденье с упором (38) для спинки, в верхней части которой выполнен паз (36), обеспечивающий закрепление опрокинутого сиденья с передней частью (1) рамы, к сиденью прикреплены оси, соединенные шпильками с рамкой (6) с пазами (10), перемещаемая на опорных сухарях и осях рулевая колонка (14), горизонтальная рулевая балка (28) с рулем (30), подлокотником (32), рычагом (33) управления тормозами задних колес, опорный поручень (8) для руки с рычагом тормоза переднего колеса, станина (17) салазок перемещения сиденья с рычагом (26) управления пружинным фиксатором зубчатой рейки (22) и фиксатором соединения горизонтальной рулевой балки (28) с рулем со складной рулевой тягой (29) поворота задних колес, зубчатая рейка (22) присоединена к средней части (2) рамы зажимом, к задней части (3) рамы прикреплена вертикальная каретка (39), к которой присоединены фланцы (41, 42), к которым шпильками с амортизирующими пружинами и сменными шайбами присоединена состоящая из трех частей поперечная балка (53), к концам которой присоединены вертикальные каретки (54) поворотных осей задних колес, на верхнем фланце (41) шарнирно прикреплен складной багажник (45) с опорной рамой (46), на нижнем фланце (42) прикреплен крепежный кронштейн (49) с отверстием, поперечная балка (53) смещена по горизонтали от вертикальной каретки (39), прикрепленной к задней части (3) рамы, длина передней части (1) рамы выполнена равной (0,9-1,1) диаметра ведущего колеса, средней части (2) рамы - [1,25-(1,5-2а)] диаметра ведущего колеса, задней части (3) рамы - [0,5-(0,75-2а)] диаметра ведущего колеса, длина поперечной балки (53) с колесами выполнена равной 1,5(0,9-1,1) диаметра ведущего колеса, где а - ширина задних колес.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может использоваться в качестве индивидуального мускульного транспортного средства.

Известен веломобиль (Моделист-конструктор, № 5, 1987, стр.7), содержащий разборную раму, переднее поворотное ведущее колесо с цепным приводом от педалей, два задних колеса, жестко закрепленное сиденье со спинкой. Недостатком данного веломобиля является то, что он является сборно-разборным по узлам и неудобен для транспортировки в разобранном состоянии, так как его невозможно катить в разобранном состоянии. Расстояние от педалей до сиденья не регулируемое и выполнено под рост владельца.

Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является велосипед по а.с. СССР №1063690, содержащий складную раму с поворотным сочленением, рулевую колонку и подседельную стойку рамы, передние и задние колеса одного диаметра с цепным приводом от педалей. Недостатком данного велосипеда является то, что он малоустойчив в сложенном состоянии, так как в сложенном состоянии межосевое расстояние параллельных колес не велико. В сложенном состоянии его можно передвигать только вперед и назад, из-за чего отсутствует маневренность передвижения при транспортировке. Неустойчив во время складывания и раскладывания, что затрудняет складывание и раскладывание и не удобен для обслуживания и ремонта в сложенном состоянии.

Предлагаемым изобретением решается задача компактного сложения веломобиля, удобства его транспортировки в сложенном состоянии, за счет уменьшения габаритов в сложенном состоянии и возможности перемещения на его колесах в продольном и поперечном направлениях, вращения вокруг оси, проходящей через точку опоры ведущего колеса и устойчивости в сложенном виде.

Для достижения указанного результата в складном веломобиле, содержащем шарнирно-складную раму с закрепленными на ней сиденьем, рулевой колонкой с рулем, одним передним ведущим и двумя задними колесами, установленными на поперечной балке, рама выполнена из трех шарнирно-складных частей, на передней части рамы под углом 115-120° к ней прикреплены вилка со смещенной влево кареткой удлиненной оси педалей, на которую с подшипником надета правая часть вилки и ведущая звездочка с приводом цепной передачи на переднее колесо, к передней части рамы прикреплена вертикальная дополнительная вилка, снизу снабженная кронштейном с отверстием и резьбой, для закрепления в сложенном состоянии с отверстием крепежного кронштейна нижнего фланца задней части рамы и на передней части рамы установлено сиденье с упором для спинки, в верхней части которой выполнен паз, обеспечивающий закрепление опрокинутого сиденья с передней частью рамы, к сиденью прикреплены оси, соединенные шпильками с рамкой с пазами, перемещаемая на опорных сухарях и осях рулевая колонка, горизонтальная рулевая балка с рулем, подлокотником и рычагом управления тормозом задних колес, опорный поручень для руки с рычагом тормоза переднего колеса, станина салазок перемещения сиденья с рычагом управления пружинным фиксатором зубчатой рейки и фиксатором соединения горизонтальной рулевой балки с рулем со складной рулевой тягой поворота задних колес, зубчатая рейка присоединена к средней части рамы зажимом, к задней части прикреплена вертикальная каретка, к которой присоединены фланцы, к которым шпильками с амортизирующими пружинами и сменными шайбами присоединена состоящая из трех частей поперечная балка, к концам которой присоединены вертикальные каретки поворотных осей задних колес, на верхнем фланце шарнирно прикреплен складной багажник с опорной рамой, на нижнем фланце прикреплен крепежный кронштейн с отверстием, поперечная балка смещена по горизонтали от вертикальной каретки, прикрепленной к задней части рамы, длина передней части рамы выполнена равной (0,9-1,1) диаметра ведущего колеса, средней части рамы - [1,25-(1,5-2а)] диаметра ведущего колеса, задней части рамы - [0,5-(0,75-2а)] диаметра ведущего колеса, длина поперечной балки с колесами выполнена равной 1,5(0,9-1,1) диаметра ведущего колеса, где а - ширина задних колес.

Выполнение передней части рамы размером (0,9-1,1) диаметра ведущего колеса обеспечивает оптимальную длину в сложенном виде веломобиля. Выполнение средней части рамы равной [1,25-(1,5-2а)] диаметра ведущего колеса, и выполнение задней части рамы размером [0,5-(0,75-2а)] диаметра ведущего колеса позволяет при складывании веломобиля не упереться в заднюю часть рамы и свободно вращаться правому заднему колесу. Расположение вертикальной каретки, закрепленной на задней части рамы, по центру длины сложенного веломобиля обеспечивается, если средняя часть рамы имеет размер от начальной длины 0,75 диаметра ведущего колеса, что является половиной длины сложенного веломобиля, а остальная ее длина до связывающего шарнира с задней частью рамы будет равна длине задней части рамы, что обеспечивает нахождение крепежного кронштейна с отверстием, закрепленного на нижнем фланце задней части рамы по центру длины конструкции сложенного веломобиля. Вилка со смещенной влево кареткой удлиненной оси педалей позволяет опустить ниже раму веломобиля с сиденьем, что уменьшает габарит веломобиля по высоте. Установка вилки под углом 115-120° к передней части рамы не позволяет педалям выходить за габариты сложенного веломобиля. Перемещаемая рулевая колонка позволяет переместить к шарниру сиденье со спинкой, а зажим на упор-опоре освобождает рейку от крепления и дает возможность при складывании веломобиля опрокинуть спинку и закрепить ее к педальной вилке болтом. Размер высоты сиденья с рамкой и спинкой, равными габариту передней части рамы с ведущим колесом, обеспечивает при складывании веломобиля вхождение габарита высоты рамки сиденья со спинкой в габарит длины сложенного веломобиля. Использование складного багажника позволяет уменьшить габарит ширины сложенного веломобиля. Фланцевое соединение позволяет удалить поперечную балку с задними колесами от средней части рамы при сложении веломобиля.

Находящиеся между нижним фланцем и задней поперечной балкой сменные шайбы с амортизирующими пружинами обеспечивают в сложенном веломобиле при вертикально расположенном ведущем колесе некоторый зазор от земли задних колес. А при установке веломобиля на три колеса он приобретает хорошую устойчивость, так как ведущее колесо приобретает некоторый наклон от вертикали, и центр тяжести смещается в середину сложенной конструкции, придавая этим самым маневренность при транспортировке сложенного веломобиля как тележки. Использование крепления отдельных частей рамы шарнирами дает возможность без разборки сложить веломобиль. В сложенном виде крепежный кронштейн на нижнем фланце совмещается с кронштейном, установленным внизу дополнительной вилки, и эти кронштейны фиксируются болтом, благодаря чему все складные части рамы веломобиля закрепляются в единую конструкцию.

В рабочем состоянии длина веломобиля равна 3,75 диаметра ведущего колеса, ширина - 1,5 диаметра ведущего колеса, высота - 2 диаметра ведущего колеса. В сложенном состоянии длина веломобиля равна 1,5 диаметра ведущего колеса, ширина равна диаметру ведущего колеса, высота - 1,5 диаметра ведущего колеса. Сложенный веломобиль уменьшается относительно размеров веломобиля в рабочем состоянии в следующих пропорциях: длина веломобиля уменьшается в 2,5 раза (3,75:1,5); ширина уменьшается в 1,5 раза (1,5:1,0); высота уменьшается в 1,3 раза (2:1,5).

Предлагаемый веломобиль иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-8.

На фиг.1 показан общий вид веломобиля (не показаны тросики управления тормозами и фиксаторами, амортизирующие пружины); на фиг.2 - веломобиль в сложенном виде (вид сбоку, не показана складная рулевая тяга, тросики управления тормозами и фиксаторами); на фиг.3 - вид сверху веломобиля в сложенном состоянии (не показаны тросики управления тормозами и фиксаторами); на фиг.4 - веломобиль в сложенном виде (вид спереди, не показаны складная рулевая тяга, тросики управления тормозами, правое малое колесо, поперечная балка изображена в разрезе); на фиг.5 - веломобиль в сложенном виде (вид сзади, не показаны складная рулевая тяга, тросики управления тормозами, узел крепления горизонтальной рулевой балки со складной рулевой тягой); на фиг.6 - рамка сиденья с салазками перемещения сиденья (вид сбоку); на фиг.7 - рамка сиденья с салазками перемещения сиденья (вид сверху); на фиг.8 показана рамка сиденья с перемещаемой рулевой колонкой и горизонтальной рулевой балкой (вид спереди).

Универсальный складной веломобиль включает сварную раму, состоящую из трех частей, передней части 1, средней части 2 и задней части 3, соединенных шарнирами 4, 5 с упорами под рамку 6 сиденья 7 с поручнем 8 для руки с рычагом управления тормоза переднего колеса 9. В рамке 6 сиденья 7 выполнены пазы 10, в которых проходят опорные оси 11 сиденья 7, соединяющиеся через перемычки 12 с кронштейнами 13 корпуса рулевой колонки 14. Кронштейны 13 опираются на опорные сухари 15. Кронштейны 16, в которых закреплены оси 11, опираются на опорные сухари 15. Кронштейны 13, 16 закреплены на корпусе рулевой колонки 14 на переднюю часть 1 рамы. Часть рамки 6 сиденья 7 опирается на станину 17 салазок и одним концом станина 17 крепится к основанью сиденья 7, а основание сиденья 7 соединено с кронштейнами 18 рамки 6 сиденья 7 шпильками 19 для регулировки угла наклона основанья сиденья 7. Шпильки 19 свободно надеты другим концом на подшипниковый корпус осей 20, на которых, при необходимости, крепятся рычаги для передачи усилия от рук через тяги к педалям 21. Корпуса осей 20 жестко связаны с основанием сиденья 7 выгнутыми пластинами. В станине 17 салазок расположена зубчатая рейка 22, которая лежит на опоре 23 средней части 2 рамы у шарнира 4. Другим концом с пазом крепится к средней части 2 рамы на упор-опоре 24 с зажимом. К станине 17 прикреплен кронштейн 25 для крепления обмотки тросика, передающего усилия от рычага 26 управления пружинным фиксатором зубчатой рейки 22 и пружинным фиксатором узла крепления 27 горизонтальной рулевой балки 28 со складной рулевой тягой 29. К горизонтальной рулевой балке 28 прикреплены: ось рулевой колонки 14, узел крепления 27 со складной рулевой тягой 29 и вертикально расположенный руль 30. На руле 30 на свободной оси установлены рукоятка 31, подлокотник 32 и рычаг 33 управления тормозами задних колес 34 системой тросиков. В верхней части спинки 35 выполнен паз 36. Спинка 35 присоединена к рамке 6 сиденья 7. К спинке 35 прикреплена ручка 37, упор 38, другой конец которого прикреплен к станине 17 салазок. К концу задней части 3 рамы прикреплена вертикальная каретка 39, к которой через полый шкворень 40 прикреплены фланцы 41 и 42. На фланце 41 гайками шпилек 43 прикреплены пластины 44, являющиеся крепежными шарнирами для складного багажника 45, который лежит на опорной раме 46 и связан с нею крючками 47. Опорная рама 46 багажника прикреплена к фланцу 41 болтом 48. На фланце 42 прикреплен крепежный кронштейн 49 с отверстием. В полом шкворне 40 свободно на подсидельной стойке установлено сиденье 50 пассажира. С помощью шпилек 43, на которых надеты амортизирующие пружины 51 со сменными шайбами 52 гайками шпилек 43 к фланцам 41 и 42 присоединена поперечная балка 53, к концам которой присоединены вертикальные каретки 54 поворотных осей задних колес 34, соединенных между собой через рычаги 55 поперечной поворотной тягой 56, на которой одним концом на свободной оси крепится качалка 57, а другим концом на свободных осях качалка 57 крепится к поперечной балке 53 и к складной рулевой тяге 29. Высота сменных шайб 52 обеспечивает в сложенном веломобиле отрыв от земли задних колес при вертикально расположенном ведущем колесе. На вилке 58 к корпусу каретки 59 удлиненной оси 60 педалей 21 установлена вертикальная трубка 61, на верхнем конце которой закреплена втулка 62 с резьбой. К передней части 1 рамы вертикально прикреплена дополнительная вилка 63, в нижней части которой имеется кронштейн 64 с отверстием и резьбой, равной диаметру резьбы болта 65. Шарниры 4 и 5 фиксируются болтами 65 и 66. Болт 67 фиксирует полый шкворень 40 с задней частью 3 рамы. В корпусе вертикальной каретки 39, прикрепленной к концу задней части 3 рамы, выполнены сквозные резьбовые отверстия и в полом шкворне 40 выполнены отверстия того же диаметра, но без резьбы, и они расположены соосно и параллельно оси рамы веломобиля. В эти отверстия вставлен болт 67, передняя цилиндрическая часть его имеет резьбу, диаметром равной диаметру отверстий с резьбой в корпусе вертикальной каретки 39 и резьбе втулки 62. Эта часть болта 67 длиной, равной диаметру корпуса вертикальной каретки 39, фиксирует полый шкворень 40, закрепленный на фланце 42 с задней частью 3 рамы, а затем резьбовая часть болта 67 заворачивается в отверстие корпуса вертикальной каретки 39, прикрепленной к задней части 3 рамы, что обеспечивает жесткость закрепления от поворота поперечной балки 53 во время езды. Во фланце 41 выполнено отверстие 68 с резьбой.

Веломобиль работает следующим образом. Сидя на сиденье 7 со спинкой 35, нажимают на педали 21 ногами, находящимися почти в горизонтальном положении, и веломобиль начинает движение.

Для перемещения сиденья 7 от педалей 21 нажимают на рычаг 26, который находится под сиденьем 7, и через систему тросиков и подпружиненного фиксатора освобождают зубчатую рейку 22 от станины 17 салазок и одновременно за счет системы тросиков срабатывает фиксатор на складной рулевой тяге 29, который отсоединяет ее от горизонтальной рулевой балки 28, соединенной с рулем 30. На складной рулевой тяге 29 имеются отверстия для фиксации. Они расположены на расстоянии друг от друга, равном шагу зубьев на зубчатой рейке 22. Таким образом рабочая часть складной рулевой тяги 29 удлиняется или уменьшается на такую же длину, на которую переместилось сиденье 7 со спинкой 35. Ввиду того, что перемещаемая рулевая колонка 14 является основой крепления рамки 6 сиденья 7 с рамой веломобиля и перемещается с сиденьем 7 заодно, а значит, и с рулем 30 вместе. Руль 30 остается в соответствующем положении относительно разворота поворотных колес 34. Но предварительно перед регулировкой положения сиденья 7 необходимо поставить веломобиль на тормоза задних колес 34, нажав на рычаг управления 33 тормозами задних колес 34 и упереться ногами в педали 21, для того, чтобы сиденье 7 отъехало от педалей 21. Для того чтобы сиденье 7 придвинулось к педалям 21, необходимо упереться ногами в землю и, сидя на сиденье 7, нажав на рычаги 33 на руле 30 и 26 под сиденьем 7, переместить сиденье 7.

Поворот веломобиля осуществляется за счет передачи усилия от руки на рычаг руля 30. Через складную рулевую тягу 29 усилие от руки через руль 30 и горизонтальную рулевую балку 28 передается на качалку 57, закрепленную на свободной оси на поперечной балке 53, и далее усилие передается на поперечную поворотную тягу 56, которая через рычаги 55 поворачивает задние колеса 34, расположенные на вертикальной оси каретки 54, корпуса которых закреплены на концах поперечной балки 53.

Веломобиль складывается следующим образом. Веломобиль ставится на тормоза задних колес 34 рычагом тормозов 33 задних колес 34, расположенным на вертикальном рычаге руля 30. Нажав на рычаг 33, свободной рукой нажимают на рычаг 26 управления фиксатором зубчатой рейки 22. Зубчатая рейка 22 освобождается от станины 17 салазок. И одновременно через систему тросиков поднимается фиксатор 27, соединяющий горизонтальную рулевую балку 28 с рулем 30 со складной рулевой тягой 29. Руль 30 отводят от себя до упора, в это время складная рулевая тяга 29 выходит из узла 27 крепления горизонтальной рулевой балки 28 с рулем 30 со складной рулевой тягой 29. Складная рулевая тяга 29 становится свободной, закрепленной лишь на одном конце с качалкой 57. Рычаги 26 и 33 отпускаем. Поворачивают на 90° зажим упор-опоры 24, тем самым освобождают рейку 22 от крепления со средней частью 2 рамы, уперевшись ногой в среднюю часть 2 рамы, подтягивают сиденье 7 со спинкой 35 на себя до упора перемещаемой рулевой колонки 14 в шарнир 4, подтягивают сиденье 7 вверх по пазам 10 рамки 6 на опорных осях 11 до упора и опрокидывают сиденье 7 со спинкой 35 и рамкой 6 к педалям 21. Затем выворачивают болт 67, который препятствовал вращению поперечной балки 53 на полом шкворне 40 во время езды, и поперечная балка 53 освобождается и свободно поворачивается на полом шкворне 40 в вертикальной каретке 39. Болт 67 через паз 36 в верхней части спинки 35 вворачивают во втулку 62 на торце вертикальной трубки 61, и таким образом сиденье 7 со спинкой 35 жестко закрепляется с передней частью 1 рамы веломобиля. Затем отворачивают болт 66 шарнира 5 и вворачивают в том же шарнире в вертикально расположенное отверстие. Свободную от крепления с горизонтальной рулевой балкой 28 и закрепленную другим концом к качалке 57 складную рулевую тягу 29, равную 2,5 диаметра ведущего колеса, складывают в двое (1,25×2) и располагают по направлению правой вертикальной каретки 54 задних колес и укладывают параллельно поперечной балки 53 в ее длину, равную 1,5 диаметра ведущего колеса. Затем выворачивают болт 65 шарнира 4. Шарнир 4 освобождается от фиксации и открывают его против хода часовой стрелки. Таким образом средняя часть 2 рамы располагается параллельно передней части 1 рамы и ведущему колесу 9. А так как шарнир 5 уже не зажат болтом 66, открываем его по часовой стрелке, и задняя часть 3 рамы располагается параллельно ведущему колесу 9, и одновременно с поворотом против часовой стрелки становится параллельно ведущему колесу 9 поперечная балка 53 на полом шкворне 40, а задние малые колеса 34 располагаются перпендикулярно ведущему колесу 9, образуя с ним надежную опору для всей сложенной конструкции веломобиля. Затем совмещаются оси отверстия в кронштейне 49, расположенном на фланце 42, и отверстие с резьбой в кронштейне 64, расположенном в нижней части дополнительной вилки 63, и эти два кронштейна жестко закрепляются болтом 65. После чего в сложенном веломобиле ведущее колесо приобрело некоторый наклон от вертикали, и центр тяжести при этом сместился в середину сложенной конструкции, придавая ей надежную устойчивость на трех колесах. Затем поворачивают горизонтальную рулевую балку 28 длиною 0,5 диаметра ведущего колеса по направлению к педалям и прижимают ее у ведущего колеса вместе с рулем 30, высота которого равна 0,5 диаметра ведущего колеса, что позволяет ему не выходить за габарит высоты сложенного веломобиля. Одновременно на свободной оси поворачивается к педалям подлокотник 32, равный длине 0,5 диаметра ведущего колеса, что позволяет не выходить ему за габарит длины сложенного веломобиля. Для сложения багажника 45 выворачивают болт 48 и вынимают опорную раму 46 багажника 45. Багажник 45 повисает вертикально на двух крепежных шарнирных скобах 44, и болт 48 вворачивается в отверстие 68 фланца 41. Затем опорная рама 46 багажника закрепляется в багажнике 45 при помощи собственных подпружиненных рамок так, чтобы крючки 47 схватились за края фланца 42, что обеспечивает закрепление багажника 45 в вертикальном положении.

Таким образом веломобиль сложен и может легко транспортироваться на своих колесах в любом направлении (в продольном, поперечном и вращаться вокруг точки опоры ведущего колеса 9). Если взявшись за ручку 37, переместить вес сложенного веломобиля на малые колеса 34, то можно (толкать, катить) перемещать его впереди себя или сзади, как ручную тележку, а если переместить вес на ведущее колесо 9, оторвав от земли малые колеса 34, то сложенный веломобиль можно катить вправо или влево. Когда сложенный веломобиль опирается на три колеса, его можно вращать вокруг точки опоры ведущего колеса 9, что позволяет осуществлять доступ к любому узлу веломобиля, не сходя с места, его владельцу. В сложенном виде габариты веломобиля равны: длина - 1,5 диаметра ведущего колеса, ширина равна диаметру ведущего колеса, а высота - 1,5 диаметра ведущего колеса. В сложенном виде длина веломобиля уменьшается в 2,5 раза, а ширина в 1,5 раза.