колесное транспортное средство

Формула изобретения

Колесное транспортное средство, состоящее из ведомых колес и, по меньшей мере, одного ведущего колеса, механизма привода ведущего колеса с силовым элементом, основания с сиденьем, руля, причем узел крепления ведущего колеса к основанию выполнен с возможностью вращения вокруг оси, неподвижно закрепленной на силовой раме, а руль неподвижно соединен с ведомым колесом, отличающееся тем, что механизм привода ведущего колеса выполнен ручным и/или механическим, закреплен на силовой раме посредством рычага, снабжен фрикционной передачей, которая выполнена в приводе в виде пары силовой элемент - обод привода, причем силовой элемент размещен с возможностью вращения вокруг оси, неподвижно закрепленной на рычаге силовой рамы, силовой элемент выполнен для ручного привода в виде направляющего колеса с наружной поверхностью в виде тора из фрикционного материала, а для механического привода - в виде профильного ролика с наружной поверхностью из фрикционного материала, ведущее колесо снабжено ободом привода, причем для ручного привода он неподвижно закреплен на внутреннем ободе ведущего колеса и выполнен в виде кольца с направляющей канавкой, вогнутой частью обращенного в сторону от ступицы ведущего колеса и расположенного соосно, снабжен направляющей канавкой, поверхность которой покрыта упругим листовым фрикционным материалом, закрепленным на направляющей канавке в напряженном состоянии, а для механического привода в качестве обода привода использована наружная поверхность ведущего колеса, выполненная из фрикционного материала, на основании закреплена силовая рама, снабженная изогнутыми кверху стойками, выполненными из профиля, на одной из которых размещен рычаг, закрепленный со стороны ведущего колеса с возможностью поворота вокруг оси крепления и упором в полку профиля стойки как в отжатом положении направляющего колеса или направляющего ролика к ободу привода, так и в прижатом положении направляющего колеса или направляющего ролика, и руль размещен на стойках силовой рамы с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и снабжен управляющей рукоятью, расположенной горизонтально.

2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что ручной привод ведущего колеса снабжен фрикционной передачей, которая выполнена в виде пары направляющее колесо - обод привода, передающей усилие от руки на ведущее колесо.

3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что механический привод ведущего колеса снабжен фрикционной передачей, которая выполнена в виде пары направляющий ролик - обод привода, передающей усилие от двигателя к ведущему колесу.

4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что рычаг прижат к полке профиля стойки пружиной, обеспечивающей работу либо ручного привода, либо механического привода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, изготовления колесных транспортных средств, у которых движителем является мускульная сила человека и/или энергии двигателя, преобразуемые в поступательное движение транспортного средства, в частности передвижному креслу-коляске, имеющему, по меньшей мере, одно ведущее колесо. Изобретение может относиться к медтехнике для перемещения инвалидов в домашних условиях с применением ручного и/или механического привода.

Известно изобретение "Кресло-коляска", патент RU, №2008870, от 04.11.1991, опубл. 15.03.1994, МПК A 61 G 5/02, в котором имеется сиденье, ведущие колеса, направляющие колеса и силовой элемент, выполненный в виде вогнуто-выпуклого или цилиндрического тела вращения. Изобретение позволяет уменьшить массу коляски, снизить усилия качения. Однако технический результат осуществляется за счет сложного в изготовлении силового элемента, выполненного в виде вогнуто-выпуклого или цилиндрического тела вращения за одно целое с внутренними кольцами колес из упругого материала.

Известно изобретение "Инвалидная коляска", патент RU, №2188615, от 26.05.1999, опубл. 10.09.2002, МПК A 61 G 5/02, в котором имеется основание, кресло, колеса - ведущее и ведомое, ручной привод, позволяющее уменьшить радиус поворота и использовать вместо двух рычагов один, что уменьшает усилие качения.

Однако для продвижения коляски вперед или назад требуется совершать неудобные качательные движения телом. Кроме того, используются шестерни, существенно увеличивающие усилие, затрачиваемое для качения коляски.

Известно изобретение "Колесное транспортное средство", патент RU, №2180618, от 25.02.1998, опубл. 20.03.2002, МПК В 60 К 7/00, содержащее ведущее колесо, узел крепления колеса, обод ручного привода, позволяющее уменьшить массу вращающихся элементов. Однако требуется сложный, мощный, дорогостоящий электродвигатель, а ручной привод неудобен, так как требуется с большим усилием проворачивать колесо, расположенное снаружи ведущих колес и расположенных неэргономично по отношению к телу сидящего человека.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является изобретение "Колесо-двигатель", патент RU, №2232100, от 30.01.2002, опубл. 10.07.2004, МПК В 62 М 1/10, В 62 М 9/08, B 62 D 57/00, содержащее пластины, стойки, кольцо колеса, механизм вращения колеса. Изобретение позволяет обеспечить облегчение конструкции, легкость хода. Легкость хода достигается за счет уменьшения трения в подшипниках, что достигается с помощью слишком сложной и дорогостоящей конструкции.

Существует необходимость в легком, простом, дешевом транспортном средстве, которое бы с легкостью приводилось в движение рукой или маломощным двигателем. Такое транспортное средство необходимо прежде всего инвалидам. Необходимо обеспечить усилие на ручном приводе, не превышающее усилие, которое может приложить без напряжения пяти-шестилетний ребенок. Кроме того, инвалиды быстро устают даже от такого усилия, и им требуется дублирование ручного привода механическим приводом, однако таким, чтобы двигатель был маломощный, дешевый и применимый как на улице, так и в помещении.

Таким образом, с помощью предложенного технического решения достигается технический результат - упрощение конструкции, уменьшение усилия, прилагаемого для осуществления качения коляски.

Данный технический результат обеспечивается за счет того, что колесное транспортное средство состоит из ведомых колес (1) и, по меньшей мере, одного ведущего колеса (2), механизма привода ведущего колеса (3) с силовым элементом (4), основания (5) с сиденьем (6), руля (7), причем узел крепления (8) ведущего колеса к основанию выполнен с возможностью вращения вокруг оси (9), неподвижно закрепленной на силовой раме (10), а руль неподвижно соединен с ведомым колесом (1). Предложенное транспортное средство отличается тем, что механизм привода ведущего колеса (3) выполнен ручным и/или механическим, закреплен на силовой раме (10) посредством рычага (11), снабжен фрикционной передачей, которая выполнена в приводе в виде пары: силовой элемент (4) - обод (12) привода, причем силовой элемент (4) размещен с возможностью вращения вокруг оси (9), неподвижно закрепленной на рычаге (11) силовой рамы (10). Силовой элемент (4) выполнен - для ручного привода в виде направляющего колеса (13) с наружной поверхностью в виде тора из фрикционного материала, а для механического привода - в виде профильного ролика (14) с наружной поверхностью из фрикционного материала. Ведущее колесо (2) снабжено ободом (12) привода, причем для ручного привода он неподвижно закреплен на внутреннем ободе (15) ведущего колеса (2) и выполнен в виде кольца с направляющей канавкой, вогнутой частью обращенного в сторону от ступицы ведущего колеса и расположенной соосно с ним, снабжен направляющей канавкой («а»), поверхность которой покрыта упругим листовым фрикционным материалом, закрепленным на направляющей канавке в напряженном состоянии, а для механического привода в качестве обода привода использована наружная поверхность («б») ведущего колеса (2), выполненная из фрикционного материала. На основании (5) закреплена силовая рама (16), снабженная изогнутыми кверху стойками (17), выполненными из профиля. На одной из стоек (17) размещен рычаг (11), закрепленный со стороны ведущего колеса (2) с возможностью поворота вокруг оси крепления (18) и упором в полку профиля стойки (17) как в отжатом положении направляющего колеса или направляющего ролика к ободу привода, так и в прижатом положении направляющего колеса (13) или направляющего ролика (14). Руль (7) размещен на стойках (17) силовой рамы (16) с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (19) и снабжен управляющей рукоятью (20), расположенной горизонтально.

Кроме того, транспортное средство может быть снабжено только ручным приводом ведущего колеса, который снабжен фрикционной передачей, которая выполнена в виде пары: направляющее колесо - обод привода, передающей усилие от руки на ведущее колесо. Кроме того, транспортное средство может быть снабжено только механическим приводом ведущего колеса, который снабжен фрикционной передачей, которая выполнена в виде пары: направляющий ролик - обод привода, передающей усилие от двигателя к ведущему колесу. Кроме того, у колесного транспортного средства рычаг может быть прижат к полке профиля стойки пружиной, например типа солдатик, обеспечивающей работу либо ручного привода, либо механического привода.

Техническое решение пояснено чертежами, которые описывают один из возможных вариантов реализации технического решения.

На Фиг.1 показано транспортное средство сверху.

На Фиг.2 показано транспортное средство сбоку.

На Фиг.3 показано сечение по оси крепления направляющего колеса.

На фиг.4 показано сечение по оси ведущего колеса с ободом.

На Фиг.5 показано сечение по рычагу.

Представленное транспортное средство работает следующим образом. Сидящий на кресле (6) поворачивает рычаг (11) так, чтобы поверхности направляющего колеса (13) и обода (12) ведущего колеса (2) соприкоснулись. При этом рычаг (11) поворачивается таким образом, чтобы он был уперт в стойку (17) силовой рамы (16), притом он может удерживаться в прижатом состоянии либо усилием руки, проворачивающей направляющее колесо (13), либо пружиной типа «солдатик», прижимающей и поддерживающей рычаг в прижатом состоянии к стойке. Рукой вращает направляющее колесо (13), которое передает вращательное движение посредством фрикционной передачи с поверхности направляющего колеса (13) на поверхность силового элемента, который выполнен в виде обода (12). Вращение с обода (12) передается на ведущее колесо (2) через обод ведущего колеса (15), который жестко и соосно закреплен с ободом (12). Для увеличения коэффициента сцепления фрикционных поверхностей на поверхности «а» обода (12) размещен, например, тонкий лист резины с рифлением, которая надета на поверхность «а» обода (12) с натягом. Таким образом, создается постоянное усилие поджатия со стороны обода (12) к направляющему колесу (13). Усилие качения, прилагаемое сидящим, существенно уменьшается из-за расчетного соотношения диаметра направляющего колеса и обода ведущего колеса. Кроме того, усилие вращения уменьшается за счет дополнительного усилия, возникающего от силы упругости резинового листа, надетого на поверхность «а» обода (12).

В случае необходимости сидящий может перекинуть рычаг из нейтрального положения или положения работы ручного привода в положение работы механического привода. В этом случае, например, пружина типа «солдатик» поджимает рычаг (11) в другом положении к стойке (17) силовой рамы (16). В этом положении направляющее колесо (13) ручного привода будет гарантированно отжато, а силовой элемент (4) механического привода будет прижат к наружной поверхности «б» ведущего колеса (2). Силовой элемент механического привода может быть выполнен, например, в виде направляющего ролика (14) - двойного конуса, например, из чугуна. Или направляющий ролик (14) может быть выполнен из рифленой резины и может повторять форму поверхности «б» ведущего колеса (2).

Стойка (17) силовой рамы (16) выполнена, например, из гнутого стального уголка, передние части стоек (17) соединены конструктивно планкой с посадочным отверстием для оси руля (7). Ось руля (7) закреплена жестко с передним ведомым колесом (1). Руль (7) снабжен горизонтальной ручкой, с помощью которой легко направлять коляску в нужном направлении.

В качестве двигателя к механическому безредукторному приводу может быть использован малосильный двигатель, например, от бензопилы «Штиль» или «Макита». Уменьшение мощности применяемого двигателя обеспечивается за счет того, что отсутствуют промежуточные элементы, на проворачивание которых уходит много мощности, а также не требуется развивать усилие, необходимое на преодоления момента страгивания. Это достигается за счет того, что легко переключить с ручного привода на механический за счет рычага (11). Сидящий в коляске в момент страгивания коляски, начало движения, пользуется выигрышем в силе за счет большого рычага направляющего колеса (13), обеспечивающего необходимый момент страгивания.

Затем привод легко переключается с ручного на механический. Таким образом, мощности механического привода достаточно для преодоления момента качения.

Предложенная конструкция транспортного средства проста в обращении, не требует больших усилий качения, что делает доступной данное транспортное средство как ребенку, так и инвалиду. Оно дешево, поскольку конструкция максимально упрощена, но, однако, обеспечивается достижение технического результата. Соединение двух элементов - обода ведущего колеса и обода (12) дает преимущество двойного рычага, что дает существенный выигрыш в силе. Применение резинового ролика, установленного на роторном валу мотора, обеспечивает развиваемую скорость коляски до 20 км в час.