транспортное средство со вспомогательным двигателем

Формула изобретения

Транспортное средство со вспомогательным двигателем, содержащее раму, подпружиненные колеса, руль, сиденье водителя, педальный привод, вспомогательный двигатель, муфту включения вспомогательного двигателя, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два колеса, передний мост с независимой подвеской, задний мост с зависимой подвеской, рулевой привод, рулевая трапеция, рычаги и тяги, причем кинематические соединения рулевого привода, рулевой трапеции и подвески заднего моста выполнены в виде вилок, вкладышей с взаимно перпендикулярными отверстиями, осей и тяг, обеспечивающих компактное преимущественно последовательное соединение одноподвижных взаимно перпендикулярных вращательных и винтовых пар, рама выполнена в облегченном виде и включает в себя основной пространственный контур, представляющий собой уголковый каркас высотой не более одного диаметра колеса с тонкими обшивками, внутри которого с помощью продольных и поперечных уголков сформированы грузовые отсеки, место водителя, место вспомогательного двигателя, а снаружи установлены кронштейны для размещения подпружиненных колес, муфта включения вспомогательного двигателя выполнена в виде втулки и обоймы, причем обойма имеет впадины, на втулке с помощью осей размещены пары поворотных подпружиненных собачек, наклоненных в противоположные стороны, а привод зацепления втулки и обоймы выполнен в виде конусной втулки, установленной соосно с втулкой и обоймой, а также шариков, имеющих возможность радиального перемещения по отношению ко втулке.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области велосипедного транспорта и может быть использовано для перевозки грузов и оздоровительных поездок.

Известна конструкция транспортного средства (SU А.С. 1558760, М. Кл. В 62 К 13/00), представляющая собой четырехколесный велосипед. Проблема перевозки грузов здесь решена путем размещения коляски между двумя двухколесными велосипедами. Для привода транспортного средства нужны два человека. Рама транспортного средства, состоящая из двух рам указанных выше двухколесных велосипедов и коляски, не подрессорена. Управление транспортного средства во время движения, и особенно при повороте, требует согласованности между велосипедистами.

Известны конструкции транспортных средств с независимой подвеской передних колес, обеспечивающих перевозку грузов и пассажиров (В.В.Осепчугов, А.К.Фрумкин «Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчета». М.: Машиностроение, 1989, ISB №5-217-00343-X), рулевой привод которых включает в себя рулевую трапецию, рычаги, тяги, а зависимая подвеска задних колес содержит реактивные продольные и поперечную штанги (смотри также С.К.Шестопалов, К.С.Шестопалов «Легковые автомобили». М.: Транспорт, 1995, ISB №5-277-01703-В). Тяги рулевой подвески своими концами соединены с рычагами рулевой трапеции через шаровые соединения. Штанги задней подвески своими концами соединены с кронштейнами рамы автомобиля и балкой заднего моста. И в том и другом случае указанные соединения представляют собой сферические кинематические пары (И.И.Артоболевский «Теория механизмов и машин». М.: Наука, 1988, УДК 531.8 (075.8)).

Автомобили имеют большой вес, загрязняют атмосферу и не предназначены для оздоровительных (тренировочных) поездок. Кроме того, указанные выше сферические кинематические пары сложны, входящие в них элементы (шаровые пальцы) испытывают большие нагрузки в виде изгибающих моментов из-за консольного размещения указанных шаровых пальцев.

Известна конструкция (прототип) транспортного средства (патент SU 1058496 А «Привод мопеда», М. Кл. В 62 М 23/02, опубл. 30.11.83 Бюл.44) со вспомогательным двигателем, имеющая трубчатую раму, педальный привод, подпружиненные колеса, руль, сиденье водителя, вспомогательный двигатель с муфтой включения. Конструкция может быть использована и для оздоровительных (тренировочных) поездок с педальным приводом и для поездок со вспомогательным двигателем, причем включение вспомогательного двигателя осуществляется через специальную муфту включения.

Однако конструкция транспортного средства со вспомогательным двигателем имеет недостаточно большие функциональные возможности, так как неустойчива при перевозке габаритных грузов (имеется всего два колеса), причем управление муфтой включения затруднено, так как размещено на вращающемся шкиве. Сама муфта сложна и имеет много нагруженных элементов.

Задачей предлагаемого изобретения является создание транспортного средства с более широкими функциональными возможностями.

Это достигается тем, что в транспортное средство со вспомогательным двигателем, содержащее раму, подпружиненные колеса, руль, сиденье водителя, педальный привод, вспомогательный двигатель, муфту включения вспомогательного двигателя, дополнительно введены два колеса, передний мост с независимой подвеской, задний мост с зависимой подвеской, рулевой привод, рычаги и тяги, причем кинематические соединения элементов рулевого привода, рулевой трапеции и подвески заднего моста выполнены в виде вилок, вкладышей со взаимно перпендикулярными отверстиями, осей и тяг, обеспечивающих компактное, преимущественно последовательное, соединение одноподвижных взаимно перпендикулярных вращательных и винтовых пар, рама выполнена в облегченном виде и включает в себя основной пространственный контур, представляющий собой уголковый каркас (высотой не более одного диаметра колеса) с тонкими обшивками, внутри которого с помощью продольных и поперечных уголков сформированы грузовые отсеки, место водителя, место вспомогательного двигателя, а снаружи установлены кронштейны для размещения подпружиненных колес, муфта включения вспомогательного двигателя выполнена в виде втулки и обоймы, причем обойма имеет впадины, на втулке с помощью осей размещены пары поворотных подпружиненных собачек, наклоненных в противоположные стороны, а привод зацепления втулки и обоймы выполнен в виде конусной втулки, установленной соосно втулке и обойме, а также шариков, имеющих возможность радиального перемещения по отношению к втулке.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами:

на фиг.1 показано предлагаемое транспортное средство,

на фиг.2 - вид А на фиг.1,

на фиг.3 - разрез Б-Б (повернуто) на фиг.2,

на фиг.4 - вид В на фиг.3,

на фиг.5 - разрез Г-Г (повернуто) на фиг.2,

на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг.5,

на фиг.7 - разрез Е-Е на фиг.5,

на фиг.8 - разрез Ж-Ж на фиг.5.

Предлагаемое транспортное средство со вспомогательным двигателем содержит раму 1 (фиг.1), состоящую из основного транспортного контура, выполненного в виде уголкового каркаса (высотой не более одного диаметра колеса) с тонкими обшивками, внутри которого с помощью продольных и поперечных уголков сформированы место водителя, грузовые отсеки, место вспомогательного двигателя 2, а снаружи установлены кронштейны для размещения переднего моста 3, заднего моста 4 и амортизаторов. В середине рамы смонтирован педальный привод 5. В передней части рамы 1 установлен рулевой привод, включающий руль 6, вал 7, рулевую колонку 8, карданный валик 9. В задней части рамы 1 установлены задний мост 4 и дополнительный двигатель 2. Задний мост 4 и каркас 1 соединены продольными 10, 11 и поперечной (не показана) тягами между собой.

Звездочка педального привода 5 соединена со звездочкой заднего моста 4 цепью 12 через обгонную муфту (не показана). Звездочка выходного вала дополнительного двигателя 2 соединена с соответствующей звездочкой заднего моста 4 цепью 13.

Механизм управления поворотом колес 14, 15 (фиг.2) переднего моста 3, выполненного с независимой шкворневой подвеской, включает в себя поворотные рычаги 16, 17, неподвижно связанные с колесами 14, 15, поперечные тяги 18, 19, поворотные рычаги 20, 21, причем рычаг 21 от рулевого привода может передавать тянущее или толкающее усилие поперечной тяге 19, а также через тягу 22 и поворотный рычаг 20 - тяге 18.

На концах каждой из поперечных тяг 18, 19 размещены фланцевые детали (вилки 22, 24 на фиг.3 и фиг.4), имеющие открытые с одной стороны пазы, причем вилка 23 неподвижно соединена с тягой 18, а вилка 24 - через ходовую резьбу, для того чтобы во время относительного перемещения передних колес и рамы при езде по неровной дороге вилка 24 и тяга 18 могли проворачиваться относительно друг друга на небольшой угол. В пазах вилок 23, 24 с возможностью поворота на осях 25, 26 размещены вкладыши 27, 28, имеющие взаимно перпендикулярные отверстия, в которых кроме отверстий 25, 26 размещены также оси 29, 30. Вкладыши 27, 28 через оси 29, 30 соединены с вилками 31, 32, выполненными на концах поворотных рычагов 16, 17 (фиг.2) подвески переднего моста 3.

Стержни, соединяющие задний мост 4 и каркас 1, выполнены аналогично тягам (смотри фиг.3 и фиг.4).

Карданный валик 9 (фиг.1) рулевого привода выполнен аналогично тягам (см. фиг.3 и фиг.4), но без винтового соединения, поскольку последнее не позволило бы передавать вращение, необходимое для поворота колес.

Задний мост имеет зависимую пружинную подвеску с реактивными штангами (тягами). В кожухе 33 (фиг.5) заднего моста установлена с возможностью вращения втулка 34, внутри которой размещены с возможностью вращения полуоси (не обозначены). Полуоси и втулка 34 через дифференциальный механизм (не показан) соединены между собой. На втулке 34 через обгонную муфту (не показана) установлена звездочка (не показана), соединенная цепью с педальным приводом, а также звездочка (не обозначена), соединенная с дополнительным двигателем соответствующей цепью.

Муфта включения вспомогательного двигателя включает в себя втулку 34, обойму 35 и конусную втулку 36, причем обойма 35 имеет возможность относительного вращения по отношению ко втулке 34. Во втулке 34 также размещены с возможностью радиального перемещения шарики 37.

Кроме того, во втулке 34 (фиг.6 и фиг.7) размещены с возможностью поворота пары подпружиненных собачек 38, 39 храпового зацепления, обращенных в противоположные стороны по отношению друг к другу.

В обойме 35 выполнены углубления 40 (фиг.6) и 41 (фиг.7) в разных плоскостях так, чтобы было обеспечено храповое зацепление обоймы 35 и втулки 34 при любом из двух направлений относительного вращения втулки 34 и обоймы 35.

Шарики 37 (фиг.8) находятся в контакте как с конусной втулкой 36, так и с концами подпружиненных собачек 38, 39, причем конусная втулка 36 при соответствующем осевом перемещении по отношению к втулке 34 через шарики 37 может выводить из храпового зацепления втулку 34 и обойму 35.

Функционирует транспортное средство с дополнительным двигателем следующим образом.

Движение велосипеда начинается после приложения усилий водителя педальному приводу 2 (фиг.1). При этом крутящий момент передается через обгонную муфту втулке 34 (фиг.5) и дифференциальный механизм полуосям колес заднего моста.

При работе только педального привода собачки 38, 39 (фиг.5, фиг.6, фиг.7, фиг.8) выведены из зацепления с впадинами 40, 41 обоймы 35 с помощью конусной втулки 36 и шариков 37, поэтому возможно относительное проворачивание втулки 34 и обоймы 35, кинематически связанной с приводом вспомогательного двигателя. При отодвигании конусной втулки 36 от втулки 34 подпружиненные собачки 38, 39 стремятся войти в зацепление со впадинами 40, 41 обоймы 35 независимо от направления относительного вращения втулки 34 и обоймы 35. При этом после зацепления собачек 38, 39 с обоймой 35 происходит зацепление вспомогательного двигателя и колес заднего моста. Если создаваемая вспомогательным двигателем скорость вращения втулки 34 меньше скорости, создаваемой педальным приводом, то педальный привод и вспомогательный двигатель работают совместно. В противном случае с помощью обгонной муфты педальный привод отключается и крутящий момент на колесах заднего моста создается только вспомогательным двигателем.

При езде по неровной дороге поворотные рычаги 16, 17 (фиг.2) передних колес, а также задний мост 2 (фиг.2) совершают колебания относительно рамы 1.

Необходимое силовое замыкание между рычагами механизма управления поворотом передних колес, а также между кожухом заднего моста 4 и рамой 1 обеспечивается указанными выше соединениями в виде вилок, вкладышей, тяг и осей, представляющих последовательное соединение взаимно перпендикулярных вращательных (или винтовых) кинематических пар, причем компактное соединение таких пар должно быть не более трех.

В указанных одноподвижных кинематических парах могут действовать только усилия растяжения - сжатия, что позволяет выполнить элементы кинематических пар меньших размеров по сравнению с применяемыми шаровыми соединениями. Такие компактные кинематические соединения могут применяться и в конструкциях автомобилей.

Конструкция муфты включения вспомогательного двигателя позволяет легко переключать режимы работы транспортного средства. Муфты аналогичной конструкции могут применяться и в других отраслях промышленности, например в станкостроительной.

Выполнение рамы в виде невысокого пространственного уголкового каркаса с тонкими обшивками позволяет получить небольшой вес транспортного средства.

Таким образом, транспортное средство с вспомогательным двигателем имеет более широкие функциональные возможности, так как позволяет осуществить устойчивое передвижение транспортного средства как во время оздоровительных (тренировочных) поездок, так и при перевозке габаритных грузов, причем переход от режима движения с педальным приводом к режиму движения с дополнительным двигателем может быть осуществлен легко и быстро.