транспортное средство

Формула изобретения

Транспортное средство, содержащее раму с седлом, переднее управляемое колесо, соединенное с рулем и шарнирно прикрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, имеющей малую зубчатую шестерню, два шатуна с педалями, закрепленные на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной заодно с большой зубчатой шестерней, которая посредством цепной передачи соединена с малой шестерней заднего колеса, ободный тормоз, соединенный тросом с тормозной ручкой на руле, отличающееся тем, что оба колеса выполнены в форме металлического немагнитного диска со ступицей, к которому посредством спиц прикреплен обод с надетой на него покрышкой с камерой, причем одна группа постоянных магнитов закреплена на одной боковой поверхности металлического немагнитного диска радиально по кругу и своими северными полюсами повернута в сторону от боковой поверхности, а другая группа постоянных магнитов закреплена на его другой боковой поверхности и своими южными полюсами повернута в сторону от боковой поверхности, причем продольные оси каждой пары постоянных магнитов той и другой групп образуют между собой угол в 70°, вершина которого направлена в сторону вращения металлического немагнитного диска, кроме того, металлический немагнитный диск с постоянными магнитами размещен с некоторым зазором между двумя круглыми пустотелыми барабанами, одинаковыми по конструкции, закрытыми с одной стороны и обращенными своими открытыми сторонами к боковым поверхностям упомянутого диска, передние из которых прикреплены к вилке руля, а задние - к заднему треугольнику рамы, причем внутри к дну барабана под углом 35° к нему прикреплены радиально по кругу постоянные магниты, кроме того, в пазу барабана установлен с возможностью поворота на 5-7° диск из ферросплава с рычагом, имеющий по кругу радиальные пазы, выполненные под углом 35° к боковой поверхности таким образом, что продольная ось одного постоянного магнита одной группы металлического немагнитного диска, продольная ось паза диска из ферросплава и продольная ось соответствующего постоянного магнита барабана находятся на одной линии, а постоянные магниты обеих групп металлического немагнитного диска и постоянные магниты соответствующих барабанов обращены друг к другу одноименными полюсами, кроме того, передние барабаны и диски из ферросплава имеют в центре отверстия, в которые пропущена и закреплена на передних барабанах ось переднего колеса, а задние барабаны и диски из ферросплава имеют в центре отверстия, в которые вставлена с возможностью вращения ось заднего колеса с закрепленными на ней обгонной муфтой и малой шестерней, которая посредством цепной передачи соединена с большой шестерней, кроме того, рычаги поворота дисков из ферросплава переднего и заднего колес посредством тросиков соединены с переключателями, установленными на руле, причем расположение постоянных магнитов на переднем и заднем металлических немагнитных дисках, передних и задних барабанах должно быть одинаковым, соответствующим направлению движения.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к области транспорта и может найти применение при конструировании дорожных велосипедов.

Известен дорожный складной велосипед, содержащий упрощенную раму с седлом и складывающимся механизмом, переднее управляемое колесо с рулем, шарнирно прикрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, установленной на раме и имеющей малую зубчатую шестерню, цепную передачу с шатунами, педалями и большой шестерней, связанной с малой шестерней заднего колеса.

/Политехнический словарь, изд.2, гл. ред. акад. А.Ю.Ишлинский. - М.: Советская энциклопедия, 1980, с.73,б/.

Недостатками известного дорожного складного велосипеда являются небольшая скорость движения, значительное усилие, которое необходимо приложить к педалям, особенно при езде по пересеченной местности, быстрая утомляемость при движении на большие расстояния.

Указанные недостатки обусловлены большим весом рамы, небольшим диаметром колес и конструкцией велосипеда.

Известен также дорожный велосипед М.П.Налетова, содержащий раму с седлом, переднее управляемое колесо с рулем и шарнирно прикрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, имеющей малую зубчатую шестерню, два шатуна с педалями, закрепленные на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной заодно с большой зубчатой шестерней, которая посредством цепной передачи соединена с малой шестерней заднего колеса, ручной привод, размещенный на руле в форме оси, установленной на подшипниках, на которой закреплены шатуны с ручками, большая зубчатая шестерня, которая посредством второго цепного привода соединена с малой зубчатой шестерней, закрепленной на оси ножного привода.

/В.И.Дубовской. Автомобили и мотоциклы России 1896-1917 г.г. - М.: Транспорт, 1994, с.135, рис.62/.

Известный дорожный велосипед М.П.Налетова как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату принят за прототип.

Недостатками известного велосипеда, принятого за прототип, являются ограниченный угол поворота переднего колеса, невозможность установки на руле дополнительного оборудования (зеркало заднего вида, звонок, тормозные рукоятки), невозможность регулирования руля по высоте, быстрая утомляемость пассажира и низкая комфортность езды.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией велосипеда.

Целью настоящего изобретения является повышение технических характеристик дорожного велосипеда.

Указанная цель согласно изобретению обеспечивается тем, что ручной привод заменен магнитными усилителями вращательного момента, при этом оба колеса выполнены в форме металлического немагнитного диска со ступицей, к которому посредством спиц прикреплен обод с надетой на него покрышкой с камерой, причем одна группа постоянных магнитов закреплена на одной боковой поверхности металлического немагнитного диска радиально по кругу и своими северными полюсами повернута в сторону от боковой поверхности, а другая группа постоянных магнитов закреплена на его другой боковой поверхности и своими южными полюсами повернута в сторону от боковой поверхности, причем продольные оси каждой пары постоянных магнитов той и другой групп образуют между собой угол в 70°, вершина которого направлена в сторону вращения металлического немагнитного диска, кроме того, металлический немагнитный диск с постоянными магнитами размещен с некоторым зазором между двумя круглыми пустотелыми барабанами, одинаковыми по конструкции, закрытыми с одной стороны и обращенными своими открытыми сторонами к боковым поверхностям упомянутого диска, передние из которых прикреплены к вилке руля, а задние - к заднему треугольнику рамы, причем внутри к дну барабана под углом 35° к нему прикреплены радиально по кругу постоянные магниты, кроме того, в пазу барабана установлен с возможностью поворота на 5-7° диск из ферросплава с рычагом, имеющий по кругу радиальные пазы, выполненные под углом 35° к боковой поверхности таким образом, что продольная ось одного постоянного магнита одной группы металлического немагнитного диска, продольная ось паза диска из ферросплава и продольная ось соответствующего постоянного магнита барабана находятся на одной линии, а постоянные магниты обеих групп металлического немагнитного диска и постоянные магниты соответствующих барабанов обращены друг к другу своими одноименными полюсами, кроме того, передние барабаны и диски из ферросплава имеют в центре отверстия, в которые пропущена и закреплена на передних барабанах ось переднего колеса, а задние барабаны и диски из ферросплава имеют в центре отверстия, в которые вставлена с возможностью вращения ось заднего колеса с закрепленными на ней обгонной муфтой и малой шестерней, которая посредством цепной передачи соединена с большой шестерней, кроме того, рычаги поворота дисков из ферросплава переднего и заднего колес посредством тросиков соединены с переключателями, установленными на руле, причем расположение постоянных магнитов на переднем и заднем металлических немагнитных дисках, передних и задних барабанах должно быть одинаковым, соответствующим направлению движения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид транспортного средства, на фиг. 2 - вид на транспортное средство сверху, на фиг. 3 - общий вид переднего колесного блока, на фиг. 4 - вид на передний колесный блок слева, в разрезе, на фиг. 5 - вид на задний колесный блок, на фиг. 6 - вид на задний колесный блок слева в разрезе, на фиг. 7 - общий вид металлического немагнитного диска со спицами, ободом и покрышкой, на фиг. 8 - вид на металлический немагнитный диск сбоку с частичным разрезом, на фиг. 9 - вид сбоку на левый передний или задний барабан, на фиг. 10 - вид сбоку на правый передний или задний барабан с частичным разрезом, на фиг. 11 - вид на закрытую часть барабана, на фиг. 12 - вид на открытую часть барабана, на фиг. 13 - схема узла привода заднего металлического немагнитного диска, на фиг. 14 - устройство обгонной муфты заднего металлического немагнитного диска, на фиг. 15 - схема создания дополнительного вращающего момента на колесах, на фиг. 16 - схема выключения дополнительного вращательного момента, на фиг. 17 - схема создания ослабленного дополнительного вращающего момента.

Транспортное средство содержит трубчатую раму 1 с седлом 2, передний колесный блок 3, соединенный с рулем 4 и шарнирно прикрепленный к раме, задний колесный блок 5 с обгонной муфтой 6, осью 7, имеющей малую зубчатую шестерню 8, два шатуна 9 с педалями 10, закрепленные на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной заодно с большой шестерней 11, которая посредством цепной передачи 12 соединена с малой шестерней. Оба колесных блока выполнены в форме металлического немагнитного диска 13 со ступицей 14, к которому посредством спиц 15 прикреплен обод 16 с покрышкой 17 и камерой 18. Одна группа постоянных магнитов 19 закреплена на одной боковой поверхности металлического немагнитного диска радиально по кругу и своими северными полюсами повернута в сторону от боковой поверхности. Другая группа постоянных магнитов закреплена на его другой боковой поверхности и направлена своими южными полюсами в сторону от боковой поверхности. Продольные оси каждой пары постоянных магнитов обеих групп образуют между собой угол , равный 70°, вершина которого направлена в сторону вращения, и расположены симметрично друг другу. Металлический немагнитный диск с постоянными магнитами размещен с некоторым зазором между двумя круглыми пустотелыми барабанами 20, одинаковыми по конструкции, закрытыми с одной стороны и обращенными своими открытыми сторонами в сторону металлического немагнитного диска. Барабаны имеют отверстия с резьбой 21. Передние барабаны болтами прикреплены к вилке руля, а задние барабаны прикреплены к заднему треугольнику рамы. Внутри ко дну барабана под углом к его поверхности, равным 35° прикреплены радиально по кругу постоянные магниты. Ближе к открытой части барабана в пазу установлен с возможностью поворота на угол , равный 5-7°, диск из ферросплава 22 с рычагом 23, удерживаемый крышкой 24 и имеющий по кругу радиальные пазы 25, выполненные под углом , равным 35°, к боковой поверхности таким образом, что продольная ось одного постоянного магнита одной группы, продольная ось паза диска из ферросплава и продольная ось постоянного магнита барабана находятся на одной линии (фиг.15). Постоянные магниты металлического немагнитного диска и постоянные магниты барабанов обращены друг к другу своими одноименными полюсами (фиг.15, 16, 17). Все постоянные магниты должны быть изготовлены из неодимового сплава (NdFeB, неодим-железо-бор), потому что магнитная сила этих магнитов в 40-50 раз превышает их собственный вес. Передние барабаны и диски из ферросплава имеют в центре отверстия 26, в которые пропущена и закреплена передняя ось 27, на подшипниках которой вращается ступица металлического немагнитного диска. Задние барабаны, диски из ферросплава имеют отверстия в центре, в которые вставлена с возможностью вращения задняя ось с закрепленными на ней обгонной муфтой и малой шестерней. Задние барабаны стянуты шпилькой 28. Передние и задние рычаги дисков из ферросплава посредством тросиков кинематически связаны с четырьмя переключателями 29, установленными на руле. Расположение постоянных магнитов на переднем и заднем металлических немагнитных дисках, на передних и задних барабанах должно быть одинаково и соответствовать направлению движения.

Работа транспортного средства.

При вращении педалей 10 вращающий момент с большой шестерни 11 посредством цепной передачи 12 передается на малую шестерню 8 и соответственно на задний металлический немагнитный диск 13 заднего колесного блока 5, что вызывает вращение обоих колесных блоков 3, 5 и движение велосипеда. Все четыре переключателя 29 находятся в положении выключено . Диски из ферросплавов 22 отделяют постоянные магниты 19 передних и задних барабанов 20 от постоянных магнитов 19 переднего и заднего металлических немагнитных дисков 13 (фиг.16). Движение осуществляется в обычном режиме. Для того чтобы увеличить вращающий момент на одном колесном блоке на полную мощность, необходимо повернуть на руле 4 два соответствующих рычажка переключателей 29 в положение включено . В этом случае диски из ферросплава 22 соответствующих барабанов 20 повернутся и займут положение, показанное на фиг. 15. Постоянные магниты 19 через пазы 24 станут взаимодействовать друг с другом. Постоянные магниты 19 барабана 20 станут отталкивать от себя постоянные магниты 19 на металлическом немагнитном диске 13. При этом к силе F_в, которая движет велосипед, будут добавляться силы отталкивания F и F₁ постоянных магнитов 19. Эти дополнительные силы F и F₁ будут периодически возникать в те моменты, когда те и другие постоянные магниты 19 будут находиться на одной линии с пазами 24 дисков из ферросплава 22, и сила F_р - равнодействующая этих сил будет складываться с силой F_в. Если нужна еще большая мощность, то все четыре рычажка переключателей 29 переводятся в положение включено . И тогда, как было описано выше, повышенный вращательный момент будет возникать на обоих колесных блоках 3, 5 (фиг.15). Это приведет к увеличению скорости движения, уменьшению усилия, прикладываемого к педалям 10, будет соответствовать максимальной мощности. Если не требуется значительного увеличения вращающего момента, то можно включить один переключатель 28. Повернется только один диск из ферросплава 22 одного колесного блока. При этом возникнет только одна сила F, которая будет складываться с силой F_в, создаваемой вращением педалей 10. Равнодействующая F_р и будет той общей силой, с которой будет двигаться велосипед (фиг.17). Это будет соответствовать минимальной мощности. При подъезде к месту назначения рычажки переключателей 29 поворачиваются в нейтральное положение (выключение) и переводят диски из ферросплавов 22 в нейтральное положение, которые разделяют постоянные магниты 19 барабанов 20 и металлических немагнитных дисков 13 (фиг.16). После чего велосипед останавливается. Таким образом к энергии, затрачиваемой на перемещение велосипеда посредством педалей 10, будет добавляться энергия постоянных неодимовых магнитов.

Положительный эффект: возникновение дополнительных вращательных моментов на обоих колесах, уменьшение усилия, прикладываемого к педалям, меньшая утомляемость при движении на большие расстояния.