РОЛЛЕР Российский патент 1994 года по МПК B62M1/12 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к транспортным средствам, приводимым в движение мускульной силой человека, и может быть использовано в индивидуальных переносных транспортных устройствах, а также в транспортных спортивных снарядах.

Широко известны транспортные средства с мускульным приводом. Это общеизвестные велосипеды с различными конструкциями мускульных приводов [1,2].

Эти устройства обладают малой компактностью, повышенной сложностью и малой функциональностью.

Известно транспортное средство с мускульным приводом [3]. Привод этого транспортного средства представляет собой рычажно-педальный механизм с гибкими тягами на ведущее колесо и с пружинно-демпферным устройством дифференци- рованного воздействия на педали при автоматическом регулировании усилии. Различное назначение и функционирование педалей привода этого транспортного средства снижает его эксплуатационные и динамические характеристики, а конструкция, расположение и взаимосвязь его элементов не обеспечивают достаточной компактности.

Цель изобретения - повышение динамических характеристик, компактности и эксплуатационных удобств переносного транспортного средства с мускульным приводом, именуемого в дальнейшем роллером.

Для достижения этой цели ведущее колесо размещено по центру тяжести, траектория осей педалей педального механизма проходит в вертикальной плоскости оси роллера. Поддерживающие ролики установлены с обеих его сторон с зазором относительно опорной поверхности. Рама роллера снабжена ручкой для переноса, каждый рычаг педального механизма имеет блок с гибкой тягой, один конец которой намотан на винтовой барабан, а второй закреплен скосом зажимной гайки в отверстиях пальца-фиксатора, размещенного в наклонном пазу боковины рамы и снабженного пружиной регулируемой жесткости и фиксирующей гайкой. Штанга рулевого механизма с руль-штангой педали выполнены телескопически раздвижными, а намотка гибких тяг рабочего хода и возврата на винтовые барабаны осуществлена по направлению к их торцам. Правый и левый педальные механизмы установлены каждый на своей боковине, соединенных связями отбуртовками внутрь закрытых эластичными обечайками.

Штанга рулевого управления снабжена тормозной колодкой и соединена с рулевыми роликами. При использовании роллера в качестве спортивного снаряда штанга рулевого управления устанавливается жестко, рулевые передние ролики заменяются поддерживающими. Задние поддерживающие ролики снабжаются пружинящими дугами с тормозными колодками или аннулируются вообще.

На фиг.1 изображен роллер общего исполнения, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг.5 - роллер-спортивный снаряд; на фиг.6 - то же, повышенной проходимости.

Роллер общего исполнения состоит из ведущего колеса 1, рамы 2 с задними поддерживающими роликами 3, педального (правого и левого) привода 4 и механизма рулевого управления 5. Ведущее колесо соизмеримо по размеру диаметра с обычным велосипедным колесом и имеет почти аналогичную конструкцию. В ступице 6 ведущего колеса размещено две муфты свободного хода 7, каждая из которых имеет свою полуось 8, оканчивающуюся квадратом 9, для соединения с механизмом педального привода. Рама роллера состоит из двух соединенных связями 10 боковин 11, в каждой из которых выполнены вертикальный дугообразный паз 12 и наклонный паз 13 для элементов привода. Рама снабжена багажником 14 и сидением 15, которое, поворачиваясь вокруг оси одной из связей, открывает доступ к багажнику. Задние поддерживающие ролики установлены на раме с зазором относительно опорной поверхности. Боковины рамы выполнены с отбуртовками 16, стык которых с торцев рамы закрывается эластичными обечайками 17. Снизу к отбуртовкам крепится панель подножек 18. Каждый педальный привод полностью монтируется на своей боковине рамы, а все его детали не теряют взаимодействия при отсоединении боковины от роллера. Педальный привод состоит из рычага 19, оканчивающегося вилкой 20, в которую вставлена ось 21 педали 22 с блоком 23. Через блок перекинута гибкая тяга-тросик 24 рабочего хода, который одним концом, огибая канавки винтового барабана 25, крепится на его краю со стороны квадратного гнезда фиксатором 26, а вторым концом, продетым через отверстия пальца 27 зажимается коническим скосом 28 зажимной гайки 29. Палец 27 установлен в наклонном пазу 13 и снабжен пружиной 30 автоматического регулирования частоты. Второй конец пружины закреплен в винтовом регуляторе 31 усилия. Палец может быть зафиксирован в любом месте наклонного паза фиксирующей гайкой 32. Холостой ход полуоси 8 осуществляется тросиком 33 возврата, который одним концом фиксатором 34 закреплен на винтовом барабане 25, а вторым концом, огибая канавки барабана 35 возврата, закреплен на нем. Барабан возврата установлен на подшипнике пальца 36 и снабжен пружиной кручения 37, один конец которой закреплен на его торце, а второй - на шайбе 38 пальца. Механизм рулевого управления включает штангу 39 рулевого управления, установленную с некоторым люфтом и возможностью осевого поворота в стакане 40, закрепленном на панели подножек. Стакан имеет прорезь, в которую проходит поводок 41 штанги, шарнирно соединенный тягой 42 с поводками 43 вилок-шкворней 44 рулевых роликов 45. Штанга снабжена тормозной колодкой 46, и, будучи полой, несет в себе руль-штангу 47, которая может выдвигаться на произвольную высоту и фиксироваться винтом 48. Штанга выходит через отверстие в эластичной обечайке из рамы. В верхней части штанги на нее надето кольцо штыря 49, вдвинутого в ручку 50 для переноса роллера.

Эксплуатация роллера общего исполнения осуществляется как в положении стоя, так и в положении сидя. В любом положении роллер, наклоняясь в одну из сторон, имеет прочную опору на три точки - ведущее колесо 1, рулевой ролик 45, поддерживающий ролик 3, кроме положения большой скорости, когда для уменьшения сопротивления движению водитель балансирует на одном ведущем колесе.

При одновременном или попеременном нажиме на педали 22 поворачиваются рычаги 19 и, перемещаясь вниз, их блоки 23 тросиками 24 поворачивают винтовые барабаны 25. Винтовые барабаны поворачиваются по часовой стрелке (фиг. 1) и квадратными гнездами поворачивают в том же направлении свои полуоси 9. В этом направлении муфты свободного хода 7 заклиниваются, и крутящий момент передается на ведущее колесо. При рабочем повороте винтовых барабанов 25 тросик 24 рабочего хода сматывается с его винтовых канавок, с одновременным наматыванием на них тросиков 33 возврата, которые при этом поворачиают барабаны 35 возврата и взводят пружины кручения 37. При освобождении педалей эти пружины возвращают барабаны 35 в исходное положение, а тросики 33 возврата, поворачивая также в исходное положение винтовые барабаны 25, поднимают рычаги 19. Для равномерности движения следует пользоваться педалями попеременно, используя инерцию выгиба ведущего колеса при остановке или возврате педалей, когда муфты 7 свободного хода расклиниваются и ведущее колесо 1 свободно вращается на подшипниках ступицы 6.

Передаточное число L продольного механизма мускульного провода определяется по нижеследующей формуле:
i = = ,, где L - ход роллера (без учета инерционного пробега) за один ход педалей;
l - ход педалей;
D - диаметр ведущего колеса;
D_б - рабочий диаметр винтового барабана;
K - полиспастный коэффициент;
K=f(sinα);
α- угол между вертикалью и наклонной ветвью тросика рабочего хода.

В верхнем положении пальцев 27, когда sinα≈1, K=2. Скорость V роллера соизмерима со скоростью велосипеда. Например, при конкретном значении элементов привода: K=2, D=0,5 м, D_б=0,04 м, l=0,12 и средней частоте z перемещений педалей z=3 1/c
V= 3.600L_z= 3.600 = = 32 км/ч.. Такая скорость достигается только на хорошей дороге.

При изменении профиля дороги, когда фиксирующая гайка 32 ослаблена, передаточное число педального механизма меняется автоматически. Как только с увеличением сопротивления движению увеличивается усилие на педали сверху установленного регулятором 31 усилия, составляющая F (фиг.1) натяжения наклонной ветви тросика рабочего хода преодолевает усилие пружины 30, и палец 27 перемещается по наклонному пазу 13 вниз до момента, когда усилия уравниваются. При этом меняется угол α, уменьшается передаточное число передачи, увеличивается его передаточное отношение, т.е. уменьшается L, соответственно уменьшается скорость роллера и увеличивается крутящий момент, что дает возможность преодолеть возросший момент сопротивления движению.

При езде в положении сидя руль-штанга 47 зафиксирована винтом 48 на средней высоте. Для поворота достаточно в соответствующую сторону повернуть руль-штангу. При этом шарнирный параллелограмм, образуемый поводками и тягой 42, обеспечит такой же поворот ведущих роликов. Для торможения достаточно наклонить руль штангу на себя чтобы тормозная колодка 46 вошла в соприкосновение с покрышкой ведущего колеса.

При неторопливой езде нет необходимости полностью использовать ход педалей. Удобнее ехать не отрывая носок подошв от подножек, перемещая педали пятками.

Использование: в качестве индивидуального транспортного средства. Сущность изобретения: повышение компактности, динамических характеристик и эксплуатационных удобств. Роллер содержит раму, ведущее колесо, поддерживающие ролики, рулевое управление и педальный привод. Новизна роллера состоит в установке поддерживающих роликов с зазором, а ведущего колеса - по центру тяжести с траекторией движения педалей привода в вертикальной плоскости его оси и снабжении привода полиспастным блоком с регулируемым положением закрепленной ветви троса рабочего хода. Роллер компактен, конструктивно прост, удобен в эксплуатации, экологически чист. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. РОЛЛЕР, содержащий раму, снабженную сидением и подножками, ведущее колесо, поддерживающие ролики, рулевые ролики с механизмом рулевого управления и возвратно-поступательный педальный механизм мускульного привода с педальными рычагами, пружинами возврата, гибкими тягами, винтовыми барабанами, муфтами свободного хода и устройством автоматического и ручного регулирования частоты, отличающийся тем, что ведущее колесо размещено по оси роллера в зоне центра тяжести, поддерживающие ролики установлены попарно с обеих его сторон с зазором относительно опорной поверхности, а оси педалей педального механизма выполнены с возможностью движения в зоне вертикальной плоскости оси ведущего колеса. 2. Роллер по п.1, отличающийся тем, что рама снабжена ручкой для переноса, а каждый рычаг педального механизма мускульного привода имеет блок, охватываемый гибкой тягой, один конец которой намотан на свой винтовой барабан и закреплен на нем, а второй закреплен коническим скосом зажимной гайки в отверстиях пальца-фиксатора, размещенного в наклонном пазу боковины рамы и снабженного фиксирующей гайкой и пружиной регулируемой жесткости. 3. Роллер по п.1, отличающийся тем, что руль выполнен в виде штанги, педали - телескопически раздвижными, а намотка гибких тяг рабочего хода и возврата на винтовые барабаны выполнена по направлению к их торцам. 4. Роллер по п.1, отличающийся тем, что правый и левый педальные механизмы мускульного привода с устройством автоматического и ручного регулирования частоты установлены каждый на своей боковине рамы, соединенных одна с другой связями, а его винтовой барабан со своей полуосью муфты свободного хода центрального колеса связан разъемным соединением. 5. Роллер по п.1, отличающийся тем, что рама выполнена в виде двух боковин с отбортовками внутрь, на которых установлены эластичные обечайки. 6. Роллер по п. 1, отличающийся тем, что штанга рулевого управления соединена тягой с поводками рулевых роликов, установлена в стакане с ограниченным поворотом вокруг своей оси и с возможностью перемещения в сторону ведущего колеса и снабжена с его стороны тормозной колодкой.