СКЛАДНОЕ ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО "МОТОРОЛЛЕР-КОМПАКТ-I" Российский патент 1997 года по МПК B62K15/00 

Изобретение относится к наземным транспортным средствам и предназначено для индивидуального многоцелевого использования в качестве складного мотороллера и ручной или самоходной тележки в городской и сельской местности, в том числе для кратковременных поездок с транспортировкой в лифте, метро, электропоезде, автомобиле, лодке.

В современных бытовых и производственных условиях ощущается недостаток в относительно дешевых, общедоступных для индивидуального пользования, удобных, компактных, легких и в то же время многофункциональных и экологически чистых транспортных средствах.

Складные велосипеды требуют от их владельцев повышенных энергетических затрат. Электромобили как и велосипеды относятся к экологически чистым видам наземных транспортных средств [1]
Однако электромобили нельзя считать в прямом смысле этого слова "индивидуальными", равно как и общедоступными транспортными средствами. Они тяжелы при транспортировке, недостаточно компактны и, следовательно, не годятся для транспортировки в лифтах, метро, электропоездах и т.п. транспорте, хранении в малогабаритных городских квартирах, дачных домиках и служебных помещениях.

Постановку электропривода на велосипеды обычной конструкции нельзя отнести к удачным и перспективным техническим решениям, т.к. электрические силовые установки при достаточно большом запасе хода по своим габаритно-весовым показателям не увязываются с общепринятой, "классической" конструкцией одноколейного транспортного средства [2]
Легкие мотоциклы, мини- и складные мопеды являются комфортными (с позиций экономии мышечной работы) и достаточно компактными транспортными средствами, но не являются экологически чистыми, производят достаточно много шума и не приспособлены для транспортировки одним человеком в муниципальном транспорте, в том числе в метро [3]
Известен складной мини-мотороллер, содержащий силовую раму, переднее и заднее колеса, седло, руль, откидываемый назад и фиксируемый на седле захватом, энергетический блок с бензиновым или электродвигателем и механический привод вращения заднего колеса в виде последовательно соединенных трехступенчатой коробки передач и однодискового сцепления [4]
Постановка электродвигателя делает такое одноколейное транспортное средство экологически чистым и практически бесшумным, но перечисленные выше недостатки по габаритно-массовым показателям остаются.

Наиболее близким по назначению и технической сущности (конструктивным признакам) является складное индивидуальное транспортное средство (складной мопед), содержащий силовую раму в виде передней и задней частей, связанных между собой посредством узла складывания рамы и соединительного элемента с возможностью фиксации соответственно в двух крайних положениях передней части в пределах угла 180^o в горизонтальной плоскости, переднее и заднее колеса, разборный Т-образный руль и энергетический блок с двигателем и механическим приводом вращения заднего колеса [5]
В нем передняя и задняя части рамы выполнены каждая в виде трубы с вилкой под колесо, передняя часть рамы имеет продольную ось вращения, соединительный элемент служит одновременно опорой для ног, энергетический блок включает в себя бензобак, а двигатель выполнен бензиновым.

Однако описанному складному мопеду свойственны те же недостатки, что и устройствам, изложенным выше [2,3] помимо экологического несовершенства и неприспособленности рамы для замены бензинового двигателя электрическим с достаточно энергоемкой батареей, устройство оставляет резервы повышения компактности и удобства эксплуатации, в том числе в режиме "тележка".

Задача, на решение которой была направлена разработка технического устройства, по отношению к принятому за прототип устройству [5] повышение удобства эксплуатации за счет обеспечения высокой компактности и пригодности для транспортировки в виде тележки в пассажирском лифте и муниципальном транспорте, включая метро, при соблюдении экологической чистоты и низкого уровня шума.

Решение этой задачи достигается тем, что в складном индивидуальном средстве, содержащем силовую раму в виде передней и задней частей, связанных между собой посредством узла складывания рамы и соединительного элемента с возможностью фиксации соответственно в двух крайних положениях передней части в пределах 180^o в горизонтальной плоскости, переднее и заднее колеса, разборный Т-образный руль и энергетический блок с двигателем и механичеким приводом вращения заднего колеса, передняя и задняя части рамы выполнены с разнесенными в поперечном направлении несущими элементами с перемычками, расположенными оппозитно, так что перемычки входят в состав узла складывания рамы, задняя часть рамы снабжена передней и задней П-образными стойками с углом наклона в продольной вертикальной плоскости, равным углу наклона стойки руля при сложенной раме, и двумя одинаковыми перемычками, которые разнесены на уровень несущих элементов, соединены одними концами с передней стойкой посредством фиксаторов, другими концами в положении, повернутом на угол установки задней стойки, а средними частями с тыльной стороны сиденья, задняя стойка и стойка руля равноудалены от узла складывания рамы, сумма высоты задней стойки и длины перемычки не меньше высоты руля, а горизонтальная часть руля соединена со стойкой руля с возможностью осевого смещения с фиксацией в двух крайних положениях, в одном из которых (при сложенной раме) она входит в соосные отверстия, предусмотренные в перемычках, концы перемычек, прикрепленные к передней стойке, выполнены в виде отогнутых под острым углом рукояток, кроме того, электрический блок выполнен в виде электрической аккумуляторной батареи, расположенной в объеме, ограниченном силовыми элементами задней части рамы, включая переднюю и заднюю стойки, двигатель выполнен электрическим и прикреплен к задним стенкам задней стойки над колесом, а по крайней мере часть механического привода вращения заднего колеса выполнена в виде двух цепных передач, соединенных последовательно под тупым углом друг к другу в вертикальных плоскостях.

Кроме того, в варианте с электромеханическим приводом устройство дополнительно снабжено солнечной батареей, связанной электрически с аккумуляторной батареей и выполненной складной, с основанием, прикрепленным к перемычкам симметрично сиденью, крышками (створками), связанными с основанием шарнирно и фиксаторами друг с другом, и активным слоем, предусмотренным на поверхностях основания и крышек (створок), обращенных вовнутрь в сложенном состоянии батареи.

На фиг. 1 изображено устройство предлагаемого складного индивидуального транспортного средства, вид сбоку в основном рабочем положении (режим "мотороллер"); на фиг.2 то же, вид в плане; на фиг.3 устройство, вид сбоку в сложенном положении (режимы "самоходная тележка", "тележка", "тележка-прицеп" и "хранение"); на фиг.4 то же, вид в плане; на фиг.5 - фрагмент вида А на фиг.3,4.

Складное индивидуальное транспортное средство "Мотороллер-КОМПАКТ-1" содержит силовую раму в виде передней части 1, задней части 2 и узел 3 складывания рамы. Часть 1 выполнена с разнесенными в поперечном направлении несущими элементами с перемычкой, т.е. П-образной или близкой к П-образной (как в данном примере) в горизонтальной плоскости. Часть 2 выполнена также с разнесенными в поперечном направлении несущими элементами с развитой перемычкой, т. е. П-образной в горизонтальной плоскости. Части 1 и 2 расположены оппозитно (фиг. 2), так что их перемычки входят в состав узла 3, обеспечивающего жесткое соединение частей 1 и 2 между собой. В левом углу узла 3 (поз.3 на фиг.2) может быть предусмотрен шарнир с вертикальной осью (показан сносками укрупнено на фиг.2,5). На частях 1 и 2 в вертикальной продольной плоскости их симметрии установлены на осях колеса переднее 4 и заднее 5 соответственно, предпочтительно разного диаметра (колесо 5 больше колеса 4), при этом ось колеса 4 установлена не непосредственно в части 1 рамы, а в промежуточном изделии Т-образном разборном руле, конкретно в нижней части его стойки 6, верхний конец которой выполнен в виде горизонтальной трубы 7. В отверстии трубы 7 установлена горизонтальная часть 8 руля с возможностью осевого перемещения с фиксацией в двух крайних положениях (фиксаторы 9 и 10 соответственно). Колесо 4 установлено преимущественно со смещением вперед (на фиг.1,2 вправо, показано сплошными линиями). В общем случае стойка 6 руля может иметь угловое отклонение α от вертикали. В данном примере a0. Часть 2 рамы снабжена передней 11 и задней 12 П-образными стойками. Они установлены вертикально или, в общем случае, с отклонением a от вертикали. Стойка 11 ниже стойки 12. Верхние концы стоек 11, 12 соединены между собой (замкнуты) двумя одинаковыми перемычками 13, 14, которые разнесены на уровень несущих элементов части 2 рамы. Перемычки 13, 14 соединены со стойкой 11 посредством фиксаторов 15, 16, а со стойкой 12 посредством шарниров 17, 18 с поперечной горизонтальной осью и ограничителями поворота 19, 20, определяющими возможность поворота перемычек 13, 14 против часовой стрелки на угол (90^o a ). В перемычках 13, 14 предусмотрены соосные отверстия 21 и 22 соответственно с диаметром, соответствующим диаметру горизонтальной части 8 руля. При этом сумма высоты H₁ задней стойки 12 до оси шарнира 17, 18 и длины H₂ перемычки 13, 14 до оси отверстия 21, 22 равна высоте (H₁ + H₂) до оси горизонтальной части 8 руля. В обеспечение этого, естественно, сумма высоты задней стойки 12 и длины перемычки (13, 14) должна быть не меньше высоты руля 7, 8. Отверстие 22 может быть, при необходимости, глухим. Средними своими частями перемычки 13, 14 соединены с тыльной стороны сиденья 23. Длина В части 8 руля (фиг.2, 5) равна (в данном примере) или больше расстояния от правого торца трубы 7 до правой щеки перемычки 14 (с учетом торцевого ограничителя в составе фиксатора 10) в сложенном положении рамы (фиг.4, 5). По крайней мере один (левый) конец части 8 руля может быть снабжен легкосъемной рукояткой 24, например с органами управления скоростью и экстренным торможением.

В предпочтительном конструктивном исполнении устройства концы перемычек 13, 14, присоединяемые к стойке 11, выполнены в виде отогнутых под острым углом b (фиг.1, 3) рукояток 25, 26.

В объеме, ограниченном силовыми элементами 2, 11, 12 и предусмотренными, при необходимости, дополнительными силовыми элементами, например раскосинами 27, расположен энергетический блок 28, в данном случае электрическая аккумуляторная батарея (одиннадцать никель-цинковых элементов НЦ-25), опирающаяся на развитую перемычку части 1 рамы. Сверху блок 28 может быть экранирован крышкой-стенкой 29. К задним стенкам стойки 12, над колесом 5, прикреплен, например хомутом 30, двигатель 31, в данном случае электрический. Выходной вал двигателя 31 связан с ведущими колесами 5 посредством механического привода. По крайней мере часть последнего выполнена в виде двух цепных передач 32, 33, соединенных последовательно под тупым углом g друг к другу в вертикальных плоскостях.

Как вариант, устройство снабжено солнечной батареей 34 (фиг.1), которая выполнена складной: к перемычкам 13, 14 симметрично сиденью 23, т.е. с тыльной стороны сиденья 23, прикреплено основание 35 (фиг.3), а к основанию 35 шарнирно присоединены крышки (створки) 36, 37 с возможностью фиксации в сложенном положении симметрично расположенными фиксаторами 38. При этом активный слой 39 солнечной батареи предусмотрен на поверхностях основания 35 и крышек (створок) 36, 37, обращенных вовнутрь. Батарея 34 может быть установлена и с заглублением на уровень перемычек 13, 14. Батарея 34 электрически связана с аккумуляторной батареей 28 с возможностью подзарядки последней в режимах "самоходная тележка", "тележка", "тележка-прицеп", и "хранение".

Устройство может быть снабжено также сцеплением (или автологом в ступице колеса 5) и дополнительными фиксаторами.

Устройство работает следующим образом.

В основном режиме эксплуатации (режим "мотороллер") рама разложена и работают фиксаторы 3, 9, 15, 16. Водитель сидит на сиденьи 23, опирается ногами на разнесенные элементы части 1 рамы и управляет направлением движения, держась за концы горизонтальной части 8 руля. Вращение колеса 5 осуществляется от двигателя 31 через передачи 32, 33, а питание двигателя 31 от блока 28.

Согласно результатам авторских испытаний экспериментального образца мотороллера при массе устройства 20 кг, грузе (водителе) 80 кг, мощности электродвигателя 120 Вт и средней скорости 9 км/ч запас хода на одной зарядке (шестичасовой) находится в пределах 20 км.

Перевод устройства в режимы "самоходная тележка", "тележка", "тележка-прицеп" и "хранение" осуществляется в следующей последовательности: отключают фиксирующие элементы узла 3; отключают фиксаторы 9, 15 и 16; поворачивают часть 1 рамы на 180^o, сдвигают часть руля наружу по крайней мере до утапливания конца, противоположного фиксатору 10, в трубе 7, предварительно сняв рукоятку 24, поворачивают перемычки 13, 14 до упора в ограничители 19, 20; смещают часть 8 в обратную сторону до упора торцевого элемента фиксатора 10 в торец трубы 7, при этом выдвигаемый конец части 8 должен последовательно войти в отверстия 21 и 22 поднятых перемычек 13 и 14 соответственно, обеспечивая жесткое соединение складываемых частей транспортного средства. Включают фиксаторы 10, 3 и дополнительные фиксаторы (при их наличии). Укрепляют, при необходимости, полезный груз в объеме, ограниченном крышкой 29, тыльной стороной сиденья 23 и внутренними щеками перемычек 13, 14, переводят, при необходимости, батарею 34 (при отсутствии полезного груза) в рабочее положение, для чего отключают фиксаторы 38, раскрывают крышки (створки) 36, 37 активным слоем 39 наружу, подключают батарею 34 к батарее 28 в режиме "подзарядка от солнечной батареи" и ориентируют устройство по-возможности в сторону максимальной освещенности.

В режимах "самоходная тележка" и "тележка" устройство наклоняют влево (фиг.3) к земле под удобным углом и толкают (тянут) его, держась одной-четырьмя руками за свободные участки части 8 руля (фиг.5) и рукоятки 25, 26. Органы управления двигателем и тормозами могут быть расположены в любом удобном месте.

В режиме "тележка-прицеп" устройство прицепляют к транспортному средству-тягачу за свободные участки части 8 руля.

В режиме "хранение" устройство устанавливают в любом удобном положении или подвешивают на крюки за свободные участки части 8 руля.

Использование: индивидуальное, многоцелевое, в качестве мотороллера или ручной и самоходной тележки с возможностью транспортировки в лифте, метро, электропоезде, автомобиле, лодке. Сущность изобретения заключается в том, что складное индивидуальное транспортное средство содержит силовую раму в виде передней ик задней частей. Они связаны между собой узлом складывания рамы с возможностью фиксации в двух крайних положениях в пределах угла 180^o в горизонтальной плоскости. Части выполнены оппозитно с разнесенными в поперечном направлении несущими элементами с перемычками. Одна из частей снабжена передней 11 и задней 12 П-образными стойками. Перемычки соединены одними концами со стойкой посредством фиксаторов, другими концами - с другой стойкой поперечными шарнирами с ограничителями их поворота на угол установки стойки, а средними частями - с тыльной стороны сиденья. Сумма высоты одной стойки и длина перемычки не меньше высоты руля. Энергетический блок выполнен в виде электрической аккумуляторной батареи. Двигатель выполнен электрическим и прикреплен к стойке сзади над колесом посредством хомутов. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Складное индивидуальное транспортное средство, содержащее силовую раму в виде передней и задней частей, связанных между собой посредством узла складывания рамы и соединительного элемента с возможностью фиксации соответственно в двух крайних положениях передней части в пределах угла 180^o в горизонтальной плоскости, переднее и заднее колеса, разборный Т-образный руль и энергетический блок с двигателем и механическим приводом вращения заднего колеса, отличающееся тем, что передняя и задняя части рамы выполнены с разнесенными в поперечном направлении несущими элементами с перемычками, расположенными оппозитно, причем перемычки входят в состав узла складывания рамы, задняя часть рамы снабжена передней и задней П-образными стойками с углом наклона в продольной вертикальной плоскости, равным углу наклона стойки руля при сложенной раме, и двумя одинаковыми перемычками, которые разнесены на уровень несущих элементов, соединены одними концами с передней стойкой посредством фиксаторов, другими концами с задней стойкой поперечными шарнирами с возможностью фиксации в положении, повернутом на угол установки задней стойки, а средними частями с тыльной стороной сиденья, задняя стойка и стойка руля равноудалены от узла складывания рамы, сумма высоты задней стойки длины перемычки не меньше высоты руля, а горизонтальная часть руля соединена со стойкой руля с возможностью осевого смещения с фиксацией в двух крайних положениях, в одном из которых при сложенной раме, она входит в соосные отверстия, предусмотренные в перемычках. 2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что в нем концы перемычек, прикрепляемые к передней стойке, выполнены в виде отогнутых под острым углом рукояток. 3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что в нем энергетический блок выполнен в виде электрической аккумуляторной батареи, расположенной в объеме, ограниченном силовыми элементами задней части рамы, включая переднюю и заднюю стойки, двигатель выполнен электрическим и прикреплен к задним стенкам задней стойки над колесом, а по крайней мере часть механического привода вращения заднего колеса выполнена в виде двух цепных передач, соединенных последовательно под тупым углом друг к другу в вертикальных плоскостях. 4. Транспортное средство по п.3, отличающееся тем, что снабжено солнечной батареей, связанной электрически с аккумуляторной батареей и выполненной складной, с основанием, прикрепленным к перемычкам симметрично сиденью, крышками, связанными с основанием шарнирно и фиксаторами друг с другом, и активным слоем, предусмотренном на поверхностях основания и крышек, обращенных вовнутрь в сложенном состоянии батареи.