ВЕЛОСИПЕД Российский патент 1998 года по МПК B62K1/00 

Изобретение относится к велостроению, преимущественно к конструкции велосипедов с передне-верхним расположением привода и шатунами возвратно-углового перемещения.

Известны велосипеды, широко применяемые в эксплуатации в быту и спорте с колесами одинакового диаметра, приводом ниже среднего расположения и с шатунами кругового вращения имеют низкие эксплуатационные свойства даже при обеспечении большого расстояния между осями колес. Аналогичные недостатки имеют и известные в науке решения, например описанный в а.с. N 1703541, кл. В 62 К 15/00, 1992 веломобиль с двумя креслами и приводами с круговым вращением шатунов.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сути является велосипед тандемной компоновки, описанный в а.с. N 1 497 097, кл. В 62 К 3/02, 1989. Он содержит колеса на двух шарнирно соединенных полурамах с приводом переднего расположения и с шатунами возвратно-углового перемещения, с рулями на передней втулке и на подседельной опоре переднего седла, соединенными управляющими тросами и вторым седлом на задней втулке.

Низкие эксплуатационные свойства этого велосипеда, как и всех известных предопределены тем, что резко разграничены /концентрированы/ нагрузки на разные группы мышц, причем только мышцы ног испытывают динамические нагрузки, а мышцы спины, рук и шеи, вследствие посадки "верхом сидя согнувшись" подвержены статическим нагрузкам. Применение специальных приставок в известных конструкциях /например на спортивных шоссейных, трековых велосипедах/ позволяет разгрузить отдельные группы, но при этом увеличивается нагрузка на другие. Так, увеличение сгибания в случае применения увеличенного выноса руля с опорами для рук, позволяет разгрузить мышцы спины, но явно увеличивается нагрузка на мышцы шеи, предплечий и промежности. И это при том, что даже на обычной посадке верхом такая концентрация и фиксирование нагрузок зачастую является причиной травмирования этих мышц /потертостей и т.п./, что в известной мере ограничивает и объем, и сферу применения велосипедов.

Предлагаемое решение велосипед "Макси-5" решает задачу улучшения эксплуатационных свойств путем изменения посадок в процессе движения и, тем самым, перераспределения нагрузки на отдельные группы мышц и даже исключения нагрузки на отдельную группу.

Суть изобретения состоит в том, что содержащий два соединенных управляющих тросами руля, переднее ведущее и заднее управляемое колеса, привод с шатунами возвратно-углового перемещения и с одной, по крайней мере, ведомой звездочкой, соединенной цепью с ведущей, с муфтой свободного хода и системой торможения, велосипед "Макси-5" снабжен рамой с жесткими узлами соединения верхней трубы с передней и задней втулками, нижней трубы с задней втулкой и наконечников ее с наконечниками передней вилки, рули выполнены с отгибами рулевой трубы вперед, задний руль соединен с вилкой заднего колеса, имеющего диаметр меньше, чем диаметр переднего колеса, стойка руля снабжена спинкой, сиденье скамеечного типа установлено на заднем конце верхней трубы с возможностью регулировочного перемещения по нему, корпус привода на вилкообразном консольном участке ее переднего конца также имеет возможность регулируемого перемещения, педали имеют возможность регулированного перемещения и фиксирования в требуемом положении на шатунах и соединены трособлочной системой друг с другом, а звездочка выполнена с выступами на окружной поверхности диска с шагом, кратным шагу роликов цепи и с условным числом зубьев Z 70, где условное число зубьев соответствует числу зубьев звездочки серийной конструкции с аналогичным диаметром зубчатой "гребенки".

Привод велосипеда "Макси-5" выполнен с шатунами на наружных концах полувалов, снабженных на внутренних концах опор базовым секторным отверстием на одним из них штифтом, размещенным в нем с возможностью перемещения по нему и жестко закрепленным на концевике другого полувала с храповыми элементами на сторонах опор, размещенных в ступицах звездочки, свободно вращающейся на опорах и снабженной выступами на окружной поверхности с условным числом зубьев Z 70, например Z 96, 108 и/или 120.

Сиденье велосипеда "Макси-5" выполнено из укрепленного на полке синтетического материала, например уз углепластика, подушки из упругого синтетического материала /поролон/, полка снабжена на нижней стороне направляющими с отверстиями для закрепления сиденья на направляющей верхней трубы.

Полка с подушкой велосипеда "Макси-5" может иметь удвоенную ширину и снабжена двумя спинками, при этом рулевая труба заднего руля укреплена на кронштейне задней втулки с возможностью перемещения по нему, а на вилкообразном конце верхней трубы установлен приводной блок с общим валом и парой шатунов на каждой стороне корпуса, при этом каждый шатун укреплен на полой оси, противоположный шатуну конец которой контактирует торцевыми храповыми элементами с соответствующими элементами торца ступицы ведущей звездочки, свободно вращающейся на валу, внешние шатуны этого блока выполнены съемными и каждая пара их соединена между собой отдельной трособлочной системой /на фиг. условно не показано/.

На фиг. 1 изображен велосипед "Макси-5" /вид сбоку/, на фиг. 2 вид сверху на него, на фиг. 3 вид сзади на велосипед, на фиг. 4 сечение пл. Б-Б на фиг. 2, на фиг. 5 сечение пл. А-А на фиг. 4, на фиг. 6 вид сбоку на ведущую звездочку с условным числом /выступов/ зубьев, на фиг. 7 вид по стр. А на привод, на фиг. 8 вариант крепления сиденья на верхней трубе, на фиг. 9 схематично изображена трособлочная система привода, на фиг. 10 соединение переднего руля с головкой задней вилки управляющими тросами.

Велосипед "Макси-5" на фиг. 1, 2 и 3 состоит из рамы, выполненной из нижней трубы 1, имеющей общие наконечники 2 с передней вилкой, с втулкой 3 которой жестко соединена верхняя труба 4. Задние концы этих труб соединены с задней втулкой 5, в вилке которой установлено колесо 6. В наконечниках этих труб установлено колесо 7, ведомая звездочка /не показана/ которого соединена цепью 8 с ведущей звездочкой 9 привода с шатунами 10 и 11. На педалях этих шатунов закреплены концы приводного троса 12. Руль 13 свободно вращается в передней втулке 3 и соединен управляющими тросами 14 с головкой задней вилки перекрестно /фиг. 10/. Стойка заднего руля установлена в вилке заднего колеса 6 и снабжена спинкой 15, а рулевая труба паза его отгибами 16 на уровне локтевых сгибов. Сиденье 18 велосипеда установлено на верхней трубе 4 с возможностью регулировочного перемещения, как и корпус привода.

На передней трубе 4 укреплен хомутообразный кронштейн 19 с роликами 32 и 33 на осях /фиг. 9/.

В корпусе 20 привода установлены два соосных полувала 21 и 22; в пазовом секторном отверстии 23 полувала 21 размещен штифт 23 /фиг. 6/ и на опорах полувалов установлена ступица 24 с храповыми элементами на внутреннем диаметре, с которыми контактируют подпружиненные храповые элементы 25 и 26 полувалов. Звездочка 9 жестко соединена ступицей 24 и имеет выступы 27 с шагом 1 между ними, кратным шагу роликов цепи /фиг. 5/.

Корпус 20 привода болтами прикреплен к кронштейну 28 /фиг. 7/, жестко закрепленному на вилке трубы 4.

Подушка 18, например из поролона, укреплена на полке 29, например из углепластика, и соединена с кронштейном 30 на направляющей трубы 31 /фиг. 8/. Блоки-ролики 32, 33 установлены на кронштейне 19 с помощью отдельных соосных друг другу осей и имеют возможность отклоняться под действием концов троса, перемещающихся при педалировании.

Используют велосипед "Макси-5" следующим образом.

Педалировать велосипедист может в посадке обычной сидя на сидение согнувшись вперед, располагая руки на выносных отгибах переднего руля 13 или откинувшись на спинку 15 и располагая руки при этом на отгибах 16 заднего руля, используя их как подлокотники и перемещая их вокруг туловища. При закреплении рулевой трубы на кронштейне задней втулки он может управлять направлением движения за отгибы руля 17, расположенные между головкой задней вилки и с концом верхней трубы 4 (фиг. 1, 2). Шатуны при педалировании последовательно перемещаются на угол альфа относительно друг друга (фиг. 1, 6).

При нагружении шатуна с педалью в верхнем положении (например, шатуна 11 на фиг. 1, 2, 3) он начинает разворачиваться относительно оси привода с полувалом 22 и штифтом 23 и при этом подпружиненный рычаг (собачка) 26 проскальзывает по выступам ступицы 24 ведущей звездочки 9 и таким образом шатун 11, нагруженный весом под усилием велосипедиста, совершает холостой ход. Одновременно с этим натягивается соединенный с его педалью конец приводного троса 12', от которого через блоки 32 и 33 приводное усилие передается концу 12 троса, соединенному с шатуном 10, который также начнет перемещаться на роликах тросом разворачиваться с полувалом 21. Вращение этого полувала через храповый элемент 25 (собачку подпружиненную), конец которого упирается в выступы ступицы 24, передается этой ступице, диску звездочки 9, а от выступов которой цепи 8 и далее ведомой звездочке колеса 7. При развороте шатунов 10 и 11 в противоположном направлении на угол альфа и штифт 23 по пазу 23' переместится из одного крайнего положения в другое, и его концы упрутся в торец выступа 23' (фиг. 6) и педаль шатуна 10 окажется в верхнем положении, а педаль шатуна 11, совершившего холостой ход соответственно в нижнем положении. После этого велосипедист нагружает приводным усилием педаль шатуна 10, который в обратном направлении будет разворачиваться на угол альфа, совершая холостой ход, а приводное усилие по трособлочной схеме передастся шатуну 11 (фиг. 9), который, вращаясь с полувалом 12 посредством храпового элемента 26, выполнит рабочий ход и провернет звездочку 9 с цепью 8 и колесом 7 в направлении движения. Далее циклы нагружения шатунов повторяются последовательно и велосипедист переместится в направлении цели движения.

Регулирование велосипеда под антропометрические данные велосипедиста выполняют, смещая на необходимую величину привод, сиденье 18 по направляющим трубы 4 и рулей. Для регулировки сиденья или привода необходимо снять крепежные болты (фиг. 7, 8), передвинуть корпус 20 или сиденье и снова закрепить болтами.

Перестановка кронштейна 19 по трубе 4, а также педалей по шатунам 10 и 11 может производиться как для регулировки под антропометрические данные велосипедиста, так и для изменения крутящего приводного момента и/или амплитуды перемещения (разворота) шатунов на оси привода: при движении на подъем или с грузом педали целесообразно установить на свободных концах шатунов, при движении по равнинной трассе их можно "придвинуть" к оси шатунов.

Штифт 23 в пазовом отверстии 23' целесообразнее установить, располагая его конец большего диаметра в верхнем секторе пазового отверстия (как на фиг. 6).

Использование: изобретение относится к велостроению - к конструкции велосипедов /В/ с приводом /П/ передне-верхнего расположения и шатунами /Ш/ возвратно-углового перемещения. Сущность: решает задачу улучшения эксплуатационных свойств путем перераспределения во время движения нагрузки на различные группы мышц. /В/ состоит из рамы с жесткими узлами, передним и задним рулями /Р/ с передними отгибами, соединенными управляющими тросами /Т/ перекрестно, с /П/ из соосных полувалов с штифтово-пазовым соединением их и трособлочной системой на /Ш/. /П/ и сиденье на верхней трубе установлены с возможностью регулировочного перемещения, стойка заднего Р имеет спинку и ведущая звездочка выполнена с выступами на окружной поверхности диска и условным числом зубьев, равным 70. Ведущая звездочка /П/ свободно вращается на опорах полувалов и имеет храповые элементы на внутренней поверхности для взаимодействия с аналогичными элементами опор полувалов. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Велосипед, содержащий раму, средства регулирования под антропометрические данные, два руля, передний из которых установлен на стойке и передней втулке рамы с возможностью свободного вращения, управляющие тросы, соединяющие передний и задний рули, переднее и заднее управляемое колесо, установленное в вилке, сиденье, привод переднего колеса с шатунами, педалями, ведущей и ведомой звездочками, соединенными цепью, с муфтой свободного хода, систему торможения, отличающийся тем, что рама выполнена в виде жестко соединенной с передней и задней втулками верхней трубы с вилкообразной консолью на ее переднем конце, нижней трубы, жестко соединенной с задней втулкой, и наконечников, жестко соединенных с наконечниками передней вилки, задний руль со стойкой установлен в задней втулке и соединен с вилкой заднего колеса, которое выполнено с меньшим диаметром, чем диаметр переднего колеса, оба руля выполнены с отгибами вперед по направлению движения, спинка сидения установлена на стойке заднего руля, а сидение скамеечного типа установлено на заднем конце верхней трубы, корпус привода установлен на вилкообразной консоли с возможностью регулировочного перемещения, педали установлены с возможностью перемещения по шатунам, и соединены между собой трособлочной системой, а ведущая звездочка выполнена с выступами на окружной поверхности с шагом, кратным шагу роликов цепи и с условным числом зубьев, соответствующим числу зубьев звездочки серийной конструкции, равным 70, или 84, или 96, или 108, или 120, при этом муфта свободного хода выполнена с дополнительным рядом храповых элементов. 2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что шатуны привода переднего колеса установлены на наружных концах полувалов, смонтированных в корпусе привода и имеющих на внутренних концах опоры с пазовым секторным отверстием на одном и смонтированным на нем штифтом с возможностью углового перемещения, закрепленным на другом полувалу, который установлен в осевом отверстии первого полувала, при этом оба ряда храповых элементов муфты свободного хода установлены на втулках, расположенных в ступице ведущей звездочки, смонтированной с возможностью вращения на опорах полувалов, а втулки выполнены с выступами на внутренней поверхности для взаимодействия с храповыми элементами полувалов. 3. Велосипед по п. 1, отличающийся тем, что сиденье выполнено в виде подушки из упругого материала и установлено в направляющих полки, смонтированных на верхней трубе рамы.