ШАТУН Российский патент 1998 года по МПК B62M3/04 

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к машинам с педальным механизмом, приводимым в действие мускульной силой ног человека /лап животного/.

При использовании известного педального механизма усилие передается ногами попеременно только в передней половине окружности - рабочий ход педали, на вторую половину окружности приходится холостой ход педали.

Однако биомеханические характеристики движения нижних конечностей человека не соответствуют круговым движениям известного педального механизма /см. Аруин А.С., Зациорский В.М. "Эргономическая биомеханика". М. "Машиностроение". 1989 г. с. 52/.

Сейчас установлено что, усилие ног, например, велосипедиста, наименее эффективно в тот момент, когда шатуны проходят через вертикальное положение - мертвую точку, а наиболее эффективно сразу после прохождения мертвой точки при движении ноги вниз.

Учитывая это обстоятельство специалисты американской фирмы "Дерхем байсекла" /Лос-Анджелес/ установили на велосипеде эллиптическую ведущую звездочку, увязав ее большую ось с положением шатуна, что позволяет шатуну быстрее проходить мертвую точку и дальше оставаться в "сильном" положении. Благодаря такому решению велосипедист меньше утомляется /см. Machine Design N 3, 1974 г./.

Согласно сообщению ленинградской газеты "Смена" N 166 от 21.07.87 г. в статье "Как стать Эдисоном" с. 2 эффект велосипедной передачи при использовании эллиптической звездочки повышается на пятнадцать процентов.

На представленной болгарскими исследователями сравнительной диаграмме наглядно зафиксировано более плавное изменение крутящего момента и воспринимаемых ногой усилий при использовании эллиптической звездочки /см. журнал "Моделист-конструктор" N 7-8, 1982 г., с. 47, 48/.

Однако известное решение предназначено исключительно для цепной передачи с шатуном, выполненным в виде одной детали, хотя педальный механизм используется значительно шире, например с коническим шестеренчатым приводом или даже непосредственно устанавливается на движитель /ротор/ водного велосипеда /см. Богданов В.В., Попова С.Н. "История обыкновенных вещей". М. "Педагогика-Пресс", 1992 г., с. 140, 141/.

Приведен современный оригинальный велосипед, изготовленный в Японии, на котором педальный механизм через цилиндрическую шестерню вращает заднее колесо /см. газету "Социалистическая индустрия" от 19.11.1989 г. на рисунке под названием "Не веря собственным глазам"/.

В приведенных случаях использование звездочки исключено.

Известен шатун, содержащий основную головку, установленную на ведущей оси педального механизма, стержень с глухим отверстием для размещения в нем подпружиненного штока, завершенного головкой педали, стержень и шток выполнены раздвижными в осевом направлении /ДЕ, N 4114649, B 62 M 1/02 19.12.91/.

В задачу изобретения входило, учитывая биомеханические характеристики нижних конечностей человека, расширить сферу применения шатуна независимо от использования педального привода.

Существенными признаками изобретения является:
шатун состоит из цилиндрических раздвижных в осевом направлении деталей и пружины сжатия;
резьбовое соединение деталей;
учитывается эргономическая биомеханика;
допускается регулировка длины шатунов с учетом антропометрических особенностей водителя;
при посадке водителя на взрослом велосипеде, педаль опускается ниже на 22,5 мм;
расширяется сфера использования шатуна.

На чертеже представлен разрез шатуна с телескопическим стержнем и двумя головками.

Шатун содержит основную головку 1, устанавливаемую на ведущей оси педального механизма, стержень 2 с глухим отверстием для размещения штока 3, пружины 4 сжатия и резьбовое отверстие для завинчивания переходника 5, в котором имеется шпоночная канавка 6 /подвижное соединение/.

Шток имеет круглое сечение и шпонку, конечную часть, на которую надета пружина 4, фиксируемая гайкой 7. Головка 8 педали завершает шток 3, в котором имеется резьбовое отверстие для крепления педали. Соосность головок 1 и 8 устанавливается с помощью регулируемой прокладки 9. Осевое перемещение штока 3 регулируется гайками 7 и 10.

Принцип работы шатуна.

При использовании педального механизма усилие передается попеременно ногами. Однако при прохождении педали и головки педали 8 через вертикальную ось нога нагружает педаль, которая, получив свободу, сжимает пружину 4 и увеличивает длину шатуна, позволяя длинному шатуну быстрее выходить из мертвой точки и дальше оставаться в длинном варианте в "сильном" положении.

В нижнем положении педали уменьшается усилие ноги и пружина сжатия 4 возвращает шток 3 в исходное положение. И нога следует на педали на коротком шатуне в холостом режиме.

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к машинам с педальным механизмом, приводимым в действие мускульной силой. Шатун содержит основную головку, установленную на ведущей оси педального механизма, стержень с глухим отверстием для размещения в нем подпружиненного штока, завершенного головкой педали. Стержень и шток выполнены раздвижными в осевом направлении. Шатун снабжен переходником и гайками для регулировки осевого перемещения штока. В стержне выполнено резьбовое отверстие для завинчивания переходника. Пружина надета на конечную часть штока для фиксации ее в одной из гаек. Изобретение обеспечивает регулировку длины шатунов в зависимости от длины ног водителя. 1 ил.

Шатун, содержащий основную головку, установленную на ведущей оси педального механизма, стержень с глухим отверстием для размещения в нем подпружиненного штока, завершенного головкой педали, стержень и шток выполнены раздвижными в осевом направлении, отличающийся тем, что он снабжен переходником и гайками для регулировки осевого перемещения штока, а в стержне выполнено резьбовое отверстие для завинчивания переходника, пружина надета на конечную часть штока для фиксации ее в одной из гаек.