ГРУЗОВОЙ ВЕЛОСИПЕД ПОВЫШЕННОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ Российский патент 2000 года по МПК B62M1/04 B62K7/00 

Изобретение относится к велотранспорту, в частности к грузовым велосипедам.

Известны велосипеды двух- и трехколесные, имеющие цепную передачу в системе привода, конструкция которых включает в себя дополнительные рамные элементы, предназначенные для установки на них кузова, багажника или прицепа. Такие велосипеды, имея в принципе хороший запас прочности и вместительности, тем не менее, ограничены в своем действии мускульными возможностями человека, и потому могут использоваться в качестве грузового транспорта весьма ограниченно.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, cостоит в том, чтобы повысить функциональные возможности грузового велосипеда, увеличить его грузоподъемность и соответственно КПД. Этой цели можно достигнуть в случае использования в приводе велосипеда двух систем шарнирно-рычажного механизма (в дополнение к основным рычагам-кривошипам, связанным с ведущей звездочкой), первая из которых осуществляет функцию трансмиссии, преобразуя круговое движение передающих крутящий момент кривошипов в движение по эллиптической траектории выведенных за пределы их осевой системы вращения точек приложения силы, а вторая - увеличивает прилагаемую к этим точкам силу велосипедиста.

Известны конструкции велосипедов, которые используют шарнирно-рычажный механизм для передачи мускульного усилия на колесо (патенты Франции N 2745783, N 2713585, N 2487281, N 2480700; патент России N 1803342 А1; патент СССР N 1785675 А1; патент ЕР N 0471640 A1 и др.). Однако поскольку перечисленные варианты использования шарнирно-рычажной передачи имеют отношение только к конструкциям дорожных и спортивных велосипедов, за прототип изобретения было бы правильнее принять конструкцию самой шарнирно-рычажной передачи, предусматривающую принципиальную возможность использования ее в самых разных модификациях велотранспортных средств (патент PCT WO 96/26103).

Сущностью изобретения-прототипа является трансмиссионный механизм для велосипедов и других типов машин, представленный в виде двух рычагов с передвижными стержнями, связанных с кривошипным механизмом шарнирами и имеющих скользящие (на общем валу) упоры. Целью изобретения-прототипа является достижение крутящего момента в пределах одного оборота каждого кривошипа вследствие увеличения прилагаемого к передаче усилия за счет использования в системе привода рычагов.

Главным недостатком изобретения-прототипа является его абстрактно-схематический характер, не подкрепленный каким-либо конструкторским решением.

Вторoe: стержни рычагов имеют плавающие упоры, в разные моменты оказывающиеся на разных расстояниях от точки приложения усилия, из-за чего их максимально эффективное применение оказывается невозможным в силу необходимости ездоку преодолевать слишком большое расстояние ногами при отклонениях рычагов друг от друга в крайнее верхнее и крайнее нижнее положения.

Третьим недостатком конструкции является не предусматриваемая в ней возможность преодолевания так называемой "мертвой" точки в процессе езды.

Всех упомянутых здесь недостатков лишена предлагаемая ниже конструкторская разработка.

Грузовой велосипед содержит три колеса, составленную из двух частей раму, грузовой кузов, рулевое управление с ручным тормозом и привод, в дополнение к цепной передаче привод содержит шарнирно-рычажный механизм трансмиссии, состоящий из двух рычагов второго рода, упоры которых шарнирно соединены с ползунами, содержащимися в двух скрепленных между собой направляющих, посредством выходящих из ползунов горизонтально направленных пальцев, а плечевые концы снабжены роликами, имеющими возможность вступать во взаимодействие с рабочими поверхностями прижимного механизма, который состоит из пружины и прижимного элемента с направляющими желобками и упором, и вилкообразными вертлюгами, осуществляющими шарнирную связь с двумя ползунами кулисного механизма педального двустороннего рычага, основой которого служит прямой стержень с расположенной посередине цапфой, крепящейся во втулке карданового подвеса, - тогда как средние части рычагов трансмиссии осуществляют шарнирную связь с кривошипами, жестко соединенными с ведущей звездочкой на общем валу.

На фиг. 1 представлен общий вид грузового велосипеда; на фиг. 2 - эскиз прижимного элемента с упором; на фиг. 3 - чертеж передней части привода, связанной с педальным рычагом; на фиг. 4 - виды снизу, сзади и сбоку привода.

Описание конструкции
Конструкция грузового велосипеда предполагает наличие рамы, составленной из двух частей: первая часть располагается в горизонтальной плоскости и предназначена для крепления на ней кузова и вала с двумя колесами и ведомой звездочкой; вторая имеет вертикальное расположение и оснащена седлом, колесом и рулевым управлением. Части составляются таким образом, чтобы в месте их соединения передняя часть обеспечивала задней одну из трех необходимых точек опоры, тогда как две другие точки опоры будут приходиться на задние колеса.

В средней нижней части грузового модуля крепится втулка с валом, жестко соединяющим сидящие на нем кривошипы 6 и ведущую звездочку 5. В задней нижней части модуля установлены две соосно соединенные между собой направляющие 2, оси которых располагаются в горизонтальной плоскости параллельно продольной оси велосипеда. Направляющие содержат ползуны 3, каждый из которых шарнирно связан с упорами рычагов трансмиссии велосипеда посредством выходящих из них перпендикулярно оси ползунов горизонтально направленных пальцев 4.

Шарнирно-рычажный механизм трансмиссии, использующий в своей конструкции два рычага второго рода 1, осуществляет кинематическую связь с ведущей звездочкой 5 при помощи шарнирной связи рычагов с соединенными со звездочкой на валу кривошипами 6.

Плечевые концы рычагов с внутренней стороны оснащены роликами 9, обод которых имеет конусообразную форму; ответной частью роликов является прижимный механизм, включающий в себя прижимный элемент 10 с двумя глубокими желобками соответcтвенного профиля, связанный с ним упор-ограничитель 11 и пружину сжатия 12. Прижимный механизм крепится в средней части рамы переднего модуля при помощи шарнирного соединения, использующего имеющееся в прижимном элементе отверстие, находящееся на расстоянии одной трети от верхнего его конца.

Плечевые концы рычагов имеют шарнирное втулочное соединение с вертлюгами в виде вилки 14, продольные оси вращения которых совпадают с продольными осями рычагов. Вилочной частью вертлюги шарнирно соединены с ползунами 15, посаженными подвижно на педальный стержень 13 велосипеда.

Педальный стержень, таким образом, представляет собой двусторонний рычаг-кулису. Шейка педального стержня, находящаяся посередине, жестко сидит во втулке двухподвижного карданового подвеса 17, который крепится на нижней части рамы переднего модуля велосипеда.

Оба конца педального рычага оснащены подвесными педалями 16, тоже использующими вилкообразный вертлюг 17 как элемент двухподвижного шарнирного соединения.

Ведущая звездочка, находящаяся над валом задних колес, соединена с посаженной на него ведомой звездочкой 7 охватывающей цепью 8.

Описание действия
Ведущая звездочка 5, передающая вращающий момент на вал с ведомой звездочкой 7 и колесами, приводится в движение при помощи шарнирно-рычажного механизма трансмиссии посредством воздействия его рычагов 1 на кривошипы 6, фиксированно соединенные с ведущей звездочкой через вал. При этом упоры рычагов, шарнирно соединенные с ползунами 3, синхронно совершают возвратно-поступательные движения, перемещаясь вместе с ползунами вдоль направляющих 2 во встречных направлениях.

Плечевые концы рычагов, оснащенные вилками-вертлюгами 14, осуществляют кинематическую связь с педальным рычагом-кулисой при помощи шарнирного соединения вертлюгов с ползунами 15, синхронно перемещающимися вдоль педального стержня 13 по обе стороны от точки его соединения с кардановым подвесом 17 во встречно-противоположных направлениях.

Мускульное усилие через подвесную педаль 16 воздействует на педальный рычаг велосипеда, который благодаря двухподвижному соединению сидящих на нем ползунов и рычагов трансмиссии приводит в действие всю систему велосипедного привода.

В моменты, предшествующие преодолеванию приводом зоны "мертвой" точки, помощь ему оказывает прижимный механизм, который нижней частью прижимного элемента 10 взаимодействует с роликами 9 опускающегося вниз рычага, и силой пружины 12 побуждает его вместе с упором 4 совершать прямолинейное перемещение назад, не меняя углового положения.

Часть прижимного элемента, находящаяся выше шарнирного соединения с рамой, также играет немаловажную роль, препятствуя поперечным смещениям оказавшихся вверху рычагов в момент их спуска благодаря подвижному сцеплению роликов с глубокими стенками желобков прижимного элемента.

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к конструкции привода грузового велосипеда. Грузовой велосипед содержит три колеса, раму, грузовой кузов и привод с рычагами 1 и цепной передачей. Задние концы рычагов 1 соединены с ползунами, средние части рычагов 1 соединены с кривошипами ведущей звездочки, передние части рычагов снабжены роликами 9 для взаимодействия с прижимным элементом 10, позволяющим преодолевать мертвую точку, и вилкообразными вертлюгами 14. Вертлюги 14 соединяют передние части рычагов 1 с ползунами 15 кулисы 13, закрепленной в кардановом подвесе 17. Оба конца кулисы 17 снабжены педалями 16. Предлагаемое техническое решение направлено на повышение грузоподъемности. 4 ил.

Грузовой велосипед, содержащий три колеса, составленную из двух частей раму, грузовой кузов, рулевое управление с ручным тормозом и привод, отличающийся тем, что в дополнение к цепной передаче привод содержит шарнирно-рычажный механизм трансмиссии, состоящий из двух рычагов второго рода, упоры которых шарнирно соединены с ползунами, содержащимися в двух скрепленных между собой направляющих, посредством выходящих из ползунов горизонтально направленных пальцев, а плечевые концы снабжены роликами, имеющими возможность вступать во взаимодействие с рабочими поверхностями прижимного механизма, который состоит из пружины и прижимного элемента с направляющими желобками и упором, и вилкообразными вертлюгами, осуществляющими шарнирную связь с двумя ползунами кулисного механизма педального двустороннего рычага, основой которого служит прямой стержень с расположенной посередине цапфой, крепящейся во втулке карданового подвеса, тогда как средние части рычагов трансмиссии осуществляют шарнирную связь с кривошипами, жестко соединенными с ведущей звездочкой на общем валу.