ЭЛЕКТРОПРИВОД ДЛЯ РОЛИКОВОЙ ДОСКИ И ЭЛЕКТРОЛОНГБОРД Российский патент 2019 года по МПК A63C17/12 B60K1/00 

Настоящее изобретение относится к конструкции роликовых досок, в частности, к конструкции лонгборда, а именно электролонгборда.

Лонгборд (англ. longboard) - представляет собой разновидность роликовых досок, характеризующаяся повышенной устойчивостью и улучшеными ходовыми качествами. Основной элемент лонгборда - дека, на которую крепится колесная база - траки, колеса и шкурка (гриптейп, наждак - нескользящее покрытие). Особенностью деки является упругость - это способность изменять свою геометрию при статическом или динамическом напряжении во время катания. Подвески (траки) предназначены для обеспечения плавного хода и удобного управления лонгбордом. Они состоят из бейзплейта (металлическая пластина в основании), хэнгера (вешалки), в который встроена ось, на которую крепятся колеса и кингпина (болта, соединяющего базу и "вешалку"). Между декой и подвеской крепятся райзеры, служащие для того, чтобы приподнять деку и тем самым изменить ходовые качества лонгборда, а также бушинги, являющиеся виброгасителями. Внутри колес устанавливаются два подшипника, между которыми зачастую ставят втулки - спейсеры. (https://ru.wikipe-dia.org/wiki/Лонгборд).

Лонгборды отличаются от других роликовых досок, в частности от классического скейтборда, удлиненной колесной базой и декой, а также имеют более мягкие и увеличенные колеса (https://ru.wikipedia.org/wiki). Подобная конструкция позволяет развивать большие скорости, чувствовать себя на доске более стабильно, при этом двигаться мягко, практически не замечая мелкие дефекты дорожного покрытия.

Усовершенствованием лонгборда является электролонгборд, который по своей конструкции схож с обычным лонгбордом - дека, подвеска, колеса, подшипники, бушинги, но дополнительно оснащен электрическим двигателем с соответствующим электроприводом к колесной оси аккумулятором с коннектором и пультом управления (https://www.megaskate.ru/poleznoe/sta-ti/vse-ob-elektrolongbor-dax; US 8550480). Двигатель, как правило, управляется за счет дистанционного пульта управления, поэтому исключается необходимость отталкивания от грунта, приводя конструкцию в действие. Пульт имеет рычажок или кнопки "вперед-назад". При этом повороты и корректирование траектории движения осуществляется за счет наклона деки.

Двигатель крепится к тракам, например, с помощью стальных уголком и винтов с самоконтрящимися гайками, а передача вращения осуществляется с помощью привода, состоящего из зубчатых шкивов, один из которых установлен на колесной оси и ремня с зубцами (pikabu.ru/story/yelek-trolong-bord_svoimi_rukami_chast_l_3549575; pikabu.ru/story/ye-lektrolong-bord_svoimi_rukami_chast_2_3555119).

Недостатком такой конструкции электролонгборда является сложность монтажа и демонтажа привода в случае нарушения работы двигателя, а также возможность попадания в привод частиц пыли и грязи при движении лонгборда.

Наиболее близким к заявляемой группе изобретений является электропривод к лонгборду, состоящий из двигателя с вращающимся штоком, на котором закреплен ролик, прижимающийся к ободу колеса и связанный с его осью соединительным элементом, и электролонгборд, в которым он используется в качестве конструкционного элемента (https://www.kickstarter.com /pro-jects/424686603/kickr-electrify-every-longboard?ref=nav_search; fy-every-long-board).

Недостатком конструкции является потеря мощности двигателя на преодоление внутреннего сопротивления из-за прямого прижатия ролика и колеса друг к другу, необходимость дополнительной регулировки силы прижатия при изменении массы нагрузки на ось, а также возможность попадания грязи или воды в точке сцепления двигателя с колесом из-за чего может происходить стирание контакта сцепления за счет действия сил трения.

Задачей, решаемой автором являлось создания более надежного и простого в эксплуатации электропривода, в частности, позволяющего проводить быстрый монтаж-демонтаж двигателя, пригодного для установки на роликовые доски любого типа, а также электролонгборда на его основе.

Технический результат в отношении электропривода состоит в том, что заявляемый электропривод, содержащий регулирующий блок, связанный передачей с блоком двигателя, защитный кожух и крепление электропривода к колесной оси, имеет крепление электропривода к колесной оси, осуществляемое через внешнюю поверхность колеса и выполненное в виде диска, снабженного заостренными выступами, расположенного над поверхностью диска и установленного на оси с возможностью регулируемого передвижения вдоль нее с помощью регулирующего блока. При этом регулирующий блок состоит из связанных с фиксирующим диском последовательно расположенных по оси колеса регулирующего цилиндра, шкива электропривода с подшипником и штока с диском для фиксации кожуха.

Регулирующий цилиндр представляет собой цилиндр, снабженный отверстием под шток в центре одного торца, связанным отверстиями с боковой поверхностью и фигурным вырезом под диаметр оси колеса в противоположной его части.

Фиксирующий диск имеет центральное отверстие с диаметром большим, чем диаметр цилиндра и монтажные отверстия. Заостренные выступы фиксирующего привод на внешней стороне колеса диска, как правило, имеют листообразную (преимущественно) или игольчатую форму.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.

На фиг. 1 приведен общий вид лонгборда с электроприводом

а) вид сбоку; б) вид спереди. Используются следующие обозначения: 1 - дека; 2 - электропривод; 3 - колесо; 4 - колесная ось; 5 - двигатель.

На фиг. 2 приведена компоновочная схема блока электропривода. Используются следующие обозначения: 3 - колесо; 4 - колесная ось; 5 - двигатель; 6 - фиксирующий диск; 7 - болт; 8 - шкив электропривода; 9 - подшипник; 10 - шток; 11 - кожух, 12 - шкив двигателя; 13 - диск; 14 - болт; 15 - регулирующий цилиндр.

Общий вид электропривода в сборе приведен на фиг. 3: а) - вид прямо, б) - вид сбоку. Используются следующие обозначения: 5 - двигатель; 6 - фиксирующий диск; 8 - шкив электропривода; 11 - кожух, 13 - диск; 15 - регулирующий цилиндр.

На фиг .4 изображен фиксирующий диск 6 с выступами листообразной формы: а) - вид сзади, б) - вид спереди, в) и д) вид в разрезе вдоль отверстий с резьбой 18, е) - вид сбоку в разрезе, г) - листообразный край. Используются следующие обозначения 16 - листообразный край; 17 - отверстие под ось; 18 - резьбовые отверстия несквозные; 19 - вспомогательные отверстия несквозные.

На фиг. 5 изображен регулирующий цилиндр 15, а) - вид прямо, б) - вид сверху в разрезе, в) - вид слева. 20 - отверстия без резьбы; 21 - отверстие под шток; 22 - фигурный вырез.

На фиг. 6 изображен шкив электропривода 8: а) вид в разрезе вдоль оси проходящей через резьбовые отверстия 26 б) вид прямо, в) подшипник, г) разрез по оси проходящей через отверстия 27, д) вид сбоку.

Используются следующие обозначения: 9 - подшипник; 10 - шток; 23 - гнездо подшипника; 24 - канавка ремня; 25 - ось под регулирующий цилиндр; 26 - сквозные резьбовые отверстия под болт; 27 - направляющие отверстия.

На фиг. 7 изображен шток 10: а) разрез по вертикальной оси; б) вид сверху, в) вид спереди, г) вид сзади. Используются следующие обозначения 10 - шток; 13 - диск; 28 - канавка; 29 - выемка под ключ; 30 - резьбовое отверстие несквозное; 31 - отверстия с резьбой; 32 - сквозное отверстие без резьбы

На фиг. 8 изображен кожух 11: а) вид спереди; б), вид сбоку; в) вид сзади. Используются следующие обозначения: 33 - коробчатая часть; 34 - вырез под ось двигателя; 35 - вырез под канавку диска 13; 36 - отверстия для фиксации на диске; 37 - отверстия для крепления двигателя.

Блок электропривода состоит из фиксирующего диска 6, регулирующего цилиндра 15; шкива электропривода 8 с подшипником 9, штока 10, кожуха 11, диска 13.

Фиксирующий диск 6 служит для создания контакта между электроприводом и колесом. Он представляет собой круг с диаметром менее внешнего диаметра колеса и остроконечными выступами 16, расположенными над поверхностью круга. В центре круга выполнено отверстие 17 с диаметром большим, чем внешний диаметр цилиндра 15 и несквозными отверстиями с резьбой 18 и без резьбы 19. (фиг. 3 в), д), е)). Диск закреплен болтами к шкиву 8 таким образом, что крепление позволяет передвижением вдоль оси цилиндра сначала прижать диск с остроконечными выступами к колесу, а затем зафиксировать данное прижатие.

Регулирующий цилиндр 15 служит для фиксации блока электропривода на оси колеса электролонгборда 4. Цилиндр снабжен несквозным отверстием под шток 21 в центре одного торца, связанным отверстиями 20 с боковой поверхностью и фигурным вырезом 22 для его установки на оси колеса в противоположной его части.

Шкив электропривода 8 с подшипником 9 и диском 6 служит для передачи вращательного движения от двигателя на колесо лонгборда 3, как правило, с помощью зубчатого ремня. Вместо ремня могут использоваться иные известные приспособления, например, гибкий тросик. Подшипник, шкив и диск одевается на шток 10 с диском 13. Шток 10 крепится к регулирующему цилиндру 15. Такое крепление позволяет регулировать передвижение и фиксацию электропривода в отношении колеса 3 вдоль оси цилиндра 15. Установленный на штоке 10 диск 13 предназначен для крепления кожуха 11. Торцевая часть диска снабжена канавкой 28 и снабжена отверстиями 31 для осуществления болтового крепления кожуха 11 и выемкой под ключ 29, с помощью которой электропривод закрепляется на оси колеса.

Кожух 11 выполнен в виде плоского короба 33, верхняя часть которого закрыта с внутренней стороны и снабжена вырезом 34 шириной более диаметра вала двигателя, а нижняя снабжена округлым вырезом 35 с диаметром соответствующим диаметру канавки 28 диска 13. Вырез 35 позволяет вращаться диску 13 штока 10 при закреплении электропривода на оси колеса и выбрать оптимальный угол крепления, так чтобы двигатель, закрепленный на кожухе, был защищен от соприкосновения с поверхностью по которой будет двигаться электролонгборд. Глубина кожуха выбирается таким образом, чтобы обеспечить свободное вращение шкива двигателя 12. Кожух фиксируется вырезом 35 и болтами через отверстия 36, а двигатель 5 фиксируется болтами через отверстия 37 в кожухе.

Электропривод может быть установлен как на лонгборде, так и на других типах колесных досок при условии, что фиксирующий диск меньше диаметра колеса. При установке на лонгборде элетропривод фиксируется на оси 4 одного из колес 3.

Блок электропривода устанавливается на лонгборд следующим образом. Снимается гайка с оси колеса. Регулируется вынос штока 10 в регулирующем цилиндре 15 в зависимости от размеров колеса 3 и закрепляется. Регулирующий цилиндр 15 с помощью выемки под ключ 29 на диске 13 штока 10 крепится на ось колеса 4. Подбирается угол крепления кожуха 11, таким образом, чтобы двигатель, закрепленный на кожухе, не касался поверхности, по которой будет двигаться электролонгборд и фиксируется болтами через отверстия 31 диска 13. Болтами, через отверстия 26 в шкиве 8 и через отверстия 32 диска 13, фиксирующий диск 6 прижимается к поверхности колеса 3 и фиксируется таким образом, чтобы выступы 16 упирались в шину колеса 3.

Блок электропривода собирается следующим образом. Подшипник 9 помещается в гнездо 23 шкива 8 и одевается на шток 10 до упора. В отверстия 26 шкива 8 вкручиваются болты таким образом, чтобы они не выглядывали со стороны подшипника 9. Два болта вкручиваются в отверстия 18 диска 6 и вставляются в ответные отверстия 27 шкива 8. Регулирующий цилиндр 15 через отверстие 20 болтом крепится на штоке 10 в отверстие 21, болт вкручивается в отверстие 30 штока 10. На диск 13 штока 10 в канавку 28 устанавливается кожух 11 вырезом 35. На шкив 8 вдевается ремень, второй конец которого зацепляется шкивом 12 мотора 5 при продевании вала мотора через вырез 34 кожуха 11, затем мотор закрепляется болтами через отверстия 37 кожуха 11. Кожух 11 через отверстия 36 фиксируется болтом на диске 13.

Установка электропривода на роликовую доску и при необходимости его демонтаж занимают 1-2 минуты, причем лонгборд при его использовании имеет на 10% большую мощность по сравнению с ближайшим аналогом за счет исключения внутреннего сопротивления из-за прямого прижатия ролика и колеса друг к другу, а также имеет максимальную защиту двигателя от загрязнения. Погружение лезвий выступов в колесо на глубину более 1 мм обеспечивает возможность тянуть вес около 100 кг, не теряя качества сцепления со временем, так как ничего не стирается и устойчив к воздействию грязи/влаги.

Группа изобретений относится к области машиностроения, в частности к электроприводам для роликовой доски. Электропривод для роликовой доски содержит регулирующий блок, связанный передачей с блоком двигателя, защитный кожух и крепление электропривода к колесной оси. Крепление электропривода к колесной оси установлено на внешнюю поверхность колеса и выполнено в виде фиксирующего диска, снабженного заостренными выступами. Электролонгборд содержит деку, подвеску, колеса, подшипники, бушинги. На оси электролонгборда установлен электропривод и электрический двигатель. На деке установлен аккумулятор, коннектор и выносной блок управления двигателем. Электропривод присоединен к внешней поверхности колеса с помощью фиксирующего диска, имеющего выступы. Достигается повышение надежности электропривода. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Электропривод для роликовой доски, содержащий регулирующий блок, связанный передачей с блоком двигателя, защитный кожух и крепление электропривода к колесной оси, отличающийся тем, что крепление электропривода к колесной оси установлено на внешнюю поверхность колеса и выполнено в виде фиксирующего диска, снабженного заостренными выступами, расположенного над поверхностью диска и размещенного на оси с возможностью регулируемого передвижения вдоль нее с помощью регулирующего блока.

2. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что фиксирующий диск имеет центральное отверстие с диаметром, большим, чем диаметр цилиндра и монтажные отверстия.

3. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что регулирующий блок состоит из связанных с фиксирующим диском последовательно расположенных по оси колеса регулирующего цилиндра, шкива электропривода с подшипником и штока с диском для фиксации кожуха.

4. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что регулирующий цилиндр снабжен отверстием под шток в центре одного торца, связанным отверстиями с боковой поверхностью и фигурным вырезом под диаметр оси колеса в противоположной его части.

5. Электропривод по п. 1, отличающийся тем, что выступы фиксирующего диска имеют листообразную или игольчатую форму.

6. Электролонгборд, содержащий деку, подвеску, колеса, подшипники, бушинги, на оси которого установлен электропривод, электрический двигатель, на деке которого установлен аккумулятор, коннектор и выносной блок управления двигателем, отличающийся тем, что электропривод присоединен к внешней поверхности колеса с помощью фиксирующего диска, имеющего выступы листообразной или игольчатой формы.

7. Электролонгборд по п. 6, отличающийся тем, что в качестве электропривода он содержит электропривод по п. 1.