Средство биотранспорта Советский патент 1992 года по МПК B62M1/02 

Фиг.1

Изобретение относится к безрельсовым транспортным средствам, приводимым в движение и управляемым человеком, например велосипеды (бициклы, трициклы), веломобили (педикары).

Известно средство биотранспорта, содержащее раму с задним колесом, переднее управляемое колесо, соединенное с рамой с помощью шарнирно закрепленной вилки, руль жестко связанный с вилкой, соединенное с рамой с помощью подседельной трубы седло, заднеприводную трансмиссию с цепным приводом на втулку заднего колеса. Эта конструкция бицикла (двухколесного велосипеда), ставшая классической, обладает простотой управления, запасами регулировки высоты руля и седла, технологичностью изготовления.

К недостаткам ее следует отнести неудобную позу всадника у пассажира, увеличивающую аэродинамическое сопротивление и нагрузку на позвоночный столб.

Несколько уменьшает сопротивление воздуха низкое расположение руля у спортивных и уменьшение диаметра переднего колесо по отношению к заднему - у современных трековых велосипедов, приводящие к почти параллельной земле ориентации туловища

Однако увеличение скорости движения, достигнутое за счет глубокого наклона вело- смпедиста - спортсмена, приводит к дополнительным нагрузкам на руки и органы таза, становится причиной профессиональных заболеваний (простатит).

Существует средства биотранспорта, содержащее раму, переднеприводную трансмиссию с цепным приводом на втулку управляемого колеса, которое связано с рамой с помощью вилки через шарнирное соединение, два задних колеса и сиденье, выполненное в виде анатомического кресла с плечевыми упорами и подголовником и жестко связанное с рамой. Такая конструкция трицикла обеспечивает человеку позу кучера или автомобилиста, снижает аэродинамическое сопротивление и создает равномерную нагрузку на костно-мышеч- ную систему туловища. Однако это техническое решение создает неудобства в эксплуатации из-за расположения педалей впереди управляемого колеса, связанные с поперечным выносом ног при поворотах и нагрузке на ось тяги руля при нажатии на педали.

Известен трицикл, содержащий раму, заднеприводную трансмиссию с приводом на втулку заднего колеса, закрепленное на раме сиденье с упором для спины, два передних управляемых колеса и руль, связанные механизмом синхронного поворота осей колес. Недостатком технического решения является увеличивающая массу и снижающая

надежность длинная цепная передача на втулку заднего колеса от вынесенных вперед педалей с ведущей звездочкой на валу. Тенденция к снижению длины миссии привела к созданию бицикла-тандема с автономными приводами на каждое из колес от педалей, вал которых соосен втулке и связан с ней через планетарный механизм многоступенчатой передачи вращения. Однако это техническое решение, повышая надежность трансмисси, не обеспечивает удобства управления, так как седло первого велосипедиста жестко связано с вилкой переднего управляемого колеса и рулем, выне- сенным далеко впереди относительно

управляемого колеса. Такое построение бицикла приводит к большим линейным перемещениям руля при поворотах.

Существуют технические решения три- циклов, содержащих раму, закрепленное на

раме сиденье с упором для спины, переднеприводную трансмиссию с одним колесом, ось которого жестко связана с рамой и два задних управляемых колеса, общая вертикальная ось которых шарнирно связана с

рамой. Управление в одном из них осуществляется посредством тросиков, закрепленных на общей горизонтальной оси колес и связанных с рычагом управления. В другом решении- повороты выполняются наклоном

туловища в сторону поворота, что обеспечивается механизмом, подобным механизму скейтборда. Данные решения отличает относительно короткая длина трансмиссии, возможность движения с большой скоростью, но в то же время обе конструкции недостаточно надежны в управлении.

Имеется техническое решение бицикла, содержащее раму, руль, переднеприводную трансмиссию с одним колесом, закрепленным на раме, установленное на раме седло, шарнирно связанную с рамой вилку с управляемым задним колесом, при этом руль и седло расположены так, что обеспечивают велосипедисту позу всадника, а управление

осуществляется от шарнирно связанного с рамой руля через жесткую передачу, расположенную в горизонтальной трубе рамы. Решение несколько повышает надежность управления, но, в общем, обладает недостатками, связанными с позой велосипедиста и конструкцией седла.

Известны решения бициклов, содержащих раму, трансмиссию с приводом на втулку переднего колеса, ось которого

закреплена на раме, установленное на раме

сиденье с упором для спины, заднее управляемое на раме сиденье с упором для спины, заднее управляемое колесо с вилкой, шарнирно связанной с рамой, перекрестный тросиковый кинематический привод управления задним колесом посредством поворота руля, шарнирно связанного с рамой, и расположенного непосредственно за передним колесом. Переднеприводная трансмиссия одного из бициклов выполнена путем передачи вращения от педалей, установленных на рычагах, общая ось которых расположена над передними колесами. Передача от рычагов осуществляется гибкой связью (типа ременной) охватывающей втулку переднего колеса через систему роликов. Несмотря на необычность кинематики привода переднего колеса данное решение не отличается надежностью работы при больших нагрузках, например на подъемах, имеет большую протяженность (и массу) привода управления.

Другое техническое решение бицикла является наиболее близким к предлагаемому техническому решению и отличается от предыдущего конструкцией переднеприводной трансмиссии, основу которой составляет двухзвенная цепная передача (с промежуточным звеном) на втулку переднего колеса, обеспечивающая более высокое передаточное отношение. Недостатком технического решения является увеличение массы из-за длинной тяги руля, наличия роликов с осями и тросика для передачи вра- щения на вилку заднего колеса, что, в свою очередь, совместно с двухзвенной трансмиссией снижает надежность работы и технологичность изготовления.

Цель изобретения - повышение надежности и облегчение конструкции, облегчение эксплуатации средства биотранспорта.

Поставленная цель достигается тем, что в средстве биотранспорта, содержащем раму, шарнирно соединенную с рамой вилку с управляемым задним колесом, переднеприводную трансмиссию с педалями и1 по крайней мере одним колесом, руль, связанный с вилкой,сиденье с упором для спины, расположенное на раме, руль, жестко соединен с вилкой, заднего колеса и расположен за плоскостью упора для спины. Поставленная цель достигается также и нижеуказанными техническими решениями.

Переднеприводная трансмиссия может содержать педали на оси колеса увеличенного диаметра с бесступенчатой передачей вращения.

Переднеприводная трансмиссия может содержать втулку переднего колеса с планетарным механизмом многоступенчатой передачи вращения от педалей, вал которых соосен с втулкой.

Рама может состоять из двух идентичных разъемных профилей труб, соединен- 5 ных между собой элементами крепления вилки управляемого колеса, Јидения с упором для спины, вала педалей (каретки).

Сидение с упором для спины может быть выполнено по схеме горизонтально

0 расположенного анатомического кресла с упорами для плеч и возможностью регулировки длины и угла наклона.

На фиг,1 представлена схема бокового вида средства биотранспорта с одним оре5 дним колесом; на фиг.2 - схема средства биотранспорта с двумя передними колесами, вид сверху.

На фиг.З и на фиг. 4 приведены схемы построения бициклов с анатомическим

0 креслом-сиденьем путем трансформации традиционных решений рам дорожного и складного велосипеда.

Средство биотранспорта состоит из рамы 1, переднеприводной трансмиссии 2 с

5 педалями 3, переднего колеса 4, шарнирно соединенной с рамой вилки 5 с колесом 6, сиденья 7 с упором для спины 8, руля 9, жестко связанного с вилкой 5.

Средство приводится в действие следу0 ющим образом.

Пассажир занимает сиденье 7 с упором для спины 8 и, опираясь одной ногой о дорожное покрытие, другую ногу помещает на педаль 3 переднеприводной трансмиссии 2.

5 Опустив руки вниз и удерживая руками руль 9, осуществляет трогание с места вращением одной педали 3, после чего помещает опорную ногу на другую педаль 3. Трансмиссия 2 передает усилие ног пассажира на

0 переднее колесо 4, которое, вращаясь йок- руг оси относительно рамы 1, преобразует вращательное движение педалей 3 в поступательное движение средства биотранспорта относительно дорожного покрытия.

5 Шарнирно соединенная с рамой вилка 5 с колесом 6 обеспечивает вращение колеса 6 относительно оси, закрепленное в перьях вилки, за счет сцепления колеса б с покрытием дороги. Руль 9, жестко связанный с

0 вилкой 5, и шарнирное соединение вилки с рамой 1 обеспечивают поворот плоскости колеса относительно плоскости средства биотранспорта.

Пассажир, поворачивая плоскость ко5 леса б, с помощью руля, поддерживает равновесие в движении и выполняет необходимые повороты.

Если пассажир не обладает навыками езды на двухколесном средстве биотранспорта или по каким-либо причинам утратил

такую способность, то в этом случае лучше использовать схему трицикла с двумя передними колесами 4, одно из которых связано с валом педалей 3 либо бесступенчатой передачей (трансмиссии 2) либо многоступенчатой передачей с помощью втулки (колеса 4), с планетарным механизмом, В последнем случае диаметр передних колес может быть уменьшен до размера серийных колес к велосипедам.

Рама 1, как в варианте трицикла, так и варианте бицикла, может быть упрощена до соединения двух труб общими элементами крепления вилки 5, сиденья 7, вала педалей 3 и/или оси втулки колеса 4.

Для пассажиров, состояние костно-мы- шечной системы которых не дает возможность развивать достаточные усилия, опираясь на спину, сиденье 7 с упором 8 лучше объединить в анатомическое кресло 10 с упорами для плеч 11 и подголовником 12..Почти горизонтальная поза пассажира в кресле 10, создавая более комфортную посадку и разгружая мышцы спины, способствует снижению аэродинамического сопротивления средства 6noYpaHCnopTa и повышению его потенциальных скоростных возможностей.

Конструкция кресла 10 может иметь регулировки по длине и углу наклона для обеспечения индивидуальной подгонки.

Рама 1 может быть выполнена в виде разъемной конструкции для обеспечения удобства перевозки и хранения, а также регулирования базы средства биотранспорта (расстояние между центрами колес) в соответствии с ростом пассажира.

Средство-прототип построено на базе рамы от складного велосипеда с возможностью перемещений сиденья со спиной вдоль той трубы рамы, в которой в массовых велосипедах устанавливается подседельная труба с седлом. Вариант сбосного расположения вала педалей (каретки) и втулки переднего колеса с приводом втулки через промежуточное звено цепной передачи, смонтированное на месте вала каретки в массовых велосипедах, существенно сокращает расстояние от сидения до педалей, а с учетом ограниченных возможностей перемещения сидения вдоль упомянутой выше трубы ограничивают потенциальных пассажиров по росту.

Близкое расположение руля, тяга которого проходит через ту же трубу (на которой крепится сидение), создает напряженность позы и вызывает усталость рук,

Вариант средства с выносом педалей вперед (за переднее колесо) требует применения дополнительных конструктивных элементов крепления вала каретки и, следовательно, утяжеляет конструкцию средства биотранспорта. Удлинение цепной передачи, возникающее при этом, дополнительно

увеличивает массу и снижает надежность средства - прототипа.

Гибкая связь тяги руля с вилкой управляемого колеса через систему роликов увеличивает ненадежность и

0 нетехнологичность конструкции средства - прототипа.

Предлагаемое средство биотранспорта содержит облегченную за счет упрощения раму, сиденье на раме, закрепляемое на

5 приемлемом расстоянии от вала педалей, руль, жестко связанный с вилкой и располагаемый за плоскостью упора для спины на высоте, обеспечивающей доступ свободно опущенных рук к ручкам рулевой трубки.

0 Максимально возможное приближение вала педалей к оси приводного колеса и рук пассажира к оси управляемого колеса, являющееся критерием оптимального сочетания массы конструкции и надежности привода,

5 в сочетании с удобством позы пассажира позволяет сделать вывод о преимуществах данной схемы построения средств биотранспорта.

Действительно, соосное расположение

0 вала деталей и втулки приводного колеса с бесступенчатой передачей в сочетании с увеличенным диаметром обода позволяет реализовать схему трекового велосипеда, а вариант трицикла с двумя передними колё5 сами - схему детского велосипеда с удобным сиденьем или инвалидной коляски с ножным приводом, Применение втулки с планетарным механизмом многоступенчатой передачи позволит реализовать семей0 ство дорожных и спортивных велосипедов с улучшенными эргономическими и аэродинамическими характеристиками., До освоения производства втулок с планетарным механизмом возможно сочетание

5 традиционной технологии изготовления дорожных (спортивных) и складных велосипедов с введением элементов новизны по предлагаемому решению: анатомического кресла-сиденья или сиденья с упором для

0 спины и управления задним колесом непосредственным поворотом руля свободно опущенным вниз руками пассажира средства биотранспорта. При этом сочетании конструкция рамы может быть облегчена за счет

5 упрощения формы.

Формула изобретения 1. Средство биотранспорта, содержащее раму, переднеприводную трансмиссию с педальным приводом на по крайней мере одно переднее колесо, шарнирно соединенмое с рамой посредством вилки управляемое заднее колесо, руль, связанный с вилкой, и сиденье с упором для спины, установленное на раме, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности, облегчения и снижения массы, руль жестко соединен с вилкой и расположен ниже плоскости упора для спины.

2. Средство биотранспорта по п.1, о т - личающееся тем, что педальный привод установлен непосредственно на оси переднего колеса.

Использование: изобретение относится к безрельсовым транспортным средствам, приводимым в движение человеком. Сущность изобретения - средство биотранспорта состоит из облегченной за счет упрощения рамы 1, переднеприводной трансмиссии 2 с педалями 3, переднего колеса 4, шарнирно соединенной с рамой вилки 5 с колесом 6, сиденья 7 с упором для спины 8, располагаемого за плоскостью упора для спины на высоте, обеспечивающей доступ свободно опущенных рук к ручкам рулевой трубки. Максимально возможное приближение вала педалей к оси приводного колеса и рук пассажира к оси управляемого колеса, являющееся критерием оптического сочетания массы конструкции и надежности привода, в сочетании с удобством позы пассажира позволяет сделать вывод о преимуществах данной схемы построения средств биотранспорта. 1 з.п ф-лы, 4 ил,

Фаг А