Велосипед Втулкина

(51) 62 21/26 (2010.01) 62 5/02 (2010.01) 62 1/12 (2010.01) 62 3/14 (2010.01) 62 17/00 (2010.01) 63 23/035 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ закрепленной к раме. Стабилизация направления движения переднего колеса в заданном направлении осуществляется за счет нажатия и поворота влевовправо рычага-защелки на правой рукоятки ручного привода. В результате чего происходит зацепление средней части рычага-защелки с концентрическим пазом на оси рукоятки, обеспечивая тем самым удержания переднего колеса в заданном направлении движения, а при повороте рычага защелки влево-вправо осуществляется соответственно поворот влево-вправо переднего колеса. Включением муфты сцепления между ручным и педальным приводом осуществляет полный привод колес велосипеда. Предлагаемый велосипед конструктивно прост,позволяет полно и эффективно использовать мышечную энергию тела человека в его эксплуатации. Причем дополнительные конструктивные узлы могут устанавливаться на все существующие типы велосипедов (дорожные,туристические, спортивные) без изменения их базовой конструктивной целостности и обеспечивать безопасность эксплуатации. Такая конструкция велосипедов позволит не только гармонично развивать мышцы тела человека, т.е. использоваться как мобильный тренажер ног, рук,торса человека, но и применяться как транспортное средство для людей с ограниченными двигательными способностями ног.(57) Изобретение относится к одноколейным индивидуальным транспортным средствам,приводимым в движение мускульной энергией человека - велосипедам, предназначенным для прогулок, деловых встреч и велоспорта. Техническим результатом изобретения является повышение КПД использования мускульной энергии человека в приводе колес велосипеда за счет использования ручного привода в кинематике привода переднего колеса, как при совместном его взаимодействии с педальным приводом, так и раздельно, а также повышение удобства и безопасности эксплуатации, и достигается тем, что велосипед снабжен ручным приводом с редуктором и карданной передачей как на педальный привод,так и на привод переднего колеса, а также стабилизатором направления движения переднего колеса. Ручной привод установлен на вертикальной стойке, выполненной в виде телескопической трубы, 24605 Изобретение относится к одноколейным индивидуальным транспортным средствам,приводимым в движение мускульной энергией человека, велосипедам, предназначенным для прогулок, деловых встреч и велоспорта. Известен велосипед Гаврилова В.М. (А.с. СССР 1299891. В 62 К 3/00, В 62 М 1/12. Бюл.12,1987 г.), содержащий раму, руль, седло, ножной привод с ведущей и ведомой звездочками,охваченными гибким органом, шатуны с педалями,установленные на оси ведущей звездочки, и ручной привод, имеющий рычаг, кинематически связанный с ножным приводом, корпус с осью и П-образной тягой,установленной одними концами с возможностью поворота на оси поворота, а ось звездочки ручного привода закреплена на другом конце тяги, выполненной с возможностью фиксирования ее в двух положениях, при этом рычаг установлен на оси звездочки, размещенной с внешней стороны гибкого органа ножного привода с возможностью взаимодействия с гибким органом. Основной недостаток велосипеда - то, что ручной привод осуществляется одной рукой, а другой рукой управление движением велосипеда. Все это создает неудобство в эксплуатации велосипеда и неэффективность использования мускульной силы велосипедиста. Известен велосипед Втулкина (Пред.патент 18615. В 62 К 3/00, В 62 К 21/00, В 62 М 1/00. Бюл.7, 2007 г.), содержащий раму, рулевую колонку, имеющую руль и рулевой стержень,соединенный с передней вилкой, переднее управляемое колесо, седло, педальный привод с цепной передачей на заднее колесо, ручной привод,состоящий из кареточного механизма с шатунами,рукоятками и ведущей звездочкой, соединенной цепью со второй звездочкой, которая дополнительно установлена на левой стороне вала педального привода, ручной привод закреплен на выдвигаемой части вертикальной стойки, выполненной в виде телескопической трубы, нижняя часть которой закреплена к раме, стабилизатором направления движения переднего колеса, состоящего из поперечной дугообразной рейки с отверстиями,закрепленной горизонтально к рулевой колонке,поворотной оси, закрепленной шарнирно к вертикальной стойке, на торцах поворотной оси закреплены одноплечевые рычаги, на конце нижнего рычага закреплена защелка,контактирующая с поперечной дугообразной рейкой,из рычага управления защелкой,установленного на руле и соединенного с защелкой тросовым приводом, рукоятка на правой стороне ручного привода установлена на оси подвижно по горизонтали, по торцам которой установлены пружины, верхний рычаг на поворотной оси соединен с тягой, другой конец которой через вилку соединен с муфтой, которая подвижно по горизонтали закреплена на валу ручного привода, на правом шатуне которого шарнирно закреплен двухплечевой рычаг, один конец которого шарнирно закреплен с муфтой, а другой конец шарнирно закреплен с рукояткой, руль выполнен в виде 2 дугообразной формы, в продольной и поперечной плоскостях обеспечивающей свободу его поворота вокруг ручного привода. Недостатки велосипеда - сложность конструкции механизма стабилизации управлением движения велосипеда и его ограниченные возможности в маневрировании, а также трудность удержания заданного направления движения, из-за возможного продольного проскальзывания влево-право рукоятки управления на ручном приводе. Неудобство в эксплуатации и надежности в цепной передачи ручного привода. Техническим результатом изобретения является повышение КПД использования мускульной энергии человека в приводе колес велосипеда за счет использования ручного привода в кинематике привода переднего колеса, как при совместном его взаимодействии с педальным приводом, так и раздельно, а также повышение удобства и безопасности эксплуатации. Технический результат достигается тем, что известный велосипед, содержащий раму, рулевую колонку, имеющую руль и рулевой стержень,соединенный с передней вилкой, переднее управляемое колесо, седло, педальный привод с цепной передачей на заднее колесо, снабжен ручным приводом, состоящим из кареточного механизма с шатунами, рукоятками, ручной привод закреплен на выдвигаемой части вертикальной стойки, выполненной в виде телескопической трубы, нижняя часть которой закреплена к раме стабилизатором направления движения переднего колеса, состоящего из рукоятки, которая на правой стороне ручного привода установлена на оси подвижно по горизонтали,муфты, которая подвижно по горизонтали закреплена на валу ручного привода, поворотный механизм руля на ручном приводе состоит из рычага, один конец которого соединен шарнирно с муфтой, а другой конец шарнирно с рукояткой правой стороны ручного привода, муфта закреплена горизонтальным стержнем с фиксирующей шайбой, которая подвижно установлена на левой стороне вала ручного привода, перпендикулярно которому к горизонтальному стержню крепится консольный рычаг управления рулем, к рулевому стержню крепится горизонтально в сторону переднего колеса рулевой консольный рычаг, на котором крепится вертикально стержень,который установлен подвижно в пазу, расположенным на конце консольного рычага управления рулем, рукоятка правой стороны ручного привода снабжена рычагом-защлкой управления рулем, выполненным в виде двухплечевого рычага Т-образной формы,установленного в пазу рукоятки вдоль ее горизонтальной оси, середина двухплечевого рычага подвижно закреплена в пазу рукоятки и подпружинена,и средней своей частью контактирует с осью рукоятки, которая имеет концентрические пазы, на конце рукоятки перпендикулярно ее оси закреплен вертикально вниз балансир, на ручном и ножном приводах установлены редукторы, соединенные между собой 24605 карданным валом через муфту сцепления, которая тросовой тягой соединена с рычагом управления,установленным на руле, а также дополнительно снабжен приводом переднего колеса, состоящего из редуктора привода переднего колеса, который соединен карданным валом с редуктором ручного привода. На фиг.1 изображен велосипед с дополнительным ручным приводом, общий вид на фиг. 2 - ручной привод и стабилизатор направления движения переднего колеса, вид сверху. Велосипед содержит раму 1, рулевую колонку,имеющую руль 2 с рулевым стержнем 3,соединенным с передней вилкой 4, которая подвижно смонтирована во втулку рамы 1, переднее управляемое колесо 5, седло с седлодержателем 6,заднее ведущее колесо 7, педальный привод 8,соединенный цепью 9 с задним ведущим колесом 7. Ручной привод 10 состоит из кареточного механизма 11 с шатунами 12, рукоятками 13 и редуктором 14, который карданным валом 15 через муфту сцепления 16 соединен с редуктором 32,который дополнительно установлен на валу педального привода 8, а также карданным валом 33,который соединен с редуктором 34 привода переднего колеса. Ручной привод 10 закреплен на выдвигаемой части вертикальной стойки 17,выполненной в виде телескопической трубы с хомутом 18, нижняя часть вертикальной стойки 17 закреплена к раме 1. Стабилизатор направления движения переднего колеса состоит из муфты 19,фиксирующей шайбы 20, которые подвижно установлены на валу 21 ручного привода и соединены между собой горизонтальным стержнем 22, на котором закреплен консольный рычаг 23 управления рулем, на конце которого имеется паз, а также рычага 24, один конец которого шарнирно соединен с муфтой 19, а другой шарнирно с правой рукояткой 13 ручного привода, которая подвижно установлена на своей оси 25, на которой имеются концентрические пазы 26. Рычага-защелки 27 управления рулем,выполненным в виде двухплечевого рычага Т-образной формы,установленного с возможностью его поворота в пазу рукоятки 13. Пружина 28 и балансир 29, который закреплен на конце рукоятки 13. К рулевому стержню 3 закреплен рулевой консольный рычаг 30,на котором закреплен вертикальный стержень 31,который подвижно установлен в пазу консольного рычага 23 управления рулем. Муфта сцепления 16 тросовой тягой (на фиг. не показано) соединена с рычагом управления 35, установленного на руле 2. Для подготовки велосипеда к эксплуатации по росту велосипедиста устанавливают рулевую стойку 3 с рулем 2 на удобном по высоте уровне, а также выдвигают телескопический конец вертикальной стойки 17, на которой закреплен ручной привод 10,и фиксируют его на требуемой высоте хомутом 18. Предлагаемый велосипед может эксплуатироваться в одном из следующих режимов. Первый режим. Муфта сцепления 16 между ручным 10 и педальным приводом 8 отключена рычагом управления 35. Движение велосипеда осуществляется в обычном порядке с помощью ног велосипедиста,выполняющего вращение педального привода 8 с передачей вращения через цепь 9 на привод заднего колеса 7. Управление направлением движения велосипедом выполняется рулем 2. При этом рукоятки ручного привода 10 не вращаются. Стабилизатор направления движения переднего колеса не активен, и синхронно работает с рулем 2 управления переднего колеса во всем его угловом секторе поворота, а именно, при повороте руля 2 влево-вправо, а вместе с ним и рулевого консольного рычага 30,осуществляется перемещение по горизонтали соответственно влевовправо консольного рычага 23 управления рулем,муфты 19 на валу 21 ручного привода и связанной шарнирно через рычаг 24 правой рукоятки 13 ручного привода вдоль своей оси 25. Рычаг-защелка 27 управления рулем при этом отжата пружиной 28 от оси 25 рукоятки, обеспечивая тем самым свободу перемещения рукоятки 13 вдоль своей оси 25. При этом балансир 29 на рукоятки 13 управления рулем обеспечивает ориентацию рычага-защелки 27 в удобном для велосипедиста положении. Второй режим. Муфта сцепления 16 между ручным и педальным приводом включена, что обеспечивает полный привод всех колес велосипеда,как от активизации педального привода 10, так и ручного привода 8 или их совместной работы. Управление направлением движения велосипедом выполняется рулем 2. Движение велосипеда осуществляется только с помощью ног велосипедиста,выполняющего вращение педальнего привода 8 с передачей вращения, как на привод заднего колеса 7 через цепь 9 так и на привод переднего колеса 5 через последовательность механических узлов, состоящих из редуктора 32 педального привода, карданного вала 15, муфты сцепления 16, редуктора 14 ручного привода, карданного вала 33 переднего колеса,редуктора 34 привода переднего колеса. При этом рукоятки и педали одной стороны, на приводах 8, 10 вращаются в одной фазе. Третий режим. Это режим эксплуатации велосипеда, когда необходимо увеличить скорость движения велосипеда или мощность на приводе ведущих колес 5, 7 по сравнению с обычным режимом, и обеспечивается за счет включения муфты сцепления 16 и активной совместной работы ног и рук на педальном и ручном приводах 8,10. Переход на этот режим эксплуатации велосипеда при заданном направлении его движения может выполняться как в начале движения, так и в процессе поступательного движения велосипеда при условии малой маневренности (поворотах) в дальнейшем направлении пути движения. Для этого руки велосипедиста прилагаются к рукояткам 13 ручного привода 10, выполняя их вращение совместно с работой ног на педальном приводе 8. Стабилизация направления движения переднего колеса 5 в заданном направлении осуществляется за счет нажатия и поворота влево-вправо рычагазащелки 27 на правой рукоятки 13 ручного привода. В результате чего происходит зацепление средней 3 24605 части рычага-защелки 27 с концентрическим пазом 26 на оси 25 рукоятки, обеспечивая тем самым удержания переднего колеса 5 в заданном направлении движения, а при повороте рычага защелки 27 влево-вправо осуществляется соответственно поворот влево-вправо переднего колеса 5. Взаимодействие между поворотом рычагазащелки 27 и поворотом руля 2 осуществляется через механический узел, образующий стабилизатор направления движения переднего колеса, принцип работы которого следующий. Поворот рычагазащелки 27 влево-вправо вызывает соответственно перемещение влево-вправо правой рукоятки 13 вдоль ее оси 25 и вместе с ней рычага 24 и муфты 19 вдоль оси вала 21 ручного привода. Перемещение муфты 19 создает через горизонтальный стержень 22 движение влево-право консольного рычага 23 управления рулем, который через вертикальный стержень 32 вызывает поворот влево-вправо рулевого консольного рычага 30, который закреплен к рулевому стержню 3. Четвертый режим эксплуатации велосипеда характеризуется тем,что управление и поступательное движение велосипеда осуществляется только с помощью рук велосипедиста, приложенных к рукояткам 13 ручного привода 10. При этом, если муфта сцепления 16 отключена, то движение велосипеда выполняется только от привода переднего колеса 5. Ноги велосипедиста находятся на педальном приводе 8 в пассивном состоянии, т.е. педальный привод не вращается. Когда муфта сцепления 16 включена, то движение велосипеда выполняется от привода как переднего 5, так и заднего колеса 7, и велосипедист не используетмышечную силу ног на педальном приводе 8, и при активизации ручного привода 10 ноги на педалях выполняют пассивное вращательное движение. Испытания опытных образцов велосипедов на базе велосипеда марки Кама и Урал показали следующее. Во-первых, использование в велосипеде дополнительных конструктивных узлов не мешает велосипедисту эффективно эксплуатировать велосипед во всех возможных режимах. Во-вторых,велосипедист за счет переключения режимов эксплуатации велосипеда обеспечивал (создавал) условия рационального распределения своей мышечной энергии тела (ног, рук, торса). Причем при совместном использовании ручного и педального приводов 8, 10 велосипедист увеличивал мощность на приводе ведущих колес на 50 и более по сравнению с обычным режимом эксплуатации. Предлагаемый велосипед конструктивно прост,позволяет полно и эффективно использовать мышечную энергию тела человека в его эксплуатации. Причем дополнительные конструктивные узлы могут устанавливаться на все существующие типы велосипедов (дорожные,туристические, спортивные) без изменения их базовой конструктивной целостности и обеспечивать безопасность эксплуатации. Такая конструкция велосипедов позволит не только 4 гармонично развивать мышцы тела человека, т.е использоваться как мобильный тренажер ног, рук,торса человека, но и применяться как транспортное средство для людей с ограниченными двигательными способностями ног. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Велосипед, содержащий раму, рулевую колонку, имеющую руль и рулевой стержень,соединенный с передней вилкой, переднее управляемое колесо, седло, педальный привод с цепной передачей на заднее колесо, снабжен ручным приводом, состоящим из кареточного механизма с шатунами, рукоятками, ручной привод закреплен на выдвигаемой части вертикальной стойки, выполненной в виде телескопической трубы, нижняя часть которой закреплена к раме,стабилизатором направления движения переднего колеса, состоящего из рукоятки, которая на правой стороне ручного привода установлена на оси подвижно по горизонтали, муфты, которая подвижно по горизонтали закреплена на валу ручного привода, отличающийся тем, что поворотный механизм руля на ручном приводе состоит из рычага, один конец которого соединен шарнирно с муфтой, а другой конец шарнирно с рукояткой правой стороны ручного привода, муфта закреплена горизонтальным стержнем с фиксирующей шайбой,которая подвижно установлена на левой стороне вала ручного привода,перпендикулярно которому к горизонтальному стержню крепится консольный рычаг управления рулем, к рулевому стержню крепится горизонтально и направленный в сторону переднего колеса рулевой консольный рычаг,на котором крепится вертикально стержень,который установлен подвижно в пазу, расположенным на конце консольного рычага управления рулем. 2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что рукоятка правой стороны ручного привода снабжена рычагом-защлкой управления рулем, выполненным в виде двухплечевого рычага Т-образной формы установленного в пазу рукоятки вдоль ее горизонтальной оси, середина двухплечевого рычага подвижно закреплена в пазу рукоятки и подпружинена,и средней своей частью контактирует с осью рукоятки, которая имеет концентрические пазы, на конце рукоятки перпендикулярно ее оси закреплен вертикально вниз балансир. 3. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что на ручном и педальном приводах установлены редукторы, соединенные между собой карданным валом через муфту сцепления, которая тросовой тягой соединена с рычагом управления установленным на руле. 4. Велосипед по пп.1 и 3, отличающийся тем,что дополнительно снабжен приводом переднего колеса, состоящего из редуктора привода переднего колеса, который соединен карданным валом с редуктором ручного привода.