Велосипед Втулкина

(51) 62 3/00 (2006.01) 62 21/00 (2006.01) 62 1/12 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН 2012/0960.1 14.09.2012 17.03.2014, бюл. 3 Втулкин Александр Павлович 23254 , 15.11.201018615 , 16.07.20071982908 1, 22.10.20082843939 1, 05.03.20042011/072359 1, 23.06.20112170685 1, 20.07.2001(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 маневренности и безопасности эксплуатации и достигается тем, что рычаг рукоятки управления рулем, выполнен в виде стержня, один конец которого шарнирно закреплен с консольным рычагом оси рукоятки, который через окно рукоятки управления рулем закреплен с втулкой, которая подвижно установлена в концентрическом пазу оси рукоятки управления. Ручной привод состоит из кареточного механизма с шатунами, рукоятками и ведущей звездочкой, соединенной цепью со второй звездочкой, которая дополнительно установлена на левой стороне вала педального привода, и закреплен на выдвигаемой части вертикальной стойки,выполненной в виде телескопической трубы,нижняя часть которой закреплена к раме. Управление движением переднего колеса в заданном направлении осуществляется за счет поворота влево-вправо одноплечевого рычага,выполненного в виде стержня и установленного на правой рукоятке ручного привода. Такой механизм поворота руля на ручном приводе обеспечивает большой угол поворота переднего колеса. 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. использовать как мобильный тренажер ног, рук,торса человека, но и применять как транспортное средство для людей с ограниченными двигательными способностями ног. Ручной привод в предложенной конструкции велосипеда может также использоваться в трехколесных велосипедах и инвалидных колясках. Изобретение относится к одноколейным индивидуальным транспортным средствам,приводимым в движение мускульной энергией человека - велосипедам, предназначенным для прогулок, деловых встреч и велоспорта. Известен велосипед Втулкина (Предпатент 18615. В 62 3/00, В 62 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 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. Известен велосипед Втулкина (Патент К 23254. В 62 3/00, В 62 21/00, В 62 М 1/12. Бюл. 11, 2010 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, снабжен ручным приводом,состоящим 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 2 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 верхней части рулевого стержня крепится горизонтально в сторону переднего колеса рулевой консольный рычаг, на котором крепятся руль и 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, на концах двухплечевого рычага установлены пружины контактирующие с рукояткой,середина двухплечевого рычага подвижно закреплена в пазу рукоятки и средней своей частью контактирует с осью рукоятки,которая имеет концентрические пазы, на конце рукоятки перпендикулярно ее оси закреплен вертикально вниз балансир. Основной недостаток велосипеда это неудобство и нестабильность в управлении рулем от ручного привода, а именно необходимо прилагать большие усилия рукой при маневрировании из-за ограниченности конструктивных размеров двухплечевого рычага-защелки Т-образной формы,и при этом требуется всегда удерживать его в зацеплении с осью рукоятки и противодействовать возникающему при этом трении моменту силы,вызывающему разворот рукоятки управления, а также малый угол сектора поворота переднего колеса от механизма управления ручного привода. Техническим результатом изобретения является повышения удобства,маневренности 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 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 рукоятки, которая 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 с муфтой, а другой конец шарнирно с рукояткой 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 верхней части рулевого стержня 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, рукоятка правой стороны ручного привода снабжена рычагом управления рулем, ось рукоятки имеет концентрический паз, а также тем, что рычаг соединен с муфтой по окружности подвижно, к рукоятке управления рулем правой стороны ручного привода закреплен палец,который подвижно установлен в прямоугольном отверстии на рычаге рукоятке управления рулем, выполненного в виде стержня,один конец которого шарнирно закреплен с консольным рычагом оси рукоятки, который через окно рукоятки управления рулем закреплен с втулкой, которая подвижно установлена в концентрическом пазу оси рукоятки управления,На фиг.1 изображен велосипед с дополнительным ручным приводом, общий вид на фиг.2 - ручной привод и стабилизатор направления движения переднего колеса, вид сверху на фиг. 3 рукоятка и рычаг управления рулем, поперечное сечение. 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 ведущей звездочкой 14, которая цепью 15 соединена со звездочкой 16, которая дополнительно установлена на валу педального привода 8. 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. Поворотный механизм руля на ручном приводе 10 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 так же рычага 24, один конец которого подвижно по окружности соединен с муфтой 19, а другой шарнирно с правой рукояткой 13 ручного привода, которая подвижно установлена на своей оси 25, на которой имеется концентрический паз 26. К рукоятке 13 управления рулем правовой стороны ручного привода 10 закреплен палец 28, который подвижно установлен в прямоугольном отверстии 32 на рычаге 27 рукоятке управления рулем, выполненного в виде стержня, один конец которого шарнирно закреплен с консольным рычагом 29 оси рукоятки, который через окно 20 рукоятки управления рулем закреплен с втулкой 31, которая подвижно установлена в концентрическом пазу 26 оси 25 рукоятки управления. К верхней части рулевого стержня 3 закреплен рулевой консольный рычаг 30, на котором закреплен вертикальный стержень 31,который подвижно установлен в пазу на конце консольного рычага 23 управления рулем. Для подготовки велосипеда к эксплуатации по росту велосипедиста устанавливают рулевую стойку с рулем на удобном по высоте уровне, а так же выдвигают телескопический конец вертикальной стойки 17, на которой закреплен ручной привод 10,и фиксируют его на требуемой высоте хомутом 18 с соответствующим наращиванием или укорачиванием велосипедной цепи 15 и ее натяжением натяжителем цепи (на фиг. не показан). Предлагаемый велосипед может эксплуатироваться в одном из следующих режимах. Первый режим. 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. Причем рукоятки и педали одной стороны, на приводах 8,10 вращаются в одной фазе. Управление направлением движения велосипедом выполняется рулем 2. При этом поворотный механизм руля на ручном приводе 10 синхронно работает с рулем 2 управления переднего колеса во всем его угловом секторе поворота, а именно, при повороте руля 2 влевовправо, а вместе с ним и рулевого консольного рычага 30, осуществляется перемещение по горизонтали соответственно влево-вправо консольного рычага 23 управления рулем,горизонтального стержня 22 и муфты 19 на валу 21 ручного привода, а также связанных шарнирно через рычаг 24 рукоятки 13 ручного привода вдоль своей оси 25. Рычаг 27 управления рулем при этом осуществляет поворот влево-вправо в соответствии с направлением перемещения рукоятки 13. При этом консольный рычаг 29 оси рукоятки и часть рычага 27 управления рулем, шарнирно сопряженного с ним,выполняют функцию балансира и обеспечивают ориентацию рычага 27 управления относительно оси 25 рукоятки в удобном для велосипедиста положении. Второй режим. Это режим эксплуатации велосипеда, когда необходимо увеличить скорость движения велосипеда или мощность на приводе ведущего колеса по сравнению с обычным 3 режимом, и обеспечивается за счет активной совместной работы ног и рук на педальном и ручном приводах 8,10, связанных между собой цепью 15 через одинаковые звездочки 14,16. Переход на этот режим эксплуатации велосипеда при заданном направлении его движения может выполняться как в начале движения, так и в процессе поступательного движения велосипеда. Для этого руки велосипедиста прикладываются к рукояткам 13 и рычагу 27 управления рулем 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 удержания рычага 27 на рукоятке 13 ручного привода, а при повороте рычага 27 влево-вправо осуществляется соответственно поворот влевовправо переднего колеса 5. Взаимодействие между поворотом рычага 27 и поворотом руля 2 осуществляется через механический узел,образующий стабилизатор направления движения переднего колеса, принцип работы которого следующий. Поворот рычага 27 влево-вправо относительно шарнирного крепления к консольному рычагу 29 оси рукоятки вызывает перемещение влево-вправо пальца 28 и 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 31 вызывает поворот влево-вправо рулевого консольного рычага 30, который закреплен к рулевому стержню 3 Третий режим эксплуатации велосипеда характеризуется тем,что управление и поступательное движение велосипеда осуществляется только с помощью рук велосипедиста, приложенных к рукояткам 13 ручного привода 10 и рычагу 27 управления рулем. Ноги велосипедиста находятся на педальном приводе 8 в пассивном состоянии, т.е. велосипедист не использует мышечную 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 велосипедов марки Кама и Урал показали,что использование в велосипеде дополнительных конструктивных узлов не мешает велосипедисту эффективно эксплуатировать велосипед во всех возможных режимах, а также то, что велосипедист за счет переключения режимов эксплуатации велосипеда обеспечивал(создавал) условия рационального распределения своей мышечной энергии тела (ног, рук, торса). 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, 4 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 использовать как мобильный тренажер ног, рук,торса человека, но и применять как транспортное средство для людей с ограниченными двигательными способностями ног. Ручной привод в предложенной конструкции велосипеда может также использоваться в трехколесных велосипедах и инвалидных колясках. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 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 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 рукоятки, которая 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 с муфтой, а другой конец шарнирно с рукояткой 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 верхней части рулевого стержня 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, рукоятка правой стороны ручного привода снабжена рычагом управления рулем, ось рукоятки имеет концентрический паз,отличающийся тем, что рычаг соединен с муфтой по окружности подвижно, к рукоятке управления рулем правой стороны ручного привода закреплен палец,который подвижно установлен в прямоугольном отверстии на рычаге рукоятке управления рулем, выполненного в виде стержня,один конец которого шарнирно закреплен с консольным рычагом оси рукоятки, который через окно рукоятки управления рулем закреплен с втулкой, которая подвижно установлена в концентрическом пазу оси рукоятки управления.