Велосипед с креслом-коляской для инвалидов

(51) 62 13/00 (2006.01) 62 21/00 (2006.01) 62 23/00 (2006.01) 62 1/12 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ шарнирное сопряжение велосипеда с кресломколяской и подъем ее передних колес за счет поворота вала консольным рычагом с фиксированием его положения на замке. Ручной привод состоит из кареточного механизма с шатунами, рукоятками и ведущей звездочкой 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. Велосипед с креслом-коляской может эксплуатироваться в зимний период года. Ведущие колеса кресла-коляски и переднее управляемое колесо велосипеда устанавливаются на лыжи или коньки, а заднее колесо велосипеда ошиповано. Предлагаемый велосипед с креслом-коляской конструктивно прост,так как позволяет использовать существующие конструкции велосипедов и кресел-колясок, для которых дополнительные конструктивные узлы не требуют изменения их базовой конструктивной целостности,и обеспечивать безопасность эксплуатации. Такая конструкция позволяет применять ее не только как транспортное средство для людей с ограниченными двигательными способностями ног,но и использовать для них как тренажер.(57) Изобретение относится к индивидуальным транспортным средствам для инвалидов, в частности, креслам-коляскам для инвалидов и одноколейным транспортным средствам велосипедам, приводимым в движение мускульной энергией человека, и может быть использовано для самостоятельного перемещения инвалидов дома,больнице, а так же на улице для прогулок и спорта. Техническим результатом изобретения является расширение эксплуатационных возможностей велосипеда с ручным приводом путем использования его совместно с креслом-коляской для самостоятельного передвижения инвалидов 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, а также поперечным валом,шарнирно закрепленного на вертикальной стойке,установленной в подседельной трубе рамы велосипеда. Поперечный вал обеспечивает Изобретение относится к индивидуальным транспортным средствам для инвалидов, в частности, креслам-коляскам для инвалидов и одноколейным транспортным средствам велосипедам, приводимым в движение мускульной энергией человека, и может быть использовано для самостоятельного перемещения инвалидов дома,больнице, а так же на улице для прогулок и спорта. Широко известна кресло-коляска, имеющая раму, два передних самофиксирующихся колеса, два задних колеса, сиденье, спинку, два подлокотника,две подножки. При этом к ведущим колесам жестко прикреплены обода для привода коляски (Россия,см. каталоги -Уфимского завода металлических и пластмассовых изделий, мод. БК 1 А, БК 1 АМ,Ставровский завод реабилитационного и медицинского оборудования мод. 400,401). Недостаток в конструкции этих моделей креселколясок в том, что при использовании их на улице как прогулочные,инвалидом затрачиваются неэффективно большие физические силы. Кроме этого, конструкция требует хорошей координации движений и также не предполагает движение на коляске по инерции в отрыве рук от ободов. Известна рычажная инвалидная коляска с кривошипно-шатунным механизмом (Россия, см. каталоги - Уфимского завода металлических и пластмассовых изделий, мод. БК 80, Ставровский завод реабилитационного и медицинского оборудования мод. 406,407). Однако конструкция таких колясок имеет невысокую маневренность и скорость, а также неудобство при использовании их в помещении. Общий недостаток в конструкции всех вышеизложенных кресел-колясок - невозможность инвалидом перемещаться на них самостоятельно по снегу или по льду. Известна конструкция Тележка для велосипеда,(Патент 2247052, В 62 27/00, В 62 5/00, В 62 7/00, В 62 13/04, 62 3/08, 61 5/00,27.02.2005 г.) содержащая корпус, соединительное устройство тележки с рамой велосипеда, колеса,клещевые тормоза соединительное устройство выполнено сзади тележки и имеет верхнюю и нижнюю части с осью, имеющей наклон относительно рамы велосипеда для обеспечения при повороте велосипеда наклона рамы велосипеда в сторону поворота, соединительное устройство состоит из верхнего и нижнего кронштейнов на тележке, с верхним кронштейном соединительного устройства шарнирно соединена пластина,прикрепленная к раме велосипеда через отверстие для прохода передней вилки велосипеда с нижним кронштейном шарнирно соединена труба, состоящая из двух частей, соединенных двумя накладками,охватывающими наклонную трубу рамы велосипеда а в задней части труба закреплена двумя накладками в подседельном пересечении труб рамы велосипеда, тележка имеет трубчатый каркас, одна из труб которого выполняет роль руля, днище, борта из сетки, причем откидной передний борт имеет возможность фиксации в горизонтальном положении, синхронный привод клещевых тормозов 2 колес тележки обеспечивается натяжением общего для двух тормозов троса, проходящего вдоль трубы каркаса тележки, выполняющей роль руля, а при использовании тормозов в качестве стояночных трос натягивается и одевается на крючки на вышеуказанной трубе, имеет сворачиваемое сиденье из ткани или кожи, прикрепленное с одной стороны к трубе, на которую намотана ткань или кожа, с возможностью использования для перевозки пассажиров, в качестве тента для укрывания груза или в качестве паруса. Существенным недостатком данной конструкции является то, что она не может быть использована, как транспортное средство для самостоятельного перемещения инвалидов,лишенных нижних конечностей или их подвижности. Известен велосипед Втулкина (Патент 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 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 невозможность его использования совместно с креслом - коляской для инвалидов. Техническим результатом изобретения является расширения эксплуатационных возможностей велосипеда с ручным приводом путем использования его совместно с креслом-коляской для самостоятельного передвижения инвалидов. Технический результат достигается тем, что известный велосипед, содержащий раму, рулевую колонку, имеющую руль и рулевой стержень,соединенный с передней вилкой, переднее управляемое колесо, педальный привод с цепной передачей на заднее колесо, снабжен ручным приводом, состоящим из кареточного механизма с шатунами, рукоятками и ведущей звездочкой, цепь,звездочку, 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,рама выполнена из двух частей, передней части,состоящая из передней трубы рамы, которая шарнирно закреплена с возможностью фиксации ее положения с другой, задней частью рамы, причем ось шарнирного сопряжения рамы является креплением в подшипнике двух жестко сопряженных звездочек, одна из которых цепью соединена со звездочкой ручного привода, а другая соединена цепью со звездочкой на валу ножного привода, рычаг соединен с муфтой по окружности подвижно, к рукоятке управления рулем правовой 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, дополнительно снабжен кресломколяской для инвалидов, имеющей раму, два передних самофиксирующихся колеса, два задних колеса, с закрепленными к ним ободами, сиденье,спинку, два подлокотника, две подножки, а также поперечным валом, состоящим из трех частей,средней горизонтальной части, которая шарнирно закреплена на вертикальной стойке, установленной в подседельной трубе рамы велосипеда, к средней части вала крепится рычаг консольный, поворот которого фиксируется замком, закрепленным к раме велосипеда, к торцам средней части поперечного вала подвижно и с возможностью фиксации горизонтального положения, крепятся боковые части вала, на концах которых установлены стойки консольные, которые шарнирно крепятся с кронштейнами, закрепленными к передним стойкам рамы кресла-коляски, переднее управляемое колесо велосипеда, а также два задних колеса креслаколяски установлены на лыжи или коньки, ведущее заднее колесо велосипеда ошиповано. На фиг.1 - изображен велосипед с кресломколяской для инвалидов, вид сбоку на фиг.2 сопряжение поперечного вала с креслом-коляской,вид сверху на фиг.3-ручной привод и стабилизатор направления движения переднего колеса, вид сверху на фиг.4-рукоятка и рычаг управления рулем, поперечное сечение на фиг.5 - изображен экспериментальный велосипед (общий вид), у которого цельная рама, цельный поперечный вал и не установлены звездочки (см. фиг.1 поз. 34) на фиг.6-изображен экспериментальный велосипед с креслом-коляской для инвалидов, общий вид. Велосипед содержит раму 1, состоящую из двух частей, передней части, состоящей из передней трубы 6 рамы, которая шарнирно закреплена с возможностью фиксации ее положения с другой,задней частью рамы 1, причем ось 33 шарнирного сопряжения рамы 1 является креплением в подшипнике двух жестко сопряженных звездочек 34, одна из которых цепью 15 соединена со звездочкой 14 ручного привода, а другая соединена цепью 35 со звездочкой 16 на валу ножного привода. Рулевую колонку, имеющую руль 2 с рулевым стержнем 3, соединенным с передней вилкой 4,которая подвижно смонтирована в переднею трубу 6(втулку) рамы, являющуюся одной из частей рамы 1. Переднее управляемое колесо 5, 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 34. Ручной 3 привод 10 закреплен на выдвигаемой части вертикальной стойки 17, выполненной в виде телескопической трубы с хомутом 18, нижняя часть вертикальной стойки 17 закреплена к передней трубе 6 рамы. 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 правой 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. Поперечный вал 36 шарнирно закреплен на вертикальной стойке 37, установленной в подседельной трубе рамы 1. К средней части поперечного вала 36 закреплен рычаг 38 консольный, а на торцах вала 36 стойки 40 консольные. Замок 39. Кресло-коляска имеет раму 41, передние самофиксирующиеся колеса 42, задние колеса 43, с закрепленными к ним ободами 44,подножки 45, кронштейны 46, пальцы 47. Лыжи или коньки 48. Велосипед снабжен дополнительно малыми колесами (см. фиг.5 и 6), установленными к поперечным стойкам, закрепленным к оси заднего колеса 7. Малые колеса обеспечивают поддержание велосипеда в вертикальном положении (см. фиг.5),которое необходимо инвалиду при стыковке с креслом-коляской. Для подготовки велосипеда с кресло-коляской к эксплуатации по росту водителя (инвалида) креслаколяски 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 с соответствующим наращиванием или укорачиванием велосипедной цепи 15. А изменяя и фиксируя положение угла наклона передней части 6 рамы (фиксаторы и ограничители положения передней части рамы на фиг.1 не показаны), на которой смонтированы ручной привод 10 и рулевая стойка 3, обеспечиваем удобство их положения перед водителем. Водитель (инвалид) креслаколяски самостоятельно наезжает на велосипед со 4 стороны его заднего колеса 7. При этом поперечный вал 36 сложен и рычаг 38 его поворота направлен вверх, а боковые части вала 36 направлены вниз (на фиг. не показано). После чего водитель закрепляет боковые части поперечного вала 36 с его средней частью в горизонтальное положение (например, с помощью втулок-замков). Устанавливаются пальцы 47, которые шарнирно соединяют стойки 40 консольные боковых частей поперечного вала 36 с кронштейнами 46, установленными на передних стойках рамы 41 кресла-коляски (см. фиг.1). Затем поворотом рычага 38 поперечного вала вниз и закреплением его в замке 39 осуществляется подъем передних колес 42 коляски с фиксацией их положения. Эксплуатация велосипеда с креслом-коляской для инвалида может осуществляться в одном из следующих режимах. Первый режим. Ноги водителя (инвалида) находятся на подножках 45 кресла-коляски. Движение велосипеда с кресло-коляской в заданном направлении осуществляется за счет приложения руками физических усилий к рукояткам 13 и рычагу 27 управления рулем ручного привода 10, а остановка (торможение) выполняется за счет обратного вращения рычагов 12 ручного привода 10,подобно тому, как это делается педалями на ножном приводе велосипеда. 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. Второй режим эксплуатации характеризуется тем, что на велосипеде установлены (на фиг. не показано) рычаги с педалями ножного привода 8. Подножки 45 на кресле-коляске установлены вверх,а ноги водителя находятся на педалях ножного привода. Управление и поступательное движение велосипеда с коляской осуществляется с помощью рук водителя, приложенных к рукояткам 13 ручного привода 10 и рычагу 27 управления рулем, а ноги выполняют пассивное (в меру возможностей активное) движение на педалях ножного привода 8. Такой режим обеспечивает развитие и восстановление суставов и мышц опорно двигательного аппарата нижних конечностей. Важно отметить, что приложение вращательного момента сил от рук водителя на рычагах 12 ручного привода 10 осуществляется относительно статически неподвижного кареточного механизма 11, что обеспечивает наибольшую эффективность использования мышечной силы инвалида для поступательного движения не только от рук, но и от плеч, торса тела инвалида. Это существенно отличает от приложения сил руками водителя на рычаги в инвалидных кресло-колясках с кривошипно-шатунном механизмом. Третий режим, это эксплуатация велосипеда с кресло-коляской в зимний период года по снегу или по льду. Ведущие колеса 43 кресла-коляски и переднее управляемое колесо 5 велосипеда устанавливаются на лыжи или коньки 48, а заднее колесо 7 велосипеда ошиповано. Движение может осуществляется исходя из положения ног в одном из вышеизложенных режимах 1 или 2. Четвертый режим - режим, когда велосипед с кресло-коляской может использоваться как тренажер (на фиг. не показано). Водитель (инвалид) наезжает задним колесом 7 велосипеда с кресломколяской на станок, состоящий из двух валов,соединенных ремнем и рычагом, регулирующим торможения валов, при этом переднее колесо 5 велосипеда заблокировано ручным тормозом. Испытания опытного образца (см. фиг.5, 6) велосипеда с креслом-коляской на базе конструкции детского велосипеда с диаметром колес меньше уровня высоты сиденья кресла-коляски показали хорошую его мобильность и скорость передвижения. Предложенная конструкция велосипеда с креслом-коляской позволяет также использовать дополнительные конструктивные узлы (на фиг. не показано), за счет которых можно изменять скорость движения в зависимости от физических данных инвалида и рельефа дороги - используя в приводе заднего колеса 7 велосипеда кинематическую систему многоступенчатого переключения скоростей, как в спортивных и туристических моделях велосипедов. Причем,отсоединяя кресло-коляску от велосипеда за счет снятия с замка 39 рычага 38 поперечного вала и поднятия его вверх, креслоколяска опускается вниз на передние колеса 42, и снятием пальцев 47 сопряжения с велосипедом, она может выполнять свойственные ей функции. Таким образом, предлагаемый велосипед с креслом-коляской конструктивно прост, так как позволяет использовать существующие конструкции велосипедов и кресел-колясок, для которых дополнительные конструктивные узлы не требуют изменения их базовой конструктивной целостности,и обеспечивать безопасность эксплуатации. Такая конструкция позволяет применять ее не только как транспортное средство для людей с ограниченными двигательными способностями ног в помещении или на улице для прогулок и спорта, но и использовать для них как тренажер. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Велосипед, содержащий раму, рулевую колонку, имеющую руль и рулевой стержень,соединенный с передней вилкой, переднее управляемое колесо, педальный привод с цепной передачей на заднее колесо, снабжен ручным приводом, состоящим из кареточного механизма с шатунами, рукоятками и ведущей звездочкой, цепь,звездочку, 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 рама выполнена из двух частей, передней части, состоящей из передней трубы рамы, которая шарнирно закреплена с возможностью фиксации ее положения с другой,задней частью рамы, причем ось шарнирного сопряжения рамы является креплением в подшипнике двух жестко сопряженных звездочек,одна из которых цепью соединена со звездочкой ручного привода, а другая соединена цепью со звездочкой на валу ножного привода, 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 рукоятки управления рулем, который 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,дополнительно снабжен креслом-коляской для инвалидов,имеющей раму,два передних самофиксирующихся колеса, два задних колеса, с закрепленными к ним ободами, сиденье, спинку, два подлокотника, две подножки, а также поперечным валом, состоящим из трех частей, средней горизонтальной части,которая шарнирно 5 закреплена на вертикальной стойке установленной в подседельной трубе рамы велосипеда, к средней части вала крепится рычаг консольный, поворот которого фиксируется замком, закрепленным к раме велосипеда, к торцам средней части поперечного вала подвижно и с возможностью фиксации горизонтального положения крепятся боковые части вала, на концах которых установлены стойки консольные, которые шарнирно крепятся с кронштейнами, закрепленными к передним стойкам рамы кресла-коляски. 2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что переднее управляемое колесо велосипеда, а также два задних колеса кресла-коляски установлены на лыжи или коньки, ведущее заднее колесо велосипеда ошиповано.