Транспортное средство

 

Изобретение относится к транспортным средствам, приводимым в движение мускульной силой человека, в частности к конструкциям складных веломобилей, снабженным устройством для накопления энергии торможения и отдачи ее в начале движения. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей. В предлагаемом транспортном средстве использованй устройство 9 изменения углового положения между рамой 1 и задней вилкой 7, связанное с фрикционной управляемой муфтой и муфтой свободного 28 г хода заднего колеса. Педальный привод 6 через муфту свободного хода сообщает движение переднему колесу. Возможность гравитационного торможения веломобиля осуществляется с помощью устройства 9 отбором крутящего момента заднего колеса через ijenHyro передачу на барабан. Последний при зтом наматывает на себя цепь по спирали . Наматываемая цепь поднимает вверх конец вилки 7, связанный с подседельной частью рамы 1. Рама 1 с сиденьем 10 и водителем также поднимаются . При этом кинетическая энер-- гия движения веломобиля переходит в потенциальную энергию поднятого центра масс системы. Накопленная потенциальная энергия при намотке гибкого элемента рекуперируется веломобилем при последующем разгоне во время работы педального привода как дополнительный источник энергии, стимулирующий быстрый разгон и сохраняющий мускульную силу водителя. 1 з.п. ф-лы 6 ил. .10 П У Г ЛОГ -/f (Л 4 ю ел to ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1425127 (5D 4 В 62 М 1/10

1".Р(Н()Ут/, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (Z1) 4096774/27-11 (22) 19.05.86 (46) 23.09.88. Бюл. У 35 (71) Кохтла-Ярвеское сланцехимическое производственное объединение им.В.И.Ленина (72) В.Г.Ткаченко (53) 629.119.3(088.8) (56) Авторское свидетельства СССР .9 1142352, кл. В 62 M 1/20, 1982. (54) ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО (57) Изобретение относится к транспортным средствам, приводимым в движение мускульной силой человека, в частности к конструкциям складных веломобилей, снабженным устройством для накопления энергии торможения и отдачи ее в начале движения. Цель изобретения — расширение эксплуатационных воэможностей. В предлагаемом транспортном средстве использовано устройство 9 изменения углового положения между рамой 1 и задней вилкой 7, связанное с фрикционной управляемой муфтой и муфтой свободного хода заднего колеса. Педальный привод 6 через муфту свободного хода сообщает движение переднему колесу.

Возможность гравитационного торможения веломобиля осуществляется с помощью устройства 9 отбором крутящего момента заднего колеса через цепную передачу на барабан. Последний при этом наматывает на себя цепь по спирали. Наматываемая цепь поднимает вверх конец вилки 7, связанный с подседельной частью рамы 1, Рама 1 с сиденьем 10 и водителем также поднимаются. При этом кинетическая энергия движения веломобиля переходит в потенциальную энергию поднятого центра масс системы. Накопленная потек- Е циальная энергия при намотке гибкого элемента рекуперируется веломобилем при последующем разгоне во время ра- С боты педального привода как дополнительный источник энергии, стимулирую- 2 щий быстрый разгон и сохраняющий мус-. > кульную силу водителя. 1 з.п, ф-лы, р

6 ил. Ю

142512?

Изобретение относится к транспортным средствам, приводимым в движение мускульной силой человека, в частности к конструкциям складных веломоби5 лей, снабженных устройством для накопления энергии торможения и отдачи ее в начале движения. Веломобиль может быть использован как индивидуальное транспортное средство для бытовых целей, а также для обслужива,ния производственных нужд в любой области народного хозяйства, ! !

Цель изобретения — расширение экс15 ,плуатационных возможностей.

На фиг.1 показан веломобиль с опу,щенным сиденьем, вид сбоку; на фиг.2— схема педального привода переднего колеса; на фиг.3 — схема устройства изменения углового положения задней вилки относительно рамы в горизонтальной плоскости; на фиг.4 - то же в вертикальной плоскости по оси веломобиля; на фиг.5 — веломобиль с под;нятым сиденьем; на фиг.б — график за висимости тормозного (или приводного) момента M заднего колеса от числа обо ротов колеса и или от пути торможения (разгона) L.

Веломобиль содержит U-образную раму 1, на которой установлены рулевая

1 колонка 2, стойка 3, передняя вилка 4 с колесом 5 и педальным приводом 6, ! задняя вилка 7, несущая колесо 8, ; устроиство 9 изменения углового поло жения между рамой и задней вилкой.

На раме 1 установлено сиденье 10 с кабиной 11, имеющей в задней части грузовой отсек 12. В колонке 2 устаф новлен рулевой вал 13, соединяющий руль 14 с передней вилкой 4. Задняя вилка 7 соединена с рамой 1 шарнирно посредством оси 15 (фиг.3) и подпружинена к ней телескопическим амортизатором 16 (фиг.4). Нижний конец амортизатора 16 установлен в вилке 7 на .оси 17 (фиг.3) а верхний конец снабжен роликом 18 (фиг.4) и опирается на стойку 3, Привод б содержит вал 19 (фиг.2), установленный в подшипниках 20 вилки

4. На валу 19 закреплены педальные рычаги 21, ведущая звездочка 22, переднее колесо 5 с муфтой 23 свободного хода и ведомая звездочка 24, В верхней части вилки 4 установлена каретка 25, на валу которой закреплены промежуточная звездочка 26 и блок 27 звездочек, снабженный управляемым переключателем 28 скоростей (фиг.l). Ведущая звездочка 22 кинематически связана со звездочкой 26 цепью 29, блок

27 звездочек через переключатель 28 скоростей связан с ведомой звездочкой

24 цепью 30.

Устройство 9 (фиг.3) включает установленный на оси 15 барабан 31, на котором жестко закреплены шестерня

32 и звездочка 33. С шестерней 32 зацепляется шестерня 34 с закрепленной на ней звездочкой 35. На оси заднего колеса 8 размещена фрикционная управляемая муфта 36, на стойке 3 — ролик 37 на оси 38, на раме 1 — свободно установленная управляемая собачка

39, входящая в зацепление с зубьями шестерни 32. Незамкнутая цепь 40 соединяет барабан 31 и верхний конец амортизатора 16, огибая ролик 37.Для создания плавной характеристики крутящего приводного момента на оси заднего колеса барабан 31 имеет шейку, выполненную с переменным радиусом в виде кулачка, причем место крепления цепи 40 на поверхности кулачка находится в точке наименьшего радиуса.

Одна часть муфты установлена на оси

41 колеса 8 и несет на себе жестко закрепленную звездочку 42, которая цепью 43 соединена со звездочкой 33.

Другая часть муфты 36 жестко закреплена на ступице колеса 8. Муфта 44 свободного хода заднего колеса вы-! полнена совместно со звездочкой 45 и соединена цепью 46 со звездочкой 35.

Включение в работу муфты 36 и вывод из зацепления собачки 39 с шестерней

32 осуществляются поворотом рукоятки

47 (фиг.2) на руле 14 через гибкие тяговые тросики (He показаны).

Устройство работает следующим образом, Водитель вращает педальные рычаги

21, движение через звездочку 22 (фиг ° 2) и цепь 29 передается на звездочку 26 каретки 25 и далее через одну из звездочек блока 27, цепь 30 на звездочку 24 муфты 23 свободного хода переднего колеса 5, так как звездочка

24.входит в зацепление со ступицей переднего приводного колеса, веломобиль движется.

После прекращения вращения педалями муфта 23 выходит иэ зацепления с колесом 5, которое продолжает свобод! 425127

F — сила инерции системы массой

И

m движущейся с ускорением

Рн= " -a;

Ь вЂ” тормозной путь до полного останова системы; а — ускорение, равное

Чся V

t 2t где V — скорость движения системы; время подъема центра тяжести системы на высоту.

L 2L

Vcv V отсюда ускорение равно

4вр Ъ

41

Исходная формула примет вид

m — = m ° h х 41.

Откуда V = 414L Ь. При числовык значениях h = 0,5 м конструктивно для данного исполнения веломобиля — 5,5 м (тормозной путь велрсипеда) .

Скорость V веломобиля перед началом гравитационного торможения определяется выражением

Н =Г4 Ь Ь = 4 5,5 0,5 — 3,32 м/с = 12 км/ч.

Если учесть, что кроме сил инерции движения веломобиля на скорость действует сила инерции поднимаемого водителя и груза, сила сопротивления встречного воздуха, сила трения колес ,о дорогу и в трущихся парах механизма, то с учетом перечисленных факторов скорость веломобиля, необходимая для осуществления гравитационного торможения, должна составить " 16-20 хм 4, что соответствует возможной средней скорости движения веломобиля в городских условиях, где требуется частое торможение, Во время гравитационного торможе" ния можно зафиксировать поднимающееся сиденье 10 в любом промежуточном или крайнем верхнем состоянии, обеспечив системе устойчивое положение.

Для этого включается сцепление зубьев собачки 39 и шестерни 32 и выключается муфта 36. В таком положении веломобиль находится в режиме велосипеда и может продолжать движение от привода 6, а торможение выполнять обычными колодочными тормозами (не показаны).

Скорость веломобиля, необходимую для осуществления гравитационного 40 торможения в предлагаемом устройстве, можно определить следующим образом.

Так как работа торможения А рав- 4 на работе, затрачиваемой на подъем водителя с грузом вверх A„, т.е.

А = Ап, то при А =Fe L, à ..An=m h получают значение

Ат Ап где А — работа, затраченная на тор можение веломобиля;

А„ — работа, затраченная механизмом для подъема центра тяжести системы массой ш на высоту h, равная потенциальной энергии, которую приобретает поднятая на высоту

h масса m; ное вращение при движении веломобиля по инерции.

Для изменения передаточного числа привода 6 переключателем 28 перестав- . 5 ляют цепь 30 на звездочку блока 27 с другим числом зубьев.

Гравитационное торможение, сопровождаемое подъемом сиденья !О, осуществляется с помощью устройства 9 изменения углового положения между рамой 1 и задней вилкой 7. Для этого водитель поворотом одной из рукояток

47 на руле 14 включает в работу муфту 36. Происходит отбор крутящего мо- 115 мента заднего колеса веломобиля, который через звездочку 42, цепь 43, звездочку 33 передается на барабан

31. Последний, вращаясь в направлении, указанном стрелкой (фиг.4), на- 20 матывает цепь 40 по спирали на шейку с переменным радиусом.

Цепь 40,. укорачиваясь при намотке по длине, воздействует на ролик

37, поднимая его вверх вместе с под- 25 седельной частью рамы 1 и стойкой 3 °

Одновременно поднимается и конец вилки 7, связанный с рамой 1 осью 15.

При этом ролик 18 верхнего конца амортизатора 16 прокатывается вниз по стойке 3 и упирается в ролик 37. На,матывание цепи 40 прекращается. Рама

1 и вилка 7 занимают крайнее угловое положение одна относительно другой, при котором сиденье 10 с водителем максимально приподнято (фиг.5).Веломобиль останавливается.

1425127

Накопленная при торможении механическая энергия полностью сохраняется

И рекуперируется или в начальный момент движения веломобиля, облегчая

5 разгон, или во время движения, наприМер, при подъеме в гору, Гравитационный разгон, сопровожда,емый опусканием сиденья 10, осуществляется с помощью устройства 9 изме- 10 ,кения взаимного углового положения между рамой 1 и вилкой 7.

С помощью поворотной рукоятки 47 через тяговый тросик выключается муф та 36, выводятся из зацепления собач- 15 ка 39 и шестерня 32, Опускаемая часть веломобиля с водителем своим весом воздействуег через раму 1 и ролик 37

40, которая сматывается с иейкой барабана 31, сообщая ему 20 взращение. СонмеcT?Io с бараба ом 3! вращается шестерня 32, пеедавая через шестерню 34 цепную передачу муфте 44 свободного хода, коТорая входит в зацепление со ступи†25

1 цей колеса 8, Таким образом, заднему колесу при р азгоне сообщается дополнительный кру,тящий момент М в направлении движения еломооиля, Рама 1 и вилка 7 занимают 30 сходное положение одна относительно ругой, при котором сиденье 10 с воителем, а также грузовой отсек максимально опущены (фиг,1). Устройство

9 занимает крайнее нижнее устойчивое

35 положение (фиг,4). Звездочка 45 оста навливается, муфта 44 выходит иэ зацепления с колесом 8, При режимах езды гравитBUHoHHbIA разгон — гравитационное торможение собачку 39. выводят из зацепления с шестерней 33 и фиксируют в этом положении, Незамкнутая цепь 40, один конец которой закреплен на барабане 41, в момент начала торможения расположена по направлению радиуса барабана, проходящего через точку крепления цепи. Такое расположение цепи 40 и крепление ее в гочке минимального радиуса барабана 31 обеспечивают плавное начало торможения, так как цепь начинает по спирали намотку на шейку барабана„ Зта конструктивная особенность позволяет получить и плавно возрастающую необходимую характеристику тормозного и приводного моментов на заднем колесе (фиг.6).

В начале торможения момент М ра" вен нулю, На пути торможения длиной

3,25 м тормозной момент возрастает до величины M равной 380 кг см, к концу тормозного пути момент несколько снижается, Во время разгона приводной момент на заднем колесе также возрастает плавно, снижаясь в конце разгона до нуля, Но так как радиус намотки цепи

40 на барабан 31 при разгоне уменьшается (от начала к концу разгона), то число оборотов колеса и в конце разгона имеет максимальное значение.

Формул а и э о б р е т ения

1. Транспортное средство, приводимое в действие мускульной силой человека, содержащее раму с установлен.— ным на ней сиденьем, руль, колеса, закрепленные соответственно в.передней и задней вилках, педальный привод, размещенный на переднем колесе, рама в подседельной части ее соединена с задней вилкой, посредством шарнира, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено барабаном, установленным на оси шарни-: ра стойкой, закрепленной на раме, и амортизатором, верхний конец которого выполнен с возможностью перемещения по стойке и связан с барабаном гибкой тягой, а нижний конец шарнирно закреплен на вилке заднего колеса, и зубчатой передачей, одна из звездочек которой жестко связана с барабаном и выполнена с возможностью фик- сации ее в определенном положении, а другая звездочка связана цепью со звездочкой муфты свободного хода заднего колеса, на оси которого установлена управляемая муфта свободного хода, кинетически связанная со звездочкой барабана.

2, Средство по п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что барабан выполнен с поверхностью переменного радиуса, причем гибкий элемент закреплен на барабане у поверхности наименьшего радиуса.

1425127

I 425127

Фиг б

Составитель Н.Николаева

Редактор А.Мотыль Техред А.Кравчук корректор О.Кравцова

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ф(ю см)

108

400

Заказ 4733/20 Тиралс 536 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

5$

4 )