Велосипед для езды в положении полулежа

 

Изобретение относится к двухколесным велосипедам для езды в положении полулежа и их рулевым устройствам. Ведущая звездочка с педалями установлена перед передним колесом и связана цепью с ведомой звездочкой на переднем колесе. Сиденье (10) связано подвижным соединением (13, 14) в виде кардана с передней вилкой (5), а спинка кресла связана подвижным соединением, например шаровым шарниром, с рамой, для обеспечения поворота кресла вокруг оси, проходящей через подвижное соединение (13, 14) и шаровой шарнир. Рычаги (37) управления кинематически связаны с передней вилкой (5) напрямую или через кресло. Предлагаемое техническое решение компенсирует поворот передней вилки (5) от воздействия на педали. 5 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к наземным транспортным средствам, а именно к двухколесным велосипедам.

Известен велосипед для езды в положении полулежа (патент США №4878684, кл. 280/288.1 от 07.11.1989), содержащий раму с подвижной передней вилкой, два колеса, расположенные друг за другом, одно из которых установлено на передней вилке, а другое - на раме, кресло, неподвижно закрепленное на раме, ведущую звездочку с педалями, размещенную на раме, перед креслом, за передним управляемым колесом и соединенную с ведомой звездочкой, закрепленной на заднем колесе, рычаги управления велосипедом, шарнирно установленные на раме и связанные тягой с рычагом на передней вилке, рулевые рукоятки на рычагах управления, размещенные по бокам рамы с возможностью перемещения в направлении вперед-назад.

Такая компоновка велосипеда обеспечивает более удобные и безопасные условия велосипедисту, позволяя при этом давить на педали с большими усилиями, чем при посадке велосипедиста "верхом", однако недостатками этого решения являются увеличение габаритов велосипеда и необходимость использования длинной приводной цепи, что ведет к увеличению его веса.

Известен велосипед для езды в положении полулежа (патент США №4773663, кл. 280/261 от 27.09.1988), содержащий раму, два колеса, расположенные друг за другом, одно из которых установлено на передней вилке, а другое - на раме, кресло, неподвижно закрепленное на раме, ведущую звездочку с педалями, размещенную на раме перед креслом, соосно с передним колесом и соединенную цепью с ведомой звездочкой, закрепленной на заднем колесе, рычаги управления велосипедом, шарнирно установленные на раме и связанные тросами с передним управляемым колесом, ось поворота которого размещена внутри его ступицы, рулевые рукоятки на рычагах управления, расположенные перед велосипедистом с возможностью перемещения в направлении вперед-назад. В такой конструкции поворот рычагов управления и, соответственно, переднего колеса не приводит к изменению положения педалей, а усилия ног на педали не передаются на рычаги управления.

Недостатками такого решения являются сложность конструкции, большие габариты велосипеда и необходимость использования длинной приводной цепи, что увеличивает его вес.

Известен велосипед для езды в положении полулежа (патент США №4333664, кл. 280/261 от 08.06.1982), содержащий раму с подвижной передней вилкой, два колеса, расположенные друг за другом, одно из которых установлено на передней вилке, а другое - на раме, кресло, неподвижно закрепленное на раме, ведущую звездочку с педалями, размещенную на раме перед креслом и передним управляемым колесом и связанную цепью, проходящей через ролики, с ведомой звездочкой, закрепленной на заднем колесе, рычаги управления велосипедом, жестко установленные на передней вилке, рулевые рукоятки на рычагах управления, расположенные по бокам рамы с возможностью перемещения в направлении вперед-назад.

Недостатком такой конструкции является необходимость использования длинной приводной цепи и поддерживающих ее от провисания роликов, что усложняет конструкцию, увеличивает ее вес и снижает коэффициент полезного действия цепной передачи.

Известен велосипед для езды в положении "верхом" (патент ФРГ №3100185 С2, кл. В 62 К 5/00 от 15.12.1983), содержащий раму с подвижной передней вилкой, два или три колеса, одно из которых установлено на передней вилке, а другие - на раме, сиденье, неподвижно закрепленное на передней вилке, ведущую звездочку с педалями, размещенную на передней вилке, под сиденьем, за передним колесом и связанную цепью с ведомой звездочкой, закрепленной на переднем колесе, рычаги управления велосипедом, установленные на раме шарнирно и связанные с рычагом на передней вилке с помощью подвижного соединения, рулевые рукоятки на рычагах управления, размещенные по бокам рамы с возможностью перемещения по дуге окружности.

В такой конструкции воздействие ног на педали не приводит к повороту передней вилки и исключается необходимость применения длинной цепи для связи звездочек привода, но высокая посадка велосипедиста отрицательно влияет на устойчивость велосипеда и безопасность движения на нем, особенно в двухколесном варианте, и для обеспечения устойчивости требуется использование трех колес, что увеличивает габариты и вес велосипеда.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является велосипед для езды в положении полулежа (патент США №4572535, кл. 280/282 от 25.02.1986), содержащий раму с подвижной передней вилкой, три колеса, одно из которых установлено на передней вилке, а два других - на раме, параллельно друг другу, кресло, сиденье которого жестко связано с передней вилкой, а спинка - шарнирно с рамой, ведущую звездочку с педалями, установленную на передней вилке перед креслом и передним колесом и связанную цепью с ведомой звездочкой, закрепленной на переднем колесе, рычаги управления велосипедом, жестко связанные с рамой, рулевые рукоятки на рычагах управления, расположенные по бокам рамы.

В такой конструкции воздействие ног на педали не приводит к повороту передней вилки и исключается необходимость применения длинной цепи для связи звездочек привода, но для обеспечения устойчивости велосипеда требуется использование трех колес, что увеличивает габариты и вес велосипеда. Кроме того, при управлении таким велосипедом для поворота передней вилки с креслом и передним колесом в каком-либо направлении к рулевым рукояткам требуется приложить силы, создающие момент противоположного направления, что противоречит естественным реакциям человека и снижает безопасность движения.

Целью, на достижение которой направлено изобретение, является уменьшение габаритов и веса, а также обеспечение устойчивости и управляемости велосипеда.

Поставленная цель достигается тем, что в велосипеде для езды в положении полулежа, содержащем раму с подвижной передней вилкой, колеса, одно из которых установлено на передней вилке, а другое - на раме, кресло, сиденье которого соединено с передней вилкой, а спинка шарнирно связана с рамой, ведущую звездочку с педалями, установленную на передней вилке перед креслом и передним колесом и связанную цепью с ведомой звездочкой, закрепленной на переднем колесе, рычаги управления велосипедом, рулевые рукоятки на рычагах управления, расположенные по бокам рамы, согласно изобретению колеса расположены друг за другом, сиденье кресла соединено с передней вилкой подвижным соединением, спинка кресла связана с рамой с возможностью изменения положения шарнира на раме, рычаги управления кинематически связаны с передней вилкой.

А также тем, что рычаги управления установлены на раме с возможностью перемещения рулевых рукояток в направлениях вверх-вниз.

А также тем, что рычаги управления установлены на раме с возможностью перемещения рулевых рукояток в направлениях влево-вправо.

А также тем, что рычаги управления шарнирно установлены на кресле и связаны подвижным соединением с рамой велосипеда.

А также тем, что шарнир, связывающий спинку кресла с рамой, выполнен шаровым.

А также тем, что подвижное соединение выполнено в виде шарнирного механизма.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1, 8, 13 показаны виды сбоку вариантов исполнения велосипеда;

на фиг.2, 9, 14 - виды спереди;

на фиг.3, 10, 15 - виды сверху;

на фиг.4, 5, 6, 7, 11, 12, 16, 17 - виды и разрезы элементов велосипеда.

Велосипед состоит из расположенных друг за другом переднего 1 и заднего 2 колес, закрепленных с возможностью вращения на осях 3, 4 передней вилки 5 и рамы 6 велосипеда, в свою очередь шарнирно соединенных друг с другом посредством подшипников 7 и гайки 8. Велосипед оснащен креслом 9, сиденье 10 которого соединено с передней вилкой подвижным соединением, например шарнирным механизмом, состоящим из проушины 11, кольца 12 и взаимоперпендикулярных валиков 13, 14, с помощью которых кольцо 12 шарнирно связано с проушиной 11 и креслом 9. Проушина 11 неподвижно закреплена на вилке 5 гайкой 15. Спинка 16 кресла 9 опирается на шарнир 17, который выполнен, например, в виде шарового шарнира, с помощью кронштейна 18, закрепленного на спинке 16 в пазах 19 болтами 20, а на шаровом шарнире 17 - болтами 21. Шаровой шарнир 17 размещен в направляющей 22, установленной на раме 6 и выполненной в виде трубы с продольной прорезью 23 и проушинами 24, с которыми болтом 25 соединены стержни 26 рамы 6. Ведущая звездочка 27 с шатунами 28 и педалями 29 установлена на стержнях 30, 31 передней вилки 5 перед креслом 9 и передним колесом 1 с возможностью вращения на оси 32 и соединена цепью 33 с ведомой звездочкой 34 на переднем колесе 1. В варианте велосипеда, показанного на фиг.1-7, на раме 6 имеются проушины 35, на которых с помощью валиков 36 шарнирно установлены рычаги управления велосипедом 37, 38 с рулевыми рукоятками 39, 40. Рычаги 37, 38 связаны валиками 41 и тягами 42 через ось 43 с рычагом 44 передней вилки 5. В варианте велосипеда, показанного на фиг.8-12, на раме 6 имеются проушины 45, на которых с помощью валиков 46 шарнирно установлены рычаги управления велосипедом 47, 48 с рулевыми рукоятками 49, 50. Рычаги 47, 48 связаны валиками 51, 52 и тягами 53, 54 с проушинами 55 передней вилки 5. В варианте велосипеда, показанного на фиг.13-17, на кресле 9 под сиденьем 10 имеется консольная ось 56, на которой шарнирно установлены рычаги управления велосипедом 57, 58 с рулевыми рукоятками 59, 60. Рычаги 57, 58 вторым своим плечом 61 через валик 62 и звено 63 связаны с осью 64, установленной на раме 6 в проушинах 65.

Велосипед приводится в движение вращением ведущей звездочки 27 с помощью шатунов 28 и педалей 29 от усилий, создаваемых ногами велосипедиста. Это вращение передается цепью 33 на ведомую звездочку 34 и, соответственно, на ведущее переднее колесо 1. Передняя вилка 5 имеет возможность поворачиваться в подшипниках 7 относительно рамы 6. Поворот передней вилки 5 приводит к повороту установленных на ней переднего колеса 1 и ведущей звездочки 27 с педалями 29. При этом кресло 9 посредством проушины 11, кольца 12, валиков 13, 14 также поворачивается вокруг оси, проходящей через центр шара шарового шарнира 17 и точку пересечения оси валика 13 с осью вращения передней вилки 5. Такая связь кресла 9 с передней вилкой 5 исключает поворот передней вилки при воздействии ног велосипедиста на педали 29 и обеспечивает удобство вращения педалей 29 при выполнении маневров. Поворот кресла 9 вызывает наклон велосипедиста влево или вправо относительно рамы 6 велосипеда. В этих условиях эффективное и удобное управление велосипедом возможно, если рулевые рукоятки на рычагах управления, установленных на раме, перемещаются в направлениях вверх-вниз или влево-вправо, либо если рычаги управления установлены на кресле 9.

Управление велосипедом в варианте, показанном на фиг.1-7, осуществляется рычагами 37, 38 с рулевыми рукоятками 39, 40. Для выполнения, например, правого поворота велосипедист правой рукой нажимает в направлении сверху вниз на правую рулевую рукоятку 39 и, соответственно, на рычаг 37, который тягой 42 давит на ось 43 рычага 44, что вызывает поворот вправо передней вилки 5 с передним колесом 1. Аналогично выполняется левый поворот, только для этого велосипедист нажимает левой рукой на левую рукоятку 40.

Управление велосипедом в варианте, показанном на фиг.8-12, осуществляется рычагами 47, 48 с рулевыми рукоятками 49, 50. Для выполнения, например, правого поворота велосипедист правой рукой нажимает на правую рулевую рукоятку 49 в направлении вправо и перемещает тягу 53 назад, что вызывает поворот вправо передней вилки 5 с передним колесом 1. Аналогично выполняется левый поворот, только для этого велосипедист нажимает левой рукой на левую рукоятку 50.

Управление велосипедом в варианте, показанном на фиг.13-17, осуществляется рычагами 57, 58 с рулевыми рукоятками 59, 60. Для выполнения, например, правого поворота велосипедист правой рукой перемещает назад правую рулевую рукоятку 59. При этом второе плечо 61 рычага управления через звено 63 упирается в ось 64 на раме 6, что вызывает смещение кресла 9 и поворот вправо передней вилки 5 с передним колесом 1. Аналогично выполняется левый поворот, только для этого велосипедист перемещает левой рукой назад левую рукоятку 60.

При пользовании велосипедом ось вращения кресла 9 должна проходить вблизи центра тяжести велосипедиста. Это обеспечивается изменением положения шарового шарнира 17 на раме 6 путем его перемещения в направляющей 22 и перемещением кронштейна 18 в пазах 19. При движении велосипеда положение центра тяжести велосипедиста практически не изменяется, несмотря на подвижность кресла, при этом линия действия силы тяжести велосипеда и велосипедиста пересекает линию, соединяющую точки контакта колес 1, 2 с поверхностью дороги, что обеспечивает устойчивость велосипеда. При непроизвольном наклоне велосипеда вправо или влево на переднюю вилку 5 действует крутящий момент относительно оси ее вращения от боковой силы, возникающей при наклоне велосипеда в точке контакта переднего колеса 1 с дорогой. Этот крутящий момент поворачивает переднюю вилку 5, ось вращения которой не вертикальна, в сторону наклона и возвращает велосипед в устойчивое положение. Кроме того, велосипедист для предотвращения своего падения инстинктивно воздействует на рычаги управления, способствуя повороту передней вилки.

Формула изобретения

1. Велосипед для езды в положении полулежа, содержащий раму с подвижной передней вилкой, два колеса, одно из которых установлено на передней вилке, а другое - на раме, кресло, сиденье которого соединено с передней вилкой, а спинка шарнирно связана с рамой, ведущую звездочку с педалями, установленную на передней вилке перед креслом и передним колесом и связанную цепью с ведомой звездочкой, закрепленной на переднем колесе, рычаги управления велосипедом, рулевые рукоятки на рычагах управления, расположенные по бокам рамы, отличающийся тем, что колеса расположены друг за другом, сиденье кресла соединено с передней вилкой подвижным соединением, спинка кресла связана с рамой с возможностью изменения положения шарнира на раме, рычаги управления кинематически связаны с передней вилкой.

2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что рычаги управления установлены на раме с возможностью перемещения рулевых рукояток в направлениях вверх-вниз.

3. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что рычаги управления установлены на раме с возможностью перемещения рулевых рукояток в направлениях влево-вправо.

4. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что рычаги управления шарнирно установлены на кресле и связаны подвижным соединением с рамой велосипеда.

5. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что шарнир, связывающий спинку кресла с рамой, выполнен шаровым.

6. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что подвижное соединение выполнено в виде шарнирного механизма.

РИСУНКИ