Привод велотренажера
Привод велотренажера предназначен для использования в лечебной физкультуре. Втулка жестко связана с шестерней шестереночно-цепной передачи и установлена через пару подшипников с возможностью вращения на втулке колеса, которая через вторую пару подшипников соединена с осью, жестко связанной с рамой. Трещеточный механизм сопряжен с шестерней с возможностью вращения, его храповики жестко связаны с втулкой колеса. Вторая втулка установлена через третью пару подшипников на втулке колеса и связана со вторым трещеточным механизмом для преобразования противоположно направленных вращательных движений мышц ног в однонаправленное вращательное движение втулки колеса при несовпадении направлений вращения втулки колеса и шестереночно-цепной передачи. Храповики трещеточного механизма жестко связаны с втулкой колеса. Техническим результатом изобретения является увеличение числа активно работающих мышц при выполнении ими двухнаправленных вращательных движений, снижение утомляемости мышц. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к лечебной физкультуре или физиотерапии.
Известны приводы, используемые в легкодорожном велосипеде «Спутник» Харьковского велозавода (1963 г.) или в горном велосипеде «Торнадо» (2003 г., Китай).
Их недостаток в том, что они обеспечивают выполнение активной работы ограниченным числом мышц ног при однонаправленном вращательном движении.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является привод велосипеда, содержащий шестереночно-цепную передачу, втулку, жестко связанную с шестерней передачи и установленную через пару подшипников с возможностью вращения на втулке колеса, которая через вторую пару подшипников соединена с осью, жестко связанной с рамой, и трещеточный механизм, сопряженный с шестерней с возможностью вращения, храповики которого жестко связаны с втулкой колеса (см. Паспорт велосипеда "Спутник" Харьковского велозавода, 1963).
Техническим результатом изобретения является увеличение числа активно работающих мышц при выполнении ими двухнаправленных вращательных движений, снижение утомляемости мышц.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что известный привод велосипеда, содержащий шестереночно-цепную передачу, втулку, жестко связанную с шестерней передачи и установленную через пару подшипников с возможностью вращения на втулке колеса, которая через вторую пару подшипников соединена с осью, жестко связанной с рамой, и трещеточный механизм, сопряженный с шестерней с возможностью вращения, храповики которого жестко связаны с втулкой колеса, согласно изобретению, снабжен второй втулкой, установленной через третью пару подшипников на втулке колеса и связанной со вторым трещеточньм механизмом для преобразования противоположно направленных вращательных движений мышц ног в однонаправленное вращательное движение втулки колеса при несовпадении направлений вращения втулки колеса и шестереночно-цепной передачи, при этом храповики трещеточного механизма жестко связаны с втулкой колеса.
Привод может быть снабжен дополнительной шестерней, расположенной на второй втулке и жестко с ней связанной, при этом дополнительная шестерня через вторую шестереночно-цепную передачу связана со второй дополнительной шестерней, расположенной с возможностью вращения на дополнительной оси, жестко связанной с рамой и несущей третью дополнительную шестерню, установленную с возможностью вращения, жестко сопряженную со второй дополнительной шестерней и связанную с первой шестереночно-цепной передачей.
Привод может быть дополнительно снабжен находящимися в зацеплении зубчатыми колесами с зубьями эвольвентного профиля, одно из которых соосно и жестко связано со второй втулкой, а второе расположено с возможностью вращения на второй оси, жестко связанной с рамой, при этом второе зубчатое колесо находится в зацеплении с зубчатым колесом в виде кольца с зубьями эвольвентного профиля, расположенными по внутренней поверхности, которое расположено соосно с шестерней шестереночно-цепной передачи и жестко с ней сопряжено.
Привод может быть дополнительно снабжен третьим, четвертым и пятым зубчатыми колесами, при этом третье зубчатое колесо жестко и соосно сопряжено с втулкой, четвертое зубчатое колесо жестко и соосно сопряжено с второй втулкой, а пятое зубчатое колесо находится в зацеплении с третьим и четвертым колесами и установлено с возможностью свободного вращения на оси, расположенной нормально к первой оси и жестко связанной с рамой.
Привод может быть снабжен кривошипно-шатунным механизмом с двумя шатунами и третьим трещеточным механизмом с третьей втулкой, при этом кривошипно-шатунный механизм размещен между педальным приводом и второй и третьей втулками и связан с наружным краем втулок с возможностью вращения в противофазе.
На фиг.1 показана схема устройства по п.1, где 1 - рама, 2 - шестереночно-цепная передача, 3 - шестерня, 4 - втулка, 5 - первая пара подшипников, 6 - трещеточный механизм, 7 - храповик, 8 - втулка колеса, 9 - вторая пара подшипников, 10 - ось, 11 - второй трещеточный механизм, 12 - третья пара подшипников, 13 - вторая втулка.
На фиг.2 показана схема устройства по п.2, где 14 - дополнительная шестерня, 15 - вторая шестереночно-цепная передача, 16 - вторая дополнительная шестерня, 17 - третья дополнительная шестерня, 18 - дополнительная ось.
На фиг.3 показана схема устройства по п.3, где 19 - зубчатое колесо, 20 - второе зубчатое колесо, 21 - вторая ось, 22 - зубчатое колесо в виде кольца, 3 - шестерня шестереночно-цепной передачи 2.
На фиг.4 показана схема зацепления зубцов 23 - эвольвентного и 24 - обращенного эвольвентного профилей.
На фиг.5 показана схема устройства по п.4, где 25 - третье зубчатое колесо, 26 - четвертое зубчатое колесо, 27 - пятое зубчатое колесо, 28 - вторая ось, 1 - рама.
На фиг.6 показана схема устройства по п.5, где 4 - втулка, 13 - вторая втулка, 29 - кривошипы, 30 - педальный привод.
На фиг.1 рама 1 служит для предания тренажеру жесткости и устойчивости. Шестереночно-цепная передача 2 и шестерня 3 предназначены для преобразования вращательных движений мышц во вращательное движение втулки 4.
Первая пара подшипников 5 позволяют втулке 4 вращаться вместе с трещеточным механизмом 6, но без храповиков 7 этого механизма, на втулке колеса 8.
Вторая пара подшипников 9 обеспечивает возможность вращения с минимальным трением втулки колеса 8 и трещеточного механизма 6 на оси 10.
Ось 10 предназначена для крепления трещеточных механизмов и сопряжения привода с однонаправленно вращающейся втулкой колеса 8 и рамой 1.
Второй трещеточный механизм 11 служит для преобразования активного напряжения мышц при двухнаправленных вращательных движениях в однонаправленное вращательное движение втулки колеса 8 при несовпадении направлений вращения втулки колеса 8 и шестереночно-цепной передачи 2.
Третья пара подшипников 12 позволяет второй втулке 13 вращаться вместе со вторым трещеточным механизмом 11 на втулке колеса 8.
На фиг.2 дополнительная шестерня 14 вместе со второй шестереночно-цепной передачей 15, второй дополнительной шестерней 16, третьей дополнительной шестерней 17 и дополнительной осью 18 служит для преобразования активных вращательных движений мышц в противоположно направленное вращательное движение втулки колеса 8.
На фиг.3 зубчатое колесо 19, второе зубчатое колесо 20, вторая ось 21 и зубчатое колесо в виде кольца 22 обеспечивают преобразование активного вращательного движения мышц, передающегося через шестереночно-цепную передачу 2 на шестерню 3 и через нее на жестко сопряженное с ней зубчатое колесо в виде кольца 22, в противоположно направленное вращательное движение втулки колеса 8.
На фиг.4 зацепление зубчатого колеса 20 с эвольвентным профилем зубцов 23 и зубчатого колеса в виде кольца 22 с зубцами обращенного эвольвентного профиля 24 обеспечивает оптимальную передачу максимально возможного вращательного момента в течение всего времени передачи вращения.
На фиг.5 зубчатые колеса обеспечивают противоположные втулки 4 и второй 13 при произвольных направлениях вращения шестерни 3. Зубчатых колес 27 со второй осью 28 может быть несколько, что снижает силу трения. Зубчатые колеса 25, 26, 27 - конической формы для улучшения зацепления и снижения силы трения.
На фиг.6 кривошипы 29 обеспечивают синхронные повороты втулки 4 и второй втулки 13 в противоположные направления и на углы меньше 180° при вращении педального привода 30.
Работа привода велотренажера или велосипеда рассматривается на примере устройства по п.3.
При произвольно направленных вращательных движениях мышц ног шестереночно-цепная передача 2 передает механический момент на втулку колеса 8 через шестеренку 3 и трещеточный механизм 6 - в случае однонаправленных вращательных движений, или через шестеренку 3, зубчатое колесо в виде кольца 22, зубчатые колеса 19, 20 и второй трещеточный механизм 11 - в случае противоположно направленных вращательных движений мышц ног и втулки колеса 8.
Таким образом, создаются условия для увеличения числа активно работающих мышц при выполнении ими двухнаправленных вращательных движений, что снижает также за определенное время и утомляемость этих мышц.
1. Привод велотренажера или велосипеда, содержащий шестереночно-цепную передачу, втулку, жестко связанную с шестерней передачи и установленную через пару подшипников с возможностью вращения на втулке колеса, которая через вторую пару подшипников соединена с осью, жестко связанной с рамой, и трещеточный механизм, сопряженный с шестерней с возможностью вращения, храповики которого жестко связаны с втулкой колеса, отличающийся тем, что он снабжен второй втулкой, установленной через третью пару подшипников на втулке колеса и связанной со вторым трещеточным механизмом для преобразования противоположно направленных вращательных движений мышц ног в однонаправленное вращательное движение втулки колеса при несовпадении направлений вращения втулки колеса и шестереночно-цепной передачи, при этом храповики трещеточного механизма жестко связаны с втулкой колеса.
2. Привод по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной шестерней, расположенной на второй втулке и жестко с ней связанной, при этом дополнительная шестерня через вторую шестереночно-цепную передачу связана со второй дополнительной шестерней, расположенной с возможностью вращения на дополнительной оси, жестко связанной с рамой и несущей третью дополнительную шестерню, установленную с возможностью вращения, жестко сопряженную со второй дополнительной шестерней и связанную с первой шестереночно-цепной передачей.
3. Привод по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен находящимися в зацеплении зубчатыми колесами с зубьями эвольвентного профиля, одно из которых соосно и жестко связано со второй втулкой, а второе расположено с возможностью вращения на второй оси, жестко связанной с рамой, при этом второе зубчатое колесо находится в зацеплении с зубчатым колесом в виде кольца с зубьями эвольвентного профиля, расположенными по внутренней поверхности, которое расположено соосно с шестерней шестереночно-цепной передачи и жестко с ней сопряжено.
4. Привод по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен третьим, четвертым и пятым зубчатыми колесами, при этом третье зубчатое колесо жестко и соосно сопряжено с втулкой, четвертое зубчатое колесо жестко и соосно сопряжено с второй втулкой, а пятое зубчатое колесо находится в зацеплении с третьим и четвертым колесами и установлено с возможностью свободного вращения на оси, расположенной нормально к первой оси и жестко связанной с рамой.
5. Привод по п.1, отличающийся тем, что он снабжен кривошипно-шатунным механизмом с двумя шатунами и третьим трещеточным механизмом с третьей втулкой, при этом кривошипно-шатунный механизм размещен между педальным приводом и второй и третьей втулками и связан с наружным краем втулок с возможностью вращения в противофазе.
