Каретка велосипедная


 


Владельцы патента RU 2569075:

Ващенко Юрий Фёдорович (RU)
Соколов Геннадий Евгеньевич (RU)

Изобретение относится к велосипедной каретке. Каретка включает педальный механизм. Свободно сидящая на центральном валу ступица ведущей звездочки выполнена заодно с кривошипом, ось которого смещена относительно центральной оси и совпадает с центром трехуглового ротора. Все вершины ротора находятся в постоянном контакте с эпитрохоидальным контуром, ими же очерченным в ведущем корпусе, внешняя боковая сторона которого жестко содержит педальный шатун, также зафиксированный на конце вала. Радиусы ступицы и кривошипа соотносятся как 2:3, а эксцентриситет составляет половину радиуса ступицы. Обеспечивается троекратное увеличение крутящего момента ведущей звездочки и снижение физических усилий велосипедиста. 1 ил.

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Известна принципиальная схема классической велосипедной каретки, суть которой не изменялась более двух последних веков /См., например, Политехнический словарь, М.: Советская Энциклопедия, 1977, стр. 71, 200/. Она сводилась к тому, что две равные и противоположно направленные силы посредством педалей и шатунов, жестко закрепленных по концам центрального вала каретки, как плеча, образовывали пару сил. Средняя часть вала имела возможность свободно вращаться в опорных подшипниках на раме велосипеда. Центральный вал каретки жестко содержал с одной из сторон ведущую звездочку, которая посредством цепной передачи вращала ведомую звездочку ведущего колеса. Дальнейшие работы по усовершенствованию каретки сводились к использованию блоков звездочек как центрального вала, так и ведущего колеса. Выбирались оптимальные пары звездочек и изменялось передаточное отношение в зависимости от преодолеваемого сопротивления. Опыт показал, что наращивание блоков звездочек, безусловно, ведет к расширению диапазона крутящих моментов, обусловленных кареткой, но фактически /за все время эксплуатации велосипеда множеством владельцев/ использовалась только средняя часть этого диапазона. При этом наличие типового разнообразия велосипедов /дорожные женские, легкодорожные, подростковые, специальные и прочие/ не требует столь широкого скоростного диапазона, а их производство экономически и практически сомнительно с точки зрения опроса. Поэтому картину предложений многоскоростных велосипедов применительно к перечисленным типомоделям можно отнести к недостаткам. Определенная конструктивная сложность, отвлекающая внимание велосипедиста переключением передач при движении, тоже является недостатком. Было бы логичным заменить скоростной диапазон одной облегченной передачей, но узкий силовой диапазон человека исключал бы возможность преодолевать даже незначительные подъемы, особенно для пожилых людей и велоколясок.

В задачу данного изобретения входит устранение изложенных недостатков путем механического расширения силовых возможностей для человека при одном передаточном отношении с сохранением принятой статистической скорости движения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что свободно сидящая на центральном валу ступица ведущей звездочки выполнена заодно с кривошипом, ось которого смещена относительно центральной оси и совпадает с центром трехуглового ротора, все вершины которого находятся в постоянном контакте с эпитрохоидальным контуром, ими же очерченным в ведущем корпусе, внешняя боковая сторона которого жестко содержит педальный шатун, также зафиксированный на конце вала, при этом радиусы ступицы и кривошипа соотносятся как 2:3, а эксцентриситет составляет половину радиуса ступицы.

Новизна изобретения усматривается в троекратном увеличении крутящего момента педального механизма с сохранением обычной среднестатистической скорости движения велосипедиста без применения известных редукторов и передач, но с помощью "Механической передачи" по патенту №2364775.

По данным патентной и научно-технической информации заявленная конструкция не обнаружена, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого решения.

Промышленная применимость изобретения обусловлена универсальностью «Каретки велосипедной», применительно к любым веломоделям, исключающей физическое значение упомянутой средней части скоростного диапазона для велосипедиста.

По данным патентной и научно-технической информации заявленная конструкция не обнаружена, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого решения.

На чертеже представлена принципиальная схема "Каретки велосипедной". В раме 1 расположен с возможностью вращения центральный вал 2, на обоих концах которого жестко закреплены шатуны 3, взаимоотносительный поворот которых - 180 градусов. Шатуны 3 снабжены педалями 4 для постановки ног велосипедиста. На центральном валу 2 расположена с возможностью вращения ступица 5, выполненная заодно с ведущей звездочкой 6 и кривошипом 7. Центр кривошипа 7 совпадает с центром трехуглового ротора 8, который всеми тремя вершинами находится в постоянном контакте с эпитрохоидой 9, очерченной этими же вершинами. Эпитрохоида 9 является внутренним контуром корпуса 10, который внешней боковой стороной жестко связан с шатуном 3. Ось центрального вала 2 и центр эпитрохоидального контура 9 /корпуса 10/ совпадают, а радиусы ступицы 5 и кривошипа 7 соотносятся как 2:3, при этом эксцентриситет ε составляет половину радиуса ступицы 5.

Работает "Каретка велосипедная" следующим образом. При вращении педального механизма поворот корпуса 10 в указанном направлении вынуждает ротор 8 совершать вращательно-переносное /планетарное/ движение в обратную сторону /это увеличивает давление на педаль, т.к. векторное направление усилия более вертикально/. Поворачиваясь на 60 градусов, левая вершина ротора 8 встречается с верхним /кулачковым/ выступом корпуса 10, одновременно осаживая центр кривошипа 7 /ротора 8/ вниз по дуге в 180 градусов, опирающейся на диаметр окружности, равный двум эксцентриситетам. Правая же вершина ротора 8, оказавшись в нижнем положении, симметричном исходному верхнему, относительно горизонтальной оси корпусе 10, в свою очередь, при дальнейшем повороте ротора на 60 градусов, набегает на нижний кулачковый выступ корпуса 10, тем самым вытесняя центр кривошипа 7 вверх, завершая полный его и ступицы 5 оборот. Следовательно, повороту ротора 8 на 120 градусов соответствует один оборот ступицы 5 /звездочки 6/, а одному обороту ротора 8 соответствуют три оборота ведущей звездочки 6. Контактная площадь силового воздействия ротора 8 на кривошип 7 неизменна и составляет половину цилиндрической поверхности кривошипа 7. Это значительное увеличение крутящего момента ведущей звездочки 6.

Для реализации изобретения необходимы следующие технологии и оборудование: литейное производство заготовок корпуса, ротора, блока кривошипа с ведущей звездочкой и шатунов. Станки: вертикально- и горизонтально-фрезерный с ЧПУ; токарный, сверлильный, шлифовальный.

Каретка велосипедная, включающая педальный механизм, отличающаяся тем, что свободно сидящая на центральном валу ступица ведущей звездочки выполнена заодно с кривошипом, ось которого смещена относительно центральной оси и совпадает с центром трехуглового ротора, все вершины которого находятся в постоянном контакте с эпитрохоидальным контуром, ими же очерченным в ведущем корпусе, внешняя боковая сторона которого жестко содержит педальный шатун, также зафиксированный на конце вала, при этом радиусы ступицы и кривошипа соотносятся как 2:3, а эксцентриситет составляет половину радиуса ступицы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к мультипликатору для газотурбинного двигателя. Его турбинное колесо представляет собой механическую передачу, состоящую из ведущего корпуса (6), на внешней окружной поверхности которого размещены турбинные лопатки (8).

Изобретение относится к механическим усилителям мощности и может быть использовано в энергетических установках. Усилитель мощности содержит основание, коленчатый вал, связанный посредством шатуна с коленными рычагами, и ползун.

Изобретение относится к машиностроению, к конструированию роботов и манипуляторов и предназначено для использования в сфере производства, где требуются к выполнению однообразные, утомительные, физически тяжелые и опасные для человека работы.

Изобретение относится к безшатунным механизмам преобразования возвратно-поступательных движений и может быть использовано в конструкциях двигателей внутреннего сгорания и других поршневых машин.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механизмам преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное. .

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в переналаживаемых автоматических линиях и в робототехнике, где требуются регулируемые остановки ведомого вала без разрыва кинематической цепи привода.

Изобретение относится к бесшатунным механизмам преобразования вращения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к бесшатунным механизмам вращения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к машиностроению и служит для передачи вращательного движения с преобразованием частоты вращения и соответствующим изменением вращающего момента.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении вакуумного технологического оборудования. Способ изготовления волновой герметичной передачи предусматривает следующие операции: гибкое герметичное звено, установочный фланец, дно, входное и выходное звенья деформируют предварительно с внешней стороны; установке гибкой негерметичной оболочки в герметичную оболочку предваряют установку втулки; при сборке/разборке используют сквозные резьбовые отверстия; подшипниковые опоры устанавливают на хвостовике герметичного звена и в корпусе; в резьбовые отверстия крышки и трубы ввинчивают винты.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в цилиндрических зубчатых передачах с колесами большого диаметра. Зубчатая передача состоит из пары сопряженных зубчатых колес, установленных в корпусе передачи, - колеса малого диаметра и колеса большого диаметра, состоящего из диска, ступицы и зубчатого венца.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных механических передачах. Зубчатая планетарная передача содержит солнечную шестерню, сателлиты, каждый из которых состоит из двух колес, установленных на подшипники, оси сателлитов, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, водило, вкладыши, стопорные и упорные кольца.

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к волновым герметичным передачам, и может быть использовано при изготовлении вакуумного технологического оборудования.

Изобретение относится к мультипликатору для газотурбинного двигателя. Его турбинное колесо представляет собой механическую передачу, состоящую из ведущего корпуса (6), на внешней окружной поверхности которого размещены турбинные лопатки (8).

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к приводу стрелочного перевода. Привод содержит по крайней мере один выключатель электродвигателя, соединённого с редуктором.

Изобретение относится к деталям машин, а именно к зубчатым редукторам общего назначения. Редуктор содержит корпус (1) и арочную цилиндрическую зубчатую передачу, содержащую малое (2) и большое (3) зубчатые колеса.

Изобретение относится к машиностроению, где требуется преобразование крутящего момента с большим передаточным отношением и малыми габаритами. Малогабаритный двухступенчатый конический волновой редуктор содержит кривошипный вал, выходной вал, внешнее, внутреннее, корпусное и коническое колесо выходного вала.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к пружинно-зубчатым предохранительным выключателям. Выключатель содержит платформу (1), с неподвижно закрепленными выключателем (2) и опорами (3, 4), в которых с возможностью вращения установлена ось (5), на которой размещен вал (6), имеющий больший диаметр, чем ось.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механическим передачам. Дифференциальный редуктор содержит корпус, размещенные в нем зубчатые шестерню и колесо с внешними и внутренними зубьями, расположенные на одной геометрической оси, входящие в зацепление с внешними зубьями промежуточных шестерней, установленных посредством осей на корпусе редуктора.

Транспорт содержит ходовую часть, состоящую из пневматических ведущих ходовых колес, установленных по бортам рамы. На ходовые колеса борта смонтированы гусеницы.
Наверх