ES2522899B1 - Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona - Google Patents

Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona Download PDF

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Abstract

Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona.#Sistema que comprende: un plato principal (1) o catalina que transmite el movimiento de impulso hacia un piñón (36) por medio de una cadena de transmisión (3) que une el plato principal (1) con el piñón (36), un plato secundario (2) o catalina que es impulsado por dos brazos articulados (5) y (6), que están unidos de manera articular y telescópica con unos medios de transformación del movimiento tanto de avance como de retroceso de los brazos en un giro del plato secundario (2) para lo cual cuentan con unos medios de inversión de giro asociados al retroceso de los brazos (5) y (6), contando además con unos medios para transmitir el giro a la rueda delantera de la bicicleta. El par proporcionado al plato secundario (2) se transmite por medio de una cadena (4) al plato principal. Gracias al sistema descrito se consigue que tanto en el avance como en el retroceso se genere un par que se transmite bien directamente o indirectamente al plato principal de un vehículo o bicicleta.

Description

SISTEMA DE PROPULSiÓN Y DIRECCiÓN MEDIANTE PALANCAS MOVIDAS POR UNA PERSONA
OBJETO DE LA INVENCiÓN
Es objeto de la presente invención, tal y como el título establece, un sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona, principalmente bicicletas y similares.
Caracteriza a la presente invención las especiales características constructivas que presenta el sistema que permite tanto la propulsión como el control de la dirección de vehículos terrestres mediante una serie de palancas movidas por los brazos de una persona
Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de los vehículos sin molor propulsados por el accionamiento de una persona.
ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN
Actualmente las bicicletas están impulsadas exclusivamente por las piernas del conductor, las cuales, además, no trabajan conjuntamente sino que cuando una trabaja una pierna la otra descansa, logrando únicamente la potencia que se genera individualmente por cada una de ellas. Así, el tren superior o parte superior de la persona se dedica casi exclusivamente al manejo de la dirección del vehículo. Por lo tanto, se desperdicia una gran cantidad de músculos que pueden incrementar significativamente la potencia destinada a la propulsión la bicicleta.
El fin de los vehículos terrestres sin motor es, aparte del transporte, la mejora de la forma física, ahora, al involucrar muchos más grupos musculares en la impulsión lograremos, además de una mayor velocidad y aceleración, un mejora en el rendimiento y tonificación de todos estos músculos que ahora sí aportan trabajo.
Existen en el mercado máquinas dedicadas al trabajo de todos estos músculos como pueden ser las elípticas típicas de gimnasio pero esto no debería ser un inconveniente ya que éstas son biomecánicamente distintas y están poco optimizadas , además , genéricamente están pensadas para ser estáticas y utilizan otro sistema de propulsión que simplemente liga el movimiento de los pedales con los brazos de la máquina sin que puedan ejercer movimientos independientes según convenga y tampoco ofrece ningún tipo de dirección con el que controlar el aparato.
Algunos de los documentos relacionados con el objeto de la invención serían: DE102010044608 y la patente DE102009019138.
En ambos documentos se divulga un vehículo terrestre tipo bicicleta que además de poder ser accionado por las piernas puede ser accionado por el giro de un plato accionado por unas palancas giratorias a modo de pedales movidas por las manos, quedando conectado el plato accionado por las manos con el plato de la bicicleta accionado por las piernas.
En estas realizaciones también sucede que los brazos no trabajan conjuntamente, ya que uno de los brazos trabaja cuando el otro descansa, no aprovechando todos los desplazamientos realizados de los medios de accionamiento accionado por los brazos para la impulsión del vehículo terrestre.
Por lo tanto, el objeto de la presente invención permite desarrollar un sistema de propulsión que además de servir como medio de propulsión sirve para direccionar un vehículo, donde se aproveche todo desplazamiento realizado del sistema de propulsión.
DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN
Es objeto de la presente un sistema de propulsión y dirección mediante palancas, en particular dos palancas, accionadas por los brazos de un movimiento de avance y retroceso alternado, de manera que cuando una palanca avanza la otra retrocede, y viceversa, contando con unos medios de aprovechamiento de todos los esfuerzos o momentos ejercidos sobre las palancas tanto en su avance como en su retroceso para contribuir al giro de un plato principal del vehículo de accionamiento.
El sistema comprende:
un plato principal o catalina que es el plato que impulsado por los pedales de la bicicleta transmite el movimiento de impulso hacia un piñón por medio de una cadena de transmisión que une el plato principal con el piñón. Un plato secundario o catalina que es impulsado por dos brazos articulados, que están unidos de manera articular y telescópica con los medios de transformación del
movimiento tanto de avance como de retroceso de los brazos en un giro del plato
secundario
contando además con unos medios para transmitir el giro a la rueda delantera de la
bicicleta.
El sistema base además de emplear elementos mecánicos habituales como engranajes y cadenas en el empleo de carracas, que son unos mecanismos diseñados que permiten la transmisión del giro en un sentido mientras que en el contrario permite deslizar.
En todas las realizaciones se asocia a cada brazo dos carracas; una primera carraca que permite el avance directo del plato secundario y éste el giro del principal por medio de una cadena. La segunda carraca desliza en el avance del brazo, mientras que en el retroceso del brazo, la primera carraca desliza y la segunda carraca transmite el giro al plato al plato secundario a través de unos medios de inversión del giro y éstos al principal por medio de una cadena.
La unión de los brazos con los medios de transformación del movimiento de avance y retroceso de se realiza mediante una unión articular y telescópica, de manera que permite desplazar ambos brazos además de un movimiento de avance y retroceso , en un movimiento lateral coordinado y simultáneo para permitir el giro de la horquilla delantera de la bicicleta o vehículo.
La unión articular de los brazos permite el desplazamiento lateral de ambos brazos, mientras que dicha unión al ser telescópica permite el desplazamiento lineal de los brazos según el eje de los mismos.
El sistema está también diseñado para permitir no solamente la propulsión del vehículo sin motor sobre el que se monte sino también su cambio de dirección con un desplazamiento lateral de los brazos de propulsión.
El movimiento de los brazos es alternativo, mientras que uno avanza el otro retrocede y gracias a los mecanismos con los que cuenta se consigue una doble generación de par, ya que cuando un brazo avanza el otro retrocede generándose par en ambos movimientos, por lo que la propulsión con el sistema propuesta refuerza la propulsión generada solamente con las piernas.
EXPLlCACION DE LAS FIGURAS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente.
En la figura 1, podemos observar una representación esquemática de una bicicleta en una primera forma de realización del sistema de propulsión basado en los principios de la invención.
En la figura 2, podemos observar una representación en alzado del sistema de propulsión anteriormente mostrado correspondiente a una primera forma de realización.
En la figura 3, podemos observar la representación en planta del sistema de propulsión anterior
En la figura 4, podemos observar parte del cuadro de una bicicleta donde se observan los medios de transmisión del giro de la bicicleta.
En la figura 5 se muestra un detalla de la unión articulada y telescópica de los brazos de accionamiento en su unión con los medios de transmisión.
En la figura 6 se muestra una representación de una segunda forma de realización del sistema de propulsión basado en los principios de la invención.
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION.
A la vista de las figuras se describe seguidamente un modo de realización preferente de la invención propuesta.
En la figura 1 podemos observar los elementos principales que forman parte del sistema de propulsión y dirección en una primera forma de realización y que comprende:
Un plato, que denominaremos plato principal (1) o catalina que es el plato que
impulsado por los pedales de la bicicleta transmite el movimiento de impulso hacia un piñón (36) por medio de una cadena de transmisión (3) que une el plato principal
(1) con el piñón (36). Un plato, que denominaremos plato secundario (2) o catalina que es impulsado por dos brazos articulados (5) y (6), que están unidos de manera articular y telescópica con unos medios de transformación del movimiento tanto de avance como de retroceso de los brazos en un giro del plato secundario, contando además con unos medios para transmitir el giro a la rueda delantera de la bicicleta. El par proporcionado al plato secundario (2) se transmite por medio de una cadena (4) al plato principal.
Entendemos como avance de los brazos (5) y (6) un movimiento de descenso de los mismos tal y como se han representado en la figura 1, mientras que por retroceso entendemos que se produce la elevación desde la posición anterior hacia una posición más elevada.
El giro del plato principal (1) puede ser desligado del plato secundario (2) si éste no aporta movimiento,
Para poder aprovechar no solamente el avance de los brazos (5) y (6) sino también el retroceso de los brazos (5) y (6), en un avance del plato secundario (2) y por consiguiente del plato principal (1), asociados a los medios de transformación del movimiento hay unos medios de inversión del giro producido en el retroceso de los brazos (5) y (6).
En la figura 2 se muestra una imagen de alzado del sistema de propulsión y que ayuda a una compresión de los medios que forman parte del mismo. En esta realización los medios de transformación del movimiento de avance y retroceso de los brazos (5) y (6) se transmiten al plato secundario (6), siendo éste a través de la cadena (4) el que transmite el par al piñón (36) de la bicicleta.
El primer brazo (5) está conectado por una pieza de transmisión (7) del movimiento de avance y retroceso. Esta pieza de transmisión (7) cuenta con dos carracas, una primera carraca (8) que trabaja sólo en el sentido de avance del brazo (5), y que está interpuesta entre la pieza de transmisión (7) y el plato secundario (2), mientras que la segunda carraca
(9) solo trabaja en sentido de retroceso del brazo (5), transmitiendo el movimiento a unos medios inversores de giro, que en la realización mostrada en esta figura comprenden un disco anular (10), que está unido a los engranajes inversores de giro (11) y (12) que son los encargados de transmitir a su vez el movimiento al plato secundario (2), por lo tanto gracias al conjunto de carracas (8) y (9) asociadas a la pieza de transmisión (7) se consigue que el plato secundario (2) siempre gire tanto en el avance como en el retroceso del brazo (5) de manera que produzca la propulsión de la bicicleta.
El segundo brazo (6) está conectado mediante una pieza de transmisión del movimiento (37) de avance y retroceso del brazo (6). Esta pieza de transmisión (37) cuenta con dos carracas
(13) y (14), la primera carraca (13) solamente trabaja en el sentido de avance del brazo (6), está interpuesta entre la pieza de transmisión (37) y el plato secundario (2), de manera que cuando se imprime un movimiento de avance al brazo (6) hace que gire el plato secundario (2), por otro lado, la segunda carraca (14) solamente trabaja en el sentido de retroceso del brazo (6), y está conectada con el disco anular (10), que por medio de los engranajes inversores del giro (11) Y (12) transmite el giro al plato secundario (2). Por lo tanto, gracias al conjunto de carracas (13) y (14) asociadas a la pieza de transmisión (37) se consigue que el plato secundario (2) siempre gire tanto en el avance como en el retroceso del brazo (6) de manera que produzca la propulsión de la bicicleta.
Las carracas (8) y (13) trabajan en sentido de avance y deslizan en el sentido contrario mientras que las carracas (9) y (14) trabajan en sentido de retroceso y deslizan en el sentido contrario, es decir, de avance.
Las piezas de transmisión del movimiento (7) y (37) de los brazos (5) y (6) respectivamente, así como los medios de transformación del avance y retroceso en un giro final del plato principal, cuenta con dos rodamientos (22) para independizar el giro de las piezas de transmisión (7) y (37) del cuadro de la bicicleta. Los rodamientos (22) pueden no ser necesarios si se deja holgura y está engrasada la zona de roce con el cuadro de la bicicleta.
En consecuencia, gracias a los medios descritos se consigue la propulsión en sentido de avance del plato secundario (2) y por lo tanto, del plato principal (1), tanto en el avance como en el retroceso de ambos brazos (5) y (6).
En la figura 3 se ve una representación de la planta del sistema de propulsión donde se pueden apreciar los mismos elementos descritos anteriormente.
En las figuras 3, 4 Y 5 se pueden observar los medios para la transmisión de giro a la rueda
delantera, donde dichos medios comprenden:
Una barra de unión (15) que discurre por el interior de un elemento cilíndrico (38) sobre el que se disponen los mecanismos de transmisión del impulso tanto del avance como del retroceso de los brazos articulados (5) y (6). Unos medios de unión articular y telescópica de los extremos de los brazos (5) y (6) en su unión con los extremos de la barra de unión (15). Unos medios de transformación del desplazamiento longitudinal de la barra (15) en un movimiento de giro de la horquilla de la rueda delantera.
Los medios de unión articular y telescópica de los extremos de los brazos (5) y (6) con los extremos de la barra de unión (15) comprenden
Una pieza de unión articular (16) Ó (17) unida en uno de sus extremos a una barra de unión (15). Una pieza de acoplamiento (18) ó (19) unida mediante una unión articular (16.1) con la pieza de unión articular (16) ó (17), quedando alojado en su interior el extremo del brazo correspondiente (5) ó (6), siendo posible su desplazamiento en sentido longitudinal, de ahí que se denomine a la unión de los brazos
Los medios de transformación del desplazamiento longitudinal de la barra (15) en un movimiento de giro de la horquilla de la rueda delantera comprenden:
Un tramo saliente y dentado (20) dispuesto sobre la barra de unión (15) Un primer engranaje (21) que engrana con la parte saliente y dentada (20) Una cadena de transmisión del giro (23) Un segundo engranaje (24) que recibe el giro del primer engranaje (21) a través de la cadena (23) Un tercer engranaje (25) de cambio del sentido de giro, para que un desplazamiento hacia la derecha de ambos brazos, y por ende de la barra de unión (15) produzca un giro hacia la derecha de la horquilla (28) de la rueda delantera, y viceversa. Un cuarto engranaje (26) montado sobre el extremo de la horquilla (28) y encargado de producir el giro de la horquilla (28), cuenta con unos medios de liberación de la unión engranada con el tercer engranaje (25) de cambio del sentido de giro, en caso de que se quiera hacer girar la horquilla directamente con el manillar y no con los brazos (5) y (6). Dichos medios de liberación, en una posible forma de realización pueden ser un muelle interpuesto entre el engranaje (26) y el extremo de la horquilla
(28) de manera que al presionar sobre el manillar se puede liberar el engranado y permitir el giro con el manillar de la bicicleta.
En la figura 6 se muestra una forma de realización alternativa para los medios de transformación del movimiento de avance y retroceso de los brazos (5) y (6) en un movimiento de propulsión de la bicicleta, yen particular a los medios de inversión de giro que aprovechan los retrocesos de los brazos (5) y (6) para conseguir el avance del plato secundario en todo momento.
Así, el primer brazo (5) está conectado por una pieza de transmisión (7) del movimiento de avance y retroceso que cuenta con la primera carraca (8) que trabaja sólo en el sentido de avance del brazo (5), y que está interpuesta entre la pieza de transmisión (7) y el plato secundario (2), mientras que la segunda carraca (9) solo trabaja en sentido de retroceso del brazo (5), transmitiendo el movimiento al disco anular (10) de radio (R1), que está unido a unos medios inversores de giro que son los encargados de transmitir a su vez el movimiento al plato secundario (2), por lo tanto gracias al conjunto de carracas (8) y (9) asociadas a la pieza de transmisión (7) se consigue que el plato secundario (2) siempre gire tanto en el avance como en el retroceso del brazo (5) de manera que produzca la propulsión de la bicicleta.
Los medios inversores de giro están formados por un engranaje de cambio giro (29) formado por dos discos, un primer disco (30) de radio (R2) y un segundo disco (31) de radio (R3) que está conectado por medio de la cadena (32) al plato secundario (2) que a su vez está formado por dos discos, un primer disco (2.1) de radio (R5) y un segundo disco (2.2) de radio (R4)
El segundo brazo (6) está conectado mediante una pieza de transmisión del movimiento (37) de avance y retroceso del brazo (6). Esta pieza de transmisión (37) cuenta con dos carracas
(13) Y (14), la primera carraca (13) solamente trabaja en el sentido de avance del brazo (6), está interpuesta entre la pieza de transmisión (37) y el plato secundario (2), de manera que cuando se imprime un movimiento de avance al brazo (6) hace que gire el plato secundario (2), por otro lado, la segunda carraca (14) solamente trabaja en el sentido de retroceso del brazo (6), y está conectada con el disco anular (10) de radio (R1), que por medio de los engranajes inversores del giro (29), (30), (31) Y (32) anteriormente descritos transmiten el giro al plato secundario (2). Por lo tanto, gracias al conjunto de carracas (13) y (14)
asociadas a la pieza de transmisión (37) se consigue que el plato secundario (2) siempre gire tanto en el avance como en el retroceso del brazo (6) de manera que produzca la propulsión de la bicicleta.
5 Para que el trabajo aportado por cada uno de los brazos sea el mismo la relación entre los radios de los platos o catalinas debe ser:
(R1 ' R3) I (R2' R4) =1
10 Pudiendo, perfectamente, ser otra la relación entre los radios de los discos o catalinas dependiendo de qué brazo se quiera potenciar.
Así de esta manera, también se consigue una propulsión del vehículo, en este caso una bicicleta tanto en los movimientos de avance y retroceso de ambos brazos. 15
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, se hace constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba, siempre que no
20 altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona que comprende:
    Un plato principal (1) o catalina que transmite el movimiento de impulso hacia un piñón (36) por medio de una cadena de transmisión (3) que une el plato principal (1) con el piñón (36). Un plato secundario (2) o catalina que es impulsado por dos brazos articulados (5) y (6), que están unidos de manera articular y telescópica con unos medios de transformación del movimiento tanto de avance como de retroceso de los brazos en un giro del plato secundario (2), contando además con unos medios para transmitir el giro a la rueda delantera de la bicicleta. El par proporcionado al plato secundario (2) se transmite por medio de una cadena (4) al plato principal.
  2. 2.-Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de transformación del movimiento tanto de avance como de retroceso de los brazos en un giro del plato secundario exclusivamente comprenden
    para el brazo (5) una pieza de transmisión (7) del movimiento de avance y retroceso que cuenta con dos carracas,
    o una primera carraca (8) que trabaja sólo en el sentido de avance del brazo (5), y que está interpuesta entre la pieza de transmisión (7) y el plato secundario (2),
    una segunda carraca (9) que solo trabaja en sentido de retroceso del brazo (5), estando conectada a unos medios inversores de giro Para el brazo (6), una pieza de transmisión del movimiento (37) de avance y retroceso del brazo (6) que cuenta con dos carracas (13) y (14), donde:
    o la carraca (13) solamente trabaja en el sentido de avance del brazo (6), y que está interpuesta entre la pieza de transmisión (37) y el plato secundario (2)
    o la segunda carraca (14) solamente trabaja en el sentido de retroceso del brazo (6), y está conectada con unos medios inversores de giro.
    Donde las carracas (8) y (13) trabajan en sentido de avance y deslizan en el sentido contrario mientras que las carracas (9) y (14) trabajan en sentido de retroceso y deslizan en el sentido contrario, es decir, de avance.
    o esta segunda carraca a un disco anular (10), que está unido a los engranajes
    (11) y (12) que son los encargados de transmitir a su vez el movimiento al plato secundario (2).
  3. 3.-Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios inversores de giro de las segundas carracas (9) y (14) comprenden un disco anular (10), que está unido a unos engranajes (11) Y (12) que son los encargados de transmitir a su vez el movimiento al plato secundario (2).
  4. 4.-Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios inversores de giro de las segundas carracas (9) y (14) comprenden el disco anular (10) de radio (R1) y que engrana con un engranaje de cambio giro (29) formado por dos discos, un primer disco (30) de radio (R2) y un segundo disco (31) de radio (R2) que está conectado por medio de la cadena (32) al plato secundario (2) que a su vez está formado por dos discos, un primer disco (2.1) de radio (R5) y un segundo disco (2.2) de radio (R4)
  5. 5.-Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona según la reivindicación 4, caracterizado porque las relaciones angulares de los diferentes discos que forman parte de cada plato cumplen que:
    (R1'R3) I (R2'R4) =1
    De modo que el trabajo que aporta cada brazo sea el mismo aunque no tiene por qué ser la única relación angular.
  6. 6.-Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los medios para la transmisión de giro a la rueda delantera comprenden:
    Una barra de unión (15) que discurre por el interior de un elemento cilíndrico (38) sobre el que se disponen los mecanismos de transmisión del impulso tanto del avance como del retroceso de los brazos articulados (5) y (6). Unos medios de unión articular y telescópica de los extremos de los brazos (5) y (6) en su unión con los extremos de la barra de unión (15).
    Unos medios de transformación del desplazamiento longitudinal de la barra (15) en un movimiento de giro de la horquilla de la rueda delantera.
  7. 7.-Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona según la reivindicación 6, caracterizado porque los medios de unión articular y telescópica de los extremos de los brazos (5) y (6) con los extremos de la barra de unión (15) comprenden :
    Una pieza de unión articular (16) Ó (17) unida en uno de sus extremos a una barra de unión (15). Una pieza de acoplamiento (18) Ó (19) unida mediante una unión articular (16.1) con la pieza de unión articular (16) Ó (17), quedando alojado en su interior el extremo del brazo correspondiente (5) Ó (6), siendo posible su desplazamiento en sentido longitudinal, de ahí que se denomine a la unión de los brazos
  8. 8.-Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona según la reivindicación 6, caracterizado porque los medios de transformación del desplazamiento longitudinal de la barra (15) en un movimiento de giro de la horquilla de la rueda delantera comprenden:
    Un tramo saliente y dentado (20) dispuesto sobre la barra de unión (15) Un primer engranaje (21) que engrana con la parte saliente y dentada (20) Una cadena de transmisión del giro (23) Un segundo engranaje (24) que recibe el giro del primer engranaje (21 ) a través de la cadena (23) Un tercer engranaje (25) de cambio del sentido de giro, para que un desplazamiento hacia la derecha de ambos brazos, y por ende de la barra de unión (15) produzca un giro hacia la derecha de la horquilla (28) de la rueda delantera, y viceversa. Un cuarto engranaje (26) montado sobre el extremo de la horquilla (28) y encargado de producir el giro de la horquilla (28), cuenta con unos medios de liberación de la unión engranada con el tercer engranaje (25) de cambio del sentido de giro, en caso de que se quiera hacer girar la horquilla directamente con el manillar y no con los brazos (5) y (6).
  9. 9.-Sistema de propulsión y dirección mediante palancas movidas por una persona según la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de liberación del engranaje (26) con el tercer engranaje (25) de cambio del sentido de giro, es un muelle interpuesto entre el engranaje (26) Y el extremo de la horquilla (28) de manera que al presionar sobre el manillar se puede liberar el engranado y permitir el giro con el manillar de la bicicleta.
  10. 10.-Vehículo sin motor movido por el sistema de propulsión y dirección anteriormente reivindicado.
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