PL166125B1 - Synchroniczny mechanizm napędu urządzeń siłą mięśni, zwłaszcza napędu rowerów, łodzi i mięśniolotów - Google Patents

Abstract

Synchroniczny mechanizm napędu urządzeń siłą mięśni, zwłaszcza napędu rowerów, łodzi i mięśniolotów, znamienny tym, że ma nożną dźwignię (9) osadzoną wychylnie na osi (10), połączoną cięgłem (6) z co najmniej jednym nawojowym bębnem (2) osadzonym obrotowo na osi zespołu zbiorczego wałka (1), sprzężonego z zespołem realizacji ruchu urządzenia przekładnią zębatą lub cięgłową, a także za pośrednictwem co najmniej jednego cięgła (19) sprzężonego z ręczną dźwignią (14) wyposażoną w uchwyt-kierownicę (25) odchylną wokół osi (26).

Description

Przedmiotem wynalazku jest synchroniczny mechanizm napędu urządzeń siłą mięśni, zwłaszcza napędu rowerów, łodzi i mięśniolotów, wykorzystujący jednoczesny nacisk obu nóg oraz umożliwiający dodatkowe wykorzystanie pracy rąk w ruchu pchania lub ciągnięcia.

Wynalazek ma zastosowanie w budowie urządzeń i aparatów poruszanych siłą mięśni, a zwłaszcza rowerów, łodzi i mięśniolotów.

Wadą znanych, obecnie stosowanych mechanizmów napędu rowerów i mięśniolotów jest naprzemienny ruch nóg napędzających pedały krążące po okręgu. Jest to niekorzystne, ponieważ tylko położenie prostopadłe ramienia korby względem siły nacisku przetwarza pracę nóg na moment obrotowy bez strat. Dalszą niedogodnością tradycyjnego pedałowania jest niesymetryczny, naprzemienny nacisk stóp, uniemożliwiający z przyczyn ergonomicznych, skuteczne wykorzystanie siły obu nóg. Siła napędu każej z nóg w nacisku jednonożnym, jest znacznie mniejsza od połowy siły jednoczesnego nacisku obu nóg.

Wadą napędu według patentu USA nr 4639007 jest napęd linkami (45) i (55) nawojowych bębnów osadzonych bezpośrednio na osi napędzanych kół. Konstrukcja taka uniemożliwia uzyskanie wymaganego dużego przełożenia kinematycznego między skokiem przesuwanych podnóżków, a ruchem obrotowym kół jezdnych. Jeden ruch pracy (suw) podnóżków realizuje zaledwie kilka obrotów kół jezdnych, wywołując potoczenie się pojazdu zaledwie o kilka metrów z małą prędkością ruchu. Natomiast w celu skutecznej eksploatacji pojazdu wymagane jest przełożenie kinematyczne umożliwiające pokonanie kilkunastu lub kilkudziesięciu metrów przy jednym suwie pracy nóg. Nie umożliwia tego rozwiązanie według patentu nr 4 639 007, w którym linki napędzają bębny nawojowe osadzone bezpośrednio w osi obrotu kół jezdnych. Ponadto suwliwe zamocowanie pedałów na dwóch wzdłużnych rurach stwarza możliwość zacięć podczas przesuwu, w przypadku różnicy w nacisku lewej i prawej nogi. Również dźwignia odbioru napędu od rąk, umożliwia wykorzystanie tylko pracy ciągnięcia rękoma. Dodatkową wadą jest konstrukcja możliwa do zastosowania tylko w pojeździe dwuśladowym.

Konstrukcja według polskiego patentu nr 54406 posiada kilka wad. Naczelną jest nieergonomiczna praca i pozycja jadącego wymagająca podciągania się w górę. Następną zasadniczą wadą jest również, jak w poprzedniej konstrukcji, małe przełożenie kinematyczne uniemożliwiające szybką jazdę. Prędkość liniowa łańcucha jest równa prędkości przesuwu siodełka i jest kilkunastokrotnie niższa od wymaganej. Wadą i niedogodnością obecnie stosowanych pływających łodzi z

166 125 przesuwnym siodełkiem, są bardzo długie wiosła mocowane w szeroko rozstawionych wspornikach. Ogranicza to wykorzystanie tych łodzi tylko na spokojnej wodzie i dużych przestrzeniach. Dalszą niedogodnościąjest płynięcie do tyłu, bowiem wioślarz siedzi tyłem do kierunku ruchu, oraz brak zwrotności i manewrowości takiej łodzi.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie wyżej opisanych wad.

Istotą wynalazku jest zabudowany w napędzanym urządzeniu lub aparacie układ mechaniczny złożony z zespołu wałka zbiorczego przekazującego ruch obrotowy, odpowiednio i kilkustopniowo zwieeokrotniony do końcowych zespołów realizacji ruchu urządzenia tj. koła, bębna, śmigła, wirnika czy śruby, oraz z zespołu dwóch niezależnie od siebie wychylanych dźwigien napędzających cięgłami lub cięgnami zespół wałka zbiorczego, tj. dźwigni nożnej przekraczającej napęd od jednoczesnego prostowania obu nóg i dźwigni ręcznej przekazującej napęd od ruchu rąk podczas ich prostowania i ciągnięcia za uchwyt dźwigni będącyjednocześnie kierownicą sterowania ruchem urządzenia lub aparatu.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładach wykonania, na których fig. 1 przedstawia układ napędu i sterowania zbudowany w rowerze. Na fig. 2 uwidoczniony jest przekrój A-A wg. fig. 1 i obrazujący główny wałek zbierający napęd od nóg i rąk obsługującego. Fig. 3 obrazuje mechanizm wg. wynalazku, przystosowany do stosowania w łódce rekreacyjnej. Na fig. 4 przedstawiono przekrój B-B wg. fig. 3 ukazujący inną wersję wałka głównego dostosowaną do łodzi, mięśniolotu, oraz także roweru lub wózka z dwoma tylnymi kołami lub odsuniętym do tyłu kołem pojedynczym.

Przedstawiony na fig. 1 oraz fig. 2 układ posiada ułożyskowany tocznie w ramie roweru główny wałek 1, na którego końcach osadzono bębny 2 natomiast w części środkowej umieszczono zębate koła 3 i 4, oraz łańcuchowe koło 5. Na bębnach 2 umieszczono dwu lub trzykrotnie opasane cięgła 6, których końce zamocowane są do sprężyny 7, oraz z przodu pojazdu do gniazd 8, którymi zakończone są belki 9 osadzone obrotowo na osi 10. W belkach 9 osadzono obrotowe podstawki 11 stóp rowerzysty. Podstawki 11 można umiejscowić w dwóch położeniach odpowiadających kątowi αι i ff2. Sprężyna 12 cofa belki 9 w kierunku siodełka 13. W dźwigni 14 ułożyskowanej na wałku i umiejscowiony jest obrotowy wałek 15, z osadzonym na nim bębnem 16 i 17 oraz łańcuchowym kołem 18 napędzającym poprzez cięgło 19 koło 5. Na bębnie 16 odbierającym pracę pchania rąk, dwu lub trzykrotnie nawinięte jest cięgło, którego jeden koniec zamocowany jest do obejmowej belki 20, drugi do sprężyny 21. Na bębnie 17 obracanym siłą ciągnięcia rąk nawinięte jest cięgło 22 zaczepione jednym końcem do sprężyny 23 oraz drugim do wspornika 24. W drugiej części dźwigni 14 zamocowana jest obrotowa kierownica 25. Obrót kierownicy względem poziomej osi 26 wywołuje skręt koła wymuszony siłownikiem 27. Osadzone na wałku i zębate koła 3 i 4 przekazują napęd na pośredniczący wałek 28, skąd przekładnią łańcuchową napędzane jest koło tylne roweru. Przekładnię zębatą można zastąpić przekładnią łańcuchową - należy wówczas odwrócić kierunek obrotów wałka i na przeciwny odwrotnie nawiiając linki na bębny 2, 15 i 16. W przykładzie zastosowano dwa przełożenia - bieg I rozruchowy i bieg II stosowany podczas jazdy szybkiej. Dodatkową regulację momentu obrotowego, oraz szybkości jazdy stanowią dwa położenia podstawek 11 ustalone dla kąta αι i «2.

Koncepcję sprzęgieł ciernych wynikających z możliwości przeniesienia w jednym kierunku momentu obrotowego przez cięgło lub linkę nawiniętą na bęben, zastosowano w celu uproszczenia konstrukcji. Zamiast takiego rozwiązania można wprowadzić sprzęgła jednokierunkowe między bębnami a wałkiem 1 i 15.

Przedstawiony na fig. 3 układ napędowy zabudowany w łodzi różni się od poprzedniego, usytuowaniem głównego wałka 1 za fotelem siedzącego, zastąpieniem dwóch belek 9 obejmujących koło przednie jedną belką środkową i jedną linką 6. Dźwignia 14 zamocowana jest obrotowo na osi 29. Z powodu przesunięcia do tyłu za fotel 13, głównego wałka 1, bębny 16 i 17 przejmujące pracę rąk umieszczono bezpośrednio na wałku 1. Z powodu zastosowania jednej belki 9 i linki 6 zamontowano tylko jeden bęben 2 przejmujący pracę nóg. Na wałku 1 zastosowano jedno zębate stożkowe koło 30 przekazujące napęd na koło 31 oraz na wałku 32, śrubę 33, dodatkowo też poprzez przekładnię kątową na zamachowe koło 34. Linki 19 i 20 połączone są dźwignią 14 węzłami 35 i 36. Śruba 33 zamocowana jest na wale 32 za pośrednictwem sprzęgła jednokierunkowego przenoszącego moment obrotowy tylko w kierunku zgodnym z napędem śruby.

14 26 25 21 23 15 16 17 18 27

Fig. 1 A)\

25 U 10 12 11 9

f;₉.3

Fig. 2

Fi₉. 4

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Synchroniczny mechanizm napędu urządzeń siłą mięśni, zwłaszcza napędu rowerów, łodzi i mięśniolotów, znamienny tym, że ma nożną dźwignię (9) osadzoną wychylnie na osi (10), połączoną cięgłem (6) z co najmniej jednym nawojowym bębnem (2) osadzonym obrotowo na osi zespołu zbiorczego walka (1), sprzężonego z zespołem realizacji ruchu urządzenia przekładnią zębatą lub cięgłową, a także za pośrednictwem co najmniej jednego cięgła (19) sprzężonego z ręczną dźwignią (14) wyposażoną w uchwyt-kierownicę (25) odchylną wokół osi (26).
2. 2. Synchroniczny mechanizm napędu według zastrz. 1, znamienny tym, że nawojowe bębny (2), (16), (17) sprzężone są z zespołem zbiorczego wałka (1) poprzez sprzęgła jednokierunkowe.
3. 3. Synchroniczny mechanizm napędu według zastrz. 1, znamienny tym, że oś (10) dźwigni (9) umieszczona jest powyżej linii stawów biodrowych, tj. punktu (0), natomiast dźwignia (14) zamocowana jest wychylnie w osi położonej poniżej punktu (0).
4. 4. Synchroniczny mechanizm napędu według zastrz. 1, znamienny tym, że dźwignia (9) posiada mocowanie co najmniej w dwóch położeniach kąta a, tj. dla kąta (αι) i («2) nożne podstawniki (11).