RU2016807C1

RU2016807C1 - Roller

Info

Publication number: RU2016807C1
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Черняев
Original assignee: Борис Николаевич Черняев
Priority date: 1991-02-12
Filing date: 1991-02-12
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: vehicles. SUBSTANCE: roller has a frame, a drive wheel, supporting rollers, a steering and a pedal drive. The supporting rollers are mounted in a spaced relation, and the drive wheel - through the center of gravity with the drive pedal motion trajectory in the vertical plane of its axis. The drive has a tackle block with an adjustably positioned fastened branch of a working stroke cable. EFFECT: improved compactness, structural simplicity and convenience of operation. 6 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к транспортным средствам, приводимым в движение мускульной силой человека, и может быть использовано в индивидуальных переносных транспортных устройствах, а также в транспортных спортивных снарядах. The invention relates to transport engineering, and in particular to vehicles powered by the muscular strength of a person, and can be used in individual portable transport devices, as well as in sports sports equipment.

Широко известны транспортные средства с мускульным приводом. Это общеизвестные велосипеды с различными конструкциями мускульных приводов [1,2]. Muscularly driven vehicles are widely known. These are well-known bicycles with various designs of muscular drives [1,2].

Эти устройства обладают малой компактностью, повышенной сложностью и малой функциональностью. These devices have small compactness, increased complexity and low functionality.

Известно транспортное средство с мускульным приводом [3]. Привод этого транспортного средства представляет собой рычажно-педальный механизм с гибкими тягами на ведущее колесо и с пружинно-демпферным устройством дифференци- рованного воздействия на педали при автоматическом регулировании усилии. Различное назначение и функционирование педалей привода этого транспортного средства снижает его эксплуатационные и динамические характеристики, а конструкция, расположение и взаимосвязь его элементов не обеспечивают достаточной компактности. Known vehicle with a muscular drive [3]. The drive of this vehicle is a lever-pedal mechanism with flexible rods on the drive wheel and with a spring-damper device for differential impact on the pedals with automatic force control. The different purpose and functioning of the drive pedals of this vehicle reduces its operational and dynamic characteristics, and the design, location and interconnection of its elements do not provide sufficient compactness.

Цель изобретения - повышение динамических характеристик, компактности и эксплуатационных удобств переносного транспортного средства с мускульным приводом, именуемого в дальнейшем роллером. The purpose of the invention is to increase the dynamic characteristics, compactness and operational amenities of a portable vehicle with a muscular drive, hereinafter referred to as the scooter.

Для достижения этой цели ведущее колесо размещено по центру тяжести, траектория осей педалей педального механизма проходит в вертикальной плоскости оси роллера. Поддерживающие ролики установлены с обеих его сторон с зазором относительно опорной поверхности. Рама роллера снабжена ручкой для переноса, каждый рычаг педального механизма имеет блок с гибкой тягой, один конец которой намотан на винтовой барабан, а второй закреплен скосом зажимной гайки в отверстиях пальца-фиксатора, размещенного в наклонном пазу боковины рамы и снабженного пружиной регулируемой жесткости и фиксирующей гайкой. Штанга рулевого механизма с руль-штангой педали выполнены телескопически раздвижными, а намотка гибких тяг рабочего хода и возврата на винтовые барабаны осуществлена по направлению к их торцам. Правый и левый педальные механизмы установлены каждый на своей боковине, соединенных связями отбуртовками внутрь закрытых эластичными обечайками. To achieve this goal, the drive wheel is located at the center of gravity, the trajectory of the axes of the pedals of the pedal mechanism passes in the vertical plane of the axis of the roller. Supporting rollers are installed on both sides with a gap relative to the supporting surface. The roller frame is equipped with a transfer handle, each pedal lever has a flexible traction unit, one end of which is wound on a screw drum, and the other is secured by a bevel of the clamping nut in the holes of the locking pin located in the inclined groove of the side of the frame and equipped with a spring of adjustable stiffness and fixing with a nut. The steering rod with the steering wheel-rod pedals are telescopically sliding, and the flexible traction of the working stroke and return to the helical drums is carried out towards their ends. The right and left pedal mechanisms are each installed on its sidewall, connected by ties with flanges inside closed by elastic shells.

Штанга рулевого управления снабжена тормозной колодкой и соединена с рулевыми роликами. При использовании роллера в качестве спортивного снаряда штанга рулевого управления устанавливается жестко, рулевые передние ролики заменяются поддерживающими. Задние поддерживающие ролики снабжаются пружинящими дугами с тормозными колодками или аннулируются вообще. The steering rod is equipped with a brake pad and is connected to the steering rollers. When using the scooter as a sports projectile, the steering rod is mounted rigidly, the steering front rollers are replaced by supporting ones. The rear support rollers are equipped with spring arches with brake pads or canceled altogether.

На фиг.1 изображен роллер общего исполнения, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг.5 - роллер-спортивный снаряд; на фиг.6 - то же, повышенной проходимости. In Fig.1 shows a roller of General performance, General view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a section bB in figure 1; figure 4 - section bb in fig. 1; figure 5 - roller-sports equipment; figure 6 is the same, cross-country ability.

Роллер общего исполнения состоит из ведущего колеса 1, рамы 2 с задними поддерживающими роликами 3, педального (правого и левого) привода 4 и механизма рулевого управления 5. Ведущее колесо соизмеримо по размеру диаметра с обычным велосипедным колесом и имеет почти аналогичную конструкцию. В ступице 6 ведущего колеса размещено две муфты свободного хода 7, каждая из которых имеет свою полуось 8, оканчивающуюся квадратом 9, для соединения с механизмом педального привода. Рама роллера состоит из двух соединенных связями 10 боковин 11, в каждой из которых выполнены вертикальный дугообразный паз 12 и наклонный паз 13 для элементов привода. Рама снабжена багажником 14 и сидением 15, которое, поворачиваясь вокруг оси одной из связей, открывает доступ к багажнику. Задние поддерживающие ролики установлены на раме с зазором относительно опорной поверхности. Боковины рамы выполнены с отбуртовками 16, стык которых с торцев рамы закрывается эластичными обечайками 17. Снизу к отбуртовкам крепится панель подножек 18. Каждый педальный привод полностью монтируется на своей боковине рамы, а все его детали не теряют взаимодействия при отсоединении боковины от роллера. Педальный привод состоит из рычага 19, оканчивающегося вилкой 20, в которую вставлена ось 21 педали 22 с блоком 23. Через блок перекинута гибкая тяга-тросик 24 рабочего хода, который одним концом, огибая канавки винтового барабана 25, крепится на его краю со стороны квадратного гнезда фиксатором 26, а вторым концом, продетым через отверстия пальца 27 зажимается коническим скосом 28 зажимной гайки 29. Палец 27 установлен в наклонном пазу 13 и снабжен пружиной 30 автоматического регулирования частоты. Второй конец пружины закреплен в винтовом регуляторе 31 усилия. Палец может быть зафиксирован в любом месте наклонного паза фиксирующей гайкой 32. Холостой ход полуоси 8 осуществляется тросиком 33 возврата, который одним концом фиксатором 34 закреплен на винтовом барабане 25, а вторым концом, огибая канавки барабана 35 возврата, закреплен на нем. Барабан возврата установлен на подшипнике пальца 36 и снабжен пружиной кручения 37, один конец которой закреплен на его торце, а второй - на шайбе 38 пальца. Механизм рулевого управления включает штангу 39 рулевого управления, установленную с некоторым люфтом и возможностью осевого поворота в стакане 40, закрепленном на панели подножек. Стакан имеет прорезь, в которую проходит поводок 41 штанги, шарнирно соединенный тягой 42 с поводками 43 вилок-шкворней 44 рулевых роликов 45. Штанга снабжена тормозной колодкой 46, и, будучи полой, несет в себе руль-штангу 47, которая может выдвигаться на произвольную высоту и фиксироваться винтом 48. Штанга выходит через отверстие в эластичной обечайке из рамы. В верхней части штанги на нее надето кольцо штыря 49, вдвинутого в ручку 50 для переноса роллера. The general performance roller consists of a drive wheel 1, a frame 2 with rear support rollers 3, a pedal (right and left) drive 4 and a steering mechanism 5. The drive wheel is comparable in diameter to a conventional bicycle wheel and has an almost similar design. In the hub 6 of the drive wheel there are two freewheel clutches 7, each of which has its own axis 8, ending in square 9, for connection with the pedal drive mechanism. The roller frame consists of two interconnected 10 sidewalls 11, each of which has a vertical arcuate groove 12 and an inclined groove 13 for drive elements. The frame is equipped with a luggage rack 14 and a seat 15, which, turning around the axis of one of the links, allows access to the luggage compartment. The rear support rollers are mounted on the frame with a clearance relative to the supporting surface. The sidewalls of the frame are made with flanges 16, the joint of which is closed by elastic shells 17 from the ends of the frame 17. The footboard panel 18 is attached to the flanges below. Each pedal drive is completely mounted on its sidewall of the frame, and all its parts do not lose interaction when disconnecting the sidewall from the roller. The pedal drive consists of a lever 19, ending with a fork 20, into which the axis 21 of the pedal 22 with the block 23 is inserted. A flexible traction cable 24 of the working stroke is thrown through the block, which at one end, around the grooves of the screw drum 25, is mounted on its edge from the square the sockets with a retainer 26, and the second end threaded through the holes of the finger 27 is clamped by the conical bevel 28 of the clamping nut 29. The finger 27 is installed in the inclined groove 13 and is equipped with a spring 30 for automatic frequency control. The second end of the spring is fixed in the screw force regulator 31. The finger can be fixed in any place of the inclined groove with the fixing nut 32. Idling of the axle shaft 8 is carried out by the return cable 33, which is fixed on the screw drum 25 by one end with the latch 34 and mounted on it with the second end, around the grooves of the return drum 35. The return drum is mounted on the bearing of the finger 36 and is equipped with a torsion spring 37, one end of which is fixed on its end, and the other on the washer 38 of the finger. The steering mechanism includes a steering rod 39, mounted with some play and the possibility of axial rotation in the glass 40, mounted on the panel steps. The glass has a slot into which the rod lead 41 is pivotally connected by a rod 42 to the leads 43 of pivot pins 44 of the steering rollers 45. The rod is equipped with a brake pad 46, and being hollow, carries a steering rod 47 that can be extended to an arbitrary height and fixed with a screw 48. The rod exits through the hole in the elastic shell from the frame. In the upper part of the rod, a ring of a pin 49 is put on it, pushed into the handle 50 to transfer the roller.

Эксплуатация роллера общего исполнения осуществляется как в положении стоя, так и в положении сидя. В любом положении роллер, наклоняясь в одну из сторон, имеет прочную опору на три точки - ведущее колесо 1, рулевой ролик 45, поддерживающий ролик 3, кроме положения большой скорости, когда для уменьшения сопротивления движению водитель балансирует на одном ведущем колесе. Operation of the general performance roller is carried out both in a standing position and in a sitting position. In any position, the roller, leaning to one side, has strong support on three points - the driving wheel 1, the steering roller 45, supporting the roller 3, except for the high speed position, when the driver balances on one driving wheel to reduce the resistance to movement.

При одновременном или попеременном нажиме на педали 22 поворачиваются рычаги 19 и, перемещаясь вниз, их блоки 23 тросиками 24 поворачивают винтовые барабаны 25. Винтовые барабаны поворачиваются по часовой стрелке (фиг. 1) и квадратными гнездами поворачивают в том же направлении свои полуоси 9. В этом направлении муфты свободного хода 7 заклиниваются, и крутящий момент передается на ведущее колесо. При рабочем повороте винтовых барабанов 25 тросик 24 рабочего хода сматывается с его винтовых канавок, с одновременным наматыванием на них тросиков 33 возврата, которые при этом поворачиают барабаны 35 возврата и взводят пружины кручения 37. При освобождении педалей эти пружины возвращают барабаны 35 в исходное положение, а тросики 33 возврата, поворачивая также в исходное положение винтовые барабаны 25, поднимают рычаги 19. Для равномерности движения следует пользоваться педалями попеременно, используя инерцию выгиба ведущего колеса при остановке или возврате педалей, когда муфты 7 свободного хода расклиниваются и ведущее колесо 1 свободно вращается на подшипниках ступицы 6. With simultaneous or alternate pressure on the pedals 22, the levers 19 are turned and moving downward, their blocks 23 with the cables 24 rotate the screw drums 25. The screw drums rotate clockwise (Fig. 1) and their axles rotate in the same direction with square sockets 9. B In this direction, the freewheels 7 are jammed and torque is transmitted to the drive wheel. During the working rotation of the screw drums 25, the cable 24 of the working stroke is wound off its screw grooves, while winding the return cables 33 on them, which turn the return drums 35 and cock torsion springs 37. When the pedals are released, these springs return the drums 35 to their original position, and the return cables 33, also turning the screw drums 25, also raise the levers 19. For uniform movement, use the pedals alternately, using the inertia of the drive wheel bend when stopped wk or return the pedals when the freewheel clutch 7 is wedged and the drive wheel 1 rotates freely on the bearings of the hub 6.

Передаточное число L продольного механизма мускульного провода определяется по нижеследующей формуле:
i =

=

,, где L - ход роллера (без учета инерционного пробега) за один ход педалей;
l - ход педалей;
D - диаметр ведущего колеса;
D_б - рабочий диаметр винтового барабана;
K - полиспастный коэффициент;
K=f(sinα);
α- угол между вертикалью и наклонной ветвью тросика рабочего хода.The gear ratio L of the longitudinal mechanism of the muscle wire is determined by the following formula:
i =

=

,, where L is the stroke of the roller (excluding the inertial mileage) for one pedal stroke;
l - pedal stroke;
D is the diameter of the drive wheel;
D _b - the working diameter of the screw drum;
K - tackle coefficient;
K = f (sinα);
α is the angle between the vertical and the inclined branch of the working cable.

В верхнем положении пальцев 27, когда sinα≈1, K=2. Скорость V роллера соизмерима со скоростью велосипеда. Например, при конкретном значении элементов привода: K=2, D=0,5 м, D_б=0,04 м, l=0,12 и средней частоте z перемещений педалей z=3 1/c
V= 3.600L_z= 3.600

=

= 32 км/ч.. Такая скорость достигается только на хорошей дороге.In the upper position of the fingers 27, when sinα≈1, K = 2. Roller speed V is commensurate with the speed of the bike. For example, with a specific value of the drive elements: K = 2, D = 0.5 m, D _b = 0.04 m, l = 0.12 and the average frequency z of pedal movements z = 3 1 / s
V = 3.600L _z = 3.600

=

= 32 km / h .. This speed is achieved only on a good road.

При изменении профиля дороги, когда фиксирующая гайка 32 ослаблена, передаточное число педального механизма меняется автоматически. Как только с увеличением сопротивления движению увеличивается усилие на педали сверху установленного регулятором 31 усилия, составляющая F (фиг.1) натяжения наклонной ветви тросика рабочего хода преодолевает усилие пружины 30, и палец 27 перемещается по наклонному пазу 13 вниз до момента, когда усилия уравниваются. При этом меняется угол α, уменьшается передаточное число передачи, увеличивается его передаточное отношение, т.е. уменьшается L, соответственно уменьшается скорость роллера и увеличивается крутящий момент, что дает возможность преодолеть возросший момент сопротивления движению. When changing the profile of the road, when the locking nut 32 is loosened, the gear ratio of the pedal mechanism changes automatically. As soon as the force on the pedals increases above the force set by the regulator 31 with increasing resistance to movement, the component F (Fig. 1) of the tension of the inclined branch of the working cable overcomes the force of the spring 30, and the finger 27 moves down the inclined groove 13 until the forces equalize. In this case, the angle α changes, the gear ratio decreases, its gear ratio increases, i.e. L decreases, respectively, the speed of the roller decreases and the torque increases, which makes it possible to overcome the increased moment of resistance to movement.

При езде в положении сидя руль-штанга 47 зафиксирована винтом 48 на средней высоте. Для поворота достаточно в соответствующую сторону повернуть руль-штангу. При этом шарнирный параллелограмм, образуемый поводками и тягой 42, обеспечит такой же поворот ведущих роликов. Для торможения достаточно наклонить руль штангу на себя чтобы тормозная колодка 46 вошла в соприкосновение с покрышкой ведущего колеса. When riding in a sitting position, the steering wheel 47 is fixed with a screw 48 at an average height. To turn, just turn the steering wheel in the appropriate direction. In this case, the articulated parallelogram formed by the leashes and thrust 42 will provide the same rotation of the drive rollers. For braking, it is enough to tilt the steering wheel the bar on itself so that the brake pad 46 comes into contact with the tire of the drive wheel.

При неторопливой езде нет необходимости полностью использовать ход педалей. Удобнее ехать не отрывая носок подошв от подножек, перемещая педали пятками. When driving slowly, there is no need to fully use the pedal stroke. It is more convenient to ride without lifting the toe of the soles from the footboards, moving the pedals with the heels.

Claims

1. ROLLER containing a frame equipped with a seat and steps, a driving wheel, supporting rollers, steering rollers with a steering mechanism and a reciprocating pedal mechanism of a muscular drive with pedal levers, return springs, flexible rods, screw drums, freewheels and a device automatic and manual frequency control, characterized in that the drive wheel is placed along the axis of the roller in the zone of the center of gravity, supporting rollers are installed in pairs on both sides with a clearance of in relative bearing surface and the axis of the pedals of pedal mechanism are movable in the zone of the vertical plane of the drive wheel axis.

2. The roller according to claim 1, characterized in that the frame is equipped with a transfer handle, and each lever of the pedal mechanism of the muscular drive has a block covered by a flexible rod, one end of which is wound on its screw drum and fixed on it, and the other is fixed with a conical bevel a clamping nut in the holes of the locking pin located in the inclined groove of the side of the frame and equipped with a fixing nut and a spring of adjustable stiffness.

3. The roller according to claim 1, characterized in that the steering wheel is made in the form of a rod, the pedals are telescopically sliding, and the flexible traction of the working stroke and return to the helical drums are made towards their ends.

4. The scooter according to claim 1, characterized in that the right and left pedal mechanisms of the muscular drive with an automatic and manual frequency control device are each installed on their side of the frame, connected to one another by links, and its helical drum with its half shaft of the central clutch wheels connected by detachable connection.

5. The scooter according to claim 1, characterized in that the frame is made in the form of two sidewalls with flanges inward, on which elastic shells are mounted.

6. The scooter according to claim 1, characterized in that the steering rod is connected by a rod to the leads of the steering rollers, installed in a glass with a limited rotation around its axis and with the possibility of movement towards the drive wheel and equipped with a brake shoe on its side.