RU2035343C1

RU2035343C1 - Vehicle

Info

Publication number: RU2035343C1
Authority: RU
Inventors: Ю.Б. Копылов; В.П. Орланюк-Малицкий; В.П. Марченко; А.А. Шипилов; Г.А. Селезнев
Original assignee: Научно-производственный внедренческий центр "Экологос"
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: rider-propelled vehicles. SUBSTANCE: vehicle has frame, front controlled wheel mounted in the fork with handlebar, rear driving wheel mounted on the frame, and drive constructed as a pair pivotally connected levers having working areas. The vertical line, which passes through centers of the working areas of the levers is at a distance of 0.15-0.25 m from the rear wheel and at a distance of 0-0.2 m from the middle of respective handlebar grip. The distance between the pivot of the levers and bottom tangent to both wheels is defined by a clearance of the vehicle, maximal length of the levers and angle of their stroke. The vehicle can be provided with adjustable lever stroke arresters. Spring- loaded members can be interposed between the later and working areas. EFFECT: enhanced convenience. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам, использующим мускульную энергию человека, и может быть использовано при разработке и создании устройств для перевозки людей и грузов, а также для навешивания рабочих механизмов и их эксплуатации. The invention relates to vehicles using human muscle energy, and can be used in the development and creation of devices for transporting people and goods, as well as for hanging working mechanisms and their operation.

Известно транспортное средство, включающее раму, переднее управляемое колесо, установленное в передней вилке с рулем, сиденье, заднее ведущее колесо, расположенное на раме, и рычажный привод с педалями [1]
Недостатком данного транспортного средства является невозможность создания достаточно большого усилия на педали с целью получения необходимого крутящего момента на ведущем колесе, определяющего скорость транспортного средства и предельный вес перевозимого груза.A vehicle is known comprising a frame, a front steered wheel mounted in a front fork with a steering wheel, a seat, a rear driving wheel located on the frame, and a lever drive with pedals [1]
The disadvantage of this vehicle is the inability to create a sufficiently large effort on the pedals in order to obtain the necessary torque on the drive wheel, which determines the speed of the vehicle and the maximum weight of the transported cargo.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является транспортное средство, содержащее раму, переднее управляемое колесо, установленное в вилке с рулем, заднее ведущее колесо, расположенное на раме, и привод в виде пары шарнирно закрепленных рычагов с рабочими площадками [2]
В прототипе для создания усилия на привод используется вес человека, который при эксплуатации транспортного средства находится в положении стоя. Работа человека в таком положении позволяет ему значительно увеличить крутящий момент на ведущем колесе по сравнению с работой человека в положении сидя. Однако в известном транспортном средстве человек не обладает способностью полностью реализовать свои физические возможности, так как при воздействии на привод у него задействованы группы не самых тренированных мышц. Это приводит к тому, что человек не может обеспечить необходимый крутящий момент на ведущем заднем колесе, который бы соответствовал его энергетическим возможностям.Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a vehicle containing a frame, a front steered wheel mounted in a fork with a steering wheel, a rear drive wheel located on the frame, and a drive in the form of a pair of articulated levers with working platforms [2]
In the prototype, the weight of a person who is in a standing position when using the vehicle is used to create a drive force. The work of a person in this position allows him to significantly increase the torque on the drive wheel compared to the work of a person in a sitting position. However, in a well-known vehicle, a person does not have the ability to fully realize their physical capabilities, since when exposed to a drive, groups of not very trained muscles are involved. This leads to the fact that a person cannot provide the necessary torque on the driving rear wheel, which would correspond to his energy capabilities.

Цель изобретения повышение потребительских качеств транспортного средства путем увеличения крутящего момента на ведущем колесе и повышение комфортности. The purpose of the invention is the improvement of consumer qualities of the vehicle by increasing the torque on the drive wheel and increasing comfort.

Это достигается тем, что в указанном транспортном средстве, использующем мускульную энергию человека и содержащем раму, переднее управляемое колесо, установленное в вилке с рулем, заднее ведущее колесо, расположенное на раме, и привод в виде пары шарнирно закрепленных рычагов с рабочими площадками, в нем рычаги выполнены с возможностью изменения их длины, вертикаль, проходящая через середину рабочих площадок рычагов, расположена от заднего колеса на расстоянии 0,15.0,25 м и от середины соответствующей рукоятки руля на расстоянии 0. 0,2 м, а шарнир рычагов расположен от нижней касательной к обоим колесам на расстоянии, определяемом формулой:
l b + L_м SIN( α_м /2) (1) где b клиренс транспортного средства;
L_м максимальная длина рычага;
α_м максимальный угол хода рычагов.This is achieved by the fact that in the specified vehicle, using the muscular energy of a person and containing a frame, a front steered wheel mounted in a fork with a steering wheel, a rear driving wheel located on the frame, and a drive in the form of a pair of articulated levers with working platforms in it the levers are made with the possibility of changing their length, the vertical passing through the middle of the working platforms of the levers is located from the rear wheel at a distance of 0.15.0.25 m and from the middle of the corresponding handle of the steering wheel at a distance of 0. 0.2 m, and levers are located from the lower tangent to both wheels at a distance determined by the formula:
lb + L _m SIN (α _m / 2) (1) where b is the clearance of the vehicle;
L _m maximum lever length;
α _m maximum leverage.

Транспортное средство может быть снабжено регулируемыми ограничителями хода рычагов, а между рабочими площадками рычагов и рычагами могут быть размещены подпружиненные элементы. The vehicle can be equipped with adjustable limiters of the stroke of the levers, and between the working platforms of the levers and levers can be placed spring-loaded elements.

В данном техническом решении увеличение крутящего момента на ведущем колесе достигается сочетанием, с одной стороны, задействования оптимальной группы мышц человека, а, с другой стороны, оптимальной геометрией транспортного средства. Для обеспечения оптимальной геометрии транспортного средства рычаги выполнены с возможностью изменения их длины. Расположение вертикали, проходящей через середину рабочих площадок, на расстоянии 0.0,2 м от вертикали, проходящей через середину рукояток руля, позволяет обеспечить возможность человеку нагрузить именно ту группу мышц ног, которая задействована при ходьбе в гору, и группу спинных, наиболее мощных и развитых, мышц за счет возможности использования рукояток руля в качестве точек опоры. In this technical solution, an increase in torque on the drive wheel is achieved by combining, on the one hand, using the optimal muscle group of a person, and, on the other hand, the optimal geometry of the vehicle. To ensure optimal vehicle geometry, the levers are made with the possibility of changing their length. The location of the vertical, passing through the middle of the working platforms, at a distance of 0.0.2 m from the vertical, passing through the middle of the handlebars, makes it possible for a person to load exactly the group of leg muscles that is involved in walking uphill, and the group of dorsal, most powerful and developed , muscles due to the possibility of using the rudder handles as fulcrum.

Расположение вертикали, проходящей через середину рабочих площадок рычагов, на расстоянии 0,15.0,25 м от заднего колеса и шарнира рычагов на фиксированном расстоянии от нижней касательной к колесам, позволяет приблизить центр тяжести системы транспортное средство-человек к центру заднего колеса. Этим обеспечивается повышение устойчивости транспортного средства и снижение физических и психологических затрат человека на поддержание равновесия в процессе езды, что особенно важно для рассматриваемого рабочего положения человека. Введение в конструкцию транспортного средства регулируемых ограничителей хода рычагов позволяет изменять угол их хода в процессе езды, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки на мышцы человека в процессе эксплуатации средства. Между рабочими площадками рычагов и самими рычагами могут быть размещены подпружиненные элементы, обеспечивающие повышение комфортности человека при езде за счет уменьшения амплитуды его колебаний пpи наезде транспортного средства на неровности. The vertical position passing through the middle of the leverage platforms at a distance of 0.15.0.25 m from the rear wheel and the lever hinge at a fixed distance from the lower tangent to the wheels makes it possible to bring the center of gravity of the vehicle-man system to the center of the rear wheel. This provides increased stability of the vehicle and reduced physical and psychological costs of a person to maintain balance during the ride, which is especially important for the person’s working position. Introduction to the design of the vehicle of adjustable limiters of the stroke of the levers allows you to change the angle of their stroke during the ride, which ensures uniform distribution of the load on the muscles of the person during operation of the tool. Between the working platforms of the levers and the levers themselves, spring-loaded elements can be placed, providing increased comfort for a person when driving due to a decrease in the amplitude of his vibrations when the vehicle is hit by bumps.

На фиг.1 приведена конструктивная схема транспортного средства; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 конструктивная схема рычага с подпружиненными элементами; на фиг.4 схема работы рычагов. Figure 1 shows a structural diagram of a vehicle; figure 2 is a view along arrow A in figure 1; figure 3 is a structural diagram of a lever with spring-loaded elements; figure 4 diagram of the operation of the levers.

Предлагаемое транспортное средство содержит раму 1, переднее управляемое колесо 2, заднее ведущее колесо 3, шарнир 4 рычагов 5, рычаги 5, рабочие площадки 6 рычагов, подпружиненные элементы 7, вилку 8, руль 9, рукоятки 10 руля, ограничители 11 хода рычагов. The proposed vehicle comprises a frame 1, a front steered wheel 2, a rear driving wheel 3, a hinge 4 levers 5, levers 5, working platforms 6 levers, spring-loaded elements 7, a fork 8, a steering wheel 9, a handle 10 of the steering wheel, a limiter 11 of the lever travel.

Предлагаемое транспортное средство содержит раму 1, на которой закреплена вилка 8 с рулем 9 и заднее ведущее колесо 3. В вилке 8 установлено переднее управляемое колесо 2. Привод транспортного средства выполнен в виде пары рычагов 5, закрепленных в шарнире 4, с рабочими площадками 6. Рычаги выполнены с возможностью изменения их длины. Это достигается выполнением рычага, например, из двух телескопически соединенных между собой штанг с фиксатором. The proposed vehicle comprises a frame 1, on which a fork 8 with a steering wheel 9 and a rear drive wheel 3 is fixed. A front steered wheel 2 is installed in the fork 8. The drive of the vehicle is made in the form of a pair of levers 5 fixed in a hinge 4, with platforms 6. The levers are made with the possibility of changing their length. This is achieved by performing a lever, for example, from two telescopically connected to each other rods with a latch.

Расстояние между вертикалью а-а, проходящей через середину рабочих площадок рычагов, и серединой соответствующей рукоятки 10 руля 9 составляет 0.0,2 м, а расстояние от вертикали а-а до заднего колеса 3 составляет 0,15. 0,25 м. Шарнир 4 установлен на заданном расстоянии l от нижней касательной б-б, определяемым по формуле (1). The distance between the vertical aa passing through the middle of the working platforms of the levers and the middle of the corresponding handle 10 of the steering wheel 9 is 0.0.2 m, and the distance from the vertical aa to the rear wheel 3 is 0.15. 0.25 m. Hinge 4 is installed at a predetermined distance l from the lower tangent bb, determined by the formula (1).

Между рабочими площадками 6 и рычагами 5 могут размещаться подпружиненные элементы 7 (см. фиг.3). Угол хода рычагов определяется положением регулируемых ограничителей 11, закрепленных на раме средства. Between the platforms 6 and the levers 5 can be placed spring-loaded elements 7 (see figure 3). The angle of the levers is determined by the position of the adjustable stops 11, mounted on the frame means.

В предлагаемом устройстве человек воздействует на рабочие площадки рычагов с усилием значительно большим, чем в прототипе, за счет подключения в работу наиболее мощных и развитых мышц спины и тренированных при ходьбе в гору мышц ног. При этом колебания рычагов осуществляются в пределах углов больших моментов, равных 30.60^о, и с интенсивностью, соответствующей ритму оптимальных энергозатрат человека при прохождении всего диапазона углов больших моментов обоими рычагами за 0,5.4 с. Под углами больших моментов понимаются такие углы α хода рычагов, которые позволяют человеку реализовать максимальное усилие на рабочие площадки рычагов и соответственно максимальный крутящий момент на заднем колесе.In the proposed device, a person acts on the working platforms of levers with an effort significantly greater than in the prototype, by connecting the most powerful and developed back muscles and the leg muscles trained when walking uphill. Moreover, the oscillations of the levers are carried out within the angles of large moments equal to 30.60 ^about , and with an intensity corresponding to the rhythm of the optimal energy consumption of a person when passing through the entire range of angles of large moments with both levers for 0.5.4 s. The angles of large moments are understood as such angles α of the stroke of the levers that allow a person to realize the maximum force on the working platforms of the levers and, accordingly, the maximum torque on the rear wheel.

Проведенное исследование на специально созданном тренажере показывает возможность увеличения усилия человека на рабочие площадки рычагов и соответственно крутящего момента на заднем ведущем колесе в 1,5.2,5 раз по сравнению с прототипом. A study on a specially designed simulator shows the possibility of increasing human effort on the working platforms of the levers and, accordingly, the torque on the rear drive wheel by 1.5.2.5 times in comparison with the prototype.

Использование заявляемого транспортного средства позволяет увеличить крутящий момент на заднем ведущем колесе; повысить потребительские качества транспортного средства за счет возможности увеличения его скорости или веса транспортируемого груза; снизить утомляемость человека; преодолевать при езде целый ряд энергетически экстремальных ситуаций (езда в гору с большим грузом, езда в гору с большим уклоном и т.д.); повысить комфортность езды. Using the inventive vehicle allows you to increase the torque on the rear drive wheel; to improve the consumer qualities of the vehicle due to the possibility of increasing its speed or the weight of the transported cargo; reduce human fatigue; to overcome a number of energetically extreme situations when riding (riding uphill with a large load, riding uphill with a large slope, etc.); increase ride comfort.

Claims

1. A VEHICLE using human muscle energy, comprising a frame, a front steered wheel mounted in a fork with a steering wheel having handles, a rear driving wheel mounted on the frame, and a drive in the form of a pair of articulated levers with working platforms, characterized in that levers are made with the possibility of changing their length, the vertical passing through the middle of the working platforms of the levers is located from the rear wheel at a distance of 0.15 0.25 m and from the middle of the corresponding handle of the steering wheel at a distance of 0 0.2 m, and the hinge leverage is located from the lower tangent to both wheels at a distance determined from the equality
l = b + L _m sinα / 2,
where B is the clearance of the vehicle;
L _m maximum lever length;
α _{m is the} maximum angle of the levers.

2. The vehicle according to claim 1, characterized in that it is equipped with adjustable travel limiters of the levers.

3. The vehicle according to claim 1, characterized in that between the working platforms of the levers and levers placed spring-loaded elements.