RU2049013C1

RU2049013C1 - Muscular driven vehicle

Info

Publication number: RU2049013C1
Authority: RU
Inventors: Нияз Фарукович Тухфатулин
Original assignee: Нияз Фарукович Тухфатулин
Priority date: 1992-10-06
Filing date: 1992-10-06
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: transport; bicycles. SUBSTANCE: torque is applied to front driving wheel at reciprocating motion of steering bracket made in form of bell crank. Rotation of bell crank by means of two independent drives with sprockets and overrunning clutches is converter into unidirectional rotation of front driving wheel. Bell crank is acted upon by both hands and both feet of bicyclist. EFFECT: enlarged operating capabilities. 5 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам, приводимым в движение мускульным усилием человека, в частности к велосипедам. The invention relates to vehicles driven by the muscular effort of a person, in particular to bicycles.

Известно транспортное средство, содержащее раму колеса, ножной привод, имеющий ведущую и ведомую звездочки, обхваченные гибким элементом, рычаги с педалями, установленные на оси ведущей звездочки с возможностью возвратно-поступательного движения, ручной привод, имеющий звездочку, установленную со стороны, противоположной зацеплению ведущей звездочки ножного привода, и рычаги, установленные на оси звездочки ручного привода с возможностью возвратно-поступательного движения, при этом гибкий элемент выполнен разомкнутым, один его конец закреплен на звездочке ручного привода, а другой на ведущей звездочке ножного привода [1]
Недостатком известного транспортного средства является наличие холостого хода в приводе, что снижает эксплуатационные качества транспортного средства.It is known a vehicle containing a wheel frame, a foot drive having a driving and driven sprocket, clasped by a flexible element, levers with pedals mounted on the axis of the driving sprocket with the possibility of reciprocating movement, a manual drive having an asterisk mounted on the side opposite to the leading gear foot drive sprockets, and levers mounted on the axis of the manual drive sprocket with the possibility of reciprocating motion, while the flexible element is made open, one end of it mounted on the sprocket of the manual drive, and the other on the drive sprocket of the foot drive [1]
A disadvantage of the known vehicle is the presence of idling in the drive, which reduces the performance of the vehicle.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является транспортное средство, содержащее раму, рулевой кронштейн, ножные педали, сиденье и ведущее колесо с приводом, имеющим передачу с гибким звеном и две звездочки с обгонными муфтами, ведомые полумуфты которых связаны с ведущим колесом, а ведущие с соответствующей звездочкой [2]
Недостатком известного транспортного средства является то, что в создании крутящего момента участвуют только мышцы ног велосипедиста, что создает значительные пиковые нагрузки в мышцах ног велосипедиста. Кроме того, разгруженность мышц рук велосипедиста при создании крутящего момента не обеспечивает гармоничного физического развития велосипедиста.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a vehicle containing a frame, a steering bracket, foot pedals, a seat and a drive wheel with a drive having a transmission with a flexible link and two sprockets with overrunning clutches, the driven half-couplings of which are connected to the drive wheel, and presenters with a corresponding asterisk [2]
A disadvantage of the known vehicle is that only the muscles of the legs of the cyclist are involved in creating the torque, which creates significant peak loads in the muscles of the legs of the cyclist. In addition, the unloading of the muscles of the hands of the cyclist when creating torque does not provide a harmonious physical development of the cyclist.

Технический результат, достигаемый в предлагаемом транспортном средстве, заключается в снижении пиковых нагрузок в мышцах велосипедиста за счет одновременного нагружения при создании крутящего момента мышц обеих ног и обеих рук. Это снижает утомляемость велосипедиста и обеспечивает гармоничное физическое развитие велосипедиста. The technical result achieved in the proposed vehicle is to reduce peak loads in the muscles of the cyclist due to the simultaneous loading while creating the torque of the muscles of both legs and both hands. This reduces the fatigue of the cyclist and ensures the harmonious physical development of the cyclist.

Этот технический результат в предлагаемом транспортном средстве, содержащем раму, рулевой кронштейн, ножные педали, сиденье и ведущее колесо с приводом, имеющим передачу с гибким звеном и две звездочки с обгонными муфтами, ведомые полумуфты которых связаны с ведущим колесом, а ведущие с соответствующей звездочкой, достигается тем, что рама выполнена из передней и задней полурам, связанных между собой посредством поворотного шкворня, рулевой кронштейн выполнен в виде двуплечего рычага с нижним и верхним плечами, установленного на передней полураме с возможностью вращения вокруг поперечной горизонтальной оси, ножные педали установлены на нижнем плече двуплечего рычага, сиденье на задней полураме, ведущее колесо на передней полураме, а привод вращения ведущего колеса установлен на передней полураме и снабжен дополнительной передачей с гибким звеном, при этом гибкое звено каждой передачи зацеплено с соответствующей звездочкой и связано с обоими плечами двуплечего рычага. This technical result in the proposed vehicle comprising a frame, a steering bracket, foot pedals, a seat and a drive wheel with a drive having a gear with a flexible link and two sprockets with overrunning clutches, driven half-couplings of which are connected to the drive wheel, and the drive ones with the corresponding sprocket, is achieved by the fact that the frame is made of front and rear half frames, interconnected by means of a pivot pin, the steering bracket is made in the form of a two-shouldered lever with lower and upper shoulders mounted on the front the first half-frame with the possibility of rotation around the transverse horizontal axis, the foot pedals are mounted on the lower shoulder of the two shoulders lever, the seat on the rear half-frame, the drive wheel on the front half-frame, and the drive wheel rotation drive is mounted on the front half-frame and is equipped with an additional transmission with a flexible link, while flexible the link of each gear is engaged with the corresponding asterisk and connected with both shoulders of the two shoulders of the lever.

На фиг. 1 изображено предлагаемое транспортное средство, вид справа (по направлению движения); на фиг. 2 то же, вид слева; на фиг. 3 то же, вид сверху; на фиг. 4 рулевой кронштейн, вид спереди; на фиг. 5 кинематическая схема привода ведущего колеса. In FIG. 1 shows the proposed vehicle, view from the right (in the direction of travel); in FIG. 2 the same, left view; in FIG. 3 the same, top view; in FIG. 4 steering bracket, front view; in FIG. 5 kinematic diagram of the drive wheel drive.

Транспортное средство содержит раму, выполненную в виде передней 1 и задней 2 полурам, рулевой кронштейн в виде двуплечего рычага с нижним 3 и верхним 4 плечами, установленного на передней полураме 1 с возможностью вращения вокруг поперечной горизонтальной оси 5, ножные педали 6 и 7 с ремешками 8 и 9, сиденье 10 со спинкой, размещенное на задней полураме 2, задние ведомые колеса 11 и 12, установленные на задней полураме 2, переднее ведущее колесо 13 и привод переднего ведущего колеса. Привод переднего ведущего колеса 13 содержит правую и левую передачи. The vehicle contains a frame made in the form of a front 1 and rear 2 half frames, a steering bracket in the form of a two shoulders lever with a lower 3 and upper 4 shoulders mounted on the front half frame 1 with the possibility of rotation around the transverse horizontal axis 5, foot pedals 6 and 7 with straps 8 and 9, a seat 10 with a backrest located on the rear frame 2, rear driven wheels 11 and 12 mounted on the rear frame 2, a front drive wheel 13 and a front drive wheel drive. The drive of the front drive wheel 13 contains the right and left gears.

Правая передача (фиг.1) содержит правую звездочку 14, жестко соединенную с ведущей полумуфтой 15 правой обгонной муфты, ведомая полумуфта 16 которой жестко соединена с передним ведущим колесом 13, а также неподвижную 17 и подвижную 18 звездочки, зацепленные вместе с правой звездочкой 14 с гибким звеном (цепью) 19. Один конец цепи 19 через натяжную пружину 20 закреплен шарнирно на передней полураме 1, другой конец шарнирно прикреплен к концу нижнего плеча 3 двуплечего рычага рулевого кронштейна. Ведущая полумуфта 15 установлена на подшипниках 21 на передней оси 22, закрепленной на передней полураме 1. Ведомая полумута 16 посредством подшипников 23 опирается на ведущую полумуфту 15. Между ведущей 15 и ведомой 16 полумуфтами правой обгонной муфты размещены заклинивающие ролики 24. Подвижная звездочка 18 шарнирно установлена на оси 25, закрепленной на одном конце тяги 26, другой конец которой посредством шарнира 27 связан с кронштейном 28, закрепленным на верхнем плече 4 двуплечего рычага рулевого кронштейна. Неподвижная звездочка 17 шарнирно установлена на передней полураме 1. The right gear (Fig. 1) contains a right sprocket 14, rigidly connected to the leading coupling half 15 of the right overrunning clutch, the driven coupling half 16 of which is rigidly connected to the front driving wheel 13, as well as the fixed sprocket 17 and the movable 18, engaged with the right sprocket 14 with a flexible link (chain) 19. One end of the chain 19 through the tension spring 20 is pivotally attached to the front frame 1, the other end is pivotally attached to the end of the lower shoulder 3 of the two shoulders of the steering arm bracket. The drive coupling half 15 is mounted on bearings 21 on the front axle 22 mounted on the front half frame 1. The driven coupling half 16 is supported by bearings 23 on the drive coupling half. The jamming rollers are located between the drive gear 15 and the driven coupling half 16 of the right overrunning coupling 24. The movable sprocket 18 is pivotally mounted on the axis 25, fixed at one end of the rod 26, the other end of which is connected via a hinge 27 to the bracket 28, mounted on the upper shoulder 4 of the two shoulders lever of the steering bracket. The fixed sprocket 17 is pivotally mounted on the front frame 1.

Левая передача (фиг.2) содержит левую звездочку 29, жестко соединенную с ведущей полумуфтой 30 левой обгонной муфты, ведомая полумуфта 31 которой жестко соединена с передним ведущим колесом 13, а также подвижную звездочку 32, зацепленную вместе с левой звездочкой 29 с гибким звеном (цепью) 33. Один конец цепи 33 через натяжную пружину 34 прикреплен к концу нижнего плеча 3 двуплечего рычага рулевого кронштейна, второй конец цепи 33 закреплен шарнирно на передней полураме 1. Ведущая полумуфта 30 установлена на подшипниках 35 на передней оси 22, закрепленной на передней полураме 1. Ведомая полумуфта 31 посредством подшипников 36 опирается на ведущую полумуфту 30. Между ведущей 30 и ведомой 31 полумуфтами левой обгонной муфты размещены заклинивающие ролики 37. Подвижная звездочка 32 шарнирно установлена на оси 38, закрепленной на одном конце тяги 39, другой конец которой посредством шарнира 40 связан с кронштейном 41, закрепленным на верхнем плече 4 двуплечего рычага рулевого кронштейна. Передняя 1 и задняя 2 полурамы связаны между собой посредством поворотного шкворня 42. На передней полураме 1 закреплены упоры 43 для ограничения угла поворота двуплечего рычага 3. Левые и правые стержни двуплечего рычага 3 связаны верхней 44 и нижней 45 поперечинами. На верхней поперечине 44 закреплены захваты 46 и 47 для рук велосипедиста. The left gear (figure 2) contains a left sprocket 29, rigidly connected to the leading coupling half 30 of the left overrunning clutch, the driven coupling half 31 of which is rigidly connected to the front driving wheel 13, as well as a movable sprocket 32 engaged with the left sprocket 29 with a flexible link ( chain) 33. One end of the chain 33 through the tension spring 34 is attached to the end of the lower shoulder 3 of the two shoulders of the steering bracket arm, the second end of the chain 33 is pivotally mounted on the front frame 1. The leading coupling half 30 is mounted on bearings 35 on the front axle 22, mounted and the front half-frame 1. The driven half-coupling 31 is supported by bearings 36 on the leading half-coupling 30. Between the leading 30 and the driven 31 half-couplings of the left overrunning clutch there are jammed rollers 37. The movable sprocket 32 is pivotally mounted on an axis 38 fixed to one end of the link 39, the other end which, through the hinge 40, is connected to an arm 41 fixed to the upper arm 4 of the two shoulders lever of the steering arm. The front 1 and rear 2 frames are interconnected by means of a pivot pin 42. On the front frame 1, stops 43 are fixed to limit the angle of rotation of the two shoulders lever 3. The left and right rods of the two shoulders lever 3 are connected by the upper 44 and lower 45 cross members. On the upper cross member 44, grips 46 and 47 are fixed for the hands of the cyclist.

Транспортное средство работает следующим образом. The vehicle operates as follows.

Велосипедист располагается на сиденье 10, обеими руками берется за захваты 46 и 47 и обе ноги устанавливает на ножные педали 6 и 7, пропустив ноги через ремешки 8 и 9. Далее велосипедист подтягивает за захваты 46 и 47 верхнее плечо 4 на себя, одновременно обеими ногами отталкивает от себя с помощью ножных педалей 6 и 7 нижнее плечо 3 двуплечего рычага, поворачивая его против часовой стрелки (фиг.1). При этом нижний конец нижнего плеча 3, поворачиваясь против часовой стрелки, тянет цепь 19, поворачивая правую звездочку 14 по часовой стрелке (фиг.1). Вместе с правой звездочкой 14 поворачивается ведущая полумуфта 15, заклинивая ролики 24 и поворачивая тем самым ведомую полумуфту 16, а вместе с ней и переднее ведущее колесо 13 в направлении движения вперед. При этом на левой стороне (фиг.2) при движении нижнего плеча 3 в направлении от велосипедиста цепь 33 поворачивает левую звездочку 29 по часовой стрелке, т.е. в направлении, противоположном направлению вращения переднего ведущего колеса 13 вперед. Вместе с левой звездочкой 29 в том же направлении поворачивается и ведущая полумуфта 30 левой обгонной муфты, ролики 37 расклиниваются, обеспечивая холостое вращение левой звездочки 29 с ведущей полумуфтой 30 относительно переднего ведущего колеса 13 и ведомой полумуфты 31. Т.е. в этом полуцикле правая передача (фиг.1) работает в ведущем режиме, создавая крутящий момент на переднем ведущем колесе 13. При этом левая передача (фиг.2) работает в холостом режиме, не препятствуя вращению переднего ведущего колеса 13, так как левая звездочка 29 будет вхолостую проворачиваться относительно переднего ведущего колеса 13 в противоположном направлении. The cyclist is located on seat 10, with both hands grabs 46 and 47, and sets both legs on the foot pedals 6 and 7, passing the legs through the straps 8 and 9. Next, the cyclist pulls the upper shoulder 4 onto the grips 46 and 47, simultaneously with both legs pushes away from itself with the help of foot pedals 6 and 7 the lower shoulder 3 of the two shoulders of the lever, turning it counterclockwise (figure 1). In this case, the lower end of the lower arm 3, turning counterclockwise, pulls the chain 19, turning the right sprocket 14 clockwise (figure 1). Together with the right sprocket 14, the driving coupling half 15 rotates, jamming the rollers 24 and thereby turning the driven coupling half 16, and with it the front drive wheel 13 in the forward direction. Moreover, on the left side (Fig. 2), when the lower shoulder 3 moves in the direction from the cyclist, the chain 33 rotates the left sprocket 29 clockwise, i.e. in a direction opposite to the direction of rotation of the front drive wheel 13 forward. Together with the left sprocket 29, the leading half-coupling 30 of the left overrunning clutch rotates in the same direction, the rollers 37 are wedged, providing idle rotation of the left sprocket 29 with the leading half-clutch 30 relative to the front driving wheel 13 and the driven half-coupling 31. That is, in this half-cycle, the right gear (Fig. 1) operates in the leading mode, creating a torque on the front drive wheel 13. In this case, the left gear (Fig. 2) operates in idle mode, without interfering with the rotation of the front drive wheel 13, since the left sprocket 29 will idle with respect to the front drive wheel 13 in the opposite direction.

На фиг. 1 и 2 направления стрелок указаны для работы правой (фиг.1) и левой (фиг.2) передач в ведущем режиме. In FIG. 1 and 2 directions of the arrows are indicated for the operation of the right (figure 1) and left (figure 2) gears in the leading mode.

При достижении нижним плечом 3 переднего упора 43 велосипедист начинает новый полуцикл движения, отталкивая обеими руками от себя верхнее плечо 4 и с помощью ремешков 8 и 9 одновременно обеими ногами подтягивая к себе нижнее плечо 3. В этом полуцикле в ведущем режиме будет работать левая передача (фиг.2). При перемещении верхнего плеча 4 в направлении от велосипедиста тяга 39 тянет подвижную звездочку 32 и с помощью цепи 33 поворачивает левую звездочку 29 по часовой стрелке (фиг.2). Вместе с левой звездочкой 29 поворачивается ведущая полумуфта 30, заклинивая ролики 37 и поворачивая тем самым ведомую полумуфту 31, а вместе с ней и переднее ведущее колесо 13 в направлении движения вперед. При этом на правой стороне (фиг.1) при движении верхнего плеча 4 в направлении от велосипедиста цепь 19 поворачивает правую звездочку 14 против часовой стрелки (фиг.1), т.е. в направлении, противоположном направлению вращения переднего ведущего колеса 13 вперед. Вместе с правой звездочкой 14 в том же направлении поворачивается и ведущая полумуфта 15 правой обгонной муфты, ролики 24 расклиниваются, обеспечивая холостое вращение правой звездочки 14 вместе с ведущей полумуфтой 15 относительно переднего ведущего колеса 13 и ведомой полумуфты 16. Т.е. в этом полуцикле левая передача (фиг.2) работает в ведущем режиме, создавая крутящий момент на переднем ведущем колеса 13. При этом правая передача (фиг.1) работает в холостом режиме, не препятствуя вращению переднего ведущего колеса 13, так как правая звездочка 14 будет вхолостую проворачиваться относительно переднего ведущего колеса 13 в противоположном направлении. When the lower shoulder 3 reaches the front stop 43, the cyclist begins a new half-cycle of movement, pushing the upper shoulder 4 with both hands and using the straps 8 and 9 simultaneously pulling the lower shoulder 3 towards both sides. In this half-cycle, the left gear will work in leading mode ( figure 2). When moving the upper shoulder 4 in the direction from the cyclist, the thrust 39 pulls the movable sprocket 32 and, using the chain 33, rotates the left sprocket 29 clockwise (Fig. 2). Together with the left sprocket 29, the driving coupling half 30 rotates, jamming the rollers 37 and thereby turning the driven coupling half 31, and with it the front drive wheel 13 in the forward direction. Moreover, on the right side (Fig. 1), when the upper arm 4 moves in the direction from the cyclist, the chain 19 rotates the right sprocket 14 counterclockwise (Fig. 1), i.e. in a direction opposite to the direction of rotation of the front drive wheel 13 forward. Together with the right sprocket 14, the leading half-coupling 15 of the right freewheel also rotates in the same direction, the rollers 24 are wedged, providing idle rotation of the right sprocket 14 together with the leading half-coupling 15 relative to the front driving wheel 13 and the driven half-coupling 16. That is in this half-cycle, the left gear (Fig. 2) operates in the leading mode, creating a torque on the front drive wheel 13. In this case, the right gear (Fig. 1) operates in idle mode, without interfering with the rotation of the front drive wheel 13, since the right sprocket 14 will idle with respect to the front drive wheel 13 in the opposite direction.

Таким образом, в предлагаемом транспортном средстве в каждом полуцикле на переднем ведущем колесе 13 создается крутящий момент одного направления, обеспечивающий движение транспортного средства вперед. Так как в создании крутящего момента в каждом полуцикле одновременно участвуют обе руки и обе ноги велосипедиста, это снижает пиковые нагрузки в мышцах велосипедиста, что снижает его утомляемость. Кроме того, одновременное нагружение мышц рук и ног обеспечивает гармоничное физическое развитие велосипедиста и укрепляет его здоровье. Thus, in the proposed vehicle in each half-cycle on the front driving wheel 13 creates a torque of one direction, ensuring the movement of the vehicle forward. Since both arms and both legs of the cyclist are simultaneously involved in the creation of torque in each half-cycle, this reduces peak loads in the cyclist's muscles, which reduces his fatigue. In addition, the simultaneous loading of the muscles of the arms and legs provides a harmonious physical development of the cyclist and strengthens his health.

Поворот транспортного средства осуществляется приложением поворачивающего момента с помощью обеих рук к рулевому кронштейну. При этом передняя 1 и задняя 2 полурамы поворачиваются относительно друг друга на поворотном шкворне 42 на некоторый угол. The vehicle is rotated by applying a turning moment with both hands to the steering bracket. In this case, the front 1 and rear 2 half frames rotate relative to each other on the pivot pin 42 at a certain angle.

При отсутствии воздействия на двуплечий рычаг транспортное средство движется накатом, при этом переднее ведущее колесо 13 свободно вращается, так как ролики 24 и 37 обеих обгонных муфт расклиниваются. If there is no effect on the two-arm lever, the vehicle is coasting, while the front drive wheel 13 rotates freely, since the rollers 24 and 37 of both overrunning clutches are wedged.

Claims

A VEHICLE comprising a frame, a steering bracket, foot pedals, a seat and a drive wheel with a drive having a transmission with a flexible link and two sprockets with overrunning clutches, the driven coupling halves of which are connected to the drive wheel, and the driving coupling halves with a corresponding asterisk, characterized in that the frame is made of front and rear half frames, interconnected by means of a pivot pin, the steering bracket is made in the form of a two-shouldered lever with lower and upper shoulders mounted on the front half frame with the possibility of rotation around the transverse horizontal axis, the foot pedals are mounted on the lower shoulder of the two shoulders lever, the seat is located on the rear half frame, the drive wheel on the front half frame, and the drive wheel rotation drive is mounted on the front half frame and is equipped with an additional gear with a flexible link, while the flexible link of each gear configured to engage with the corresponding sprocket and connected to both shoulders of the two shoulders of the lever.