RU2068365C1

RU2068365C1 - Bicycle

Info

Publication number: RU2068365C1
Authority: RU
Inventors: Сергей Федорович Клюйков
Original assignee: Сергей Федорович Клюйков
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1996-10-27

Abstract

FIELD: muscle-driven vehicles; sport. SUBSTANCE: frame 1 is made in form of crank with two axles 2 with wheel 3 mounted on each axle and furnished with pedals 4 with tie-clips. Each wheel 3 can be connected with frame-crank 1 through overrunning clutch 5; each axle 2 can be installed for free turning in frame-crank 1 and driving member 6 of transmission 8 can be installed on axle 2 in this place being rigidly coupled with frame-crank 1. On other sections of axle 2 arranged in parallel with axle due to bending at center of transmission 2 mounted are pedals, driven member 7 of transmission 8 and wheel 3 coupled through overrunning clutch 5. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам, приводимым в действие мускульной силой человека, и может быть использовано для его передвижения. The invention relates to vehicles powered by the muscular power of a person, and can be used for its movement.

Известные конструкции велосипедов и транспортных средств, приводимых в действие мускульной силой человека (авт. св. СССР NN 1142352, кл. В 62 К 3.02, B 62 M 1/20; 1159826, кл. B 62 K 3/00, 19/48; 1049328, кл. B 62 K 3/00, B 62 M 1/00, 115959, кл. B 62 M 1/20 и др.) содержит раму и закрепленные на ней сиденье, руль, передние и задние вилки, ходовые колеса, передачи, педали, втулки, муфты и другие узлы и детали. Конструкции с таким перечнем изрядно весят и занимают много места. Known structures for bicycles and vehicles powered by human muscular strength (ed. St. USSR NN 1142352, class B 62 K 3.02, B 62 M 1/20; 1159826, class B 62 K 3/00, 19/48 ; 1049328, CL B 62 K 3/00, B 62 M 1/00, 115959, CL B 62 M 1/20, etc.) contains the frame and the seat, steering wheel, front and rear forks, running wheels mounted on it , gears, pedals, bushings, couplings and other components and parts. Designs with such a list are pretty heavy and take up a lot of space.

Наиболее близким к изобретению является транспортное средство, приводимое в действие мускульной силой человека (авт. св. СССР N 1537599, кл. В 62 М 1/20), также содержащее раму (две платформы), ходовые колеса (связанные коленчатыми валами, имеющими кривошипы), педали с креплениями для ног, отличается тем, что валы трехколенные, а платформы одна внутри другой, причем внутренняя шарнирно связана со средними кривошипами коленчатых валов, а наружная с крайними и снабжена педалями. В этом транспортном средстве рама уже не только связывает и удерживает остальные детали, но и участвует в передаче мускульной силы от педалей к кривошипам, в создании движения. Это совмещение позволило упростить велосипед и создать "повышенную занимательность" передвижения на нем. Closest to the invention is a vehicle driven by human muscle power (ed. St. USSR N 1537599, class 62 M 1/20), also containing a frame (two platforms), running wheels (connected by crankshafts having cranks ), pedals with mounts for the legs, characterized in that the shafts are three-knee, and the platforms are one inside the other, with the inner pivotally connected to the middle cranks of the crankshafts, and the outer one with the extreme crankshafts and is equipped with pedals. In this vehicle, the frame not only ties and holds the remaining parts, but also participates in the transfer of muscular power from the pedals to the cranks, in creating movement. This combination made it possible to simplify the bike and create an "increased entertaining" movement on it.

Задача предлагаемого изобретения создание простой, компактной и легкой конструкции велосипеда за счет совмещения функций разных деталей. The objective of the invention is the creation of a simple, compact and lightweight bicycle design by combining the functions of different parts.

Так, например, у прототипа рама служит для расположения и удержания всех остальных деталей велосипеда. Одной из них является кривошип педального привода, который превращает шаговое движение ног ездока, прикладываемое к педалям, во вращательное движение ходовых колес. В аналогах в этом превращении участвуют также звенья передачи, вилки, муфты и другие детали. So, for example, the prototype frame is used to position and hold all other parts of the bike. One of them is the crank of the pedal drive, which turns the step motion of the rider's legs, applied to the pedals, into the rotational movement of the running wheels. In analogs, transmission links, forks, couplings and other details also participate in this transformation.

В предлагаемом изобретении названные функции рамы и кривошипа совмещены в одной детали. Это достигается тем, что рама выполнена в виде кривошипа с двумя осями, на каждой из которых расположены ходовое колесо и педаль. Дополнительно каждое ходовое колесо может быть связано с рамой-кривошипом обгонной муфтой. Дополнительно велосипед может быть снабжен передачей, звенья которой расположены со свободным вращением на оси кривошипа и жестко связаны: ведущее с кривошипом, ведомое с муфтой. Это позволило исключить из конструкции велосипеда руль, раму, сиденье, вилки, что привело к уменьшению габаритов велосипеда до размеров шага ездока и к уменьшению веса велосипеда. In the present invention, the named functions of the frame and crank are combined in one part. This is achieved by the fact that the frame is made in the form of a crank with two axles, on each of which there is a running wheel and a pedal. In addition, each running wheel can be connected with a crank frame by an overrunning clutch. Additionally, the bike can be equipped with a transmission, the links of which are freely rotated on the axis of the crank and are rigidly connected: leading to the crank, driven with the clutch. This allowed the rudder, frame, seat, forks to be excluded from the bicycle design, which led to a reduction in the size of the bicycle to the step size of the rider and to a reduction in the weight of the bicycle.

На фиг. 1 изображен велосипед, соответствующий первому пункту формулы изобретения; на фиг. 2 велосипед, соответствующий первому и второму пунктам формулы; на фиг. 3 велосипед, соответствующий первому, второму и третьему пунктам формулы; на фиг. 4 цикл положений педалей велосипеда по пп. 1 и 2 формулы изобретения; на фиг. 5 цикл положений педалей велосипеда по п. 3 формулы изобретения. In FIG. 1 shows a bicycle in accordance with the first claim; in FIG. 2 bike corresponding to the first and second paragraphs of the formula; in FIG. 3 bicycle corresponding to the first, second and third paragraphs of the formula; in FIG. 4 cycle pedal positions of the bicycle according to paragraphs. 1 and 2 of the claims; in FIG. 5 cycle position of the bicycle pedals according to claim 3 of the claims.

Велосипед (фиг. 1) представляет собой кривошип 1 в виде удлиненного до размеров шага кинематического звена, на концах которого закреплены оси 2. На каждой оси 2 установлены ходовое колесо 3 и педаль с захватом для ног 4. The bicycle (Fig. 1) is a crank 1 in the form of a kinematic link extended to a step size, at the ends of which axles 2 are fixed. A running wheel 3 and a pedal with a foot grip 4 are mounted on each axis 2.

Велосипед (фиг. 2) отличается от велосипеда (фиг. 1) наличием между осью 2 и ходовым колесом 3 обгонной муфты 5, жестко связанной с кривошипом 1. The bicycle (Fig. 2) differs from the bicycle (Fig. 1) by the presence of an overrunning clutch 5, rigidly connected to the crank 1, between the axle 2 and the running wheel 3.

Велосипед (фиг. 3) отличается от велосипеда (фиг. 2) наличием передачи, звенья которой расположены на оси кривошипа. В велосипеде могут быть использованы цепные, зубчатые и другого типа передачи. A bicycle (Fig. 3) differs from a bicycle (Fig. 2) by the presence of a transmission whose links are located on the axis of the crank. In a bicycle, chain, gear and other types of gears can be used.

На фиг. 4 и 5 показаны начало движения левой педали (I), среднее ее положение (II), конец движения левой педали (III), начало движения правой педали (IV), среднее ее положение (V) и конец движения правой педали (VI) до повторения цикла. Кроме того, на этих фигурах показаны варианты другого возможного исполнения велосипеда по пп. 1 3 формулы, которыми подчеркивается, что ось 2 в пп. 1 3 формулы это одна и та же деталь, на которой установлены педаль 4 и ходовое колесо 3. Только в п. 3 эта педаль дополнительно изогнута, что позволило разместить на ней звенья 6 и 7 передачи 8. In FIG. 4 and 5 show the beginning of the movement of the left pedal (I), its average position (II), the end of the movement of the left pedal (III), the beginning of the movement of the right pedal (IV), its average position (V) and the end of the movement of the right pedal (VI) to repetition of the cycle. In addition, these figures show variants of another possible embodiment of a bicycle according to claims. 1 3 formulas that emphasize that the axis 2 in paragraphs. 1 3 formulas are the same part on which the pedal 4 and the running wheel 3 are installed. Only in step 3 is this pedal additionally curved, which allowed placing links 6 and 7 of gear 8 on it.

Все варианты велосипеда могут совершать два движения: катящее и шаговое. All bike options can make two movements: rolling and stepping.

На велосипеде (фиг. 1) катящее движение осуществляется ездоком, оттолкнувшись от дороги и расположив ноги ступнями на педалях с захватом для ног 4. При этом колеса 3, вращаясь вокруг осей 2, катятся по дороге, увлекая велосипед со скоростью катящего движения V_к.On a bicycle (Fig. 1), the rolling movement is carried out by the rider, pushing off the road and placing his feet on the pedals with a grip for legs 4. At the same time, the wheels 3, rotating around the axles 2, roll along the road, capturing the bicycle with a rolling speed V _to .

При шаговом движении велосипеда (фиг. 1) нога ездока, находящаяся сзади (по направлению движения велосипеда), поднимается, а вместе с ней поднимаются педаль с захватом для ног 4, ось 2 и колесо 3, а также поворачивается кривошип 1 вокруг другой "неподвижной" оси 2'с колесом 3' до упора поднятым колесом 3 в дорогу впереди колеса 3'. При этом кривошип 1 совершает полоборота, а велосипед перемещается на шаг (расстояние между осями 2-2'). При следующем шаге поднимается другая нога совместно с колесом 3', поворачивается на полоборота кривошип 1. Так, поочередно поднимая ноги, совершают шаговое движение со скоростью
V_ш1 расстояние 2-2'/единица времени
Скорости катящего и шагового движений складываются, образуя общую скорость велосипеда (фиг. 1) V₁ V_к + V_ш1. При V_ш1 0 велосипед продолжает двигаться со скоростью V_к. При V_к 0 велосипед останавливается.During the step-by-step movement of the bicycle (Fig. 1), the rider’s leg, which is located behind (in the direction of the bicycle’s movement), rises, and with it the pedal with the foot grip 4, axle 2 and wheel 3, and crank 1 rotates around another “fixed” "axles 2 'with a wheel 3' until it stops with a raised wheel 3 into the road ahead of the wheel 3 '. In this case, the crank 1 makes a half-turn, and the bicycle moves one step (the distance between the axles is 2-2 '). At the next step, the other leg rises together with the wheel 3 ', crank 1 rotates half a turn. So, alternately raising the legs, make a step motion with speed
V _W1 distance 2-2 '/ unit of time
The speeds of rolling and stepping movements add up, forming the total speed of the bicycle (Fig. 1) V ₁ V _to + V _W1 . When V _W1 0 the bicycle continues to move at a speed of V _to . At V _to 0, the bike stops.

На велосипеде (фиг. 2) катящее движение аналогично катящему движению велосипеда (фиг. 1). On a bicycle (FIG. 2), the rolling motion is similar to the rolling motion of a bicycle (FIG. 1).

При шаговом движении велосипеда (фиг. 2) перемещения ног ездока и деталей велосипеда повторяют перемещения, описанные для шагового движения велосипеда (фиг. 1) только для случая, когда угловая скорость ω₁ поворота кривошипа 1 будет меньше угловой скорости ω₃ качения колес 3 ((ω₁<ω₃)), так как при этом обгонные муфты 5 отсоединяют кривошип 1 от ходовых колес 3. В случае равенства ω₁=ω₃ обгонные муфты соединяющие кривошип 1 с колесами 3 и усилием поднятой ноги при очередном повороте кривошипа эти угловые скорости увеличатся, что повлечет за собой увеличение общей скорости V₂ передвижения велосипеда (фиг. 2).When the step motion of the bicycle (Fig. 2), the movement of the legs of the rider and bicycle parts repeat the movements described for the step motion of the bicycle (Fig. 1) only for the case when the angular speed ω _{1 of} rotation of the crank 1 is less than the angular velocity ω _{3 of the} rolling wheels 3 ( (ω ₁ <ω ₃ )), since overrunning clutches 5 disconnect crank 1 from the running wheels 3. In the case of equality ω ₁ = ω _3, overrunning couplings connecting crank 1 to wheels 3 and the effort of the raised leg during the next rotation of the crank are these angular speeds will increase, which will entail elichenie overall speed V ₂ of movement of a bicycle (Fig. 2).

При этом увеличение общей скорости идет аналогично шаговому движению велосипеда (фиг. 1) за счет сложения скоростей V₂ V_к + V_ш2, но скорость V_ш2 будет больше скорости V_ш1, так как с каждым шагом велосипед (фиг. 2) преодолевает расстояние 2-2' и дополнительно расстояние, равное половине длины окружности обода ходового колеса 3
V_ш2 (расстояние 2-2' +πR₃)/единица времени,
где R₃ радиус ходового колеса 3.Moreover, the increase in the total speed is similar to the stepwise movement of the bicycle (Fig. 1) due to the addition of the speeds V ₂ V _to + V _Ш2 , but the speed V _Ш2 will be greater than the speed V _Ш1 , since with each step the bicycle (Fig. 2) overcomes the distance 2-2 'and additionally a distance equal to half the circumference of the rim of the running wheel 3
V _W2 (distance 2-2 '+ πR ₃ ) / unit of time,
where R _{3 is the} radius of the running wheel 3.

Увеличение общей скорости V₂ прекращается при ω₁<ω₃; при ω₁ 0 шаговое движение переходит в катящее; при ω₃ 0 велосипед (фиг. 2) останавливается.The increase in the total speed V ₂ stops when ω ₁ <ω ₃ ; at ω ₁ 0, the step motion turns into a rolling motion; at ω ₃ 0 the bicycle (Fig. 2) stops.

На велосипеде (фиг. 3) катящее движение аналогично катящему движению велосипеда (фиг. 1). On a bicycle (Fig. 3), the rolling motion is similar to the rolling motion of a bicycle (Fig. 1).

При шаговом движении велосипеда (фиг. 3) перемещения ног и деталей в основном повторяют перемещения, описанные для шагового движения велосипеда (фиг. 1). При этом ездок ногами поддерживает примерно вертикальным положение стоек осей 2, чтобы педали 4 и ходовые колеса 3 все время находились ниже их связи с кривошипом 1. Если это условие вызывает трудности, или при движении ездок теряет равновесие, то можно рекомендовать дополнить велосипед (фиг. 3) дополнительными связями 9 и колесами 10 (на фиг. 3 обозначены пунктиром). During the step-by-step motion of the bicycle (Fig. 3), the movements of the legs and parts basically repeat the movements described for the step-by-step motion of the bicycle (Fig. 1). At the same time, the rider with his feet maintains the upright position of the axle 2 racks so that the pedals 4 and the driving wheels 3 are always below their connection with the crank 1. If this condition causes difficulties or the rider loses balance during movement, then it is recommended to supplement the bike (Fig. 3) additional links 9 and wheels 10 (in Fig. 3 are indicated by a dotted line).

При этом движении поворот кривошипа 1 вызывает поворот жестко связанных с ним ведущих звеньев 6, которые через передачу 8 поворачивают ведомые звенья 7. В случае, когда угловая скорость ω₇ ведомых звеньев 7 будет меньше угловой скорости ω₃ качения колес 3 ((ω₇<ω₃)), обгонные муфты отсоединяют ведомые звенья 7 от ходовых колес 3 и шаговое движение велосипеда (фиг. 3) будет аналогично шаговому движению велосипеда (фиг. 1). В случае равенства ω₇=ω₃ обгонные муфты 5 соединяют ведомые звенья 7 с колесами 3 и усилием поднятой ноги при повороте кривошипа 1 эти угловые скорости увеличатся, что повлечет за собой увеличение общей скорости велосипеда (фиг. 3), аналогичное шаговому движению велосипеда (фиг. 1), за счет сложения V₃ V_к + V_ш3. Но скорость V_ш3 будет больше скорости V_ш1 и даже больше скорости V_ш2, так как с каждым шагом велосипед (фиг. 3) преодолевает расстояние 2-2', расстояние πR₃ и расстояние, равное длине обода колеса 3, умноженной на передаточное отношение n передачи 8 V_ш3 (расстояние 2-2'+πR₃+2πR₃n) единица времени. Увеличение общей скорости V₃ прекращается при ω₇<ω₃.. При ω₇ 0 шаговое движение переходит в катящее. При При ω₃ 0 велосипед останавливается.In this movement, the rotation of the crank 1 causes the rotation of the driving links 6 rigidly connected to it, which through the transmission 8 turn the driven links 7. In the case where the angular speed ω _{7 of the} driven links 7 is less than the angular velocity ω _{3 of the} rolling wheels 3 ((ω ₇ < ω ₃ )), overrunning clutches disconnect the driven links 7 from the running wheels 3 and the step motion of the bicycle (Fig. 3) will be similar to the step motion of the bike (Fig. 1). In the case of equality ω ₇ = ω ₃ overrunning clutches 5 connect the driven links 7 to the wheels 3 and the effort of the raised leg when turning the crank 1, these angular speeds increase, which will entail an increase in the overall speed of the bicycle (Fig. 3), similar to the stepwise movement of the bicycle ( Fig. 1), due to the addition of V ₃ V _to + V _W3 . But the speed V _W3 will be greater than the speed V _W1 and even more than the speed V _W2 , since with each step the bicycle (Fig. 3) overcomes the distance 2-2 ', the distance πR ₃ and the distance equal to the length of the rim of the wheel 3 times the gear ratio n transmissions 8 V _w3 (distance 2-2 '+ πR ₃ + 2πR ₃ n) unit of time. The increase in the total velocity V ₃ ceases at ω ₇ <ω ₃ .. At ω ₇ 0, the step motion turns into a rolling motion. When With ω ₃ 0, the bike stops.

Изменение направления движения у всех рассмотренных вариантов велосипеда осуществляется при шаговом движении поворотом на необходимый угол поднятой ногой кривошипа 1 относительно находящегося на дороге колеса 3'. Changing the direction of movement for all the considered options for the bicycle is carried out in stepwise motion by turning the crank 1 with the raised angle of the foot with respect to the wheel 3 'located on the road.

Claims

1. A bicycle containing a crank with two axles, running wheels and pedals with foot mounts, characterized in that each running wheel and pedal are mounted on each axis of the crank with free rotation in at least one direction.

2. The bicycle according to claim 1, characterized in that each running wheel is connected to the crank by means of an overrunning clutch.

3. The bicycle according to claim 2, characterized in that it is equipped with a transmission whose links are freely rotated on the axis of the crank and rigidly connected leading to the crank, driven with the clutch.