RU2329911C2

RU2329911C2 - Push cycle

Info

Publication number: RU2329911C2
Application number: RU2006128643/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Андреевич Богданов (RU); Николай Андреевич Богданов
Original assignee: Николай Андреевич Богданов
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2008-07-27
Also published as: RU2006128643A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to two-wheel saddleless means of travel. The push cycle incorporates a support-and-drive foot-plate with two guides wherein foot-step platform (8) can move coupled by push rod (18) with the lower chain drive circuit (20). Idling of platform (8) is ensured by an elastic element, i.e. spring (27). Steering column is hinged to the frame by mean of cylindrical hinge (5) with transverse-horizontal axis of rotation allowing changing the foot-step and guides inclination.

EFFECT: increase component of working stroke in the reciprocating cycle of the foot-step platforms.

2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам, для передвижения которых водители используют энергию своих мышц.The invention relates to vehicles for the movement of which drivers use the energy of their muscles.

В этой области техники значительную нишу занимают велосипеды и самокаты. Изобретатели первых образцов этих машин передвигались на них при помощи своих ног, которыми отталкивались от земли. В дальнейшем велосипед был оснащен цепной передачей на заднее колесо, обгонной муфтой, тормозом, пневматическими шинами и другими устройствами, получил широкое распространение в мире и превратился в серьезное транспортное средство, тогда как самокат практически остался на уровне своей первоначальной схемы и, как правило, используется для детских забав.Bicycles and scooters occupy a significant niche in this field of technology. The inventors of the first models of these machines moved on them with the help of their legs, which they repelled from the ground. Further, the bicycle was equipped with a rear-wheel chain transmission, an overrunning clutch, brake, pneumatic tires and other devices, became widespread in the world and turned into a serious vehicle, while the scooter practically remained at the level of its original layout and, as a rule, is used for children's fun.

В патентной печати имеется ряд предложений о приводе задних колес самокатов от различного рода педалей, установленных на его опорной площадке. Одно из таких устройств раскрыто в описании изобретения к патенту DE 10132497 A1 B62M 1/04. Самокат содержит переднее управляемое колесо, рулевую колонку, раму, опорно-приводную площадку и заднее ведущее колесо. Его опорно-приводная площадка выполнена в виде коромысла, которое шарнирно закреплено на раме и имеет поперечно-горизонтальную ось качания. На заднем плече коромысла устроена опорная площадка для спортсмена, на которой он может стоять обеими ногами, а переднее плечо представляет собой педаль, плоскость которой приподнята на угол около 25° и обращена назад. На заднем конце коромысла за опорной площадкой вертикально закреплен зубчатый сектор, входящий в зацепление с шестерней, которая установлена на одной оси с ведущим колесом и связана с ним через обгонную муфту велосипедного типа. Устройство работает следующим образом: спортсмен, стоящий на задней площадке, делает шаг вперед и переносит вес своего тела на педаль коромысла, отчего коромысло наклоняется вперед, заднее плечо с зубчатым сектором подымается вверх, вхолостую проворачивая шестерню, а при отступе спортсмена назад, на опорную площадку, коромысло возвращается в исходное положение, при этом зубчатый сектор проворачивает шестерню, уже сцепленную с ведущим колесом, в нужную для движения сторону. Далее рабочий цикл повторяется.In the patent press there are a number of proposals for driving the rear wheels of scooters from various kinds of pedals installed on its supporting platform. One such device is disclosed in the patent specification DE 10132497 A1 B62M 1/04. The scooter contains a front steered wheel, a steering column, a frame, a support-drive pad and a rear drive wheel. Its support and drive platform is made in the form of a beam, which is pivotally mounted on the frame and has a transverse-horizontal axis of swing. A support platform for the athlete is arranged on the rear arm of the rocker, on which he can stand with both legs, and the front shoulder is a pedal, the plane of which is raised at an angle of about 25 ° and is turned back. At the rear end of the beam, a gear sector is vertically fixed behind the support platform, which engages with the gear, which is mounted on the same axis with the drive wheel and is connected to it through a freewheeling bicycle-type clutch. The device works as follows: an athlete standing on the back platform takes a step forward and transfers the weight of his body to the rocker pedal, causing the rocker to lean forward, the rear shoulder with the toothed sector rises, idly turning the gear, and when the athlete is indented back to the support platform , the beam returns to its original position, while the gear sector rotates the gear, already engaged with the drive wheel, in the direction necessary for movement. Next, the work cycle is repeated.

Этот самокат имеет простую и эффективную схему передачи мощности на ходовое колесо, но для езды на расстояние, допустим, 10 километров его использование можно поставить под вопрос, так как движения человека, которые он в таких количествах должен будет совершить, нельзя считать рациональными и естественными. Спортсмен, находясь в позе широкого шага и держась за руль, вынужден раскачивать свой корпус по схеме вперед-назад и так далее, перенося тяжесть тела с одного плеча коромысла на другое. Подобные монотонные раскачивания не применяются в спорте и трудовой деятельности человека, возможно потому, что в таких случаях быстро устают глазные мышцы, которые рефлекторно перефокусируют хрусталик глаза вслед за изменением расстояния до объекта наблюдения. К недостаткам этого самоката следует отнести и тот факт, что тяговое усилие на его ведущем колесе возникает периодически, занимая не более половины времени рабочего цикла.This scooter has a simple and effective scheme of transmitting power to the running wheel, but for driving a distance of, say, 10 kilometers, its use can be called into question, since the movements of a person that he will have to make in such quantities cannot be considered rational and natural. The athlete, in a wide stride pose and holding the wheel, is forced to swing his body according to the scheme back and forth, and so on, transferring the weight of the body from one shoulder to the other. Such monotonous swaying is not used in sports and labor activity of a person, possibly because in such cases the eye muscles quickly get tired, which reflexively refocus the lens of the eye after changing the distance to the object of observation. The disadvantages of this scooter include the fact that traction on its drive wheel occurs periodically, taking no more than half the time of the working cycle.

Патент ЕР 1256363 А63С 17/12 выдан на самокат, в конструкцию которого включены: рулевая колонка, переднее колесо, рама, опорно-приводная площадка, ведущее заднее колесо. Самокат оборудован приводом на ведущее заднее колесо от качающегося в продольно-вертикальной плоскости коромысла, которое шарнирно связано с рамой и имеет две симметрично расположенные педали - переднюю и заднюю. На раме самоката помимо коромысла жестко закреплен блок шестерен, сцепленных друг с другом в следующей последовательности: большая передняя шестерня сцеплена с большой задней, а эта в свою очередь - с малой шестерней. Малая шестерня посажена на вал, на другом конце которого установлена ведущая звездочка, связанная цепным контуром с ведомой звездочкой, закрепленной на втулке заднего колеса. На валах передней и задней больших шестерен установлены храповые устройства с кривошипами, которые соединены при помощи шатунов с передней и задней педалями коромысла. Такая схема соединения звеньев механизма привода позволяет при смене направления качания коромысла приводить во вращение малую шестерню в одну и ту же сторону, что вызывает практически постоянную тягу на ходовом колесе самоката, в отличие от пульсирующего режима работы предыдущего аналога. Однако считать этот самокат серьезным транспортным средством можно только с большой натяжкой по причине описанных выше неудобных движений ездока при продольном раскачивании коромысла, а также по причине больших потерь мощности при ее передаче на ведущее колесо. Трансмиссия этого самоката включает пять шарниров, три вала, два храповика, три зубчатые и одну цепную передачи, что по многозвенности в два раза превышает схему, например, дорожного велосипеда.Patent EP 1256363 A63C 17/12 is issued for a scooter, the design of which includes: a steering column, a front wheel, a frame, a supporting-drive platform, a driving rear wheel. The scooter is equipped with a drive to the driving rear wheel from a rocker rocking in the longitudinally vertical plane, which is pivotally connected to the frame and has two symmetrically located pedals - front and rear. In addition to the rocker arm, a block of gears coupled to each other in the following sequence is rigidly fixed to the scooter frame: the large front gear is coupled to the large rear, and this in turn to the small gear. A small gear is mounted on a shaft, at the other end of which a drive sprocket is mounted, connected by a chain contour to a driven sprocket mounted on the rear wheel hub. On the shafts of the front and rear large gears, ratchet devices with cranks are installed, which are connected with the connecting rods to the front and rear pedals of the rocker arm. This connection scheme of the links of the drive mechanism allows you to rotate the small gear in the same direction when changing the direction of swing of the rocker arm, which causes almost constant traction on the scooter running wheel, in contrast to the pulsating mode of operation of the previous analogue. However, this scooter can be considered a serious vehicle only with a big stretch due to the inconvenient movements of the rider described above during longitudinal rocking of the rocker arm, as well as due to large power losses during its transmission to the drive wheel. The transmission of this scooter includes five hinges, three shafts, two ratchets, three gears and one chain gear, which is twice as large as the circuit, for example, of a road bike.

Известно устройство, раскрытое в FR 748137 A, 29/06/1933, ЕС Class: B62K 3/00, В62М 1/04/. Самокат содержит переднее управляемое колесо, рулевую колонку, продольную раму, опорно-приводную площадку, заднее ведущее колесо. Опорно-приводная площадка включает в себя две педали, сориентированные вдоль самоката и размещенные справа и слева от его продольной оси. Задние обрезы педалей соединены с поперечно-горизонтальным валом, вращающимся на высокой приводной стойке. На валу установлены два силовых рычага, связанные с двумя приводными цепями, которые охватывают правую и левую ведомые звездочки, закрепленные на клиновых сердечниках обгонных муфт ведущего колеса. Свободные концы цепей подтянуты пружинами к приводной стойке. Под воздействием пружин педали в исходном положении зависают над поверхностью опорно-приводной площадки. Для начала движения самоката достаточно перенести вес тела на одну из педалей.A device is known, disclosed in FR 748137 A, 29/06/1933, EC Class: B62K 3/00, B62M 1/04 /. The scooter contains a front steered wheel, a steering column, a longitudinal frame, a support-drive pad, and a rear drive wheel. The support-drive platform includes two pedals oriented along the scooter and placed to the right and left of its longitudinal axis. The rear edge of the pedals are connected to a transverse-horizontal shaft rotating on a high drive rack. Two power levers are installed on the shaft, connected with two drive chains, which cover the right and left driven sprockets, mounted on the wedge cores of the overrunning clutches of the drive wheel. The free ends of the chains are pulled by springs to the drive strut. Under the influence of the springs, the pedals in the initial position hover over the surface of the supporting-drive platform. To start the movement of the scooter, it is enough to transfer the body weight to one of the pedals.

По признакам использования в этой конструкции двусторонних обгонных муфт и цепных контуров данный аналог можно считать наиболее близким к заявленному самокату.Based on the signs of using double-sided overrunning clutches and chain loops in this design, this analogue can be considered the closest to the claimed scooter.

Существенный недостаток указанного аналога был выявлен заявителем осенью 2005 года при испытании подобного устройства. Следует заметить, что во многих техниках движения - ходьба, бег, езда на велосипеде - одна нога воздействует на опору, а другая в то же время переносится в исходную для этого позицию. При езде на описанном самокате такая последовательность оказалась нарушенной. Здесь спортсмен стоит, скажем, на левой педали, а правой ногой совершает подъем и опускание педали справа. Далее следует короткая фаза простого стояния на двух педалях. Потом можно начинать подъем или левой, или снова правой педали. Практически, если не считать усталости, удобнее работать одной и той же ногой с одной и той же педалью. При этом в любом случае получается сугубо пульсирующий режим передачи мощности, где рабочий ход занимает не более 40% времени цикла. Это обстоятельство не позволяет развивать скорость более 12 км в час и затрудняет преодоление подъемов дороги. Режим же езды, когда сопротивление педали при рабочем ходе будет равно весу спортсмена, и он смог бы оторвать от площадки опорную ногу, практически бывает только в самом начале разгона. Конструкция заявленного самоката предполагает решение задачи по созданию транспортного средства, сохраняющего признаки самоката, но по скорости и легкости езды приближающегося к характеристикам дорожного велосипеда за счет рационального использования физических возможностей человека.A significant drawback of this analogue was identified by the applicant in the fall of 2005 when testing such a device. It should be noted that in many movement techniques - walking, running, cycling - one foot acts on the support, and the other is at the same time transferred to the starting position for this. When riding the described scooter, this sequence was broken. Here, the athlete stands, say, on the left pedal, and with his right foot raises and lowers the pedal on the right. This is followed by a short phase of simple standing on two pedals. Then you can start lifting either the left or the right pedal again. In practice, with the exception of fatigue, it is more convenient to work with the same foot with the same pedal. In this case, in any case, a purely pulsating power transmission mode is obtained, where the working stroke takes no more than 40% of the cycle time. This circumstance does not allow to develop a speed of more than 12 km per hour and makes it difficult to overcome the elevations of the road. The driving mode, when the resistance of the pedal during the running course will be equal to the weight of the athlete, and he could tear off the supporting leg from the platform, practically only happens at the very beginning of acceleration. The design of the claimed scooter involves solving the problem of creating a vehicle that retains the signs of a scooter, but in speed and ease of riding approaching the characteristics of a road bike due to the rational use of a person’s physical capabilities.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что самокат, содержащий рулевую колонку, переднее управляемое колесо, продольную раму, опорно-приводную площадку, ведущее заднее колесо с правой и левой обгонными муфтами в его втулке, с двумя звездочками, закрепленными на сердечниках обгонных муфт, и двумя цепными приводными контурами, отличается от аналогов тем, что его опорно-приводная площадка содержит две продольные симметрично расположенные относительно оси самоката направляющие, каждая из которых состоит из беговой дорожки, двух Г-образных бортов и двух концевых упоров. По направляющим имеют возможность возвратно-поступательно двигаться подстопные платформы, каждая из которых соединена посредством толкающей штанги с нижней ветвью двухосевого цепного контура, одна из звездочек которого закреплена на клиновом сердечнике обгонной муфты ведущего колеса самоката. Толкающие штанги упругой связью подтянуты к передней кромке опорно-приводной площадки, что обеспечивает возврат подстопных платформ в исходное положение после рабочего хода. При этом рулевая колонка соединена с рамой самоката посредством цилиндрического шарнира с поперечно-горизонтальной осью вращения, что дает возможность спортсмену силовым воздействием на руль изменять угловое положение рулевой колонки относительно рамы самоката в продольно-вертикальной плоскости. Последнее обстоятельство позволяет спортсмену выбирать наклон собственного корпуса и угол упора ног в подстопные платформы в зависимости от сопротивления движению самоката.The achievement of the indicated technical result is ensured by the fact that the scooter comprising a steering column, a front steered wheel, a longitudinal frame, a support-drive platform, a rear wheel with right and left overrunning clutches in its sleeve, with two sprockets fixed to the overrunning clutch cores, and two chain drive circuits, differs from analogues in that its support and drive platform contains two longitudinal guides symmetrically located relative to the axis of the scooter, each of which consists of th track, the two L-shaped sides and of two end stops. Under the guides have the possibility of reciprocating motion underfoot platforms, each of which is connected by means of a pushing rod with the lower branch of the biaxial chain circuit, one of the stars of which is fixed on the wedge core of the overrunning clutch of the driving wheel of the scooter. The push rods are resiliently tightened to the leading edge of the support-drive platform, which ensures that the platforms are returned to their original position after the working stroke. In this case, the steering column is connected to the scooter frame by means of a cylindrical hinge with a transverse horizontal axis of rotation, which allows the athlete to force the steering wheel to change the angular position of the steering column relative to the scooter frame in a longitudinally vertical plane. The latter circumstance allows the athlete to choose the slope of his own body and the angle of the feet in the foot platforms, depending on the resistance to the movement of the scooter.

Первый отличительный признак самоката - устройство его опорно-приводной площадки, которое дает возможность водителю-спортсмену использовать техники пешего хода, бега трусцой или классического лыжного бега для привода ведущего колеса самоката.The first distinctive feature of the scooter is the device of its support and drive platform, which allows the athlete-driver to use the techniques of walking, jogging or classic skiing to drive the scooter drive wheel.

Второе отличие самоката от ближайшего аналога заключается в шарнирном соединении рамы и рулевой колонки самоката, что создает своеобразный эффект толкания руля: чем сильнее спортсмен отталкивает от себя руль, тем больше и выгоднее по направлению сила его воздействия на подстопные платформы.The second difference between the scooter and the closest analogue is the articulation of the frame and the steering column of the scooter, which creates a peculiar effect of pushing the wheel: the stronger the athlete pushes the wheel away from him, the greater and more advantageous is the direction of his influence on the platform.

Устройство самоката показано на следующих фигурах:The scooter device is shown in the following figures:

фиг.1 - общий вид самоката сбоку;figure 1 is a General view of the scooter from the side;

фиг.2 - общий вид самоката сверху.figure 2 is a General view of the scooter from above.

Рулевая колонка самоката опирается на управляемое колесо 1 и помимо других частей включает в себя руль 3 и корпус подшипников 2 с поводком 4. Рама самоката соединена с поводком 4 посредством цилиндрического шарнира 5. Рама изготовлена из трубы, замкнутой в единый контур, из которого выделяется широкая несущая часть 6 спереди и узкая задняя часть 7 для цепных приводов. На несущей части рамы 6 установлены две продольные направляющие для двух четырехколесных подстопных платформ 8 и 9. Направляющие содержат плоские беговые дорожки 10 и 11, ограниченные передним 12 и задним 13 концевыми упорами, а также четырьмя г-образного профиля бортами: 14 и 15 для правой дорожки, 16 и 17 - для левой (на фиг.1 борт 17 условно снят). Подстопные платформы 8 и 9 соединены штангами 18 и 19 с нижними ветвями двух цепных контуров 20 и 21. В левый цепной приводной контур входят натяжная звездочка 22 и ведомая звездочка 23, которая соединена с левой обгонной муфтой ведущего колеса 25. С правой стороны самоката цепной приводной контур выполнен как зеркальное отражение описанного левого. Для подачи платформы 8 в верхнее исходное положение под опорно-приводной площадкой установлена пружина 27, связанная тросом 26 с задним концом толкающей штанги 18. Аналогичное устройство выполнено для подачи в исходное положение платформы 9.The steering column of the scooter rests on a steered wheel 1 and, in addition to other parts, includes a steering wheel 3 and a bearing housing 2 with a lead 4. The scooter frame is connected to the lead 4 through a cylindrical hinge 5. The frame is made of a pipe closed in a single circuit, from which a wide supporting part 6 in front and narrow rear part 7 for chain drives. On the supporting part of the frame 6 two longitudinal guides are installed for two four-wheel foot platforms 8 and 9. The guides contain flat treadmills 10 and 11, limited by the front 12 and rear 13 end stops, as well as four L-shaped sides: 14 and 15 for the right track 16 and 17 for the left (in figure 1, the board 17 is conditionally removed). Underfloor platforms 8 and 9 are connected by rods 18 and 19 with the lower branches of two chain circuits 20 and 21. The left chain drive circuit includes a tension sprocket 22 and a driven sprocket 23, which is connected to the left overrunning clutch of the drive wheel 25. On the right side of the scooter is a chain drive the contour is made as a mirror image of the described left. To feed the platform 8 to the upper initial position, a spring 27 is installed under the support-drive platform, connected by a cable 26 to the rear end of the pushing rod 18. A similar device is made for feeding the platform 9 into the initial position.

Для начала езды на самокате достаточно взять его за руль с левой стороны, поставить правую ногу на правую подстопную платформу, оттолкнуться от земли левой ногой, перенести вес тела на правую ногу, выпрямиться и поставить левую ногу на соответствующую платформу. Под действием вашего веса правая платформа 9 пойдет назад-вниз, толкающая штанга 19 приведет в движение нижнюю ветвь цепного контура 21, ведомая звездочка 24 через левую обгонную муфту придаст вращение ведущему колесу 25. В момент контакта платформы с задним концевым упором 13 спортсмен переносит вес тела на левую ногу, включая в работу левую половину механизма привода, а правая нога начинает движение вперед-вверх вместе с платформой в исходное положение. Для ускорения разгона или преодоления, скажем, встречного ветра спортсмен может навалиться на руль, толкая его вперед, что само по себе реактивно увеличивает силу, приложенную к платформам в обратном направлении. При достижении усилия на руль определенной величины последний уходит вперед, рулевая колонка поворачивается в шарнире 5 до упора, переднее колесо 1 подкатывается под раму, а крутизна беговых дорожек в направлении назад возрастает. При этом тело спортсмена получает больший наклон вперед, отчего увеличивается составляющая его воздействия на платформы по направлению их движения.To start riding a scooter, it is enough to take it behind the wheel on the left side, put the right foot on the right foot platform, push off the ground with the left foot, transfer the body weight to the right foot, straighten and put the left foot on the corresponding platform. Under the influence of your weight, the right platform 9 will go back and down, the pushing rod 19 will move the lower branch of the chain loop 21, the driven sprocket 24 will rotate the drive wheel 25 through the left overrunning clutch. At the moment the platform contacts the rear end stop 13, the athlete transfers the body weight on the left leg, including the left half of the drive mechanism, and the right leg begins to move forward and up with the platform to its original position. To accelerate acceleration or overcome, say, a headwind, an athlete can lean on the steering wheel, pushing it forward, which in itself reactively increases the force applied to the platforms in the opposite direction. When the steering force of a certain size is reached, the latter goes forward, the steering column rotates in the hinge 5 all the way, the front wheel 1 rolls under the frame, and the steepness of the treadmills increases in the backward direction. At the same time, the athlete’s body receives a greater forward inclination, which increases the component of its impact on the platforms in the direction of their movement.

Claims

A scooter comprising a steering column, a front steered wheel, a longitudinal frame, a support and drive pad, a rear wheel with right and left overrunning clutches in its hub, with two driven sprockets and two chain drive circuits, characterized in that its support and drive pad consists of two guides, symmetrically located to the right and left of the longitudinal axis of the scooter and bearing on itself two platform platforms, each of which has the ability to make reciprocating movements independently of the other I along my guide, being connected by means of a pushing rod with the lower branch of one of the two chain drive circuits, while the idle of each platform is ensured by the energy of the return elastic element, and the steering column is connected to the frame using a cylindrical hinge with a transverse horizontal axis rotation and the given sector of rotation.