RU2410279C2

RU2410279C2 - Balanzbike

Info

Publication number: RU2410279C2
Application number: RU2009105315/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Алимович Михайлов (RU); Александр Алимович Михайлов
Original assignee: Александр Алимович Михайлов
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2011-01-27
Also published as: RU2009105315A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: proposed balanzbike comprises frame whereon mounted are rear drive wheels 8 and front turning wheels 9, chain transmissions with pedals 19, seat 23, and handle bar 12 coupled with front turning wheels 9. Frame consists of two vertical frames 1 jointed together by transverse beam 5 to turn relative to each other and to front beam 2 and rear spring tie axle 3. Rear drive wheels are fitted on drive semi-axles 7. Front drive wheels 9 run in sleeves of torsion bar 4 arranged to rotate inside front beam 2. Vertical frames 1, at bike front, are arranged with toe-in angle of 5-6° to the frame longitudinal axis. Steering trapezoid tie rod 10 is arranged ahead of front turning wheels 9 provided with brakes 16. Steering tube 13 is articulated relative to the frame and provided with tension fork 17 interacting with braking drive.

EFFECT: higher reliability.

5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам, приводимым в действие мускульным усилием, и может быть использовано в туризме, спорте и быту, как прогулочное и развлекательное средство, а также в целях лечебно-оздоровительных, реабилитационных и профилактических мероприятий.The invention relates to vehicles powered by muscular effort, and can be used in tourism, sports and everyday life, as a recreational and recreational vehicle, as well as for therapeutic, rehabilitation and preventive measures.

Известен двухместный веломобиль (см. патент РФ на полезную модель №65460, МПК B62K 13/00 «Разборный веломобиль на базе серийных велосипедов», дата публикации 21.12.2006 г.), содержащий два серийных велосипеда, съемную раму, навешанную верхними точками на верхние части рам велосипедов, а нижними задними точками жестко соединенную с нижней задней частью рамы каждого велосипеда, рулевой привод в составе двух рулевых рычагов и регулировочной тяги, два рулевых рычага одним концом крепятся к оси передних колес обоих велосипедов, а вторые концы рулевых рычагов соединены между собой регулировочной тягой.There is a well-known double cycle car (see RF patent for utility model No. 65460, IPC B62K 13/00 “Collapsible cycle car based on serial bicycles”, publication date 12/21/2006), containing two serial bicycles, a removable frame, hinged by the upper points on the upper parts of the bicycle frames, and the lower rear points are rigidly connected to the lower rear part of the frame of each bicycle, the steering gear is composed of two steering levers and adjusting rods, two steering levers are attached at one end to the axles of the front wheels of both bicycles, and the second ends of the steering roars gov are interconnected by adjusting thrust.

Недостатком известного разборного веломобиля является то, что два спаренных велосипеда с высоко расположенными седлами не могут обеспечить веломобилисту ощущения мягкой и комфортной езды, свойственной езде на автомобиле.A disadvantage of the well-known collapsible bicycle is that two paired bikes with high saddles cannot provide the cyclist with the feeling of a soft and comfortable ride characteristic of riding a car.

Известен веломобиль В-10, включающий две параллельные однотрубные рамы, передние ведущие колеса, две цепные передачи и две пары педалей, два сидения, закрепленные на рамах, и рукоятки управления (см. Довиденас И.И. «Веломобили», Машиностроение, 1986 г., с.61, рис.5.12).The B-10 cycle mobile is known, including two parallel single-tube frames, front drive wheels, two chain transmissions and two pairs of pedals, two seats fixed to the frames, and control handles (see Dovidenas I.I. “Velomobiles”, Engineering, 1986 ., p. 61, fig. 5.12).

Недостатком известного веломобиля является недостаточная устойчивость при поворотах.A disadvantage of the known cycle mobile is the lack of stability when cornering.

Более комфортным и устойчивым является веломобиль Clipper AF фирмы BERG Голландия (см. Интернет, yandex Маркет), содержащий жесткую раму, передние поворотные и задние ведущие колеса, рулевое управление, два сидения, расположенные на раме.More comfortable and stable is the BERG Holland Clipper AF (see Internet, yandex Market), which contains a rigid frame, front swivel and rear drive wheels, steering, two seats located on the frame.

Известный веломобиль в основном предназначен для специализированных ровных детских площадок. Недостатком является то, что наличие жесткой рамы не может обеспечить мягкой и комфортной езды по неровной поверхности. При этом жесткие рамы испытывают большие нагрузки при изгибе, когда не все колеса находятся в одной плоскости, что не исключает ее поломку.The famous cycle car is mainly intended for specialized flat playgrounds. The disadvantage is that the presence of a rigid frame cannot provide a soft and comfortable ride on uneven surfaces. At the same time, rigid frames experience heavy loads during bending, when not all wheels are in the same plane, which does not exclude its breakdown.

Наиболее близким по существенным признакам является веломобиль (см. патент РФ на изобретение №2066653, МПК B62M 1/04, B62K 13/00, «Веломобиль», дата публикации 20.09.96), включающий раму, на которой установлены два задних ведущих колеса, закрепленные на торсионных амортизаторах, и два передних поворотных колеса, закрепленные на цилиндрических амортизаторах, две цепные передачи, имеющие общий ведущий вал коленчатого типа, и закрепленные на нем педали, сидение, расположенное внутри рамы между колесами, руль управления, соединенный с каждым из поворотных колес с помощью тяги и поворотных кронштейнов рулевой трапеции, двух одинаковых втулок задних колес, каждая из которых обеспечивает свободный ход колеса в обоих направлениях, а также одностороннюю передачу вращения и одностороннее торможение, независимые подвески всех четырех колес для лучшего сцепления с поверхностью.The closest in essential features is a bicycle (see RF patent for invention No. 2066653, IPC B62M 1/04, B62K 13/00, “Velomobile”, publication date 09/20/96), including a frame on which two rear drive wheels are mounted, mounted on torsion shock absorbers, and two front swivel wheels mounted on cylindrical shock absorbers, two chain gears having a common crankshaft drive shaft and pedals fixed to it, a seat located inside the frame between the wheels, a steering wheel connected to each of the steering wheels ec via traction and steering linkage swing arms, two identical plugs rear wheels, each of which provides a free running wheel in both directions, as well as one-way transmission and one-way rotation braking, independent suspension on all four wheels for better traction.

Недостатками известного веломобиля являются большие габариты и большой вес за счет наличия металлоемких деталей, в том числе жесткой рамы, коленчатого вала, амортизаторов и втулок. При этом сложные по конструкции тормозные устройства, расположенные во втулках, требуют периодического контроля и настройки. Кроме того, для постоянного сцепления всех колес с неровной поверхностью при жестком исполнении рамы необходимо наличие независимых подвесок, что усложняет конструкцию веломобиля.The disadvantages of the well-known bike are large dimensions and heavy weight due to the presence of metal-intensive parts, including a rigid frame, crankshaft, shock absorbers and bushings. At the same time, the brake devices, complex in design, located in the bushings, require periodic monitoring and adjustment. In addition, for the permanent adhesion of all wheels with an uneven surface with a rigid frame, it is necessary to have independent suspensions, which complicates the design of the cycle car.

Техническим результатом является повышение прочности рамы за счет уменьшения ее жесткости, упрощение конструкции, уменьшение габаритных размеров и веса, повышение надежности при эксплуатации и удобство управления.The technical result is to increase the strength of the frame by reducing its rigidity, simplifying the design, reducing the overall dimensions and weight, improving reliability during operation and ease of management.

Указанный технический результат достигается тем, что в веломобиле, включающем раму, задние ведущие и передние поворотные колеса с узлом амортизации, цепные передачи с педалями, рулевой узел, соединенный с помощью тяги и кронштейнов рулевой трапеции с передними поворотными колесами, и сидение, согласно изобретению, рама выполнена в виде боковых рам, передней балки и задней рессорной оси, при этом боковые рамы расположены под углом схождения к продольной оси рамы и в середине при помощи поперечной балки шарнирно соединены между собой, по концам они шарнирно соединены с передней балкой и задней рессорной осью, снабженной приводными полуосями, тяга рулевой трапеции расположена перед передними поворотными колесами, рулевой узел шарнирно установлен относительно рамы и соединен с тормозным приводом, передние колеса установлены на торсионе, расположенном внутри передней балки с возможностью осевого поворота, педали закреплены на боковых рамах, узел амортизации передних поворотных колес выполнен в виде пружины, закрепленной между упорами, соединенными соответственно с передней балкой и торсионом, угол схождения боковых рам относительно продольной оси рамы составляет 5-6°, задняя рессорная ось выполнена из пружинной стали, сидение выполнено в виде двух кресел, установленных на боковых рамах с возможностью осевого перемещения.The specified technical result is achieved by the fact that in the cycle car, including the frame, the rear driving and front swivel wheels with a shock absorption unit, chain gears with pedals, a steering unit connected by a rod and brackets of the steering trapezoid with the front swivel wheels, and a seat, according to the invention, the frame is made in the form of side frames, a front beam and a rear spring axis, while the side frames are located at an angle of convergence to the longitudinal axis of the frame and in the middle by means of a transverse beam are pivotally interconnected along They are pivotally connected to the front beam and the rear spring axis, equipped with drive axles, the steering trapezium rod is located in front of the front swivel wheels, the steering unit is pivotally mounted relative to the frame and connected to the brake drive, the front wheels are mounted on the torsion bar located inside the front beam with axial turning, the pedals are fixed on the side frames, the shock absorption unit of the front swivel wheels is made in the form of a spring fixed between the stops connected respectively to the front she beam and torsion bar, the angle of convergence of the side frames relative to the longitudinal axis of the frame is 5-6 °, the rear spring axis is made of spring steel, the seat is made in the form of two seats mounted on the side frames with the possibility of axial movement.

Выполнение рамы в виде двух боковых рам, передней балки и задней рессорной оси, при этом боковые рамы шарнирно соединены между собой при помощи поперечной балки, а по концам они шарнирно соединены с передней балкой и задней рессорной осью, позволяет создать «плавающую» раму с относительной степенью свободы боковых рам относительно друг друга, а также передней балки и задней рессорной оси, что обеспечивает постоянное сцепление всех колес с опорной поверхностью и создает плавность движения при любых неровностях дорожного покрытия. Кроме того, предлагаемая конструкция рамы позволяет исключить вибрации, сопутствующие жестким рамам, что весьма нежелательно в веломобиле. Отсутствие жесткости рамы повышает ее прочность и надежность работы веломобиля, а также обеспечивает комфортную езду.The implementation of the frame in the form of two side frames, the front beam and the rear spring axis, while the side frames are pivotally connected to each other using a transverse beam, and at the ends they are pivotally connected to the front beam and the rear spring axis, allows you to create a "floating" frame with a relative the degree of freedom of the side frames relative to each other, as well as the front beam and the rear spring axis, which ensures constant adhesion of all wheels to the supporting surface and creates smooth movement with any unevenness of the road surface. In addition, the proposed design of the frame eliminates the vibration associated with rigid frames, which is highly undesirable in a cycle car. The lack of rigidity of the frame increases its strength and reliability of the bike, and also provides a comfortable ride.

Расположение боковых рам под углом схождения к продольной оси рамы позволяет получить рациональную с точки зрения эргономики компоновку рамы. Сужение ее в передней части увеличивает свободное пространство между рамой и колесом для свободного расположения педалей и исключения их контакта при максимальном повороте колес. Расширение рамы в задней части позволяет увеличить место для расположения двух сидений без увеличения габаритов веломобиля, а также уменьшит длину базы веломобиля при неизменной ширине колеи. Угол схождения боковых рам к продольной оси рамы в пределах 5-6° выбран оптимальным, как с точки зрения поставленного технического результата, так и надежности работы ведущей и ведомой звездочек.The location of the side frames at an angle of convergence to the longitudinal axis of the frame makes it possible to obtain a frame layout that is rational in terms of ergonomics. Narrowing it in the front part increases the free space between the frame and the wheel for the free location of the pedals and the exclusion of their contact with the maximum rotation of the wheels. The extension of the frame in the rear allows you to increase the space for two seats without increasing the size of the bike, as well as reduce the length of the base of the bike with a constant gauge. The angle of convergence of the side frames to the longitudinal axis of the frame within 5-6 ° is chosen optimal, both from the point of view of the set technical result and the reliability of the drive and driven sprockets.

Расположение на задней рессорной оси приводных полуосей, установленных с возможностью осевого вращения относительно ее, делает заднюю рессорную ось неподвижной при вращении колес. При этом приводные полуоси не испытывают изгиба, а передают только крутящий момент, что повышает КПД привода. Изгиб задней рессорной оси, выполненной из пружинной стали и работающей как рессора, повышает комфорт при движении веломобиля.The location on the rear spring axis of the drive axles, mounted with the possibility of axial rotation relative to it, makes the rear spring axis stationary during rotation of the wheels. At the same time, the drive axles do not experience bending, but transmit only torque, which increases the efficiency of the drive. The bending of the rear spring axle, made of spring steel and working as a spring, increases comfort when driving a cycle car.

Расположение тяги рулевой трапеции перед передними поворотными колесами позволяет обеспечить свободное пространство для педалирования, что уменьшает габариты веломобиля.The position of the steering trapezoid rod in front of the front swivel wheels allows for free pedaling space, which reduces the dimensions of the cycle car.

Шарнирное расположение рулевого узла относительно рамы и соединение его с тормозным приводом позволяет, не отрывая рук от руля и не отвлекая внимания от трассы, производить одновременно поворот колес и торможение. При этом две функции, выполняемые рулевым узлом, разделены и не оказывают друг на друга влияние.The hinged arrangement of the steering unit relative to the frame and its connection with the brake drive allows, without taking your hands off the steering wheel and without distracting attention from the track, simultaneously rotate the wheels and brake. In this case, the two functions performed by the steering unit are separated and do not affect each other.

Крепление передних поворотных колес на торсионе, расположенном внутри передней балки с возможностью осевого поворота, позволяет упростить узел амортизации, а именно, выполнить его в виде пружины, закрепленной между упорами, соединенными соответственно с передней балкой и торсионом. Это позволяет исключить цилиндрические амортизаторы передних поворотных колес, что значительно упрощает конструкцию и снижает вес веломобиля.Mounting the front swivel wheels on a torsion bar located inside the front beam with the possibility of axial rotation allows us to simplify the shock absorption unit, namely, to make it in the form of a spring fixed between the stops connected respectively to the front beam and the torsion bar. This eliminates the cylindrical shock absorbers of the front swivel wheels, which greatly simplifies the design and reduces the weight of the bike.

Расположение педалей и сидений на боковых рамах выбрано с учетом физиологии человека, а именно, педали закреплены в более узкой части рамы, а сидение - в более широкой части рамы, что повышает удобство педалирования при уменьшении габаритов веломобиля.The location of the pedals and seats on the side frames is selected taking into account the physiology of a person, namely, the pedals are fixed in the narrower part of the frame, and the seat is in the wider part of the frame, which increases the convenience of pedaling while reducing the size of the bike.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».Technical solutions that coincide with the totality of the essential features of the invention have not been identified, which allows us to conclude that the invention meets the condition of patentability “novelty”.

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».The claimed essential features of the invention, predetermining the receipt of the specified technical result, do not explicitly follow from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the condition of patentability "inventive step".

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного выполнения веломобиля.The patentability condition “industrial applicability” is confirmed by the example of a specific implementation of a cycle mobile.

На чертеже изображен общий вид веломобиляThe drawing shows a General view of the bike

Веломобиль включает раму, состоящую из двух боковых рам 1, соединенных с передней балкой 2 и задней рессорной осью 3. Внутри передней балки 2 с возможностью осевого поворота установлен торсион 4. Боковые рамы 1 в средней части соединены между собой поперечной балкой 5 посредством полиэтиленовых втулок (не показаны на чертеже), обеспечивающих возможность поворота боковых рам 1 относительно друг друга. Передние концы боковых рам 1 соединены с передней балкой 2 при помощи шарнирных втулок 6, обеспечивающих поворот боковых рам 1 относительно передней балки 2. Задние концы боковых рам 1 шарнирно соединены с задней рессорной осью 3, на которой с возможностью вращения симметрично установлены две приводные полуоси 7. Задние ведущие колеса 8 жестко установлены на приводных полуосях 7. Передние поворотные колеса 9 установлены на поворотных осях (не обозначены) торсиона 4. Боковые рамы 1 расположены с углом схождения 5-6° к продольной оси рамы, в связи с этим передние концы боковых рам 1 незначительно сближены, а задние - разведены. Рулевая трапеция выполнена в виде тяги 10, соединенной с поворотными кронштейнами 11, при этом тяга 10 расположена перед передними поворотными колесами 9. Рулевой узел состоит из руля 12 рулевой колонки 13 и рейки 14, соединенной при помощи тяги 15 с поворотным кронштейном 11. Передние поворотные колеса 9 снабжены дисковыми тормозами 16, привод (не показан) которых установлен с возможностью взаимодействия с натяжной вилкой 17, выполненной в нижней части рулевой колонки 13.A cycle car includes a frame consisting of two side frames 1 connected to the front beam 2 and the rear spring axis 3. Inside the front beam 2, a torsion bar 4 is mounted with the possibility of axial rotation. The side frames 1 in the middle part are interconnected by a transverse beam 5 by means of polyethylene bushings ( not shown in the drawing), providing the ability to rotate the side frames 1 relative to each other. The front ends of the side frames 1 are connected to the front beam 2 using pivot bushings 6 that rotate the side frames 1 relative to the front beam 2. The rear ends of the side frames 1 are pivotally connected to the rear spring axle 3, on which two drive axles 7 are symmetrically mounted The rear driving wheels 8 are rigidly mounted on the drive axles 7. The front turning wheels 9 are mounted on the rotary axes (not indicated) of the torsion 4. The side frames 1 are located with a convergence angle of 5-6 ° to the longitudinal axis of the frame, due to Tim the front ends of the side frames 1 slightly close together, and the rear - are divorced. The steering trapezoid is made in the form of a rod 10 connected to the rotary brackets 11, while the rod 10 is located in front of the front rotary wheels 9. The steering unit consists of a steering wheel 12 of the steering column 13 and a rack 14 connected by a rod 15 to the rotary bracket 11. Front rotary the wheels 9 are equipped with disc brakes 16, the drive (not shown) of which is installed with the possibility of interaction with the tensioning fork 17, made in the lower part of the steering column 13.

Узел амортизации передних поворотных колес 9 выполнен в виде цилиндрической пружины (не показана на чертеже), закрепленной между упорами 18, жестко соединенными соответственно с передней балкой 2 и торсионом 4. Привод веломобиля выполнен в виде педалей 19, установленных на боковых рамах 1, цепей 20, ведущих звездочек 21 и ведомых звездочек 22, закрепленных на приводных полуосях 7. При этом ведомые звездочки 22 установлены на каретках (не обозначены на чертеже). На каждой вертикальной раме 1 закреплено сидение 23 с возможностью осевого перемещения.The depreciation unit of the front rotary wheels 9 is made in the form of a cylindrical spring (not shown in the drawing) fixed between the stops 18, rigidly connected respectively to the front beam 2 and the torsion 4. The drive of the bike is made in the form of pedals 19 mounted on the side frames 1, chains 20 leading sprockets 21 and driven sprockets 22 mounted on the drive axles 7. Moreover, driven sprockets 22 are mounted on carriages (not indicated in the drawing). On each vertical frame 1, a seat 23 is fixed with the possibility of axial movement.

Веломобиль работает следующим образом. Посредством педалей 19 передают вращение на ведущие звездочки 21 и через цепи 20 и ведомые звездочки 22 на приводные полуоси 7, далее на задние ведущие колеса 8. При необходимости поворота веломобиля поворачивают руль 12 и вместе с ним рулевую колонку 13, которая при помощи рейки 14 приводит в действие через тягу 15 кронштейн 11, который поворачивает колесо 9. Через тягу 10 передают поворот на кронштейн 11 другого переднего поворотного колеса 9, и веломобиль поворачивается в нужном направлении.Velomobile works as follows. Using the pedals 19, the rotation is transmitted to the drive sprockets 21 and through the chains 20 and the driven sprockets 22 to the drive axles 7, then to the rear drive wheels 8. If necessary, turn the bicycle 12 and turn the steering wheel 12 and the steering column 13 with it, which leads via the rack 14 in action through the rod 15, the bracket 11, which rotates the wheel 9. Through the rod 10 transmit the rotation to the bracket 11 of the other front swivel wheel 9, and the cycle car rotates in the desired direction.

Торможение производят следующим образом. Наклоняют руль 12 вместе с рулевой колонкой 13 от себя. При этом натяжная вилка 17 взаимодействует с приводом дисковых тормозов 16, и происходит одновременно торможение обоих передних поворотных колес 9.Braking is performed as follows. Tilt the steering wheel 12 together with the steering column 13 from itself. In this case, the tensioning fork 17 interacts with the drive of the disc brakes 16, and both front swivel wheels 9 are braked simultaneously.

При движении по неровной поверхности или наезде на посторонний предмет веломобиль продолжает всеми колесами контактировать с поверхностью за счет возможности поворота боковых рам 1 относительно друг друга, а также относительно передней балки 2, и задней рессорной оси 3, создавая эффект плавающей рамы, что обеспечивает устойчивость и комфорт при езде веломобиля.When driving on an uneven surface or hitting a foreign object, the bicycle continues to contact the surface with all wheels due to the possibility of rotation of the side frames 1 relative to each other, as well as relative to the front beam 2 and the rear spring axis 3, creating the effect of a floating frame, which ensures stability and ride comfort of a cycle car.

Claims

1. A cycle car, including a frame, rear driving and front swivel wheels with a shock absorption unit, chain transmissions with pedals, a steering unit connected by traction and brackets of the steering trapezoid with front swivel wheels, and a seat, characterized in that the frame is made in the form of two side frames, the front beam and the rear spring axis, while the side frames are located at an angle of convergence to the longitudinal axis of the frame and are pivotally connected to each other by means of a transverse beam, at the ends they are pivotally connected to the front beam and the rear spring axle, on which the drive axles are worn, the steering trapezium rod is located in front of the front swivel wheels, the steering unit is pivotally mounted relative to the frame and connected to the brake drive, the front wheels are mounted on the torsion bar, which is axially rotatable inside the front beam, the pedals are mounted on the side frames .

2. The cycle car according to claim 1, characterized in that the shock absorption unit of the front swivel wheels is made in the form of a spring fixed between the stops connected respectively to the front beam and the torsion bar.

3. The cycle car according to claim 1, characterized in that the angle of convergence of the side frames relative to the longitudinal axis of the frame is 5-6 °.

4. The cycle car according to claim 1, characterized in that the rear spring axle is made of spring steel.

5. The cycle car according to claim 1, characterized in that the seat is made in the form of two seats mounted on the side frames with the possibility of axial movement.