RU2417918C2 - Pedal drive (versions) - Google Patents
Pedal drive (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2417918C2 RU2417918C2 RU2006124875/11A RU2006124875A RU2417918C2 RU 2417918 C2 RU2417918 C2 RU 2417918C2 RU 2006124875/11 A RU2006124875/11 A RU 2006124875/11A RU 2006124875 A RU2006124875 A RU 2006124875A RU 2417918 C2 RU2417918 C2 RU 2417918C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pedal
- pulleys
- drive
- lever
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Заявляемое техническое решение представляет собой механизм для преобразования возвратно-поворотных или возвратно-поступательных движений небольшой амплитуды и частоты в быстрое вращательное движение исполнительных органов. Оно предназначено преимущественно для использования в устройствах, приводимых в действие мускульной силой человека, таких как индивидуальные транспортные средства типа роликовых коньков и скейтбордов, а также для тренажеров и других устройств.The claimed technical solution is a mechanism for converting reciprocating or reciprocating movements of small amplitude and frequency into the rapid rotational movement of the actuators. It is intended primarily for use in devices driven by human muscular power, such as individual vehicles such as roller skates and skateboards, as well as for simulators and other devices.
Привод включает педаль или другой элемент для воспринимания внешних усилий - рукоятку, ползун и т.п., и трансмиссию, связывающую этот элемент с исполнительными органами устройства, например роликами коньков.The drive includes a pedal or other element for the perception of external forces - a handle, a slider, etc., and a transmission connecting this element with the executive bodies of the device, for example, skate rollers.
Обзор известных решений и анализ требований к педальному приводу даны в RU 2274576 С2.An overview of known solutions and an analysis of the requirements for a pedal drive are given in RU 2274576 C2.
Основные выводы:Main conclusions:
- для удобства пользователя педаль должна иметь двухопорное шарнирное крепление со средним расположением оси качания;- for the convenience of the user, the pedal should have a two-support hinged mount with a middle location of the swing axis;
- ввиду больших динамических нагрузок от веса пользователя, жестких габаритных ограничений, необходимости большого передаточного числа и сложности условий эксплуатации (дорожные пыль, песок, влага) для первой ступени трансмиссии, где действуют наибольшие нагрузки, предпочтителен механизм с гибкими связями. Причем такой, в котором передача крутящего момента происходит не за счет трения между гибкими элементами и шкивами, а за счет закрепления концов гибких элементов на ведущих шкивах;- due to the large dynamic loads due to the user's weight, severe dimensional limitations, the need for a large gear ratio and the complexity of the operating conditions (road dust, sand, moisture) for the first stage of the transmission, where the highest loads are operating, a mechanism with flexible couplings is preferred. Moreover, one in which the transmission of torque occurs not due to friction between the flexible elements and pulleys, but by fixing the ends of the flexible elements on the driving pulleys;
- по этой причине из всех видов гибких связей применимы только ленточная и тросовая. Потому в дальнейшем под термином «механизм с гибкими связями» понимаются только ленточные или тросовые передачи, под термином «гибкий элемент» - только лента или трос (шнур) из гибкого высокопрочного материала;- for this reason, of all types of flexible connections, only tape and cable are applicable. Therefore, in the future, the term “mechanism with flexible connections” refers only to tape or cable transfers, and the term “flexible element” means only a tape or cable (cord) made of flexible high-strength material;
- для достижения необходимой частоты вращения исполнительных органов в большинстве случаев требуется вторая ступень трансмиссии - мультипликатор. Благодаря уменьшению нагрузок первой ступенью в качестве второй ступени могут использоваться различные механизмы, в том числе зубчатые.- to achieve the required speed of the executive bodies, in most cases, the second transmission stage is required - a multiplier. By reducing the loads of the first stage, various mechanisms, including gears, can be used as the second stage.
Все эти выводы реализованы в RU 2274576. Однако и этому техническому решению присущи недостатки, а именно:All these conclusions are implemented in RU 2274576. However, this technical solution also has disadvantages, namely:
- наличие выступающих вверх деталей трансмиссии, увеличивающих габариты устройства и создающих неудобства для пользователя;- the presence of the protruding parts of the transmission, increasing the dimensions of the device and creating inconvenience to the user;
- трансмиссия связывает педаль только с одним исполнительным органом - задней парой роликов. При повороте стопы вперед и переносе центра давления на носок педали сила давления на задние ролики быстро уменьшается, вплоть до их отрыва от дороги, что вызывает пробуксовку роликов;- the transmission connects the pedal with only one actuator - the rear pair of rollers. When you turn the foot forward and transfer the center of pressure to the toe of the pedal, the pressure force on the rear rollers quickly decreases, up to their separation from the road, which causes the rollers to slip;
- в заданных габаритах обычный зубчатый механизм способен обеспечить лишь небольшое передаточное число трансмиссии, что ограничивает скоростные возможности устройства;- in the given dimensions, the usual gear mechanism is able to provide only a small gear ratio of the transmission, which limits the speed capabilities of the device;
- не предусмотрена возможность оперативного изменения передаточного числа трансмиссии.- not provided for the possibility of operational changes in the gear ratio of the transmission.
В качестве ближайшего аналога выбрана конструкция педального привода из RU 2067481 C1, соответствующая предлагаемой по наибольшему числу признаков. В данном приводе шарнир крепления педали расположен в средней ее части, трансмиссия включает механизм с гибкими связями и механизмы свободного хода, связывает педаль с обоими исполнительными органами устройства и обладает двусторонним действием (при прямом и обратном ходах педали). В качестве механизма с гибкими связями использованы два полиспаста, имеющие несколько шкивов каждый и общий для них гибкий элемент, переброшенный через центральный шкив. Полиспасты выполняют функции как первой, так и второй ступеней трансмиссии: благодаря распределению усилия ноги на несколько шкивов и отрезков гибкого элемента снижаются нагрузки на эти детали, а благодаря увеличению скорости движения гибкого элемента повышается передаточное число трансмиссии.As the closest analogue, the design of the pedal drive from RU 2067481 C1 is selected, which corresponds to the one proposed by the greatest number of signs. In this drive, the pedal hinge is located in its middle part, the transmission includes a mechanism with flexible connections and freewheeling mechanisms, connects the pedal to both actuators of the device and has two-way action (with forward and reverse pedals). As a mechanism with flexible connections, two tackles are used, each having several pulleys and a common flexible element thrown across the central pulley. Polyspast perform the functions of both the first and second stages of the transmission: due to the distribution of the leg force to several pulleys and segments of the flexible element, the loads on these parts are reduced, and due to the increase in the speed of the flexible element, the gear ratio of the transmission is increased.
Гибкий элемент закреплен своими концами на передней и задней частях педали недалеко от оси ее крепления. Он свободно переброшен через несколько опорных шкивов, не передающих крутящий момент, и намотан на ведущие шкивы («приводные барабаны»), передающие крутящий момент на оси исполнительных органов. Опорные шкивы рассредоточены по длине устройства и установлены каждый на своей оси вращения. Часть из них, а именно подвижные шкивы, закреплены на педали и движутся вместе с нею; другая часть - неподвижные шкивы, закреплены на раме устройства. Ведущие шкивы закреплены на осях исполнительных органов и соединены с этими осями посредством механизмов свободного хода. Исполнительные органы - две пары роликов - скреплены с осями.The flexible element is fixed with its ends on the front and rear parts of the pedal not far from the axis of its attachment. It is freely thrown over several support pulleys that do not transmit torque, and is wound on drive pulleys (“drive drums”) that transmit torque on the axis of the actuators. The supporting pulleys are dispersed along the length of the device and are each mounted on its own axis of rotation. Some of them, namely movable pulleys, are mounted on the pedals and move with it; the other part is fixed pulleys mounted on the device frame. Driving pulleys are fixed on the axes of the actuators and are connected to these axes via freewheel mechanisms. Executive bodies - two pairs of rollers - are fastened with axles.
Недостатки ближайшего аналога:The disadvantages of the closest analogue:
- фактически одноопорное крепление педали, т.к. второй ее опорой служит тормоз, случайное нажатие на который приведет к непроизвольному торможению. Этот недостаток преодолен в RU 2274576 и потому в дальнейшем не рассматривается;- In fact, one-pedal mounting pedal, tk. its second support is a brake, accidental pressing of which will lead to involuntary braking. This disadvantage is overcome in RU 2274576 and therefore is not further considered;
- передача крутящего момента посредством трения между ведущими шкивами и гибким элементом, без фиксации последнего, неизбежно приведет к проскальзыванию гибкого элемента, а значит к уменьшению полезного хода педали. Этот недостаток также устранен в RU 2274576;- the transmission of torque through friction between the drive pulleys and the flexible element, without fixing the latter, will inevitably lead to slipping of the flexible element, and therefore to a decrease in the useful stroke of the pedal. This disadvantage is also eliminated in RU 2274576;
- рассредоточенное одиночное размещение опорных шкивов усложняет конструкцию и значительно уменьшает передаточное число трансмиссии, т.к. с приближением к оси крепления педали амплитуда перемещений подвижных шкивов быстро падает;- dispersed single placement of the support pulleys complicates the design and significantly reduces the gear ratio of the transmission, because with approaching the axis of attachment of the pedal, the amplitude of movement of the movable pulleys rapidly decreases;
- закрепление подвижных шкивов и концов гибкого элемента непосредственно на педали делает невозможным заключение трансмиссии в закрытый корпус с целью ее защиты от внешних воздействий (пыль, влага, посторонние предметы);- fixing the movable pulleys and the ends of the flexible element directly to the pedals makes it impossible to conclude the transmission in a closed case in order to protect it from external influences (dust, moisture, foreign objects);
- ведущие шкивы имеют большой диаметр, т.к. внутри них проходят оси исполнительных органов. Это уменьшает передаточное число трансмиссии;- drive pulleys have a large diameter, because inside them are the axis of the executive bodies. This reduces the gear ratio of the transmission;
- исполнительные органы скреплены с их осями, а потому частота вращения исполнительных органов в каждой их паре и между парами всегда одинакова, что затрудняет повороты транспортного средства, т.е. ухудшает его управляемость;- the executive bodies are fastened to their axes, and therefore the rotation frequency of the executive bodies in each pair and between pairs is always the same, which makes it difficult to turn the vehicle, i.e. worsens its handling;
- не предусмотрены меры для распределения наматываемого троса по длине ведущих шкивов. В результате витки троса будут ложиться один на другой, затем соскальзывать. Первое приведет к нерегулярному изменению передаточного числа, второе - к рывкам в трансмиссии;- no measures are provided for the distribution of the winded cable along the length of the driving pulleys. As a result, the turns of the cable will lie on one another, then slide off. The first will lead to an irregular change in the gear ratio, the second - to jerks in the transmission;
- предлагаемое «защемление» гибкого элемента на опорных шкивах едва ли может обеспечить надежное и оперативное, на ходу, изменение передаточного числа трансмиссии.- the proposed "jamming" of the flexible element on the supporting pulleys can hardly provide a reliable and operational, on the go, change in the gear ratio of the transmission.
В дальнейшем все шкивы, передающие крутящий момент, будем называть ведущими, т.к. каждый из них является ведущим по отношению к другому шкиву или исполнительному органу. Ось вращения, совершающую линейные перемещения в процессе работы, будем называть подвижной осью, а размещенные на ней шкивы - подвижными шкивами.In the future, all the pulleys that transmit torque will be called leading, because each of them is leading in relation to another pulley or executive body. The axis of rotation performing linear displacements during operation will be called the movable axis, and the pulleys placed on it will be called movable pulleys.
Техническим результатом заявляемого решения должно стать повышение эффективности привода. Поставленная задача решается путем изменения кинематической схемы трансмиссии. Для этого в известном приводе, включающем педаль, закрепленную шарнирно с возможностью поворотов на заданный угол в перпендикулярной педали продольной плоскости, и трансмиссию, кинематически связывающую педаль с исполнительными органами устройства и включающую механизм с гибкими связями и механизмы свободного хода, согласно заявляемому решениюThe technical result of the proposed solution should be to increase the efficiency of the drive. The problem is solved by changing the kinematic scheme of the transmission. To do this, in the known drive, including a pedal pivotally rotated with the possibility of rotation at a given angle in the perpendicular pedal of the longitudinal plane, and a transmission kinematically connecting the pedal with the actuators of the device and including a mechanism with flexible connections and free-wheeling mechanisms, according to the claimed solution
все подвижные опорные шкивы размещены на общей подвижной оси вращения, соединенной с педалью посредством, например, рычага, присоединенного к педали вблизи оси ее крепления и расположенного в пространстве между исполнительными органами устройства;all movable support pulleys are placed on a common movable axis of rotation connected to the pedal by, for example, a lever attached to the pedal near the axis of its attachment and located in the space between the actuators of the device;
неподвижные опорные шкивы размещены группами на общих осях, например осях исполнительных органов.fixed supporting pulleys are placed in groups on common axes, for example, axes of the executive bodies.
Сосредоточенное размещение шкивов на небольшом числе осей упрощает конструкцию трансмиссии и позволяет повысить ее передаточное число за счет обеспечения максимально возможной амплитуды перемещений для всех подвижных шкивов, а не только для крайних.The concentrated placement of pulleys on a small number of axles simplifies the design of the transmission and allows you to increase its gear ratio by ensuring the maximum possible amplitude of movement for all movable pulleys, and not just extreme ones.
Размещение подвижной оси и точек закрепления гибких элементов на рычаге, отходящем от педали вблизи оси ее крепления и расположенном между осями исполнительных органов, позволяет заключить всю трансмиссию в закрытый корпус, обеспечивающий ее защиту от внешних воздействий и не увеличивающий габариты устройства.Placing the movable axis and the fastening points of the flexible elements on the lever extending from the pedal near the axis of its fastening and located between the axes of the actuators allows you to enclose the entire transmission in a closed case, which ensures its protection from external influences and does not increase the dimensions of the device.
Следует отметить, что опорные шкивы, первые от связанных с ними ведущих шкивов, расположены наклонно к своей оси вращения. Это обеспечивает распределенную намотку шнуровых гибких элементов на ведущие шкивы, что исключает непредсказуемые изменения передаточного числа и вызываемые ими рывки в трансмиссии.It should be noted that the supporting pulleys, the first from the driving pulleys associated with them, are located obliquely to its axis of rotation. This provides a distributed winding of cord flexible elements on the driving pulleys, which eliminates unpredictable changes in the gear ratio and the jerks caused by them in the transmission.
К тому же участки трансмиссии, связывающие педаль с разными, например передними и задними исполнительными органами или их группами, имеют неодинаковое передаточное число, что позволяет подобрать наиболее удобное для пользователя соотношение частот вращения разных исполнительных органов.In addition, the transmission sections connecting the pedal to different, for example, front and rear actuators or their groups, have an unequal gear ratio, which allows you to choose the most user-friendly ratio of rotational speeds of different actuators.
Помимо этого, рычаг, на котором закреплены подвижная ось вращения и концы гибких элементов, жестко скреплен с педалью. Это наиболее простой вариант конструкции.In addition, the lever on which the movable axis of rotation and the ends of the flexible elements are fixed is rigidly fastened to the pedal. This is the simplest design option.
В то же время названный рычаг может быть присоединен к педали с возможностью поворотов относительно педали в продольной плоскости на угол, задаваемый углом поворота педали, а сам привод дополнительно снабжен механизмом поворота рычага, кинематически связывающим рычаг с педалью и корпусом устройства. Такое решение позволяет, в частности, увеличить амплитуду перемещений закрепленных на рычаге шкивов и концов гибких элементов, а значит, повысить передаточное число трансмиссии.At the same time, the said lever can be connected to the pedal with the possibility of rotation relative to the pedal in the longitudinal plane by an angle defined by the angle of rotation of the pedal, and the drive itself is additionally equipped with a lever rotation mechanism that kinematically connects the lever with the pedal and the device body. This solution allows, in particular, to increase the amplitude of the displacements of the pulleys and ends of the flexible elements fixed on the lever, and therefore, to increase the gear ratio of the transmission.
При этом возможно, что механизм поворота рычага выполнен с фиксированным соотношением углов поворота рычага относительно педали и педали относительно корпуса устройства. Данный вариант наиболее прост в реализации.It is possible that the lever rotation mechanism is made with a fixed ratio of the lever rotation angles with respect to the pedal and pedal relative to the device body. This option is the easiest to implement.
Не исключено, однако, что механизм поворота рычага выполнен с возможностью оперативного изменения соотношения углов поворота рычага и педали за счет, например, изменения геометрических параметров механизма. Благодаря этому достигается оперативное изменение передаточного числа трансмиссии с целью приведения его в соответствие с изменившимися условиями движения.It is possible, however, that the lever rotation mechanism is configured to quickly change the ratio of the rotation angles of the lever and pedal due to, for example, changes in the geometric parameters of the mechanism. Due to this, an operational change in the gear ratio of the transmission is achieved in order to bring it into line with the changed driving conditions.
При этом трансмиссия включает дополнительные ведущие шкивы неодинаковых диаметров, установленные соосно друг другу, причем шкив меньшего диаметра связан двумя гибкими элементами, закрепленными на нем и намотанными на него в противоположных направлениях, через опорные шкивы передней и задней осей с подвижным рычагом, а шкив большего диаметра связан двумя дополнительными гибкими элементами, также закрепленными на нем и намотанными на него в противоположных направлениях, с каждым из ведущих шкивов исполнительных органов. Наличие таких шкивов позволяет значительно, пропорционально отношению их диаметров, увеличить передаточное число трансмиссии или уменьшить количество опорных шкивов.In this case, the transmission includes additional driving pulleys of unequal diameters, mounted coaxially to each other, with the smaller pulley connected by two flexible elements mounted on it and wound on it in opposite directions, through the supporting pulleys of the front and rear axles with a movable lever, and a larger diameter pulley connected by two additional flexible elements, also fixed on it and wound on it in opposite directions, with each of the leading pulleys of the executive bodies. The presence of such pulleys allows significantly, in proportion to the ratio of their diameters, to increase the gear ratio of the transmission or reduce the number of supporting pulleys.
Причем дополнительные ведущие шкивы могут быть постоянно скреплены между собой. Это самый простой для исполнения вариант.Moreover, additional drive pulleys can be constantly fastened together. This is the easiest option to execute.
Возможно, однако, что дополнительные ведущие шкивы соединены между собой с возможностью их оперативного скрепления - раскрепления, а сам привод включает механизм скрепления - раскрепления дополнительных ведущих шкивов. Это дает возможность пользователю выбирать из ряда возможных передаточных чисел трансмиссии наиболее подходящее для данных условий, т.е. осуществить «переключение передач».It is possible, however, that the additional drive pulleys are interconnected with the possibility of their operational fastening - unfastening, and the drive itself includes a mechanism for fastening - unfastening the additional driving pulleys. This allows the user to choose from a number of possible gear ratios of the transmission that is most suitable for these conditions, i.e. carry out "gear shifting".
Следует отметить, что исполнительным органом механизма скрепления-раскрепления шкивов служит подвижное шпоночное соединение. Также им может служить подвижное шлицевое соединение. Выбор типа соединения определяется конструктивными и прочностными соображениями.It should be noted that the executive body of the mechanism of fastening-unfastening of pulleys is a movable keyed connection. They can also serve as a movable spline connection. The choice of connection type is determined by structural and strength considerations.
Притом дополнительные ведущие шкивы могут быть установлены на скрепленной с рычагом подвижной оси. Это дает дополнительный выигрыш в величине передаточного числа.Moreover, additional drive pulleys can be mounted on a movable axis fastened with a lever. This gives an additional gain in the gear ratio.
Вместе с тем дополнительные ведущие шкивы могут быть установлены по меньшей мере на одной закрепленной в корпусе неподвижной оси. Такое решение облегчает реализацию механизма переключения передач.However, additional drive pulleys can be mounted on at least one fixed axis fixed in the housing. This solution facilitates the implementation of the gear shift mechanism.
Кроме того, ведущими шкивами осей исполнительных органов служат сами эти оси, для чего каждая из них связана гибкими элементами через опорные шкивы и, возможно, дополнительные ведущие шкивы с подвижным рычагом и соединена отдельным механизмом свободного хода с каждым из установленных на ней исполнительных органов.In addition, these axes themselves serve as the driving pulleys of the axes of the executive bodies, for which each of them is connected by flexible elements through the supporting pulleys and, possibly, additional driving pulleys with a movable lever and connected by a separate freewheel to each of the executive bodies mounted on it.
Совмещение ведущих шкивов с ведущими осями позволяет уменьшить диаметр этих шкивов и, тем самым, повысить передаточное число трансмиссии, а в сочетании с оснащением каждого исполнительного органа своим механизмом свободного хода - сделать транспортное средство более удобным в эксплуатации благодаря улучшению его управляемости.The combination of driving pulleys with driving axles makes it possible to reduce the diameter of these pulleys and, thereby, increase the gear ratio of the transmission, and in combination with equipping each actuator with its own freewheel, make the vehicle more convenient to use due to the improvement of its controllability.
При этом механизмы свободного хода, связывающие ведущие оси с установленными на них исполнительными органами, размещены в ступицах исполнительных органов. Это дает возможность не увеличивать число узлов трения.At the same time, free-wheeling mechanisms connecting the drive axles with the executive bodies installed on them are located in the hubs of the executive bodies. This makes it possible not to increase the number of friction nodes.
Заявляемое техническое решение поясняется схемами фиг.1 и 2. В качестве примера выбран привод для двухколейных четырехроликовых коньков. Возможны также варианты двух- и трехроликовых коньков и другие виды устройств. На фиг.1 представлена схема привода с двумя ведущими шкивами на осях исполнительных органов и двумя механизмами свободного хода. На фиг.2 - с двумя дополнительными ведущими шкивами на подвижной оси, с осями исполнительных органов в качестве основных ведущих шкивов и с четырьмя механизмами свободного хода. Показаны виды сбоку и сверху (без педали).The claimed technical solution is illustrated by the diagrams of figures 1 and 2. As an example, the selected drive for double-track four-roller skates. There are also options for two- and three-roller skates and other types of devices. Figure 1 presents the drive circuit with two drive pulleys on the axes of the actuators and two freewheel mechanisms. Figure 2 - with two additional drive pulleys on the movable axis, with the axes of the actuators as the main drive pulleys and with four freewheel mechanisms. Side and top views (without pedal) are shown.
Цифровые обозначения на фигурах: 1 - педаль, 2 - подвижный рычаг, 3 - ось крепления педали, 4 - вторая опора педали, 5 - исполнительные органы, 6 - оси вращения роликов, 7 - неподвижные ведущие шкивы, 8 - неподвижные опорные шкивы, 9 - механизмы свободного хода, 10 - гибкий элемент переднего полиспаста, 11 - подвижные опорные шкивы, 12 - подвижная ось вращения, 13 - гибкий элемент заднего полиспаста, 14 - соединительный гибкий элемент, 15 - корпус трансмиссии, 16 - дополнительный ведущий шкив малого диаметра, 17 - дополнительный ведущий шкив большого диаметра, 18 и 19 - дополнительные гибкие элементы.Digital designations in the figures: 1 - pedal, 2 - movable lever, 3 - axis of pedal attachment, 4 - second pedal support, 5 - actuators, 6 - axis of rotation of the rollers, 7 - fixed driving pulleys, 8 - fixed supporting pulleys, 9 - free-wheeling mechanisms, 10 - a flexible element of the front pulley block, 11 - movable support pulleys, 12 - a movable axis of rotation, 13 - a flexible element of the rear pulley block, 14 - a connecting flexible element, 15 - transmission housing, 16 - an additional leading pulley of small diameter, 17 - additional drive pulley of large diameter, 18 and 19 - to olnitelnye flexible elements.
Педаль 1 и скрепленный с нею подвижный рычаг 2 закреплены на оси крепления педали 3. Фиксированное опорное положение педали обеспечивается второй опорой 4 под задником педали.The
В приводе фиг.1 ролики 5 скреплены с их осями 6. На этих же осях свободно установлены неподвижные шкивы - ведущие 7 и опорные 8, а также механизмы свободного хода 9, связывающие ведущие шкивы 7 с осями исполнительных органов 6. Гибкий элемент 10 соединяет рычаг 2 через опорные шкивы передней оси 8 и подвижные опорные шкивы 11, свободно установленные на скрепленной с рычагом подвижной оси 12, с ведущим шкивом передней оси 7. Гибкий элемент 13 соединяет рычаг 2 через опорные шкивы задней оси 8 и подвижные опорные шкивы 11 с ведущим шкивом задней оси 7. Гибкий элемент 14, закрепленный своими концами на ведущих шкивах передней и задней осей и переброшенный через подвижный опорный шкив, замыкает гибкую связь, обеспечивая возможность ее двусторонней работы. К каждому ведущему шкиву крепятся два гибких элемента, намотанных на шкив в противоположных направлениях. Они могут быть выполнены и как один гибкий элемент, закрепленный на шкиве своей серединой. Места крепления показаны штрихами (условно).In the drive of Fig. 1, the
Шкивы передней и подвижной осей совместно с гибкими элементами 10 и 14 образуют первый полиспаст трансмиссии, шкивы задней и подвижной осей совместно с гибкими элементами 13 и 14 - второй. Вся трансмиссия заключена в корпус 15.The pulleys of the front and movable axes together with the flexible elements 10 and 14 form the first transmission chain block, the pulleys of the rear and movable axes together with the
Функцию рычага 2 может исполнять, например, ребро жесткости педали или стержневая рама. По конструктивным соображениям неподвижные опорные шкивы 7 могут размещаться не на осях исполнительных органов, а на отдельных закрепленных в корпусе осях.The function of the
Передаточное число трансмиссии, равное числу оборотов роликов на одно качание педали вперед или назад, определяется величиной угла поворота педали, длиной рычага и местоположением точек крепления гибких элементов на нем, числом опорных шкивов в каждом полиспасте и диаметром ведущих шкивов. Выбрав неодинаковые для переднего и заднего полиспастов местоположение точек крепления гибких элементов, число опорных шкивов или диаметр ведущих шкивов, можно получить трансмиссию с различными значениями передаточного числа для передних и задних исполнительных органов.The gear ratio of the transmission, equal to the number of revolutions of the rollers per pedal forward or backward, is determined by the value of the angle of rotation of the pedal, the length of the lever and the location of the attachment points of the flexible elements on it, the number of supporting pulleys in each chain block and the diameter of the driving pulleys. By choosing the location of the attachment points of the flexible elements, the number of support pulleys or the diameter of the driving pulleys that are not identical for the front and rear pulleys, you can get a transmission with different gear ratios for the front and rear actuators.
Привод фиг.2 дополнительно включает установленные на подвижной оси 12 ведущие шкивы 16 и 17. Рычаг 2 соединен гибкими элементами 10 и 13 через опорные шкивы 8 и 11 с дополнительным ведущим шкивом малого диаметра 16, а не с ведущими шкивами исполнительных органов, как в схеме фиг.1. В свою очередь, дополнительный ведущий шкив большого диаметра 17 соединен двумя парами закрепленных на нем гибких элементов 18 и 19 с ведущими шкивами исполнительных органов, которыми служат оси 6. Каждый из роликов связан с осью через отдельный механизм свободного хода 9, размещенный в ступице ролика.The drive of FIG. 2 further includes drive pulleys 16 and 17 mounted on the
Дополнительные ведущие шкивы 16 и 17 могут быть либо постоянно скреплены между собой, либо установлены с возможностью их скрепления-раскрепления. Например, с помощью перемещаемых в осевом направлении шпонок. В первом случае трансмиссия имеет одно фиксированное передаточное число, во втором - два. При нескольких дополнительных шкивах разных диаметров количество значений передаточного числа определяется количеством таких шкивов.Additional drive pulleys 16 and 17 can either be permanently bonded to each other, or installed with the possibility of their fastening-unfastening. For example, using axially movable keys. In the first case, the transmission has one fixed gear ratio, in the second - two. With several additional pulleys of different diameters, the number of gear ratios is determined by the number of such pulleys.
Дополнительные ведущие шкивы могут быть установлены на отдельной неподвижной оси или же на осях исполнительных органов. При этом схема их включения в трансмиссию не меняется. В обеих схемах фиг.1 и 2 подвижный рычаг 2 может быть установлен с возможностью поворотов относительно педали в продольном направлении. Этой цели может служить, например, кулисный механизм, в котором рычаг является кулисой, а ползун соединен с корпусом устройства. В таком случае передаточное число трансмиссии будет зависеть и от параметров механизма поворота рычага.Additional drive pulleys can be mounted on a separate fixed axis or on the axes of the actuators. Moreover, the scheme of their inclusion in the transmission does not change. In both schemes of figures 1 and 2, the
Для предупреждения провисания гибких элементов, вызванного их постепенным вытяжением, трансмиссия может быть снабжена устройством натяжения.To prevent sagging of the flexible elements caused by their gradual stretching, the transmission can be equipped with a tension device.
В исходном положении центр давления на педаль расположен между осью ее крепления 3 и задней опорой 4. Педаль и все шкивы неподвижны, но благодаря механизмам свободного хода возможно движение вперед накатом.In the initial position, the center of pressure on the pedal is located between the axis of its
При переносе центра давления на носок педали (на фиг. он слева) рычаг 2, фиг.1, смещает подвижные шкивы вправо, вытягивая гибкий элемент 10 переднего полиспаста. Это заставляет передний ведущий шкив 7 вращаться по часовой стрелке. Вращение передается механизмом свободного хода 9 на переднюю ось 6 и скрепленные с нею ролики 5. Коньки движутся вперед. В это же время соединительный гибкий элемент 14, наматываясь на передний ведущий шкив 7, заставляет задний вращаться против часовой стрелки, наматывая на себя гибкий элемент 13 заднего полиспаста. Благодаря механизму свободного хода вращение не передается на заднюю ось, задние ролики крутятся вперед в режиме свободного хода.When transferring the center of pressure to the toe of the pedal (in Fig. It is on the left), the
При переносе центра давления на задник педали рычаг смещает подвижные шкивы влево и все происходит наоборот. Гибкий элемент 13 заставляет задний ведущий шкив 7 вращаться по часовой стрелке. Наматываясь на него, гибкий элемент 14 вращает передний ведущий шкив против часовой стрелки. Ведущими становятся задние ролики, передние крутятся в режиме свободного хода. Таким образом, при каждом движении ноги ведущей становится та пара роликов, на которую приходится наибольшая нагрузка от веса пользователя.When the pressure center is transferred to the pedal back, the lever shifts the movable pulleys to the left and everything happens the other way around. The
Работа привода фиг.2 отличается тем, что при нажатии на носок педали вытягиваемый гибкий элемент 10 заставляет вращаться по часовой стрелке дополнительный ведущий шкив малого диаметра 16 и скрепленный с ним дополнительный шкив большого диаметра 17. Посредством одного из гибких элементов пары 18 вращение по часовой стрелке передается непосредственно на переднюю ведущую ось 6 и через механизмы свободного хода 9 - на передние ролики 5. Одновременно один из гибких элементов пары 19, наматываясь на шкив 17, вращает заднюю ось против часовой стрелки. Благодаря механизмам свободного хода 9 это вращение не передается на задние ролики.The operation of the drive of FIG. 2 is characterized in that when the pedal sock is pressed, the pull-out flexible element 10 causes the additional drive pulley of
При возвратном движении педали подвижная ось 12 смещается влево. Вытягиваемый гибкий элемент 13 заставляет вращаться дополнительные ведущие шкивы 16 и 17 против часовой стрелки. Но в силу того, что гибкие элементы 19 расположены перекрестно, задняя ведущая ось вращается по часовой стрелке. Ведущими становятся задние ролики, передние крутятся в режиме свободного хода.When the pedal returns, the
В приводах обеих схем в любой фазе движения вращение роликов назад невозможно, т.к. возникающее при этом усилие передается на педаль и блокируется мышцами ноги, а в исходном положении педали - задней опорой. «Отдача» отсутствует, возможен подъем в гору.In the drives of both circuits in any phase of movement, the rotation of the rollers back is impossible, because the force arising from this is transmitted to the pedal and blocked by the leg muscles, and in the initial position of the pedal - by the back support. "Recoil" is absent, climbing uphill is possible.
«Переключение передач» посредством изменения угла поворота рычага или скрепления-раскрепления дополнительных ведущих шкивов осуществляется вручную и без снятия коньков с ноги. Возможно, в движении."Shifting gears" by changing the angle of rotation of the lever or fastening-unfastening additional driving pulleys is carried out manually and without removing the skates from the legs. Perhaps in motion.
В схеме фиг.2 благодаря «индивидуальным» механизмам свободного хода ролики в каждой паре могут вращаться с разными скоростями. Это облегчает выполнение поворотов без отрыва роликов от дороги, т.е. улучшает управляемость транспортного средства.In the diagram of figure 2, thanks to the "individual" free-wheeling mechanisms, the rollers in each pair can rotate at different speeds. This facilitates cornering without taking the rollers off the road, i.e. improves vehicle handling.
Claims (16)
отличающийся тем, что все подвижные опорные шкивы размещены на общей подвижной оси вращения, соединенной с педалью посредством, например, рычага, присоединенного к педали вблизи оси ее крепления и расположенного в пространстве между исполнительными органами устройства;
неподвижные опорные шкивы размещены группами на общих осях, например осях исполнительных органов.1. A pedal drive including a pedal pivotally mounted with the possibility of rotation at a given angle in the perpendicular pedal of the longitudinal plane, and a transmission kinematically connecting the pedal to the actuators of the device and including a mechanism with flexible connections and free-wheeling mechanisms,
characterized in that all the movable support pulleys are placed on a common movable axis of rotation connected to the pedal by, for example, a lever connected to the pedal near the axis of its attachment and located in the space between the actuators of the device;
fixed supporting pulleys are placed in groups on common axes, for example, axes of the executive bodies.
отличающийся тем, что все подвижные опорные шкивы размещены на общей подвижной оси вращения, соединенной с педалью посредством, например, рычага, присоединенного к педали вблизи оси ее крепления и расположенного в пространстве между исполнительными органами устройства;
неподвижные опорные шкивы размещены группами на общих осях, например осях исполнительных органов;
причем рычаг, на котором закреплены подвижная ось вращения и концы гибких элементов, присоединен к педали с возможностью поворотов относительно педали в продольной плоскости на угол, задаваемый углом поворота педали, а сам привод дополнительно снабжен механизмом поворота упомянутого рычага, кинематически связывающим рычаг с педалью и корпусом устройства.5. A pedal drive including a pedal pivotally mounted with the possibility of rotations by a predetermined angle in the perpendicular pedal of the longitudinal plane, and a transmission kinematically connecting the pedal to the actuators of the device and including a flexible coupling mechanism and free-wheeling mechanisms,
characterized in that all the movable support pulleys are placed on a common movable axis of rotation connected to the pedal by, for example, a lever connected to the pedal near the axis of its attachment and located in the space between the actuators of the device;
fixed supporting pulleys are placed in groups on common axes, for example, axes of executive bodies;
moreover, the lever, on which the movable axis of rotation and the ends of the flexible elements are fixed, is connected to the pedal with the possibility of rotation relative to the pedal in the longitudinal plane by an angle specified by the angle of rotation of the pedal, and the drive itself is additionally equipped with a rotation mechanism of the said lever kinematically connecting the lever with the pedal and the housing devices.
отличающийся тем, что все подвижные опорные шкивы размещены на общей подвижной оси вращения, соединенной с педалью посредством, например, рычага, присоединенного к педали вблизи оси ее крепления и расположенного в пространстве между исполнительными органами устройства;
неподвижные опорные шкивы размещены группами на общих осях, например осях исполнительных органов;
при этом трансмиссия включает дополнительные ведущие шкивы неодинаковых диаметров, установленные соосно друг другу, причем шкив меньшего диаметра связан двумя гибкими элементами, закрепленными на нем и намотанными на него в противоположных направлениях, через опорные шкивы передней и задней осей с подвижным рычагом, а шкив большего диаметра связан двумя дополнительными гибкими элементами, также закрепленными на нем и намотанными на него в противоположных направлениях, с каждым из ведущих шкивов исполнительных органов.8. A pedal drive including a pedal pivotally rotated to a predetermined angle in the perpendicular pedal of the longitudinal plane, and a transmission kinematically connecting the pedal to the actuators of the device and including a flexible connection mechanism and free-wheeling mechanisms,
characterized in that all the movable support pulleys are placed on a common movable axis of rotation connected to the pedal by, for example, a lever connected to the pedal near the axis of its attachment and located in the space between the actuators of the device;
fixed supporting pulleys are placed in groups on common axes, for example, axes of executive bodies;
while the transmission includes additional drive pulleys of unequal diameters, mounted coaxially to each other, the pulley of a smaller diameter is connected by two flexible elements mounted on it and wound on it in opposite directions, through the support pulleys of the front and rear axles with a movable lever, and a pulley of a larger diameter connected by two additional flexible elements, also fixed on it and wound on it in opposite directions, with each of the leading pulleys of the executive bodies.
отличающийся тем, что все подвижные опорные шкивы размещены на общей подвижной оси вращения, соединенной с педалью посредством, например, рычага, присоединенного к педали вблизи оси ее крепления и расположенного в пространстве между исполнительными органами устройства;
неподвижные опорные шкивы размещены группами на общих осях, например осях исполнительных органов;
а ведущими шкивами осей исполнительных органов служат сами эти оси, для чего каждая из них связана гибкими элементами через опорные шкивы и, возможно, дополнительные ведущие шкивы с подвижным рычагом и соединена отдельным механизмом свободного хода с каждым из установленных на ней исполнительных органов.15. A pedal drive including a pedal pivotally rotated to a predetermined angle in a perpendicular pedal of the longitudinal plane, and a transmission kinematically connecting the pedal to the actuators of the device and including a flexible coupling mechanism and free-wheeling mechanisms,
characterized in that all the movable support pulleys are placed on a common movable axis of rotation connected to the pedal by, for example, a lever connected to the pedal near the axis of its attachment and located in the space between the actuators of the device;
fixed supporting pulleys are placed in groups on common axes, for example, axes of executive bodies;
and these axes themselves serve as the driving pulleys of the axes of the executive bodies, for which each of them is connected by flexible elements through the supporting pulleys and, possibly, additional driving pulleys with a movable lever and connected by a separate freewheel to each of the executive bodies mounted on it.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006124875/11A RU2417918C2 (en) | 2006-07-12 | 2006-07-12 | Pedal drive (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006124875/11A RU2417918C2 (en) | 2006-07-12 | 2006-07-12 | Pedal drive (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006124875A RU2006124875A (en) | 2008-01-20 |
| RU2417918C2 true RU2417918C2 (en) | 2011-05-10 |
Family
ID=39108355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006124875/11A RU2417918C2 (en) | 2006-07-12 | 2006-07-12 | Pedal drive (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2417918C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2628267C1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-08-15 | Александр Георгиевич Батт | Individual track drive |
-
2006
- 2006-07-12 RU RU2006124875/11A patent/RU2417918C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006124875A (en) | 2008-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10874893B2 (en) | Hybrid resistance system | |
| US7344146B2 (en) | Quadracycle | |
| US5865455A (en) | Wheelchair | |
| US6234504B1 (en) | Level propelled wheelchair | |
| JP6023281B2 (en) | bicycle | |
| EP2193068B1 (en) | Drive mechanism for a vehicle propellable by muscle power and vehicle | |
| US8353228B2 (en) | Lockable or releasable bicycle with bidirectional input and one-way output | |
| US20080073869A1 (en) | Human powered vehicle drive system | |
| JPS6229483A (en) | Propelling mechanism for lever propelling bicycle | |
| WO2008130379A1 (en) | Manually driven wheelchair | |
| US8684881B2 (en) | Transmission gear box for bikes | |
| US9677416B2 (en) | Reciprocating drive train | |
| US20140251709A1 (en) | Vehicle having a pedal drive and a reverse gear mechanism | |
| US7267639B2 (en) | Compound bicycle exercising device | |
| RU2417918C2 (en) | Pedal drive (versions) | |
| US20040066017A1 (en) | Bicycle drive train | |
| US6779415B2 (en) | Mechanical transmission | |
| WO2008006292A1 (en) | Rowing bicycle driven by push and pull | |
| KR20100020407A (en) | Auxiliary power device for bicycles | |
| KR20030067016A (en) | Device for driving forward bicycle | |
| CA2267274C (en) | An improved wheelchair | |
| CA2832547A1 (en) | Propulsion apparatus for human powered vehicles and machines | |
| WO2002022436A1 (en) | Drive system | |
| CN2167749Y (en) | Gravity rolling skating device | |
| JP3215621B2 (en) | Drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110713 |