RU2420423C2 - Bicycle with eccentric drive - Google Patents

Bicycle with eccentric drive Download PDF

Info

Publication number
RU2420423C2
RU2420423C2 RU2008132568/11A RU2008132568A RU2420423C2 RU 2420423 C2 RU2420423 C2 RU 2420423C2 RU 2008132568/11 A RU2008132568/11 A RU 2008132568/11A RU 2008132568 A RU2008132568 A RU 2008132568A RU 2420423 C2 RU2420423 C2 RU 2420423C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
connecting rod
lever
drive
levers
rockers
Prior art date
Application number
RU2008132568/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008132568A (en
Inventor
Леонид Захарович Филин (RU)
Леонид Захарович Филин
Андрей Леонидович Филин (RU)
Андрей Леонидович Филин
Иван Владимирович Полозков (RU)
Иван Владимирович Полозков
Original Assignee
Леонид Захарович Филин
Андрей Леонидович Филин
Иван Владимирович Полозков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Леонид Захарович Филин, Андрей Леонидович Филин, Иван Владимирович Полозков filed Critical Леонид Захарович Филин
Priority to RU2008132568/11A priority Critical patent/RU2420423C2/en
Publication of RU2008132568A publication Critical patent/RU2008132568A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2420423C2 publication Critical patent/RU2420423C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)
  • Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to transport facilities, namely, to bicycles. Proposed bicycle comprises frame, wheels and pitmen drive. Said drive represents an eccentric drive and comprises drive sprocket, rockers and levers. One lever has its one end articulated with rocker free end, while another end of the lever accommodates pedal. Second lever is similarly jointed with another rocker. Articulation between levers and rockers is spring loaded and incorporates adjustable elements to limit lever turn angle relative to rockers and engagement elements to limit extreme position of levers relative to rockers. Length of levers makes 0.25 to 0.95 of that of rockers in pitmen drive. Note here that pedal axle in initial position does not extend beyond its size in rocker.
EFFECT: simplified design and higher efficiency.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным устройствам, приводимым в движение мускульной силой, например, велосипедом.The invention relates to transport devices driven by muscular power, for example, a bicycle.

Известны приводы велосипедов, имеющие повышенный КПД (а.с. СССР №151577, кл. В62М 1/04, 1960; №1703542 кл. В62М 1/04). Недостатком этих приводов велосипеда является сложность их конструкции.Bicycle drives are known that have increased efficiency (USSR AS No. 151577, class B62M 1/04, 1960; No. 1703542 class B62M 1/04). The disadvantage of these bicycle drives is the complexity of their design.

Известен также привод велосипеда (патент РФ №1418176, кл. В62М 1/04), выбранный в качестве прототипа, включающий четырехзвенный механизм, звездочку и шатун, к которому шарнирно прикреплено коромысло, несущее на одном конце педаль, а другое шарнирно соединено с рычагом, который также шарнирно соединен с рамой.A bicycle drive is also known (RF patent No. 1418176, class B62M 1/04), selected as a prototype, including a four-link mechanism, an asterisk and a connecting rod, to which a rocker bearing the pedal at one end and the other is articulated with a lever which is also pivotally connected to the frame.

Недостатком этого привода является то, что четырехзвенный механизм не позволяет коромыслу вращаться независимо от шатуна в области ВМТ, что снижает КПД привода из-за неэффективного расположения ноги относительно шатуна и длительного прохождения области ВМТ.The disadvantage of this drive is that the four-link mechanism does not allow the beam to rotate independently of the connecting rod in the TDC area, which reduces the drive efficiency due to the inefficient location of the leg relative to the connecting rod and the long passage of the TDC area.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение КПД привода.The purpose of the invention is to simplify the design and increase the efficiency of the drive.

Поставленная цель достигается тем, что велосипед включает раму, колеса и привод, содержащий шатун с ведущей звездочкой и рычаг, одним концом шарнирно прикрепленный к раме велосипеда, а другим шарнирно к коромыслу, отличающийся тем, что рычаг одним концом шарнирно соединен со свободным концом шатуна, а на другом конце установлена педаль, аналогично установлен еще один рычаг к другому шатуну.This goal is achieved in that the bicycle includes a frame, wheels and a drive comprising a connecting rod with a drive sprocket and a lever pivotally attached to the bicycle frame at one end and pivotally connected to the rocker arm, characterized in that the lever is pivotally connected at one end to the free end of the connecting rod, and on the other end a pedal is installed, similarly another lever is installed to the other connecting rod.

Шарнирное соединение рычагов с шатунами подпружинены между собой и имеют регулируемые элементы, ограничивающие угол поворота рычагов относительно шатунов и элементы зацепления, ограничивающие крайнее положение рычагов относительно шатунов. Длины их равны 0,25…0,95 длины штатного шатуна, а регулируемый угол поворота составляет 45-90 градусов и обеспечивается с помощью винта, установленного, например, на головке шарнира шатуна, взаимодействующего с выступом на головке шарнира рычага. Ограничительные элементы зацепления шарнира, например, шатуна выполнены в виде паза, взаимодействующего с выступами на шарнире рычага. Шарнирное соединение рычагов с шатунами подпружинены пружинами растяжения, которые одним концом закреплены на шатуне вблизи оси, а другим на рычаге, снабженном рядом отверстий, с которыми взаимодействует другой конец пружины.The articulation of the levers with the connecting rods are spring-loaded with each other and have adjustable elements that limit the angle of rotation of the levers relative to the rods and engagement elements that limit the extreme position of the levers relative to the rods. Their lengths are 0.25 ... 0.95 of the length of a standard connecting rod, and an adjustable angle of rotation is 45-90 degrees and is provided with a screw installed, for example, on the head of the connecting rod hinge, which interacts with the protrusion on the head of the lever hinge. The restrictive elements of the engagement of the hinge, for example, the connecting rod is made in the form of a groove interacting with the protrusions on the hinge of the lever. The articulated connection of the levers with the connecting rods is spring-loaded by tension springs, which are fixed at one end on the connecting rod near the axis, and the other on a lever equipped with a number of holes with which the other end of the spring interacts.

Принципиальная схема велосипеда с эксцентриковым приводом показана на Фиг.1-3, причем на Фиг.1 представлен общий вид привода; на Фиг.2 - циклограмма работы узла шатун-рычаг; на Фиг.3 - вариант регулирования угла поворота рычага, установка пружины, расположение угла поворота и смещение оси шарнира относительно оси О, (ВМТ).Schematic diagram of a bicycle with an eccentric drive shown in Fig.1-3, and Fig.1 shows a General view of the drive; figure 2 is a sequence diagram of the operation of the connecting rod arm; figure 3 is a variant of adjusting the angle of rotation of the lever, the installation of the spring, the location of the angle of rotation and the offset axis of the hinge relative to the axis O, (TDC).

Привод велосипеда содержит ведущую звездочку 1, шатуны 2 и педали 3 установлены на осях 4 свободных концов рычагов 5, которые подвижно установлены на осях 6 свободных концов шатунов 2. Оси 6 расположены вне осевой, проходящей через ВМТ и ось О звездочки с эксцентриситетом Е. Пружины 7 одним концом крепятся на шатуны 2, а другим на рычаге 5. Угол 45…90 градусов определяет свободный поворот рычага 5 относительно шатуна 2. Шарнирное соединение рычага 5 и шатуна 2 имеет соответственно выступ 8 и паз 9. Выступ 8 имеет плоскость К, а паз 9 имеет плоскость М. Кроме того, шарнирное соединение имеет винт 10 и гайку 11, причем рычаг 5 имеет выступ 12 с плоскостью N. Длина рычага 5 и шатуна 2 составляет 0,25…0,95 длины штатного шатуна, при этом ось педали в исходном положении рычага не выходит за габариты L2 ее оси в штатном шатуне.The bicycle drive contains a drive sprocket 1, connecting rods 2 and pedals 3 are mounted on the axles 4 of the free ends of the levers 5, which are movably mounted on the axles 6 of the free ends of the rods 2. The axles 6 are located outside the axial passing through the TDC and the axis O of the sprocket with an eccentricity E. Springs 7 with one end attached to the connecting rods 2, and the other on the lever 5. An angle of 45 ... 90 degrees determines the free rotation of the lever 5 relative to the connecting rod 2. The hinged connection of the lever 5 and the connecting rod 2 has respectively a protrusion 8 and a groove 9. The protrusion 8 has a plane K, and groove 9 has a M. Crom plane Moreover, the hinge has a screw 10 and a nut 11, and the lever 5 has a protrusion 12 with the plane N. The length of the lever 5 and the connecting rod 2 is 0.25 ... 0.95 of the length of the standard connecting rod, while the pedal axis does not come out in the initial position of the lever for the dimensions L2 of its axis in a regular connecting rod.

Длина переменного шатуна для дорожных велосипедов определяется расстоянием до переднего колеса и может быть равной 270 мм. Работает эксцентриковый привод велосипеда следующим образом. Велосипедист прикладывает усилие Рв в точке А к системе шатун-рычаг. Точка А лежит на траектории малой головки штатного шатуна. За счет эксцентричного расположения оси 6 шарнирного соединения, вращение рычага с педалью вокруг нового центра обеспечивает удаление педали от ее штатной траектории и тем самым происходит увеличение длины L штатного шатуна. Во время движения рычага с педалью относительно оси 6 шатуны 2 и звездочка 1 стоят на месте, пружина 7 растягивается, а поворот в шарнире осуществляется за счет паза 9 в шатуне 2.The length of the connecting rod for road bikes is determined by the distance to the front wheel and can be equal to 270 mm. The eccentric drive of the bicycle operates as follows. The cyclist exerts a force Pb at point A to the connecting rod-lever system. Point A lies on the trajectory of the small head of the regular connecting rod. Due to the eccentric arrangement of the axis 6 of the swivel, the rotation of the lever with the pedal around the new center ensures that the pedal is removed from its regular path and thereby the length L of the standard connecting rod increases. During the movement of the lever with the pedal relative to the axis 6, the connecting rods 2 and the sprocket 1 are in place, the spring 7 is stretched, and the rotation in the hinge is due to the groove 9 in the connecting rod 2.

Когда рычаг 5 придет в точку Б, плоскость К на выступе его коснется плоскости М на пазе шатуна, свободный поворот рычага закончится. При этом поворот рычага составит угол 45…90 градусов, а сам шатун удлинится до L1 за счет рычага и станет длиннее штатного в 1,56 раза. Путем регулирования длины винта 10, гайки 11 поверхность N выступа 12 будет упираться в винт 10 раньше, чем соприкоснутся плоскости К и М, тем самым изменится угол поворота. Поскольку во время поворота рычага 5 шатун 2 и звездочка 1 стоят, то поворот совершается быстро и практически с небольшим усилием, затрачиваемым на растяжение пружины 7.When the lever 5 comes to point B, the plane K on its protrusion touches the plane M on the connecting rod groove, the free rotation of the lever will end. In this case, the rotation of the lever will make an angle of 45 ... 90 degrees, and the connecting rod itself will be extended to L1 due to the lever and will become 1.56 times longer than the standard one. By adjusting the length of the screw 10, nut 11, the surface N of the protrusion 12 will abut against the screw 10 before the planes K and M touch, thereby changing the angle of rotation. Since during the rotation of the lever 5, the connecting rod 2 and the sprocket 1 are standing, the rotation is quick and almost with little effort spent stretching the spring 7.

Велосипедист от точки Б до точки С работает на удлиненном шатуне с наибольшей эффективностью. В области нижней мертвой точки (НМТ), когда усилие на педаль незначительное, пружина, преодолевая воздействие ноги велосипедиста, возвращает рычаг в исходное положение, т.е. из точки С в точку D. В тоже время другой рычаг в области ВМТ вступает в работу аналогично предыдущему. Тем самым цикл работы эксцентрикового привода завершается.The cyclist from point B to point C works on an elongated connecting rod with the greatest efficiency. In the region of bottom dead center (BDC), when the pedal effort is small, the spring, overcoming the influence of the cyclist's foot, returns the lever to its original position, i.e. from point C to point D. At the same time, another lever in the TDC area comes into operation similarly to the previous one. This completes the eccentric drive cycle.

Эффективность работы велосипедиста заключается в увеличении крутящего момента путем увеличения длины штатного шатуна за счет эксцентрично расположенного рычага. Если нет необходимости в увеличении крутящего момента, то для поддержания его необходимой величины велосипедист снижает усилие. Максимально он может снизить усилие до величины, определяемой по формулеThe efficiency of the cyclist is to increase the torque by increasing the length of the standard connecting rod due to the eccentric lever. If there is no need to increase the torque, then the cyclist reduces the effort to maintain its required value. As much as he can reduce the force to a value determined by the formula

Рв=Рш(1+(L1-L2)/L2), гдеPb = Ps (1+ (L 1 -L 2 ) / L 2 ), where

Рв - усилие велосипедиста;Rv - the effort of the cyclist;

Рш - усилие на удлиненном шатуне;Рш - force on an elongated connecting rod;

L1 - длина нового шатуна;L 1 - the length of the new connecting rod;

L2 - длина штатного шатуна.L 2 - the length of the standard connecting rod.

Длина штатного шатуна равна 170 мм.The length of the standard connecting rod is 170 mm.

Максимальная длина нового шатуна 270 мм, тогда усилие на удлиненном шатуне можно снизить на величину:The maximum length of a new connecting rod is 270 mm, then the force on the elongated connecting rod can be reduced by:

Рв=Рш(1+(270-170)/170)=Рш×1,56, т.е. Рв/Рш=1,56 разаPb = Ps (1+ (270-170) / 170) = Ps × 1.56, i.e. Rv / Rsh = 1.56 times

Предлагаемое изобретение позволяет в 1,56 раза снизить усилие велосипедиста.The present invention allows 1.56 times to reduce the effort of the cyclist.

Конструктивно целесообразно усилие велосипедиста снизить в 1,3 раза.Structurally, it is advisable to reduce the effort of the cyclist by 1.3 times.

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в том, что ось соединения шатуна с рычагом расположена эксцентрично за счет укороченной длины штатного шатуна, который ограничивает поворот рычага углом 45…90 градусов. Это дает возможность, с одной стороны, быстро и без усилий проходить область ВМТ, не создавая крутящего момента на звездочке, и с другой стороны, дает возможность резко увеличить длину шатуна в 1,56 раза, что значительно увеличивает крутящий момент на звездочке практически при одной и той же затрате энергии велосипедистом. Предлагаемое устройство конструктивно проще, так как содержит только шатуны, рычаги с педалями и пружины, тогда как известное устройство содержит шатун, коромысло с педалями, опору, громоздкий рычаг и дополнительные шарниры, что увеличивает потери на трение.The technical and economic effect of the use of the invention lies in the fact that the axis of the connecting rod with the lever is eccentric due to the shortened length of the standard connecting rod, which limits the rotation of the lever to an angle of 45 ... 90 degrees. This makes it possible, on the one hand, to quickly and effortlessly go through the TDC area without creating torque on the sprocket, and on the other hand, it makes it possible to sharply increase the length of the connecting rod by 1.56 times, which significantly increases the torque on the sprocket almost at one and the same energy expenditure by a cyclist. The proposed device is structurally simpler, since it contains only connecting rods, levers with pedals and springs, while the known device contains a connecting rod, rocker with pedals, a support, a bulky lever and additional hinges, which increases friction losses.

Новое техническое решение позволяет не только упростить конструкцию, повысить КПД, но и сохранить играющий не малую роль для пользователя вид велосипеда.The new technical solution allows not only to simplify the design, increase efficiency, but also to save the type of bicycle that plays a small role for the user.

Claims (3)

1. Велосипед, включающий раму, колеса и шатунный привод, отличающийся тем, что шатунный привод выполнен эксцентриковым и содержит звездочку, шатуны и рычаги, причем один рычаг одним своим концом шарнирно соединен со свободным концом шатуна, а на другом конце рычага установлена педаль, второй рычаг аналогично соединен с другим шатуном, при этом шарнирные соединения рычагов с шатунами подпружинены между собой и имеют элементы, ограничивающие угол поворота рычагов относительно шатунов, а их длины равны 0,25…0,95 длины шатуна в шатунном приводе, при этом ось педали в исходном положении не выходит за габариты ее оси в шатуне шатунного привода.1. A bicycle including a frame, wheels and a connecting rod drive, characterized in that the connecting rod drive is eccentric and contains an asterisk, connecting rods and levers, with one lever pivotally connected at one end to the free end of the connecting rod, and a pedal mounted at the other end of the lever, the second the lever is similarly connected to another connecting rod, while the articulated joints of the levers with the connecting rods are spring-loaded with each other and have elements limiting the angle of rotation of the levers relative to the connecting rods, and their lengths are 0.25 ... 0.95 of the length of the connecting rod in the connecting rod drive, When this pedal axis in its initial position does not extend beyond the dimensions of the axis of the connecting rod crank drive. 2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что элементы, ограничивающие угол поворота рычагов относительно шатунов, равный 45…90°, могут быть регулируемые и выполнены с помощью винта, установленного, например, на головке шарнира шатуна, взаимодействующего с выступом на головке рычага, а ограничительные элементы зацепления шарнира, обеспечивающие угол 45…90°, выполнены, например, в виде паза на головке шатуна, взаимодействующего с выступом, выполненным на головке рычага.2. The bicycle according to claim 1, characterized in that the elements limiting the angle of rotation of the levers relative to the connecting rods, equal to 45 ... 90 °, can be adjustable and made using a screw mounted, for example, on the head of the connecting rod joint interacting with the protrusion on the head the lever, and the limiting elements of the engagement of the hinge, providing an angle of 45 ... 90 °, are made, for example, in the form of a groove on the head of the connecting rod interacting with a protrusion made on the head of the lever. 3. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что шарнирные соединения подпружинены пружинами растяжения, которые одним концом закреплены на шатуне вблизи оси, а другим на рычаге, снабженном рядом отверстий, с которыми взаимодействует другой конец пружины. 3. The bicycle according to claim 1, characterized in that the articulated joints are spring-loaded with tension springs, which are fixed at one end on a connecting rod near the axis and the other at a lever provided with a series of holes with which the other end of the spring interacts.
RU2008132568/11A 2008-08-06 2008-08-06 Bicycle with eccentric drive RU2420423C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008132568/11A RU2420423C2 (en) 2008-08-06 2008-08-06 Bicycle with eccentric drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008132568/11A RU2420423C2 (en) 2008-08-06 2008-08-06 Bicycle with eccentric drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008132568A RU2008132568A (en) 2010-02-20
RU2420423C2 true RU2420423C2 (en) 2011-06-10

Family

ID=42126596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008132568/11A RU2420423C2 (en) 2008-08-06 2008-08-06 Bicycle with eccentric drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2420423C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184737U1 (en) * 2018-05-28 2018-11-07 Сергей Иванович Афанасьев BICYCLE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184737U1 (en) * 2018-05-28 2018-11-07 Сергей Иванович Афанасьев BICYCLE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008132568A (en) 2010-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9522300B1 (en) Elliptical exercise device
US6640662B1 (en) Variable length crank arm assembly
US10166434B2 (en) Exercise bike
US9193414B2 (en) Kick scooter
US6769706B2 (en) Pedal powered scooter
US20110049830A1 (en) Cycle propelling mechanism
US20180050231A1 (en) Drive Mechanism with Foot Platform Angle Adjustment Mechanism for Elliptically-Driven Device
JP2016501147A (en) Bicycle with characteristic drive assembly
US20120322623A1 (en) Exercise machine
KR101087002B1 (en) Health Bike with Horse Riding Function
RU2420423C2 (en) Bicycle with eccentric drive
JP7123298B2 (en) Labor-saving bicycle with adjustable speed
CN103010327A (en) Single-motor driven climbing jumping robot
CN109665017B (en) Pedal driven bicycle
US5899119A (en) Bicycle crank assembly
CN1982704A (en) Manpower driver for bicycle or other machinery
CN201165298Y (en) Scooter
JP3779354B2 (en) Bicycle pedaling device having suspension mechanism
TWM450539U (en) Effort-saving bicycle pedaling device
TWM577822U (en) Reciprocating linear pedaling prime mover and vehicle comprising thereof
US20060108767A1 (en) Power pedal for a bicycle
RU2537277C1 (en) Roller-skates
CN203237372U (en) Arc reciprocating motion type bicycle driving structure
WO2007076658A1 (en) A manpower acturating device for bicycles
CN103192933B (en) Circular arc reciprocating motion type bicycle driving structure