RU2420423C2 - Bicycle with eccentric drive - Google Patents
Bicycle with eccentric drive Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)
Abstract
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
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
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
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)
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)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184737U1 (en) * | 2018-05-28 | 2018-11-07 | Сергей Иванович Афанасьев | BICYCLE |
-
2008
- 2008-08-06 RU RU2008132568/11A patent/RU2420423C2/en active
Cited By (1)
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 |