RU2683420C2 - Опорный механизм велосипеда, велосипед и способ использования опорного механизма велосипеда - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к области машиностроения, в частности к велосипедам. Опорный механизм велосипеда содержит полый вал, опорный рычаг, фрикционное колесо и привод. Велосипед содержит раму, колесо велосипеда, полый вал, опорный рычаг, фрикционное колесо и привод. Полый вал соединен с рамой велосипеда и включает верхний и нижний концы. Опорный рычаг телескопически выдвигается вниз из нижнего конца вала. Фрикционное колесо поддерживается с возможностью вращения валом и находится во фрикционном контакте с колесом велосипеда. Привод выполнен с возможностью перемещения опорного рычага и приведения в движение фрикционным колесом. Способ использования опорного механизма велосипеда включает этапы, на которых опускают опорный рычаг при вращении центробежного механизма со скоростью выше нуля и ниже первой заданной скорости вращения. Поднимают опорный рычаг при вращении центробежного механизма со скоростью выше второй заданной скорости вращения. Достигается возможность удержания велосипеда в вертикальном положении при медленном перемещении или остановке. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Уровень техники

Двухколесные транспортные средства, такие как велосипеды, могут быть снабжены опорной стойкой для удержания транспортного средства в вертикальном положении, когда оно не находится в движении. Существуют ситуации при езде на двухколесном транспортном средстве, когда ездок вынужден использовать его/ее ноги для удержания транспортного средства в вертикальном положении, например, при остановке на светофоре, при намерении остановиться, при очень медленной езде и т.д. В связи с этим использование двухколесных транспортных средств может быть ограничено людьми со способностью использовать их ноги для поддержки транспортного средства в условиях от очень медленной до нулевой скорости.

Кроме того, необходимость поддерживать двухколесное транспортное средство при медленном перемещении или остановке может представлять опасность падения ездока, если нога или ноги застревают в этом положении. Например, обувной шнурок может запутываться на валу педали, или нога может застревать в туклипсе, заставляя ездока вместе с велосипедом падать на землю. Физические ограничения также могут усложнять или делать невозможным приведение в действие подножки.

Раскрытие изобретения

Таким образом согласно одному аспекту предложен опорный механизм велосипеда, содержащий полый вал, выполненный с возможностью соединения с рамой велосипеда и включающий верхний конец и нижний конец, опорный рычаг, телескопически выдвигаемый вниз из нижнего конца вала, и фрикционное колесо, поддерживаемое с возможностью вращения валом и продолжающееся от верхнего конца вала так, что оно расположено в фрикционном контакте с колесом велосипеда.

Механизм предпочтительно дополнительно содержит привод, расположенный на верхнем конце вала и выполненный с возможностью перемещения опорного рычага, причем привод приводится в движение фрикционным колесом.

Привод предпочтительно включает в себя центробежный механизм, поддерживаемый с возможностью вращения внутри вала, причем центробежный механизм имеет по существу круглую форму, стержень, продолжающийся из центральной точки центробежного механизма и жестко соединяющий фрикционное колесо с центробежным механизмом так, что фрикционное колесо приводит во вращение центробежный механизм.

Центробежный механизм предпочтительно включает в себя центробежный диск, поддерживаемый с возможностью вращения внутри вала, причем центробежный диск имеет по существу круглую форму, стержень продолжается из центральной точки центробежного диска и жестко соединяет фрикционное колесо с центробежным диском, при этом центробежный диск имеет опорную поверхность центробежного стопора и направляющие участки, продолжающиеся радиально вверх от опорной поверхности центробежного стопора, центробежный стопор, расположенный с возможностью скольжения на опорной поверхности центробежного стопора между направляющими участками, причем центробежный стопор включает в себя внешние зубья центробежного стопора и стопорный штифт, втулку, соединенную с возможностью вращения со стержнем, и пружину, соединяющую центробежный стопор с втулкой.

Привод предпочтительно включает в себя зубчатый опускающий механизм и зубчатый поднимающий механизм, причем каждый из зубчатого опускающего механизма и зубчатого подъемного механизма выполнен с возможностью избирательного зацепления центробежным механизмом.

Предпочтительно при вращении центробежного диска с заданной скоростью вращения или ниже центробежный стопор удерживается в первом радиально внутреннем положении на центробежном диске и зацепляет зубчатый опускающий механизм, а при вращении центробежного диска со скоростью выше заданной скорости вращения центробежный стопор перемещается во второе радиально наружное положение на центробежном диске и зацепляет зубчатый поднимающий механизм.

Опорный рычаг предпочтительно зацеплен по резьбе с валом так, что при вращении вала в первом направлении опорный рычаг опускается, а при вращении вала во втором направлении опорный рычаг поднимается.

Зубчатый опускающий механизм предпочтительно включает в себя кабестановое зубчатое колесо, жестко прикрепленное к верхнему концу вала, при этом при вращении центробежного диска с заданной скоростью вращения или ниже центробежный стопор удерживается в первом радиально внутреннем положении на центробежном диске, стопорный штифт, расположенный на центробежном стопоре, зацепляет кабестановое зубчатое колесо, вал вращается центробежным механизмом в первом направлении, соответствующем направлению вращения центробежного диска, и вращение вала опускает удлиняющийся рычаг.

Зубчатый поднимающий механизм предпочтительно включает в себя внешний зубчатый элемент, установленный с возможностью вращения на валу и имеющий внутреннюю поверхность, причем внутренняя поверхность имеет верхний участок, имеющий зубья внешнего колеса для зацепления центробежного стопора, и нижний участок, образующий внешние зубья солнечного зубчатого колеса, внутренние зубья солнечного зубчатого колеса, образованные на верхнем участке вала, и множество промежуточных солнечных зубчатых колес, причем промежуточные солнечные зубчатые колеса расположены между внешними зубьями солнечного зубчатого колеса и внутренними зубьями солнечного зубчатого колеса, причем при вращении центробежного диска со скоростью выше заданной скорости вращения центробежный стопор перемещается во второе радиально наружное положение на центробежном диске, внешние зубья центробежного стопора соединяются с зубьями внешнего зубчатого элемента, внешний зубчатый элемент вращается в первом направлении, соответствующем направлению центробежного диска, а вал вращается во втором направлении, противоположном первому направлению, посредством зубчатой поднимающей системы.

Механизм предпочтительно дополнительно содержит гайку, расположенную на внутренней поверхности вала для зацепления опорного рычага, причем опорный рычаг имеет внешнюю поверхность, причем внешняя поверхность имеет резьбы на ней, которые зацепляют по резьбе гайку.

Механизм предпочтительно дополнительно содержит опорную конструкцию колеса, соединенную с нижним концом опорного рычага, и опорное колесо, прикрепленное к опорной конструкции колеса.

Механизм предпочтительно дополнительно содержит пружину подвески, имеющую первый конец и второй конец, причем первый конец пружины подвески прикреплен к нижнему концу опорного рычага, опорную конструкцию колеса, соединенную со вторым концом пружины подвески, и опорное колесо, прикрепленное к опорной конструкции колеса.

Механизм предпочтительно включает в себя плоскую пружину, расположенную в нижнем участке вала, причем опорный рычаг имеет внешнюю поверхность, причем внешняя поверхность включает в себя резьбовой участок на ней, причем крышка продолжается выше резьбового участка и имеет диаметр, по существу равный диаметру резьбового участка, и верхнюю часть, имеющую диаметр больше, чем диаметр резьбового участка, при этом после полного удлинения опорного рычага вниз резьбовой участок выходит из гайки, крышка располагается внутри гайки, а плоская пружина поджимает крышку вверх так, что когда вал изменяет направление, гайка и резьбовой участок опорного рычага повторно зацепляются.

Согласно другому аспекту предложен велосипед, содержащий раму, колесо велосипеда, поддерживаемое рамой, полый вал, соединенный с рамой велосипеда и включающий верхний конец и нижний конец, опорный рычаг, телескопически выдвигаемый вниз из нижнего конца вала, и фрикционное колесо, поддерживаемое с возможностью вращения валом, причем фрикционное колесо продолжается от верхнего конца вала так, что фрикционное колесо находится во фрикционном контакте с колесом велосипеда.

Велосипед предпочтительно дополнительно содержит привод, расположенный на верхнем конце вала и выполненный с возможностью перемещения опорного рычага, причем привод включает в себя центробежный механизм, поддерживаемый с возможностью вращения внутри вала и имеющий по существу круглую форму, и стержень, продолжающийся из центральной точки центробежного механизма и жестко соединяющий фрикционное колесо с центробежным механизмом так, что фрикционное колесо приводит во вращение центробежный механизм.

Центробежный механизм предпочтительно включает в себя центробежный диск, поддерживаемый с возможностью вращения внутри вала, причем центробежный диск имеет по существу круглую форму, стержень продолжается из центральной точки центробежного диска и жестко соединяет фрикционное колесо с центробежным диском, причем центробежный диск имеет опорную поверхность центробежного стопора и направляющие участки, продолжающиеся радиально наружу из центральной точки и вверх от опорной поверхности центробежного стопора, центробежный стопор, расположенный с возможностью скольжения на опорной поверхности центробежного стопора между направляющими участками, причем центробежный стопор включает в себя внешние зубья стопора и стопорный штифт, втулку, соединенную с возможностью вращения со стержнем, и пружину смещения, соединяющую центробежный стопор с втулкой.

Велосипед предпочтительно включает в себя кабестановое зубчатое колесо, жестко прикрепленное к верхнему концу вала, внешнее колесо, установленное с возможностью вращения на валу и имеющее внутреннюю поверхность, причем внутренняя поверхность имеет верхний участок, имеющий зубья внешнего колеса для зацепления центробежного стопора, и нижний участок, образующий внешние зубья солнечного зубчатого колеса, внутренние зубья солнечного зубчатого колеса, образованные на внешней поверхности верхнего конца вала, и множество промежуточных солнечных зубчатых колес, причем промежуточные солнечные зубчатые колеса расположены между внешними зубьями солнечного зубчатого колеса и внутренними зубьями солнечного зубчатого колеса, причем при вращении центробежного диска с заданной скоростью вращения или ниже центробежный стопор удерживается в первом радиально внутреннем положении на центробежном диске, стопорный штифт соединяется с кабестановым зубчатым колесом, вал вращается центробежным механизмом в первом направлении, соответствующем направлению вращения центробежного диска, и вращение вала опускает опорный рычаг, а при вращении центробежного диска со скоростью выше заданной скорости вращения центробежный стопор перемещается во второе радиально наружное положение на центробежном диске, внешние зубья стопора соединяются с зубьями внешнего колеса внешнего колеса, внешнее колесо вращается в первом направлении, соответствующем направлению центробежного диска, и вал вращается во втором направлении, противоположном первому направлению, посредством зубчатого подъемного механизма.

Велосипед предпочтительно дополнительно содержит второй полый вал, соединенный с рамой велосипеда, причем второй вал включает в себя верхний конец и нижний конец, второй опорный рычаг, телескопически выдвигаемый вниз из нижнего конца второго вала, и второе фрикционное колесо, поддерживаемое с возможностью вращения вторым валом, причем второе фрикционное колесо продолжается от верхнего конца второго вала так, что второе фрикционное колесо находится во фрикционном контакте с колесом велосипеда, причем полый вал, опора и фрикционное колесо поддерживаются с возможностью вращения на первой стороне велосипеда, а второй полый вал, второй опорный рычаг и второе фрикционное колесо поддерживаются с возможностью вращения на второй стороне велосипеда.

Согласно еще одному аспекту предложен способ использования опорного механизма велосипеда, который включает в себя полый вал, соединяемый с рамой велосипеда, причем вал включает в себя верхний конец и нижний конец, опорный рычаг, телескопически выдвигаемый вниз из нижнего конца вала, фрикционное колесо, поддерживаемое с возможностью вращения валом, причем фрикционное колесо продолжается от верхнего конца вала так, что фрикционное колесо расположено в фрикционном контакте с колесом велосипеда, привод, приводимый в движение фрикционным колесом и включающий в себя центробежный механизм, при этом способ включает этапы, на которых опускают опорный рычаг при вращении центробежного механизма со скоростью выше нуля и ниже первой заданной скорости вращения, и поднимают опорный рычаг при вращении центробежного механизма со скоростью выше второй заданной скорости вращения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой вид сбоку велосипеда, включающего в себя примерный опорный механизм велосипеда.

Фиг.2 представляет собой вид сбоку примерного опорного механизма велосипеда на Фиг. 1.

Фиг.3 представляет собой вид в поперечном сечении примерного опорного механизма велосипеда на Фиг. 1.

Фиг.4А представляет собой вид сверху опорного механизма велосипеда на Фиг. 1.

Фиг.4B представляет собой полупрозрачный вид секции опорного механизма велосипеда на Фиг. 1, показывающий расположение гайки.

Фиг.4С представляет собой полупрозрачный вид секции опорного механизма велосипеда на Фиг. 1, показывающий взаимодействие гайки и опорного рычага.

Фиг.5 представляет собой вид в перспективе с частичным разрезом привода, включающего в себя фрикционное колесо.

Фиг.6 представляет собой разобранный вид привода и фрикционного колеса на Фиг. 5.

Фиг.7А представляет собой вид в перспективе зубчатого подъемного механизма.

Фиг.7B представляет собой вид в перспективе зубчатого подъемного механизма на Фиг. 7A с участком разреза внешнего колеса.

Фиг.7С представляет собой вид в перспективе внешнего колеса с разрезом переднего участка.

Фиг.8A представляет собой вид в перспективе привода со стопором привода, находящимся в первом внутреннем положении.

Фиг.8B представляет собой вид в разрезе зубчатого опускающего механизма, показывающий взаимодействие стопорного штифта и кабестанового зубчатого колеса.

Фиг.8С представляет собой вид снизу привода, показывающий взаимодействие стопорного штифта и кабестанового зубчатого колеса.

Фиг.9А представляет собой вид в перспективе привода со стопором привода во втором наружном положении.

Фиг.9B представляет собой вид в разрезе привода на Фиг.8, показывающий работу внешних зубьев стопора и зубьев внешнего колеса.

Фиг.9С представляет собой вид снизу привода, показывающий взаимодействие внешних зубьев стопора и зубьев внешнего колеса.

Фиг.10 представляет собой вид в разрезе секции опорного механизма велосипеда на Фиг. 1, показывающий опорный рычаг и плоскую пружину.

Подробное описание изобретения

Здесь раскрыт и проиллюстрирован на различных фигурах опорный механизм 100, включающий в себя вал 110, выполненный с возможностью соединения с рамой 12 велосипеда 10. Как используется здесь, велосипед может представлять собой любое пригодное двухколесное транспортное средство, например, велосипед, электрифицированный велосипед, мопед, скутер, мотоцикл и т.д. Велосипед 10 включает в себя колесо 20 велосипеда. Колесо 20 велосипеда включает в себя шину 22.

Вал 110 опорного механизма 100 имеет форму полой трубы и включает в себя верхний конец 116 и нижний конец 118. Опорный рычаг 120 является телескопически выдвигаемым вниз из нижнего конца 118 вала 110. Фрикционное колесо 190 поддерживается с возможностью вращения валом 110. Фрикционное колесо 190 продолжается от верхнего конца 116 вала 110 так, что фрикционное колесо 190 расположено в фрикционном контакте с частью колеса 20 велосипеда, например, шиной 22.

Опорный механизм 100 приводится в движение фрикционным колесом 190 с возможностью выдвижения опорного рычага 120 при медленном движении велосипеда 10 ниже нижнего порога скорости, например, 4,8280 км/ч, при котором велосипед может начинать вихлять. Опорный механизм 100 поднимает опорный рычаг 120 при быстром движении велосипеда 10 выше верхнего порога скорости, например, 8,0467 км/ч, при котором велосипед стремится оставаться стабильно в вертикальном положении. Таким образом, опорный рычаг 120 автоматически выдвигается при медленном движении или остановке велосипеда 10 и помогает поддерживать велосипед 10 в вертикальном положении. В связи с этим ездоку нет необходимости использовать его/ее ноги для поддержания устойчивости велосипеда 10.

Со ссылкой на Фиг.1 и 2 велосипед 10 включает в себя раму 12. Рама 12 имеет удлинение 14 рамы. Колесо 20 велосипеда включает в себя шину 22 и поддерживается с возможностью вращения на раме 12, например, традиционным образом.

Опорный механизм 100 включает в себя вал 110. Вал 110 прикреплен с возможностью вращения к раме 12. Вал 110 имеет верхний конец 116 и нижний конец 118. Вал 110 расположен на первой стороне 17 рамы 12 велосипеда так, что верхний конец 116 вала 110 находится вблизи верхней части 24 колеса 20 велосипеда, например, верхний конец 116 в общем представляет собой участок вала 110, ближайший к верхней части 24 колеса 20 велосипеда относительно любых других участков вала 110. Удлинение 14 рамы может быть использовано для поддержания вала 110 на раме 12. Удлинение 14 рамы продолжается от рамы 12 до точки на или ниже верхнего конца 116 вала 110 и позволяет прикреплять вал 110 к раме 12. В примере, показанном на Фиг.1, вал 110 продолжается по существу в вертикальном направлении, при этом верхний конец 116 вала расположен вблизи верхней части 24 колеса 20 велосипеда. Второе удлинение 16 рамы может альтернативно или дополнительно использоваться для поддержания с возможностью вращения вала 110 на раме 12. Например, второе удлинение 16 рамы может продолжаться наружу от рамы 12 вблизи оси (не показана) колеса 20 и поддерживать с возможностью вращения вал 110 вблизи нижнего 118 конца.

Как показано на Фиг.1 и 2, опорный рычаг 120 является телескопически выдвигаемым и продолжается из нижнего конца 118 вала 110.

Фрикционное колесо 190 поддерживается с возможностью вращения на верхнем конце 116 вала 110 стержнем 192. Фрикционное колесо 190 расположено на опорном механизме 100 так, что фрикционное колесо 190 находится во фрикционном контакте с частью колеса 20 велосипеда, например, шиной 22. Таким образом, вращение колеса 20 велосипеда может поворачивать фрикционное колесо 190.

Опорный рычаг 120 зацеплен по резьбе с валом 110 так, что при вращении вала 110 в первом направлении опорный рычаг 120 опускается, а при вращении вала 110 во втором направлении опорный рычаг 120 поднимается.

Как показано на Фиг.3 и 4A-4C, вал 110 имеет внутреннюю поверхность 112. Гайка 300 может быть неподвижно прикреплена к внутренней поверхности 112 вала 110 вблизи нижнего конца 118. Опорный рычаг 120 может быть обеспечен резьбами 122 на внешней поверхности 123. Как дополнительно показано на Фиг.3, гайка 300 и опорный рычаг 120 могут иметь соответствующие размеры так, что резьбы 122 опорного рычага 120 зацепляют гайку 300. Соответственно, опорный рычаг 120 может зацеплять по резьбе гайку 300 так, что при вращении вала 110 опорный рычаг 120 поднимается в или опускается из вала 110.

Со ссылкой на Фиг.2 и 3, опорный механизм 100 может включать в себя пружину 140 подвески, причем пружина имеет первый конец 142 и второй конец 144. Первый конец 142 прикреплен к нижнему концу 118 опорного рычага 120. Опорный механизм 100 может дополнительно включать в себя опорную конструкцию 150 колеса, соединенную со вторым концом 144 пружины 140 подвески. Опорное колесо 152 может поддерживаться с возможностью вращения опорной конструкцией 150 колеса.

Как показано на Фиг.2 и 3, соединительная крышка 130 может использоваться для соединения первого конца 142 пружины 140 подвески с нижним концом 124 опорного рычага 120. Отметим, однако, что вместо крышки 130 могут использоваться другие соединители для соединения пружины 142 с опорным рычагом 120.

Пружина 140 подвески позволяет опорному механизму 100 реагировать на неровности поверхности дороги и уменьшать или минимизировать воздействия этих неровностей, при этом продолжая обеспечивать опорную функцию для велосипеда 10.

Однако пружина 140 подвески может быть исключена из опорного механизма 100. Опорная конструкция 150 колеса может быть соединена с нижним концом 124 опорного рычага 120, а опорное колесо 152 может быть прикреплено к опорной конструкции 150 колеса.

Опорный механизм 100 включает в себя привод 200, расположенный на верхнем конце 116 вала 110 и выполненный с возможностью перемещения опорного рычага 120, причем привод 200 приводится в движение фрикционным колесом 190.

Как показано на Фиг.2, привод 200 расположен внутри верхнего конца 116 вала 110. Привод 200 может иметь круглую форму. Первый диаметр вала на верхнем конце 116 может быть больше, чем второй диаметр оставшейся части вала 110, для того, чтобы вмещать привод 200.

Как показано на Фиг.2 и 3, стержень 192 неподвижно прикреплен к приводу 200 и продолжается вверх из центра привода 200. Фрикционное колесо 190 неподвижно прикреплено к стержню 192. Таким образом, фрикционное колесо 190 приводит в движение привод 200.

Со ссылкой на Фиг.5 и 6, привод 200 включает в себя центробежный механизм 220, поддерживаемый с возможностью вращения внутри вала 110, причем центробежный механизм 220 имеет по существу круглую форму, причем стержень 192 продолжается из центральной точки центробежного механизма 220 и неподвижно соединяет фрикционное колесо 190 с центробежным механизмом 220 так, что фрикционное колесо 190 приводит во вращение центробежный механизм 220.

Центробежный механизм 220 включает в себя центробежный диск 222, поддерживаемый с возможностью вращения внутри вала 110, причем центробежный диск 222 имеет по существу круглую форму, причем стержень 192 продолжается из центральной точки центробежного диска 222 и неподвижно соединяет фрикционное колесо 190 с центробежным диском 222. Центробежный диск 222 имеет опорную поверхность 254 центробежного стопора и направляющие участки 256, продолжающиеся вверх от опорной поверхности 254 центробежного стопора и радиально наружу из центральной точки. Центробежный стопор 226 расположен с возможностью скольжения на опорной поверхности 254 центробежного стопора между направляющими участками 256, причем центробежный стопор 226 включает в себя внешние зубья 227 центробежного стопора и стопорный штифт 228. Втулка 223 соединяется с возможностью вращения со стержнем 192, а пружина 224 смещения соединяет центробежный стопор 226 с втулкой 223.

Фиг.5 и 6 показывают центробежный механизм 220. Центробежный диск 222 образован по существу в форме цилиндра с углублением 252, образованным в нем. Направляющие участки 256 образуют стороны углубления 252 и продолжаются радиально наружу приблизительно из центральной точки центробежного диска 222. Направляющие участки 256 продолжаются вертикально вниз от верхней поверхности 250 центробежного диска 222. Опорная поверхность 254 центробежного стопора образует нижнюю часть углубления 252.

Как показано на Фиг.5 и 6, получающееся в результате углубление 252 имеет по существу треугольную форму с вершиной треугольника, расположенной близко к центральной точке центробежного диска 222. Центробежный стопор 226 поддерживается с возможностью скольжения внутри углубления 252 на опорной поверхности 254 центробежного стопора.

Центробежный стопор 226 также имеет по существу треугольную форму и устанавливается внутри углубления 252, образованного в центробежном диске 222. Центробежный стопор 226 имеет вершину 260. Внешний край 262 центробежного стопора 226 имеет внешние зубья 227 стопора. Центробежный стопор 226 включает в себя стопорный штифт 228, причем стопорный штифт продолжается вниз от центробежного стопора 226.

Привод 200 включает в себя зубчатый опускающий механизм 241 и зубчатый поднимающий механизм 229, причем зубчатый опускающий механизм 241 и зубчатый поднимающий механизм 229 выборочно зацепляются и приводятся в движение центробежным механизмом 200.

Со ссылкой на Фиг.6, зубчатый опускающий механизм 241 включает в себя кабестановое зубчатое колесо 242. Кабестановое зубчатое колесо 242 прикреплено с возможностью неподвижного закрепления к верхнему концу 116 вала 110.

Со ссылкой на Фиг.7A, 7B и 7C зубчатый поднимающий механизм 229 включает в себя внешнее колесо 230. Внешнее колесо 230 поддерживается с возможностью вращения на верхнем конце 116 вала 110. Внешнее колесо 230 имеет форму полого цилиндра и имеет внутреннюю поверхность 231. Как показано на Фиг.7С, зубья 232 внешнего колеса расположены на верхнем участке внутренней поверхности 231 внешнего колеса 230. Дополнительно, как показано на Фиг.7С, внешние зубья 236 солнечного зубчатого колеса расположены на нижнем участке внутренней поверхности 231 внешнего колеса 230.

Как показано на Фиг.7B, зубчатый поднимающий механизм 229 дополнительно включает в себя внутренние зубья 240 солнечного зубчатого колеса. Внутренние зубья 240 солнечного зубчатого колеса образованы на верхнем конце 116 вала 110.

В дополнение, зубчатый поднимающий механизм 229 включает в себя множество промежуточных солнечных зубчатых колес 234. Промежуточные солнечные зубчатые колеса 234 расположены между внешними зубьями 236 солнечного зубчатого колеса и внутренними зубьями 240 солнечного зубчатого колеса.

При вращении центробежного диска 222 с первой заданной скоростью вращения или ниже центробежный стопор 222 удерживается в первом радиально внутреннем положении на центробежном диске 222 и зацепляет зубчатый опускающий механизм 241. При вращении центробежного диска 222 со скоростью выше второй заданной скорости вращения центробежный стопор перемещается во второе радиально наружное положение на центробежном диске 222 и зацепляет зубчатый поднимающий механизм 229.

Со ссылкой на Фиг.5 и 8А, при нахождении центробежного диска 222 в состоянии покоя и отсутствии центробежной силы, прикладываемой к центробежному стопору 226, центробежный стопор 226 смещается в первое положение посредством пружины 224 смещения. В первом положении центробежный стопор 226 удерживается радиально внутри в отношении диска 222 внутри углубления 252. В первом положении внешние зубья стопора 227 остаются внутри внешней периферии центробежного диска 222. Стопорный штифт 228 удерживается радиально внутри в отношении диска 222 в положении, где стопорный штифт 228 может зацеплять кабестановое зубчатое колесо 242.

Зубчатый опускающий механизм 241 включает в себя кабестановое зубчатое колесо 242. Кабестановое зубчатое колесо 242 неподвижно прикреплено к верхнему концу 116 вала 110. При вращении центробежного диска 222 со скоростью первой заданной скорости вращения или ниже, например, скорости вращения, соответствующей скорости велосипеда 4,8280 км/ч, центробежный стопор 222 удерживается в первом радиально внутреннем положении на центробежном диске 222. Стопорный штифт 228 соединяется с кабестановым зубчатым колесом 242. Вал 110 вращается центробежным механизмом 220 в первом направлении, соответствующем направлению вращения центробежного диска 222. Вращение вала 110 опускает удлиняющийся рычаг 120.

Работа привода 200 при опускании опорного рычага 120 показана на Фиг.8A, 8B и 8C. Каждая из Фигур 8A, 8B и 8C показывает центробежный стопор 226 в первом положении. Как показано на Фиг.8B и 8C, в первом положении стопорный штифт 228 находится в положении для зацепления кабестанового зубчатого колеса 242. При зацеплении стопорного штифта 228 с кабестановым зубчатым колесом 242 вал 110 приводится в движение с возможностью вращения в том же направлении и с той же скоростью вращения, что и фрикционное колесо 190. При нахождении велосипеда 10 в состоянии покоя центробежный диск 222 не вращается, и опорный рычаг 120 остается в рабочем положении.

Фиг.8С представляет собой вид снизу привода 200, показывающий щели, образованные в кабестановом зубчатом колесе 242 для зацепления со стопорным штифтом 228.

Зубчатый поднимающий механизм 229 включает в себя внешнее колесо 230, имеющее внутреннюю поверхность 231, причем внутренняя поверхность 231 имеет верхний участок 233, имеющий зубья 232 внешнего колеса для зацепления центробежного стопора 226, и нижний участок 235, образующий внешние зубья 236 солнечного зубчатого колеса. Внутренние зубья 240 солнечного зубчатого колеса образованы на верхнем конце 116 вала 110. Множество промежуточных солнечных зубчатых колес 234 расположены между внешними зубьями 236 солнечного зубчатого колеса и внутренними зубьями 240 солнечного зубчатого колеса.

При вращении центробежного диска 222 со скоростью выше второй заданной скорости вращения, например, скорости вращения, соответствующей скорости велосипеда 8,0467 км/ч, центробежный стопор 226 перемещается во второе радиально наружное положение на центробежном диске 222. Внешние зубья 227 стопора соединяются с зубьями 232 внешнего колеса внешнего колеса 230. Внешнее колесо 230 вращается в первом направлении, соответствующем направлению вращения центробежного диска 222. Вал 110 вращается во втором направлении, противоположном первому направлению, посредством зубчатого подъемного механизма 229.

Работа привода 200 при подъеме опорного рычага 120 показана на Фиг.9A, 9B и 9C. Каждая из Фигур 9A, 9B и 9C показывает центробежный стопор 226 во втором радиально наружном положении. Как показано на Фиг.9A и 9B, при нахождении центробежного стопора 226 во втором положении внешние зубья 227 стопора центробежного стопора 226 зацепляются с зубьями 232 внешнего колеса. Таким образом, центробежный механизм 220 заставляет внешнее колесо 230 вращаться в том же направлении, что и фрикционное колесо 190.

Как показано на Фиг.9B и 9C, внешние зубья 236 солнечного зубчатого колеса на нижнем участке 233 внешнего колеса 230 зацепляют множество промежуточных солнечных зубчатых колес 234. Множество промежуточных солнечных зубчатых колес 234 зацепляет внутренние зубья 240 солнечного зубчатого колеса, расположенные на верхнем конце 116 вала 110. Конфигурация внешних зубьев 236 солнечного зубчатого колеса, промежуточных солнечных зубчатых колес 234 и внутренних зубьев 240 солнечного зубчатого колеса заставляет вал 110 вращаться в направлении, противоположном направлению вращения фрикционного колеса 190.

Опорный механизм 100 включает в себя плоскую пружину 400, расположенную в валу 300 вблизи и немного выше гайки 300. Опорный рычаг 120 имеет внешнюю поверхность 123 и резьбы 122 на внешней поверхности 123. Крышка 160 прикреплена к верхнему концу 124 опорного рычага 120. Крышка 160 продолжается выше опорного рычага 120 и имеет диаметр, по существу такой же, как и диаметр опорного рычага 120. Крышка 160 имеет верхнюю часть 162. Верхняя часть 162 имеет диаметр больше, чем диаметр опорного рычага 120.

После полного удлинения опорного рычага 120 в направлении вниз опорный рычаг 120 выходит из гайки 300. Крышка 160 располагается внутри гайки 300. В этом положении плоская пружина 400 зацепляет верхнюю часть 162 и поджимает крышку 160 вверх так, что, когда вал 110 изменяет направление, гайка 300 и резьбы 122 на опорном рычаге 120 повторно зацепляются.

Фиг.10 показывает работу плоской пружины 400. После полного удлинения опорного рычага 120 резьбы 122 опорного рычага 120 выходят из гайки 300. Крышка 160 продолжается через гайку 300. Верхняя часть 162 крышки 160 находится в контакте с плоской пружиной 400 так, что плоская пружина 400 поджимает крышку вверх. Когда вал 110 изменяет направление, плоская пружина 400 толкает опорный рычаг 120 в гайку 300, позволяя гайке 300 зацепляться по резьбе с опорным рычагом 120.

Может использоваться механизм зацепления/отцепления (не показан) для зацепления и отцепления фрикционного колеса 190 от колеса 20 велосипеда. Например, механизм зацепления/отцепления может включать в себя пружину для зацепления (не показана). Опорный механизм 100 может смещаться пружиной для зацепления так, что фрикционное колесо 190 находится во фрикционном контакте с колесом 20 велосипеда. Механизм зацепления/отцепления может, например, включать в себя рычаг и трос. Активация рычага может посредством троса отцеплять опорный механизм 100.

Второй опорный рычаг, подобно опорному рычагу 100, может быть включен на второй стороне (не показана) велосипеда 10, противоположной первой стороне 17 велосипеда 10. Второй опорный рычаг может быть прикреплен с возможностью вращения к раме 12 на второй стороне велосипеда 10 таким же образом, каким опорный рычаг 100 закреплен с возможностью вращения на первой стороне велосипеда 10, только в зеркальном отображении.

Как используется здесь, наречие «по существу», уточняющее прилагательное, означает, что форма, конструкция, измерение и т.д. могут отклоняться от точно описанной геометрии, расстояния, измерения и т.д., из-за несовершенств материалов, механической обработки, изготовления и т.д.

На чертежах одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы. Кроме того, некоторые или все из этих элементов могут быть изменены. Соответственно, следует понимать, что вышеуказанное описание является иллюстративным, а не ограничивающим. Многие варианты выполнения и применения, отличные от представленных примеров, станут понятны специалисту в области техники при прочтении вышеуказанного описания. Объем изобретения следует определять не со ссылкой на вышеуказанное описание, а со ссылкой на приложенную формулу изобретения вместе с полным объемом эквивалентов, на которые такая формула изобретения имеет право. Предполагается и имеется в виду, что последующие разработки будут возникать в уровне техники, рассмотренном здесь, и что раскрытые системы и способы будут включены в такие последующие варианты выполнения. В общем, следует понимать, что изобретение может быть модифицировано и изменено и ограничено только приведенной ниже формулой изобретения.

Claims (64)

1. Опорный механизм велосипеда, содержащий:

полый вал, выполненный с возможностью соединения с рамой велосипеда и включающий верхний конец и нижний конец,

опорный рычаг, телескопически выдвигаемый вниз из нижнего конца вала,

фрикционное колесо, поддерживаемое с возможностью вращения валом и продолжающееся от верхнего конца вала так, что оно расположено во фрикционном контакте с колесом велосипеда, и

привод, выполненный с возможностью перемещения опорного рычага и приведения в движение фрикционным колесом.

2. Механизм по п. 1, в котором привод расположен на верхнем конце вала.

3. Механизм по п. 1, в котором привод включает в себя центробежный механизм, поддерживаемый с возможностью вращения внутри вала, причем центробежный механизм имеет по существу круглую форму, стержень, продолжающийся из центральной точки центробежного механизма и жестко соединяющий фрикционное колесо с центробежным механизмом так, что фрикционное колесо приводит во вращение центробежный механизм.

4. Механизм по п. 3, в котором центробежный механизм включает в себя:

центробежный диск, поддерживаемый с возможностью вращения внутри вала, причем центробежный диск имеет по существу круглую форму, стержень продолжается из центральной точки центробежного диска и жестко соединяет фрикционное колесо с центробежным диском, при этом центробежный диск имеет опорную поверхность центробежного стопора и направляющие участки, продолжающиеся радиально вверх от опорной поверхности центробежного стопора,

центробежный стопор, расположенный с возможностью скольжения на опорной поверхности центробежного стопора между направляющими участками, причем центробежный стопор включает в себя внешние зубья центробежного стопора и стопорный штифт,

втулку, соединенную с возможностью вращения со стержнем, и

пружину, соединяющую центробежный стопор с втулкой.

5. Механизм по п. 4, в котором привод включает в себя зубчатый опускающий механизм и зубчатый поднимающий механизм, причем каждый из зубчатого опускающего механизма и зубчатого подъемного механизма выполнен с возможностью избирательного зацепления центробежным механизмом.

6. Механизм по п. 5, в котором:

при вращении центробежного диска с заданной скоростью вращения или ниже центробежный стопор удерживается в первом радиально внутреннем положении на центробежном диске и зацепляет зубчатый опускающий механизм, а при вращении центробежного диска со скоростью выше заданной скорости вращения центробежный стопор перемещается во второе радиально наружное положение на центробежном диске и зацепляет зубчатый поднимающий механизм.

7. Механизм по п. 1, в котором опорный рычаг зацеплен по резьбе с валом так, что при вращении вала в первом направлении опорный рычаг опускается, а при вращении вала во втором направлении опорный рычаг поднимается.

8. Механизм по п. 6, в котором зубчатый опускающий механизм включает в себя кабестановое зубчатое колесо, жестко прикрепленное к верхнему концу вала, при этом:

при вращении центробежного диска с заданной скоростью вращения или ниже центробежный стопор удерживается в первом радиально внутреннем положении на центробежном диске, стопорный штифт, расположенный на центробежном стопоре, зацепляет кабестановое зубчатое колесо, вал вращается центробежным механизмом в первом направлении, соответствующем направлению вращения центробежного диска, и вращение вала опускает удлиняющийся рычаг.

9. Механизм по п. 6, в котором зубчатый поднимающий механизм включает в себя:

внешний зубчатый элемент, установленный с возможностью вращения на валу и имеющий внутреннюю поверхность, причем внутренняя поверхность имеет верхний участок, имеющий зубья внешнего колеса для зацепления центробежного стопора, и нижний участок, образующий внешние зубья солнечного зубчатого колеса;

внутренние зубья солнечного зубчатого колеса, образованные на верхнем участке вала; и

множество промежуточных солнечных зубчатых колес, причем промежуточные солнечные зубчатые колеса расположены между внешними зубьями солнечного зубчатого колеса и внутренними зубьями солнечного зубчатого колеса;

причем при вращении центробежного диска со скоростью выше заданной скорости вращения центробежный стопор перемещается во второе радиально наружное положение на центробежном диске, внешние зубья центробежного стопора соединяются с зубьями внешнего зубчатого элемента, внешний зубчатый элемент вращается в первом направлении, соответствующем направлению центробежного диска, а вал вращается во втором направлении, противоположном первому направлению, посредством зубчатого поднимающего механизма.

10. Механизм по п. 1, дополнительно содержащий гайку, расположенную на внутренней поверхности вала для зацепления опорного рычага, причем опорный рычаг имеет внешнюю поверхность, причем внешняя поверхность имеет резьбы на ней, которые зацепляют по резьбе гайку.

11. Механизм по п. 1, дополнительно содержащий:

опорную конструкцию колеса, соединенную с нижним концом опорного рычага; и

опорное колесо, прикрепленное к опорной конструкции колеса.

12. Механизм по п. 1, дополнительно содержащий:

пружину подвески, имеющую первый конец и второй конец, причем первый конец пружины подвески прикреплен к нижнему концу опорного рычага;

опорную конструкцию колеса, соединенную со вторым концом пружины подвески; и

опорное колесо, прикрепленное к опорной конструкции колеса.

13. Механизм по п. 10, включающий в себя плоскую пружину, расположенную в нижнем участке вала,

причем опорный рычаг имеет внешнюю поверхность, причем внешняя поверхность включает в себя резьбовой участок на ней, причем крышка продолжается выше резьбового участка и имеет диаметр, по существу равный диаметру резьбового участка, и верхнюю часть, имеющую диаметр больше, чем диаметр резьбового участка,

при этом после полного удлинения опорного рычага вниз резьбовой участок выходит из гайки, крышка располагается внутри гайки, а плоская пружина поджимает крышку вверх так, что когда вал изменяет направление, гайка и резьбовой участок опорного рычага повторно зацепляются.

14. Велосипед, содержащий:

раму,

колесо велосипеда, поддерживаемое рамой,

полый вал, соединенный с рамой велосипеда и включающий верхний конец и нижний конец,

опорный рычаг, телескопически выдвигаемый вниз из нижнего конца вала,

фрикционное колесо, поддерживаемое с возможностью вращения валом, причем фрикционное колесо продолжается от верхнего конца вала так, что фрикционное колесо находится во фрикционном контакте с колесом велосипеда, и

привод, выполненный с возможностью перемещения опорного рычага и приведения в движение фрикционным колесом.

15. Велосипед по п. 14, в котором:

привод расположен на верхнем конце вала и включает в себя центробежный механизм, поддерживаемый с возможностью вращения внутри вала и имеющий по существу круглую форму,

стержень, продолжающийся из центральной точки центробежного механизма и жестко соединяющий фрикционное колесо с центробежным механизмом так, что фрикционное колесо приводит во вращение центробежный механизм.

16. Велосипед по п. 15, в котором центробежный механизм включает в себя:

центробежный диск, поддерживаемый с возможностью вращения внутри вала, причем центробежный диск имеет по существу круглую форму, стержень продолжается из центральной точки центробежного диска и жестко соединяет фрикционное колесо с центробежным диском, причем центробежный диск имеет опорную поверхность центробежного стопора и направляющие участки, продолжающиеся радиально наружу из центральной точки и вверх от опорной поверхности центробежного стопора,

центробежный стопор, расположенный с возможностью скольжения на опорной поверхности центробежного стопора между направляющими участками, причем центробежный стопор включает в себя внешние зубья стопора и стопорный штифт,

втулку, соединенную с возможностью вращения со стержнем, и

пружину смещения, соединяющую центробежный стопор с втулкой.

17. Велосипед по п. 16, включающий в себя:

кабестановое зубчатое колесо, жестко прикрепленное к верхнему концу вала;

внешнее колесо, установленное с возможностью вращения на валу и имеющее внутреннюю поверхность, причем внутренняя поверхность имеет верхний участок, имеющий зубья внешнего колеса для зацепления центробежного стопора, и нижний участок, образующий внешние зубья солнечного зубчатого колеса;

внутренние зубья солнечного зубчатого колеса, образованные на внешней поверхности верхнего конца вала; и

множество промежуточных солнечных зубчатых колес, причем промежуточные солнечные зубчатые колеса расположены между внешними зубьями солнечного зубчатого колеса и внутренними зубьями солнечного зубчатого колеса; причем:

при вращении центробежного диска с заданной скоростью вращения или ниже центробежный стопор удерживается в первом радиально внутреннем положении на центробежном диске, стопорный штифт соединяется с кабестановым зубчатым колесом, вал вращается центробежным механизмом в первом направлении, соответствующем направлению вращения центробежного диска, и вращение вала опускает опорный рычаг, а

при вращении центробежного диска со скоростью выше заданной скорости вращения центробежный стопор перемещается во второе радиально наружное положение на центробежном диске, внешние зубья стопора соединяются с зубьями внешнего колеса внешнего колеса, внешнее колесо вращается в первом направлении, соответствующем направлению центробежного диска, и вал вращается во втором направлении, противоположном первому направлению, посредством зубчатого подъемного механизма.

18. Велосипед по п. 14, дополнительно содержащий:

второй полый вал, соединенный с рамой велосипеда, причем второй вал включает в себя верхний конец и нижний конец,

второй опорный рычаг, телескопически выдвигаемый вниз из нижнего конца второго вала, и

второе фрикционное колесо, поддерживаемое с возможностью вращения вторым валом, причем второе фрикционное колесо продолжается от верхнего конца второго вала так, что второе фрикционное колесо находится во фрикционном контакте с колесом велосипеда, причем:

полый вал, опора и фрикционное колесо поддерживаются с возможностью вращения на первой стороне велосипеда, а второй полый вал, второй опорный рычаг и второе фрикционное колесо поддерживаются с возможностью вращения на второй стороне велосипеда.

19. Способ использования опорного механизма велосипеда, который включает в себя полый вал, соединяемый с рамой велосипеда, причем вал включает в себя верхний конец и нижний конец, опорный рычаг, телескопически выдвигаемый вниз из нижнего конца вала, фрикционное колесо, поддерживаемое с возможностью вращения валом, причем фрикционное колесо продолжается от верхнего конца вала так, что фрикционное колесо расположено во фрикционном контакте с колесом велосипеда, привод, приводимый в движение фрикционным колесом и включающий в себя центробежный механизм, выполненный с возможностью вращения фрикционным колесом, при этом способ включает этапы, на которых:

опускают опорный рычаг при вращении центробежного механизма со скоростью выше нуля и ниже первой заданной скорости вращения, и

поднимают опорный рычаг при вращении центробежного механизма со скоростью выше второй заданной скорости вращения.

Images