RU2701081C2

RU2701081C2 - Bicycle pedal drive

Info

Publication number: RU2701081C2
Application number: RU2017104040A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Александрович Зеленов
Original assignee: Вячеслав Александрович Зеленов
Priority date: 2017-02-07
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2019-09-24
Also published as: RU2017104040A; RU2017104040A3

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to pedal drives of bicycles. Pedal bicycle drive includes cranks connected to drive sprocket, pedals fixed on crankshafts including shoe fixing device. Shoe fixing device is made in the form of an arched support-envelopment representing a rod bracket, which shoulders are fixed under the pedal plane. Arched part of bracket is installed above pedal for interaction with shoe back.

EFFECT: higher efficiency of pedal drive.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам, приводимым в движение мускульной силой человека, в частности к велосипедам.The invention relates to vehicles driven by the muscular power of a person, in particular to bicycles.

Известны педальные приводы велосипедов, имеющие повышенный КПД - (а.с. СССР №1824343, 1720920, 1355539, 1316904, 1130503).Known pedal drives of bicycles having high efficiency - (USSR AS No. 1824343, 1720920, 1355539, 1316904, 1130503).

Недостатком таких технических решений является сложность конструкции, а также отсутствие возможности более полного отбора мускульной энергии и недостаточно-развиваемая мощность, из-за отсутствия возможности включения в работу группы мышц для вращения педалей двигающихся к верхнему положению.The disadvantage of such technical solutions is the complexity of the design, as well as the lack of the possibility of a more complete selection of muscular energy and an underdeveloped power, due to the lack of the ability to include muscle groups in the work to rotate the pedals moving to the upper position.

Известен также педальный привод, в котором с помощью туклипсов или велотуфлей с замками фиксируется на педалях обувь велосипедиста, что обеспечивает возможность включения в работу группы мышц для создания дополнительного тягового усилия на педалях, двигающихся к верхнему положению (Любовицкий В.П. «Гоночные велосипеды» 1989 г. с 38; 50; 100; 200 - прототип). При фиксировании обуви достигается более полный отбор мускульной энергии при вращении педалей, что способствует достижению высоких спортивных результатов.A pedal drive is also known in which cyclist shoes are fixed on pedals using locks or cycle shoes with locks, which makes it possible to include muscle groups in the work to create additional traction on pedals moving to the upper position (VP Lyubovitsky “Racing bikes” 1989 with 38; 50; 100; 200 - prototype). When fixing shoes, a more complete selection of muscle energy is achieved when the pedals are rotated, which helps to achieve high athletic performance.

Недостатком такого привода является высокая стоимость и сложность конструкции, а также не экономичное использование мускульной энергии при подтягивании педалей к верхнему положению при переходе кривошипами горизонтального положения, когда прилагаемое к педали усилие некоторое время направлено к оси ведущей звездочки. Происходит перегрузка мускульной системы для получения дополнительного крутящего момента на ведущей звездочке.The disadvantage of this drive is the high cost and complexity of the design, as well as the non-economical use of muscular energy when pulling the pedals to the upper position when moving the cranks to the horizontal position, when the force exerted on the pedal is directed for some time to the axis of the drive sprocket. The muscular system is overloaded to provide additional torque to the drive sprocket.

Для деловых или прогулочных поездок на велосипеде, достижение высоких спортивных результатов не обязательно, а важно экономичное использование мускульной энергии, поэтому получение дополнительного крутящего момента за счет перегрузки мускульной системы не имеет смысла.For business or leisure trips by bicycle, achieving high sports results is not necessary, but it is important to use muscle energy economically, therefore, obtaining additional torque due to overloading the muscle system does not make sense.

Использование замковых фиксирующих устройств создает сложность освобождения ног от педалей, что повышает вероятность падения в экстремальных ситуациях и снижает безопасность движения. Устройство сложных замков искажает привычную конструкцию педали, что снижает эксплуатационные характеристики из-за отсутствия возможности поездок на велосипеде в повседневной обуви.The use of locking locking devices creates the difficulty of releasing the legs from the pedals, which increases the likelihood of falling in extreme situations and reduces the safety of movement. The device of complex locks distorts the usual pedal design, which reduces performance due to the lack of the ability to ride a bicycle in everyday shoes.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение КПД технического решения.The purpose of the invention is to simplify the design and increase the efficiency of the technical solution.

Поставленная цель достигается тем, что, в педальном приводе велосипеда, содержащего кривошипы, соединенные с ведущей звездочкой, педали, закрепленные на кривошипах, включающие устройство фиксации обуви, устройство фиксации обуви выполнено в виде упора, установленного за педалью, для взаимодействия с задником обуви.This goal is achieved by the fact that, in the pedal drive of a bicycle containing cranks connected to the drive sprocket, pedals mounted on cranks, including a shoe fixation device, the shoe fixation device is made in the form of an emphasis mounted behind the pedal to interact with the shoe back.

На фиг. 1 представлено взаимодействие задника обуви велосипедиста с упором педали; на фиг. 2 - установка упора на педали; на фиг. 3 - вид А.In FIG. 1 shows the interaction of the back of a cyclist’s shoe with an emphasis on the pedal; in FIG. 2 - installation of an emphasis on pedals; in FIG. 3 - view A.

Велосипед 1 имеет педальную передачу, содержащую ведущую звездочку 2, соединенную с кривошипами 3, на которых закреплены педали 4. На педалях установлены упоры 5 для взаимодействия с задниками обуви 6 велосипедиста. Упоры зафиксированы на корпусе педалей с помощью проушин 7 и гаек 8.Bicycle 1 has a pedal gear containing a drive sprocket 2, connected to cranks 3, on which pedals 4 are fixed. The stops 5 are mounted on the pedals for interaction with the backs of shoes 6 of the cyclist. The stops are fixed on the pedal casing with the help of eyes 7 and nuts 8.

Педальный привод велосипеда работает следующим образом.Pedal bike operates as follows.

Перед началом движения велосипедист ставит, например левую ногу на педаль 4, находящейся в нижнем положении и поджимает задник обуви 6 к упору 5 этой педали. Затем после отталкивания правой ногой и начала движения по инерции, носком обуви этой ноги подкручивается правая верхняя педаль к горизонтальному положению. Далее подошва обуви устанавливается на опорную плоскость этой педали, а задник обуви 6 поджимается к упору 5, после чего начинается преобразование мускульной энергии в движение велосипеда. Во время нажатия на правую педаль 4, находящейся в верхнем положении, нижняя левая педаль 4 через упор 5 захватывается обувью 6 велосипедиста и одновременно с верхней педалью через кривошип 3 вращает ведущую звездочку 2. В результате создается дополнительный крутящий момент за счет включения в работу группы мышц, работающих на сгибание коленного сустава. При подходе правой педали 4 к нижнему положению происходит захват этой педали задником обуви 6 и переход кривошипами 2 мертвых точек. Далее цикл работы привода повторяется.Before starting the movement, the cyclist puts, for example, his left foot on the pedal 4, which is in the lower position and presses the back of the shoe 6 to the stop 5 of this pedal. Then, after pushing with the right foot and the start of inertia, the right upper pedal is twisted to the horizontal position with the toe of the shoe of this foot. Next, the sole of the shoe is mounted on the supporting plane of this pedal, and the back of the shoe 6 is pressed against the stop 5, after which the conversion of muscular energy into the movement of the bicycle begins. While depressing the right pedal 4, which is in the upper position, the lower left pedal 4 through the stop 5 is captured by the cyclist’s shoes 6 and simultaneously with the upper pedal rotates the drive sprocket 2 through the crank 3. As a result, additional torque is created due to the inclusion of muscle groups in the work working on flexion of the knee joint. When the right pedal 4 approaches the lower position, this pedal is captured by the back of the shoe 6 and the cranks go over 2 dead points. Next, the drive cycle is repeated.

Такой захват нижних педалей обувью согласуется с кинематикой движения ног велосипедиста, при этом траектория движения педалей совпадает с направлением действия усилия к педали через упор 5 относительно коленного сустава, что повышает крутящий момент при оптимальных затратах мускульной энергии. В результате повышается развиваемая мощность привода с экономией мускульной энергии при переходе педалями мертвых точек. Группа мышц, подключаемая к работе на сгибание коленного сустава, в той или иной степени тренирована при ходьбе и беге, поэтому процесс дополнительного вращения ведущей звездочки не вызывает заметных утомительных движений.Such a capture of the lower pedals with shoes is consistent with the kinematics of the movement of the cyclist's legs, while the path of the pedals coincides with the direction of the force exerted on the pedal through the stop 5 relative to the knee joint, which increases torque at the optimum cost of muscular energy. As a result, the developed drive power is increased with the saving of muscular energy when the pedals move the blind spots. The muscle group connected to the work on flexion of the knee joint is more or less trained when walking and running, so the process of additional rotation of the drive sprocket does not cause noticeable tiring movements.

В установившемся режиме работы привода величина усилия, действующего через упор на педали, зависит от условий движения и может выбираться самим велосипедистом от нуля до максимальных значений, превышающих усилие нажатия на педали. Такая возможность увеличения крутящего момента обеспечивает запас мощности на педалях, что улучшает ходовые характеристики велосипеда и может использоваться для преодоления препятствий и повышения скорости движения.In the steady state mode of operation of the drive, the amount of force acting through the emphasis on the pedals depends on the driving conditions and can be selected by the cyclist from zero to maximum values exceeding the pressure on the pedals. This possibility of increasing torque provides a reserve of power on the pedals, which improves the riding characteristics of the bicycle and can be used to overcome obstacles and increase speed.

Для освобождения ног от педалей в экстремальных ситуациях или для остановок, достаточно подать ногу вперед от упора педали, что упрощает существующую технику освобождения ног при использовании сложного замкового соединения обуви с педалями. Возможность поездок на велосипеде в повседневной обуви расширяет эксплуатационные возможности.To release the legs from the pedals in extreme situations or for stops, it is enough to put the foot forward from the pedal stop, which simplifies the existing technique for releasing the legs when using a complex locking connection of shoes with pedals. The possibility of cycling in casual shoes expands operational capabilities.

Применение предлагаемого педального привода на велотренажерах может повысить общую физическую подготовку за счет дополнительной тренировки группы мышц работающих при ходьбе и беге.The use of the proposed pedal drive on exercise bikes can increase overall physical fitness due to additional training of a group of muscles working when walking and running.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию и повысить КПД педального привода.Thus, the proposed technical solution allows to simplify the design and increase the efficiency of the pedal drive.

Claims

Bicycle pedal drive containing cranks connected to the drive sprocket, pedals mounted on cranks, including a shoe fixation device, characterized in that the shoe fixation device is made in the form of an arc stop-coverage, representing a rod bracket, the shoulders of which are fixed under the plane of the pedal, this arc part of the bracket is installed above the pedal to interact with the back of the shoe.